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開題報告 課題名稱 玉米定量包裝秤設(shè)計 課題類型 導(dǎo)師姓名 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級 一、目的意義 包裝是產(chǎn)品進入流通區(qū)域的必要條件，實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機械。隨著經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高，市場對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高，而我國的包裝行業(yè)發(fā)展相對緩慢，故對包裝機的設(shè)計研究具有一定意義。本課題所涉及的玉米定量包裝秤適用于包裝散粒食品、谷物等中等包裝產(chǎn)品。其具有快速、準確、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。 商品包裝是一個新興的行業(yè)，是在商品經(jīng)濟日益繁榮、市場競爭日趨激烈的新形勢下逐步成長起來的。在商品流通中，人們對粉狀顆粒狀的袋裝產(chǎn)品的包裝主要有兩個方面，一是要求包裝美觀，以便吸引顧客，并保證商品在流通環(huán)節(jié)中包裝袋不出現(xiàn)任何形式的破損。其二是要求包裝袋內(nèi)的商品計量準確，誤差?。òb行業(yè)的標準要求是誤差小于5‰），以維護商品生產(chǎn)廠商的信譽、形象。因此商品包裝的精確計量，是包裝行業(yè)是客觀與的一項重要課題。 包裝機械是現(xiàn)代包裝工業(yè)的基本設(shè)備，是商品生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵性技術(shù)設(shè)備。隨著人類社會的進步，國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們越來越重視包裝的質(zhì)量、品種類型，包裝機械在包裝領(lǐng)域中起著重要的作用。包裝機械是是產(chǎn)品包裝實現(xiàn)機械化。自動化的根本保證。它能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率；降低勞動強度，改善勞動條件；保護環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，增強市場銷售的競爭力；由于包裝機械的計量精度高，產(chǎn)品包裝的外形美觀、整齊統(tǒng)一、封口嚴密，提高了產(chǎn)品包裝的之良方，增強了產(chǎn)品銷售的競爭力，可獲得較高的經(jīng)濟效益；延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通。 2、 研究現(xiàn)狀 包裝機械概述包裝機械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位與作用，它給行業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。盡管包裝機械的產(chǎn)值在整個包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對包裝工業(yè)的現(xiàn)代化確是不可缺少的支撐。沒有現(xiàn)代化的包裝機械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。用于完成包裝過程的包裝機械可分為11類，他們是充填機械、灌裝機械、封口機械、裹包機械、多功能包裝機械、標簽機械、清洗機械、干燥機械、殺菌機械、捆扎機械和集裝機械、輔助包裝機械和設(shè)備等。包裝機械作為專業(yè)型機械，除了通與普通機械的一般要求外，還有外表美觀、傳動裝置緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)效率高等要求，以很好地完成自身功能，適應(yīng)市場需求。 國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利式世界上包裝機械四大強國。美國式世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。十多年來，美國始終保持著世界最大的包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機械與計算機緊密結(jié)合實現(xiàn)機電一體化控制。六十到七十年代，是日本包裝機械業(yè)的起步階段，產(chǎn)值增長速度很快；接下來的十年增長速度雖然不如上一階段那么高，但年增長率仍達13%。我國包裝機械工業(yè)歷史短，總體技術(shù)水平和生產(chǎn)能力較低，但近年來在國內(nèi)巨大包裝市場的促進下，并受國外先進技術(shù)的影響，發(fā)展速度很快，局部技術(shù)水平有了明顯提高。根據(jù)我國國情，包裝機械工業(yè)發(fā)展的趨勢是： 1. 引進、消化、吸收國外先進技術(shù)，建立一批包裝機械骨干企業(yè)，包括個別中外合資企業(yè)。這是縮短我國包裝機械技術(shù)水平與世界先進水平差距的有效途徑課滿足大型包裝生產(chǎn)線以及高精度、高自動化程度的單機或機組生產(chǎn)的需要，進而可加快包裝機械國產(chǎn)化的速度。 2. 大多數(shù)企業(yè)要重點發(fā)展中、小型包裝機械。我國大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不高，生產(chǎn)能力較低，生產(chǎn)以單機為主的中、小型包裝機械比較適宜，但要在此基礎(chǔ)上不斷提高制造精度、自動化程度和配套能力。 3. 在包裝機械生產(chǎn)中，大量引入高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)，新的機械機構(gòu)、新的光纖材料以及運用可靠性、優(yōu)化設(shè)計方法和計算機輔助設(shè)計，研制組合式、模塊式等先進結(jié)構(gòu)，是包裝機械產(chǎn)品設(shè)計先進、使用可靠，使其性能指標、工藝水平、“三化”（多功能化、高速化、自動化）水平高，向機電結(jié)合、主輔機結(jié)合、成套聯(lián)線方向發(fā)展。 4. 以滿足重點商品的包裝為出發(fā)點，發(fā)展包裝機械新品種。目前，我國重點發(fā)展食品、醫(yī)藥、化工、日用品以及易碎、易腐爛編制等商品的包裝技術(shù)和包裝機械。 三、設(shè)計內(nèi)容路線 本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是設(shè)計一臺玉米定量包裝機，用于顆粒物料的自動稱量和包裝，并實現(xiàn)物料的累計計算，包括喂料，稱量，放料，包裝裝置。稱量范圍為0~50kg。由于粉末狀與顆粒物料放料時，不能一起設(shè)計，故在此選擇顆粒物料的定量包裝機的設(shè)計。 1.研究內(nèi)容 ①儲料倉的設(shè)計、失料倉機構(gòu)、夾袋機構(gòu)的設(shè)計 ②氣壓系統(tǒng)主要對夾袋裝置的收縮和伸張進行控制； 2.相關(guān)原理 物料由給料機構(gòu)（氣動閘門）加入稱量斗，控制器收到傳感器的重量信號后，按預(yù)先設(shè)定的程序值進行控制，開始時進行快速（快加、慢加同時）給料；當(dāng)重量≥（目標值－精計量值）時，停止快加信號輸出，進入慢速給料；當(dāng)重量≥（目標值－過沖量值）時，停止慢加信號輸出，給料門完全關(guān)閉，定值稱量完成。夾袋信號輸入后，稱量斗卸料門自動開啟，當(dāng)重量≤零位設(shè)定值時，稱量斗卸料門自動關(guān)閉，物料袋自動松開落入輸送帶上，被送到縫包機縫包之后進入下一工序，同時控制器進入下一控制循環(huán)。定量包裝秤是散體物料包裝機械的重要組件,對于通過稱量來完成產(chǎn)品的定量包裝具有重要意義。目前包裝機上應(yīng)用的定量秤有多種形式, 它們各有優(yōu)越性和局限性。對于小型定量包裝秤, 主要采用的是動態(tài)稱量原理, 由于受系統(tǒng)內(nèi)外多種因素的影響, 定量精度和定量速度難以兼顧。單秤構(gòu)造定量包裝秤較難適應(yīng)目前包裝機生產(chǎn)能力的匹配要求。提出了以螺旋為加料方式的靜態(tài)稱重定量包裝秤的構(gòu)思, 并作相應(yīng)的研究, 旨在探討一種適合于常見散體物料, 具有較高定量精度和速度的定量包裝秤, 以相對簡單的構(gòu)造, 來適應(yīng)目前斗裝包裝機的能力匹配要求。 下圖為簡單的定量包裝秤的結(jié)構(gòu)簡圖 控制處 電子秤 伺服電機 料倉 料斗 夾袋器 支架 擋板 縫包機 傳動帶 傳動帶 圖8結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 3.相關(guān)控制部分 單片機的可靠性高，抗干擾能力強，通用性強，而且編程簡單，維護方便，故選用單片機控制系統(tǒng)。 物料由給料機構(gòu)（氣動閘門）加入稱量斗，控制器收到傳感器的重量信號后，按預(yù)先設(shè)定的程序值進行控制，開始時進行快速（快加、慢加同時）給料；當(dāng)重量≥（目標值－精計量值）時，停止快加信號輸出，進入慢速給料；當(dāng)重量≥（目標值－過沖量值）時，停止慢加信號輸出，給料門完全關(guān)閉，定值稱量完成。夾袋信號輸入后，稱量斗卸料門自動開啟，當(dāng)重量≤零位設(shè)定值時，稱量斗卸料門自動關(guān)閉，物料袋自動松開落入輸送帶上，被送到縫包機縫包之后進入下一工序，同時控制器進入下一控制循環(huán)。 4.簡單工作過程介紹 首先料倉內(nèi)放料。傳送帶運轉(zhuǎn)，位于料斗處的傳感器檢測到包裝袋就位后，啟動閥門，重力傳感器檢測到包裝袋內(nèi)的物料快到達標準后，發(fā)出信號，伺服電機轉(zhuǎn)速變慢，待包裝袋內(nèi)物料達到標準值后，電磁閥關(guān)閉。將包裝袋放到傳送帶上，傳送到縫紉機處密封。手動套袋，就位后，傳送帶恢復(fù)轉(zhuǎn)速，重復(fù)上述循環(huán)。四.設(shè)計要求 1.繪制完整的各零件圖和整體裝配圖。 2.在滿足工作要求的情況下，盡量使設(shè)計保持良好的經(jīng)濟性、標準化。 3.盡量避免圖紙的錯誤，保證圖紙的準確和實用。 五.時間安排 第五周 查閱資料 1—4周 畢業(yè)實習(xí) 第六周 撰寫開題報告 第七周 初步設(shè)計方案和方案確定 第八-十二周 設(shè)計方案細化 第十三周 編寫設(shè)計說明書、論文。 第十四周 準備驗收、答辯。 六.展示成果 1.設(shè)計任務(wù)書 2.開題報告 3.設(shè)計說明書 裝配圖 主要機構(gòu)圖 七.參考文獻 [1] 吳軍主．氣動工程手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社,1995. [2] Wright R T．Processes of Manufacturing[M]．The Coodheart：Willcox Company , 1987． [3] 高德．包裝機械設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005． [4] 白柳．液壓與氣壓傳動[M]．武漢：機械工業(yè)出版社，2009-8：30-64 [5] Creamer R H．Machine Design[J]．Addison：Wesley Pub．Co ,1976． [6] 孫智慧，徐克．包裝機械概論[M]．北京：印刷工業(yè)出版社，2007.6：15-30，60． [7] 現(xiàn)代實用氣動技術(shù)（第三版）[J]，SMC（中國）有限公司．北京：機械工業(yè)出版社，2008-2． [8] Ball and Roller Screws．Engineering Material and Design[J]．19(12),1975C． [9] 成大先．機械設(shè)計手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008-4-1：10-45． [10]Rexroth.propotional?and?servo?valve?technology.The?hydraulictrainer?volume?2[M].rexroth.2003. 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日