咖啡粉枕式包裝機橫封切斷裝置設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

目 錄 1 前言 . 1 2 咖啡粉枕式包裝機 總體設(shè)計 . 2 . 2 . 2 . 2 . 3 . 5 . 5 . 5 3 咖啡粉枕式包裝機 橫封切斷裝置設(shè)計 . 5 . 5 . 6 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 . 11 構(gòu)運動時間 . 11 構(gòu)移動位移 . 11 . 11 . 11 量裝置三維爆炸圖 . 13 4 結(jié)論 . 17 參考文獻 . 18 致 謝 . 19 附 錄 . 20 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 1 前言 包裝機是 一種高效率 的包裝機械 ,包裝機械行業(yè)也是直接為提高人民生活質(zhì)量服務(wù)的新興行業(yè)。隨著市場經(jīng)濟的深入發(fā)展和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 ,各種各樣的商品 ,有著千變?nèi)f化的包裝 ,對應(yīng)著種類繁多的包裝機械 ,其中立式袋成型 充填 封口包裝機 (以下稱立式袋成型包裝機 ) 在眾多的包裝機械產(chǎn)品中屬于量大面廣的一類 , 它廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。 由于立式袋成型包裝機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整機構(gòu)多 , 對不同的包裝材料、不同的包裝物料、不同的包裝袋大小等都有特定的要求 , 因此企業(yè)的生產(chǎn)方式多為先按照大類生產(chǎn)出基本型 , 再根據(jù)用戶所提供的包裝物料和提出的特殊要求 , 在基本型的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出定型成品。 國內(nèi)生產(chǎn)的立式袋成型包裝機以普通型、通用型為主 ,即在同一臺設(shè)備上 ,同一豎直方向上自動完成包裝袋成型、計量、打印日期、充填、封口 、切斷、輸出等工序。包裝物料一般為 : 液體、粘稠體、顆粒物料、粉料、膏體、片劑、膨化食品等。充填計量方式一般為 :容積式、稱重式。容積式又可分為量杯式、旋轉(zhuǎn)閥式、柱塞式 ; 稱重式又可分為電子秤、杠桿秤兩種。有些包裝機還采用組合式 ,如粗供料采用容積式 , 精供料采用稱重式等。所用包裝材料主要是具有可熱封的塑料單膜和各種復(fù)合膜 (如 :紙 塑復(fù)合、塑 塑復(fù)合、鋁 塑復(fù)合等 ) 。包裝成形袋以扁平袋為多 (如 :枕形袋、三邊封口袋、四邊封口袋 ) 。熱封方式主要有 :往復(fù)式、 L 型閉合式、旋轉(zhuǎn)式。 交流 14951605 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 2 在產(chǎn)品技術(shù)方面，包裝機的主要特點是： a. 速度高，品種多； 包裝機械是包裝工業(yè)的重要基礎(chǔ)，沒有現(xiàn)代化的包裝機械就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。包裝機械的未來是各種高新技術(shù)、新機構(gòu)、新控制方法的高度結(jié)合，其買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 技術(shù)特征將趨于“三高”，即高速、高效、高質(zhì)量，重點發(fā)展方向?qū)②呌诠?jié)能降耗、性能穩(wěn)定可靠、控制水平先進、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低、效率高、操作簡單、外觀造型更加注重美學(xué)設(shè)計、控制和操作更加趨于人性化。 1 本課題枕式包裝機來源于鹽城市盛和輕工機械廠，具體的內(nèi)容 為咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計。在設(shè)計前認真研究被加工包裝的圖樣，研究其尺寸、形狀、材料、硬度、重量、加工部位的結(jié)構(gòu)及加工時進行必要的消毒和對操作人員身體健康要求等內(nèi)容，為設(shè)計提供大量的數(shù)據(jù)、資料，作好充分的、全面的技術(shù)準備。在準備了充足的資料之后 ,進行分析與整理?？傮w的主要設(shè)計任務(wù)是進行咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計 ,在完成總體設(shè)計的基礎(chǔ)之上，主要完成其橫封切斷裝置的設(shè)計 . 使設(shè)備既能滿足包裝要求，保證包裝膜對正，便于調(diào)整；又能使其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單；便于維修。 2 咖啡粉枕式包裝機 總體設(shè)計 咖啡粉枕式包裝機 總體設(shè)計，通常是根據(jù)與用戶簽定的合同和技術(shù)協(xié)議書 ,針對具體加工對象，擬訂結(jié)構(gòu)方案，并進行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設(shè)計。 體方案論證 咖啡粉包裝機總體方案的擬訂是進行機器設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為總體方案在很大程度上決定了機器的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)粉劑物料的形態(tài)要求和特點，按一定的原則、結(jié)合一般食品機械常用的設(shè)計 ,使用方法、充分考慮各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟 分析后擬訂出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的總體方案。 能與應(yīng)用范圍 咖啡粉枕式包裝機 自上世紀五十年代開發(fā)到現(xiàn)在已有數(shù)十年了，當(dāng)時開發(fā)出的機種功能單一，應(yīng)用范圍窄，但是容易實現(xiàn)、可靠。 電動機的動力和運動通過三角帶 (或稱為 或平皮帶輸送給分配軸，再由分配軸分給計量裝置、豎封切斷裝置、橫封切斷裝置、輸出包裝物等，只能對單一 內(nèi)裝物及同一尺寸的內(nèi)裝物進行包裝。這樣就存在有如下幾個問題 : (a)包裝機的生產(chǎn)能力不可改變 ; (b)包裝機對內(nèi)裝物尺寸變化 的適應(yīng)性差 ; (c)橫封封切時的線速度與豎封牽引供送的速度應(yīng)該一致，但必須改變橫封封 切的運動規(guī)律來實現(xiàn)。橫封切斷的運動規(guī)律問題 ; (d)供送內(nèi)裝物、供送薄膜、豎封牽引、橫封切斷等的最佳配合問題 ; (e)是否要配備離合器，對調(diào)試是至關(guān)重要的。 (f)對刀的調(diào)整問題 ; (g)當(dāng)有印刷圖案時，保證圖案的完整性的問題。 考慮到市場的深入，人們對產(chǎn)品追求多元化、個性化。故產(chǎn)品的包裝范圍 要廣、功能要齊全、速度要快。加上我國超市的發(fā)展，推動 咖啡粉枕式包裝機 的發(fā)展， 也提出了相適性的功能與適用范圍的需求問題 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 4 適用的范圍如下 : (a)包裝材料 :防潮玻璃紙、涂塑玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、袋包紙、 鋁箔以及其他復(fù)合材料 (b)包裝物品 :面包、糕點、蔬菜、加工食品、醫(yī)藥品、機械零件、咖啡粉及其他等粉狀物品 3 藝分析 咖啡粉枕式 自動包裝 機 是針對粉狀物件進行外包裝的一種手段。在工藝分析 中，首先對內(nèi)裝物物件的特性、包裝材料和包裝過程作詳細的分析和研究，并對 單功能機的分析，進行擴展其功能，如擴展它的包裝尺寸范圍 、擴展它的包裝物 件、擴展它的包裝材料、擴展它的包裝生產(chǎn)力等。這些擴展涉及到的主要部件的 分析比較，以便得出可靠的機構(gòu)。 (a)粉體物料的特性工藝分析 粉狀物體可以是 包裝 咖啡粉 、味精、感冒沖劑及其它顆粒性物料 。一般來說在設(shè)計時，為了簡化結(jié)構(gòu)，針對類型范圍相近的物件進行設(shè)計，因 此就會選擇一些相近的物件在同一臺機上包裝。另一方面，內(nèi)裝物的變化，只需 簡單更改零件就可以了。如尺寸大小變更可以調(diào)整成型器或更換成型器，其它的可以只是簡單調(diào)整。易碎的物件可以在豎封牽引、橫封切斷器上粘貼一些緩沖的物料，而無需更換零件就可以 使機械適應(yīng)范圍廣?？偠灾?咖啡粉枕式包裝機 的適用范圍極廣，只要是成粉狀物件一般都可以包裝。 (b)包裝材料的要求 包裝紙的選擇在包裝機設(shè)計中也是重要的。塑料包裝的問世，引起了包裝 機的革命。使包裝工藝、包裝技術(shù)發(fā)生了巨大變化。如塑料包裝，可以采用高頻 加熱熱封包裝、或電熱絲脈沖熱封包裝。如袋裝的 味精、小兒感冒沖劑 等，目前食品、醫(yī)藥行業(yè)采用聚乙烯薄膜包裝是很廣泛的 ;紙張經(jīng)涂塑料后的復(fù)合材料包 裝也被廣泛使用，如糖果等。 咖啡粉枕式 自動包裝 機 多采用 聚乙烯涂塑紙 等復(fù)合材料等?？紤]到在薄膜牽引時，薄膜要受較大的張力 ，一般說來，包裝的速度越高， 包裝材料 越容易被拉斷。如果包 裝紙的拉力強度不夠，勢必影響包裝速度的提高。因此，選擇包裝紙的質(zhì)量是十 分重要的。在此設(shè)計過程中我們采用 (c)包裝工藝方案的擬定 由分析可知，包裝工藝路線是 :薄膜經(jīng)牽引輥牽引由導(dǎo)向輥進入 成型器，再經(jīng)豎封牽引器牽引并封邊使 膜成型袋筒形 . 如圖 咖啡粉枕式 自動包裝 機 圖。 走帶裝置牽引下，牽引隙式前進，在通過成型器時被折成筒狀，計量裝置將計量好的物料 咖啡粉送入成型器中的筒狀材料內(nèi)，物品便隨同材料一起前進，豎封裝置將包裹在筒柱狀的 經(jīng)走袋裝置下拉至橫封裝置。橫封切斷器熱封咖啡袋的左端和右端，同時在中間切斷分開，切斷分開的咖啡帶靠自重掉入料倉輸出成品。從工藝上分析可知，為達到高速，要優(yōu)化橫封切斷器的運動規(guī)律。由于橫封裝置靠凸輪構(gòu)件作間隙式往復(fù)運動，是否適宜高速運行，要對橫封切斷器進行詳細分析 。 為滿足其多功能，橫封裝置和豎封裝置都 可以進行細微調(diào)整，來適應(yīng)不同內(nèi)裝 物的尺寸，達到滿足大范圍包裝。簡單更改成形器，可以使其滿足包裝內(nèi)裝物尺寸的變化，如寬度和高度。簡單調(diào)整計量裝置的計量容積，可以包裝不同重量買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 的咖啡粉 。 因此，要完成其多功能、范圍廣、高速度等，就必須設(shè)計出更為合理的機構(gòu) 來滿足要求 體布局 包裝工藝確定以后，要考慮如何實現(xiàn)這種包裝動作。因此，要求選擇合適的傳動、操作和執(zhí)行機構(gòu)。這些機構(gòu)組成若干個部件，這些部件相互位置怎樣安排 ?它們又是怎樣聯(lián)系和形成一個完整的總體 ?這就是包裝機總體設(shè)計的任務(wù)。 包裝機的傳動與控制機構(gòu)，可以 采用機械式，液壓式，或氣動式。應(yīng)根據(jù)產(chǎn) 品的特點、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機器動作的復(fù)雜程度而定。 咖啡粉枕式 自動包裝 機 一般包裝速度在 (30: 50袋 /最高可以達到 (100袋/要實現(xiàn)這樣高的包裝速度，而且要保證動作的相互協(xié)調(diào)和工作可 靠穩(wěn)定，用液壓式或氣動式控制機構(gòu)尚有困難，因為液體和氣體有可壓縮性，而 且油液的粘度大，高速換向運動時慣性沖擊大、發(fā)熱高，液壓還會因溫度升高而 使粘度變化，影響動作的準確性，所以一般只用于活塞往復(fù)動作在 30袋 /機械。目前國內(nèi)外在 咖啡粉枕式 自動包裝 機 中大多采用機械傳動方式。因為連桿、凸輪機構(gòu)一經(jīng)調(diào)整后就能嚴格保證動作的可靠性，并且能實現(xiàn)比較復(fù)雜的動作，并配合當(dāng)今的電子技術(shù)和微機控制技術(shù)，更進一步提高生產(chǎn)率 圖 啡粉枕式包裝機總裝圖 根據(jù)以上分析，本畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的 咖啡粉枕式 自動包裝 機 的 總體設(shè)計和 橫封裝置采用機械式控制系統(tǒng)，涉及有 :鏈條傳動，帶 (齒形帶 )傳動，齒輪傳動，凸輪傳動等機 構(gòu)。 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 6 一臺包裝機由哪些幾部分組成，決定于包裝工藝的要求。 咖啡粉枕式 自動包裝 機 由以下部分組成 : (a)傳動系統(tǒng) ; (b)供紙裝置 ; (c)成形器部件 ; (d)走袋裝置 ; (e)豎封裝置 ; (f)橫封切斷裝置 ; (g)配電裝置和殺菌裝置。 布局形式的選定，最主要根據(jù)包裝工藝的特點即決定于包裝的工藝性。布局形式要便于包裝，使機構(gòu)簡化，工人操作和維修方便。根 據(jù)包裝工藝， 咖啡粉枕式 自動包裝 機 布局形式宜采用立式布局，這樣便于進料、送紙、包裝、封切等。因咖啡粉狀物料易自動落料，所以省去一些輔助送料裝置。 在設(shè)計中總體布局要求 : (a)傳動系統(tǒng)力求簡潔，在能滿足多功能基礎(chǔ)上保證結(jié)構(gòu)簡單 ; (b)機械操作，調(diào)整簡單，易上手，裝拆方便，聯(lián)鎖防護可靠 : (c)操縱面板位置因方便操作，同時也要考慮到食品的衛(wèi)生安全等等 ; (d)排料位置考慮方便安全，能不用動力，靠自身重力安全落料 ; (e)外形美觀大方，移動安裝方便。 10 作循環(huán)過程 咖啡粉枕式 自動包裝 機 的結(jié)構(gòu)適合于間隙式自動包裝。 工藝是間隙的，只有在內(nèi)裝物供送時，每送入一件必須保證橫封切斷器封切一件。因此其工作循環(huán)過程比較簡單。 體傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)是機器的重要組成部分，由它驅(qū)動各個執(zhí)行部件，按工藝要求完成各種動作。傳動系統(tǒng)的傳動精度，將直接影響機器的包裝加工質(zhì)量。傳動系統(tǒng)的精度不高是機器振動、噪音主要來源。傳動系統(tǒng)直接影響機器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，所以傳動系統(tǒng)關(guān)系到機器的結(jié)構(gòu)和性能。 由上面討論過的包裝工藝知，傳動系統(tǒng)的組成由如下幾部分組成 : (1)供送薄膜 ; (2)內(nèi)裝物件供送 ; (3)豎封裝置的運動 ; (4)橫封切斷器裝置的運動。 由包裝工藝及循環(huán)過程知，它們的幾部分傳動要求是 : (1)內(nèi)裝物供送的推頭間距應(yīng)與袋長相適應(yīng)。一般來說在高速接縫式自 動包裝機中，內(nèi)裝物供送的推頭間距應(yīng)取包裝物最長的尺寸，以達 到大范圍包裝的功能。理想情況是內(nèi)裝物被推送進成型器時與包裝 材料的速度大致協(xié)調(diào)。 (2)在工作時，橫封切斷裝置應(yīng)與包裝薄膜材料的運動速度相當(dāng)，以免橫 封產(chǎn)生皺紋。為適應(yīng)不同袋長要 求，因使橫封切 斷裝置封切瞬時的位移可微調(diào)。 (3)應(yīng)嚴格保證滿足橫封切斷裝置往復(fù)封切一袋咖啡粉時，走帶裝置下一步買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 前進 一個咖啡帶長的傳動要求。 (4)橫封切斷裝置應(yīng)在兩袋之間的中間位置熱封并切斷。 對于走袋裝置，它的運動首先要保持 運動過程中有適宜的張緊力 ;其次它們的運動速度應(yīng)與供送袋長相適應(yīng)。當(dāng)包 裝薄膜材料印有商標圖案，并要求圖案與物品始終保持相對位置時，則需要自動 補償供送長度與圖案間距不一致所造成的積累誤差。 3 咖啡粉枕式包裝機 橫封切斷裝置設(shè)計 全自動制袋包裝機的結(jié)構(gòu)組成 ,除去動力、傳動和輸送部分及控制系統(tǒng)外 ,主要由制袋裝置、計量充填裝置、封口切斷裝置等構(gòu)成。該機主要適用于顆粒狀、粉狀及流體或半流體物料的小袋包裝。 于功能原理與功能分析方案設(shè)計 基于功能原理與功能分析方案設(shè)計的任務(wù)是 :針對機械系統(tǒng)的某些確定的功能要求，去尋找某些物理效應(yīng)、原理方法，并借助一些作用原理來求得實現(xiàn)這些功能目標的解法 原理。在功能方案設(shè)計中常常引入某種新技術(shù)、新工藝、新材料，它首先要求設(shè)計者要有新想法、新構(gòu)思。同時同一功能要求可以采用不同的工作原理來實現(xiàn)，而同一種工作原理，又可以采用不同的實現(xiàn)方法，從而等到不同的方案設(shè)計。 當(dāng)明確了設(shè)計任務(wù)后，把要實現(xiàn)的設(shè)計任務(wù)進行功能分析，分析其總功能。為了便于實現(xiàn)，一個系統(tǒng)的總功能常常需要分解成若千個分功能，并相應(yīng)找到實現(xiàn)各分功能的原理方案，如果分功能還是太復(fù)雜，則可進一步分解為更低層次的分功能。一個同時對總功能進行功能分解，可以得到不同的功能元，再通過系統(tǒng)搜索得到一系列的功能元解， 從而形成功能元矩陣，就可以得到若千種組合方案。機械系統(tǒng)方案設(shè)計的最終目的是要尋求一種既能實現(xiàn)預(yù)期功能要求、又能性能優(yōu)良、價格低廉的最佳方案。最后通過對各種方案進行分析、比較，經(jīng)過科學(xué)的評價和決策，才能獲得最佳方案。 間歇式橫封機構(gòu)是制袋封口機中最重要的機構(gòu)之一。它是利用加熱元件配合相應(yīng)的運動從而實現(xiàn)包裝袋的橫向 (頂部或底部 ) 封口。常用的橫封機構(gòu)有氣動式、機械式和機械氣缸組合式 3 種。氣動式需要兩個以上專門的氣缸和供氣系統(tǒng) ; 機械氣缸組合式是經(jīng)多個典型的機 構(gòu) (如多桿組合機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪擺桿機構(gòu)或曲柄擺桿機構(gòu)等 ) 與氣缸組合而成 ; 常用的機械式橫封機構(gòu)是多桿機構(gòu)或成組的齒輪擺桿機構(gòu) , 存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造安裝調(diào)試較困難以及工作可靠性偏低等問題。 凸輪滑桿間歇橫封機構(gòu)是在廣泛吸收各種間歇橫封機構(gòu)優(yōu)點的基礎(chǔ)上 , 進行結(jié)構(gòu)簡化后而得到的一種創(chuàng)新機構(gòu)。它可以取代現(xiàn)有的多種間歇橫封機構(gòu) , 并可應(yīng)用于高速自動制袋機中。 就具體到本次的畢業(yè)設(shè)計來說 ,設(shè)計者所設(shè)計的橫封裝置是通過凸輪來進行往復(fù)的壓切咖啡粉包裝袋 ,使其獲得要達到的運動目的 。 6 構(gòu)設(shè)計 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 8 凸輪滑桿間歇橫封機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。其結(jié)構(gòu)主要由橫封滑桿、回位彈簧和旋轉(zhuǎn)凸輪部分組成。 橫封滑桿在凸輪驅(qū)動下 , 作往復(fù)移動 , 在移動過程中將筒狀包裝材料進行夾持。其夾持部位嵌有加熱器使包裝材料封口處受熱熔化并使之夾緊 , 從而實現(xiàn)封合。包裝材料被夾持壓緊的時間與程度均與凸輪和滑桿有關(guān) , 應(yīng)在機構(gòu)安裝時調(diào)試決定。 回位彈簧與凸輪配合 ,使滑桿能準確地靠住凸輪輪廓 , 在包裝材料的移動過程中 , 完成夾持、開合的動作。凸輪是保證在規(guī)定的時間內(nèi)完成封合的關(guān)鍵機構(gòu) , 凸輪旋轉(zhuǎn)一周 , 完成一個袋的封口。凸 輪的結(jié)構(gòu)與行程決定著袋的高度和封口效果 , 一般都采用圓盤凸輪。凸輪的結(jié)構(gòu)特性取決于包裝機的制袋規(guī)格和充滿物料后的體積 ( 特別是截面尺寸 ) 及包裝袋的輸送 ( 移動 ) 速度。 整個機構(gòu)由機架支承。凸輪由動力傳送機構(gòu) (也可直接由電機 ) 帶動旋轉(zhuǎn) , 由它驅(qū)動嵌有加熱元件的滑桿總成?；瑮U總成有作往復(fù)運動的內(nèi)外封合機構(gòu) , 而內(nèi)外封合機構(gòu)則通過拉簧拉緊至與凸輪接觸。凸輪旋轉(zhuǎn)時 , 使內(nèi)外封合機構(gòu)作往復(fù)移動并實現(xiàn)封口處兩熱封器間歇開合 ; 兩熱封器張開時 , 裝滿定量物品的長條袋 (塑料類軟性包裝材料向下移動 , 移動一個袋高距離時 停止 , 凸輪驅(qū)動兩熱 圖 封裝置部裝圖 封器合攏 , 最后將其包裝封壓緊 , 使包裝袋受熱加壓而封口。緊接著機構(gòu)再進行下一個封口動作 ) 。 這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單輕巧 , 運動平穩(wěn) , 易于調(diào)節(jié)控制 , 且制造成本較低。 構(gòu)分析 機構(gòu)分析包括受力分析、運動分析和工藝分析。 力分析 (a)凸輪受力分析 凸輪受驅(qū)動力 (凸輪軸上的作用力 )、滑桿總成的作用力和凸輪本身的慣性力。凸輪驅(qū)動力等于滑桿總成作用力與凸輪慣性力之和 , 而滑桿總成的作用力由買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 正壓力和接觸點處的摩 擦力組成。即 : P = F + Q = f + N + Q (1) 式中 : P 凸輪驅(qū)動力 F 滑桿總成作用力 (F= f + N ) f 凸輪滑桿接觸處的摩擦力 N 凸輪滑桿接觸處的正壓力 Q 凸輪慣性力 (b)滑桿總成受力分析 滑桿總成受力就是內(nèi)外滑桿的受力 , 當(dāng)滑桿質(zhì)量相等時 , 其內(nèi)外滑桿受力大小相等、方向相反 , 正因為這一特點使得包裝機在間歇封口時運動平穩(wěn)。內(nèi)外滑桿受力表達式為 : N = T + W (2) 式中 :N 凸輪滑桿接觸處的正壓力 , 即凸輪推動 滑桿運動的力 T 彈簧 (拉簧 ) 拉力 滑桿慣性力 滑桿與機架導(dǎo)軌間的摩擦力 W 包裝袋封口處對滑桿上熱封器的作用力 (c)包裝袋封口處受力分析 包裝袋封口處垂直方向上受包裝成袋物品的重力 (一袋重或多袋重 , 封口切斷時為單袋重 , 只封不切為多袋重 ) , 而在水平方向上就只有熱封器的壓力。該力在封口時由包裝材料受壓的變形能和處彈性元件的受壓變形能抵消。 動分析 本創(chuàng)新機構(gòu)最大的優(yōu)點之一就是在水平面上受力處于封閉平衡狀態(tài)。其運動對于兩滑桿 來說 ,也是封閉的 , 即內(nèi)滑桿與外滑桿運動方向互逆。當(dāng)兩者質(zhì)量完全相等時 , 其運動的位移大小、速度和加速大小均相等。在封袋時 , 靠內(nèi)外滑桿的力同時作用在包裝袋封口處。當(dāng)把包裝袋拋開時 , 實際上也是內(nèi)外滑桿的兩個大小相等、方向相反的作用力再加上內(nèi)外滑桿兩方向相反慣性力發(fā)生作用 ,也就是內(nèi)滑桿的慣性力和熱封作用力對外滑桿的慣性力和熱封作用力發(fā)生碰撞作用。為避免在熱封時產(chǎn)生沖擊與振動 , 除調(diào)整時保證有一定的間隙外 , 更主要的是通過凸輪設(shè)計來解決。 將凸輪設(shè)計為等加速與等減速運動的圓盤 (盤狀 ) 對稱凸輪。也就是使滑桿在 行程運動中進行壓合 (內(nèi)外滑桿向包裝袋靠攏 ) 時前半個行程作等加速運動 , 后半個行程作等減速運動 , 且加速度與減速度絕對值完全相等?；瑮U作回程運動時先作等加速后作等減速運動 , 以減小滑桿回到凸輪基圓時的慣性沖擊。封口處熱封器張開的時間和寬度用凸輪驅(qū)動滑桿運動控制 , 要保證一個袋長 (單袋 ) 能準確順利地下移到位。在袋的規(guī)格變化后 , 應(yīng)能通過凸輪的控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。 藝分析 包裝工藝最關(guān)鍵的是凸輪運動能驅(qū)動滑桿使內(nèi)外熱封器張開到所要求的寬度 , 并使一袋的高度距離下移到位 , 然后馬上合攏 , 使袋在規(guī)定的 時間內(nèi)壓合咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 10 封牢。 當(dāng)裝入定量物料后的袋形尺寸規(guī)格 (高度和斷面尺寸等 ) 發(fā)生變化時 , 整個機構(gòu)必須能調(diào)節(jié) ,應(yīng)充分考慮對凸輪的運動控制、熱封器的安裝調(diào)節(jié)以及滑桿與凸輪接觸處的結(jié)構(gòu)與調(diào)節(jié)元件等 ,以滿足變化后的要求。 由于內(nèi)滑桿尺寸比外滑桿大 , 而為了保證封口質(zhì)量和機械運動的平穩(wěn)性 , 應(yīng)設(shè)法使內(nèi)外滑桿質(zhì)量相等。具體而言 , 可在選材時加以考慮。 鍵部件設(shè)計 創(chuàng)新機構(gòu)的典型部件主要是凸輪。凸輪的形狀及凸輪輪廓曲線決定著整個機構(gòu)的工作性能 , 設(shè)計不當(dāng)會影響整個機構(gòu)的動作及效率。將凸輪設(shè)計成等加速與等減速運動對稱圓 盤凸輪。這樣可以保證凸輪高速旋轉(zhuǎn)時 , 滑桿不致于產(chǎn)生剛性沖擊 , 同時還可消除振動 , 提高包裝機的工作平穩(wěn)性。所示為凸輪輪廓示意圖?；瑮U在凸輪驅(qū)動下作等加速和等減速運動。即滑桿在一個行程 h 中 , 前半行程0 2h(對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角為 0 02, 對應(yīng)滑桿移動時間為 0 02t) 間滑桿作等加速運動。 式中 : 0和0t 分別為滑桿完成一個行程 h 時凸輪轉(zhuǎn)過的角度和滑桿所需時間。 圖 輪輪廓示意圖 滑桿作等加速運動時的運動方程可寫為 : 11221 2 312a d t c t cs v d t c t c t c (3) 當(dāng)滑桿作等減速運動時 , a 為負值 , 分別將初始條件代入式 (3) 并以 和 0代替 t , 得到滑桿的運動方程表達式 ( 00t , 為凸輪旋轉(zhuǎn)角速度 ) : 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 2020220244(4) 2020020220244 (5) 式 (4) 為 從 0 02時的等加速運動 ; 式 (5)為 從 02 0時的等減速運動。同理 , 可得出滑桿從凸輪頂部返回 (回程 ) 作等加速和等減速運動的運動方程如下 : (1) 從 0 0/2 時的等加速運動方程 : 22020220244(6) (2) 從 0/2 0時的等減速運動方程 : 2020020220244 (7) 由式 (4)、 (5)、 (6)、 (7) 可繪出滑桿完成一次封口包裝的位移線圖。 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 12 圖 輪位移線圖 速度和加速度線圖同理 ,可繪出 . 圖 桿零件輪廓圖 由滑桿運動線圖可知 , 在某些點上有加速度突變 , 滑桿的慣性力也會有突變 , 會產(chǎn)生沖擊 , 但因為慣性力突變值有限 , 比起其它運動方式?jīng)_擊要小 , 在機械傳動中也稱之為柔性沖擊。除凸輪外 , 滑桿結(jié)構(gòu)及其選材和機械加工也必須加以注意 , 滑桿整體重量應(yīng)盡可能輕 , 內(nèi)外滑桿重量應(yīng)盡可能一致。由于凸輪高速連續(xù)運轉(zhuǎn) , 滑桿與凸輪相接觸處始終處于高速摩擦狀 態(tài) , 故凸輪輪廓以及滑桿與凸輪輪廓相接觸的零件都必須選用耐磨材料 :45鋼 . 他設(shè)計計算 析機構(gòu)運動時間 凸輪驅(qū)動滑桿 , 使滑桿上熱封器間歇開合。開啟的時間必須保證包裝袋單袋高度移動到位。合攏時進行封口 , 封口時間應(yīng)在保證封牢的前提下盡可能短。機構(gòu)開合運動時間越短 , 機械效率就越高。 析機構(gòu)移動位移 凸輪控制著滑桿的封口器開啟大 小 , 其開啟大小必須保證包裝袋充滿物料后能順利下移 , 但不能開啟太大 , 否則影響效率。另外 , 要隨著包裝規(guī)格的改變 , 調(diào)節(jié)開啟寬度 , 保證工作效率。 析機構(gòu)調(diào)節(jié) 機構(gòu)調(diào)節(jié)包括整機調(diào)節(jié)與部件機構(gòu)調(diào)節(jié)。應(yīng)使凸輪驅(qū)動與滑桿運動能滿足整機調(diào)節(jié)的要求 ,而部件機構(gòu)調(diào)節(jié)則應(yīng)盡可能簡單方便。主要是調(diào)節(jié)凸輪控制機構(gòu)買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 和滑桿上熱封器開合位移 , 可通過在與凸輪輪廓相接觸部位加墊塊 , 或調(diào)整滑桿上有關(guān)構(gòu)件的安裝固定位置等 , 或設(shè)計一組便于更換的凸輪等方法解決。 簧的設(shè)計與計算 根據(jù)橫封裝置所設(shè)計的結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計一彈簧。由于 咖啡粉枕式包裝機 橫封切斷裝置設(shè)計 中的凸輪運動所要推動導(dǎo)桿的力不是很大，所以設(shè)定彈簧 最大工作載荷 00N，估取彈簧絲直徑 d=6體計算請見下表： 項目 公式或經(jīng)驗 尺寸 1 材料 碳素 65 彈簧類別 1類 3 估取彈簧絲直徑 6 4 拉伸強度極限 b 估取彈簧絲直徑 1716 5 許用剪切應(yīng)力 .3 b 6 剪切彈性 模量 1500 78500, 78500 78500 7 拉壓彈性模量 02000 204000, 197000 8 中徑 2D 由結(jié)構(gòu)定 48 9 旋繞比 (彈簧指數(shù) )C 2 10 10 補償系數(shù) (曲度系數(shù) )K 11 最大工作載荷 2F 200 12 試算彈簧絲直徑 d 21 K 2DC d13 確定彈簧絲直徑 d 6 14 重新計算旋繞比 C 215 重新計算補償系數(shù) K 16 重新試算彈簧絲直徑 d 21 K 17 最終確定彈簧絲直徑 d 6 18 最小變形量 1f 由結(jié)構(gòu)設(shè)計定 9 工作行程 h 由結(jié)構(gòu)設(shè)計定 50 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 14 20 最大變形量 2f 2f 213 . 1 4 1 5 9c o s =1f+h 1 彈簧工作圈數(shù) n 2228G D C 22 23 彈簧剛度 8n 24 最小工作載荷 1F 1F f k 25 外徑 D 2D D d 54 26 內(nèi)徑 1D 12D D d 42 27 自由高度 0H 由結(jié)構(gòu)設(shè)計定 100 28 壓縮彈簧細長比 b 02 1 29 總?cè)?shù) 1n 1n =n +(2 冷卷 10 30 死圈 1 xn n n 1xn n n 31 節(jié)距 t ( 0 . 5 )n 32 軸向間隙 =33 并緊高度 兩端磨平 1( 0 bH n d 34 20 理想值 35 螺旋角 23 . 1 4 1 5 9ta r c 36 537 展開長度 L 213 . 1 4 1 5 9c o s 38 質(zhì)量 g 20 . 7 8 5 3 9 7 5m s d L 39 疲勞強 度驗算 40 最大循環(huán)剪應(yīng)力 22m a x 383 . 1 4 1 5 9K D 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 41 最小循環(huán)剪應(yīng)力 21m i n 383 . 1 4 1 5 9K D 42 安全系數(shù) 0 m i nm a 7 5 43 44 靜強度驗算 45 剪切屈服極限 46 安全系數(shù) m 7 振動驗算 48 固有頻率 0 . 5 (1 5 2 0 ) :2DC d49 工件頻率 1400r/根據(jù)上面的一系列計算 ,可繪出壓簧的圖形 ,如圖 量裝置三維爆炸圖 圖 簧 在商品流通中人們對小袋商品的包裝提出了越來越高的要求 ,不僅要求包裝美觀、便于運輸、儲存、使用方便和產(chǎn)品保質(zhì) ,而且要求包裝袋內(nèi)的商品計 量準咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 16 確 ,誤差小。“計量”是包裝過程中的重要組成部分 ,因此商品包裝的精確計量是包裝行業(yè)時刻關(guān)注的一項重要課題。這次畢業(yè)設(shè)計也遇到了這方面的問題，我們經(jīng)過分析后，決定采用容積式定量包裝計量裝置，它主要適用于視密度穩(wěn)定、容量較小的物料包裝計量。其結(jié)構(gòu)簡單 ,計量速度快 ,成本低 ,但準確度低 (一般只能達到 3% 1 5%)。 4 容杯式定量包裝計量裝置 ,分為固定和可調(diào)容杯式定量包裝計量裝置兩種。固定容杯式定量包裝計量裝置有兩種類型 ,一種適用于顆粒狀、粉狀物料包裝 ;另一種適用于粉狀物料包裝。適用于顆粒狀、粉狀物料包裝主要 由料斗、定量杯、轉(zhuǎn)盤、刮板、粉罩、活門、轉(zhuǎn)軸及機架等組成。其工作原理為 :轉(zhuǎn)盤帶動定量杯在轉(zhuǎn)軸的作用下作旋轉(zhuǎn)運動 ,當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)入由刮板隔斷的料倉時 ,向其內(nèi)充填物料 ,同時料斗補充物料 ,以便定量杯充滿物料 ;當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)出由刮板隔斷的料倉時 ,刮板將其上口物料刮平 ,保證各杯料高一致 ;當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)到卸料口時 ,由固定在機架上的頂桿撥開其底部的活門 ,物料經(jīng)下料管落入包裝袋 ,落料完畢再由頂桿關(guān)閉其底部的活門 ,完成計量自動落料的動作要求。適用于粉狀物料包裝主要由料斗、定量杯、滑板、滑座、滑座蓋、支座、攪拌器及機架等組成。其工作原理同上相似。就本課題來講，我們選擇了固定定量包裝計量裝置。 2 根據(jù)同組同學(xué)設(shè)計的二維圖，通過 件繪制出了 咖啡粉