火腿肠肠衣自动压缩设备结构设计

黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 1 页1.绪论肠衣主要用在火腿、香肠等产品的包装上，包装可分成内包装和外包装，外包装主要是使产品与外部隔绝，保证卫生，让消费者了解产品的名称、成分、重量、制造厂家、生产日期等。内包装主要目的是防止在制造过程中产品形状被破坏，保持产品规格化。在市场经济条件下，许多食品包装厂越来越重视生产线的自动化，生产的高效率化。用最低的成本实现最大的经济效率。 目前，国内火腿、香肠等食品生产厂家普遍使用的是片状 PVDC 膜来包装食品，PVDC 是聚偏二氯乙烯的英文缩写,它是由偏二氯乙烯单体(以下简写 PVDC)经过聚合反应生成的高分子化合物。PVDC 是当今世界上塑料包装材料中综合阻隔性能最好的一种包装材料。 PVDC 是一种优秀的食品包装材料,特别是耐高温蒸煮和对氧气、水蒸气、各种气味具有很好的阻隔性。PVDC 是世界上目前惟一大工业化生产、可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料。用它制造的薄膜在中国获得广泛的应用,其中最大用途就是用于火腿肠肠衣,这些应用充分显示了 PVDC 材料的性能和无与伦比的优势。由于它的性能独特,在塑料包装材料行业特别是食品包装行业占 据着重要位置。用它作为中间层, 制造多层复合材料,更是目前塑料包装行业技术进步和技术创新的前沿阵地。我国从 20 世纪 80 年代初开始了 PVDC 树脂实际应用的研究工作,首先是火腿肠的诞生将 PVDC 薄膜引入中国 , 后以洛阳春都为代表打破美国和日本对此技术的封锁, 引进了 PVDC 薄膜的加工技术和设备,开创了中国 PVDC 薄膜加工工业。20 世纪 90 年代末以我国著名的 PVDC 薄膜加工专家、洛阳春都高级工程师范书德先生为代表的一批包装材料研究工作者,尝试着将 PVDC 塑料应用到其它包装领域,并取得了成功。通过采用 PVDC 共挤薄膜对肉制品进行包装,可以延长肉制品的保鲜期,大大提高了肉制品在长途运输中的储存期,扩展了肉类加工企业的销售领域,可以覆盖到国内外远距离的市场。圆筒状 PVDC 包装膜压缩技术在国内应用较少，研究领域接近空白，但是在当今最优化生产，最大经济效率化，激烈竞争化的社会，力求创新成为产品保证市场竞争的基石，在竞争激烈的浪潮中，如何实现成本最小化，提高生产效率，是一个企业值得深刻思考的问题。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 2 页2.机械系统方案的简述2.1 运动方案选择现代机械通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。此外，为了保证机器的正常运转还需要控制系统，用来控制机械各组成部分协调运作。由于设计的多解性和复杂性，满足某种功能要求的机械系统运动方案可能会有很多种，因此，在考虑机械系统运动方案时，除了满足基本的功能要求外，还应该遵循以下原则：1.机械系统尽可能简单机构运动链尽量简短 在保证实现功能要求的前提下，应尽量采用构件数和运动副少的机构，这样能够简化机械的构造，减轻重量，节省材料，避免浪费，降低成本。此外，也可以减少由零件的制造误差形成的运动链的积累误差。选择运动副 高副机构可以减少构件数和运动副数，设计简单。但是低副机构的运动副元素加工方便，容易保证配合精度以及有较高的承载能力。在一般情况下，应优先考虑低副机构，而且尽量少用移动副；执行构件的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用高副机构。选择原动机 机械系统的运动与原动机的形式密切相关。目前，电动机、内燃机使用最广泛，应结合具体情况灵活选择。2.尽量缩小机构尺寸机械的尺寸和重量随选择的机构类型不同而有很大差别，在相同的传动比情况下，周转轮系减速器的尺寸和质量比普通定轴轮系减速器要小的多。在连杆机构和齿轮机构中，可利用齿轮传动时节圆作纯滚动的原理，或者利用杠杆放大或缩小的原理来缩小机构尺寸。3.机构应具有良好的动力特性机构在机械系统中不仅传递运动，同时还要传递动力，因此要选择有较好动力学特性的机构。采用传动角较大的机构 要尽可能选择传动角较大的机构，以提高机器的传动效黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 3 页率，减少功耗。采用增力机构 对于执行构件行程不大，而短时克服工作阻力很大的机构，应采用增力的方法，即瞬时有较大机械增益的机构。采用对称布置的机构 对于高速运转的机构，其作往复运动和平面一般运动的构件以及偏心的回转构件的惯性力和惯性力矩较大，在选择机构时，应尽可能考虑机构的对称性，以减少运转工程中的动载荷和振动。4.机械系统应具有良好的人机性能任何机械系统都是有人类设计的，并且用来服务人类，而且大部分机械都是有人老操作和使用，因此在机械设计的同时，必须考虑人的生理特点，以求得人与机械系统的和谐统一。 图 2.1 压缩设备机构布局图2.2 电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于 Y 系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y (IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型 Y 系列三相交流异步电动机。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 4 页2.3 选择电动机容量由于压缩设备主要靠滚轮与轴之间的摩擦力来压缩肠衣，所需要的力较小，故选择的电机 Y132S-8,同时带动四台压缩设备。实现资源的最大化利用的同时也保证工人工作的安全性，提高生产效率。表 2.1 电机型号及参数电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgY132S-8 2.2 750 2.0 710 632.4 电机的外形图 2.2 电动机示意图（1）图 2.3 电动机示意图（2） 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 5 页图 2.4 电动机示意图（3）表 2.2 电机的安装及外形尺寸尺 寸型号H A B C D E AD G AD AC HD LY132-8132 216 140 89 38 80 210 33 210 135 315 4752.5 总传动比的确定及各级传动比的分配2.5.1 理论总传动比 总i未压缩肠衣进给速度5m/min,则取进给速度为 8m/min。选取压缩滚轮的直径 D=50 mm ；（2.1）2wn由式（2.1）；min/9.50in/0.821rrDvrnw 总传动比 ；.13mi/9.57niw电总2.5.2 各级传动比的分配（1）V 带传动的理论传动比 带i初取 3带i黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 6 页（2）直齿圆柱齿轮的理论传动比 齿i初取 3齿i（3）链轮的理论传动比 链i54.139齿带 总链 ii2.6 各轴转速，转矩与输入功率设定电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 1 轴，减速器低速轴为 2 轴，大链轮轴为 3 轴。2.6.1 各轴理论转速min/2.51in/4.1978i/9.78i/36.2in/.in/710m2310 rrini rrin链齿带 电2.6.2 各轴的输入功率kWPkWk947.16.097.602. 28.310 2.6.3 各轴的理论转矩（2.2）nT950由式（2.2）得黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 7 页miTi NnP 3.596.041.2396.0 1.247878.629.9502310链齿带2.6.4 各轴运动和动力参数表 2.3 运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）输入功率（ kw）输入转矩(Nmm)理论传动比电动轴 710 2.2 2.96 4103第轴 236.6 2.091 8.443第轴 78.9 2.028 2.431 510第轴 51.2 1.947 3.5931.54黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 8 页3.传动设计3.1 V 带传动设计3.1.1 原始数据电动机功率 kw 2.dP电动机同步转速 r/min750n电动机满载转速 r/min1电V 带理论传动比 3带i单向运转、双班制、工作机为带式运输机3.1.2 设计计算（1）确定计算功率 caP（3.1）KPAca根据双班制工作，即每天工作 16 小时，工作机为带式运输机，由表 2.4 查得工作系数 KA=1.1表 3.1 工作情况系数 AK空、轻载启动每天工作小时数/h工况16载荷变动微小液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和压缩机、)5.7(kW轻载荷输送机1.1由公式（3.1）得=1.12.2= 2.42 kwPKAca黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 9 页（2）选取普通 V 带带型由图 3.1 根据 ，n d 确定选用普通 V 带 A 型。caP图 3.1 普通 V 带选型图（3）确定带轮基准直径 和1d2a.初选小带轮基准直径 =140mm1db.计算 2dmm42031i带根据普通 V 带轮的基准直径系列标准 圆整 =400mm，2d（4）确定普 V 带的基准长度和传动中心距根据公式0.7（ + ） 2（ + ) （3.2）1d20a1d2根据公式（3.2）得0.7（140+400 ）mm 2（140+400)mm0378mm a 01080mm黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 10 页初步确定中心距 a 0 = 500mm021210 4)(2addaLd （3.3）由式（3.3）得 maddaLd 36.18450401425042 2021210 根据 V 带基准长