咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计说明书毕业论文.doc

咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计目录1前言.12咖啡粉枕式包装机总体设计.22.1总体方案论证.22.1.1功能与应用范围.22.1.2工艺分析.22.1.3总体布局.32.1.4工作循环过程.52.2总体传动系统.52.2.1传动系统的组成.53咖啡粉枕式包装机横封切断装置设计.53.1基于功能原理与功能分析方案设计.53.2结构设计.63.3机构分析.73.3.1受力分析.73.3.2运动分析.83.3.3工艺分析.83.4关键部件设计.83.5其他设计问题.113.5.1分析机构运动时间.113.5.2分析机构移动位移.113.5.3机构调节.113.5.4压簧的设计与计算.113.6咖啡粉枕式包装机计量装置三维爆炸图.134结论.17参考文献.18致谢.19附录.20盐城工学院本科生毕业设计说明书200711前言包装机是一种高效率的包装机械,包装机械行业也是直接为提高人民生活质量服务的新兴行业。随着市场经济的深入发展和人民生活水平的不断提高,对商品包装提出了更高的要求。哪里有商品,哪里就有包装,各种各样的商品,有着千变万化的包装,对应着种类繁多的包装机械,其中立式袋成型充填封口包装机(以下称立式袋成型包装机)在众多的包装机械产品中属于量大面广的一类,它广泛应用于食品、医药、化工等行业。由于立式袋成型包装机结构复杂、调整机构多,对不同的包装材料、不同的包装物料、不同的包装袋大小等都有特定的要求,因此企业的生产方式多为先按照大类生产出基本型,再根据用户所提供的包装物料和提出的特殊要求,在基本型的基础上生产出定型成品。国内生产的立式袋成型包装机以普通型、通用型为主,即在同一台设备上,同一竖直方向上自动完成包装袋成型、计量、打印日期、充填、封口、切断、输出等工序。包装物料一般为:液体、粘稠体、颗粒物料、粉料、膏体、片剂、膨化食品等。充填计量方式一般为:容积式、称重式。容积式又可分为量杯式、旋转阀式、柱塞式；称重式又可分为电子秤、杠杆秤两种。有些包装机还采用组合式,如粗供料采用容积式,精供料采用称重式等。所用包装材料主要是具有可热封的塑料单膜和各种复合膜(如:纸塑复合、塑塑复合、铝塑复合等)。包装成形袋以扁平袋为多(如:枕形袋、三边封口袋、四边封口袋)。热封方式主要有:往复式、L型闭合式、旋转式。在产品技术方面，包装机的主要特点是：a.速度高，品种多；b.精度高；c.可靠性高；d.自动化和智能化水平高。包装机械是包装工业的重要基础，没有现代化的包装机械就没有现代化的包装工业。包装机械的未来是各种高新技术、新机构、新控制方法的高度结合，其技术特征将趋于“三高”，即高速、高效、高质量，重点发展方向将趋于节能降耗、性能稳定可靠、控制水平先进、结构紧凑、噪音低、效率高、操作简单、外观造型更加注重美学设计、控制和操作更加趋于人性化。1本课题枕式包装机来源于盐城市盛和轻工机械厂，具体的内容为咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计。在设计前认真研究被加工包装的图样，研究其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工时进行必要的消毒和对操作人员身体健康要求等内容，为设计提供大量的数据、资料，作好充分的、全面的技术准备。在准备了充足的资料之后,进行分析与整理。总体的主要设计任务是进行咖啡粉枕式包装机总体设计,在完成总体设计的基础之上，主要完成其横封切断装置的设计.使设备既能满足包装要求，保证包装膜对正，便于调整；又能使其运转平稳，工作可靠，结构简单；便于维修。咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计22咖啡粉枕式包装机总体设计咖啡粉枕式包装机总体设计，通常是根据与用户签定的合同和技术协议书,针对具体加工对象，拟订结构方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。2.1总体方案论证咖啡粉包装机总体方案的拟订是进行机器设计的关键一步。因为总体方案在很大程度上决定了机器的结构配置和使用性能。因此，应根据粉剂物料的形态要求和特点，按一定的原则、结合一般食品机械常用的设计,使用方法、充分考虑各种因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的总体方案。2.1.1功能与应用范围咖啡粉枕式包装机自上世纪五十年代开发到现在已有数十年了，当时开发出的机种功能单一，应用范围窄，但是容易实现、可靠。电动机的动力和运动通过三角带(或称为V形带)或平皮带输送给分配轴，再由分配轴分给计量装置、竖封切断装置、横封切断装置、输出包装物等，只能对单一内装物及同一尺寸的内装物进行包装。这样就存在有如下几个问题:(a)包装机的生产能力不可改变；(b)包装机对内装物尺寸变化的适应性差；(c)横封封切时的线速度与竖封牵引供送的速度应该一致，但必须改变横封封切的运动规律来实现。横封切断的运动规律问题；(d)供送内装物、供送薄膜、竖封牵引、横封切断等的最佳配合问题；(e)是否要配备离合器，对调试是至关重要的。(f)对刀的调整问题；(g)当有印刷图案时，保证图案的完整性的问题。考虑到市场的深入，人们对产品追求多元化、个性化。故产品的包装范围要广、功能要齐全、速度要快。加上我国超市的发展，推动咖啡粉枕式包装机的发展，也提出了相适性的功能与适用范围的需求问题适用的范围如下:(a)包装材料:防潮玻璃纸、涂塑玻璃纸、聚乙烯、聚丙烯、袋包纸、铝箔以及其他复合材料(b)包装物品:面包、糕点、蔬菜、加工食品、医药品、机械零件、咖啡粉及其他等粉状物品32.1.2工艺分析咖啡粉枕式自动包装机是针对粉状物件进行外包装的一种手段。在工艺分析中，首先对内装物物件的特性、包装材料和包装过程作详细的分析和研究，并对单功能机的分析，进行扩展其功能，如扩展它的包装尺寸范围、扩展它的包装物件、扩展它的包装材料、扩展它的包装生产力等。这些扩展涉及到的主要部件的分析比较，以便得出可靠的机构。(a)粉体物料的特性工艺分析粉状物体可以是包装咖啡粉、味精、感冒冲剂及其它颗粒性物料。一般来说在设计时，为了简化结构，针对类型范围相近的物件进行设计，因此就会选择一盐城工学院本科生毕业设计说明书20073些相近的物件在同一台机上包装。另一方面，内装物的变化，只需简单更改零件就可以了。如尺寸大小变更可以调整成型器或更换成型器，其它的可以只是简单调整。易碎的物件可以在竖封牵引、横封切断器上粘贴一些缓冲的物料，而无需更换零件就可以使机械适应范围广。总而言之，咖啡粉枕式包装机的适用范围极广，只要是成粉状物件一般都可以包装。(b)包装材料的要求包装纸的选择在包装机设计中也是重要的。塑料包装的问世，引起了包装机的革命。使包装工艺、包装技术发生了巨大变化。如塑料包装，可以采用高频加热热封包装、或电热丝脉冲热封包装。如袋装的味精、小儿感冒冲剂等，目前食品、医药行业采用聚乙烯薄膜包装是很广泛的；纸张经涂塑料后的复合材料包装也被广泛使用，如糖果等。咖啡粉枕式自动包装机多采用PP卷和聚乙烯涂塑纸等复合材料等。考虑到在薄膜牵引时，薄膜要受较大的张力，一般说来，包装的速度越高，包装材料越容易被拉断。如果包装纸的拉力强度不够，势必影响包装速度的提高。因此，选择包装纸的质量是十分重要的。在此设计过程中我们采用PP卷。(c)包装工艺方案的拟定由分析可知，包装工艺路线是:薄膜经牵引辊牵引由导向辊进入成型器，再经竖封牵引器牵引并封边使PP卷薄膜成型袋筒形.如图2.1所示，是咖啡粉枕式自动包装机图。PP卷在走带装置牵引下，牵引PP卷间隙式前进，在通过成型器时被折成筒状，计量装置将计量好的物料咖啡粉送入成型器中的筒状材料内，物品便随同材料一起前进，竖封装置将包裹在筒柱状的PP卷竖向热封，后经走袋装置下拉至横封装置。横封切断器热封咖啡袋的左端和右端，同时在中间切断分开，切断分开的咖啡带靠自重掉入料仓输出成品。从工艺上分析可知，为达到高速，要优化横封切断器的运动规律。由于横封装置靠凸轮构件作间隙式往复运动，是否适宜高速运行，要对横封切断器进行详细分析。为满足其多功能，横封装置和竖封装置都可以进行细微调整，来适应不同内装物的尺寸，达到满足大范围包装。简单更改成形器，可以使其满足包装内装物尺寸的变化，如宽度和高度。简单调整计量装置的计量容积，可以包装不同重量的咖啡粉。因此，要完成其多功能、范围广、高速度等，就必须设计出更为合理的机构来满足要求2.1.3总体布局包装工艺确定以后，要考虑如何实现这种包装动作。因此，要求选择合适的传动、操作和执行机构。这些机构组成若干个部件，这些部件相互位置怎样安排?它们又是怎样联系和形成一个完整的总体?这就是包装机总体设计的任务。包装机的传动与控制机构，可以采用机械式，液压式，或气动式。应根据产品的特点、生产能力、使用者的情况等具体条件以及机器动作的复杂程度而定。咖啡粉枕式自动包装机一般包装速度在(3050袋/min)，最高可以达到(100袋/min)。要实现这样高的包装速度，而且要保证动作的相互协调和工作可靠稳定，用液压式或气动式控制机构尚有困难，因为液体和气体有可压缩性，而且油液的粘度大，高速换向运动时惯性冲击大、发热高，液压还会因温度升高而使粘度变化，影响动作的准确性，所以一般只用于活塞往复动作在30袋/min左右的机械。目前国内外在咖啡粉枕式自动包装机中大多采用机械传动方式。因为连杆、凸轮