多功能茶葉自動包裝機(jī)設(shè)計,多功能,茶葉,自動,裝機(jī),設(shè)計 摘要摘要此次我的畢業(yè)設(shè)計題目是多功能茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計，主要的設(shè)計細(xì)節(jié)有機(jī)架，封口裝置，驅(qū)動裝置，傳送裝置、紙袋剪裁裝置，其中還包括對主要零部件的設(shè)計計算，并且通過 ansys 對主要零件進(jìn)行力學(xué)分析核準(zhǔn)。在這其中所用的專業(yè)方面知識有：零件之間極限的相關(guān)配合，機(jī)械工程材料材料的應(yīng)用，機(jī)械制造工藝和機(jī)械制圖等方面的相關(guān)知識，這些專業(yè)理論知識的應(yīng)用可以從多方面考驗我對所學(xué)知識的理解程度。而在完成本次設(shè)計任務(wù)的設(shè)計過程中，還增強(qiáng)了我的自學(xué)和創(chuàng)新能力。這次的茶葉包裝機(jī)設(shè)計綜合性較強(qiáng)，能夠很好的提升我的實(shí)踐能力。所以，在設(shè)計當(dāng)中可以對主要理論有一個很好的回顧效果，同時，對生產(chǎn)實(shí)踐也有一個更深層次的理解。由此可以得出這次設(shè)計的主要目的是將各種理論知識帶入生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。關(guān)鍵詞：包裝機(jī)，傳送裝置，封口裝置，紙袋剪裁IThe development of packagingDevelopment of packaging machinery in China began in the year 1970 the century 20 mid-90 have made rapid development, has become one of the 10 major industry in the late 80, regardless of the method of production, and have made remarkable achievements, strong for Chinas rapid development. At present, China has become a production and consumption of packaging machinery industry of the world. Summary: the current important issues and new products development cycle is long, packaging machines and less innovative kwan not only art designers, as well as the development of related industries. Summary: an advanced international level using replication technologies, including by using computer simulation. Production line breakdown of data entered into the computer, and then. The actual mode of execution. Edit as necessary in front of the user. Finally better. Packaging machinery, material means product has taken more than the product itself, but with the products in the form of invisible products and extend the. Product means only shapes and basic functions of packaging machinery itself. Stealth products as the operating carrier program. The extension means the quality of the packaging machine assurane manuals and service.Keywords： packaging machines，product，Schematic design ，structure design目錄目錄緒論緒論.11 1包裝機(jī)械的介紹包裝機(jī)械的介紹.21.1 包裝機(jī)械的定義.21.2 包裝機(jī)械的分類.21.3 茶葉自動包裝機(jī)械的發(fā)展.31.4 茶葉自動包裝機(jī)的特點(diǎn).42 2茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計方案茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計方案.62.1 茶葉自動包裝機(jī)的總體設(shè)計方案.62.2 茶葉自動包裝機(jī)工作原理.73 3茶葉自動包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計計算茶葉自動包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計計算.93.1 茶葉自動包裝機(jī)的結(jié)構(gòu).93.1.1 機(jī)架.103.1.2 輸送帶.143.1.3 封口裝置.143.1.4 滾輪傳送裝置.163.1.5 紙袋剪裁裝置.163.2 茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計計算.173.2.1 茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計要求.183.2.2 茶葉自動包裝機(jī)外形及尺寸.183.2.3 茶葉自動包裝機(jī)主要部件的選型計算.194.4.茶葉自動包裝機(jī)的三維建模和運(yùn)用茶葉自動包裝機(jī)的三維建模和運(yùn)用 ANSYSANSYS 進(jìn)行主要零件的剛強(qiáng)度分析進(jìn)行主要零件的剛強(qiáng)度分析.38 4.1 機(jī)架的建模 .244.2 卡套的三維建模 .254.3 三維零件的裝配 .264.4 茶葉自動包裝機(jī)主要零件的力學(xué)分析 .325.5.茶葉自動包裝機(jī)的使用和維護(hù)茶葉自動包裝機(jī)的使用和維護(hù).385.1 茶葉自動包裝機(jī)使用前準(zhǔn)備.385.2 茶葉自動包裝機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng).395.3 茶葉自動包裝機(jī)使用注意事項.39III5.4 茶葉自動包裝機(jī)的常見故障及排除.40總結(jié)總結(jié).42致謝致謝.44參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).45緒論緒論通過在西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院四年的學(xué)習(xí)，大學(xué)中最重要的一項課程畢業(yè)設(shè)計作為對我學(xué)習(xí)生涯的總結(jié)，考校了我對所學(xué)主業(yè)理論知識的掌握，也對我們是否能夠?qū)λ鶎W(xué)專業(yè)理論知識解決實(shí)際問題的能力做出了檢驗。通過學(xué)習(xí)專業(yè)課程使我對最基本的理論知識有了一定的理解，但只有將這些所學(xué)理論真正運(yùn)用到實(shí)踐中，才能夠算是做到融會貫通活學(xué)活用，所以，畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)生活中及其重要關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，而且這也是我們面向社會融入社會之前的檢驗，對我的未來有著非常重要的意義。因此，我一定會認(rèn)真的配合老師、同學(xué)，就像在學(xué)習(xí)其他課程一樣努力的完成這次畢業(yè)設(shè)計。此次我的畢業(yè)設(shè)計題目是多功能茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計，主要的設(shè)計細(xì)節(jié)有機(jī)架，封口裝置，驅(qū)動裝置，傳送裝置、紙袋剪裁裝置，其中還包括對主要零部件的設(shè)計計算，并且通過 ansys 對主要零件進(jìn)行力學(xué)分析核準(zhǔn)。在這其中所用的專業(yè)方面知識有：零件之間極限的相關(guān)配合，機(jī)械工程材料材料的應(yīng)用，機(jī)械制造工藝和機(jī)械制圖等方面的相關(guān)知識，這些專業(yè)理論知識的應(yīng)用可以從多方面考驗我對所學(xué)知識的理解程度。而在完成本次設(shè)計任務(wù)的設(shè)計過程中，還增強(qiáng)了我的自學(xué)和創(chuàng)新能力。這次的茶葉包裝機(jī)設(shè)計綜合性較強(qiáng)，能夠很好的提升我的實(shí)踐能力。所以，在設(shè)計當(dāng)中可以對主要理論有一個很好的回顧效果，同時，對生產(chǎn)實(shí)踐也有一個更深層次的理解。由此可以得出這次設(shè)計的主要目的是將各種理論知識帶入生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。茶葉自動包裝機(jī)是市場常見的一種食品包裝機(jī)械。該類機(jī)械一般可以連續(xù)4的作業(yè)，且操作簡單方便更加的人性化同時能大量的節(jié)省人力資源，降低生產(chǎn)成本，為大量的業(yè)者提供方便之處。由于本人所學(xué)知識水平有限，文中可能有一些錯誤和不足的地方，還請各位讀者理解、并加以指正。1 1 包裝機(jī)械的介紹包裝機(jī)械的介紹1.11.1 包裝機(jī)械的包裝機(jī)械的定義定義包裝機(jī)是完成全部或部分包裝過程的機(jī)器，包裝過程包括成型、充填、裹包等主要包裝工序，以及清晰、干燥、殺菌、貼標(biāo)、捆扎、集裝、拆卸等前后包裝工序，轉(zhuǎn)送、選別等其他輔助工序。1.21.2 包裝機(jī)械的分類包裝機(jī)械的分類1.2.11.2.1 按包裝機(jī)械的自動化程度分類按包裝機(jī)械的自動化程度分類（1 1） 全自動包裝機(jī)：自動完成供料、成型、充填，封口，并自動完成其他工序的機(jī)械設(shè)備。（2 2） 半自動包裝機(jī)：通過人工輔助完成包裝對象的供給等其他輔助工序，但可以自動完成包裝工序的機(jī)械設(shè)備。1.2.21.2.2 按完成包裝產(chǎn)品的類別分類按完成包裝產(chǎn)品的類別分類（1 1）專用包裝機(jī)：是旨在對某一特定產(chǎn)品進(jìn)行包裝的機(jī)器。（2 2）多用包裝機(jī)：是通過對包裝機(jī)械的部分零件進(jìn)行更換，以達(dá)到完成兩種或兩種以上產(chǎn)品的包裝工作目的的機(jī)械設(shè)備。（3 3）通用包裝機(jī)：是可以完成指定范圍內(nèi)的兩種或兩種以上的產(chǎn)品包裝工作的機(jī)械設(shè)備。51.2.31.2.3 按包裝機(jī)械的功能分類按包裝機(jī)械的功能分類按包裝機(jī)械功能的不同，可以將包裝機(jī)械分為：填充機(jī)、干燥機(jī)、灌裝機(jī)、殺菌機(jī)、封口機(jī)、困炸機(jī)、包裹機(jī)、集裝機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、清洗機(jī)、無菌包裝機(jī)械、包裝容器制造類、輔助包裝機(jī)、多功能包裝機(jī)等。1.31.3 茶葉自動包裝機(jī)的特點(diǎn)茶葉自動包裝機(jī)的特點(diǎn)包裝機(jī)械大部分屬于自動機(jī)，不僅擁有其自身所具有的特殊性能，而且也具備一般機(jī)械所具有的功能特點(diǎn)，主要特點(diǎn)如下： （1）目前包裝機(jī)械為達(dá)到高運(yùn)行速率，良好的動作配合均采用了復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。所以要求對各個部件的剛度和其表面質(zhì)量等有較高標(biāo)準(zhǔn)。 （2）驅(qū)動電機(jī)的功率一般較小，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作力也比較?。?）包裝機(jī)械為了達(dá)到靈活調(diào)整包裝速度的技術(shù)目標(biāo)大多會運(yùn)用無極變速裝置。 （4）通常包裝機(jī)械自動化程度較高，而采用微機(jī)控制可以較好的達(dá)到操作和控制智能化的目的。 （5）包裝機(jī)械是特殊類型的專業(yè)機(jī)械，雖然種類較多，但是生產(chǎn)得數(shù)量畢竟有限。所以在包裝機(jī)械的設(shè)計中應(yīng)充分考慮到標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化、模塊化及多功能性，以便在投入使用的時候可以節(jié)約使用成本維修成本。1.1.4 4 茶葉自動包裝機(jī)械的發(fā)展茶葉自動包裝機(jī)械的發(fā)展我國包裝機(jī)械行業(yè)是在第二十世紀(jì)的七十年代前后開始興起的，并且在九十年代的中期得到了迅速的發(fā)展，在八十年代末，包裝機(jī)械行業(yè)已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)中的重點(diǎn)行業(yè)之一。不論是生產(chǎn)產(chǎn)量還是生產(chǎn)的品種，都已經(jīng)取得了顯著的成績，對于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展包裝行業(yè)也提供了強(qiáng)有力的保證。當(dāng)前，我國的食品包裝機(jī)械行業(yè)的主要問題是對于新產(chǎn)品的開發(fā)耗時比較長，對于成品的模仿情況較多，而獨(dú)立研發(fā)擁有自主創(chuàng)新的相對比較少，這不單與行業(yè)內(nèi)的設(shè)計人員的技術(shù)狀況有關(guān)系，同時也和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r息息相關(guān)。國際上利用先進(jìn)的仿真技術(shù)，計算機(jī)加以輔助，然后自動合成三維模型，將過去在生6產(chǎn)中發(fā)生的生產(chǎn)故障數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)，之后再以實(shí)際經(jīng)營模式的方法將體現(xiàn)出來，最后，根據(jù)用戶的需求進(jìn)行合適的修改，最終達(dá)到要求，做到完善。包裝機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它的意義已經(jīng)超出了普通的物質(zhì)意義，其中更是囊括了形式產(chǎn)品，延伸產(chǎn)品，隱形產(chǎn)品幾個方面的含義。形式產(chǎn)品是指包裝機(jī)的基本功能和具體的形態(tài)；隱形產(chǎn)品是指用戶對于包裝機(jī)的實(shí)際使用；延伸產(chǎn)品是指包裝機(jī)在使用時的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等等。所以，完整的包裝機(jī)的設(shè)計流程應(yīng)該包括：市場調(diào)研（確定用戶需求）、原理圖設(shè)計（完善的設(shè)計理論）、結(jié)構(gòu)設(shè)計（符合業(yè)者要求的結(jié)構(gòu)特性）、售后服務(wù)預(yù)案等等。新型包裝機(jī)械常是集機(jī)械、電氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動伺服電機(jī)驅(qū)動，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)用分離傳輸技術(shù)，這樣可以大大縮短整個設(shè)備的傳動鏈，結(jié)構(gòu)可以得到充分的簡化，充分提高機(jī)械的工作精度和運(yùn)行速度。而采用多電機(jī)拖動，同步控制技術(shù)則是其中的關(guān)鍵技術(shù)。而其中由于技術(shù)人員對于當(dāng)前主流趨勢得不到充分理解導(dǎo)致對于這項技術(shù)的掌握充滿艱難。雖然之前我國包裝機(jī)設(shè)計是學(xué)習(xí)借鑒的階段，但是在現(xiàn)階段我們應(yīng)該有自主創(chuàng)新的設(shè)計意識。近年來我國的包裝機(jī)械工業(yè)發(fā)展異常迅速，要對相關(guān)機(jī)械和零件做到全部國產(chǎn)化與國外先進(jìn)水平還存在相當(dāng)大的差距而制造精度更是相去甚遠(yuǎn)，從現(xiàn)階段進(jìn)口的情況就可以看出這其中的差距。在食品包裝行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)食品安全領(lǐng)域的科技和裝備水平，對于準(zhǔn)確評價食品危害因素的技術(shù)和設(shè)備更是其中的重中之重，而病原微生物耐藥性的深化研究和再發(fā)展，疾病預(yù)防的技術(shù)原因和保護(hù)技術(shù)和設(shè)備等的控制也是其中的重點(diǎn)。食品與包裝機(jī)械行業(yè)結(jié)合并形成規(guī)模的時間已經(jīng)超過二十年，相對于包裝行業(yè)，食品包裝則可以看作一個新的領(lǐng)域，在這期間世界技術(shù)發(fā)展可以說是最快的一個時期，新的技術(shù)在行業(yè)中不斷被應(yīng)用，盡管如此但國內(nèi)的行業(yè)基礎(chǔ)仍然較為薄弱，對于技術(shù)力量科學(xué)系統(tǒng)的研究也較為缺乏，相對來講目前處在一個比較滯后的位置，在一定程度上甚至拖累了食品和包裝工業(yè)的發(fā)展。而食品包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)對于包裝機(jī)械來說發(fā)展更為快速。目前，在包裝行業(yè)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，可以清晰的看到包裝機(jī)械行業(yè)中的重重矛盾：行業(yè)的發(fā)展理念較為古板，無法與現(xiàn)今的發(fā)展形勢對接活著應(yīng)該7說是企業(yè)不能適應(yīng)現(xiàn)下的發(fā)展趨勢；技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，工藝技術(shù)改進(jìn)程度不足，對于新產(chǎn)品的開發(fā)依然不能從根本上擺脫仿制研究的狀況，最終造成缺乏競爭力的狀況；經(jīng)濟(jì)的增長，效益的提升這些至關(guān)重要的方面則還是得靠規(guī)?；瘉硖岣?。另外，包裝機(jī)械行業(yè)管理方面存在粗放現(xiàn)象，精細(xì)化管理的程度還尚未達(dá)標(biāo)；競爭意識、市場憂患意識嚴(yán)重不足，對于服務(wù)市場、服務(wù)客戶的意識以及發(fā)展的緊迫感、責(zé)任感無法到位，對于市場大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境發(fā)展和人機(jī)協(xié)同無法與之相適應(yīng)。而面對諸多不利的因素，最為迫切的是對包裝機(jī)械行業(yè)中各企業(yè)的發(fā)展方式加以改變，企業(yè)必須站在新的起點(diǎn)上審視這些不利進(jìn)而解決以上的矛盾和問題，同時轉(zhuǎn)變舊的發(fā)展理念，對自主創(chuàng)新能力的強(qiáng)化，且增強(qiáng)市場意識，最終達(dá)到推進(jìn)國內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展目的，行業(yè)在大踏步前進(jìn)時應(yīng)該關(guān)注和利用包裝機(jī)械的大發(fā)展趨勢，只有這樣才能改變行業(yè)現(xiàn)狀，同時促進(jìn)包裝機(jī)械的發(fā)展 。82 2 茶葉自動包裝機(jī)的茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計方案設(shè)計方案2.12.1 茶葉包裝機(jī)的總體設(shè)計方案茶葉包裝機(jī)的總體設(shè)計方案2.1.12.1.1 方案設(shè)計一方案設(shè)計一：采用立式的整體分布結(jié)構(gòu)，利用翻領(lǐng)成型器將袋子的成型，裝填和封口有效的連接在一起利用重力引導(dǎo)最后用切刀將成品帶切斷。而在使用罐裝包裝包裝方式的時時候，通過在充填漏洞下方連接軟管的方法，將稱好重量的茶葉引入鐵罐，最后運(yùn)用旋轉(zhuǎn)封合技術(shù)，達(dá)到鐵罐的封口目的。其總體的布局結(jié)構(gòu)如圖 2.1。圖 2.1 立式茶葉包裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)圖2.1.22.1.2 方案設(shè)計二方案設(shè)計二：采用臥式的整體分布結(jié)構(gòu)，其由上下兩部分組成。上主要為紙袋包裝，通過稱重裝置設(shè)置茶葉重量，通過板式熱封的方法將紙袋封合，利用橡膠滾輪牽引紙袋進(jìn)而實(shí)現(xiàn)紙袋的連續(xù)包裝，最后通過剪裁裝置將已經(jīng)充填好的茶葉紙包進(jìn)行剪裁動作。下層主要為灌裝動作完成部分，利用傳送皮帶將空茶葉罐運(yùn)送至茶葉漏斗的下方，上層稱重結(jié)束后利用漏斗灌裝，而后進(jìn)入灌裝封口工序，9采用壓封的方式完成鐵罐的封口工作。圖 2.2 臥式茶葉自動包裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)圖綜合上述兩種總體設(shè)計方案，方案二的結(jié)構(gòu)較為簡單，容易實(shí)現(xiàn)，清洗較為方便，并且使用、維護(hù)成本較低，所以我們選擇方案二進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，作為本次設(shè)計的總體思路。目前市面上已經(jīng)存在的包裝機(jī)大多功能單一，要么只能進(jìn)行紙袋包裝，要么只能進(jìn)行鐵罐包裝。本次設(shè)計的包裝機(jī)可以同時滿足各種茶葉甚至一定大小的顆粒狀物料的自動包裝。同時，本文中論述的自動包裝機(jī)既可以是紙袋的包裝，又能完成鐵罐的包裝。可以說是市面上常見包裝機(jī)的一種結(jié)合體。更加實(shí)用。茶葉自動包裝機(jī)主要由機(jī)架、稱重裝置、封口裝置、滾輪裝置、紙袋剪裁裝置、皮帶傳輸裝置、鐵罐封口裝置等及大部分組成。為達(dá)到符合承受此設(shè)計整機(jī)設(shè)備重量的要求，機(jī)架采用結(jié)構(gòu)簡單牢固節(jié)約大量的技術(shù)成本的 40 x40 x4.0 規(guī)格的方通管焊接，其四角配有 M20 的高強(qiáng)度防滑腳杯以完成防滑和調(diào)節(jié)高度的目的。選用步進(jìn)電機(jī)和氣缸來（此次設(shè)計機(jī)器主要為茶葉包裝所以對于驅(qū)動力的要求不是很高）作為主要的驅(qū)動動力，氣缸和電機(jī)的主要特點(diǎn)為：價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。傳送部分由 80 x40 鋁型材搭建而成，配合兩端的結(jié)構(gòu)件和軸，實(shí)現(xiàn)皮帶的松緊調(diào)節(jié)，傳送速度的調(diào)節(jié)由步進(jìn)電機(jī)來控制。102.22.2 茶葉包裝機(jī)的工作原理茶葉包裝機(jī)的工作原理茶葉自動包裝機(jī)有上下兩層所構(gòu)成，上層主要是完成茶葉的紙袋包裝。下層主要完成茶葉的鐵罐包裝。紙袋包裝過程中，將塑料薄膜紙袋分別安裝在兩個阻尼滾軸上，下層紙袋通過茶葉稱重裝置后與上層紙袋重合，由滾輪裝置牽引通過紙袋封口裝置，完成茶葉知道包裝的封口工序，完成封口的紙袋進(jìn)入紙袋剪裁裝置，通過氣缸推拉切刀，完成紙袋的剪裁工序。被剪裁后的紙袋包裝茶葉成品自由落體至第二層傳送皮帶后被傳出至成品收集箱。鐵罐包裝過程中，鐵罐空罐通過皮帶傳送至漏斗下方，待預(yù)定質(zhì)量的茶葉灌裝好后，跟隨傳送帶到達(dá)下一工位鐵罐封裝工位。鐵罐封口器隨氣缸自動完成上下動作，實(shí)現(xiàn)對灌裝好茶葉的鐵罐罐口的密封工作，后隨皮帶傳送至設(shè)備外圍，至此完成茶葉的鐵罐灌裝。113 3茶葉自動包裝機(jī)的茶葉自動包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計計算結(jié)構(gòu)及設(shè)計計算目前，包裝機(jī)械行業(yè)內(nèi)，茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計，主要還是設(shè)計人員的合計經(jīng)驗和參考其他相關(guān)設(shè)備的參數(shù)來設(shè)計的。這樣一來，便會出現(xiàn)一個問題：通過傳統(tǒng)的設(shè)計方法所完成的設(shè)計工作，工作量較大而且各項工作較為繁瑣。茶葉自動包裝機(jī)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，還存在大量的操作問題，等待后人去研究和解決，如故障發(fā)生的頻率較高，機(jī)械功率較低，物料流不能得到有效的控制等等。3.1.13.1.1 機(jī)架機(jī)架在設(shè)計機(jī)架的時候，一般是根據(jù)機(jī)架的結(jié)構(gòu)和制造數(shù)量等因素確定制造形式，而在這之前通常會初步確定機(jī)架的形狀和尺寸；機(jī)架的設(shè)計需要滿足以下準(zhǔn)則：（1 1）工況要求：不論是什么類型的機(jī)架都必須滿足其特定的工作要求，如在滿足機(jī)器功能的前提下，各個部件能否安裝在機(jī)架上，安裝好之后各個機(jī)構(gòu)的配合是否合理，通常機(jī)架的結(jié)構(gòu)不論內(nèi)部還是外部都不能影響各功能性零件的正常運(yùn)作；從意義上來說機(jī)架是設(shè)置或者執(zhí)行某一工況的搭載平臺；它能夠滿足上下料的基本要求、對于人機(jī)協(xié)同性能（操作簡單，易上手，人機(jī)配合程度）必須有較好的配合。12（2 2）剛度要求：機(jī)架的剛度要求是最基本的要求其必須在機(jī)器運(yùn)作的時候保證其外形不發(fā)生變化。在及其安裝運(yùn)作的時候一旦發(fā)生形變，各個功能性零件自身的重力，運(yùn)作時的摩擦力，部件的慣性力以及一些特定部件的夾緊狀況都會發(fā)生改變，而這就勢必導(dǎo)致整個機(jī)器的精度發(fā)生變化無法達(dá)標(biāo)，例如，一個機(jī)床如果床身的剛度不夠，雖然機(jī)器自身零件的精度很高，但由于剛度的不足加工精度也必然無法做到合格。（3 3）強(qiáng)度要求：一般來說，機(jī)架不但要達(dá)到剛度要求，也必須要滿足一定的強(qiáng)度要求（在運(yùn)作時機(jī)器零件在收到外力時不會失效的能力）。（4 4）穩(wěn)定性要求：結(jié)構(gòu)一旦失去穩(wěn)定性，會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的破壞，并且可能無法恢復(fù)，設(shè)計機(jī)架時，必須對其穩(wěn)定性進(jìn)行校核。（5 5）美觀：再滿足以上要求的同時，設(shè)備的結(jié)構(gòu)必須要外形美觀。（6 6）其他要求：在機(jī)器的運(yùn)作當(dāng)中可以滿足防塵，防噪，防震，防腐蝕，以及良好的散熱通風(fēng)性能等特定要求。圖 3.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖如圖 3.1.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖，機(jī)架由 40 x40 x4.0 規(guī)格的方通管焊接而成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，足以承受設(shè)備的整個重量。四角配 M20 的高強(qiáng)度防滑腳杯，并且高度可調(diào)節(jié)。3.1.23.1.2 輸送帶輸送帶13帶式輸送機(jī)的類型及適用條件 帶式輸送機(jī)按照牽引的方式可以分為以下幾種：1 1） 滾筒驅(qū)動式：一般運(yùn)用于采礦技術(shù)，大型的礦業(yè)開采行業(yè)以及需要連續(xù)作業(yè)的情況（如本次畢業(yè)設(shè)計所采用的茶葉罐運(yùn)輸方式）；2 2） 鋼絲繩牽引式：通常在礦井的主井帶式運(yùn)輸?shù)那闆r下會運(yùn)用這樣的方式。帶式傳送可以適用于水平狀態(tài)和具有一定的傾斜狀況下的運(yùn)輸（在向下運(yùn)輸?shù)臅r候傾斜度應(yīng)該小于等于 15 度而向上運(yùn)輸?shù)臅r候則應(yīng)該小于等于 18 度），著重注意的是在運(yùn)送帶有棱角的物品時避免對傳送帶的損傷。 帶式輸送機(jī)的工作原理輸送帶形成一個封閉回路，通過張緊裝置讓輸送帶處于一個張緊的狀態(tài)，然后通過驅(qū)動裝置帶動滾筒，利用其與輸送帶之間的摩擦進(jìn)而使整個回路運(yùn)動實(shí)現(xiàn)連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終由于物料與輸送帶的摩擦力則可實(shí)現(xiàn)物料從一端到另一端的目的。 帶式輸送機(jī)的工結(jié)構(gòu)在這里以滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)為參考，簡要的介紹帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成：主要構(gòu)成：傳送帶，托輥，機(jī)架，傳動裝置，張緊裝置，儲帶裝置清潔裝置等部件。下面將就此逐個做說明。1 1） 輸送帶輸送帶在整個輸送機(jī)中的作用是：作為承載機(jī)構(gòu)承擔(dān)物料的重量運(yùn)送物料運(yùn)動，同時也作為牽引機(jī)構(gòu)牽引物料到達(dá)指定位置。 5輸送帶的種類有很多種。如果按照帶芯結(jié)構(gòu)的材料構(gòu)成分類有如下幾種： 鋼絲繩芯輸送帶尼龍芯輸送帶維棉芯輸送帶帆布芯輸送帶如果按照覆蓋層所選用的材料類別可以分為如下幾種：橡膠帶14橡塑帶塑料帶如果按用途來分類可以分成如下幾種類型：耐熱、耐寒、耐油、耐酸、耐堿和花紋等輸送帶；而按照輸送帶的阻燃性來分類則可以分為阻燃帶和非阻燃帶兩種（重點(diǎn)考慮生產(chǎn)環(huán)境的防火與否）。 輸送帶最常用的有三種類型：普通型輸送帶鋼絲繩芯輸送帶鋼絲繩牽引輸送帶。這里，我們只對前兩種做簡單介紹。 普通輸送帶：通常普通輸送帶用于繩架吊掛式或者固定式亦或者可伸縮的帶式輸送機(jī)上。 鋼絲繩芯輸送帶：由于要求輸送帶必須可以承受一定的拉力，所以采用的帶芯為細(xì)鋼絲繩，表面運(yùn)用橡膠覆蓋的輸送帶。本次設(shè)計中對于輸送帶的性能要求：由于主要的運(yùn)載對象是茶葉，且屬于食品的范疇，所以采取的輸送帶需要符合食品運(yùn)輸級別的相關(guān)要求。 2 2） 托輥為了使輸送帶在運(yùn)行過程中平穩(wěn)前行，所以托輥的的作用就異常重要，在其中它可以起到支撐作用，而在運(yùn)行時可以減少不必要的阻力，這樣則可以將輸送帶懸垂度控制在實(shí)際工作要求的范圍以內(nèi)，托輥主要是由軸、軸承和標(biāo)準(zhǔn)套筒等部分構(gòu)成的，在工作中是安裝在機(jī)架上的。而托輥按其用途則可以分為如下幾種類型： 槽形托輥：槽形托輥通常是由 3 個托輥組合而成的，槽角一般為設(shè)定為 300， 平行托輥：平行托輥一般為長托輥，主要作用是支承回空段的輸送帶。其中下托輥軸頭通常是卡在機(jī)架的支座里的。 調(diào)心托輥：調(diào)心托輥多用在固定式帶式輸送機(jī)上。因該種輸送機(jī)的托輥是固定地安裝在機(jī)架上的，當(dāng)輸送帶跑偏時，不能用挪動托輥位置的辦法來糾正跑偏現(xiàn)象，故在帶式輸送機(jī)的重載段每隔 10 組托輥設(shè)置一組回轉(zhuǎn)式槽形調(diào)心托輥，回空段每隔 6-8 組設(shè)置一組平行調(diào)心托輥。當(dāng)輸送帶跑偏碰到側(cè)邊的立輥時，立輥帶動回轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動，使輸送帶向中心移動，則槽15形托輥和平行托輥亦隨之?dāng)[動，使跑偏的輸送帶被糾正過來。緩沖托輥：總的來說是通過在一般的托輥套筒上安裝若干橡膠圈以達(dá)到緩和負(fù)載對輸送帶的沖擊，從而保護(hù)輸送帶。 3 3） 驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置是機(jī)器運(yùn)作的動力源，一般為電動機(jī)驅(qū)動，進(jìn)而帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)器的運(yùn)作。驅(qū)動裝置如何布置：驅(qū)動裝置一般布置在機(jī)頭的卸載端，主要有單電動機(jī)驅(qū)動和多電動機(jī)驅(qū)動，其中滾筒的使用也存在單個滾輪（一般用于功率較小的傳送機(jī)）和多個滾輪傳動的區(qū)別，其中當(dāng)采用單電動機(jī)驅(qū)動兩個滾輪傳動的時候，兩個滾筒需用一對齒數(shù)相等的齒輪連接起來；采用雙電動機(jī)傳動時可將齒輪去掉，由兩臺電動機(jī)分別驅(qū)動兩個滾筒。 驅(qū)動裝置怎樣構(gòu)成：是通過電動機(jī)，減速器，聯(lián)軸器以及主動滾筒的配合完成驅(qū)動。如果是單電動機(jī)雙滾筒傳動，就會有一對傳動齒輪作為兩個滾筒的連接。 電動機(jī)：電動機(jī)是帶式輸送機(jī)的主要原動力。 聯(lián)軸器：通常會采用柱銷聯(lián)軸器和液力聯(lián)軸器兩種方式。 減速器：通常采用標(biāo)準(zhǔn)的齒輪減速器，進(jìn)而控制齒輪的傳動比，最 終達(dá)到降低驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)速的目的。 驅(qū)動滾筒：按照生產(chǎn)工藝的不同，驅(qū)動滾筒可以分為鑄鋼結(jié)構(gòu)和鋼板焊接 結(jié)構(gòu)。一般驅(qū)動滾輪表面會有光面、包膠和鑄膠的區(qū)別。其中光面滾筒實(shí)在功率需求不是很大的情況下使用的；而在功率大而且容易發(fā)生打滑現(xiàn)象的狀況下，則會優(yōu)先選用膠面滾筒；對于鑄膠滾筒，因為其表面耐磨性高，且膠面比較厚，所以在條件允許的情況下應(yīng)該盡可能的選用此類滾筒。 導(dǎo)向滾筒：導(dǎo)向滾筒起到增大驅(qū)動滾筒圍包角、改變膠帶的運(yùn)行方向的作用，從而提高驅(qū)動滾筒的牽引力。導(dǎo)向滾筒的選用應(yīng)根據(jù)驅(qū)動滾筒的設(shè)置情況以及現(xiàn)場安裝條件來設(shè)置。 4 4） 張緊裝置 拉緊裝置的作用：在輸送帶運(yùn)作的過程中可以保證輸送帶的張力進(jìn)而為滾筒和傳送帶提供運(yùn)動所必需的摩擦力；為保證輸送機(jī)的正常運(yùn)作，16其會使各個托輥與傳送帶的懸垂度在一個合理的范圍內(nèi)。張緊裝置主要分為機(jī)械張緊裝置和重砣張緊裝置兩類。除此以外還有電動張緊裝置和液壓張緊裝置等。 5 5） 儲帶裝置 儲帶裝置一般是裝在帶式輸送機(jī)機(jī)頭傳動裝置后面的裝置，是用來儲存可伸縮帶式輸送機(jī)伸縮前后的多余輸送帶，以滿足工作面持續(xù)前進(jìn)或后退的需要，它裝設(shè)。 6 6） 制動裝置 一般來說，帶式輸送機(jī)如果平均傾角大于 40 巷道并且向上運(yùn)輸時，應(yīng)設(shè)置制動裝置，以防止輸送機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)后輸送帶在貨載重量的作用下使輸送機(jī)逆轉(zhuǎn)。 10制動器的種類繁多，如帶式逆止器、滾柱逆止器、電力液壓制動器及液壓盤式制動器等。圖 3.2 輸送帶結(jié)構(gòu)圖本次茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計中，采用如圖 3.1.2 輸送帶結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)。采用滾軸式輸送結(jié)構(gòu)，機(jī)架部分有鋁型材搭建而成，驅(qū)動裝置選用的是步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)與滾軸以鏈條傳動。輸送用的皮帶選擇普通食品界別的平皮帶，一保證輸送過程中不會對茶葉的食用造成影響。3.1.33.1.3 封口裝置封口裝置柔性包裝材料的封口方式大體上有兩種：黏封和熱封。并且一般情況，17不單獨(dú)設(shè)置封口機(jī)，直接設(shè)計封口裝置在包裝機(jī)械上完成。常見的封口形式： （1 1） 粘合：用粘合劑將兩種同類或不同類的古鐵連接牢固的現(xiàn)象，叫做粘合。 （2 2） 板式熱封：將要縫合的薄膜壓緊在耐熱橡膠到一定溫度的加熱板之間是想愛你熱封的方式。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，分合速度快，溫度抑郁控制。（3 3） 滾輪式熱封：通過加熱一對滾輪中的一個或兩個，使疊合的薄膜從兩滾輪之間通過，從而達(dá)到熱封的目的。這種封口方式可實(shí)現(xiàn)連續(xù)封合。（4 4） 帶式熱封：將疊在一起的兩層薄膜夾在一對會裝的鋼帶之間，通過加熱使其封合。此方式結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜。（5 5） 脈沖熱封：將薄膜用鎳鉻合金條壓在耐熱橡膠上，通過瞬間的大電流來加熱，在經(jīng)由空氣冷卻后達(dá)到封口的效果。（6 6）超聲波封合：超聲包封合屬于機(jī)械封合，通過機(jī)械脈沖產(chǎn)生膨脹收縮，高頻振動下薄膜封口表面發(fā)生相互交融，而成為一個整體。通過對各種封口方式的了解、對比。最終發(fā)現(xiàn)板式熱封具有建構(gòu)簡單、封合速度快，操作方便等諸多優(yōu)勢。所以選擇板式熱封的方式來封合包裝茶葉的紙袋。工作原理：通過輸送裝置將需要封口的薄膜紙袋送入加熱區(qū)，加熱塊的熱量使得紙袋的薄膜受熱熔軟，冷卻后上下塑料薄膜即會粘合在一起，完成封口作業(yè)。結(jié)構(gòu)如下圖 3.1.3封口裝置結(jié)構(gòu)圖。18圖 3.3 封口裝置結(jié)構(gòu)圖3.1.43.1.4 滾輪傳送裝置滾輪傳送裝置滾輪裝置結(jié)構(gòu)比較簡單，上下兩個橡膠輪將紙袋夾緊，通過步進(jìn)電機(jī)帶動上滾輪，從而達(dá)到對紙袋的牽引。具體結(jié)構(gòu)如圖 3.1.4 滾輪傳送裝置結(jié)構(gòu)圖。19圖 3.4 滾輪傳送裝置結(jié)構(gòu)圖3.1.53.1.5 紙袋剪裁裝置紙袋剪裁裝置紙袋剪裁裝置的主要工作零件為切刀，切刀切口設(shè)計為 2歇腳，剪裁的過程中，始終與下切刀保持點(diǎn)接觸，有效的保證的切刀使用的壽命。切刀由缸徑 32 的氣缸推動，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。20圖 3.5 紙袋剪裁裝置結(jié)構(gòu)圖3.23.2 茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計計算茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計計算茶葉自動包裝機(jī)的這些基本參數(shù)都是影響輸送能力的因素。由于物料在茶葉自動包裝機(jī)中的運(yùn)動狀況、允許的物料輸送量及速度是由物料特性所決定的，所以輕的、松散的和非磨琢性的物料與重的磨琢性物料相比，可以在u形槽內(nèi)裝得滿一些，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速也可高些。213.2.13.2.1 茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計要求茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計要求包裝機(jī)要求為自動化設(shè)備，伴隨著著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，包裝機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中得到了大量廣泛的應(yīng)運(yùn)。然而由于我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，市場上通用的包裝機(jī)大部分都是針對企業(yè)或者工廠大批量生產(chǎn)，個體戶或者小作坊里對于茶業(yè)的包裝基本都是人工包裝，并且對于茶葉的包裝，灌裝和紙裝大部分都是用兩臺機(jī)器分開進(jìn)行，很少在在一臺機(jī)器上集中進(jìn)行。 本設(shè)計針對這樣的不足，設(shè)計出了這個集茶葉紙裝和灌裝一體的多用途茶葉包裝機(jī)，對于普洱茶、鐵觀音、烏龍茶等散茶與毛坯茶的進(jìn)一步加工包裝有很好的效果，對于小作坊，小企業(yè)等遇到突然性接單或者新年等出貨量大時，可有效的縮短工藝時間；對于家庭來說，可有效的對拆開后喝不完的茶葉能進(jìn)行保存。 此多用茶葉自動包裝機(jī)，集茶葉紙裝和灌裝為一體，對于普洱茶、鐵觀音、烏龍茶等散茶與毛坯茶的進(jìn)一步加工包裝有很好的效果，對于小作坊，小企業(yè)等遇到突然性接單或者新年等出貨量大時，可有效的縮短工藝時間；對于家庭來說，可有效的對拆開后喝不完的茶葉能進(jìn)行保存。 本設(shè)計代替了手工包裝，為小作坊，個體戶實(shí)現(xiàn)了包裝自動化，提高了生產(chǎn)效率，大幅降低了成本。 同時，機(jī)器的包裝范圍廣泛，可包裝醬體、粉劑、顆粒、固體各種狀態(tài)的茶葉，只需根據(jù)不同的物料選擇不同計量充填裝置即可。并且，本設(shè)計集茶葉紙裝和灌裝一起，可以適應(yīng)不同需求的包裝。為小作坊，個體戶實(shí)現(xiàn)了包裝自動化，提高了生產(chǎn)效率，大幅降低了成本。生產(chǎn)效率要求為：袋裝茶葉的產(chǎn)量為1500pcs/h，灌裝茶葉的產(chǎn)量為500罐/h。3.2.23.2.2 茶葉自動包裝機(jī)茶葉自動包裝機(jī)外形及尺寸外形及尺寸原始資料 輸送物料為茶葉，普洱茶、鐵觀音、烏龍茶等散茶與毛坯茶。整機(jī)設(shè)備的尺寸不得超過長2000mm X寬1000mm X高1500mm。由于牢固可靠的設(shè)備結(jié)構(gòu)要求，所以采用焊接機(jī)架。223.2.33.2.3 茶葉自動包裝機(jī)主要部件的選型計算茶葉自動包裝機(jī)主要部件的選型計算（1 1） 電機(jī)的選型點(diǎn)擊的選型步驟一般由以下幾步：1 1） 決定驅(qū)動機(jī)構(gòu)：首先確定驅(qū)動機(jī)構(gòu)，最具有代表性的驅(qū)動機(jī)構(gòu)有簡單的旋轉(zhuǎn)體。以及滾珠絲桿機(jī)構(gòu)、皮帶輪、齒輪齒條機(jī)構(gòu)。因此，這時候必須對驅(qū)動物體的質(zhì)量、尺寸、摩擦系數(shù)等各因素了解清楚。2 2） 確定要求的運(yùn)動規(guī)格：如果移動的速度、驅(qū)動時間、時間間隔等，則必須先確定定位距離、定位時間等驅(qū)動條件，并且需要提供定位精度、分辨率、位置保持、使用環(huán)境等。3 3） 計算負(fù)載：計算驅(qū)動電機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及慣量。4 4） 選擇電動機(jī)的類型：常用的電機(jī)有AC小型標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)、無刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。5 5） 選用計算：從機(jī)械強(qiáng)度、加速轉(zhuǎn)矩等各個方面進(jìn)一步校核電機(jī)的使用參數(shù)是否符合使用工況。這里，以傳送帶驅(qū)動電機(jī)的選型為例來做說明：確定已知參數(shù)：皮帶與工作物的總質(zhì)量：g10m1K皮帶與滾軸的摩擦系數(shù)：3 . 0u滾筒的直徑：mm65D滾筒的質(zhì)量：g5m2K傳動效率：9 . 0皮帶的速度：%10s/mm140V電機(jī)電源：單相220V50Hz工作時間：8H/天計算必要轉(zhuǎn)矩：傳送帶在啟動時所需要的轉(zhuǎn)矩是最大的，計算啟動時的必要轉(zhuǎn)矩。摩擦力NF9 .29807. 9x10 x3 . 0umg23負(fù)載轉(zhuǎn)矩m.64. 19 . 0 x210 x65x9 .2923NFDTL設(shè)定安全系數(shù)為2，則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)該是3.28N.m。確定負(fù)載慣量皮帶和工作物的慣性慣量242321mgm10 x106210 x65102xm1KDJ）（）（滾筒的慣性慣量242322mgm106.4x210 x65x5x81m812KDJ）（故全負(fù)載慣量為22mmgm4 .1321KJJJ查閱資料，選擇86步進(jìn)電機(jī)，其容許慣量慣性為，遠(yuǎn)大于負(fù)載慣2gm1000K量，故可以選用。（2 2） 氣缸的選型氣缸的選型氣缸是以工作要求和條件為基準(zhǔn)，配合成本節(jié)約的理念來選擇正確的型號。下面介紹氣缸的基本選型步驟。1 1） 氣缸缸徑：確定氣缸的負(fù)載力大小，以此為根據(jù)確定氣缸的輸出力，進(jìn)而通過計算得出氣缸的缸徑。 2 2） 氣缸的行程：其是由使用氣缸的環(huán)境和機(jī)構(gòu)的行程決定，但是通常不會選擇滿行程氣缸。 3 3） 對氣缸進(jìn)行穩(wěn)定性以及強(qiáng)度的計算。 4 4） 氣缸的安裝形式：由氣缸的使用目的和安裝位置等因素決定其安裝方式。通常狀況下，采用固定式氣缸。在氣缸隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等）的情況下，應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。活塞桿需要在直線運(yùn)動基礎(chǔ)上，還作圓弧擺動的時候，則選擇軸銷式氣缸。對于特殊要求的情況，應(yīng)選相應(yīng)型號的特種氣缸。 5 5） 氣缸的緩沖裝置：對于是否需要采用緩沖裝置則是由活塞的速度所決定。 246 6） 磁性開關(guān)：在氣動系統(tǒng)采用電氣控制的方式時候選用。 由于本次設(shè)計中使用氣缸的地方，對于氣缸的輸出力要求并不是很大，更多的是考慮氣缸的安裝和結(jié)構(gòu)空間的合理性。因此，根據(jù)前人經(jīng)驗，選擇較為常用的薄型外螺紋氣缸，安裝方便，體積小，價格便宜。并且該種類型的氣缸在市面上比較常見，比如常用的氣缸品牌：SMC、亞德客、恒拓等都出售這種規(guī)格的氣缸。使用壽命在兩年以上，并且一旦出現(xiàn)問題，更換起來很方便。圖3.6氣缸具體參數(shù)圖以上是亞德客氣缸acq系列的參數(shù)之一，由上可以清楚的看出該系列氣缸完全能夠滿足此次設(shè)計需求 （3 3） 帶傳動減速比計算帶傳動減速比計算傳送帶的傳動結(jié)構(gòu)比較簡單，電機(jī)與皮帶主動滾軸采用鏈傳動，一級鏈傳動，主動鏈輪轉(zhuǎn)速，從動鏈輪轉(zhuǎn)速，min/ r1181Nmin/ r802N25則傳動比475. 18011821NNi選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取101Z75.14475. 1x102Z152Z則實(shí)際的傳動比為5 . 1101512ZZi查表的鏈條的工作工況系數(shù),小齒輪的齒數(shù)系數(shù)0 . 1AK898. 02K則KWKKPKPPZA56. 0898. 05 . 0 x0 . 10查表得鏈條的節(jié)距為19.05mm。264 4 茶葉自動包裝機(jī)的三維建模和運(yùn)用茶葉自動包裝機(jī)的三維建模和運(yùn)用 ansysansys 進(jìn)行主要零件的進(jìn)行主要零件的剛強(qiáng)度分析剛強(qiáng)度分析本次三維建模選用 solidworks 軟件進(jìn)行建模工作，solidworks 是一款高中端三維 cad 軟件，其具有操作易用性，高效性等優(yōu)點(diǎn)，為操作者提供動態(tài)的操作界面，減少了多余的對話框，讓操作者對于程序有了更好的管理?？偟膩碇v此次建模的思路也是設(shè)計思路；先確定并畫出機(jī)架，其次畫出各個部件的零件，最后將各個部件進(jìn)行組裝（并查看理論是否在實(shí)踐當(dāng)中可行）在這利用 solidworks 裝配操作將各個主要部件裝配在機(jī)架之上完成建模。4.14.1 機(jī)架的建模機(jī)架的建模（1 1） 啟動 solidworks 軟件并且創(chuàng)建一個新的零件文件 (2)(2) 選擇基準(zhǔn)面運(yùn)用繪圖工具（直線，圓）等工具畫出機(jī)架的左視輪廓（3 3） 利用拉伸凸臺的方式拉伸之前確定的高度對拉伸的凸臺進(jìn)行拉伸切除步驟做出所需求的機(jī)架圖 4.1 機(jī)架三維圖27圖 4.2 機(jī)架三維圖4.24.2 卡套的三維建?？ㄌ椎娜S建模（1 1） 選定基準(zhǔn)面畫出卡套輪廓線圖 4.3 卡套輪廓截圖（2 2） 對輪廓進(jìn)行拉伸凸臺操作28圖 4.4 卡套截圖（3 3） 對已拉伸凸臺底面進(jìn)行打孔（根據(jù)六角圓柱頭螺釘打孔）圖 4.5 卡套截圖本次建模零件較多由于所占篇幅較多就不一一介紹。4.34.3 三維零件的裝配三維零件的裝配運(yùn)用上述方法操作畫出各個部件裝置的零件，最后用所畫零件組裝部件（以封口裝置為例）：（1)1) 新建裝配體29圖 4.4(2)(2) 在裝配體中插入第一個零件，一般第一個零件是固定不動的（插入底板）(3)(3) 向裝配體中加入要進(jìn)行裝配的零件30選中要裝配的零件（4 4）選擇配合條件，可以選擇移動，然后選擇面與面平行，然后選擇相切。（5 5） 選中配合面對已選零件以鼠標(biāo)拖動的方式進(jìn)行裝配最終可以得到裝配體31由于本次設(shè)計機(jī)構(gòu)較多就不一一贅述，以此為例其余部件以上述為標(biāo)準(zhǔn)裝配,其中有:紙袋滾筒，封口裝置，剪裁裝置，紙裝驅(qū)動裝置，如下圖：32最終用上述方式將以上機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配得到最終的茶葉包裝機(jī)三維模型：3334注：各零件三維圖，主要裝置三維圖見文章尾部附錄。4.44.4 茶葉自動包裝機(jī)茶葉自動包裝機(jī)主要零件的力學(xué)分析主要零件的力學(xué)分析Ansys 是大型通用的有限元分析軟件，其構(gòu)架分為兩層，起始層和處理層，（其中有限元分析發(fā)是該軟件的理論依據(jù)）直接將 solidworks 中已經(jīng)建好的三維模型導(dǎo)入 ansys，對其進(jìn)行加載，加以約束和設(shè)置參數(shù)等步驟，然后利用該軟件進(jìn)行分析，求解且畫出網(wǎng)格圖，最后進(jìn)行后期處理進(jìn)而得出結(jié)論。其分析圖見下圖（介于具體步驟所占篇幅較大，故不進(jìn)行詳細(xì)敘述只顯示最終的分析結(jié)果）（1）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 3 3 的應(yīng)力分析的應(yīng)力分析圖 3.2.1 轉(zhuǎn)軸零件圖35圖 3.2.2 轉(zhuǎn)軸受力模型屬性參數(shù)：質(zhì)量:0.213556 kg 體積:2.7379e-005 m3密度:7800 kg/m3 重量:2.09285 N材料:45 鋼 模型類型:線性彈性同向性屈服強(qiáng)度: 580 N/mm2 張力強(qiáng)度:750 N/mm2表 3-2-1 網(wǎng)格信息網(wǎng)格類型網(wǎng)格類型實(shí)體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器所用網(wǎng)格器: 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格自動過渡自動過渡: 關(guān)閉包括網(wǎng)格自動環(huán)包括網(wǎng)格自動環(huán): 關(guān)閉雅可比點(diǎn)雅可比點(diǎn)4 點(diǎn)單元大小單元大小3.01503 mm公差公差0.150751 mm網(wǎng)格品質(zhì)網(wǎng)格品質(zhì)高36表 3-2-2 網(wǎng)格信息細(xì)節(jié)節(jié)點(diǎn)總數(shù)節(jié)點(diǎn)總數(shù)10866單元總數(shù)單元總數(shù)6699最大高寬比例最大高寬比例4.5863單元單元 (%)，其高寬比例，其高寬比例 100扭曲單元扭曲單元(雅可比雅可比)的的 %0完成網(wǎng)格的時間完成網(wǎng)格的時間(時時;分分;秒秒): 00:00:00計算機(jī)名計算機(jī)名: ADMIN-PC圖 3.2.3 轉(zhuǎn)軸 3 網(wǎng)格劃分圖圖 3.2.3 轉(zhuǎn)軸 3 應(yīng)力圖表 3-2-3 轉(zhuǎn)軸 3 應(yīng)力37名稱名稱類型類型最小最小最大最大Factor of Safety最大 von Mises 應(yīng)力11412.7節(jié): 102888.66786e+008節(jié): 1212(2)T2)T型氣缸連接的應(yīng)力分析型氣缸連接的應(yīng)力分析圖 3.2.4 T 型氣缸連接零件圖圖 3.2.5 T 型氣缸連接受力模型38屬性參數(shù)：質(zhì)量:0.0552125 kg 體積:7.07853e-006 m3密度:7800 kg/m3 重量:0.541083 N材料:45 鋼 模型類型: 線性彈性同向性屈服強(qiáng)度: 580 N/mm2 張力強(qiáng)度: 750 N/mm2表 3-2-4 網(wǎng)格信息網(wǎng)格類型網(wǎng)格類型實(shí)體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器所用網(wǎng)格器: 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格自動過渡自動過渡: 關(guān)閉包括網(wǎng)格自動環(huán)包括網(wǎng)格自動環(huán): 關(guān)閉雅可比點(diǎn)雅可比點(diǎn)4 點(diǎn)單元大小單元大小1.92082 mm公差公差0.0960409 mm網(wǎng)格品質(zhì)網(wǎng)格品質(zhì)高表 3-2-5 網(wǎng)格信息細(xì)節(jié)節(jié)點(diǎn)總數(shù)節(jié)點(diǎn)總數(shù)11755單元總數(shù)單元總數(shù)7411最大高寬比例最大高寬比例3.4192單元單元 (%)，其高寬比例，其高寬比例 100扭曲單元扭曲單元(雅可比雅可比)的的 %0完成網(wǎng)格的時間完成網(wǎng)格的時間(時時;分分;秒秒): 00:00:01計算機(jī)名計算機(jī)名: ADMIN-PC39圖 3.2.6 T 型氣缸連接網(wǎng)格劃分圖圖 3.2.7 T 型氣缸連接應(yīng)力圖表 3-2-3 T 型氣缸連接應(yīng)力名稱名稱類類型型最小最小最大最大DisplacementURES:合位移0 mm節(jié): 11.97436e-007 mm節(jié): 154405.5.茶葉自動包裝機(jī)的使用及維護(hù)茶葉自動包裝機(jī)的使用及維護(hù)5.15.1 茶葉自動包裝機(jī)茶葉自動包裝機(jī)使用前準(zhǔn)備使用前準(zhǔn)備(1)(1) 為了讓機(jī)器在工作時候可以充分發(fā)揮其最佳的工作效能，且大大的延長機(jī)器的使用壽命，茶葉包裝機(jī)應(yīng)該在專門的操作人員維護(hù)和使用機(jī)器盡可能讓機(jī)器在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行（操作人員應(yīng)熟悉機(jī)器的使用流程，避免對機(jī)器造成操作性的失誤）。(2)(2) 不要將機(jī)器放置在凹凸不平的地面上，在開機(jī)之前，對機(jī)器進(jìn)行檢測，看看是不是因為運(yùn)輸保護(hù)措施不當(dāng)導(dǎo)致部分零部件發(fā)生松動或者關(guān)鍵部分出現(xiàn)移位錯位的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)立刻對其進(jìn)行維修糾正。 (3)(3) 外接氣源的引入： 利用軟氣管連接機(jī)器和氣壓源，本次設(shè)計采用的軟氣管外徑為 10mm，其中輸氣管的一端是在機(jī)器進(jìn)氣接頭處固定的。(4)(4) 氣壓的檢查： 外部氣源壓力應(yīng)該是大于等于 6kg/cm2，壓力表一般是 5kg/cm2 左右，機(jī)器如果不出現(xiàn)異常情況正常工作的話，壓力一般會小于 6kg/cm2，如果超出這個范圍機(jī)器就無法正常工作。另外，為了使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)調(diào)壓顧慮其和其他氣動元件，外部進(jìn)入的氣源壓力應(yīng)該在 9.5kg/cm2 以下。（5 5）氣壓的調(diào)整： 如果表壓力上顯示的壓力不在規(guī)定的范圍內(nèi)，則可以通過以下幾種辦法進(jìn)行調(diào)整，以使氣壓達(dá)到可以正常工作的標(biāo)準(zhǔn)： 1 1） 將調(diào)壓器上蓋鈕向上輕輕拉起，順時針旋轉(zhuǎn)，壓力會增大 2 2） 將調(diào)壓蓋鈕向上拉起來，逆時針旋轉(zhuǎn)，壓力會減小另外調(diào)節(jié)壓力的時候應(yīng)特別注意手法，盡可能的均勻旋轉(zhuǎn)，一旦調(diào)節(jié)到了規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)在調(diào)節(jié)結(jié)束以后將上蓋鈕壓下(使其處于閉鎖狀態(tài))以保證不會在不必要的狀況下發(fā)生錯位等現(xiàn)象。415.25.2 茶葉自動包裝機(jī)的維護(hù)茶葉自動包裝機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng)及保養(yǎng)機(jī)器良好的運(yùn)作離不開配套的維護(hù)和保養(yǎng)，茶葉自動包裝機(jī)中切刀的定期清理，驅(qū)動裝置的清理，氣源系統(tǒng)的清理尤為重要所以必須按照以下幾項要求操作維護(hù)：（1 1）定期對封口裝置進(jìn)行清理：一般 7 到 10 天進(jìn)行一次清洗（機(jī)器作業(yè)時間長的話可以將清理周期縮短）用柔軟的擦布對仔細(xì)清洗，（可以使用食品包裝機(jī)通用的清洗液）。（2 2）對于驅(qū)動電機(jī)上的齒輪應(yīng)定期清洗油污，包括鏈條的清洗，在每次清洗之后必須加入潤滑油以保證下次使用機(jī)器時的流暢度（主要這些必須在斷電以后進(jìn)行）。（3)3) 對于切刀的清洗工作也應(yīng)該做到完善，切刀的清洗一般在溫度下降的可接受范圍的時候清洗，以便保護(hù)切刀表面的涂層，如果發(fā)現(xiàn)外層高溫漆布燒損，應(yīng)立即更換。如繼續(xù)使用，則會對下面的硅膠條起不到保護(hù)作用，而且影響封口質(zhì)量，新更換的漆布一定要保持平整，無皺折。(4)(4) 若封切刀因磨損以至無法正常使用時，則必需更換封切刀。(5)(5) 氣源處理元件調(diào)壓過濾器積水的清理方法：當(dāng)水位升至接近濾芯座底部時，就應(yīng)及時進(jìn)行排水操作。關(guān)閉氣源,排出氣路中的壓縮空氣于大氣中,用大拇指頂住外殼凸出的黑色開關(guān)，逆時針旋轉(zhuǎn)大約 45 度,輕輕地往下拉，即可取下濾水杯，把里面的積水倒掉。5.35.3 茶葉自動包裝機(jī)的使用注意事項茶葉自動包裝機(jī)的使用注意事項(1)(1) 機(jī)器必須可靠接地，以保護(hù)人身安全。(2)(2) 一般氣動的部件盡可能不要在不明白工作原理的情況下自行調(diào)整，如必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整應(yīng)該聯(lián)系專業(yè)的維護(hù)操作人員進(jìn)行調(diào)整。(3)(3) 一般機(jī)器的切刀是向下閉合的，只有在氣缸通氣以后正常運(yùn)作的時候是向上提起來的。(4)(4) 當(dāng)進(jìn)行包裝流程的時候，操作人員的肢體切記不可以和機(jī)器較為鋒利42的部分接觸（其中切袋部分，板式熱封部分，更是重中之重）。(5)(5) 封口溫度設(shè)定時，必須遵循從低至高的原則，一般情況下設(shè)定在200左右即可，絕對不允許一次性將溫度調(diào)得很高，否則很容易燒毀加熱等部件。(6)(6) 切刀表面（呈圓弧狀）鍍有特氟龍凃?qū)?，在操作的時候注意保護(hù)切刀，一旦外表面鍍層消失，包裝袋容易粘在切刀上，這樣會影響整個的包裝流程。 （7 7）萬一機(jī)器發(fā)生故障時，必須盡快切斷電源，以免造成更大的損失。查明原因，經(jīng)修復(fù)正常后才能投入使用。 （8 8）非專業(yè)技術(shù)人員不得擅自改變電器線路的接線方式。 （9 9）維修機(jī)器前，必須關(guān)閉總電源；修復(fù)時，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員維修或通知本公司協(xié)助。5.45.4 茶葉自動包裝機(jī)的常見故障及排除茶葉自動包裝機(jī)的常見故障及排除 封口不牢是連續(xù)封口機(jī)的常見故障之一，封口不牢有三層意思：包裝袋封口處無法封上；在封刀壓力作用下，袋口雖封上了，但稍用力擠壓或撕剝，封口便又開裂；對封口處進(jìn)行剝離試驗時，出現(xiàn)一半封合牢固、一半分離的現(xiàn)象，這樣的包裝袋封口質(zhì)量仍不合格，因為內(nèi)容物在儲運(yùn)過程中經(jīng)擠壓很容易漏掉。這種情況在復(fù)合里料為 OPP、吹塑 PE 時常常出現(xiàn)。 （1 1）造成第一種故障的原因主要有以下幾種。1 1） 熱封溫度不夠通常情況下，以 OPP 為里料的復(fù)合袋，當(dāng)制袋總厚度為 8090m 時，熱封溫度要達(dá)到 170180；以 PE 為里料的復(fù)合袋制袋總厚度為 85100m 時，溫度宜控制在 180200。只要制袋總厚度有所增加，熱封溫度就必須相應(yīng)提高。2 2） 熱封速度過快封不上口還與封口機(jī)速度快慢有關(guān)。如果速度過快，封口處還未來得及熱43化就被牽引輥傳送至冷壓處進(jìn)行冷卻處理了，自然達(dá)不到熱封質(zhì)量要求。3 3） 冷壓膠輪壓力不合適冷壓膠輪上下各有一個，它們之間的壓力要適中，調(diào)節(jié)壓力時只需夾緊彈簧即可。4 4）熱封薄膜質(zhì)量有問題封口封不上還與熱封薄膜質(zhì)量有關(guān)，如果復(fù)合里料電暈處理不均勻，效果不好，并恰好出現(xiàn)在封口處，肯定無法封口。這種情況很少見，然而一旦出現(xiàn)，產(chǎn)品必然報廢。所以在彩印包裝行業(yè)，是下道工序監(jiān)督上道工序，一發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，必須及時分析起因并加以解決。如果封口處有水分、臟污，也會造成封口不牢?？傊?，解決第一種封合不牢問題，一般可適當(dāng)提高熱封溫度，再降低熱封速度，同時加大冷壓膠輪的壓力。 （2 2）導(dǎo)致第二種封口不牢故障的原因主要有以下幾點(diǎn)。1 1） 熱封溫度不夠只需適當(dāng)提高熱封溫度即可解決問題。2 2） 熱封刀的刀面不夠平整熱封刀分上、下兩片，通常熱電耦裝于其中，用來感應(yīng)溫度的傳遞情況。熱封刀上有三個螺桿，中間的螺桿起支撐和加固刀片的作用，其他兩個螺桿都配有壓力彈簧及墊片，主要用于調(diào)節(jié)熱封刀壓力，上、下刀片各有兩個彈簧。造成熱封刀刀面不平整的主要原因是中間螺桿裝斜了，不是水平的；或者是上熱封刀的壓力彈簧壓力不均。 總結(jié)44總結(jié)總結(jié)在千學(xué)明老師和段蘭老師盡心的指導(dǎo)下，經(jīng)過近半年的設(shè)計實(shí)驗，終于功夫不負(fù)有心人，我的畢業(yè)設(shè)計多功能茶葉自動包裝機(jī)設(shè)計畫上了一個完美的句號。此次畢業(yè)設(shè)計用到了大量的生產(chǎn)實(shí)際知識，同時也用到了四年所學(xué)的大量理論知識，而這些知識有些時候我甚至?xí)簦灰f那些完全沒有接觸過的實(shí)踐知識，所以此次畢業(yè)設(shè)計對我來說應(yīng)該算是對理論知識的回顧，和對未來面向社會實(shí)踐的一個前奏。在第一次拿到任務(wù)書的時候我甚至有些不知所措，完全找不到思路，經(jīng)過段蘭老師的指導(dǎo)，并引領(lǐng)我確定最優(yōu)的設(shè)計方向，最終確定了大方向的設(shè)計思路，隨后一切進(jìn)入正軌以達(dá)到有條不紊完成設(shè)了計任務(wù)的目的；期間的辛苦自然是不可名狀的，有些理論和業(yè)者的要求完全對不上，雖然說之前沒有接觸運(yùn)用過，但只要認(rèn)真的思考，做出詳細(xì)的調(diào)研，最后輔以課本理論，這些問題都得到了妥善的解決，實(shí)踐需求大多是理論知識的結(jié)合，將理論運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，而實(shí)踐則是理論最好的載體，有些難以攻克的難題費(fèi)時費(fèi)力，深切感覺到書到用時方恨少的可怕。這次的畢業(yè)設(shè)計讓我深刻了解到目前所學(xué)的理論知識知識初步，實(shí)踐就是運(yùn)用理論來解決問題，造福業(yè)者，若遇到理論無法解決的情況，應(yīng)該以點(diǎn)帶線甚至以點(diǎn)帶面，能夠舉一反三。以前一直以為理論就是一切，但是真正從事設(shè)計之后發(fā)現(xiàn)，這樣的認(rèn)知與時代的發(fā)展是無法配合的。如果長此以往下去，理解總會過于膚淺，對于設(shè)計也僅僅停留在書面上，永遠(yuǎn)無法真正的解決實(shí)際問題，這些讓我從中學(xué)到了很多東西。這次的畢業(yè)設(shè)計提高了我獨(dú)立思考和實(shí)踐操作的能力，讓我認(rèn)識到不論是如何完善的理論，只有在實(shí)踐調(diào)研的基礎(chǔ)上才可以確定其可行性，過程中， 經(jīng)常會出現(xiàn)理論完全正確，而且也更加先進(jìn)，但業(yè)者卻對于這樣的設(shè)計嗤之以鼻，只有切實(shí)的站在業(yè)者的角度思考，結(jié)合其需求，并且輔助以基礎(chǔ)理論才能設(shè)計出切合實(shí)際的產(chǎn)品。這一次的設(shè)計是茶葉自動包裝機(jī)，是按照機(jī)械設(shè)計的設(shè)計要求來設(shè)計西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）45的，其設(shè)計思路是：先了解茶葉自動包裝機(jī)的基本特征，以及國內(nèi)外包裝機(jī)械的主流發(fā)展趨勢，對社會現(xiàn)有的茶葉包裝業(yè)者進(jìn)行一定的調(diào)研，二者結(jié)合確定茶葉包裝機(jī)的總體需求，進(jìn)而以此為標(biāo)準(zhǔn)，確定機(jī)器的大致構(gòu)造，對于機(jī)器內(nèi)部的零部件使用也結(jié)合實(shí)際需求，雖然這之中遇到了很多問題，但都對其進(jìn)行了解決。 此次的畢業(yè)設(shè)計業(yè)以完成，由于本人的知識水平有限，其中不可避免的出現(xiàn)一些問題和錯誤，對于不足之處還請老師和讀者批評改正。參考文獻(xiàn)46致謝致謝 對于茶葉自動包裝機(jī)的設(shè)計已經(jīng)完成了，過程中出現(xiàn)了很多問題，包括對理論的錯誤理解，理論無法和實(shí)踐結(jié)合等問題，在千學(xué)明導(dǎo)師和段蘭老師的殷切幫助下基本都得到了妥善解決，在自己思考設(shè)計時遇到的問題更是不勝枚舉，經(jīng)過查閱資料和詢問老師都迎刃而解，在這里由衷的感謝指導(dǎo)老師，這當(dāng)中讓我學(xué)到了很多書本上沒有的知識。 設(shè)計的最終完善與導(dǎo)師的悉心幫助是離不開的，我所解決的技術(shù)難題，不論是否使我個人不能理解，導(dǎo)師都