2999 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計
2999 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計,咖啡,粉枕式包,裝機,總體,整體,設(shè)計,計量,裝置
畢 業(yè) 設(shè) 計橫 封 裝 置 三 維 圖 集專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 唐 佳 紅 班 級 BD 機制 031 學(xué) 號 0320110135 指導(dǎo)教師 陳 樹 祥 完成日期 2007 年 6 月 13 日 圖 1 三維圖正面圖 2 三維圖側(cè)面圖 3 三維爆炸圖正面圖 4 三維爆炸圖側(cè)面圖 5 銷軸圖 6 銅套圖 7 隔套圖 8 導(dǎo)桿軸頭圖 9 連接套圖 10 導(dǎo)桿圖 11 螺栓圖 12 螺母圖 13 切刀底板圖 14 螺母圖 15 彈簧圖 16 彈簧圖 17 推板圖 18 壓塊圖 19 螺栓圖 20 切刀圖 21 螺栓圖 22 連接桿圖 23 螺栓圖 24 聯(lián)結(jié)盤圖 25 螺栓圖 26 墊刀板27 螺母圖 28 刀架圖 29 熱封塊圖 30 機架圖 31 凸輪圖 32 軸承鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007目 錄1．前言 .................................................................................................................................12．咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計 .........................................................................................32.1動力設(shè)計 ........................................................................................................................42.1.1電動機的選擇 ............................................................................................................42.1.2計算傳動裝置運動和動力參數(shù) ................................................................................42.1.3傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比的計算 ....................................................53 傳動裝置設(shè)計 ....................................................................................................................73.1V帶設(shè)計 ..........................................................................................................................73.2蝸輪蝸桿設(shè)計 ................................................................................................................83.3同步帶傳動設(shè)計 ..........................................................................................................143.4齒輪的設(shè)計 ..................................................................................................................163.5料盤軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核 ..........................................................................................194.計量裝置設(shè)計 ..................................................................................................................224.1料盤裝置設(shè)計 ..............................................................................................................224.2 量杯尺寸確定 ...............................................................................................................224.3 料盤結(jié)構(gòu)尺寸確定 .......................................................................................................234.4 聯(lián)接盤設(shè)計 ...................................................................................................................244.5 料盤罩設(shè)計 ...................................................................................................................245．結(jié)論 ...............................................................................................................................25參考文獻 .............................................................................................................................26致 謝 .............................................................................................................................27附 錄 .............................................................................................................................28鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 200711．前言食品包裝是指為在流通過程中保護食品，方便儲運，促進銷售，按一定技術(shù)方法而采用容器、材料及輔助物等的總體名稱，也為達到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術(shù)方法的操作活動。食品包裝是生產(chǎn)的繼續(xù)，是實現(xiàn)食品價值和使用價值并增加價值的一種手段，它對食品生產(chǎn)有著重大意義。食品包裝是食品生產(chǎn)的最后一道工序，是商品的組成部分；它是食品進入流通領(lǐng)域的必要條件；它有利于食品的衛(wèi)生；它能減少食品損耗，降低生產(chǎn)成本。食品包裝應(yīng)主要考慮：食品的性質(zhì)和特點；食品的生產(chǎn)、流通與消費的社會性；合適的包裝材料與包裝機械。隨著食品生產(chǎn)與商品流通的發(fā)展，食品包裝的形式日益繁多，按照食品包裝在商品流通中的作用進行分類，它分為銷售包裝與運輸包裝兩類。銷售包裝（包括內(nèi)包裝和中包裝）的主要目的是促進商品的銷售，它除具有保護食品，方便流通基本功能外，還具有美化食品、宣傳食品，促進銷售的功能。銷售包裝一般與充填、包封、灌裝、封口及貼標(biāo)簽等機械聯(lián)系在一起 [1]。食品包裝技術(shù)的應(yīng)用及其創(chuàng)新，極大地推動著包裝機械的發(fā)展。應(yīng)用與現(xiàn)代食品工業(yè)的自動化包裝大多數(shù)以生產(chǎn)線的形式出現(xiàn)，集機、電、氣、液控制于一體，成套性強、可靠性高。并且，以模塊化組合的形式出現(xiàn)，具備系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特點。此外，越來越多采用的微機控制、模擬控制等高新技術(shù)，使包裝機械躍上一個新臺階?？Х确壅硎桨b機是實現(xiàn)咖啡粉銷售包裝的主要機械工具。包裝機械工具的使用不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也是提高經(jīng)濟效益的重要途徑。1）包裝機的使用大大提高了產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的競爭能力。2）包裝機械不僅可以大大改善操作條件，而且能最大限度的避免操作人員同食品直接接觸是可能產(chǎn)生的污染，從而保證食品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。采用機械化包裝就可以把人們從復(fù)雜、笨重的手工勞動中解放出來，減輕了體力勞動的強度，增進了工人的健康。3）機械包裝的生產(chǎn)能力一般比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，而且能更好的適應(yīng)市場的實際需要，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代。4）咖啡粉在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、飛濺現(xiàn)象，采用機械包裝則會大大地減少損失，節(jié)約原料，有利于提高經(jīng)濟效益。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，包裝工業(yè)在國民經(jīng)濟中所占的比重和作用也越來越大。我國成功加入 WTO 后，全球經(jīng)濟貿(mào)易一體化進程的發(fā)展促使商品流通領(lǐng)域的競爭更加激烈，人們在追求商品內(nèi)在質(zhì)量的同時，對商品包裝的要求也越來越高。20 世紀(jì) 80 年代后，我國的包裝機械的生產(chǎn)和設(shè)計取得了巨大的發(fā)展，大量填補國內(nèi)空白的包裝機械問世，品種規(guī)格不斷增加，同時出現(xiàn)了很多包裝機械的生產(chǎn)企業(yè)，許多研究機構(gòu)著手研究包裝機械，高等院校也紛紛設(shè)立了包裝工程專業(yè)，從而形成了一個獨立的的包裝機械行業(yè)。進入 21 世紀(jì)，包裝機械除繼續(xù)增加新品種外，在產(chǎn)品的技術(shù)水平、內(nèi)在質(zhì)量和性能等方面都有了很大進步，這一切都與包裝機械的設(shè)計有著密切的聯(lián)系 [2]。本課題設(shè)計的內(nèi)容是設(shè)計咖啡粉枕式包裝機。課題來源于鹽城市盛和輕工機械咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計2廠。本課題有兩個人共同參與，本人設(shè)計的內(nèi)容為咖啡粉枕式包裝機，具體任務(wù)是進行總體設(shè)計、計量裝置設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計。需要解決的問題主要有:根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸、袋內(nèi)咖啡粉的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設(shè)計;不等速機構(gòu)、無級變速機構(gòu)的設(shè)計及位置布置。本課題設(shè)計思路：分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案。包裝過程：片狀包裝紙由卷筒引出，經(jīng)光電檢測器再由成形器成形和牽引輥，縱封輥制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出，經(jīng)輸送帶送到橫封頭橫封并切斷排出成品。傳動部分是：主電機將運動傳入橫封傳動軸，再經(jīng)不等速機構(gòu)帶動橫封頭傳動，不等速機構(gòu)是用來調(diào)整橫封頭的封切瞬時速度，使之與包裝袋移動速度同步的。調(diào)節(jié)無級變速差動機構(gòu)可以得到所需袋長。工藝方案確定后，根據(jù)封袋的大小及咖啡粉的多少來確定各個部分的尺寸，保證各個部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機總體結(jié)構(gòu)的緊湊，本裝置用容積計量裝置對粉式裝料咖啡進行計量。為保證封袋兩側(cè)大小相等，故在機構(gòu)中有成形器和牽引棍。為保證包裝紙的運動速度與橫封速度的同步，故用光電傳感器對其進行檢測并用超越電機動作使之運動或制動停止達到對速度誤差進行補償?shù)哪康?。為了避免包裝過程中得到的袋長誤差，故有調(diào)節(jié)無級變速差動機構(gòu)可以對得到的袋長加以調(diào)整。本課題需要解決的問題主要有:根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸、袋內(nèi)咖啡的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設(shè)計;不等速機構(gòu)、無級變速機構(gòu)的設(shè)計及位置布置;差動機構(gòu)的設(shè)計;誤差補償機構(gòu)對各個部分誤差進行補償。咖啡粉是粉狀食品，包裝速度為 30 袋/min，包裝膜為 PP 卷、最大寬度50mm、長度 50m?？Х确郯b機由計量充填裝置、封口裝置、牽引裝置、動力機構(gòu)組成。各個裝置之間通過一定的傳動關(guān)系聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)的工作。本設(shè)計的重點是在完成包裝機總體設(shè)計的基礎(chǔ)上完成計量裝置的具體設(shè)計和橫封切斷機構(gòu)的三圍結(jié)構(gòu)設(shè)計。本包裝機為粉類食品專用，其料盤上的主要零件均為自行設(shè)計加工。設(shè)計時盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計尺寸是取整，以便縮短設(shè)計周期，降低加工難度，提高經(jīng)濟效益。所設(shè)計的包裝機為企業(yè)的生產(chǎn)提供參考。本課題的設(shè)計意義及價值：所設(shè)計的設(shè)備應(yīng)能滿足咖啡粉包裝要求，保證包裝膜對正，便于調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，便于維修。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 200732．咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計咖啡粉枕式包裝機的包裝原理： 咖啡粉枕式包裝機整體是由幾個機構(gòu)組成，主要有：料盤裝置，橫封裝置，豎封裝置，走袋裝置，料卷裝置，電機等通過一定的傳動關(guān)系組成。塑料薄膜卷在料卷裝置上通過成型器成型形成卷筒狀然后通過豎封裝置熱封，再通過牽引機構(gòu)向前走袋，在走袋的過程中料盤裝置把計量好的咖啡粉通過料斗注入豎封好的袋中，最后通過橫封機構(gòu)橫封切斷，包裝完成。根據(jù)包裝機的要求，在包裝過程中要確保各個裝置之間運動協(xié)調(diào)。圖 2.1包裝機總體結(jié)構(gòu)圖傳動方案要滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率、使用維護便利、工藝和經(jīng)濟性好等要求。經(jīng)過分析與比較,決定采用如下運動方式：電動機帶動 V帶輪轉(zhuǎn)動,經(jīng)過蝸桿蝸輪減速帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動，然后一部分動力通過用同步帶軸，同步帶軸通過一對齒輪把動力傳給料盤軸。用蝸桿蝸輪減速是因為它的傳動比大可以一次將轉(zhuǎn)速降到需要的大小，使結(jié)構(gòu)簡單；用一根軸同時帶動橫封機構(gòu)、豎封機構(gòu)、走帶機構(gòu)既能使結(jié)咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計4構(gòu)簡單又能保證三者之間同時協(xié)調(diào)的工作；用同步帶傳動既能保證準(zhǔn)確的傳動比又能實現(xiàn)較大中心距的傳動。整個機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，沖擊小。2.1 動力設(shè)計2.1.1電動機的選擇電動機的容量（功率）選得是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或電動機因長期過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運動，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。A. 料盤轉(zhuǎn)速的計算：（2-??/601vdn???1）-- 料盤的轉(zhuǎn)動線速度擬定 0.25 m/s-- 料盤直徑d擬定 294 mm由公式 4-1得：=7.5 r/min??601/nvd???B. 傳動效率的計算：由于傳動裝置較為復(fù)雜，取保險效率= = =0.68?25v?::帶 蝸 桿 同 步 帶 齒 輪 軸 承 250.98.09.??C. 式中 , , ， ，0.95?帶 .軸 承 ?齒 輪 ??蝸 輪 8同 步確定電機的輸出功率 P：由于料盤的轉(zhuǎn)速很慢 P 80 100)時才進2z行輪齒彎曲疲勞強度計算。對于開式傳動，則按蝸輪輪齒的彎曲疲勞強度進行設(shè)計。A.按接觸疲勞強度計算a.選 ,1z2查文獻[9]表 7.2 取 =4 則 。1z124nz?b.蝸輪轉(zhuǎn)矩 2T咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計12初選 0.8??121/0/82.1pTininNm??????c.載荷系數(shù) K 查文獻[9]表 7.8 得 K=1.1 d.材料系數(shù) eZ查文獻[9]表 7.9 得 MPae15?e. 12dm??22 23123. 3.51().18.()4EHZKTm????39.5m?f.初選 m, 1d查文獻[9]表 7.1 取 m=4mm、 =40mm、q=10,此時 =6401d12dm3g.導(dǎo)成角 ?1tan0.zq? rct.543???h.許用接觸應(yīng)力 []H?=242MPa1.20NOZMPa??其中 []HB．計算傳動效率a.滑移速度 SV13.4061.2/60coscos5.7Sdnms??????b.齒合效率 1?由 Vs=1.26m/s 查文獻[9]表 7.5得 =2.433?v?26???（3-8）1vtan()???鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007130.701??tan543(26)????c.傳動效率（軸承效率 =0.99，潤1230.79.80.?2?滑效率 =0.98）3?d.檢驗 值12dm（3-9）211/Tin??=2521.3649.5010.7/682.Nm??????2212)3(ZKdmHE??100mm 時，單咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計20鍵槽增大 3％，雙鍵槽增大 7％；d 100mm時，單鍵槽增大 5％～7％，雙鍵槽增大?10％～15％。最后對 d進行圓整。查表 C=103 (當(dāng)所受彎距較小或只受轉(zhuǎn)距、載荷較平穩(wěn)，無軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之，[ ]取小值，C 取較大T?值。)料盤的實際功率很小，扭矩約等于零，取 P=0.1kw,n=7.5r/min3min0.124.75dm???最小直徑處有鍵槽，增大 5%取 =26mm indC.各軸段直徑和長度的確定軸的結(jié)構(gòu)如圖 3.1所示：圖 3.1軸a.Ⅰ段軸頭的長度，此處要裝料盤、聯(lián)結(jié)盤、法蘭，取 。130Lm?b. 確定 、 選擇滾動軸承型號,取 > 查軸承樣本，選用型2d4 2430d?d號為 36206的角接觸球軸承，其內(nèi)徑 d=30mm,外徑 D=62mm,寬度 B=16mm。c.Ⅲ段直徑 ，為方便安裝， 應(yīng)略大于 ，取 =36mm。Ⅲ段長度 ，根據(jù)3333L料盤總體結(jié)構(gòu)取 =68mm。LD.軸承的選擇選擇滾動軸承的類型，一般從載荷的大小、方向和性質(zhì)入手。在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承承載能力大，適用于載荷較大或有沖擊的場合。當(dāng)承受純徑向載荷時，通常選用徑向接觸軸承或深溝球軸承；當(dāng)承受純軸向載荷時，通常選用推力軸承；當(dāng)承受較大徑向載荷和一定軸向載荷時，可選用角接觸球軸承。根據(jù)軸的應(yīng)用場合可知，軸主要受到徑向力和軸向力。查詢常用滾動軸承的性能和特點，選擇角接觸球軸承。角接觸球軸承的性能特點：可同時承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，也可承受純軸向負(fù)荷。應(yīng)用場合：適用于剛性較大跨距不大的軸及須在工作中調(diào)整游隙的場合。 E.軸承的潤滑潤滑對于滾動軸承具有重要意義。軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力， ，還具有散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動、防止銹蝕等。潤滑方式與軸承速度有關(guān)，一般根據(jù)軸承的 d 值（d 為滾動軸承內(nèi)徑，單位 mm；n 為軸承轉(zhuǎn)速，單位 r/min）n做出選擇。如表 3-1所示：鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 200721表 3-1 深溝球軸承潤滑方式d 值界限（10 mm·r/min）n4軸承類型 脂潤滑 油潤滑深溝球軸承 16 >25軸承的潤滑方式選擇脂潤滑。F.滾動軸承的密封軸承工作時，潤滑劑不允許很快流失，且外界灰塵、水分及其他雜物也不允許進入軸承，故應(yīng)對軸承設(shè)置可靠的密封裝置。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩類。a.接觸式密封通過軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與傳動軸表面的直接接觸而起密封作用。密封元件主要用毛氈、橡膠圈、皮碗等軟性材料，也有用減磨性好的硬質(zhì)材料如石墨、青銅、耐磨鑄鐵等。b.非接觸式密封接觸式密封必然在接觸處產(chǎn)生摩擦，非接觸式密封則可以避免此類缺點，故非接觸式密封常用于速度較高的場合。由于轉(zhuǎn)速大于 5r/min 選擇非接觸密封?？Х确壅硎桨b機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計224.計量裝置設(shè)計料盤裝置工作原理是：料盤裝置是由料盤，料盤罩，轉(zhuǎn)軸，法蘭，連接盤，活動底蓋，開蓋銷，閉蓋銷等主要部件通過一些輔助件連接在一起。其工作原理：料盤是可以轉(zhuǎn)動的，料盤中有圓周等分裝配的 4 個量杯，在各個量杯的底部均有一個活動底蓋封閉其出口，在料盤內(nèi)還設(shè)計一個料盤罩，上部開有一個圓孔，可以通過料斗進料。轉(zhuǎn)軸帶動法蘭旋轉(zhuǎn)，法蘭通過連接盤帶動料盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于料盤罩固定不動，因此料盤罩可以把充填入量杯的物料面刮平，保證各量杯所盛的物料容積相同。當(dāng)量杯隨料盤轉(zhuǎn)到卸料位置時，活動底蓋被開蓋銷碰開，物料靠自重向下卸出，經(jīng)成型器充填入包裝內(nèi)。隨后料盤繼續(xù)回轉(zhuǎn)，使活動底蓋碰到閉蓋銷令其回復(fù)原位，重新另一個充填的過程。4.1 料盤裝置設(shè)計圖 3.1料盤裝置結(jié)構(gòu)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007234.2 量杯尺寸確定量杯內(nèi)徑可以按照包裝粉劑的體積多少來做相應(yīng)大小的量杯，由于包裝咖啡的體積小，選擇量杯外徑 40mm，為了加工方便其他尺寸相應(yīng)取整。其尺寸如圖3.2。圖 3.2量杯4.3 料盤結(jié)構(gòu)尺寸確定料盤直徑的大小決定了料盤裝夾量杯的尺寸和排部，料盤的直徑不宜過大，太大會增加總體的尺寸，導(dǎo)致制造成本的提高；料盤直徑過小，達不到量杯排部的要求。綜合因素考慮取料盤直徑 φ294mm,高度 100mm。料盤的材料為 2Cr13料盤上分布四個放量杯的沉孔，其尺寸同量杯外輪廓尺寸?？Х确壅硎桨b機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計24圖 3.3 料盤為保證料盤和料盤軸同步轉(zhuǎn)動料盤上端用圓頭螺母卡在料盤軸上保證軸向固定，下端用聯(lián)結(jié)盤連接法蘭，法蘭用鍵和軸連接保證同步轉(zhuǎn)動從而帶動料盤轉(zhuǎn)動。4.4 聯(lián)接盤設(shè)計聯(lián)接盤的主要作用是連接料盤和法蘭。上端用兩個銷與料盤相連，下端用四個螺釘與法蘭連接。其尺寸受料盤尺寸限制。其結(jié)構(gòu)如圖 3.4圖 3.4聯(lián)接盤鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2007254.5 料盤罩設(shè)計料盤罩的作用是擋料，一方面防止料從料斗下落時發(fā)生的逸散、飛濺，另一方面是在裝料過程中刮平量杯里的料，其結(jié)構(gòu)尺寸由料盤尺寸和量杯的位置確定。圖 3.5料盤罩5．結(jié)論本課題是經(jīng)過對包裝要求和條件的分析，選擇型號為 Y802-4的電機，選擇了v帶和蝸桿蝸輪機構(gòu)作為減速機構(gòu)，運用了齒輪傳動和同步帶傳動并且對齒輪、軸、帶輪、蝸桿蝸輪進行了設(shè)計校核，所設(shè)計的包裝機橫封、豎封、走帶都是用凸輪機構(gòu)，主要針對用塑料袋包裝的食品。其計量裝置采用容積計量主要是針對咖啡粉一類粉狀食品設(shè)計的。計量用的量杯可以根據(jù)包裝食品體積的不同做相應(yīng)大小的內(nèi)徑。料盤采用回轉(zhuǎn)式圓盤，四周均勻分布四個量杯，其回轉(zhuǎn)一周可以完成四個計量動作。設(shè)計的包裝機能滿足加工要求，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，便于調(diào)整和維修。 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計26參考文獻[1] 宮相印主編.食品機械與設(shè)備[M]. 北京：中國商業(yè)出版社，1993[2] 陸振曦、陸守道主編.食品機械原理與設(shè)計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1995[3] 伍水順、張裕中主編.食品機械自動控制[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1994[4] 徐灝主編.新編機械設(shè)計師手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1995[5] 葉偉昌主編.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊) [M].北京:機械工業(yè)出版社,2001[6] 葉偉昌主編.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(下冊) [M].北京:機械工業(yè)出版社,2001[7] >[M]編寫組編.中國軸承新舊型號對照手冊.北京:兵器工業(yè)出版社,1995[8] 成大先主編.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004[9] 徐錦康主編.機械設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2001[10]張聰主編.自動化食品包裝機[M].廣東:廣東科技出版社,2003[11]王旭、王積森主編.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 200727致 謝本次畢業(yè)設(shè)計到此為止已接近尾聲，回顧整個過程，我覺得受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計作為在大學(xué)里的最后一道學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了我對理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。對于計量裝置，我們還是比較陌生的，而咖啡粉枕式包裝機又是計量研究領(lǐng)域的先進設(shè)備，因此，我的畢業(yè)設(shè)計必定存在不少問題。在解決這些問題時，我查閱了許多相關(guān)資料，并得到了陳樹祥老師的指點。畢業(yè)設(shè)計是我們走向工作的前奏，作好畢業(yè)設(shè)計對我們以后的工作有很大幫助。而畢業(yè)設(shè)計完成得好壞離不開指導(dǎo)老師的幫助。完成本次畢業(yè)設(shè)計，首先要感謝陳樹祥老師，他在百忙之中抽出時間來指導(dǎo)、監(jiān)督我們，為我們糾正不少常見錯誤。其次要感謝我們所到的實習(xí)單位的技術(shù)人員，從他們身上我學(xué)到了不少相關(guān)知識。咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計0附 錄序號 圖 名 圖 號 圖 幅1 咖啡粉包裝機總裝配圖 BFZ30-00 A0 2 料盤裝置裝配圖 BFZ30-11-00 A1 3 料盤 BFZ30-11-01 A1 4 軸承座 BFZ30-11-02 A25 轉(zhuǎn)軸 BFZ30-11-03 A2 6 機架 BFZ30-11-04 A27 量杯 BFZ30-11-05 A3 8 法蘭 BFZ30-11-06 A39 齒輪 BFZ30-11-07 A310 聯(lián)接盤 BFZ30-11-08 A311 料斗 BFZ30-11-09 A312 料盤罩 BFZ30-11-10 A313 活動底蓋 BFZ30-11-11 A4鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 20071 畢 業(yè) 設(shè) 計開 題 論 證 報 告專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 唐 佳 紅 班 級 BD 機制 031 學(xué) 號 0320110135 指導(dǎo)教師 陳 樹 祥 完成日期 2007 年 4月 15日 1課題名稱：咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述1．課題來源課題來源于鹽城市盛和輕工機械廠生產(chǎn)咖啡粉，為包裝咖啡粉設(shè)計一臺咖啡粉枕式包裝機(配有計量裝置和橫封切斷裝置)。2．課題研究的主要內(nèi)容為保證封袋的外觀總體質(zhì)量和包裝密封要求、提高生產(chǎn)效率，設(shè)計一臺枕式包裝機。分析包裝過程各動作的先后順序和各動作之間的相互關(guān)系，依照咖啡粉包裝袋的包裝要求，確定咖啡粉包裝機設(shè)計配置型式及結(jié)構(gòu)方案。本課題主要進行包裝機的設(shè)計。3．國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述包裝機械和機械產(chǎn)品包裝是中國包裝工業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位和作用。沒有現(xiàn)代化的包裝機械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)；沒有與國際市場接軌的機電產(chǎn)品包裝，也就不能參與國際交流與合作。我國包裝的發(fā)展進程以及現(xiàn)況：上個世紀(jì)80年代之前，我國的包裝還不是獨立的工業(yè)體系，分散于各個工業(yè)部門。作為包裝工業(yè)主要組成部分的包裝機械，分屬于不同制造業(yè)。1978年，我國確立了改革開放的方針，國民經(jīng)濟出現(xiàn)了持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展的新局面。城鄉(xiāng)人民生活水平大大提高，對產(chǎn)品包裝的要求越來越高，促進了包裝機械進入了新的發(fā)展階段。1980年12月，在原國家經(jīng)委的支持和幫助下，各工業(yè)部門的共同努力下，成立了中國包裝技術(shù)協(xié)會。中國包裝技術(shù)協(xié)會設(shè)立包裝機械委員會，掛靠第一機械工業(yè)部。包裝工業(yè)和包裝機械工業(yè)都作為獨立的工業(yè)部門發(fā)展。1984年10月，國家計委組織編制“七五”行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，包裝機械作為新興行業(yè)首次列入國家中長期發(fā)展規(guī)劃。由機械工業(yè)部牽頭，組織輕工、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空、航天、兵器、核工業(yè)等部門進行編制。1986年3月，機械工業(yè)部成立包裝食品機械行業(yè)辦公室，對包裝機械和機械產(chǎn)品包裝進行統(tǒng)籌規(guī)劃、組織協(xié)調(diào)、監(jiān)督服務(wù)。1988年10月包裝食品機械行業(yè)辦公室作為司局級單位列入機械工業(yè)部機構(gòu)序列。1995年5月，經(jīng)中國包裝技術(shù)協(xié)會報國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)，國家民政部備案，成立了中國包裝技術(shù)協(xié)會機械工業(yè)分會，掛靠機械工業(yè)部。和機械工業(yè)部包裝食品機械行業(yè)辦公室，兩塊牌子一套機構(gòu)，承擔(dān)包裝機械和機械產(chǎn)品包裝組織行業(yè)、指導(dǎo)行業(yè)、服務(wù)行業(yè)的職能。1998年5月至2000年10月，國家機械工業(yè)部、局相繼撤消后，中國包裝聯(lián)合會機械工業(yè)分會獨立的承擔(dān)包裝機械和機械產(chǎn)品包裝的行業(yè)工作。根據(jù)國家計委1986年委托機械工業(yè)部會同輕工、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、航空、航天、兵器、船舶等部門進行行業(yè)調(diào)查的產(chǎn)品分類目錄有12類：1)充填機械；2)封口機械；3)貼標(biāo)機械；4)容器成型機械；5)收縮包裝機械；6)裹包機械；7)捆扎打包機械；8)2集合裝箱機械；9)包裝容器制造機械；10)包裝材料制造機械；11)包裝裝潢印刷機械；12)包裝相關(guān)機械(計量、傳遞、輸送、容器清洗、干燥等)。國際總體狀況：包裝機械是集機、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術(shù)、高智能、高競爭的產(chǎn)品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點。世界上一切高技術(shù)成果，都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。國外的包裝機械近些年有了新特點，主要是：一是生產(chǎn)高效率，生產(chǎn)線高度自動化，生產(chǎn)規(guī)模大型化，以獲得最佳勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益；二是資源的高利用率，高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟；三是產(chǎn)品高度重視節(jié)能，重視降低成本；四是高新技術(shù)實用化，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品上水平、上檔次；五是科研成果商品化，使包裝機械產(chǎn)品向知識密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。在這樣的新形勢下，我國的包裝機械產(chǎn)品由于品種少、技術(shù)水平低、產(chǎn)品可靠性差等原因，面臨著激烈的國際競爭。特別是我國近五年來，加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工建設(shè)節(jié)約型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和加大技術(shù)創(chuàng)新力度，造成新一輪技術(shù)引進高潮。如我國近年對農(nóng)產(chǎn)品深加工總投資達到320多億元，加工和包裝設(shè)備80％以上靠進口。由此可見，我國在“十一五”期間包裝機械的供需矛盾十分激烈。發(fā)展重點為：(1)瓦楞紙板生產(chǎn)線、制箱(盒)、印刷成套設(shè)備；(2)環(huán)保型包裝機械；(3)醫(yī)藥包裝機械和包裝材料；(4)啤酒、飲料灌裝生產(chǎn)線；(5)袋成型、充填、封口設(shè)備；(6)無菌包裝設(shè)備；(7)捆扎包裝、集裝設(shè)備；(8)制罐設(shè)備；(9)煙草加工及包裝設(shè)備；(10)在線或離線檢測設(shè)備等。對機電產(chǎn)品包裝，重點推進“專業(yè)定點、資質(zhì)認(rèn)證、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、國際接軌、擴大出口”的試點工作。按照專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、市場化的要求，以及建設(shè)節(jié)約型社會的要求，推進節(jié)材代木工作，推廣應(yīng)用“單板層積材”為代表的人造板材，開發(fā)研制農(nóng)秸干包裝板材，為擴大機電產(chǎn)品出口、為農(nóng)民增收、為改善我國生態(tài)環(huán)境和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟服務(wù)。二、本課題擬解決的問題本課題是咖啡粉枕式包裝機及其計量裝置的設(shè)計，需要解決的問題主要有:根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸、袋內(nèi)咖啡的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設(shè)計;不等速機構(gòu)、無級變速機構(gòu)的設(shè)計及位置布置;差動機構(gòu)的設(shè)計;誤差補償機構(gòu)對各個部分誤差進行補償。3三、解決方案及預(yù)期效果1．解決方案分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案。包裝過程：片狀包裝紙由卷筒引出，經(jīng)光電檢測器再由成形器成形和牽引輥，縱封輥制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出，經(jīng)輸送帶送到橫封頭橫封并切斷排出成品。傳動部分是：主電機將運動傳入橫封傳動軸，再經(jīng)不等速機構(gòu)帶動橫封頭傳動，不等速機構(gòu)是用來調(diào)整橫封頭的封切瞬時速度，使之與包裝袋移動速度同步的。調(diào)節(jié)無級變速差動機構(gòu)可以得到所需袋長。工藝方案確定后，根據(jù)封袋的大小及咖啡的多少來確定各個部分的尺寸，保證各個部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機總體結(jié)構(gòu)的緊湊，本裝置用容積計量裝置對粉式裝料咖啡進行計量。為保證封袋兩側(cè)大小相等，故在機構(gòu)中有成形器和牽引棍。為保證包裝紙的運動速度與橫封速度的同步，故用光電傳感器對其進行檢測并用超越電機動作使之運動或制動停止達到對速度誤差進行補償?shù)哪康?。為了避免包裝過程中得到的袋長誤差，故有調(diào)節(jié)無級變速差動機構(gòu)可以對得到的袋長加以調(diào)整。2．預(yù)期效果所設(shè)計的設(shè)備應(yīng)能滿足咖啡粉包裝要求，保證包裝膜對正，便于調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，便于維修。4四、課題進度安排3 月 19 日～4 月 1 日．畢業(yè)實習(xí)階段。畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫 實習(xí)報 告。4 月 2 日～4 月 15 日．開題階段。提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。4 月 16 日～5 月 23 日． 設(shè)計初稿階段。完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。5 月 24 日～6 月 7 日． 中期工作階段。完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期 檢查。6 月 8 日～6 月 10 日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。6 月 11 日～6 月 18 日．畢業(yè)設(shè)計整改。圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù) 查。6 月 19 日～6 月 21 日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。6 月 22 日～6 月 24 日．畢業(yè)答辯。6 月 25 日～6 月 28 日．材料整理裝袋。五、指導(dǎo)教師意見簽名 年 月 日5六、專業(yè)系意見簽名 年 月 日七、學(xué)院意見簽名 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書課題： 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及計量裝置設(shè)計專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 唐 佳 紅 班 級 BD 機制 031 學(xué) 號 0320110135 指 導(dǎo) 教 師 陳 樹 祥 專 業(yè) 系 主 任 王 宗 榮 發(fā) 放 日 期 2007 年 3 月 16 日 1一、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一臺咖啡粉枕式包裝機，具體進行總體設(shè)計、橫封切斷裝置設(shè)計及計量裝置設(shè)計。主要內(nèi)容有：1．總體設(shè)計(1)制定總體方案；(2)完成動力設(shè)計、運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計；(3)繪制總裝配圖。2．計量裝置設(shè)計(1) 計量裝置裝配圖；(2)零件圖；(3)有關(guān)計算、校核等。3．橫封切斷裝置設(shè)計橫封切斷裝置三維爆炸圖二、設(shè)計依據(jù)1．課題來源：鹽城市盛和輕工機械廠2．產(chǎn)品名稱：咖啡粉枕式包裝機3．包裝物品：咖啡粉4．包裝速度：30 袋/min5. 包裝膜：PP 卷、最大寬度 50mm、長度 50m2三、設(shè)計要求1．設(shè)備應(yīng)能滿足咖啡粉包裝要求。2. 設(shè)備應(yīng)保證包裝膜對正，便于調(diào)整。3．設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。4．設(shè)備應(yīng)便于維修。5．設(shè)計圖樣總量：折合成 A0 幅面在 3 張以上；工具要求：應(yīng)用計算機軟件繪圖。過程要求：裝配圖需提供手工草圖。6．畢業(yè)設(shè)計說明書按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字。7．查閱文獻資料 10 篇以上，并有不少于 3000 漢字的外文資料翻譯。8．到相關(guān)單位進行畢業(yè)實習(xí)，撰寫不少于 3000 字實習(xí)報告。9．撰寫開題報告。四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求1、設(shè)計成果要求（1）畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份（2）咖啡粉枕式包裝機裝配圖 1 張（3）計量裝置裝配圖 1 張（4）計量裝置零件圖 1 張（5）橫封切斷裝置三維爆炸圖 1 張（6）其它零件圖 不少于 7 張2、外文資料翻譯（英譯中）要求：（1）外文翻譯材料中文字不少于 3000 字。（2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)；（3）所選外文資料應(yīng)是近 10 年的文章，并標(biāo)明文章出處。3五、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃起訖日期 工作內(nèi)容 備 注3 月 17 日～3 月 18 日 布置任務(wù) 3 月 19 日～4 月 1 日 調(diào)查研究，畢業(yè)實習(xí)4 月 2 日～4 月 15 日 方案論證，總體設(shè)計4 月 16 日～4 月 30 日 技術(shù)設(shè)計（部件設(shè)計）5 月 8 日～5 月 23 日 工作設(shè)計（零件設(shè)計）5 月 24 日～6 月 7 日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書6 月 8 日～6 月 10 日 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯6 月 11 日～6 月 18 日 修改資料6 月 19 日～6 月 21 日 評閱材料6 月 22 日～6 月 24 日 畢業(yè)答辯6 月 25 日～6 月 28 日 材料整理裝袋4六、 主要參考文獻：[1] 陸振曦、陸守道主編.食品機械原理與設(shè)計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1995.[2] 伍水順、張裕中主編.食品機械自動控制[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1994.[3] 宮相印主編.食品機械與設(shè)備[M]. 北京：中國商業(yè)出版社，1993.[4] 徐灝主編.新編機械設(shè)計師手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1995.[5] 葉偉昌主編.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊) [M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.[6] 葉偉昌主編.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(下冊) [M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.[7] >[M]編寫組編.中國軸承新舊型號對照手冊.北京:兵器工業(yè)出版社,1995.[8] 周 暉,李興根.基于 W77E58 單片機的枕式包裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 輕工機械,2006,(03):97-99.[9] 陽斌.伺服技術(shù)在枕式包裝機中的應(yīng)用[J]. 食品與機械,2005,(03):49-51.[10] 李曉偉.機電產(chǎn)品用于自動枕式包裝機[J].現(xiàn)代制造,2006,(21):70-71.[11] 張延波,李曉偉.PLC 在枕式包裝機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東科學(xué),2006,(03):80-82.[12] 周駿.枕式包裝機熱封器與封口效果分析[J].中國包裝,2004,(04):89-90.[13] 唐善華,仲淇生.枕式包裝機橫切機構(gòu)的傳動問題分析及對策[J].食品與機械,2003,(03):27-29.[14] 孫茂泉，嚴(yán)偉躍.信封式條狀包裝機的開發(fā)設(shè)計.輕工機械,2006,(03):127-129.[15] 呂月娥.枕式包裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).機電一體化,2003,(03):32-36.七、其他5八、專業(yè)系審查意見系主任： 年 月 日九、機械工程學(xué)院意見院長： 年 月 日
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