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1、包裝機總體方案設計包裝機械技術交流QQ群:22764004 包裝機械技術交流QQ群:22764004 第一節(jié) 概述第二節(jié) 總體方案設計的基本內容第三節(jié) 總體方案設計實例 發(fā)展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把獲得專業(yè)知識放在首位。如果一個人掌握了他的學科的基礎理論，并且學會了獨立地思考和工作，他必定會找到他自己的道路，而且比起那種主要以獲得細節(jié)識為其培訓內容的人來，他一定會更好地 適應進步和變化。-愛因斯坦 （美國）包裝機械技術交流QQ群:22764004 第一節(jié) 設計包裝機的基本要求 設計包裝機時,要使機械具有先進的技術性,良好的使用性和機械加工工藝性,就必須注意滿足

2、以下幾項基本要求。 一、具有一定的使用范圍 包裝機的應用范圍,是指一臺包裝機所能完成的包裝形式、適用包裝物料的種類和規(guī)格、包裝材料的品種和規(guī)格等。 通常,當包裝機的應用范圍小時,它的結構較簡單,生產率較高,而且易實現生產的自動化。若擴大包裝機的應用范圍,雖然可以實現一機多用,但往往造成機械結構的復雜、提高成本。因此要根據使用工廠的實際需要、物料性質、包裝材料性質以及包裝產品的批量來確定包裝機的使用范圍。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 二、生產率高 包裝機的生產率,是指一臺機器在單位時間內所包裝物料的數量或件數。 生產率又分為理論生產率和實際生產率,上述的定義是指的理論生產率；但是,

3、在實際生產中,有時要做生產的準備、要停機裝添物料和包裝材料、調試和維修機器、檢驗產品質量等,所以在實際生產中,一般用實際生產率來表示包裝機的生產率,它是指一臺包裝機在一段時間內(一日、一班)的包裝物料的數量。 設計中,在滿足使用要求的前提下,要盡量提高生產率,措施是提高包裝機的運動精度、自動化程度和可靠性,分散包裝工序,增加包裝執(zhí)行機構數量,以及縮短輔助時間等。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 三、具有一定的精度 生產中,要求包裝機的生產率高、可靠性高、包裝成品質量好、噪音小等,因此包裝機本身應具備一定的精度。精度分為靜力精度、運動精度和動力精度。 靜力精度,是指包裝機空運轉時部件的

4、運動精度和相互間的位置精度；它是由機械零件的加工精度和裝配精度決定的. 運動精度,是指包裝機的工作部件運動均勻性和協(xié)調性。它是由傳動系統(tǒng)中零部件的設計、加工、裝配和調整精度決定的。 動力精度,是指包裝機在包裝工作的過程中,包裝機部件在工作力,溫升振動的作用下的運動精度和相互位置精度。它是由包裝機的零部件的剛度、按觸剛度、抗振性和熱變形等因素決定的。 包裝機的精度愈高,對機械的制造精度、零件材料的要求愈高,使機械制造成本高。因此,包裝機的精度必須根據各種要求,進行全面綜合分析后再確定。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 四、提高機械的自動化程度 包裝機械分為半自動包裝機和全自動包裝機,若

5、包裝機在完成完整的包裝循環(huán)的過程中,包裝物料或包裝材料的傳送要人工來完成,則稱為半自動包裝機；若上述工作全部由機器來 完成,則稱為全自動包裝機。 包裝機的自動化程度愈高,它的生產率愈高,工人的勞動強度愈低。但是,機器的構造和控制系統(tǒng)則愈復雜,從而提高了機器的成本、增加了機器維修的難度。所以,必須根據使用要求和上述各種因素來確定包裝機的自動化程度。 五、提高“三化”程度 “三化”是指包裝機的品種系列化,零、部件的通用化和標準化。 提高機器的“三化”程度,可以減少零件和部件的品種,縮短機器的設計和制造周期,增加生產批量,便于組織生產、降低機器制造成本,有利于提高機器的質量；便于維修和保養(yǎng)。包裝機的

6、結構復雜、品種繁多,所以提高機器的“三化”程度是 非常迫切的,但是,包裝機的發(fā)展正處在新興階段,“三化”工作剛剛開始,這就要求在設計包裝機時,必須對其“三化”給予極大的重視。包裝機械技術交流QQ群:22764004 六、便于制造、操作、維修 包裝機的零件結構復雜,在設計中,要注意零件的結構工藝性,若工藝性差,會造成加工性差、延長制造周期,增加制造成本。 同時,設計者必須為機器的操作者著想,使操作者便于更換包裝材料、添加物料，便于觀察機器的工作情況、以及便于調整、維修和保養(yǎng)機器。 另外,要有安全保護裝置,防止發(fā)生人身安全事故、機器損壞和包裝質量事故等。 七、控制機器的噪聲 包裝機正向高速化、多功

7、能發(fā)展,控制機器的噪聲是設計和制造時的一個重要問題。噪聲能損傷人的聽覺器官和生理機能,必須采取一定的措施降低噪聲。如提高零部件的制造精度、配合精度,減少機器的激振力,安裝隔振和吸振裝置等,使包裝機的噪聲不超過80dB(A)。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 八、提高包裝機的工作質量 包裝機的工作質量是以物料被包裝后的成品質量來衡量的,一般用被包裝成品的正品率表示。正品率是表示在一段時間內,被包裝物料的總數與其中包裝質量合格的數量之比；廢品是指包裝物料或材料損傷、物料外露、空包及計量不準確等。包裝機的工作質量高,能直接提高包裝機的生產效率、降低產品成本,所以設計機器時應給予極大的重視。

8、九、外形美觀 包裝機的外形要美觀、色調要和諧、人機關系要合理,這樣能夠提高機器在銷售中的競爭力,又有利于操作工人的生產活動。因此,設計時應使包裝機的外形美觀、尺寸比例協(xié)調、顏色美觀大方。使操作者喜歡機器、有較高的工作情緒和安全感,以利于提高生產效率。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 第二節(jié) 包裝機的設計步驟 一、總體方案設計 設計包裝機的第一步,是進行總體方案的設計,即在充分調查研究的基礎上,進行可行性分析論證,確定包裝機的使用范圍、包裝工藝方法、初選各部件的結構和總體布局等。這是整臺機器技術設計的依據。因此，在擬定總體方案時。必須全面地考慮,使確定的方案既先進又經濟效益高。具體包括

9、以下內容： 1.調查研究 (1)調查使用單位要求 主要調查、了解被包裝的種類、性質、尺寸、形狀、包裝方法和形式及對包裝的要求、包裝材料的種類、規(guī)格、特性及供應情況，了解操作工人對現有同類型包裝機的意見、對新設計包裝機的要求,了解工人的操作技術水平，并且要了解新設計包裝機的工作環(huán)境,包裝環(huán)境的溫度、濕度等。 (2)調查機器制造單位的情況 主要了解制造單位的設備和工人的技術水平,了解各種原材 料的供應情況；以及制造包裝機的經驗。包裝機械技術交流QQ群:22764004 (3)查閱有關技術資料 主要查閱現有同類型包裝機的圖樣、技術資料以及有關使用情況的資料；還要查閱國內外有關的各種科技文獻,了解國內

10、外同類機型機械的現狀及發(fā)展趨勢。 2.進行可行性分析論證 可行性分析，即在充分調查研究的基礎上、提出該項目是否可行的論證報告。如果該項目是可行時,還必須提出方案的具體實施方案計劃和措施,并請有關專家論證,然后報請主管部門審批。 3.初步設計 一般包括的內容有確定包裝機的使用范圍和生產率,進行包裝工藝分析、確定出包裝方法和形式并畫出工藝流程圖,初選包裝機的類型、各組成部分的結構并畫出草圖,確定包裝機的外形尺寸并畫出總體尺寸聯系圖；擬定整臺機的傳動系統(tǒng)圖、擬定包裝機的工作循環(huán)圖,在上述工作進行的同時進行總體布局、定出主要的技術參數、繪出包裝機的總體圖。 以上各階段既有相對的獨立性,又是互相密切聯系

11、的,在設計 中可以交叉進行,減少不必要的返工,以便使設計工作周密地、有次序地進行,確保設計質量和進度。包裝機械技術交流QQ群:22764004 二、技術設計 1.設計計算 根據包裝機總體方案,對包裝機組成部分進行運動設計計算、結構設計、動力計算、同時,對有的零件要進行強度和剛度校核,并且要繪制出各部件的裝配圖,專用零件圖和通用件的補充加工圖。 2.編寫技術文件 (1)設計計算說明書 它包括總體方案設計、零部件的運動計算、結構設計、動力設計、有關零件的強度和剛度校核等內容.同時,要對整機進行經濟效益分析。 (2)使用說明書 它包括包裝機的技術性能、各部件構造說明,包裝機的安裝、調試、潤滑方式,常

12、見故障的排除方法,易損零件列表和圖樣、電氣設備表,以及包裝機的運輸方法和驗收標準,有時要編制各種通用件、標準件名細表。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 第三節(jié) 包裝機總體方案設計 總體方案設計是整機的關鍵性設計,它主要包括以下主要內容： 一、確定包裝機的使用范圍 按使用范圍分,包裝機可分為專用包裝機、通用包裝機和多用包裝機。確定使用范圍的原則是： 1.專用包裝機 若被包裝的物料生產批量大、品種規(guī)格不變,可選用專用包裝機,這樣便于提高包裝機的生產率和自動化程度。 2.多用包裝機 若被包裝的物料生產批量中等、品種規(guī)格要一定時期才更換,可選用多用包裝機,只要更換有關部件即可。 3.通用包裝

13、機 若被包裝物料批量小,經常更換物料的品種、規(guī)格,可選用通用包裝機。這樣可增加同類包裝機的生產批量,減少包裝機使用單位的設備投資費用,同時也降低了包裝成本。 一般應跟據包裝機使用單位的要求,在保證機械作用可靠性高、制造成本低的原則下,使包裝機的應用范圍廣一些為宜。包裝機械技術交流QQ群:22764004 二、包裝工藝設計 包裝工藝設計,即是分析、確定該機應采用的包裝方法和形式、包裝程序、包裝路線、工位數等。鑒于被包裝物料種類、規(guī)格繁多.包裝材料的品種、規(guī)格和性能又各不相同,包裝產品流通環(huán)境也各不相同,所適用的包裝工藝也各不相同。導致包裝機的結構也各不相同,所以包裝工藝是整臺機設計的依據. 1.

14、確定包裝方法和形式 (1)分析包裝物料的性質 常用的物料按其狀態(tài)可分為塊狀、粉狀、顆粒狀、流體狀,應采用的包裝方法和形式也各不相同,如流體物料常采用常壓灌裝法、等壓灌裝法、真空灌裝法等。為了保證包裝的質量,如裝啤酒宜采用等壓灌裝法、桔汁宜采用真空灌裝法,另外,同一種物料,當規(guī)格相同時,也可以采用不同的包裝形式,如糖塊可選用裹包方法中的單端及雙端扭結式、端折式、袋裝式等。這時要在充分分析、比較的基礎上,選擇能使包裝機結構簡單的包裝方法和形式。 (2)包裝材料的選擇當多種包裝材料都能滿足物料的包裝要求和使用要求時,選擇包裝材料的原則是:a.能簡化包裝機的結構;b.使包裝機具有較高的生產率; c.包

15、裝質量好、易于銷售; d.包裝材料來源方便、充足、成本低;e.便于消費者攜帶和廢物處理等。 1-供送物料 2-供送包裝材料 3-長接口折邊及第一次熱封4-長接口邊第二次熱封 5-兩側面折邊 6-側面第一次熱封7-包裝件翻轉 8一側面第二次熱封 2.確定包裝程序、包裝工藝路線、包裝工位數、繪制包裝工藝路線圖 (1)包裝程序 包裝程序是指對物料進行包裝時,各個包裝動作的順序。用來表示這種順序的圖稱為包裝程序圖,如圖9.1所示為某種塊狀物料裹包時的包裝程序圖。 有的包裝方法和形式往往就決定了包裝程序,如液體真空灌裝程序是升瓶一抽氣一灌液一排除余液一降瓶。有的包裝方法和形式相同,可以用不同的包裝程序來

16、完成,如圖9.2所示是裹包方法中的折疊式包裝。圖(a)是物料在上下和左右移動中完成包裝,圖(b)所示是物料在平行移動和翻轉過程中完成包裝,圖(c)所示是物料在一條直線上移動的過程中完成包裝,從圖中看出不同的包裝程序將使包裝機的有關結構和總體布局不相同,應選擇使包裝機械結構簡單、便于總體布局的包裝程序,程序是包裝機總體布局的依據,必須給予充分的重視。 (2)包裝工藝路線 包裝工藝路線是指包裝物料和包裝材料的供送路線、包裝過程中物料的運動路線、包裝成品的輸出路線。常見的工藝路線有直線型、階梯型、圓孤型和組合型。 直線型，是指被包裝物料在包裝過程中的運動路線是直線,按其運動方向又可分為立式、臥式和傾

17、斜式。圖9.2(C)是折疊式裹包的臥式直線型工藝路線圖。階梯型，是指被包裝物料在包裝過程中的運動路線既有水平直線運動,又有垂直直線運動,圖9.3是常用的階梯型工藝路線。 圓孤型，是指被包裝物料在包裝過程中沿圓弧軌跡運動,又稱為旋轉型工藝路線。圖9.4所示是充填一封口機的圓孤型工藝路線圖。 圖9.2 裹包包裝程序圖包裝機械技術交流QQ群:22764004 圖9.4 圓弧型工藝路線1、2-供袋 3-張袋 4-充填 5-排氣 6-橫封口 7-輸出 圖9.3 階梯形工藝路線圖包裝機械技術交流QQ群:22764004 圖9.5是液體灌裝機的圓弧型工藝路線圖。灌裝過程是在主軸旋轉,瓶子在分配盤的旋轉過程中

18、完成的。 組合型，是指被包裝物料在包裝過程中既作圓弧運動,又作直線運動。如圖9.2(b)和圖9.6所示。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 包裝機械技術交流QQ群:22764004 包裝工藝路線直接影響包裝機的外形、操作條件、執(zhí)行機構數目和包裝機的生產率、成本等。為了搞好包裝機設計,必須分析各種工藝路線的特點,找到最佳的工藝路線。 (3)工位數 工位數是指多工位包裝機上,包裝材料和被包裝物料接觸并開始包裝到輸出工位區(qū)間內所包含的包裝物品個數或件數。工位數應根據包裝程序、包裝工藝路線和包裝機的生產率等選定。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 a,間歇運動式多工位包裝機 物料在包裝

19、過程中,由一個包裝工位轉移到另一包裝工位的運動形式是間歇式的。 b.連續(xù)運動式多工位包裝機 物料在包裝過程中,由一個包裝工位轉移到另一個包裝工位是由主傳送機構驅動作連續(xù)運動的。它又分為單頭式和多頭式。 單頭式：是在一臺包裝機中,完成同一包裝操作的執(zhí)行執(zhí)構只有一個。 多頭式：是在一臺包裝機中,完成同一包裝操作的執(zhí)行機構有數個。 2.包裝機選型的原則 (1)單工位和多工位包裝機的選擇原則 當物料的包裝工藝方法比較簡單,所需要的包裝執(zhí)行機構數量較少,對包裝機的生產率要求較低時，可選擇單工位包裝機。 當物料的包裝工藝方法很復雜,包裝程序多,需要多個包裝執(zhí)行機構時,優(yōu)先選擇多工位包裝機。這樣可以將各包裝

20、工序分散在幾個工位上完成,有的包裝工序可在物料的運動轉移過程中完成,有利于包裝機的總體布局。 當要求包裝機具有較高的生產率時,應選用多工位包裝機。 另外,也有特殊情況,有的包裝工序多,但是包裝工序操作必須在一個位置上不動的情況下完成包裝,所需的執(zhí)行機構也多,此時應選擇單工位包裝機。如捆扎機有12個捆扎工序,它是單工位包裝機。 (2)間歇式和連續(xù)式多工位包裝機選擇的原則 當包裝工藝方法比較復雜,需要數個包裝執(zhí)行機構時,不論生產率要求高低,都應選用間歇運動型包裝機,這樣可簡化包裝機的結構。 當包裝工藝方法比較簡單,所需要的包裝執(zhí)行機構比較少,生產率要求高時,應選用連續(xù)運動型包裝機。其中,如果包裝工

21、序不是很多,要求生產率較高,采用連續(xù)運動型時不會使執(zhí)行機構變得很復雜時,應選擇單頭式連續(xù)運動型包裝機。如果包裝工序數少,相應的包裝執(zhí)行 機構數目也少,同時要求生產率比較高時,應選用多頭連續(xù)運動型包裝機。如果包裝工序中,某一個工序要求時間長時,則可選這個工序為多頭型執(zhí)行機構,其余工序選用單頭型執(zhí)行機構。 四、機構選型 機構選型是根據已確定機械的使用范圍、機械類型和工藝設計中所確定的各項基本內容,選擇包裝機中各組成部件的結構型式和驅動機構型式。 包裝機主要由被包裝物料整理和計量供送機構、包裝材料的整理和供送機構、包裝執(zhí)行機構、主傳送機構、包裝成品輸出機構、控制、操縱機構、傳動系統(tǒng)和支承件組成。每個

22、組成機構有多種結構型式,驅動各個機構運動的機構型式也是多種多樣的,所以要在全面綜合考慮的基礎上加以選擇。 選擇各組成機構的具體結構時,要從使用性能和環(huán)境、設計和制造能力、生產成本等因素加以考慮,選擇使結構簡單、緊湊,便于加工、便于操作、便于總體布局的結構型式。 選擇驅動機構時,必須嚴格分析每一包裝動作的運動規(guī)律、調節(jié)范圍,如明確工作行程和回程運動的速度和加速度的規(guī)律、停歇位置、明確各個執(zhí)行機構在整個包裝循環(huán)周期內相互配合關系。要分析各驅動機構的運動速度和運動精度,如當對機構的運動速度和精度要求高時,就不宜采用液壓和氣壓傳動；當對機構的運動速度和精度沒有較高的要求，而使用工廠又有壓縮空氣源時,則

23、可選用氣壓傳動。當包裝機的速度要在一定范圍內調整時,可選用有級或無級調速。另外,為了便于包裝機總體布局,可選用組合機構來實現包裝執(zhí)行機構的復雜動作。 選擇機構時,要選出多種方案,并且畫出機構簡圖,經過充分的對比后再確定。 五、包裝機的總體布局 1.總體布局含義 總體布局即是在初選機器各機構的基礎上,根據使包裝機結構簡單、緊湊、合理的原則,按一定相互位置關系,在整機中安排各組部件的位置。 總體布局時,一般以主傳動系統(tǒng)為基準,本著從粗到細、從簡單到復雜的原則,周密分析各種因素的影響,經過多次反復布置才能完成。 2.對總體布局的基本要求 (l)要保證各個機構相互位置和相對運動的正確性。 (2)布置操

24、縱件和調試件時,應使操作者便于觀察包裝過程,便于操縱機器、便于調試和維修機器。 (3)應保證包裝機具有足夠的強度和剛度,具有一定的抗振性、耐熱變形性。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 (4)使單機的布局便于組成生產自動線。 (5)注意整機造型美觀。在機器造型設計時,必須懂得造型要素的形狀、色彩、比例、平衡、調和等美學法則。 3.總體布局的步驟 (1)布置主傳送機構 根據包裝工藝路線圖確定主傳送機構的布局和運動形式,再以它的中心線為基礎布置整臺包裝機。 (2)布置執(zhí)行機構 即是安排被包裝物料計量與供送機構、包裝材料整理與供送機構、包裝執(zhí)行機構和成品輸出機構。 根據包裝工藝路線圖,以主傳

25、送系統(tǒng)為基礎,將各個執(zhí)行件安排在相應的位置上。再安排各個執(zhí)行機構的運動驅動件的位置。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 布置包裝材料的供送機構,包裝材料一般是同包裝物料同時傳人主傳送機構,有時也提前進入。柔性包裝材料從上向下送入方便,但也可以水平供送。半剛性和剛性材料以水平送進較多。卷筒材料支架的高度要安排適當,重量大時可以安在機器的側面,重量小時可放在機器的上部。布置時不僅要考慮操作方便,而且還要考慮整機造型美觀。 布置被包裝物料的計量與供送機構,一般要放在主傳送機構的前面,可在橫向、縱向、上面和下面供送,被包裝物料的計量與供送機構往往設計為一體,料斗的高度要適當。布置包裝執(zhí)行機構,

26、首先按包裝工藝路線圖,沿主傳送機構的方向,將各個包裝執(zhí)行件布置在主傳送機構的一側、兩側或上方。然后再安排各包裝執(zhí)行機構運動的驅動機構。 布置包裝成品輸出機構,一般應放在主傳送機構的后部或上方。應注意使操作者便于觀察包裝質量、便于整理與收集成品。 布置各執(zhí)行機構的驅動機構時,為了提高傳動精度,縮短傳動鏈,盡量減少構件的數量和運動副,盡量將原動件靠近執(zhí)行構件,并盡 量集中在一根或少數幾根軸上。包裝機械技術交流QQ群:22764004 (3)布置傳動系統(tǒng) 布置傳動系統(tǒng)時,必須保證各執(zhí)行機構和驅動機構按規(guī)定的運動規(guī)律運動,并保證各構件間的運動相互精確配合。一般都擬定數種方案,經充分分析比較后,選擇其中

27、結構簡單、緊湊、傳動鏈短、傳動精度高、傳動效率高、且易于布置空間位置的方案。如包裝機一般不選用摩擦傳動,盡量將傳動件布置在支承件內部或側面,以利于減少包裝機的體積和占地面積。 根據已選定的傳動方案,擬定出傳動系統(tǒng)圖。即是根據國家機械制圖標準規(guī)定的符號,把軸、軸承、皮帶輪、鏈輪、齒輪、離合器、聯軸器、電動機、變速器等各傳動件的相互聯系和位置表達出來。它是設計包裝機具體結構的基礎。如圖9.8所示。 (4)布置操作件和控制系統(tǒng) 設計包裝機工作臺和布置操作件的位置時,要考慮人體各部位的尺寸,如圖9.9所示。首選確定操作者的位置、一般操作者站在包裝機的前面,操作者的工作位置應是包裝工序最集中和最容易發(fā)生

28、故障的位置。工作位置確定后,再參照圖9.9的尺寸范圍,將各操縱件布置在 相應的位置。包裝機械技術交流QQ群:22764004 一般操縱件的運動方向應與被操縱件運動方向保持一致。調速手輪要輕便、靈活、順時針轉動為增速并設指示牌。確定包裝機工作臺面的高度時,要考慮包裝操作者工作狀態(tài),當站著工作時，工作臺面高度應在10001200mm的范圍內為宜；當經常坐著工作時,臺面的高度應在700900mm的范圍內為宜。 包裝機上的指示儀表、信號燈、報警器、安全閥等裝置,都應布置在便于操作者觀察、維護和安全可靠的位置。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 包裝機械技術交流QQ群:22764004 圖9.9

29、 操縱件布置范圍包裝機械技術交流QQ群:22764004 (5)選擇機器支承件的形式 選擇機器的支承件形式時,要考慮整臺機的外形結構,既美觀又便于操作者工作,同時便于裝配和維修。 臥式包裝機一般采用“一”形支承；立式包裝機采用“”形支承,如圖9.10 (a)(b)所示。也有的包裝機采用“”支承,如圖9.10(c)所示,圖(d)是框架式支承。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 圖9.10 包裝機支承形式包裝機械技術交流QQ群:22764004 (6)繪制總體布局圖 在總體布局圖上,應將包裝機各部件的相對位置和聯系尺寸、機器的主要外廓表示清楚。圖9.11是總體布局簡圖。 圖9.11 總體布

30、局筒圖1-料斗 2包裝材料供送機構 3成形器 4-縱封器 5操縱開關 6控制系統(tǒng) 7橫封機構 8一成品輸出部件 9一調整手輪 10支承包裝機械技術交流QQ群:22764004 六、繪制包裝機的工作循環(huán)圖 包裝機包裝物料時,由于包裝工序多,使包裝機的執(zhí)行機構數量多、動作復雜,為了很好的完成包裝工作,各執(zhí)行件既要按一定規(guī)律運動,又要求各動作互相協(xié)調、配合、這些要求是通過擬定工作循環(huán)圖來完成的。 1.工作循環(huán)圖是表示包裝機在一個工作循環(huán)周期內,它的各個執(zhí)行構件的運動規(guī)律和工作順序(或稱運動配合)的圖表。 工作循環(huán)圖的表示方法有兩種： 圓環(huán)型：它是以包裝機的主分配軸轉一周為一個工作循環(huán)周期,將各個執(zhí)行

31、執(zhí)構的運動時間轉換成為與主分配軸轉角的關系,再用圓形表達出來。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 直線型：它是以一條水平線段為一個工作循環(huán)周期,再按包裝程序將各個執(zhí)行機構在此循環(huán)周期內的工作狀況分別用線段表示出來。當機構在某段時間內做連續(xù)勻速轉動、振動或靜止時,是用水平線段表示；當機構在某段時間內是運動的時候,是用斜直線表示的。在機械傳動的包裝機中,由于主分配軸往往做連續(xù)回轉運動,主分配軸傳一周為一個工作循環(huán)周期,所以應將各執(zhí)行機構運動與主分配軸轉角的關系表達清楚,如圖9.12所示。 必須注意,工作循環(huán)圖只能表示在一個工作循環(huán)周期內,各執(zhí)行機構的運動和停留的順序及時間,并不能表示各執(zhí)行

32、機構的運動速度和變化規(guī)律。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 2.繪制包裝機工作循環(huán)圖的步驟 (1)擬定各執(zhí)行機構的運動規(guī)律 根據包裝工藝所要求的工藝時間、包裝材料、包裝時間、包裝執(zhí)行件等允許的運動速度和加速度,擬定各執(zhí)行件的工作時間、回程時間和停留時間,也可同時確定速度變化規(guī)律。 (2)擬定各執(zhí)行機構的包裝動作配合關系,對于機械傳動的包裝機,要將各執(zhí)行機構運動規(guī)律轉化為與包裝機的主分配軸的轉角關系。 (3)繪制包裝機工作循環(huán)圖 繪制包裝機工作循環(huán)圖時,要以主要執(zhí)行機構(往往是主分配軸)為基礎,按包裝程序將各執(zhí)行機構的運動規(guī)律表示出來。 (4)將各控制元件的訊號發(fā)出時間和工作狀態(tài)在循環(huán)

33、圖上表達出來。 (5)檢查和修改工作循環(huán)圖。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 檢查工作循環(huán)圖正確性的標準： a.必須保證各執(zhí)行構件工作時,不發(fā)生時間上和空間上的干涉,它們的工作要密切配合,保證包裝順利完成。 b.避免由于某個執(zhí)行機構的工作速度影響整臺包裝機的生產率的提高,因此,應盡量使各執(zhí)行機構的運動速度和加速度同時達到許用值。 c.要盡可能增加各執(zhí)行構件運動的同步化。執(zhí)行機構工作時間重疊越多,工作循環(huán)周期愈短,包裝機的生產率就愈高。 在技術設計完成后,要根據設計的實際情況補充和修改原擬定的工作循環(huán)圖,得到包裝機實際的工作循環(huán)圖。因為在技術設計中,往往由于包裝機總體布局、各部件結構和

34、材料等原因,使有的工作機構所實現的運動規(guī)律和原擬定的方案不完全相同,所以必須依據執(zhí)行機構的實際運動修改原擬定的工作循環(huán)草圖,并繪制出實際的工作循環(huán)圖。如圖9.12所示 包裝機械技術交流QQ群:22764004 圖9.12是扭結式糖果裹包機的工作循環(huán)圖。圖中實線部分是原繪制的工作循環(huán)草圖,虛線部分是在完成整臺機的技術設計后修改和補充的部分。在原方案中,出糖工位的糖鉗是在 l20150期間完成張開動作的。在完成技術設計后,發(fā)現所選用的開閉鉗機構使糖鉗在235270期間內張開,使打糖桿在糖鉗沒有張開時強行將糖輸出。由此,必須修改原先的總體方案,修改的方法很多,本修改方案選用辦法是將打糖桿與推糖桿用同

35、一曲柄機構驅動,使打糖桿的出糖動作延遲,等到輸出工位的糖鉗張開后再進行打糖。如圖9.12中點劃線所示部分。 圖9.12 扭結式糖果裹包機工作循環(huán)圖 3.包裝機工作循環(huán)圖的用途 工作循環(huán)圖在包裝機的設計、裝配和調試工作中都起著極其重要的作用。 (1)保證包裝機具有較高的包裝質量 通過繪制包裝機的工作循環(huán)圖,確定了各執(zhí)行機構的運動配合,從而保證了包裝機包裝的質量。 (2)為提高包裝機的生產率提供了可靠的依據 從工作循環(huán)圖上所表示的各機構的運動規(guī)律,可以分析各機構運動同步化的情況,找出實現同步化的措施；還可以從圖中找出工作時間最長的機構,在可能的條件下,將這個機構所完成的包裝工序分散,縮短工作時間,

36、這樣可提高包裝機的生產率。 (3)為設計機構提供了依據。 (4)是裝配和調試包裝機的依據 4.繪制旋轉型灌裝機工作循環(huán)圖圖9.13所示是一種以量杯作為計量器的旋轉式真空 灌裝機簡圖。 圖9.13 旋轉式真空灌裝機簡圖1-底座 2-傳齒輪 3-主軸承座 4-下凸輪 5-主分配轉盤 6-瓶于升降機構 7-面扳 8-玻璃瓶 9-量杯 10-灌裝頭11-上托扳 12-真空管 13-抽料管 14-拉臂 15-上凸輪 16-真空表17-控制箱 18-汽液分離器 19-進料閥門 20-液位控制箱 21-外套箱 22-料箱 23-真空分配器24-真空管 25-進料管包裝機械技術交流QQ群:22764004 1

37、.旋轉型灌裝機工作過程 旋轉式灌裝機平均分布著16個灌裝頭、瓶子升降機構和量杯?？掌渴怯奢斔吐膸Ш托切螕茌喫偷叫D盤的升瓶機構6上,經過旋轉一定的角度,空瓶被下凸輪頂人灌裝頭內,瓶內被抽成真空時量杯已提升到液面以上,量杯內的料液被抽人瓶內?？掌渴前错槙r針方向旋轉,空瓶一進人升降機構上轉盤已轉22,這時量杯已低于液面進入進料階段,量杯9通過上凸輪開始從料液中逐漸提升。當轉至35時,空瓶自下凸輪4的斜坡開始上升。當轉至68時,量杯已升至液面之上,此時空瓶繼續(xù)上升,當轉至80時,空瓶被頂人灌裝頭,瞬時內,空瓶被抽成真空、量杯內的液料即被吸人瓶內,經轉至229244范圍內灌裝完畢,在244289范圍內

38、為穩(wěn)定階段,主要為了防止真空漏失,或者真空減弱時,管子漏料(指的是料管內的點滴附壁料液)而留的安全余地,如果灌裝一完畢瓶口馬上離開,灌裝頭的料管內的附壁點滴液料會漏下來。轉至289時料瓶開始由下凸輪斜坡下降,當轉到298時量杯也由上凸輪斜坡開始下降,轉至325時料瓶進人退瓶水平方位,轉至328時量杯已下降到料箱液面之下開始進料階段,當 轉至337時已灌裝完畢的瓶子由星形撥輪撥離旋轉盤進人輸送帶。 包裝機械技術交流QQ群:22764004 3.擬定執(zhí)行機構的運動規(guī)律和動作配合 (1)進瓶和升瓶機構 空瓶由撥輪到主分配盤上,此時主分配盤已轉動22。 當分配盤轉至35時,空瓶在升瓶機構帶動下開始上升

39、,當主分配盤轉至80時,瓶口已同灌裝咀緊密接觸,瓶子不再上升。 (2)計量杯 當主分配轉盤轉至22時，已裝滿液料的量杯從料箱的液面下開始上升，當轉盤轉至68時,量杯已升至液面之上；當轉盤轉至298時,杯開始下降,直到轉盤轉至328時,量杯已完全進入料箱液面之下,開始為下一個工作循環(huán)作進液工作。 (3)灌裝機構 當主分配轉盤至80時,瓶口與灌裝咀緊密按觸,瓶內空氣瞬間抽出,打開灌裝閥,量杯內液料流人瓶內,當轉盤轉至224時灌裝完畢,在244289期間為穩(wěn)定階段,目的是防止瓶內的附壁液料和真空管內液料漏失。 (4)降瓶機構和出瓶機構當主分配盤轉至289時,液瓶由降瓶機構帶動開始下降,轉盤轉至 32

40、5時液瓶進入水平退位的撥瓶輪,當轉盤轉至337時,液瓶由撥瓶輪送人輸出系統(tǒng)。 (5)主傳送系統(tǒng) 主分配盤是主傳送機構,轉盤轉動一周為一個包裝工作循環(huán)周期,它以生產率所要求的轉速作連續(xù)回轉運動。 4.用方框圖形式表示主要執(zhí)行機構的運動規(guī)律和配合關系如圖9.14所示。 圖9.14 旋轉型液體灌裝機動作配合方框圖 5.繪制工作循環(huán)圖 在方框圖9.14的基礎上繪制旋轉型灌裝機的工作循環(huán)圖,如圖9.15所示。 七、擬定主要技術參數 1.根據已擬定的包裝機的生產率,確定包裝物料和包裝材料的供送速度。 2.根據包裝工藝和使用范圍,擬定有關的工藝參數。如制袋-充填-封口機中的熱封溫度、時間和壓力；清洗機和殺菌

41、機所需溫度。等壓灌裝機中的壓力。 3.確定包裝機的功率 電動機的功率是設計傳動件的結構和尺寸的依據,常用的選擇方法有： 圖9.15 旋轉型真空灌裝機工作循環(huán)圖 (1)類比法 調查現有同類型包裝機的功率,在大量統(tǒng)計資料的基礎上,確定包 裝機所需的功率。 (2)計算法 包裝機的動力機輸出功率可用等值功率法計算：式中：m執(zhí)行構件數目； i包裝機某執(zhí)行機構,一般是工作負載最大的機構； i=1,2,3m; Ni第 i個機構所需的功率； 動力機與第 i個機構間的傳動總效率； K負載特性影響系數,取 K=11.2。 K值可根據包裝機執(zhí)行機構負載情況選取,當載荷穩(wěn)定時,取 K=1;若負載變化大時,K=1.2。 mi di iNkN 11 di包裝機械技術交流QQ群:22764004 (3）實測法： 實測同類型包裝機或試制樣機上動力機的輸入功率,再根據實測結果算出傳動效率和轉速,計算出輸出功率,并將計算的輸出功率加以適當的修正,確定為包裝機的功率。 包裝機械技術交流QQ群:22764004