咖啡粉枕式包裝機總體設計及計量裝置設計,咖啡,粉枕式包,裝機,總體,整體,設計,計量,裝置 目　錄 1．前言 1 2．咖啡粉枕式包裝機總體設計 3 2.1動力設計 4 2.1.1電動機的選擇 4 2.1.2計算傳動裝置運動和動力參數 4 2.1.3傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比的計算 5 3傳動裝置設計 7 3.1V帶設計 7 3.2蝸輪蝸桿設計 8 3.3同步帶傳動設計 14 3.4齒輪的設計 16 3.5料盤軸的結構設計和校核 19 4.計量裝置設計 22 4.1料盤裝置設計 22 4.2量杯尺寸確定 22 4.3料盤結構尺寸確定 23 4.4聯(lián)接盤設計 24 4.5料盤罩設計 24 5．結論 25 參考文獻 26 致 謝 27 附 錄 28 1．前言 食品包裝是指為在流通過程中保護食品，方便儲運，促進銷售，按一定技術方法而采用容器、材料及輔助物等的總體名稱，也為達到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術方法的操作活動。食品包裝是生產的繼續(xù)，是實現(xiàn)食品價值和使用價值并增加價值的一種手段，它對食品生產有著重大意義。食品包裝是食品生產的最后一道工序，是商品的組成部分；它是食品進入流通領域的必要條件；它有利于食品的衛(wèi)生；它能減少食品損耗，降低生產成本。食品包裝應主要考慮：食品的性質和特點；食品的生產、流通與消費的社會性；合適的包裝材料與包裝機械。隨著食品生產與商品流通的發(fā)展，食品包裝的形式日益繁多，按照食品包裝在商品流通中的作用進行分類，它分為銷售包裝與運輸包裝兩類。銷售包裝（包括內包裝和中包裝）的主要目的是促進商品的銷售，它除具有保護食品，方便流通基本功能外，還具有美化食品、宣傳食品，促進銷售的功能。銷售包裝一般與充填、包封、灌裝、封口及貼標簽等機械聯(lián)系在一起[1]。 食品包裝技術的應用及其創(chuàng)新，極大地推動著包裝機械的發(fā)展。應用與現(xiàn)代食品工業(yè)的自動化包裝大多數以生產線的形式出現(xiàn)，集機、電、氣、液控制于一體，成套性強、可靠性高。并且，以模塊化組合的形式出現(xiàn)，具備系列化、標準化、通用化的特點。此外，越來越多采用的微機控制、模擬控制等高新技術，使包裝機械躍上一個新臺階。 咖啡粉枕式包裝機是實現(xiàn)咖啡粉銷售包裝的主要機械工具。包裝機械工具的使用不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產的發(fā)展方向，同時也是提高經濟效益的重要途徑。1）包裝機的使用大大提高了產品的數量和質量，提高了產品的競爭能力。2）包裝機械不僅可以大大改善操作條件，而且能最大限度的避免操作人員同食品直接接觸是可能產生的污染，從而保證食品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。采用機械化包裝就可以把人們從復雜、笨重的手工勞動中解放出來，減輕了體力勞動的強度，增進了工人的健康。3）機械包裝的生產能力一般比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，不僅提高了勞動生產率，而且能更好的適應市場的實際需要，加速產品的更新?lián)Q代。4）咖啡粉在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、飛濺現(xiàn)象，采用機械包裝則會大大地減少損失，節(jié)約原料，有利于提高經濟效益。 隨著市場經濟的發(fā)展，包裝工業(yè)在國民經濟中所占的比重和作用也越來越大。我國成功加入WTO后，全球經濟貿易一體化進程的發(fā)展促使商品流通領域的競爭更加激烈，人們在追求商品內在質量的同時，對商品包裝的要求也越來越高。20世紀80年代后，我國的包裝機械的生產和設計取得了巨大的發(fā)展，大量填補國內空白的包裝機械問世，品種規(guī)格不斷增加，同時出現(xiàn)了很多包裝機械的生產企業(yè)，許多研究機構著手研究包裝機械，高等院校也紛紛設立了包裝工程專業(yè)，從而形成了一個獨立的的包裝機械行業(yè)。進入21世紀，包裝機械除繼續(xù)增加新品種外，在產品的技術水平、內在質量和性能等方面都有了很大進步，這一切都與包裝機械的設計有著密切的聯(lián)系[2]。 本課題設計的內容是設計咖啡粉枕式包裝機。課題來源于鹽城市盛和輕工機械廠。本課題有兩個人共同參與，本人設計的內容為咖啡粉枕式包裝機，具體任務是進行總體設計、計量裝置設計及橫封切斷裝置設計。需要解決的問題主要有:根據包裝袋的形狀、尺寸、袋內咖啡粉的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設計;不等速機構、無級變速機構的設計及位置布置。 本課題設計思路：分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案。包裝過程：片狀包裝紙由卷筒引出，經光電檢測器再由成形器成形和牽引輥，縱封輥制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出，經輸送帶送到橫封頭橫封并切斷排出成品。傳動部分是：主電機將運動傳入橫封傳動軸，再經不等速機構帶動橫封頭傳動，不等速機構是用來調整橫封頭的封切瞬時速度，使之與包裝袋移動速度同步的。調節(jié)無級變速差動機構可以得到所需袋長。 工藝方案確定后，根據封袋的大小及咖啡粉的多少來確定各個部分的尺寸，保證各個部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機總體結構的緊湊，本裝置用容積計量裝置對粉式裝料咖啡進行計量。為保證封袋兩側大小相等，故在機構中有成形器和牽引棍。為保證包裝紙的運動速度與橫封速度的同步，故用光電傳感器對其進行檢測并用超越電機動作使之運動或制動停止達到對速度誤差進行補償的目的。為了避免包裝過程中得到的袋長誤差，故有調節(jié)無級變速差動機構可以對得到的袋長加以調整。 本課題需要解決的問題主要有:根據包裝袋的形狀、尺寸、袋內咖啡的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設計;不等速機構、無級變速機構的設計及位置布置;差動機構的設計;誤差補償機構對各個部分誤差進行補償。 咖啡粉是粉狀食品，包裝速度為30袋/min，包裝膜為PP卷、最大寬度50mm、長度50m?？Х确郯b機由計量充填裝置、封口裝置、牽引裝置、動力機構組成。各個裝置之間通過一定的傳動關系聯(lián)系在一起，協(xié)調的工作。本設計的重點是在完成包裝機總體設計的基礎上完成計量裝置的具體設計和橫封切斷機構的三圍結構設計。本包裝機為粉類食品專用，其料盤上的主要零件均為自行設計加工。設計時盡量使用標準件和通用件，非標準件設計尺寸是取整，以便縮短設計周期，降低加工難度，提高經濟效益。所設計的包裝機為企業(yè)的生產提供參考。 本課題的設計意義及價值：所設計的設備應能滿足咖啡粉包裝要求，保證包裝膜對正，便于調整，結構簡單、運轉平穩(wěn)，工作可靠，便于維修。 2．咖啡粉枕式包裝機總體設計 咖啡粉枕式包裝機的包裝原理： 咖啡粉枕式包裝機整體是由幾個機構組成，主要有：料盤裝置，橫封裝置，豎封裝置，走袋裝置，料卷裝置，電機等通過一定的傳動關系組成。塑料薄膜卷在料卷裝置上通過成型器成型形成卷筒狀然后通過豎封裝置熱封，再通過牽引機構向前走袋，在走袋的過程中料盤裝置把計量好的咖啡粉通過料斗注入豎封好的袋中，最后通過橫封機構橫封切斷，包裝完成。根據包裝機的要求，在包裝過程中要確保各個裝置之間運動協(xié)調。 圖2.1包裝機總體結構圖 傳動方案要滿足工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、傳動效率、使用維護便利、工藝和經濟性好等要求。 經過分析與比較,決定采用如下運動方式：電動機帶動V帶輪轉動,經過蝸桿蝸輪減速帶動凸輪軸轉動，然后一部分動力通過用同步帶軸，同步帶軸通過一對齒輪把動力傳給料盤軸。用蝸桿蝸輪減速是因為它的傳動比大可以一次將轉速降到需要的大小，使結構簡單；用一根軸同時帶動橫封機構、豎封機構、走帶機構既能使結構簡單又能保證三者之間同時協(xié)調的工作；用同步帶傳動既能保證準確的傳動比又能實現(xiàn)較大中心距的傳動。整個機構結構緊湊，傳動平穩(wěn)，沖擊小。 2.1動力設計 2.1.1電動機的選擇 電動機的容量（功率）選得是否合適，對電動機的工作和經濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或電動機因長期過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且因經常不在滿載下運動，其效率和功率因數都較低，造成浪費。 A. 料盤轉速的計算： （2-1） -- 料盤的轉動線速度 擬定 0.25 m/s -- 料盤直徑 擬定 294 mm 由公式4-1得： =7.5 r/min B. 傳動效率的計算： 由于傳動裝置較為復雜，取保險效率 ===0.68 C. 式中 ,,，， 確定電機的輸出功率 P： 由于料盤的轉速很慢P < 0.5kw 查表16-1-28[8]，根據其中Y系列電動機技術數據選擇電動機的型號為Y802-4，額定功率0.75Kw，滿載轉速為1390r/min，安裝類型為B5型。 2.1.2計算傳動裝置運動和動力參數 I軸 n1 = (2-2) n1 = P1 = Po·η帶 (2-3) P1= 0.75×0.95×0.99 = 0.705kw