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1、摘 要 圖書的需求迅速增加,特別是在春、秋兩季入學(xué),將迎來高峰.同時,"用工荒"問題日益嚴重,傳統(tǒng)的手工包裝方法很難滿足要求.為了適應(yīng)這一形勢,本文開發(fā)了一個圖書自動包裝機,提高圖書的包裝效率,減少了操作人員的勞動強度. 本文首先討論了打包機的國內(nèi)外現(xiàn)狀,然后根據(jù)書籍打包機的設(shè)計要求,進行對本包裝機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,詳細介紹了機器的一部分的設(shè)計機制,該機制原理圖給出關(guān)鍵部分的功能,原理圖描述.本書對包裝機械機構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計,進行了改善和優(yōu)化結(jié)構(gòu). 關(guān)鍵詞：圖書,書本打包機,機械結(jié)構(gòu),機構(gòu)原理 5 / 9 Abstract Books demand increased rapid

2、ly, especially in the spring and autumn season two entrance, will usher in the peak. At the same time, "labor shortage" problem is more and more serious, the traditional manual packing methods are difficult to meet the requirements of. In order to adapt to this situation, this paper developed an aut

3、omatic book packing machine, to improve the efficiency of book packaging, reduce the labor intensity of the operator. This paper first discusses the status quo of machine at home and abroad books packed, then according to the requirement of design books balers, carries on the design to the book pac

4、king machine mechanical structure, introduces in detail the mechanism of part design of the machine, the key part of the mechanism principle diagram is given, the schematic diagram of the function were described. The design of the book packing machine mechanism and control system, the structure of t

5、he improvement and optimization. Key Words:Books, books balers, mechanical structure, mechanism 目 錄 摘要I AbstractII 目錄III 第1章緒論1 1.1引言1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展1 國外研究現(xiàn)狀1 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀3 1.3 本文研究內(nèi)容4 第2章書本打包機總體設(shè)計5 2.1主要技術(shù)要求5 2.2書本打包機總體工藝設(shè)計5 2.3機械結(jié)構(gòu)功能分解與分析6 2.4 本章小結(jié)7 第3章本章標(biāo)題8 3.1機構(gòu)功能要求8 3.2運動機構(gòu)的

6、選擇9 3.3槽型凸輪設(shè)計10 3.4齒輪齒條設(shè)計12 幾何尺寸計算12 重合度校核13 齒輪強度校核13 3.5軸的設(shè)計13 確定最小軸徑14 軸的校核14 3.5連桿的設(shè)計15 第4章打包機其他機構(gòu)設(shè)計16 4.1送紙機構(gòu)設(shè)計16 傳動原理分析16 摩擦計算18 紙張檢測原理分析19 4.2包角機構(gòu)設(shè)計20 裹紙20 折上頁20 折下頁21 折前角與上下邊22 4.3捆扎機原理22 送帶23 抽23 切燙23 4.4輔助設(shè)備24 結(jié)論25 參考文獻26 致謝27 第1章 緒論 1.1引言 進入21世紀,基于計算機與電子的自動化

7、技術(shù)快速發(fā)展,人們對傳統(tǒng)設(shè)備的自動化性能改進提出了新的要求.隨著生活水平的提高,人們也越來越注重精神生活的追求與子女的教育水平,因此書籍等印刷品的數(shù)量迅速增長,2010年年以來,我國圖書出版業(yè)的年產(chǎn)值已經(jīng)突破萬億元大關(guān).出版業(yè)的發(fā)展,帶動了印刷機械、包裝機械等設(shè)備的需求. 書籍的印刷具有季節(jié)性,多集中于學(xué)校的開學(xué)前的階段,這就要求,書籍印刷企業(yè)必須具備較強的生產(chǎn)能力.為保證書籍在轉(zhuǎn)運過程不被損壞,業(yè)內(nèi)普遍的做法是將一定規(guī)格的書籍進行打包.書籍的包裝是制約書籍生產(chǎn)的一大問題,目前,國內(nèi)的多數(shù)印制廠多采用人工包裝的方式,包裝質(zhì)量差,包裝效率低,隨著用工成本的增加,部分企業(yè)還容易出現(xiàn)"用工荒"問題

8、,從而無法滿足生產(chǎn)需求.一些有實力的印刷企業(yè)從國外引進了部分全自動包裝設(shè)備,但是使用和維護成本較高,間接地提高了企業(yè)的成本.因此行業(yè)內(nèi)迫切需要研發(fā)性價比較高的自動打包設(shè)備. 書本打包設(shè)備是一種典型的機電一體化產(chǎn)品,集書摞自動搬運、輸送、書摞包裝紙 自動折紙、書摞自動裹包和自動捆扎等多種功能于一體[1].自動書本打包機的研制具有重要的理論意義和極強的現(xiàn)實意義,不但可以促進包裝工業(yè)自動化和現(xiàn)代化的發(fā)展,還可以提高印刷企業(yè)的包裝效率和包裝質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本[2]. 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展 國外研究現(xiàn)狀 圖1.1 美國Barry-wehmillre包裝機械 國外對包裝設(shè)備的研究較早

9、,技術(shù)已經(jīng)較為成熟,一些公司已經(jīng)擁有比較完備的產(chǎn)品系列,并積極來發(fā)新品.美國的包裝機械產(chǎn)業(yè)歷史比較悠久,產(chǎn)品種類和數(shù)量居全球之首,其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民生產(chǎn)總值的3%[3].比較知名的公司,如Lantech Inc、ITW、ANGELUS、Barry-wehmillre、Beinis、SA-SIBSPA等公司都具有較強的市場競爭力,其設(shè)備特點是高精尖,與計算機技術(shù)精密結(jié)合,但是一般成本較高,價格昂貴.如圖1-1所示,是Barry-wehmillre公司的包裝機械,該設(shè)備具有自動化程度高,工作速度快等特點,但因結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,各執(zhí)行機構(gòu)在協(xié)調(diào)配合時,經(jīng)常會出現(xiàn)包裝紙張褶皺問題. 德國是世界最大的

10、包裝機械出口國,包裝機械在制造工藝和技術(shù)性能等方面都比較先進,其特點是具備成套、高速、自動化程度高,可靠性好.比較知名的公司有SETIZ、MSK等[4],如圖1-2所示,是德國的MSK書本打包機,該設(shè)備每個動作都相互比較獨立,動作協(xié)調(diào)性得到了很好的提升,可以同時打包多摞書本,工作效率較高,但是其占地面積較大,對車間要求較高. 圖 1.2 德國MSK書本打包機 圖1.3 日本富士油壓精機書本打包機 日本是包裝機械的后起之秀,其設(shè)備的主要特點是穩(wěn)定性好、自動化程度較高、操作簡便.比較知名的公司有古川株式會社、富士油壓精機株式會社等,如圖1-3所示,是日本富士油壓精機會社生產(chǎn)的A

11、P-78V打包機,該打包機其打包速度可達每分鐘8包,最大包裝質(zhì)量20噸,設(shè)備自動約900KG.但是該設(shè)備使用了空氣壓縮機,噪音較大. 此外,意大利、韓國等國家的包裝產(chǎn)業(yè)也具有一定實力.總起來看,國外對包裝設(shè)備的研究多集中在機電一體化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)效率提高與提高設(shè)備可靠性等方面,其表現(xiàn)出來的主要發(fā)展趨勢有：〔1〕成套設(shè)備供應(yīng)能力增強；〔2〕產(chǎn)品適應(yīng)性好,具有好的柔性和靈活性；〔3〕普遍采用仿真設(shè)計技術(shù)；〔4〕包裝工藝流程的自動化與智能化程度越來越高. 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國的打包機從20世紀80年代中期開始發(fā)展,最初在書籍、報刊發(fā)行部門獲得推廣,近年來發(fā)展異常迅速,已成為十大機械行業(yè)之一

12、,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于輕工、食品、外貿(mào)、印刷、化工、紡織等行業(yè).2011年,全國包裝機械數(shù)量已達110.8萬臺〔套〕,產(chǎn)值為443億元,據(jù)中國機械工業(yè)聯(lián)合會公布的數(shù)據(jù),在十二五期間,國內(nèi)包裝機械平均增速可達16%,總產(chǎn)值有望突破6000億元,目前,國內(nèi)較為知名的企業(yè)有紫宏、新邵、飛達等. 但是,我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小,技術(shù)裝備不很完善,管理水平比較低,自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力較弱,產(chǎn)品品種單一[5].主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差,產(chǎn)品造型落后,外觀粗糙,基礎(chǔ)件和配套件壽命低；產(chǎn)品的技術(shù)含量、附加值較低；新產(chǎn)品開發(fā)周期長,不能與時響應(yīng)市場的需求,與時提供市場、用戶所急需的產(chǎn)品

13、.石家莊內(nèi)燃機配件廠開發(fā)出一款SBD-J型平裝書籍打包機[6],能實現(xiàn)紙張的自動識別,具有過載保護功能,包裝速度可達8包/min,其工作流程如圖1-5所示.##紫宏機械開發(fā)出SK20書本打包機[7],打包速度可達20包/min,可對四種規(guī)格書籍進行包裝,如圖1-6所示.但是上述兩種產(chǎn)品經(jīng)常發(fā)生諸如卡紙、工序流傳不暢等問故障,降低了工作效率,還容易產(chǎn)生噪音,不能從真正意義上解決書籍印刷企業(yè)的自動包裝問題,因此沒能得到較好的推廣. 圖1.4 石家莊內(nèi)燃機配件廠打包工作機示意圖 圖1.5 SK20書刊打包機 包裝行業(yè)的發(fā)展取決于包裝機械的發(fā)展,相對于國外產(chǎn)品,我國的包裝機械還有一定

14、的差距,具體表現(xiàn)在：〔1〕包裝外觀質(zhì)量得不到保證,捆扎力度控制不好；〔2〕諸如搬運、打捆等工序可能會需要人工介入,不能實現(xiàn)完全自動化；〔3〕新材料、新工藝推廣較少,產(chǎn)品更新速度慢,且可靠性較差；〔4〕單機設(shè)備多,流水線設(shè)備少,智能化控制程度還較低.縱觀包裝機械的發(fā)展歷史,我國的包裝機械產(chǎn)業(yè)要比發(fā)達國家落后將近20年,要想快步追趕,應(yīng)該從虛擬樣機設(shè)計、機構(gòu)功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化等方面入手,實現(xiàn)包裝機械專而精的發(fā)展. 1.3本文研究內(nèi)容 本文的主要研究內(nèi)容是分析目前國內(nèi)的包裝機械發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上結(jié)合給定的設(shè)計參數(shù)要求,設(shè)計一款新型的包書設(shè)備,并分別就該設(shè)備的推書機構(gòu)、取裹紙

15、機構(gòu)與包角機構(gòu)進行必要的計算與機構(gòu)分析,最后繪制出相關(guān)部件的二維圖.論文涉與的主要內(nèi)容如圖1-5所示. 圖1.5 論文主要研究內(nèi)容 第2章 書本打包機總體設(shè)計 在進行打包機設(shè)計之前,首先要明確技術(shù)要求,然后依據(jù)要求,構(gòu)思工序路線,繪制工藝流程圖.最后將各工藝進行功能分解,得到各分步驟的功能要求后,就可以進行詳細設(shè)計. 2.1主要技術(shù)要求 主要技術(shù)要求： 1. 包裝規(guī)格：16開,32開紙 2. 包裝高度：50cm左右 3. 包裝重量：20kg 4. 包裝速度：10包/分鐘左右 5. 具有自動壓書功能,高度可調(diào)節(jié)； 6. 送紙動作順暢,折角包裝棱角分明； 7. 可自動

16、對書摞進行捆扎； 8. 適用電源：220V,50HZ交流電,工作溫度：0~40℃. 2.2書本打包機總體工藝設(shè)計 根據(jù)2.1中確定的技術(shù)性能要求,確定打包機具有推書、裹書、折角與捆扎等幾大步驟,其中有些工序還需要進一步細化.比如推書,一摞書傳送過來時有可能是整齊的,也有可能是參差不齊的,因此需要推書機構(gòu)具有縱向和橫向兩種推書功能.再如包裝紙在裹包前需要將紙張送于書摞旁,因此還需要紙張分離機構(gòu).到折角工序,還需要考慮前后左右?guī)讉€方位全部能折好,而且為提高機構(gòu)的可靠性,結(jié)構(gòu)還要盡可能簡化. 根據(jù)上述分析,將書本打包機的工作流程暫定為如圖2-1所示：推書——送紙——裹紙——折上邊——折下邊與

17、后角——折上下角與前角——捆扎.推書機構(gòu)采用側(cè)向送書,正向推書的機構(gòu),使推書機構(gòu)盡可能簡化.而捆扎則可以借用市場上成熟的捆扎機,比如SD-101型自動捆扎機,減小設(shè)計的難度. 圖 2-1 書本打包機的工藝原理圖 2.3機械結(jié)構(gòu)功能分解與分析 通過工作流程分析,可以確定需要設(shè)計的主要部件有：推書機構(gòu)、送裹紙機構(gòu)、折角機構(gòu)三大部分.推書機構(gòu)計劃采用曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn),折角機構(gòu)計劃采用上下與左右折板實現(xiàn),送裹紙機構(gòu)計劃采用凸輪實現(xiàn)搓紙,并通過一對輥輪的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)分紙功能,其主要結(jié)構(gòu)如圖2-2所示. 1—書本；2—推書機構(gòu)；3、下折板；4、左右折板； 5、捆扎機；6、送紙機構(gòu)；7、上折板 圖2-2 書本打包機總體結(jié)構(gòu) 需要完整圖紙與論文,請聯(lián)系545675353,另接定做畢業(yè)設(shè)計