枕式包裝機中封裝置設計說明書

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　題 目 枕式包裝機中封裝置設計 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p><b>　　所在學院 </b></p><p>　　專業(yè)班級 0

2、</p><p><b>　　指導_</b></p><p><b>　　日 </b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　1 緒論4</b>&

3、lt;/p><p>　　1.1 課題研究的來源和意義4</p><p>　　1.1.1課題來源4</p><p>　　1.1.2課題研究的背景與意義4</p><p>　　1.2本課題研究內容4</p><p><b>　　2 包裝機概述6</b></p><p>　

4、　2.1 包裝機的概念及作用6</p><p>　　2.2包裝機的組成及特點6</p><p>　　2.3 包裝機的分類和型號編制9</p><p>　　3 枕式包裝機的總體設計11</p><p>　　3.1 枕式包裝機設計的一般過程11</p><p>　　1. 總體設計階段11</p>

5、<p>　　總體設計階段，主要做可行性分析與進行初步設計兩方面工作。11</p><p>　　2. 技術設計階段11</p><p>　　3. 審核鑒定11</p><p>　　3.2 總體方案設計的基本內容11</p><p>　　1. 確定功能與應用范圍11</p><p>　　2. 工藝分

6、析11</p><p>　　3. 包裝方式11</p><p>　　4. 機器類型11</p><p>　　5. 包裝程序、工藝路線和工位數12</p><p>　　6. 運動要求和機構選型13</p><p>　　3.3總體布局13</p><p>　　3.4 編制工作循環(huán)圖16

7、</p><p>　　4 傳送裝置的設計18</p><p>　　4.1支架的選擇18</p><p>　　4.2傳送系統(tǒng)的選擇18</p><p>　　4.3軸承的選擇25</p><p>　　5 封口機械的設計27</p><p><b>　　5.1 概述27</

8、b></p><p>　　5.2 封口機械的分類27</p><p>　　5.3 端封的設計29</p><p>　　5.4 中封的設計30</p><p>　　6 中封裝置重要零部件的校核與計算36</p><p>　　6.1 從動軸的抗彎扭強度校核計算36</p><p>　

9、　6.2深溝球軸承型號選擇計算39</p><p>　　7 供膜裝置的設計41</p><p>　　7.1供膜裝置的基本要求42</p><p>　　7.2供膜裝置原理42</p><p>　　7.3供膜裝置的設計43</p><p>　　7.3.1設計要求43</p><p>　　

10、7.3.2滾軸的布置43</p><p>　　8 中封裝置部分零部件Pro/E三維圖44</p><p><b>　　小 結51</b></p><p><b>　　致 謝52</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　

11、　枕式包裝機是用于包裝產品，使產品增長其保質期，增加產品美觀度的一種機械。本次設計采用臥式袋成型-充填-封口包裝機,其結構簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高，所以在各類機械中得到了廣泛的應用。有了這樣的包裝機，會提高生產效率，降低勞動強度，保護環(huán)境，節(jié)約材料；有利于保證被包裝產品的衛(wèi)生，提高產品質量，延長產品的保質期；可減少包裝場地面積，節(jié)約基建投資，贏得更多的利潤。</p><p>　　本課題主要針對

12、EP5000枕式自動包裝機進行反求設計，主要作了以下幾方面的工作：對EP5000枕式自動包裝機工作原理和結構進行了研究和分析，在此基礎上進行整機的設計。在上述基礎上，對該包裝機的中封裝置進行了詳細的結構設計和計算。</p><p>　　關鍵詞：枕式包裝機、反求設計、中封裝置</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

13、　　Pillow packaging machine is used in the packing product, increasing the nature time as well as increasing the appearance of the product. This design uses horizontal-type bag formation, backfill and seal packaging machi

14、ne. It has simple structure, smooth transmission, few noise, easy maintenance, high efficiency, so it has been widely used in all types of machinery. With such a packaging machine, factories can increase efficiency of pr

15、oducing, reduce labor intensity, protect environmental, and co</p><p>　　This topic is EP5000 produce pillow for automatic packaging machine on reverse design, mainly made the following aspects of the job: EP

16、5000 produce pillow automatic packaging machine working principle and structure are studied and analyzed, based on which the machine design. Based on the above, the packaging machine sealing device has carried on the det

17、ailed structure design and calculation. </p><p>　　Keywords: Pillow packaging machine 、Reverse design 、Sealing device.</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的來源和意義</p&

18、gt;<p><b>　　1.1.1課題來源</b></p><p>　　本論文選題來源于龔發(fā)云教授與梅州國基精密制造有限公司合作的EP5000枕式自動包裝機橫向課題。</p><p>　　1.1.2課題研究的背景與意義</p><p>　　隨著時代的進步和生活水平的提高，近年來食品問題引起了人們的極大關注，國家也加大了對食品、藥

19、品質量安全的監(jiān)督力度，對食品的生產加工包裝技術都提出了新的要求，這使得包裝機械在包裝領域發(fā)揮著越來越大的作用。但我們的食品包裝機械的發(fā)展水平還不能滿足市場需求，尤其是在與西方發(fā)達國家競爭中還明顯處于弱勢。一些食品企業(yè)為了技術改造，不得不花費大量的資金從國外引進一些技術先進的、生產效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產線，導致很大一部分國內的市場份額被國外品牌所占領。</p><p>　　食品機械及食品包裝機械是食品

20、工業(yè)發(fā)展的重要保障，食品工業(yè)的發(fā)展好壞，食品機械將起主導作用。所以，食品包裝機械的設計與研發(fā)對保障民族食品工業(yè)的安全，提高我國食品包裝機械的競爭力有著十分重要的意義。</p><p>　　包裝機械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達國家的食品包裝機械，及如何加大自主創(chuàng)新步伐。力爭在短時間內開發(fā)出一批具有自主知識產權和國際先進水平的產品，是擺在我國食品包裝機械企業(yè)面前的緊迫任務。</p><

21、p>　　1.2本課題研究內容</p><p>　　本課題主要針對EP5000枕式自動包裝機進行反求設計，主要作了以下幾方面的工作：</p><p>　　對EP5000枕式自動包裝機工作原理和結構進行了研究和分析，在此基礎上進行整機的設計。</p><p>　　在上述基礎上，對該包裝機的中封部分進行了詳細的結構設計和計算。</p><p>

22、;　　基于PROE軟件對中封裝置進行三維造型及運動仿真。</p><p><b>　　2 包裝機概述</b></p><p>　　2.1 包裝機的概念及作用</p><p><b>　　包裝機械的概念</b></p><p>　　國家標準GB/T4122.2—1966《包裝術語機械》中對包裝機械（p

23、ackaging machinery）所下定義是：完成全部或部分包裝過程的機械，包裝過程包括成型、充填、裹包等主要包裝工序，以及清洗、干燥、殺菌、貼標、捆扎、集裝、拆卸等前后包裝工序，轉送、選別等其他輔助工序。</p><p><b>　　包裝機的作用</b></p><p>　　現代工業(yè)生產，如食品、醫(yī)藥、日用品、化工用品、電子產品等生產中，主要包括三大基本環(huán)節(jié)，

24、即原料處理、中間加工和產品包裝。包裝機械是使產品包裝實現機械化、自動化的根本保證，因此包裝機械在現代工業(yè)生產中起著重要的作用。具體作用主要包括以下幾個方面：</p><p>　　大幅度提高生產效率，</p><p>　　降低勞動強度，改善勞動條件，</p><p>　　保護環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產品成本，</p><p>　　有利于被包裝物品

25、的衛(wèi)生，提高產品包裝質量，增強市場銷售的競爭力，</p><p>　　延長產品的保質期，方便產品的流通，</p><p>　　可減少包裝場地面積，節(jié)約基建投資。</p><p>　　2.2包裝機的組成及特點</p><p><b>　　包裝機的組成</b></p><p>　　包裝機械屬于自動機械

26、范疇，他的種類繁多，結構復雜，新型包裝機械不斷涌現，很難講他們的組成分類。但通過對大量包裝機械的工作原理和結構性能的分析，可找出其組成的共同點。包裝機械由動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等組成。為了便于掌握和研究包裝機械的工作原理與結構性能，通常又將包裝機械分成下列組成部分。</p><p>　　圖1-1 包裝機組成圖</p><p>　　包裝材料的整理和供送系統(tǒng) </p>

27、<p>　　該系統(tǒng)是將包裝材料（包括剛性，半剛性、剛性包裝材料和包裝容器及輔助物）進行定長切斷或整理排列，并逐個輸送到預定工位的系統(tǒng)，如糖果包裝機中包裝紙的供應、切斷機構。有的系統(tǒng)在供送過程中還能完成制袋或包裝容器的豎起、定型、定位等工作，有的封罐機的供送系統(tǒng)還可以完成灌蓋的定向、供送等工作。</p><p>　　被包裝物品的計量與供送系統(tǒng) </p><p>　　該系統(tǒng)是將被包裝

28、物品進行計量、整理、排列，并輸送到預定工位的系統(tǒng)。有的還可以完成被包裝物品的定型、分割。如飲料灌裝機的計量和液料供送系統(tǒng)；餅干包裝機餅干整理、排列和供送系統(tǒng)。</p><p><b>　　主傳送系統(tǒng) </b></p><p>　　該系統(tǒng)是將包裝材料和被包裝物品有一個包裝工位順序傳送到下一個包裝工位的系統(tǒng)。單工位包裝機沒有傳送系統(tǒng)。全部包裝工序在包裝機上往往分散成幾個

29、工位來協同完成供送包裝材料和被包裝物品，直到把產品輸出。主傳送機構的形式影響其外形，所以必須有專門的機構傳送包裝材料和被包裝物品，直到把產品輸出。</p><p><b>　　包裝執(zhí)行機構</b></p><p>　　包裝執(zhí)行機構是直接完成包裝操作的機構，即完成包裹、灌裝、封口、貼標、捆扎等操作的機構。如糖果包裝機的前、后推糖板，糖前手和扭結手等組成的機構就是包裝執(zhí)行

30、機構；封罐機中的兩道卷封滾輪也是包裝執(zhí)行機構。</p><p><b>　　成品輸出機構</b></p><p>　　成品輸出機構是把包裝好的產品從包裝機上卸下、定向排列輸出的機構。有的包裝機械的成品輸出是由住傳送機構完成的或是靠包裝產品的自重卸下的。</p><p><b>　　動力機與傳動系統(tǒng)</b></p>

31、;<p>　　動力機是機械工作的原動力，在現代工業(yè)生產中通常為電動機，傳動系統(tǒng)是指將動力機的動力與運動傳給執(zhí)行機構和控制系統(tǒng)，使其實現預定動作的裝置。通常由傳動零件，如帶輪、齒輪、鏈輪、凸輪、渦輪、蝸桿等組成，或由機、電、夜、汽等多種形式的傳動組成。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)出各種手動、自動裝置組成。在包

32、裝機中從動力的輸出、傳動機構的運轉、包裝執(zhí)行機構的動作及相互配合以及包裝產品的輸出，都是由控制系統(tǒng)指令操作。他包括包裝過程、包裝質量、故障與安全的控制。</p><p>　　現代包裝機械的控制方法處機械外形外，還有電器控制、啟動控制、光電控制、電子控制和射流控制，可根據包裝機的自動化水平和生產要求選擇。</p><p><b>　　機身</b></p>

33、<p>　　機身用于安裝、固定、支撐包裝機所有零部件，滿足其相互運動和相互位置要求。因此，機身必需具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。</p><p><b>　　包裝機的特點</b></p><p>　　包裝機械具有一般自動機的共性，也具有其自身的特性。包裝機械主要特</p><p><b>　　如下：</b><

34、;/p><p>　　大多數包裝機械結構復雜，運動速度快，運動精度高。為滿足性能要求，</p><p>　　對零部件的剛度和表面質量都有較高的要求。</p><p>　　用于食品和藥品的包裝機械要便于清洗，與食品與藥品接觸的部位要用不</p><p>　　銹鋼和經化學處理的無毒材料制成。</p><p>　　進行包裝時的作用

35、力一般都較小，所以包裝機的電動機的功率都比較小。</p><p>　　包裝機一般都采用無級變速裝置，以便靈活調整包裝速度、調節(jié)和控制包</p><p><b>　　裝機的生產能力。</b></p><p>　　包裝機械是特殊類型的主業(yè)機械，種類繁多，生產數量有限。為便于制造</p><p>　　和維修，減少設備投資，在各

36、種包裝機的設計中應注意標準化、通用性及多功能性。</p><p>　　2.3 包裝機的分類和型號編制</p><p><b>　　包裝機的分類</b></p><p>　　2003年，我國國家標準局在1986年標準的基礎上，修訂了包裝機械分類標準，新標準（GB/T19357—2003）以包裝機械產品主要功能的不同作為劃分類別的原則，對包裝機械

37、產品進行分類。</p><p>　　按產品狀態(tài)分，有液體、塊狀、散粒體包裝機；按包裝作用分，有內包裝、外包包裝機；按包裝行業(yè)分，有食品、日用化工、五金零配件、紡織品等包裝機；按包裝工位分，有單工位、多工位包裝機；按自動化程度分，有全自動包裝機，也有半自動的等等。按封口形式區(qū)分,可分為背封式,三邊封,四邊封,三角分等。按產品形態(tài)區(qū)分,可分為枕式包裝機,立式包裝機,真空包裝機,封口機等等。</p>&l

38、t;p><b>　　枕式包裝機</b></p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　本機適合于餅干、月餅、米通、雪餅、蛋黃派、巧克力、面包、方便面、藥品、臍橙、檸檬、柑桔、蔬菜、青棗、糖果等各類有規(guī)則物體的包裝。(物料形式需是固態(tài)的)</p><p><b>　　結構特點</b&

39、gt;</p><p>　　本機采用日本松下PLC（核心控制器），雙變頻器控制,袋長即設即切,無需調節(jié)空走,一步到位.溫度獨立PID控制封切,適合于各種包裝材質的包裝膜,高感度電眼色標跟蹤系統(tǒng),色標跟蹤一步到位。</p><p><b>　　立式包裝機</b></p><p><b>　　適用范圍</b></p>

40、;<p>　　本機適用于湯料、沖劑、干燥劑、味精、白糖、麥片、藥粉、豆粉、奶粉、洗發(fā)水、面霜、調味品、朱古力、螺絲等分散物料，小件物料的包裝。(物料形式可以為液體,顆粒,粉劑,五金,藥丸等)</p><p><b>　　結構特點</b></p><p>　　本機采用光電眼控制系統(tǒng),從全自動計量,充填制袋,日期打碼到產品輸出一次性完成。</p>

41、<p><b>　　真空包裝機</b></p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　在食品行業(yè)，真空包裝應用非常普遍，各種熟制品如雞腿、火腿、香腸等腌制品以及豆制品、果脯等各種各樣需要保鮮的食品。</p><p><b>　　機器特點</b></p>

42、<p>　　排除了包裝容器中的部分（氧氣）空氣，能有效地防止食品腐敗變質。</p><p>　　采用阻隔性（氣密性）優(yōu)良的包裝材料及嚴格的密封技術和要求，能有</p><p>　　效防止包裝內容物質的交換，即可避免食品減重、失味，又可防止二次污染。</p><p>　　真空包裝容器內部氣體已排除，加速了熱量的傳導，這即可提高熱殺菌</p>&

43、lt;p>　　效率，也避免了加熱殺菌時，由于氣體的膨脹而使包裝容器破裂。</p><p>　　主型號包括包裝機的分類名稱代號、結構形式代號、選加項目代號。</p><p>　　3 枕式包裝機的總體設計</p><p>　　3.1 枕式包裝機設計的一般過程</p><p><b>　　總體設計階段</b></

44、p><p>　　總體設計階段，主要做可行性分析與進行初步設計兩方面工作。</p><p><b>　　技術設計階段</b></p><p>　　技術設計內容包括各組部分的運動設計、結構設計、零件強度與剛度校核、動力計算。</p><p><b>　　審核鑒定</b></p><p&g

45、t;　　對所擬定的方案、技術計算、設計圖樣等進行詳細審核，并對試制的樣機進行鑒定。特別要注意審查整個設計方案是否合理，各個具體設計環(huán)節(jié)是否正確，設計是否完善，還需做哪些改進。</p><p>　　3.2 總體方案設計的基本內容</p><p><b>　　確定功能與應用范圍</b></p><p>　　枕式包裝機是針對固型物的包裝而設計的，適合

46、于包裝各類固態(tài)有規(guī)則的物體，如食品類的餅干、面包、月餅、糖果等，以及日常用品，工業(yè)零件等，對于散狀物或個體分離的物體，則須將被包物先置于盒內，或將之綁束成一體，使之形成一個整體后，才可在本機上包裝，至于其它非固態(tài)的被包物亦須準此要領。</p><p><b>　　工藝分析</b></p><p>　　工藝分析是研究、分析和確定所設計包裝機完成預定包裝工序的工藝方法。一

47、般情況下必須同時擬定幾個方案，進行分析、比較，必要時通過實驗之后，最后確定一個原理先進、工作可靠、結構簡單、成本低廉的方案。著重考慮一下幾個問題。</p><p><b>　　包裝方式</b></p><p>　　保證包裝質量放在首位，不論采取何種包裝方式，都要適應被包裝物品和包裝材料的特性，當有多種方式都能滿足要求時，應選容易實現的方式</p><

48、;p><b>　　機器類型</b></p><p><b>　　單工位與多工位</b></p><p>　　包裝機的工位選擇依據有：</p><p>　　根據包裝機的執(zhí)行結構的多少來選擇，結構簡單用單工位；根據生產率的高低來選擇，單工位生產率較低，圖2-1是所設計的枕式包裝機的工序過程圖,又該圖可知，包裝機的執(zhí)行機構

49、比較少，工序比較簡單，可承擔中小型生產率的任務，每個工序在不同工位上完成，故此包裝機是多工位包裝機。</p><p><b>　　間歇運動與連續(xù)運動</b></p><p>　　由圖2-1可知，包裝工序是串聯連續(xù)進行的，故包裝機的運動也是連續(xù)運動。</p><p><b>　　單頭與多頭</b></p>&l

50、t;p>　　“單頭”，“多頭”特指連續(xù)運動的多工位包裝機為完成同一包裝操作所配備的執(zhí)行機構的數目。對一臺包裝機而言，若完成每一包裝操作的執(zhí)行機構只有一個，亦即每一物品的包裝以此經過所有的執(zhí)行機構，則稱為單頭連續(xù)運動多工位包裝機。</p><p>　　包裝程序、工藝路線和工位數</p><p><b>　　包裝程序</b></p><p>

51、　　圖2-1 包裝機工序過程圖</p><p><b>　　包裝工藝路線</b></p><p>　　對于多工位包裝機，從被包裝物品和包裝材料輸入到成品輸出的傳送路線可以有多種形式。常見的有：直線型、階梯型、圓弧型和組合型。</p><p><b>　　工位數</b></p><p><b&g

52、t;　　工藝路線圖</b></p><p><b>　　運動要求和機構選型</b></p><p>　　根據已定的功能、應用范圍和工藝方法，分析和確定對執(zhí)行機構的運動要求，進而完成機構的選型及其綜合。應考慮的要求和條件主要有以下幾點：</p><p><b>　　運動規(guī)律</b></p><

53、p><b>　　運動精度</b></p><p><b>　　承載能力和工作速度</b></p><p>　　枕式包裝機運動形式是連續(xù)運動的,運動精度要求較高,工作速度和承載能力比較低,一般選擇,齒輪、輪系傳動機構,常用的有同步帶輪傳遞，傳遞效率好，平穩(wěn)，沒有噪聲，距離較大。對于中封和端封這些執(zhí)行機構的運動變換采用直齒輪、錐齒輪傳動機構。&

54、lt;/p><p><b>　　3.3總體布局</b></p><p>　　總體布局的步驟是布置執(zhí)行機構、傳動系統(tǒng)和操作件，確定支撐形式和繪制總體布局圖。各步驟之間互相牽連，必將它們作為一個整體交叉進行，往往要經過多次反復才能完成。</p><p><b>　　布置執(zhí)行機構</b></p><p>　　

55、枕式包裝機的執(zhí)行機構包括：供料輸送架，送膜機構，成型器，中封機構，端封切斷機構和成品輸出機構。布置執(zhí)行機構，應盡量減少機構的運動副數，幾何尺寸和占地空間的大小，所以要求原動件盡可能布置在一根或少數幾根軸上。</p><p>　　根據包裝機包裝工藝圖，我們可以將各部分執(zhí)行機構預定在如圖2-2所示裝置，這樣可以使包裝機的機構緊湊，占地空間比較小。</p><p>　　1.送膜機構 2.控制臺

56、3.端封及切斷機構 4.物料輸出機構 </p><p>　　5.中封機構6.供料輸送機構 7.袋成型機構</p><p>　　圖2-2 枕式包裝機總體布局示意圖</p><p><b>　　布置傳動系統(tǒng)</b></p><p>　　枕式包裝機主要用到機械傳動系統(tǒng)，包括動力機、變速調速裝置、傳動裝置、操縱與控制裝置以及輔助

57、裝置等。圖2-3是此包裝的傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　1.產品輸出傳動軸 2.端封及剪斷軸 3.錐齒輪組 4.齒輪副 5.中封拉膜輪 6.分配軸 7.電動機 8.帶式無級變速機構 9.分配軸 10.鏈輪福 11.盤車手輪 </p><p>　　12.送膜輥 13.掛膜輪</p><p>　　圖2-3 枕式包裝機傳動示意圖</p>

58、;<p>　　由上圖，我們知道此包裝機用了兩個電機，電機1帶動輸送架和送膜輥運動， 使物料和薄膜輸入包裝機。電機2帶動中封和端封機構運動，完成中封、端封、切斷及成品輸出的任務。在布置傳動件時應使各執(zhí)行機構的動作要協調。例如：對于張緊輪的布置,圖2-4(a)中張緊輪布置在松邊，結果會使從動輪的相位滯后；（b）中張緊輪布置在緊邊，它會使從動輪的相位超前；而（c）中在帶的松、緊邊都有張緊輪，若同時調節(jié)它們的位置，則可消除因帶的磨

59、損對相位同步所產生的影響，但結構較為復雜。</p><p>　　圖2-4 張緊輪的布置方式</p><p><b>　　布置操作件</b></p><p>　　為便于操作，應保證操作者與操作件之間有合適的相對位置，為此必須注意一下幾點。</p><p>　　常用的操作件盡量布置在操作者的近旁，操作件距離地面的高度以600

60、</p><p>　　∽1100mm為宜。</p><p>　　包裝機的工作臺面的高度一般在700～900mm范圍內選取。</p><p>　　操作者應經常注意包裝操作最集中和最容易發(fā)生故障的部位。在決定物</p><p>　　品走向時，一般是使其自左向右運動或者是順時針運動。</p><p>　　溫度、壓力、轉速、計

61、數等指示儀表、以及信號燈、報警器、安全閥、</p><p>　　排液閥和有關的銘牌，都應布置在操作者容易觀察、安全可靠、便于維護的位置</p><p><b>　　選擇支撐形式</b></p><p>　　包裝機的支撐件有底座，箱體，立柱，橫梁等。對其有以下幾點要求：足夠的剛度，足夠的抗震性，重量適度，力求節(jié)省材料，便于零件的裝配調試。此外，要

62、做到外形美觀，給人以協調、勻稱、穩(wěn)定、安全的感覺。</p><p>　　繪制總體布局（2-2）</p><p>　　3.4 編制工作循環(huán)圖</p><p>　　包裝機械一般都具有多個執(zhí)行機構，為使其能夠自動可靠地完成包裝操作，每個執(zhí)行機構都必須按給定的規(guī)律運動，并且它們之間的動作必須協調配合，按一定的程序依次完成。而各個執(zhí)行機構應以何種規(guī)律運動，它們之間的動作應怎樣

63、協調配合，這些就是編制工作循環(huán)圖要解決的問題。</p><p>　　編制工作循環(huán)圖一般要做一下幾步工作：</p><p><b>　　擬定運動時間</b></p><p><b>　　確定動作配合</b></p><p><b>　　繪制工作循環(huán)圖</b></p>

64、<p>　　機械運動循環(huán)圖通常有圓周式、直線式和直角坐標式三種表示方法。其中以直角坐標式工作循環(huán)圖使用范圍較廣。</p><p>　　圖2-5 枕式包裝機的工作循環(huán)圖</p><p><b>　　擬定主要技術參數：</b></p><p>　　包裝速度：最大250包/分鐘（視產品規(guī)格而定）</p><p>　

65、　包裝膜寬度：最大450mm</p><p>　　切斷長度：75—400mm</p><p>　　包裝產品尺寸：最寬200mm最高80mm（視產品規(guī)格而定）</p><p>　　機身重量：約1000kg</p><p>　　電壓:三相380V 50Hz</p><p>　　主電機功率：3.5kw</p>

66、<p>　　輸送電機功率：2.5kw</p><p><b>　　4 傳送裝置的設計</b></p><p><b>　　4.1支架的選擇</b></p><p>　　支架用于支撐供料輸送帶、鏈輪副以及各種相關元件的機構，在輸送部分起著固定、支撐、載物的作用，因此需要很好的剛度和穩(wěn)定性能。我們常用角鋼作為支架材

67、料。</p><p>　　角鋼屬于建造用碳素結構鋼，是簡單斷面的型鋼剛才，主要用于金屬構件及廠房的框架等。在使用中要求有較好的可焊性、塑性變形性能 及一定的機械強度。生產角鋼的原料鋼坯為低碳方鋼坯，成品角鋼為熱軋成型、正火或熱軋狀態(tài)交貨。</p><p><b>　　種類和規(guī)格:</b></p><p>　　主要分為等邊角鋼和不等邊角鋼兩類，其

68、中不等邊角鋼又可分為不等邊等厚及不等邊不等厚兩種。</p><p>　　角鋼的規(guī)格用邊長和變厚的尺寸表示。目前國產角鋼的規(guī)格為2-20號，以邊長的厘米數為號數，同一號角鋼常有2-7種不同的邊長。12.5cm以上的為大型角鋼，12.5cm-5cm之間的為中型角鋼，邊長5cm一下的小型角鋼。</p><p>　　綜上所述，結合枕式包裝機的實際情況，我們選擇大型角鋼作為支架的材料。</p&

69、gt;<p>　　4.2傳送系統(tǒng)的選擇</p><p>　　傳動系統(tǒng)在枕式包裝機作用很重要，一方面他將原動力傳遞給各個執(zhí)行機構，另外，它還承擔著控制執(zhí)行機構動作的任務，是包裝機全身的經脈。在機械傳動系統(tǒng)中，最常見的是，齒輪傳動，鏈傳動，帶傳動。而在枕式包裝機上，不同的部位，需要結合實際情況，選擇不同的傳動方式。</p><p>　　電動機到送膜機構之間的傳動</p>

70、;<p>　　圖4-1 同步帶的傳動</p><p>　　電動機的動力經減速后將直接傳遞給送膜輥的主動輪，送膜輥的轉速約為90n/min傳遞的功率約為1.5kw，作為一個高效率，高自動化的包裝機，我們要求其傳動系統(tǒng)必須平穩(wěn)，不能產生噪聲，結構簡單，具有較好的緩沖吸振性，另外要求傳遞效率要高，速比范圍要大，傳動準確，具有恒定的傳動比。</p><p>　　綜上所述，在這個部分，

71、我們不能用鏈傳動，此外，由于傳遞的距離比較大，也不適合用齒輪傳動，因此我們選用同步帶傳動。</p><p><b>　　圖4-2 同步帶</b></p><p>　　同步帶傳動是由一根內周表面設有等間距齒的封閉環(huán)形膠帶和具有相應齒的帶輪所組成，如圖3-2所示。運轉時，帶的凸齒與帶輪齒槽相嚙合，來傳遞運動和動力。與其他傳動粗比，同步帶傳動具有如下優(yōu)點：</p>

72、;<p>　　傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；</p><p>　　傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；</p><p>　　傳動效率高，可達0.98，節(jié)能效果明顯；</p><p>　　維護保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護費用低；</p><p>　　速比范圍大，一般可達10，線速度可達50m/s，具有較大的功率傳<

73、/p><p>　　遞范圍，可達幾瓦到幾百千瓦；</p><p>　　可用于長距離傳動，中心距可達10m以上。</p><p><b>　　供料輸送裝置的傳動</b></p><p>　　本次設計的枕式包裝機采用的鏈式輸送裝置，與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無彈性打滑和整體滑動現象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因

74、鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向力較?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結構較為緊湊。</p><p>　　與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，成本也低。在遠距離傳動時，其機構比齒輪傳動輕便的多。</p><p>　　滾子鏈輪傳動的設計計算</p><p><b>　　已知條件和設計內容</

75、b></p><p>　　設計鏈傳動時的已知條件包括：鏈傳動的工作條件，傳動位置與總體尺寸限制，所需傳遞的功率P，主傳動鏈輪速度n1，從動鏈輪的速度或傳動比i。</p><p>　　設計內容包括：確定鏈條型號、鏈節(jié)數Lp和排數，鏈輪齒數z1、z2以及鏈輪的結構、材料和幾何尺寸，鏈傳動的中心距a、壓軸力Fp、潤滑方式和張緊裝置等。</p><p>　　擬定傳遞的

76、功率為3.5 ，主動輪的轉速n1=，</p><p><b>　　設計步驟和方法</b></p><p>　　選擇鏈輪齒數z1、z2和確定傳動比i</p><p>　　一般鏈輪齒數在17-114之間。傳動比安下公式計算</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p

77、>　　根據枕式包裝機的實際情況，選擇鏈輪齒數z1=19，z2=38.則傳動比</p><p>　　計算當量的單排鏈的計算功率</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　式中：——工況系數</b></p><p>　　——主動鏈輪齒數系數，見機械設計書（濮良貴主

78、編）圖9-6</p><p>　　——多排鏈系數，雙排鏈時=1.75，三排鏈時=2.5</p><p>　　——傳遞的功率，Kw</p><p>　　查表9—6（機械設計，濮良貴主編，高等教育出版社）得：工況系數</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　查表9—13（機械設計

79、，濮良貴主編，高等教育出版社）（以下皆是） </p><p><b>　　得：主動輪齒數系數</b></p><p><b>　　=1.4</b></p><p>　　因為是單排鏈傳動，所以=1，</p><p>　　包裝機的傳遞功率為已知參數：=3.5kw</p><p>

80、;<b>　　所以單排鏈的功率</b></p><p>　　確定鏈條型號和節(jié)距p</p><p>　　鏈條型號根據當量的單排鏈計算功率和主動輪轉速由圖9-11得到。然后由表9-1確定鏈條節(jié)距p</p><p>　　查表9—11選擇鏈條的型號為24，查表9—1確定鏈條節(jié)距p=38.1</p><p><b>　　

81、計算鏈節(jié)距和中心距</b></p><p>　　初步選中心距 按下式計算鏈節(jié)數</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　帶入以上的數字計算的=228</p><p>　　鏈傳動的最大中心距為：</p><p><b>　?。?-4）</

82、b></p><p>　　式中，為中心距的計算系數，見表9—7.得=0.249</p><p>　　帶入參數得：a=3785.27mm</p><p>　　計算鏈速v，確定潤滑方式</p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　根據鏈輪的速度，查表9—14選擇的潤滑方式

83、為：定期人工潤滑</p><p>　　計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：——有效圓周力 </p><p>　　——壓軸力系數，對于水平傳動=1.15；對于垂直傳動=1.05</p><p>　　鏈傳動的布置和張緊方式</

84、p><p>　　鏈傳動布置時，鏈輪必須位于鉛垂面內，兩鏈輪共面。中心線可以水平，也可以傾斜，但盡量不要處于鉛垂位置。作為輸送架的鏈輪傳動，中心線必須水平。張緊方式采用布置另外一個鏈輪在松邊的方式，如下圖所示。</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p><b>　　齒輪傳動設計</b></p>

85、<p>　　在枕式包裝機中用到了大量的齒輪傳動，齒輪傳動的主要特點有：</p><p>　　效率高 在常用的機械傳動中，以齒輪傳動的效率為最高。</p><p>　　結構緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需要的空間尺寸一般較小。</p><p>　　工作可靠、壽命長 設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工</p><p&

86、gt;　　作十分可靠，壽命可達一、二十年，這也是其他機械傳動所不能比擬的。</p><p>　　傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。</p><p>　　我們以下面兩個設計齒輪的例子，來設計包裝機上所用到的齒輪傳動。</p><p>　　下圖是帶動橫封軸座橫封、切斷動作的一對齒輪。查資料可知，輸入功</p><p>　　率，齒

87、輪1的轉速=90r/min。齒數比u=1，由電動機驅動，工作壽命10年（設每天工作300天），兩班制，帶式輸送機平穩(wěn)，轉向不變。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數。</p><p>　　包裝機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095—88）選用材料。由表10—

88、1（機械設計，濮良貴主編，高等教育出版社）（以下皆是），選擇齒輪的材料為35（調制），硬度為280HBS，選擇兩齒輪的齒數，按齒面接觸強度設計：</p><p>　　由設計計算公式（10-9a）進行計算，即</p><p>　?。?-7）確定公式內各計算的值:</p><p>　　選擇齒載荷系數 =1.2 。</p><p><b>

89、;　　計算小齒輪的轉矩</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　由表（10-7）選取齒寬系數=0.5</p><p>　　由表（10-6）查的彈性影響系數=189.8 </p><p>　　由圖10-21d按齒面硬度查的齒輪的接觸疲勞強度極限</p><

90、p>　　由式10-13計算力學循環(huán)次數</p><p>　　=60x90x（2x8x300x10）= （4-9）</p><p>　　由圖10—19區(qū)接觸疲勞壽命系數1.1</p><p>　　計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　去是小概率為1%，安全系數S=1，由式（10—12）得：</p>

91、<p><b>　　（4-10）</b></p><p><b>　　計算</b></p><p>　　計算齒輪的分度圓直徑d，帶入中較小的值</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　=

92、 </p><p><b>　　計算圓周速度v</b></p><p><b>　　計算齒寬b</b></p><p>　　0.5x113.8mm=56.9mm （4-14）</p><

93、p><b>　　計算齒寬與齒高之比</b></p><p>　　模數 =mm （4-15）</p><p>　　齒高 2.25x1.89mm=4.27mm （4-16）</p><p><b>　?。?-17）<

94、/b></p><p><b>　　計算載荷系數。</b></p><p>　　根據0.56m/s，7級精度，由圖10—8查的動載荷系數=1.1；直齒輪。由表10—2查的使用系數=1；由表10—4插值法查的7級精度，齒輪相對支撐對稱布置時，=1.158；由=13.33，=1.158查圖10—13得=1.16；故載荷系數：</p><p>

95、　　1.28 （4-18）</p><p>　　按實際的載荷系數校正所算的分度圓直徑，由式（10—10a）得</p><p><b>　　（4-19）</b></p><p><b>　　計算模數m</b></p><p><b>　　4.3

96、軸承的選擇</b></p><p>　　包裝機的很多部分都用到了軸承，因此軸承在枕式包裝機中起著重要的作用，選擇的軸承是否合適，嚴重影響包裝機能否正常運行。我們根據以下的依據來選擇軸承：</p><p><b>　　軸承的載荷</b></p><p>　　軸承所受載荷的大小、方向和性質，是選擇軸承類型的主要依據。</p>

97、<p>　　根據載荷的大小選擇軸承時，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受大的載荷，承載后的變形也較小。而球軸承中則主要為點接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷小時，可優(yōu)先選用球軸承。</p><p><b>　　軸承的轉速</b></p><p>　　從工作轉速對軸承的要求看，可以確定一下幾點：</p><p>

98、　　球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉速，故在高速時優(yōu)先選用球</p><p><b>　　軸承。</b></p><p>　　在內徑相同的條件下，外徑越小，則滾動體就越小，運轉時滾動體加在</p><p>　　外圈滾道上的離心力也就越小，因而也就更適合在更高的轉速下工作。</p><p>　　保持架的材料與結構對軸

99、承轉速影響極大。</p><p><b>　　軸承的調心能力</b></p><p>　　當軸的中心線與軸承座中心線不重合時而有角度誤差時，或因軸受力而彎曲傾斜時，會造成軸承的內外圈軸線發(fā)生傾斜。這時，應采用有一定調心性能的調心球軸承或帶座外球面球軸承。</p><p><b>　　軸承的安裝和拆卸</b></p&g

100、t;<p>　　便于裝拆，也是在選擇軸承類型時應考慮的一個因素。</p><p><b>　　5 封口機械的設計</b></p><p><b>　　5.1 概述</b></p><p>　　柔性包裝材料（如普通紙、玻璃紙、蠟紙、復合薄膜、塑料等）的封口一般是粘封或熱封，不需要另設封口機，封口是在相應的裹包或

101、帶裝機上完成。枕式包裝機所用的材料主要是薄膜等復合性材料，它采用熱封封口方法。</p><p>　　5.2 封口機械的分類</p><p>　　在包裝容器內盛裝產品后，對容器進行封口的機械，稱為封口機械，在枕式包裝里面，它包含兩部分，中封機構和端封機構。</p><p>　　在枕式包裝機類，包裝的材料是薄膜等復合性材料，常用熱壓封口機，根據熱合方式不同，熱封方法分為

102、以下幾種。</p><p><b>　　板式熱封</b></p><p>　　這是一種最普通的熱封方式。原理如圖5-1所示，將要封合的薄膜3緊壓在耐熱橡膠4及加熱到一定溫度的加熱板1之間實現熱封。</p><p><b>　　圖5-1 板式熱封</b></p><p>　　1 加熱板 2 密封部

103、 3 薄膜 4 耐熱橡膠 5 底座</p><p><b>　　滾輪式熱封</b></p><p>　　如圖5-2所示，它是加熱一對滾輪1中的一個或兩個，使疊合的薄膜2從兩滾輪之間通過而熱封。其特點是連續(xù)封合，適用于由基體薄膜和熱封性薄膜組成的復合薄膜的熱封。</p><p>　　圖5-2 滾輪式熱封</p><p>

104、;　　1 加熱滾輪 2 薄膜 3 密封部</p><p><b>　　帶式熱封</b></p><p>　　如圖5-3所示，它是將疊合的兩層薄膜2夾在一對回轉的聚四氟乙烯帶1之間，經帶內側的加熱部4和冷卻部5使薄膜2封合。</p><p><b>　　圖5-3帶式熱封</b></p><p>　

105、　1 聚四氟乙烯帶 2 薄膜 3 密封部 4 加熱部 5 冷卻部</p><p><b>　　滑動滾壓式熱封</b></p><p>　　它是將疊合的兩層薄膜1從一對加熱板4之間通過，然后用壓輪3壓緊粘合。</p><p><b>　　滑動式熱封</b></p><p>　　滑動式熱封用于裹

106、包包裝。它是用薄膜3包住被包裝物2，使其在加熱板4上滑動，靠北包裝物所加的輕微壓力和加熱板4的熱量來粘合兩層薄膜疊合部分的。</p><p><b>　　脈沖熱封</b></p><p>　　鎳鉻合金條2將薄膜4壓在耐熱橡膠5上，瞬間通過大量電流加熱鎳鉻合金條，利用這種熱進行熱封。</p><p><b>　　熔切式熱封</b&

107、gt;</p><p>　　利用加熱刀5，同時進行薄膜2的熔融切斷和縫合。</p><p>　　圖5-4 熔切式熱封</p><p>　　1 送膜輥 2 薄膜 3 橡膠輥 4 密封部 5 加熱刀</p><p><b>　　高頻熱封</b></p><p>　　這種熱封方法如圖5-4所示，

108、是利用上下電極2壓緊薄膜4，加上高頻電壓，由聚合物的介電損失發(fā)熱進行熱封。</p><p><b>　　5.3 端封的設計</b></p><p>　　端封器也稱橫封器是完成經中封器熱封合后的包裝材料，按工藝要求的長度規(guī)格進行橫向封合。為簡化機構設計、減小端封器體積，一般將橫封器與切斷裝置結合在一起設計。按其運動方式可分為旋轉式端封器和往復式端封器?；剞D式端封的結構形

109、式如圖5-14所示。</p><p>　　圖5-14電加熱端封器</p><p><b>　　5.4 中封的設計</b></p><p>　　5.4.1中封裝置的認知</p><p>　　中封裝置是完成制袋成型后筒狀薄膜縱向封接功能的重要部件，適用于薄膜包裝材料的縱向封口。根據包裝薄膜運動方式的不同，可將中封裝置分為連續(xù)

110、式和間歇式兩大類。連續(xù)式中封裝置又稱為輥式縱封器，采用一對作等速相向回轉的封接輥輪機構，完成薄膜材料的施壓、拉膜、加熱及封邊作用，形成一道密合的封縫。間歇式縱封裝置又稱為板式縱封器，大多呈斑條狀結構，多采用凸輪、氣缸等結構，推動熱封器做往復直線運動，實現薄膜的熱封合，其后還需借助其它裝置完成拉膜動作。</p><p>　　5.4.2中封裝置的設計要求</p><p>　　實際設計過程中，為

111、改善縱封質量、簡化機構設計、減小機構體積，一般會結合拉膜、加熱、封合等多種機構，進行綜合整體設計。圖5-5所示為一種輥式拉膜、板式加熱、輥式熱封的連續(xù)式縱封器機構，同時繼續(xù)牽引薄膜往前運動。對該機構進行改進，去除中間的板式加熱器，將板式加熱器與縱封輥結合設計，即可實現薄膜材料的連續(xù)拉膜與熱封，枕式包裝機的縱封器就采用此類改進機構。</p><p>　　圖5-5復合式縱封器機構</p><p&g

112、t;　　圖5-6枕式包裝機中封裝置</p><p>　　5.4.3中封裝置的結構原理及特點</p><p><b>　　中封裝置的結構原理</b></p><p>　　中封裝置的結構原理如圖5-7所示，圖中：1為復合薄膜；2為封合輥；3為封縫。兩個作相向純滾動的封合輥同樣起到復合薄膜紙勻速平穩(wěn)地輸送作用。封合輥芯部裝有電熱環(huán)，它發(fā)出的熱量通過輔

113、射傳給封輥體。當兩片塑料薄膜通過兩封合輥熱合接觸面時被滾壓互相粘合而成一道密合的縱縫，完成糖果縱向封合。</p><p>　　圖5-7中封裝置結構原理示意圖</p><p>　　1.復合薄膜 2.封合輥 3.封縫</p><p><b>　　中封裝置的結構特點</b></p><p>　　中封輥采用帶有網紋的金屬輥，兩輥

114、之問靠彈簧力保持著適當的壓力，</p><p>　　使包裝紙沒有明顯的松馳、打滑現象。</p><p>　　為使卷帶紙在輸送輥與封輥中能快速地引進與退出，在輸送輥與封輥的</p><p>　　主動輥上設計了一個離合柄，使兩輸送輥封合輥迅速離合。</p><p>　　為保證食用衛(wèi)生性和方便性，要求糖果包裝具有密封性、牢同性和可撕</p&g

115、t;<p>　　性。所謂密封性就是糖果包裝后封縫、保證不透氣；牢固性就是封縫在運輸過程中不能開裂；可撕性就是在人們食用時。很方便的在封縫中撕開包裝。解決這個難點的關鍵在于封輥的表面設計形式與包裝材料的選用。目前糖果行業(yè)都采用無毒無害的復合薄膜塑料包裝材料。它具有可伸性好，性能價格比高等優(yōu)點，根據它的性能。封輥表面采用橫紋</p><p>　　圖5-8 封輥表面結構工作示意圖 結構形式，可解決封縫的

116、密合性與可撕性之間的矛盾。兩輥在加工時應成對加工。安裝時保證兩輥輪的橫紋互相偶合如圖5-8。這種結 圖5-9 封縫形式</p><p>　　構的封輥表面形式可以看成是由若干相當薄的封輥串聯而成。封合后的縱封縫由7～8個距離為1．57mm的封印組合而成(如圖5-9)。當某一道封印沒有封臺好不影響整個封縫的質量。幾道封印可以形成互補作用，解決了用豎紋輥封合時如封縫有一道小封印沒有封合好，就會順著這道封印裂開現象

117、。避免了用光輥或網紋輥封合時，兩張包裝紙完全接觸封合的缺點。由上分析可知封輥采用橫紋結構形式，解決了封縫的密合性與可撕性的矛盾，使糖果包裝具有可靠性和實用性。</p><p>　　5.4.4中封裝置中關鍵零部件的結構設計及尺寸確定</p><p>　　下圖為我經過反求得到的中封裝置Pro/E三維圖：</p><p><b>　　圖5-10中封裝置</

118、b></p><p>　　下面將對中封裝置一些關鍵部件進行結構分析</p><p><b>　　輥筒半徑的確定</b></p><p>　　中封裝置一般由縱封輥、加熱器以及驅動、支撐軸承等結構組成。為適應各種薄膜的熱封需要，提高包裝成品的美觀性，縱封輥輥筒的熱封面寬一般為5～10mm，輥面上雕刻有直紋、斜紋或網紋等花紋。</p>

119、;<p>　　輥筒常采用銅、45鋼、40Cr鋼等材料制造，輥筒半徑可由下式計算：</p><p>　　式中 Q——包裝機生產率，袋/min</p><p>　　l——包裝袋袋長，mm</p><p>　　wz——縱封輥角速度，rad/s</p><p>　　由上式可知，縱封輥輥筒半徑R取決于設備的生產能力、袋長L及輥筒角速度。生

120、產過程中輥筒半徑、袋長一般保持不變，要提高包裝機的生產能力，必須提高縱封輥輥筒的旋轉速度。實際應用中，常采用搭配齒輪的方法，有級的改變分配軸到縱封輥之間的傳動比，實現多種袋長規(guī)格產品的縱封縫口。</p><p><b>　　輥筒結構設計分析</b></p><p>　　中封輥要同時實現拉膜和封口，它的機構可設計如圖5-11所示。</p><p>

121、;<b>　　圖5-11 中封輥</b></p><p>　　輥筒底部挖有槽用于放置加熱器，中封輥與加熱器之間通過螺釘連接。中間開有鍵槽，與軸配合后，軸轉帶動中封輥轉動，完成拉膜和封袋動作。</p><p><b>　　加熱器結構設計分析</b></p><p><b>　　圖5-12加熱器</b>&

122、lt;/p><p>　　加熱器用于發(fā)熱并給中封輥提供熱量，周圍開有環(huán)形槽，用于排電阻絲。</p><p><b>　　從動軸的結構分析</b></p><p><b>　　圖5-13從動軸</b></p><p>　　軸中間鉆有長211mm直徑10mm的深孔。此孔的主要作用是用于穿過電器元件。</

123、p><p>　　6 中封裝置重要零部件的校核與計算</p><p>　　6.1 從動軸的抗彎扭強度校核計算</p><p>　　軸是組成中封裝置的主要零件之一，是作回轉運動的傳動零件，她的主要作用是支撐回轉零件及傳遞運動和動力。</p><p>　　按照承受載荷不同，軸可分為轉軸，心軸和傳動軸。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉軸，在包裝機里，