大蔥捆綁機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)摘要大蔥是人們賴以生存的的食物，它能提供人體所需的維生素和礦物質(zhì)。我國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)民主要收入來源于經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)，而大蔥的種植是其主要組成部分。我國農(nóng)業(yè)常年用種量在125億公斤以上，已成為繼美國之后的全球第二大種子市場，其中大蔥常年用種量約4萬多噸，商品化率約為60%，與世界水平還有一定差距，意味著我國大蔥市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。大蔥捆綁機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個(gè)主要分支,是將一個(gè)或多個(gè)包裝物用捆綁帶(繩)緊束一起的機(jī)器,使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸,屬于外包裝設(shè)備。捆綁機(jī)械的發(fā)展,在一定程度上借助于捆綁材料的開發(fā)應(yīng)用。在捆綁材料中先后出現(xiàn)的有草繩、綿麻繩、紙繩、金屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等。但由于其本身的強(qiáng)度和延伸率不同和對機(jī)械捆綁的適應(yīng)程度各異,以及考慮制作成本，目前以鋼帶和塑料帶的應(yīng)用最為廣泛。特別是自上世紀(jì)五十年代以來,隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為捆綁材料,為塑料帶(繩)捆綁機(jī)械的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)。由于塑料帶比鋼帶紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強(qiáng)度適中手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn),使之在許多領(lǐng)域逐步替代原來的鋼帶,紙帶,塑料帶捆綁機(jī)成為包裝機(jī)械中少有的技術(shù)成熟、簡單可靠、品種齊全、覆蓋面廣的主要設(shè)備。

大蔥捆綁機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì),受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)合理運(yùn)行是完成捆綁的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)通過對國內(nèi)外大蔥扎捆機(jī)器的性能的檢測，構(gòu)造以及操作的簡易程度，最終設(shè)計(jì)成一架操作簡單、價(jià)格合理、適合大多數(shù)地區(qū)使用便于維修的大蔥捆綁機(jī)械，捆綁的過程包括送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆綁質(zhì)量和效率。當(dāng)大蔥人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆綁帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，其他頂緊桿將帶端壓緊，同時(shí)機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時(shí)針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個(gè)捆件的捆綁過程，實(shí)現(xiàn)了對大蔥捆綁的機(jī)械化。關(guān)鍵詞：大蔥；捆綁機(jī)械；摩檫輪目錄142351.緒論 緒論1.1國內(nèi)外大蔥的發(fā)展?fàn)顩r大蔥捆綁機(jī)械的應(yīng)用,起始可追溯到本世紀(jì)初期,如美國SIGNODE公司、德國的CYKLOY公司等就涉足捆綁行業(yè),以生產(chǎn)鋼帶捆綁設(shè)備為主,但其規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)水平都還較低。直到上世紀(jì)的五十年,塑料材料的問世,使以塑料帶作為捆綁材料成為現(xiàn)實(shí),極大地促進(jìn)了塑料帶捆綁機(jī)的發(fā)展。較早的如日本的下島株式會社、株式會社,日魯工業(yè)株式會社等。至2001年日本的塑料帶捆綁機(jī)總產(chǎn)量達(dá)94萬臺,約占包裝機(jī)械總量的19.5%,總產(chǎn)值達(dá)300億日元。每年約有30%的出口,幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場。由于他們能成功地引進(jìn)和消化吸收別國的經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)發(fā)展[2]。結(jié)構(gòu)較為簡單,可靠性高,在國際市場上有很大的競爭能力。其中最大的生產(chǎn)廠家為下島株式會社,于1969年開始正式生產(chǎn)自動捆綁機(jī),主要從事產(chǎn)品開發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷工作,其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法。在國內(nèi)設(shè)有17家分公司和270個(gè)代銷點(diǎn),并在35個(gè)國家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種200多個(gè),正常生產(chǎn)品種為29種。美國的SIGNODE公司則是一家以鋼帶捆綁機(jī)為主,塑料帶、聚酯帶捆綁工具為輔的跨國公司,屬于美國ITW上市公司。美國和其它六個(gè)國家設(shè)有分公司該公司自1913年就開始從事捆綁機(jī)械的生產(chǎn),為100多個(gè)國家的工業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù),并為各國用戶提供24小時(shí)內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù),他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力,而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊(duì)伍,通過對捆綁機(jī)械各功能部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對比,生產(chǎn)出的捆綁機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽命,雖然價(jià)格昂但仍然是國際市場上的強(qiáng)手[1]。1.2國內(nèi)大蔥捆綁機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r我國包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。而我國的捆綁機(jī)械在各領(lǐng)域運(yùn)用都比較廣泛，比如在建筑上鋼筋的捆綁，在醫(yī)療上對藥物器械的包裝，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中打捆機(jī)的出現(xiàn)，解決了秸稈荒廢田地等等問題。基本上能生產(chǎn)出滿足人民生活需求的各種各樣、各種檔次的產(chǎn)品，并正在不斷努力、提高、縮小與國外先進(jìn)水平、先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的差距。在全行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)工作者的共同努力下，新產(chǎn)品、新技術(shù)日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我國人口眾多，民以食為天，包裝與食品機(jī)械產(chǎn)品市場廣闊、潛力巨大。包裝與食品機(jī)械在我同的迅速崛起已引起社會的廣泛關(guān)注，即使在東南亞國家遭受金融危機(jī)的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”[2]。隨著人民生活水平的不斷提高，對商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包裝，可以說包裝工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。包裝機(jī)械產(chǎn)品量大面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個(gè)行業(yè)。我國包裝機(jī)械工業(yè)通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較大的提高。一些企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或接近國外同類機(jī)器的先進(jìn)水平。這些企業(yè)采用先進(jìn)的企業(yè)管理體系和質(zhì)量保證體系，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以質(zhì)量和售后服務(wù)為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場對包裝機(jī)械產(chǎn)品的需求量與日俱增，年產(chǎn)量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數(shù)量越來越多，并且企業(yè)性質(zhì)逐漸從國營轉(zhuǎn)為私營、集體甚至個(gè)體，市場競爭日趨激烈，從過去經(jīng)濟(jì)短缺的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場。因此產(chǎn)品在技術(shù)、性能、價(jià)格上的競爭更為激烈[3]。1.3國內(nèi)外大蔥捆綁機(jī)械存在的問題目前國內(nèi)產(chǎn)品與國外相比，市場競爭能力偏低。目前我國包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況，我國進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)，國際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)[4]我們應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。包裝機(jī)械企業(yè)要想尋找較好的、長遠(yuǎn)的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和機(jī)械的可靠性以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的發(fā)展形勢，要規(guī)范優(yōu)質(zhì)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，努力搞好售后服務(wù)。只有這樣，包裝機(jī)械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。捆綁機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個(gè)主要分支，是將一個(gè)或多個(gè)包裝物用捆綁帶(繩)緊束一起的機(jī)器，使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸，屬于外包裝設(shè)備。捆綁機(jī)械的發(fā)展，在一定程度上借助于捆綁材料的開發(fā)應(yīng)用，在捆綁材料中，先后出現(xiàn)的有草繩、綿麻繩、紙繩、盒屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等，但由于其本身的強(qiáng)度和延伸率不同，對機(jī)械捆綁的適應(yīng)程度各異，以及考慮制作成本,目前以鋼帶和塑料帶的應(yīng)用最為廣泛。特別是自五十年代以來，隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為捆綁材料，為塑料帶（繩）捆綁機(jī)械的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)，由于塑料帶比鋼帶，紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強(qiáng)度適中、手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)，使之在許多領(lǐng)域逐步替代原來的鋼帶、紙帶，塑料帶捆綁機(jī)成為包裝機(jī)械中少有的技術(shù)成熟、簡單可靠、品種齊全、復(fù)蓋面廣的主要設(shè)備。國際市場上的搶手。我國捆綁機(jī)械生產(chǎn)自1976年開始。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益迫切，使捆綁機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很[5]。（1）已將微機(jī)技木應(yīng)用于捆綁機(jī)過程控制，具有溫度控制、自動計(jì)數(shù)、定長送帶、故障報(bào)警等多種功能，不僅可單機(jī)使用也可多機(jī)聯(lián)用或與自動生產(chǎn)線配套使用。

（2）從機(jī)器的傳動方式來看，有機(jī)械傳動、液壓傳動和氣動，特別是液壓傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的特點(diǎn)，是我國特有的機(jī)型。

（3）品種規(guī)格比較齊全。為適應(yīng)不同的用戶需要，已有全自動、半自動和手提式捆綁器，根據(jù)包件捆綁要求不同，除通用的普通型外，又有帶壓力的捆綁機(jī)、雙軌道捆綁機(jī)、側(cè)封式捆綁機(jī)等，其工作臺面有高有低，可適應(yīng)單件捆綁或自動連續(xù)捆綁的需要，目前最大的自動捆包尺寸可達(dá)2000×1200毫米，最小的可捆綁50×80毫米的捆件、品種已達(dá)20多種。

（4）捆綁能力在每分鐘12—21道之間，基本能滿足國內(nèi)當(dāng)前的生產(chǎn)需要。目前仍大量采用寬度為13.5毫米的塑料捆綁帶和直徑為30毫米的筒形薄膜捆綁繩，井正在開發(fā)使用寬度為5—10毫水的塑料捆綁帶的捆綁機(jī)，但國外大繁使用的鋼帶自動捆綁機(jī)在國內(nèi)尚未開發(fā)。

（5）捆綁帶粘接主要利用燙頭將捆綁帶兩端加熱至一定溫度后再施壓使之粘合，稱為熱熔搭接型，其接頭的拉力強(qiáng)度可達(dá)母帶強(qiáng)度的80%。塑料繩捆結(jié)機(jī)則以打結(jié)的形式捆緊包件。

（6）目前已能生產(chǎn)二十多個(gè)品種的捆綁機(jī)和三個(gè)品種的捆結(jié)機(jī)，基本上能滿足國內(nèi)需求，其中半自動捆綁機(jī)的整個(gè)性能已接近國外先進(jìn)水平，故每年有較大的批量出口，而全動捆綁機(jī)仍與國外有較大的差距。與國外捆綁機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)水平相比，國產(chǎn)捆綁機(jī)差距主要為：品種單一，生產(chǎn)力低。雖然經(jīng)過二十多年的發(fā)展，但只能生產(chǎn)20多個(gè)品種，還不及國外一個(gè)公司的品種數(shù)，而且只能生產(chǎn)通用型的產(chǎn)品，如鋼帶自動捆綁機(jī)的生產(chǎn)至今仍是一個(gè)空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據(jù)調(diào)查2006年全國產(chǎn)量已達(dá)19000臺，但仍太大落后于國外的水平。我國捆綁機(jī)械的生產(chǎn)起步較晚，主要是靠引進(jìn)國外的整機(jī)經(jīng)消化改進(jìn)二次開發(fā)生產(chǎn)的。因此在生產(chǎn)中著重于產(chǎn)品的整機(jī)性能而忽視了對零部件的研究，導(dǎo)致在捆綁速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術(shù)性能方面不硬國外先進(jìn)水平。工作可靠性較差，其中特別是捆綁帶和元器件的質(zhì)量不穩(wěn)對整機(jī)的性能帶來很大的影響[4]。1.4大蔥捆綁機(jī)中存在的主要問題自動捆綁機(jī)的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆綁質(zhì)量和效率。當(dāng)捆綁物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆綁帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時(shí)機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時(shí)針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個(gè)捆件的捆綁過程。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下難點(diǎn)：（1）如何實(shí)現(xiàn)捆綁速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆綁要求。

（2）依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆綁紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。

（3）凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行是完成捆綁的關(guān)鍵。

（4）如何避免以往捆綁機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)1.5研究的內(nèi)容和方法根據(jù)我國小型大蔥捆綁機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對機(jī)械化要求，設(shè)計(jì)小型大蔥捆綁機(jī)。小型大蔥捆綁機(jī)主要由動力機(jī)械、傳動裝置、捆綁裝置、送帶裝置、收帶裝置、減速裝置等組成。其中，動力機(jī)械是一個(gè)主電動機(jī)和一個(gè)副電動機(jī)，只需要把大蔥捆綁機(jī)和電機(jī)傳動連接即可實(shí)現(xiàn)工作。先確定符合我國大蔥捆綁機(jī)的類型，根據(jù)已有的大蔥捆綁機(jī)的參數(shù)和構(gòu)造，設(shè)計(jì)出符合我國捆綁包裝行業(yè)的小型大蔥捆綁機(jī)，使小型大蔥捆綁機(jī)的工作效益能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的需求，尤其是在捆綁后對大蔥捆綁的松緊程度非常重要，決定了捆綁的效果和質(zhì)量。其次對捆綁帶的選用也有一定的要求。1.6預(yù)期目標(biāo)（1）整機(jī)操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，噪音小，使用壽命長。（2）對大蔥捆綁效果要好，捆綁速度要快。（3）各操作按鈕靈活、可靠，各電路控制流程正常，電氣設(shè)備安全可靠.指示燈顯示正常。（4）制造價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)自動化，能滿足大多數(shù)大蔥的捆綁。1.7重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路該裝置與機(jī)械動力源為電動機(jī)，通過同步帶連接。經(jīng)過減速器直接連接到捆綁機(jī)構(gòu)完成送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆綁質(zhì)量和效率。查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計(jì)捆綁機(jī)械。（2）設(shè)計(jì)完各零部件后，進(jìn)行裝配組合，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可靠性。（3）運(yùn)用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。（4）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。1.8工作條件及解決方法塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有大蔥種植實(shí)驗(yàn)基地，土壤條件較好，為項(xiàng)目開展提供了場地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足小型大蔥捆綁機(jī)的工作條件。本文研制的包裝帶打捆機(jī)，以大蔥為捆綁對象，研發(fā)的主要內(nèi)容包括:送、退帶捆緊機(jī)構(gòu)的研究、剪切、熨燙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、捆綁形式的選擇，捆綁材料的選用等。

包裝帶捆綁機(jī)的工作過程包括六個(gè)主要步驟:送帶、頂緊、退帶拉緊、再頂緊、切帶、加熱、頂緊粘結(jié)、復(fù)位。整個(gè)包裝帶捆綁機(jī)的研究也主要圍繞這幾個(gè)重要的動作來展開。2.捆綁機(jī)總體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)著重對大蔥捆綁機(jī)的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，將大蔥捆綁機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)成三部分，其中送退帶機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)包裝帶的送帶與退帶，以及通過退帶將捆綁物捆緊待加熱，粘貼。夾壓剪切機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)包裝帶的頂緊固定，并在包裝帶通過熱熔搭接器加熱融化后實(shí)現(xiàn)對帶的夾壓，以便使帶迅速粘結(jié)。在送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行退帶時(shí)，為避免退回的帶在機(jī)箱內(nèi)纏繞齒輪及其它部件，本文將設(shè)計(jì)一個(gè)儲帶箱放在機(jī)箱內(nèi)，存放多余的包裝帶，既增加了捆綁安全性，又使下次捆綁有足夠的緩沖時(shí)間。

為保證包裝帶捆綁機(jī)能夠高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特對本捆綁機(jī)的設(shè)計(jì)提出如下要求：

（1）各操作按鈕靈活、可靠，電路控制動作正常，電氣設(shè)備安全可靠.指示燈顯示正常。（2）送帶長度可調(diào)整，送退帶正常，無撕裂現(xiàn)象。

（3）送帶停止時(shí)，帶盤剎車可靠。

（4）每道捆綁時(shí)間應(yīng)不大于15s。

（5）捆緊力（應(yīng)可調(diào)，對采用寬度小于13.5mm打包帶的捆綁機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小200N;用寬度不小于13.5mm打包帶的捆綁機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小于250N。

（6）燙頭溫升時(shí)間合上總開關(guān)后，燙頭從室溫升到300℃，時(shí)間應(yīng)不超過5min。

（7）燙頭表面溫度在200-370℃范圍內(nèi)應(yīng)可調(diào)。

（8）接頭外觀無過熔現(xiàn)象，上、下層對齊，中心偏移量應(yīng)不大于1.5mm，接頭末端未燙部分長大于2mm。

（9）外觀質(zhì)量

a.工作臺面平整、光亮，不應(yīng)有銹點(diǎn)、凹陷等缺陷；b.表面涂漆或噴塑牢固、光滑、色澤均勻.不應(yīng)有劃痕、磕碰等有損美觀的缺陷。

（10）最大捆綁體積為400mm×400mm×1200mm。2.1機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)分為：送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)，捆綁封接機(jī)構(gòu)。2.2送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)

送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)主要完成捆綁帶送入和退出，由電機(jī)、摩擦輪、齒輪、同步帶輪、小軌道等部件組成。在機(jī)器進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，捆綁帶通過摩擦輪正轉(zhuǎn)，依靠摩擦力使捆綁帶從儲帶箱中拉出送入軌道；當(dāng)帶碰到觸動開關(guān)后，壓緊機(jī)構(gòu)的第一壓頭將帶端壓緊，同時(shí)電機(jī)帶動摩擦輪開始反轉(zhuǎn)，將多余的帶從軌道中拉出退入儲帶箱中，已達(dá)到使紙箱捆緊的目的。2.3捆綁封接機(jī)構(gòu)捆綁封接機(jī)構(gòu)原理示意圖如圖2.2所示。捆綁帶在進(jìn)行捆綁時(shí)，其帶頭和帶尾都需要用夾壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，以便完成熱熔搭接工作。夾壓機(jī)構(gòu)共有三個(gè)壓頭，由安裝在同一軸上的三個(gè)凸輪分別控制，其中的第一壓頭夾壓帶頭，第二壓頭夾壓帶尾，兩層帶中間先由隔離器隔開，然后再由隔離器引導(dǎo)熨頭進(jìn)入兩層帶子中間，以待熱熔搭接。

捆綁帶收緊捆繞在包裝件上后，為了使它在流通過程中不松散，就必須將捆綁帶的兩端構(gòu)成牢固的連接，才能保證捆綁的可靠與安全。捆綁帶在封接壓頭，即第三壓頭的作用下，由電熱板對其加熱使帶表面熔融，然后經(jīng)過加壓冷卻而得到熔接連接。圖2.2捆綁封接機(jī)構(gòu)原理圖2.4控制系統(tǒng)研制包裝帶捆綁機(jī)的一個(gè)重要任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)打捆過程的半自動化或盡可能自動化。氣動控制方式與電氣、液壓控制方式一樣，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的常用的方式之一。隨著電氣控制技術(shù)在氣動元件中不斷的進(jìn)步和發(fā)展，一系列高性能的氣動元件的出現(xiàn)，如快速響應(yīng)的電磁閥，位置感應(yīng)氣缸等，使得氣動元件更加易于進(jìn)行遠(yuǎn)距離的操作控制。因此，氣動系統(tǒng)在很多自動化設(shè)備中正得到越來越廣泛的應(yīng)用。

在打捆過程中，包裝帶壓板以及熱熔搭接器的驅(qū)動由氣缸來實(shí)現(xiàn)，相對于電機(jī)控制而言，氣缸在實(shí)現(xiàn)來回伸縮控制方而有其獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢;具有動作實(shí)現(xiàn)簡單，可大大減少輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(相對于電機(jī)控制而言)。氣缸的運(yùn)動過程由電磁閥進(jìn)行控制，簡單易行。另外，實(shí)現(xiàn)捆綁速度可調(diào)通過凸輪軸上的步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，機(jī)電配合的整個(gè)工作過程如下:（1）接通電源,單片機(jī)開始工作,燙頭開始加熱升溫,溫度的自動調(diào)節(jié)通過單片機(jī)自動控制。

（2）按下“送帶”按鈕,電機(jī)正轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)送帶,送帶2s后電機(jī)停轉(zhuǎn)。

（3）手動將帶拉出，將包裝帶纏繞捆綁物一周，當(dāng)帶碰到行程開關(guān)后，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)第一頂桿將捆綁帶頂緊。

（4）2s后電機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)退帶，對包裝件進(jìn)行捆緊，2s后停轉(zhuǎn)，此時(shí)第三頂桿將帶另一端頂緊。

（5）第二頂桿上升將包裝帶切斷并迅速下移，熱熔搭接器開始對包裝帶加熱，第二頂桿再次上升，將兩片包裝帶夾緊粘貼。

（6）氣缸收縮，將壓帶側(cè)板抽出，捆綁完成。3大蔥捆綁機(jī)的基本結(jié)構(gòu)捆綁機(jī)的總體方案圖如圖3-1所示：圖3-1大蔥捆綁機(jī)的總體方案圖大蔥捆綁機(jī)的結(jié)構(gòu)：使用的臺式自動捆綁機(jī)，其構(gòu)造包括機(jī)架、丙烯帶圈筒、儲帶箱、帶子的進(jìn)給和張緊機(jī)構(gòu)、帶子的接合機(jī)構(gòu)、拱形導(dǎo)軌、傳動機(jī)構(gòu)和自動控制裝置等部分組成。

捆綁機(jī)工作流程：包裝帶捆綁機(jī)采用聚丙烯塑料帶作為捆綁材料，打捆完成后用熱熔搭接法將捆綁帶加熱粘貼。當(dāng)捆綁物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆綁帶塞入焊接處并觸動微動開關(guān)，機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時(shí)針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個(gè)捆件的捆綁過程

。在捆綁過程中，由送退帶機(jī)構(gòu)完成送帶、收帶、拉緊等動作；在夾壓、熨燙機(jī)構(gòu)作用下完成包裝帶粘結(jié)鎖緊，防止包裝帶的打滑松動。本捆綁機(jī)以氣動系統(tǒng)作為打捆系統(tǒng)加熱裝置的主要執(zhí)行件，以可編程序控制器作為控制單元實(shí)現(xiàn)打捆過程的半自動化。機(jī)架與支承件不僅起著連接和支承各種零部件相互位置的的作用，而且還其要保證捆綁過程的平穩(wěn)。進(jìn)退帶機(jī)構(gòu)的機(jī)架由機(jī)架底板、側(cè)板和兩塊橫板組成，通過螺栓連接，起著固定主、從動軸、以及齒輪、摩擦輪的作用；捆綁機(jī)構(gòu)機(jī)架由兩個(gè)機(jī)架底板、主機(jī)架側(cè)板和輔助機(jī)架側(cè)板組成，起著固定凸輪軸和凸輪的作用。大蔥捆綁機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖如3-2所示：圖3-2大蔥捆綁機(jī)的整體結(jié)構(gòu)儲帶輪2、二次收緊擺桿3、收送帶輪4、二次緊凸輪5、主電機(jī)6、傳動齒輪7、聯(lián)軸器8、凸輪9、第三頂10、第二頂桿11、第一頂桿12、導(dǎo)向板13、襯臺14、導(dǎo)軌架15燙頭16、V帶17、V帶18捆綁帶19螺栓20副電機(jī)3.1捆綁機(jī)構(gòu)原理圖3-3凸輪原理圖1-上襯板2-微觸動開關(guān)3-導(dǎo)向板4-后端壓頭5-切斷壓頭6-前端壓頭7-捆綁8-凸輪9-凸輪軸如圖3-3所示，在進(jìn)行捆綁時(shí)候，當(dāng)捆綁帶觸碰到微觸動開關(guān)時(shí)，前端壓頭壓住捆綁帶的前端，以便進(jìn)行抽帶收緊，為保證捆綁帶張緊狀態(tài)，前端壓頭8壓住捆綁帶的前端，以便進(jìn)行抽帶收緊。后端壓頭4壓緊捆綁帶后端，為熔接捆綁帶做好準(zhǔn)備。在熱熔接作業(yè)時(shí)，用切斷壓頭5對捆綁帶進(jìn)行加壓各壓頭的運(yùn)動受凸輪6的控制，根據(jù)捆綁工作順序，完成其工作。后端壓頭同時(shí)也是電加熱板，使用高頻加熱。之所以使用高頻電源，時(shí)為了提高加熱溫度，縮短加熱時(shí)間3.2減速器傳動軸的的設(shè)計(jì)送退帶機(jī)構(gòu)的齒輪傳動軸和凸輪軸都采用平鍵。電動機(jī)正常工作的轉(zhuǎn)速為n0=960r/min。根據(jù)帶輪的傳動比為i1=2：1和齒輪的傳動比為i2=1：1得傳動軸的轉(zhuǎn)速n1=n0/i1=960/2(r/min)=480r/min；功率P1=10kW。動軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i2=480r/min；

功率P2=10kW。因此各軸的轉(zhuǎn)速如下：

齒輪主傳動軸1：n1=480r/min

齒輪從傳動軸2：n2=480r/min．確定軸1最小直徑

軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：(3-1)試中——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa；

T——軸所受的扭距，單位N*mm；

——軸的抗扭截面系數(shù)，單位3mm；

n——軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min；

p——軸傳遞的功率。單位kW；

d——計(jì)算截面處軸的直徑，單位mm；

——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa。由上式可得軸的（3-2）選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。A0查表取112，P=10kW，n=480r/min

帶入得：

軸最小直徑的初始值：d19.65mm。

根據(jù)送退帶機(jī)構(gòu)軸上各齒輪、摩擦輪以及帶輪與支架以及相互之間的尺寸關(guān)系確定軸1的各部分軸徑及長度如圖3-4：圖3-4（3）.軸的校核

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。取，用公式3-2計(jì)算軸的應(yīng)力：_____軸的計(jì)算盈利，單位MPaM

——軸所受的彎距，單位N.mm；

T

——軸所受的扭距，單位N.mm；

W

——軸的抗彎截面系數(shù)，單位3mm。計(jì)算公式如3-3：

（3-3）

載荷水平面H支反力F=3028N,=237.5N=115.3N,=84.85N彎矩M=29596Nmm=1354237N.mm總彎矩=扭矩TT=8057.9從軸的結(jié)構(gòu)圖3-4可以看到軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值表3-5：3.3傳動齒輪的設(shè)計(jì)傳動齒輪組的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)送退帶機(jī)構(gòu)的重要部分，傳動齒輪設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響送退帶機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性能，以及捆綁質(zhì)量。

（1）確定計(jì)算公式及各參數(shù)值

輸入功率為10KW,齒輪的轉(zhuǎn)速為480r/min選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度。選擇齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，選擇齒輪齒數(shù)均為Z=

由公式（3-5）：(3-4)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊確定3-5公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（2）試選載荷系數(shù)：Kt＝1.3；

（3）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：

T=95.5xx=19.9xNmm齒寬系數(shù)：

=1；

（4）材料的彈性影響系數(shù)：；

(5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；

（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

N=60j=2.07x；（7）接觸疲勞壽命系數(shù)；（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力

取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得；=695MPa；(2)．計(jì)算

試用公式（3-1）算齒輪分度圓直徑d；=48m(3-7)(1)計(jì)算圓周速度V；（2）計(jì)算齒寬

；（3）計(jì)算b/h

模數(shù)

齒高h(yuǎn)=2.25=4.17b/h

=3.6（4）計(jì)算載荷系數(shù)

7級精度，查得動載系數(shù)Kv=1.08；直齒輪，假設(shè)/b<100N/mm。查得：==1.2.查得使用系數(shù)=1，得：=1.08+0.1+0.23xb=1.2627；由b/h=9.1，

=1.2627，查的=1.25；故載荷系數(shù)

K=

=1.63；（5）

按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得：

==48.01mm；

（6）計(jì)算模數(shù)m==2.05mm。（3）．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)

彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為

（3-6）

確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值

（1）查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa；；

（2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.87；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力

取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，得：

==348MPa；

計(jì)算載荷系數(shù)K=

=1.67查取齒形系數(shù)

=2.24；查取應(yīng)力校正系數(shù)=1.75

計(jì)算齒輪的圖3-7直齒輪（4）.設(shè)計(jì)計(jì)算

由公式（3-6）得：

=2.05對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞計(jì)算的模數(shù)由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.01并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2m，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出齒輪齒數(shù)m=24；這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。（5）幾何尺寸計(jì)算

（1）計(jì)算分度圓直徑

d=mz=48mm

（2）計(jì)算中心距

a=()\2=48mm

（3）計(jì)算齒輪寬度

B=20mm。（6）.驗(yàn)算校核=8291.8（3-7）\b=552.6n1000，合適。4摩擦輪的設(shè)計(jì)

摩擦輪傳動是兩個(gè)相互壓緊的滾輪，通過接觸面間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力的。由于結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運(yùn)動平穩(wěn)、噪聲低，過載可以打滑，以及能連續(xù)連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)其傳動比，因而有較大的應(yīng)用范圍，成為無級變速的主要元件。但由于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有滑動，影響從動輪的旋轉(zhuǎn)精度，傳動效率較低，作用在軸和軸和軸承上的載荷大，多用于中小功率傳動。

4.1摩擦輪材料的選擇

由于摩擦輪實(shí)現(xiàn)包裝帶的進(jìn)與退，制造摩擦輪的材料應(yīng)該是：彈性模量大、摩擦系數(shù)高，接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性好，吸濕小，價(jià)廉并易于加工，可以選用GCr15。

本捆綁機(jī)采用圓柱摩擦輪傳動，其運(yùn)動簡圖如4-1所示：圖4.1摩擦傳動輪示意圖4.2捆綁帶的選擇根據(jù)捆綁要求，選取成本較低、來源廣泛、捆綁美觀牢固的聚丙烯塑料帶。因其可塑性好，斷裂拉力強(qiáng)，耐彎曲，比重輕，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。已在各領(lǐng)域中廣泛作用。捆綁帶的接頭方式根據(jù)捆綁材料的不同而不同，大致可分為熱熔搭接法，膠粘結(jié)、皮扣式及結(jié)扎式等。由于我們所設(shè)計(jì)的包裝袋捆綁機(jī)的捆綁繩材料為聚丙烯塑料繩，故選用電熱熔加熱法。它是采用各種有效的加熱方法，使塑料袋表層受熱融化，將兩個(gè)帶端的熔化面搭接起來，該接頭方式適用于聚丙烯塑料帶。帶接頭的強(qiáng)度應(yīng)不低于帶子破斷拉力的80%，因此，必須要保證有足夠的搭接面積，并且要對溫度、壓力、時(shí)間這三個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。電熱熔加熱法是最普遍使用的加熱方法、裝置結(jié)夠簡單、操作簡便等優(yōu)。本設(shè)計(jì)主要選用聚錄乙烯帶寬度與厚度為12.5x2毫米。5控制系統(tǒng)概述本文所設(shè)計(jì)的包裝帶捆綁機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括：送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制、剪切熨燙機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制、用來驅(qū)動包裝帶壓板往復(fù)移動的氣缸的控制。5.1步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)在捆綁系統(tǒng)中，由電機(jī)控制凸輪軸實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動，以此來實(shí)現(xiàn)第一頂桿，第二、三頂桿的精確運(yùn)動，由于步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)字/模擬變換器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度（即步距角）。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。因此，本文捆綁機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取步進(jìn)電機(jī)。5.2步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)(1)與驅(qū)動電路組成了開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。簡單、廉價(jià)、性能可靠。也可以與傳感器組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

(2)

驅(qū)動脈沖與角位移成嚴(yán)格的正比關(guān)系，無積累誤差；具有良好的跟隨性能。

(3)

調(diào)速范圍寬。低速下仍能保持大的轉(zhuǎn)距。一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負(fù)載。

(4)

頻率響應(yīng)快，不通電時(shí)轉(zhuǎn)子能自鎖(5)

步進(jìn)頻率高，可以和反應(yīng)式相媲美(6)

力矩——慣性比反應(yīng)式電動機(jī)小。5.3步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)的選擇主要考慮步距角、靜力矩和保持力矩。（1）、步距角的選擇

步距角是在一個(gè)脈沖電信號的作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的機(jī)械角度。步距角的選擇取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于小于此角度。。目前市場上的步進(jìn)電機(jī)的步距角一般由0.36°/0.72°、0.9°/1.8°、1.5°/3°。為了滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，選用步距角為0.9度的混合型步進(jìn)電機(jī)。

（2）、最大靜距地選擇最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)在通電狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)子離開平衡位置的極限轉(zhuǎn)矩值，它反映了步進(jìn)電機(jī)承受外加轉(zhuǎn)矩的特性。最大靜轉(zhuǎn)矩也叫保持轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。靜力矩一旦確定，步進(jìn)電機(jī)就好確定了，綜合計(jì)算后本設(shè)計(jì)應(yīng)選擇8DK25-12的步進(jìn)電機(jī)。總結(jié)通過歷時(shí)近3個(gè)月的籌備與研發(fā)，本文成功完成了對機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，能很好的滿足對大蔥的捆綁要求，運(yùn)行穩(wěn)定。大蔥捆綁機(jī)的研制成功，極大的提高了大蔥捆綁的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，減輕工人勞動強(qiáng)度。本論文是對大蔥捆綁機(jī)研發(fā)工作的總結(jié)，所作的主要工括:

(1)對于大蔥捆綁機(jī)的需求以及應(yīng)用前景的分析，了解和掌握國內(nèi)與國際上關(guān)于大蔥捆綁機(jī)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢：

(2)研究確定大蔥捆綁機(jī)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；

(3)關(guān)鍵