量杯充填型臥式包裝機設(shè)計含5張CAD圖,量杯,充填,臥式,裝機,設(shè)計,cad I摘 要本課題專門針對量杯充填形臥式包裝機的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。該包裝機計量最大范圍 100ml，包裝速度 50-70袋/min，采用三邊封。此類包裝機的計量裝置主要采用可調(diào)容量式充填量杯，量杯由上下兩部分構(gòu)成。在進行容積微調(diào)時，可以有兩種方式實現(xiàn)：首先一種方法需要人工來操作，通過改變結(jié)構(gòu)上的上量杯與下量杯的位置，使另一種調(diào)整也開始進行，并脫離人工操作。達到自動操作。封口和充填采用直移型袋成型-充填-封口機構(gòu)設(shè)計以及采用間歇式牽拉機構(gòu)對薄膜進行牽引。在以此為前提的情況，為了使設(shè)計的包裝機達到我們現(xiàn)代化的要求，例如使結(jié)構(gòu)變得簡單，容易操作，簡顯易懂，為了節(jié)省經(jīng)濟的浪費，讓經(jīng)濟性更加可觀。因此使用熱板加壓封合在橫、縱封的時候，在切斷的部分選用熱刀熔斷。三角板成型器主要由等腰銳角三角形平板、導輥和固定支板聯(lián)接而成。由于它可以當制袋規(guī)格有較大變化時有良好的適應(yīng)性，因此在各種機型上被廣泛使用。我們通過三角板成型器這種特殊的成型器，實現(xiàn)將薄膜折疊成型，因為本次操作的容量包裝速度是可變的，所以也采用了無極調(diào)速裝置，無極調(diào)速裝置通過內(nèi)部的旋鈕的順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)帶動了可錐盤進行上下移動，這樣就完成了我們本次設(shè)計的技術(shù)要求，實現(xiàn)完整的無極調(diào)速過程。本次畢業(yè)設(shè)計我們選取的無極調(diào)速裝置，是一種結(jié)構(gòu)簡單的裝置，它的傳動性能很穩(wěn)定，而且聲音很小，不會影響工人們的工作效率，防止噪音污染，并且憑借了簡單的操作，和很高的工作力，使其在包裝機械的應(yīng)用中廣受好評，應(yīng)用廣泛。使用這樣的量杯填充型臥式包裝機，不但能夠增加生產(chǎn)產(chǎn)量、減少勞動強度、保護了環(huán)境，節(jié)省了材料，還有利于保證被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生、提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，甚至可以減少包裝場地面積，節(jié)約基建投資，贏得更多的利潤。關(guān)鍵詞: 包裝機 結(jié)構(gòu)設(shè)計 計量IIAbstractThis paper designs the structure of the measuring cup filling type horizontal packing machine. The packaging machine measures the maximum range of 100ml, packaging speed of 50-70 bags /min, using three-side sealing. The measuring device of this kind of packing machine mainly adopts adjustable capacity filling measuring cup, which consists of upper and lower parts. When the volume is fine-tuned, it can be realized in two ways: firstly, one method requires manual operation. By changing the position of the upper and lower measuring cups on the structure, another adjustment can also be started and get out of manual operation. Achieve automatic operation. The design of direct moving bag forming, filling and sealing mechanism and intermittent pulling mechanism are adopted for film traction. On this premise, in order to make the packaging machine designed to meet our modern requirements, for example, make the structure simple, easy to operate, simple and easy to understand, in order to save economic waste, make the economy more considerable. Therefore, the use of hot plate pressure seal in the horizontal and vertical seal, in the cut part of the choice of hot knife fuse. Triangle shaper is mainly composed of isosceles triangle plate, guide roller and fixed support plate. It is widely used in all kinds of models because of its good adaptability when the bag-making specifications change greatly. We by triangle forming the special forming, folding implementation will film forming, because the operating capacity of the packing speed is variable, so also infinitely adjustable-speed device is adopted, infinitely adjustable-speed device through internal knob clockwise and counterclockwise drive can be moved up and down zahn, this completes our technical requirements on the design and realize the full promise speed regulating process. The graduation design we choose the infinitely adjustable-speed device, is a simple device structure, its transmission performance is stable, and sound is very small, will not affect the workers work efficiency, to prevent noise pollution, and with the simple operation, and high work force, the acclaimed in the application of packaging machinery, widely used. Use of such a measuring cup filling type horizontal packaging machine, not only can increase production, reduce the labor intensity, the protection of the environment, and save the materials, and to guarantee the health of packaged products, improve product IIIquality, extend the shelf life of products, even can reduce packaging area, save infrastructure investment, and win more profits.Key words: packaging machine structure design measurement IV目 錄摘 要 IAbstractII1 緒 論 1前言 11.1 包裝機械概述 21.1.1包裝機械的定義 21.1.2 包裝機械的分類 21.1.3 包裝機械的特點 41.2 袋成型—充填— 封口機簡介 52 包裝機總體方案設(shè)計 62.1包裝機的功能要求 62.2工藝分析 62.2.1包裝程序 62.2.2工藝路線 62.3確定主要執(zhí)行構(gòu)件 62.3.1包裝材料供送系統(tǒng) 62.3.2物料充填系統(tǒng) 72.3.3包裝方式與封口方法 92.3.4開袋吸嘴裝置 .112.3.5無極調(diào)速裝置 .122.3.6確定主軸轉(zhuǎn)速 .132.3.7選擇電動機 .132.4設(shè)計主傳動路線 .132.5設(shè)計總體布局 .143 主要機構(gòu)設(shè)計與計算 163.1成型器的設(shè)計與計算 .163.2蝸輪減速器的設(shè)計 (按主軸轉(zhuǎn)速 50 r/min設(shè)計) .173.3主軸設(shè)計及軸承與鍵的選擇 .20V3.3.1按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 .213.3.1軸承的選擇和壽命計算 .243.4 直齒圓柱齒輪設(shè)計 .253.5直齒錐齒輪設(shè)計 .273.6 V帶設(shè)計 .293.7 同步帶設(shè)計 .303.8 橫、縱封尺寸計算 .324 結(jié) 論 33致 謝 .34參考文獻 .3511 緒 論前言包裝工業(yè)作為一種重要的國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，其作用與比重在國民經(jīng)濟中隨著經(jīng)濟的發(fā)展越來越大，這點也由世界各個國家經(jīng)濟發(fā)展歷程證明了。包裝機械起到了非常重要的作用在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)上，因為它是產(chǎn)品包裝實現(xiàn)機械化和自動化的保證。1.能夠很大程度的提高生產(chǎn)產(chǎn)量，以及加強生產(chǎn)效率。例如啤酒灌裝機可達到 36000瓶／小時的生產(chǎn)速度，手工無法比擬這一速度。還有巧克力的包裝，每人每班手工可包裝 20kg，如果使用機械包裝，每人每次上班可包裝 250kg巧克力左右。2. 降低了勞動的強度，改進了勞動條件，改良勞動過程。如果手工進行糖果的包裝，一個工人至少要重復動作八萬多次在八個小時里，袋裝化肥使用人工，會造成粉塵飛揚，環(huán)境污染等。如果大量的使用包裝機械來包裝，不僅能在繁重的體力勞動中將工人釋放出來，而且還可以改良工人的工作條件。3. 節(jié)省材料，降低成本，保護了環(huán)境。液體產(chǎn)品使用手工包裝時，容易引發(fā)產(chǎn)品濺出；顆粒狀產(chǎn)品包裝時，容易造成粉塵飛揚，不僅破壞環(huán)境，而且浪費材料。如果使用機械包裝，可以阻止產(chǎn)品的浪費流失，不但保護環(huán)境，而且節(jié)省材料。4. 保障包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高了產(chǎn)品包裝的質(zhì)量，使市場的銷售競爭力得到加強。藥品和食物等產(chǎn)品，對衛(wèi)生的要求非常嚴格，如果使用機械包裝，就能減少產(chǎn)品的污染，因為它可以防止藥物和食品與人手的直接接觸。而且因為機械包裝速度快，在空氣中藥物和食品停留時間很短，就能減少了大量的污染，對藥物和食品的保潔很有好處。除此之外．因為包裝機械的高精度計量，產(chǎn)品包裝外形統(tǒng)一整齊，封口嚴密，使產(chǎn)品包裝的質(zhì)量和產(chǎn)品銷售競爭力得到了很大的提高，并且獲得了很高的經(jīng)濟。5. 產(chǎn)品的保質(zhì)期可以得到延長，使產(chǎn)品更容易流通。如果使用真空、換氣等包裝機械，可以延長食品的保質(zhì)期，6. 節(jié)省建造資產(chǎn)，減少包裝面積。當使用手工包裝時，因為工人過多，導致工序之間過于松散，質(zhì)量不能得到保障，而且包裝過程中會產(chǎn)生多余的占地面積，產(chǎn)生浪費，是工程投資增加，錢沒少花，活還沒干好。但是如果采用機械包裝，包裝和產(chǎn)品的物料供給等工序之間是很集中的，各個工序安排比較緊密，所以減少了包裝的占地面積，可以節(jié)省建造投資。設(shè)計包裝2用的機械時也要考慮是否可靠，能否安全使用，還需考慮造價是不是經(jīng)濟，生產(chǎn)過程也需要綠色環(huán)保。這一過程需要考慮在原理上的最優(yōu)解，結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足更高設(shè)計要求 ，制造過程中充分考慮安全、高效制造，最后在造型上要體型優(yōu)化。自從改革開放以來，商品，物質(zhì)，生活水平，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展都開始快速提升，我們在追求商品質(zhì)量提高的時，對商品包裝也開始重視起來，包裝工業(yè)因此快速發(fā)展，在我國國民生產(chǎn)總值中已達到百分之二以上，我國與發(fā)達國家的差距正在縮小。傳動系統(tǒng)復雜并含有高技術(shù)含量的設(shè)備開始不斷的被設(shè)計出來并投入使用，且取得了良好的效果。然而，雖然有看的見的進步，可是相比于國外產(chǎn)品，我們也必須承認在技術(shù)方面的依然存在著很大的差距。從已經(jīng)有的一些包裝機械產(chǎn)品來看，其中的技術(shù)含量雖然相比過去有進步，但相比發(fā)達國家，仍然達不到高的層次。國外已經(jīng)在包裝機械上結(jié)合了很多先進、前沿技術(shù)，比如采用遠距離遙控(包括監(jiān)控)技術(shù)，可以遠距離的把握生產(chǎn)情況。包裝機的發(fā)展歷史十分悠久，作為很主要的一門產(chǎn)品在包裝工業(yè)中的，它有著非常重要的作用，主要作用是為了包裝機行業(yè)提供很多重要的技術(shù)裝置設(shè)備機械，隨著我們生活水平生活質(zhì)量的提高，我們對包裝工業(yè)也越來越重視起來了，這直接讓包裝機械行業(yè)的發(fā)展迎來了春天，因為對包裝工業(yè)的重視，使包裝機械的設(shè)備等等越來越先進，還能夠在很大程度上保證包裝產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率, 從而產(chǎn)生較好的社會效益與經(jīng)濟效益。1.1.1 包裝機械的定義一種能夠在制定情況下，完成所有產(chǎn)品和一部分產(chǎn)品的包裝的機械叫做包裝機械。 充填、裹包、封口等工序是非常重要的，并且包括其重要工序前后的一些輔助工序，例如，清洗，堆碼和拆卸等等，這些統(tǒng)稱為包裝過程。除此之外，計量和在包裝產(chǎn)品上蓋章，也是包裝的部分工序。生產(chǎn)率的增長，勞動強度的減弱，以及大批量的生產(chǎn)，都離不開機械包裝的使用，并且包裝機械還保障了環(huán)境和衛(wèi)生的要求。1.1.2 包裝機械的分類包裝機通常是按包裝工序進行分類的，可以分為主要包裝機械和輔助包裝機械。主要包裝機械，又稱包裝主機是指完成裹包、灌裝、充填等包裝工序的包裝機械。輔助包裝機械是指完成洗滌、烘干、檢測、蓋印、計量、輸送和堆垛工作的包裝機械3(一)裹包包裝機械裹包包裝機械用于包裝塊狀產(chǎn)品，由于按照裹包的不同工藝可分為多種包裝機。根據(jù)各種不同的形狀進行校核，更換形狀，完成包裝，不同工藝不同的效果，不同的性能。例如:扭結(jié)式包裝機、端折式包裝機、枕式包裝機等。(二)充填包裝機械充填包裝機械用于包裝粉狀、顆粒狀的固態(tài)物品。這是我們本次設(shè)計中主要設(shè)計的包裝機，此類包裝機的計量裝置主要采用可調(diào)容量式充填量杯，量杯由上下兩部分構(gòu)成。在進行容積微調(diào)時，首先利用預(yù)先成型的袋子進行充填被稱為直接填充包裝機械，然后直接向容器里填充也被稱為直接填充包裝機械，需要完成帶容器的成型，和完成將產(chǎn)品充填入容器內(nèi)的兩道工序的包裝機械稱之為制袋充填包裝機(三)灌裝包裝機械灌裝包裝機械用于包裝流體和半流體物品。它通常與封口機、貼標機等連接起來成為一條機械化灌裝流水線。按照灌裝產(chǎn)品的工藝可分為常壓灌裝機、真空灌裝機、加壓灌裝機等。（四）封口機械封口機械適用于各種包裝容器的封口。而且封口也有很多種方法，就比如我們本次設(shè)計選用的三邊封封口方法。按封口的不同工藝又可分為各種封口機械。例如：玻璃罐加蓋機械(壓蓋、旋蓋等)、封箱機械、塑料袋和紙袋等(五)貼標機械貼標機械是用于將商標紙或標簽粘貼于包裝件上的機械。(六)捆扎機械捆扎機械有帶狀捆扎機、線裝或繩狀捆扎材料的結(jié)扎機等。(七)熟成型包裝機械熟成型包裝機械按加工工藝的不同分為泡罩包裝機和貼體包裝機。(八)真空包裝機械真空包裝機械可分為真空包裝機和充氣包裝機兩種，區(qū)分辦法主要是使用抽取空氣的方法，使其形成真空狀態(tài)，觀察其真空后可不可以繼續(xù)填充低活性的氣體。(九)收縮包裝機械收縮類型的包裝機械包括小型收縮包裝機和大型收縮包裝機。小型收縮包裝機主要是用來包裝4小件，單件以及一些零零散散的產(chǎn)品的，大型收縮包裝機主要是用來包裝大型產(chǎn)品，設(shè)備，主要放在托盤包裝在內(nèi)的產(chǎn)品。(十)其他包裝機械除以上幾類包裝機械外，還有這些單機，例如：洗瓶和烘干機，包裝材料和規(guī)格的檢測機、蓋印機、計量機等。它們在一般情況下可以和其他包裝機聯(lián)合成包裝機組。包裝機械是一種很繁多的機械，我對他們的了解還是太淺薄，本次畢業(yè)設(shè)計讓我主要了解了填充包裝機，也使我對包裝機有了更多的了解。常見包裝機械：有兩種常用的分類方法：一是；首先是半自動包裝機，它既有手工的操作，也需要機械的運轉(zhuǎn)，例如，需要手工供送物料，包括包裝材料和一些產(chǎn)品，或者人工提取包裝后的成品，并且機器也可以完成剩下的運轉(zhuǎn)操作，然后就是自動包裝機，自動包裝機就是可以自動完成所有的包裝工序，例如，物料的供給。包裝過程以及取出成品。這就是自動包裝機與半自動包裝機，主要是根據(jù)按包裝機械的自動化區(qū)分的。二是；還按機器應(yīng)用范圍的不同，將其分為專用、多用和通用包裝機。用于包裝某種特定形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機器，稱為專用包裝機。能包裝規(guī)定范圍內(nèi)任意形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機器，稱為通用包裝機。通過調(diào)整或更換有關(guān)工作部件，能包裝兩種或兩種以上產(chǎn)品的機器，則稱為多用包裝機。我們經(jīng)常應(yīng)用的主要有以下幾種類型：(一)制袋充填封口包裝機制袋充填封口包裝機所采用的包裝材料主要是薄膜制品，如塑料薄膜、紙、鉛箔和復合薄膜等。其主要工序由包裝袋成型、充填、封口、切斷等。(二)熱成型包裝機械熱成型包裝機械根據(jù)包裝容器不一樣的成型工藝，區(qū)分出了兩種包裝機，首先是貼體包裝機，貼體包裝可以減少產(chǎn)品在包裝過程中因為一些外界情況造成的材料損失，因為他使材料在包裝過程中保持不動的狀態(tài)，然后是泡罩包裝機，他與貼體包裝機很相似，兩者的區(qū)別主要存在于二者的成型模具不同，但是泡罩包裝機使用的是很廣泛的，說最廣泛也不為過，它主要是將包裝的產(chǎn)品在預(yù)成型的泡罩與底板之間封合。（三）收縮包裝機械收縮包裝機械，是一種比較特殊的包裝機械收縮包裝機械，正如其字面意思一樣，以收縮5拉伸為主，通過拉伸，對一些受熱就會產(chǎn)生形變的產(chǎn)品進行操作，隨后進行合適加熱處理，這么做的目的，主要是想讓薄膜受熱收縮，裹緊需要包裝的產(chǎn)品，隨后上下兩邊的卷筒張力增加，張緊，將被薄膜包裹的包裝產(chǎn)品。完整的推向薄膜，進行全面包裹，包裹成功后，采用三邊封合。因為具有熱量，通過傳送帶取出，經(jīng)過加熱設(shè)備，裹緊產(chǎn)品，隨后降溫，使其冷卻裹緊包裝件。1.1.3 包裝機械的特點總的而言，自動機包括包裝機。大部分包裝機都是自動機，但是他們在具有自動機功能的同時，也擁有自己一些獨有的特點。一些被我們逐漸重視起來的特點，因為他們無時無刻不在改善我們的生活。而這些包裝機械的主要特點是；（1）很多包裝機械的內(nèi)部構(gòu)造很復雜，機構(gòu)運動之中也是環(huán)環(huán)相扣，正因如此，包裝機械的工作精細，能注意到很多細節(jié)操作，能滿足很多對產(chǎn)品質(zhì)量的高性能要求，而且，包裝機械的零件的質(zhì)量和材質(zhì)都是有很高的要求的（2）包裝機械地參與，讓食品與藥物的包裝更加衛(wèi)生，因為避免了工人手工的接觸，減少了細菌感染的機會，而且包裝機械與食物與藥品的接觸部位，全部都采用不銹鋼以及消毒的無毒材料制造，讓人們更加放心的使用。符合國家發(fā)布的衛(wèi)生安全要求。（3）包裝機械的功率小，節(jié)省能源，安全環(huán)保，因為包裝過程中，包裝執(zhí)行機構(gòu)的工作力大多都是很小的。（4）無極調(diào)速裝置，存在于很多包裝機械之中，因為技術(shù)要求不同，而且也有很多影響因素，例如，包裝機械的工作狀態(tài)，包裝過程中的工作環(huán)境的不同，溫度，濕度等等，在這種情況下。無極調(diào)速裝置就發(fā)揮出了作用，他可以靈活的改變包裝機工作的速度，調(diào)整包裝機械的工作效率，因此，采用無極調(diào)速裝置具有很多好處，符合現(xiàn)在我們對高性能機械的要求，所以應(yīng)用廣泛。（5）包裝機械是一種很特殊的工業(yè)機械，在各種包裝機的設(shè)計中，人們?yōu)榱烁臃奖悖瑴p少支出，更加注重了包裝機的通用性以及多功能性，這使包裝機的性能更加優(yōu)化，更加符合我們的要求，減少了很多不必要的支出，讓我們不再因為包裝機的種類繁多而煩惱。享受包裝機給予我們的快捷。6（6）正如之前所說，包裝機械根據(jù)自動化分為全自動與半自動，說明了包裝機械自動化程度很高，大部分采用了我們在大學學習的很多軟件，例如 PLC，C51 單片機，使包裝機達到了智能化的標準。1.2 袋成型—充填—封口機簡介將撓性包裝材料形成袋，然后進行充填和封口的機器稱為袋成型—充填—封口機。定義: 用柔性材料制成的包裝袋,將粉狀、顆粒狀、流體或半流體等物品裝入其中,然后進行排氣(或充氣)、封口，以完成產(chǎn)品包裝的工藝過程。制袋采用的那些柔性材料擁有很多優(yōu)點，比如紙或者蠟紙，質(zhì)量很輕小，價格很低廉，而且印刷起來非常方便，還有塑料薄膜以及復合材料等等，他們?nèi)菀组_啟使用。也容易被處理掉，不會污染環(huán)境，而且還可以保護好產(chǎn)品不受到破壞,因而所制成的袋裝產(chǎn)品很受推廣憑借著他們符合現(xiàn)代人們生活而需求，例如美觀，方便等等，是軟包裝產(chǎn)品中的重要組成部分。其中尤以塑料薄膜及其復合材料的使用較廣，發(fā)展最為迅速。特別六十年代以來,石油化學工業(yè)的高速發(fā)展，為軟包裝提供了豐富多樣的柔性包裝材料,再加上塑料薄膜具有獨特的良好的熱封性、印刷性、透明性、防潮防氣性等，致使袋裝軟包裝新產(chǎn)品更是層出不窮。內(nèi)裝物由最初的散粒體發(fā)展到膠體、液體、氣體和大塊狀的固體，與此同時也促進了袋裝機不斷地更新與發(fā)展，我國自六十年代初從國外引進樣機,發(fā)展到近年來已能自已設(shè)計、制造多種袋裝設(shè)備。袋形具有多元化。多樣性，因為這些原因。導致封口機型種類變得繁多，根據(jù)包裝工業(yè)中包裝工藝以及運動過程和總體結(jié)構(gòu)的不同，主要機型分類如下表所列：782 包裝機總體方案設(shè)計2.1 包裝機的功能要求包裝機要求的功能參數(shù)：制袋尺寸：長 50~100mm, 寬 45~90mm制袋形式：三邊封計量范圍：最大 100ml計量方法：量杯充填式包裝速度：50 袋/min~70 袋/min2.2 工藝分析確定工藝線路,以及包裝程序2.2.1 包裝程序使用成型器將薄膜折疊，隨后開始進行兩邊縱封，然后向其中填充物料，再用橫封封合另一邊，最后用切刀切斷。2.2.2 工藝路線考慮到了功能要求及包裝過程，選用臥式直線型工藝路線。2.3 確定主要執(zhí)行構(gòu)件2.3.1 包裝材料供送系統(tǒng)為了使機器構(gòu)造更加合理，包裝薄膜更換更容易，在成型器的下方設(shè)置卷筒架，引入成型器通過兩根導輥。對薄膜采用間歇式牽拉運動從而進行牽引，在切斷機構(gòu)和橫封機構(gòu)之間設(shè)置牽引機構(gòu)，以此方便夾持熱封過的袋邊。為實現(xiàn)袋寬調(diào)整和間歇式牽拉，使用超越離合器作為重要構(gòu)件。如圖 2-1所示為間歇牽引9及袋寬調(diào)整裝置示意圖。凸輪帶動擺桿使其超越離合器轉(zhuǎn)動一定角度，升程時，離合器軸跟隨著離合器外圈旋轉(zhuǎn)，完成牽拉運動；在做往復運動的時候，軸脫開始空轉(zhuǎn)，離合器外圈也開始空轉(zhuǎn)，在這個往復運動中，離合器軸停止轉(zhuǎn)動，牽拉運動停止。以此來完成運動過程中間的間歇運動，每一次凸輪轉(zhuǎn)動一圈時，就是離合器轉(zhuǎn)動的角度。使用調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)來限制單向超越離合器的擺角大小，就可以得到所需袋長度。圖 2-1 間歇牽引及袋寬調(diào)整裝置因為牽拉輥的線速度取決于帶長，所以在牽拉輥和單向超越離合器之間使用相對而言比較精確的同步帶傳動方式。 2.3.2 物料充填系統(tǒng)本機器要求使用量杯式充填機構(gòu)，因為袋長、袋寬均可變，所以容積也相應(yīng)可變，并且最大計量為 100ml。為了實現(xiàn)這些功能要求，所以使用可調(diào)容量式量杯充填器。如圖 2-2所示：10圖 2-2 可調(diào)容量式充填機裝置可調(diào)容量式充填裝置是使用可隨物料多少變化可自動調(diào)節(jié)容積的量杯量取物料，并將其填充到包裝容器內(nèi)的裝置?？烧{(diào)容量式充填機如上圖所示：上下兩部分組成量杯。上、下量杯的相對位置可以通過調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)容積微調(diào)。微調(diào)不僅可以自動操作，而且可以進行手動操作。為了使操作簡單，使用手動操作。即通過上下旋可調(diào)套筒，來調(diào)整下量杯的位置。在凸輪轉(zhuǎn)動到一定位置時，推動物料托盤傾斜到一定角度，可以將物料倒出。設(shè)計量杯數(shù)為四組，按下圖 2-3分布：11圖 2-3 量杯轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)四分之一周，完成一次下料。2.3.3 包裝方式與封口方法采用三邊封方式接觸式和非接觸式為塑料袋加熱封口方法的兩大類，應(yīng)用最廣泛的是接觸式，熱熔性和熱塑性作為塑料薄膜本身獨有的屬性，也是接觸式封和的本質(zhì)，使其封口部位粘合在受壓和受熱的情況下。主要有下列幾種熱封方法：非接觸式熱封方法：熱板熔焊封合、超聲波熔焊封合、電磁感應(yīng)熔焊封合、紅外線熔焊封合，這些熱封方法存在一些風險，所以不能直接接觸。接觸式熱封方法：熱板加壓封合、熱輥加壓封合、環(huán)帶熱壓封合、預(yù)熱壓紋封合、脈沖加壓封合、熱刀（或電熱細絲）加壓熔斷封合、高頻加壓封合。因為在包裝精度與包裝材料方面，包裝機沒有特殊的要求。使用熱板加壓封合，在故橫，縱封時，切段部分采用熱刀熔斷，在考慮到經(jīng)濟性和簡單的結(jié)構(gòu)的前提下。其工藝過程如下:1.熱板加壓封合：如圖 2-4所示，當熱板達到預(yù)定的溫度后，在耐熱橡膠墊和熱板之間，壓緊要封合的塑料薄膜，使它封合。這是一種方法，其原理和構(gòu)造都是熱封裝置中最簡單的一種，可以在恒定的溫度下控制而且封合的速度很快。圖 2-4 熱板加壓封合裝置122.熱刀加壓熔斷：薄膜與熱刀接觸，薄膜熔斷，這是一種分離和封口的方法，因為第一步完成封口，只用來熔斷分離即可，所以封口強度不好的問題也可以忽略，所以這個方法很合適。使用凸輪轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)橫封，縱封的運動過程，完成以此運動循環(huán)，凸輪轉(zhuǎn)動一周，我們以縱封為例子，具體結(jié)構(gòu)如圖 2-5所示：圖 2-5 縱封結(jié)構(gòu)示意圖封合過程，凸輪可以向前進行移動，是因為在導桿和滾子的運動下=下，推動縱封熱板得以實現(xiàn)的。在這之間，彈簧發(fā)揮了緩沖的性能，拉簧起到回位功能，一個運動循環(huán)是由凸輪旋轉(zhuǎn)一周來完成 。13縱封結(jié)束后再開始進行切斷，所以在縱封后的封縫的位置正好和切刀切斷后的位置一致。在要求中，因為包裝機的袋寬會發(fā)生變化的，因此相應(yīng)發(fā)生變化的也有封縫的位置，因此為了成功的實現(xiàn)對刀這一操作，需要在水平方向上對切刀進行適當?shù)恼{(diào)整。設(shè)計此部分結(jié)構(gòu)如圖 2-6所示：-圖 2-6 切刀調(diào)整裝置示意圖通過螺紋將切刀旋在螺桿上，這樣的話，可以實現(xiàn)微調(diào)對刀，只需要在螺桿一側(cè)的手輪上標上刻度，切刀可以完成左右移動通過螺紋，在旋轉(zhuǎn)螺桿的前提下。2.3.4 開袋吸嘴裝置擬采用一個凸輪來同時控制吸嘴，因為薄膜兩側(cè)進行壓緊和拉開的運動需要同時進行，最好把傳動裝置和包裝材料安排在同一側(cè)。所以擬采用一個凸輪同時控制一對吸嘴。設(shè)計為圖 2-7所示。14圖 2-7 開袋吸嘴裝置基本工作原理是，由小徑向大徑變化時為升程，大徑向小徑變化時為回程，升程時由凸輪1通過導桿 4推動吸嘴 5向中間壓緊，氣囊 2被松開，吸入氣體即吸住薄膜；回程時由彈簧 6使吸嘴 5向兩邊分開，氣囊 2被壓緊，放出氣體即吹開薄膜。因此將凸輪設(shè)計成如圖的橢圓狀，轉(zhuǎn)動時，上述循環(huán)完成一次開袋過程。本機擬用一對傳動比為 1：2 的齒輪來實現(xiàn)：由于橫、縱封及切刀都是凸輪轉(zhuǎn)動一周開合一次，而開袋吸嘴是凸輪轉(zhuǎn)動一周開合兩次。如果橫、縱封及切刀部置在主軸上，就要滿足吸嘴凸輪軸的轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/2。從而使吸嘴開合頻率與它們一致的目的。2.3.5 無極調(diào)速裝置如圖 2-8所示的無級調(diào)速裝置示意圖。因為本次操作的容量包裝速度是可變的，所以也采用了無極調(diào)速裝置，無極調(diào)速裝置通過內(nèi)部的旋鈕的順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)帶動了可錐盤進行上下移動，這樣就完成了我們本次設(shè)計的技術(shù)要求，實現(xiàn)完整的無極調(diào)速過程。本次設(shè)計選用無極調(diào)速裝置，因為本次設(shè)計的技術(shù)要求中有一點，因為包裝速度是有范圍的，可以在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的，類似的無極調(diào)速裝置是有很多種的，但大部分并不符合本次設(shè)計需求，因為很多摩擦傳15動機構(gòu)零件的彈性滑動，存在誤差，影響速度，不能作用于高精度要求的設(shè)計中，隨后經(jīng)過挑選我們選擇了寬 V帶式機械無極調(diào)速裝置，其傳動比范圍為 2--4，并且它具有很多優(yōu)點，例如結(jié)構(gòu)簡單操作容易，也容易分析，理解，噪音小，防止噪音污染，方便維修，節(jié)省了維修資金，具有良好的經(jīng)濟性，提高了經(jīng)濟收益，經(jīng)濟可觀性。并且工作效率很高。圖 2-8 無極調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)2.3.6 確定主軸轉(zhuǎn)速設(shè)計包裝機時使用獨立的橫、縱封與切斷裝置和牽拉輥一起合作，從而可以實現(xiàn)間歇牽拉，因為是凸輪旋轉(zhuǎn)一周來帶動這些裝置的一個運動循環(huán)，并且因為凸輪都安裝在主軸位置上，所以包裝機在運動的時候，主軸轉(zhuǎn)速就是包裝機的包裝速度。由上述可得該包裝機的包裝速度為50-70袋/min，所以主軸的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min。162.3.7 選擇電動機電動機一般都是在工廠中按照相關(guān)的標準規(guī)定大批量生產(chǎn)的，在機械設(shè)計的過程中按照相關(guān)的標準和條件來選定設(shè)計目錄中電動機的型號和構(gòu)造類型，容積和轉(zhuǎn)速，并且選定電動機的具體型號。如：工作要求，工作載荷，安裝要求及尺寸，重量等無特殊限制等條件，一般都選擇使用 y系列三相交流異步電動機，在生產(chǎn)期間沒有特殊要求的情況下，隨后根據(jù)電動機的加熱條件來確定電動機的容積，額定功率時在不斷地運動中的發(fā)電機的加熱不高于正常溫度的最大功率，工作負荷等于額定功率時的點擊轉(zhuǎn)動速度是滿載轉(zhuǎn)速，而即使是相同類型的電動機也會有不同的型號，這取決于額定功率的不同和轉(zhuǎn)動速度的不同導致的，而且當機械處于長期工作中，選用的電動機的額定功率一定要高于或等于電動機所需要的正產(chǎn)功率，一般情況下不需要校正測驗發(fā)熱和啟動力矩，而電動機工作時要求的正常功率 Pw是由機械運行時的阻力和運動的參數(shù)結(jié)合計算求出來的，設(shè)計過程中按運行計算，該包裝機的主軸轉(zhuǎn)速等于包裝機的包裝速度為 50－70r/min。以此可以了解到所需電動機的功率很小，根據(jù)設(shè)計資料選取 Y90S－4 三相異步交流電動機，其額定功率為 1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速為 1400r/min。2.4 設(shè)計主傳動路線因為選定的 Y90s-4三相異步交流電動機的滿載轉(zhuǎn)速為 1400 r/min，而主軸的轉(zhuǎn)速等于包裝機轉(zhuǎn)速為 50－70r/min，調(diào)速的范圍很大，以此選擇傳動比較大的蝸桿傳動來完成調(diào)速。無級調(diào)速裝置軸與電動機輸出相聯(lián)，選擇寬 V帶無級調(diào)速裝置，其傳動比為 2－4。蝸桿傳動的單級傳動比為 5－80，選取傳動比為 10進行計算。則此時無級調(diào)速裝置的傳動比為 2－2.8，在所選取的無級調(diào)速裝置的傳動比范圍之內(nèi)，因此滿足要求。設(shè)主軸為 1軸，開袋吸嘴凸輪周為 2軸，充填器軸為 3軸。因為 2軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的1/2，轉(zhuǎn)動方向平行，則通過一對傳動比為 1：2 的直齒圓柱齒輪來實現(xiàn)；3 軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的1/4，即為 2軸的 1/2，轉(zhuǎn)動方向互相垂直，則通過一對傳動比為 1：2 的直齒錐齒輪來實現(xiàn)。超越離合器和牽拉輥通過同步帶傳動。安排傳動路線如下：17圖 2-9 主傳動示意圖圖中數(shù)據(jù)為： =2—2.8 ， =10 ， =2 ， =2 。1i2i3i4i因為 n=1400 r/min可算出： =500—700 r/min1n=50—70 r/min2=25—35 r/min3=12.5—17.5 r/min4n2.5 設(shè)計總體布局根據(jù)上述參數(shù)計算以及構(gòu)件選擇，畫出如下布局圖：18圖 2-10 包裝機總體布局3 主要機構(gòu)設(shè)計與計算3.1 成型器的設(shè)計與計算等腰銳角三角形平板、導輥和固定支板聯(lián)接而成構(gòu)成了三角板成型器。改成型器具有很好19的適應(yīng)性，特別是在有大變化的制袋規(guī)格的情況下，在許多機型上適用。利用三角板成型器即可將平張薄膜折疊成型，如圖 3-1所示：圖 3-1 三角成型器的尺寸圖設(shè)薄膜寬度為 2b,b是折疊后的臥式機的空袋高度；水平面與三角板之間的夾角(即安裝角)為 ，三角板的頂角為 2 ，薄膜在三角板翻折經(jīng)過的這一區(qū)段長為 ，如果不計算三角板的??0a厚度，并且折疊后的兩膜又貼得很緊湊，這樣的話，在直角三角形 DEC中，設(shè) DE＝b,DC=a 故:sinba?直角三角形 ADC或 BDC中，設(shè) AD＝BD＝b，DC＝a,故： btga??對同一個三角板成型器和空袋尺寸來講，可得或 sintg???sinarctg?由此可得，三角板成型器的頂角與水平面與三角板之間的夾角有關(guān)、三角形的尺寸與形狀與 值的大小有關(guān)系。換言之，為了不影響成型器的正常工作，在正常情況下，安裝角一定對應(yīng)著一定形狀尺寸的三角板成型器。在生產(chǎn)實踐中，加工后得到的三角板頂角的 2 值，可以調(diào)整的是安裝角 ，所以 值最??好是一個容易測量的整數(shù)。一般來說可先選定 再用式 求解 值。?sinarctg??實際上，安裝角 等于薄膜在三角板成型器頂角附近運動時的壓力角。 越大說明壓力角?也越大，從而使薄膜折疊所受阻力也大。當然，薄膜容易產(chǎn)生拉伸變形，甚至被撕裂或拉斷。因為壓力角過大，反之若壓力角很小，又會使結(jié)構(gòu)不緊密，根據(jù)上述的壓力角與結(jié)構(gòu)尺寸間的20關(guān)系，三角板成型器安裝角的選擇范圍一般為 。由此可見， 。據(jù)此，既203???:30???可將成型板制成等腰三角形，也可制成等邊三角形。決定三角板成型器的尺寸，除頂角外還有三角板頂高 h。而它與所制袋的最大尺寸有關(guān)，即 ：（3-maxcshb????1）式中 ——空袋的最大高度maxb——余量，取 30~50mmh?下面根據(jù)上述方法計算本機的成型器尺寸：取安裝角 ，b 為袋長，則 b=100mm,30???因為： ，則 （3-2）sina102sini3m???又： 符合范圍i26.rctg????取 ， （3-3）maxshbh???4?則： 1062.5m?根據(jù)上述數(shù)據(jù)，畫出成型器示意圖圖 3-2 成型器確定厚度、直徑等其他尺寸。213.2 蝸輪減速器的設(shè)計 (按主軸轉(zhuǎn)速 50 r/min 設(shè)計)電動機無級驅(qū)動，Y90S－4 三相異步交流電動機，額定功率為 1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。經(jīng)調(diào)速裝置傳到蝸桿軸后轉(zhuǎn)速為 500r/min，蝸輪軸的轉(zhuǎn)速為 50 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，預(yù)期使用壽命為 19000h。1.選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應(yīng)力。選擇材料：選擇蝸桿的材料為 40Cr，表面淬火，硬度為 45－50HRC；由于轉(zhuǎn)速不快，先選蝸輪齒圈的材料為 ZCuAl10Fe3，金屬模鑄造。確定許用應(yīng)力：應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 726050192.610hNnL????查表 10-4（參考《機械設(shè)計》教材，以下計算過程中所查的圖，表未注明的與此相同）得：； （3-??20OHMPa????70OFPa??4）（3-????782116.8NHOHOHZM?5）（3-????692104.6NFOFOFYPa?????6）2.選擇 , 1Z2根據(jù)傳動比 ，參考 10-2節(jié)的推薦，取 ＝40i?1Z＝ ＝ ＝40，取 ＝40，則實際傳動比 ＝10；21?42i3.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計（ 3-??22129()EHZmdKT??7）22由表 10-7查得： ；1.AK?由于 較低，估計 ，取 ；2n23/vms?1.V?因載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，取 ；K?載荷系數(shù) ；12AVK???21Ti?當 時，取4Z0.9=18900066129.5.50.21.9PTin?????Nm:由表 10-6查得:（3-8）156EZMPa?將以上數(shù)值代入接觸疲勞強度設(shè)計公式，求得＝ （3-9）??22129()EHmdKT?? 231569.80()01.547.8m???按疲勞強度要求， ，查表 10-1選出 ， ， ，21.5d?1d14z?， ， 。10q?24z''80r??中心距 ，2()maqz?25402mzm??4.驗算初設(shè)參數(shù)蝸輪圓周速度 2v（3-10）220.5/61dns???原估計 選 值相符。23/vms?VK滑動速度 s，選用鋁青銅為蝸輪材料適合。21.46/insvsr??蝸桿傳動效率 ＝ ，根據(jù) ，查表 10-8得 ，?1(0.95.)?:.4/svm?34v????23（3-11）10.4.8()7vtgr?????傳動效率 0.9，不相符。(0.95.6)0.8.1??::則驗算 =1700006125.02.8PTin???Nm:= （3-12）??22129()EHZmdK?? 231569.17()9047.??不影響前面的結(jié)果5.驗算齒根彎曲疲勞強度（3-13）??21.6FaFFKTYmdz?????蝸輪當量齒數(shù) ，由圖 9-19查得 時的齒形系數(shù) ，2350cosvzr250v?2.34FaY?1.80rY????2.67.481.650F MPa???，彎曲強度滿足。???6.熱平衡計算計算箱體散熱面積 A。取環(huán)境溫度 ,潤滑油工作溫度 ，散熱系數(shù) （通02tC??170tC??215/tKWmC??風條件好）。所需散熱面積 210().9.8150tPAK???7.蝸桿、蝸輪幾何尺寸計算蝸桿齒頂圓直徑： 1122560(1)aaa adhdmmh? ???????蝸桿齒根圓直徑： 112()50(.)38(.2)ffadhcc? ????蝸桿齒寬 2.5.41bmz??????蝸輪喉圓直徑：24222 2()0510()aaadhdmhxmx???????蝸輪齒根圓直徑： 222()(.)18ff ac m??????蝸輪咽喉母圓直徑 （3-14）157.0gdr??蝸輪齒寬 ＝ （取 ） （3-15）21sinb?50si38m????選蝸輪輪齒端面為錐面結(jié)構(gòu)，見表 10-3蝸輪輪緣高度：（3-16） 1(2)sin0.8(620.5)sin0.85aBdcm??????????60541?取為切去頂圓齒尖，蝸輪頂圓直徑：（3-17）22(1cos)20(1cos50)24.3eagdr m??????????為了不損傷齒寬 b（3-18）22 38()10(2)21.550eagdrt tg?? ?取 20em?3.3 主軸設(shè)計及軸承與鍵的選擇由設(shè)計參數(shù)我們知道該包裝機的包裝速度等于主軸轉(zhuǎn)速為 50-70袋/min，所以主軸的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min，主軸材料的選擇為 45鋼。3.3.1 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算這是根據(jù)扭矩來計算軸的強度的方法，主要是利用軸承受的扭矩，如果出現(xiàn)一些特殊情況，例如還是存在一點小的彎矩的時候，我們就會考慮一下別的辦法來應(yīng)對這種特殊情況，比如降低扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力。在涉及軸承的時候，我們對軸徑進行估算，對于有些不太重要的軸，使用這種方法很合理，也可以直接用在最后的結(jié)果上。251.軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：（3-??319502T TPn???????19）由上式可得軸的直徑 ：（3-20）??31133950.2TpdAn?????考慮軸端有鍵槽，軸徑應(yīng)增大百分之四到百分之五，取 d等于三十五毫米。2.鍵聯(lián)接的強度校核 選用 A型平鍵（GB1096-79），與齒輪聯(lián)接處鍵的尺寸 ,與蝸輪聯(lián)接處128bhL??鍵的尺寸 ，因與齒輪聯(lián)接處鍵的尺寸及軸徑均較小且受載大，故只需校16052bhL???驗此鍵。鍵聯(lián)接強度校核按表 5-3-16公式計算，式中各參數(shù)為 ，??2150/PNm??， 。0.5.84khm???2816lLbm???鍵聯(lián)接傳遞扭矩 T為： 2910.N/PTn?軸鍵工作面的比壓 為：p?22.164/30p pm?????????3.計算支承反力、彎矩及扭矩軸的受力簡圖、水平面及垂直面受力簡圖