粉末类（茶叶、调料包）包装机构设计

摘要全自动粉料立式包装机适用于日化、医药、食品、农药等行业的粉料类产品的灌装生产。整机采用不锈钢制造，清洁卫生。它的特点是机械式传动，设计紧凑合理，外形简洁美观，调节便利，同时具有计量功能。灌装速度和灌装容量均可在一定范围内进行调节，从而满足不同的生产需求。整机灵敏性高，低速转矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干扰能力强。粉料立式包装机由供料装置、供膜装置、传动系统、热封装置、切割装置、操作箱等儿部分组成。本次设计主要完成传动系统（包括带轮、凸轮、轴），物料计量装置及总体因配的结构设计。关键词：包装机、带传动、凸轮、有限元分析、封装全套设计加QQ11970985或197216396目录1.前言 .前言1.1包装机械概述根据GB4122.2-2010“包装机械包装”的定义，包装机械是执行全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型，填充，密封，包装等工序，以及其他辅助包装方式，如清洁，烘干，消毒，标签，倾翻，装配，拆卸等包装，交货，分拣及类似工序;包装机市是产品包装机械化和自动化的最重要保证。因此，包装设备被用于现代工业生产。从中心看到一个非常重要的角色。减少工作强度并改善工作条件。当人造肥料用袋装包装时，灰尘飞扬并污染环境。使用包装机时，不仅可以解除劳动者大量的体力劳动，还可以大大改善劳动者的工作条件。保护环境，节省原材料并降低产品成本。手动包装液体产品很容易导致产品爆发;包装粉状产品时，灰尘经常飞散，污染环境和废物。机械包装的使用可防止产品损失，保护环境并保护原材料。促进包装产品的卫生要求。作为药品，食品等，使用机械包装避免人员与药品，食品直接接触，减少产品污染。同时，包装速度很快，食品和药品在空气中不受影响，从而降低了污染的可能性，并促进了食品和药品的卫生。延长产品的保质期以促进产品移动。用于真空，空气交换，无菌和其他包装食品生产的机器饮料分销范围等D.更详细并增加食品的保质期。减少包装网站的规模并节省基础设施投资。自动包装线提供产品和包装材料，相对集中的包装工艺相对紧凑，节省了包装和存放空间，并改善了包装后处理的操作。包装机械的应用和发展有助于包装行业的发展，提高人们的生活质量。此外，由于包装机器的高精度测量，包装的外观美观，均匀且密封。产品包装质量得到提高，产品销售竞争力得到提高，经济效益进一步提高。1.2国外发展现状食品工业是美国最大的包装机器。几乎所有的型号和型号都用于食品行业。其中，非酒精饮料对包装机械的年需求量最大，食品工业对包装机械的需求量最大。这是因为美国食品工业每年生产数千种新产品，并加速了包装设备的交换。因此，美国食品工业所需的包装机械的速度仍然处于顶峰。目前美国包装设备发展的趋势：微电子，计算机，工业机器人，智能图像传感器技术和新材料越来越多地用于包装机械。包装设施往往是自动化和高效的。节能发展。包装行业正在迅速发展以满足不断变化的消费者需求，生产通常多样化和多样化。例如，在食品领域，由于美国对食品的需求规格太多，多样化和专业化，食品行业已将其支出用于开发柔性和软包装生产线。近年来，开发新的包装产品通常需要2至3年的时间。现在只有六个月的时间，新产品才能进入市场。这清楚地表明，美国包装工业正在迅速而迅速地生产新品种和新产品。由于包装行业追求组合，简单和便携式包装设备，包装机械制造商越来越关注多功能和高性能包装设备的开发。更紧凑，灵活和灵活。德国包装厂的设计基于市场调研和市场调查，旨在为客户提供服务，尤其是大型企业。随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，包装机械的自动化设计具有以下主要特点。每台机器都由一台独立的计算机控制。包装机必须由多个操作员完成以完成复杂的包装操作。电脑摄像头可以提取信息并监控工作。使用连续作业或多个作业的作业。包装厂连续不断地工作。设计应该努力发展连续的工作，这也会提高生产力。同一产品在不同产品生产和生产中可能还会有更多的生产线，但有必要提高可靠性，降低使用率，提供故障分析系统并尽量减少。尽可能多的废物比例。销售包装机器时，还必须提供服务故障分析系统，该系统将执行模态分析以查找故障或使用间隔进行远程引导。诊断以最大化客户满意度。未来，封装设备应该更加智能化，这意味着设备应该独立检测错误并修复错误，以降低错误的速度和频率并提高正常性能。德国的包装机器根据用户需求提供设备。它为制造公司提供结构和成本效益的集成系统解决方案，并通过为用户提供自动化生产线或工艺流程设备来特别关注设备的完整性。它是一种高附加值或简单设备的高科技设备。它将按照合规要求提供。1.3国内发展现状新中国成立后的前30年，我国包装机械行业增长速度较慢。1956年由上海延章机械厂生产的卷烟包装机，是中国第一台生产包装机。20世纪60年代，中国生产用于灌装水果和啤酒的机器。在二十世纪七十年代后期，真空包装机，捆扎机，包装机和填充物，糖果包装和罐头机逐渐发展起来。包装机培训系统尚未形成。在80年代，随着对外贸易的逐步扩大，包装产品的要求一直较高，包装必须机械化和自动化。为了推动中国包装机械的快速发展，在1980年12月，一些管理机构和行业组织成立了中国包装行业协会，并于1981年4月，他创办的中国包装机械包装委员会，成立于1989年来自中国食品协会。包装工业和工业。目前，中国有超过3600家公司生产包装机械，并且有大约400家具有一定规模的公司。有10类包装机器，超过2700种。有许多高质量的产品能够满足国内市场的需求，并在国际市场上具有竞争力。目前，中国包装机械行业的核心业务有着强劲的发展机遇，主要有以下几个方面：具有多方面，经过技术改造。它为包装设备，民间社会和高科技股份公司创造了一些最有能力的机械工厂。在产品结构方面，中国包装设备的各种产品少量支持，相比实际需求量，仍占30％〜40％，缺乏高强度和大产品不能满足市场需求;低产量产品质量下降高能量消耗，产品稳定性和可靠性低，表面令人不愉快的外观和粗糙度;许多部件质量低，寿命短，可靠性低，影响产品的整体质量：从公司的角度来看，家用包装机。行业中没有领先的公司，也没有很多公司生产量大，产品质量高。在产品开发，新技术应用和技术创新方面，中国仍处于模仿阶段，发展机遇薄弱，研究经费只考虑销售。1％和国外-高达8％至10％。中国包装机械行业历史不长，技术水平和生产能力普遍较低。但近年来，中国巨大的包装市场受到国外尖端技术的推动和影响。发展速度非常快，地方技术水平明显提高。根据中国国情，包装机械行业的发展趋势有以下几点。引进，减少和吸收国外先进技术，为大公司创造大量包装机械，包括单一的中外合资企业。这是弥合中国包装机械技术与世界先进水平差距的有效途径。它能够满足大型包装生产线和高度自动化和高精度生产单个机器或单元的需要，并加快包装设备的位置。大多数企业应重点发展中小包装设备。中国大部分公司技术含量低，生产能力低。在机器上生产用于小型和小型包装的机器更合适，但需要继续提高生产精度，自动化和保持技能。引进微电子，信息处理，激光技术，新型机械结构，光与新材料，应用安全，自动化设计模块的优化方法与类型等多种新技术，改进包装设备设计，可靠使用，性能指标，工艺水平，“三”（卧式，多功能，短小，自动机电一体化），主辅机组合，线向开发套件。（4）为了满足商品包装的要求，有必要开发新型包装设备。目前，中国正在重点发展食品包装机械，西药，温度等化学品以及脆弱易腐产品。2.可采用方案比较与选择2.1粉末类包装机构的一般构成填充物是一种按照预定值在包装容器中填充产品的机器，并且主要包括产品的测量和装载。于产品种类繁多、用态各异（如液体、粉粒状和块体等），包装容器也是形式黑多、用异（如袋、盒、箱、杯、盘、瓶、罐等），因此，灌装技术的复杂性和灌装技术的广泛使用可以适应产品的不同特性。灌装技术可分为灌装固体产品和灌装液体产品，灌装机通常装有专用灌装机。机。在实际生产中，由于产品性质，产品条件和测量精度以及混合方法的不同，不同的材料将采用不同的投加和混合模式，并显示不同类型的填料。尽管浇铸机种类很多，但通常都是电源，电源和电源。取决于物理填充的状态，可以分为用于填充粉末的机器，用于填充颗粒的机器，硬币填充器，用于填充面食的机器和用于填充身体的机器;根据另一种在灌装机测量原理中所接受的情况，它可以分为一种类型的体积。负载，摇篮，填充物有三种类型。当填充固体产品时，产品的流动性，表观密度和外观对填充质量有很大影响。由于不同的产品必须使用不同的混合方法，因此需要不同的测量精度诸如谷类，咖啡，糖，茶，糖果和一些胡桃基产品的不粘产品具有良好的流动性。落在水平表面上可自然形成可适应不同填充方法的圆锥形形状。诸如面粉，奶粉和麦芽牛奶，饼干，蛤蜊，薄片，薄片或不规则产品等半固体产品具有较差的流动性并在它们之间形成桥梁。灌装应该是一些合适的产品。Peg形状的点，蜂蜜罐头等它具有一定的粘度，易于粘贴成块。它也容易在机器和设备中使用，从而导致灌装困难，测量结果不准确等。必须使用填充的特殊好处。在选择圆形填充体系时，必须考虑许多因素。首先，根据包装材料的情况，选择使用的方法，并因此确定使用的填充系统。一套完整的自动填充机械一般包括供料机构、卷带机构、计量机构、封装机构等。一下对上述机构的典型结构做以分析和比较。2.2供料装置物流组织是根据包装过程的要求和包装机运行速度，将包装材料，包装材料，包装容器和辅助材料协调运送到预定位置的一种装置。确定所有设备的生产效率和自动化。它与包装操作的性能和最终产品的质量有着重要的关系。散粒体是指固体的、片状、颗粒状、粉状或具有不规则形状的小块状物质，它们在包装产品中占有较大比例，某些材料可能配备了滑块或导轨以提供重力能量，有些材料必须配备适合材料特性的馈线。散装物料输送机通常配备有振动输送机，输送机，螺旋输送机。振动供给装置具有电磁振动装置和机械振动装置这两种，适用于平板电脑，胶囊，电子部件等轻薄且平滑的轻薄材料。图2.1显示了用于给电磁振动材料提供直槽的装置。激振电磁铁控制振动盘主弹簧承载的工作杯（通常为倾斜设置）进行强制受力分配。当罐体根据物体与罐体之间的摩擦力向前摆动时，罐壳将动能传递给元件以执行罐体的相同加速。罐体;当壳体振动时，元素-惯性效应-继续移动，在首次发射前留下盔甲外壳。旅行一定距离后，他返回到车身，从而导致来回移动。图2.1直槽式振动送料机构1.料槽、2.板簧、3.衔铁、4.线圈、5.机架、6.缓冲器图2.2所示为水平输送带式供送装置。挠性输送带4在各辊上，由主动辊2驱动。物料自装料装置5处运送到卸料装置1处卸出。带式输送装置的各辊轴轴承都采用滚动轴承，以减少运转中的摩擦阻力和功率消耗。如果速度相同但转向速度不同的2条输送带串取，可实现周期间歇性供料或是密集集合供料；如果将运行方向相同但速度不同的2条输送带并列组合，可夹持成件物品进行输送，适用于装箱机等物料的供送。图2.2水平输送带式供送装置1.机架、2.主动轮、3.导轮、4.输送带、5.料斗、6.从动轮图2.3显示了螺旋输送机。螺杆由驱动器驱动，并且通过旋转的螺旋叶片沿滑槽的轴向方向推动滑槽中的物体，直到释放出口为止，这种批量生产具有良好的流动性。图2.3螺旋供送装置图2.4显示了鼓式装载机。手动对齐或自动对齐的材料储存在料斗中，并且通过齿轮的旋转顺序地供应到下部输送机。适用于圆棒形式的固体材料。图2.4齿鼓轮供送装置活塞再循环灌装机-是一种使用活塞的机器，该活塞能够调节活塞行程以改变产品的体积，并将产品取出并填充到包装容器中。结构如图2.5所示。当活塞杆7由其自身材料通过重量或粘性阻力向上移动时，阻塞器5向下压缩弹簧6，并且材料从闸门之间的环形空间进入活塞的下缸5和上活塞的板3。2在进料罐的内腔中。在达到输送缸下部的控制阀的预定体积后，其旋转，并且当活塞4向下移动时，阀5围绕与弹簧和活塞4底部上的材料的环形间隙闭合，活塞被推入并填充到容器中。活塞填料具有广泛的应用范围。可以使用粉末，粒状材料和粘性材料。但是，由于其运行速度低，因此不适用于需要更高速度的工作场所。图2.5柱塞式充填机1.料斗、2.机架、3.顶盘、4.柱塞、5.活门、6.弹簧、7推杆插管充填器将最小内径套管引入粉末存储容器中，并使用粉尘和灰尘之间的粘附力，并且粉末分配站利用柱塞将粉末填充到套管中。插管充填机的原理如图2.6所示。当测量填充物时，具有一定粉末高度的内径较小的套管1被引入收集杯4中。由于粉末之间及粉末与管壁之间都有附着力，所以当插管1被提起时粉末不会脱落下去，当插管转到卸粉工位时，由顶杆2将插管1中粉末推入容器3中。插管式充填机主要用于医药行业的小剂量药粉的计量，计量精度较低。图2.6插管式充填机1.插管、2.导杆、3.料斗、4.分料盘空气灌装机是一种利用真空粉末原理来测量定量容积产品并使用压缩空气来清洁包装容器中的产品的机器。图2.7显示了充气装置的原理。在工作中，灌装轮以恒定速度和中断旋转。当量杯的颈部与分支接合时，阀门与真空管相连，使容器处于真空状态，材料被吸入杯中。当等同的杯子被转移到包装容器4的顶部时，量杯中的材料通过通过控制阀的压缩空气被吹入包装容器中。充气机主要用于制药行业，化工行业粉料的计量，主要优点是计量精度高，可减少物料的氧化，延长物料的保存期，还可防止物料粉尘弥散到大气中。在选用该机器时应注意对不同形式的物料，其最佳的真空压力是不一样的。真空度过高，有些材料被压成粉末：真空度太低，可能达不到必要的副作用，影响测量精度，真空度必须根据不同的材料来确定，在一个给定的价值。图2.6气流式充填机1.料斗、2.抽气座、3.气密、4.储料罐、5.机架、6.填料轮2.3卷带机构袋装机，制袋机，包装印刷机等大量的包装材料被使用。通常用于胶带的软包装材料包括纸，容器，塑料薄膜和复合薄膜。根据印在材料上的品牌图形的完整性，磁带可分为标准磁带和非标准磁带。品牌标签的图形由独立单位统一分发。在包装过程中，必须在每个包装上提供标签表的完整性，并且必须放置，密封和切割包装材料。印有未标记色带的徽标是已注册或未注册的商标。在包装过程中，只需要每个包装产品的材料长度，并且标识的型号不必完整。在包装过程中，由于伸长等因素的影响，包装材料被拉伸变形，材料的张力和膜的速度变化以及产品的位置和切割都不同于位置正确的。因此，必须使用光电传感器来跟踪包装材料。在等轴滑块上，自动光电控制系统纠正并补偿包装材料的定位误差。 图2.7显示了用于喂入卷筒材料的装置，该装置在包装之前被切割。将包装材料卷1放置在支撑装置上，引导固定的导辊2，拉动输送辊3以松开卷材并向前输送，并且切割装置切割片材4根据需要到达后续的包装站。图2-19（b）显示了进料辊的包装后切割的材料。带状膜6被定位在支撑装置上缠绕在辊轮组引导7和张紧装置8，以及标记材料图案的位置被检测光电检测单元9，然后通过训练者卷成圆筒10.然后将材料沿纵向密封并充满油漆，然后将水平水平绝热层11密封并从产品中心切下以完成包装。图2.7单层卷筒材料供送机构1.包装材料卷、2、7.一导辊组、3.输送辊、4.裁切装置、5.导板、6.卷筒薄膜、8.张紧装置、9.光电检测控制装置、10.成型器、11.横向热封器图2.8显示了一个多层磁带进给单元。对于包含两层或更多层包装材料（例如肥皂，焦糖，香烟等）的这种包装，可使用各种包装材料层来包装产品或包装材料的不同层，其同时用于生产物品，基于包装要求。，包装当第一次和新包装逐步使用时，包装材料分别供应适当的饲料，外包装在内包装完成后进行。包装材料卷可以直接从上述两个供给系统供给。当用数层材料同时包装时，要将不同规格的卷筒材料先牵引松展开，合并在一起，然后由输送和裁切装置来完成供送。图2.7多层卷筒材料供送机构1、6.弹簧、2.顶杆、3.弹簧、4、5.制动杆图2.8显示了提供特定类型包装材料的设备方案。为了减少时间变化，可以同时在网格6上定位两卷包装材料。当安装杆中心线的包装材料时，包装材料的宽度必须等于输送线的轴线，然后紧固块8和螺母12的固定螺钉7。当中心位置略有偏差时。飞轮15旋转以便校正滑架3从小齿轮13和5的位移。制动轮16安装在壳体的后壁上，并且制动带17的弹性可以通过调节弹簧套18，其通过张紧辊11和辊子辊9连接。手柄2可用于切割或闭合进给辊11的偏心销9以用于切割或运输。在压印滚筒9的两端设有压缩弹簧21，用于调节螺母20以改变弹簧压力变形的值，从而使供纸压力位于滚筒和滚筒之间。牵引辊11的旋转由星形1控制。图2.8型包装材料供送装置结构简图1、5、13.链轮、2.手柄、3.拖板、4.螺牙、6.机架、7.螺钉、8.固定块、9.压纸辊、10.轴套、11.牵引辊、12.快换螺母、14.导纸辊、15.调节手轮、16.制动轮、17.制动带、18.弹簧、19.拉杆、20.调节螺母、21.压力弹簧、22.偏心轴图2.9所示为拉纸、切断机构结构简图。拉纸辊6与橡胶拉纸辊1转速相同，动刀片2的转速是拉纸辊转速的两倍，切断纸长近似等于拉纸辊周长的一半。当糖果规格有较大变动时，应调整相应直径的拉纸辊1、6及成对啮合齿轮。重锤7使拉纸辊1、6之间保持一定的压力，使包装纸顺利拉下而又无相对滑动。可通过松开螺母10、调节销轴11，实现压力沿辊轴线方向的均匀，以保证送纸顺利。固定刀片3的刃口应稍低于导纸板4的平面，以防包装纸送下时碰到刃口。动刀片2应调整到与固定刀片3的刀刃轻轻擦过，保证切下的纸边光滑整齐。图2.9切断机构简图1.橡胶拉纸辊、2.动刀片、3.固定刀片、4.导纸板、5.刀架、6.拉纸辊、7.重锤、8.法兰盘、9.支架、10.螺母、11.销轴2.4计量机构计量机构可按照通过体积计量和重量计量方式划分为容积式计量机构和称重式计量机构。结合本机构设计，主要对容积式计量机构进行分析。容积式充填机是将产品按预定容量充填到包装容器内的机器。对于密度稳定、颗粒均匀、黏附性小、不易吸潮结块、流动性好的松散粉粒物料，如味精、砂糖、洗衣粉、食盐等，采用容积式计量方法比较适合。通常使用的容积式填充物被分成各种测量装置，即测量杯型，鼓型，螺旋型，活塞型等。该体积测量装置具有结构简单，测量速度快，成本低的特点，但测量精度低。根据测量室的体积是否可调，体积计可分为固定体积测量方法和可控体积测量方法。固定体积测量方法对测量体积的体积使用恒定体积，并且可以针对指定材料测量单个量。用于控制体积测量模式的仪表是用于每套量杯的模块化结构，其体积和测量范围可以调整。2.4.1转盘式计量机构装置由转盘供送装置和量杯计量器组成，如图2.10所示。转轴驱动固定于其上的转盘匀速回转，量杯沿圆周均布安装在转盘上，两端与转盘的端面一致；量杯底端设置活动底盖，可由控制机构驱动（图中未绘），实现量杯底口的开启与关闭。刮板固定在供料斗上，底边与转盘上端面。保持一定间隙，间隙大小根据所计量物料的特性进行调整。供料斗的出料口下端与转盘应保持适当的距离，距离与物料特性、给料速度等因素有关。料斗出料口与转盘中心的间距小于量杯中心圆的半径，且使出料口与量杯不重合，以消除供料时料斗中物料量的变化对计量杯中物料装载密度产生的影响。该装置量杯的体积是一个固定值，具有结构简单，紧凑等特点。它适用于测量密度稳定的材料。图2.10转盘式计量装置1.料斗、2.刮板、3.定量杯、4.活动底盖、5.转轴；6.转盘、7.护圈图2.11显示了用于填充量杯的可调节装置。通过调整上下板3,4杯的相对位置，改变量杯的尺寸以补偿尺寸的差异，表观密度从物质变化。通过微调，手动或自动调节，可根据产品的最终质量或材料密度的确定获得自动调节信号。当围巾10旋转时，在料斗1的材料被直接倒入其自身重量的量杯和刮刀杯的上表面上的材料被清洁2.通过在卸载位置旋转时，下部的门9是下侧铲4，凸轮8打开并且材料排出容器的自重。可转动的手轮7可以通过凸轮8实现用于连接到量杯4向上和向下沿垂直轴的底部上的托架调整上的相对位置，并降低测量杯，即调整测量卷。您也可以使用自动重量测量来测量由材料密度瞬时变化引起的数量差异，发送控制信号来控制伺服电机调节机构并自动调节量杯的体积。灌装杯灌装机适合灌装流动性好的粉末，颗粒和碎片，测量范围通常小于200毫升。图2.10可调式量杯计量装置1.料仓、2.刮板、3.上量杯、4.下量杯、5.包装容器、6.输送带、7.手轮；8.凸轮、9.底门、10.料盘2.4.2转鼓式计量机构定量给料系统（如鼓）具有圆柱形，菱形等形式的鼓，甚至使用齿轮的一部分。剂量室位于滚筒的外边缘。腔室的形状具有不同的形状，例如狭缝的形状，风扇的形状和车轮的形状。测量相机有两种类型的音量，固定音量和可调音量。测量鼓的体积和量杯的体积的原理是相同的。鼓的测量体积是各种形状的槽腔并安装在鼓上。狭缝形式的空腔可以制成固定体积或体积的形式。鼓的体积装置与馈送鼓类似，因为其结构简单且紧凑。适用于具有稳定的表观密度，流动性好，不存在细粉结块的味精等小包装。盐等滚筒的转速与配量材料的性能和配料室的结构有关，一般选择在0.025和21.0m/s之间。图2.11显示了袋式灌装机上的固定式容量灌装机。包装材料被放置在料斗中并且分配鼓由转移装置转动。当测量室穿过装载门时，物料由料斗填充;当测量室朝向出口旋转时，测量室中的材料在重力作用下被释放并且通过管道5填充到包装容器中以产生材料。包装测量测量体积是一个封闭的体积，封闭在外鼓拱的凹槽内，主体的内部弧形凹槽和两个端盖。图2.11定容积式转鼓计量装置1.料斗、2.壳体、3.转鼓、4.包装材料、5.导管、6.纵封辊、7.横封切断在图1中，2.12示出了用于测量由漏斗，主体，鼓，输出漏斗等组成的活塞位移的装置的示意图。转鼓轮沿圆周方向安装有活塞、活塞缸、摆杆和闭锁弹簧等。转鼓轮由传动装置驱动，在控制凸轮的作用下，摆杆迫使各活塞处在活塞缸相应的位置。转鼓轮每旋转一周，转鼓上的单个活塞缸便完成一次计量。当计量腔旋转至计量装料工位A时，活塞退回到缸体底部的极限位置，物料进入计量腔；活塞保持这个状态随转鼓轮旋转；当计量腔旋转至排料工位C时，物料在活塞的推动和重力作用下完全排出；而后活塞缸又旋转回位置A，同时活塞退回到缸体底部，再次装填物料。如此循环工作。通过改变控制凸轮轮廓，可改变活塞的工作行程，实现装置计量量值的改变。图2.12所示是容积式活塞转鼓计量装置简图，由料斗、壳体、转鼓轮、排料漏斗等组成。转鼓轮沿圆周方向安装有活塞、活塞缸、摆杆和闭锁弹簧等。转鼓轮由传动装置驱动，在控制凸轮的作用下，摆杆迫使各活塞处在活塞缸相应的位置。转鼓轮每旋转一周，转鼓上的单个活塞缸便完成一次计量。当计量腔旋转至计量装料工位A时，活塞退回到缸体底部的极限位置，物料进入计量腔；活塞保持这个状态随转鼓轮旋转；当计量腔旋转至排料工位C时，物料在活塞的推动和重力作用下完全排出；而后活塞缸又旋转回位置A，同时活塞退回到缸体底部，再次装填物料。如此循环工作。通过改变控制凸轮轮廓，可改变活塞的工作行程，实现装置计量量值的改变。图2.12容积式活塞转鼓计量装置1.料斗、2.搅拌器、3.壳体、4.转鼓、5.闭锁弹簧、6.活塞、7.摆杆、8.漏斗2.4.2螺杆式计量机构在螺旋量规中，螺旋螺纹槽的体积用于完成起始材料质量的多次测量。精确管理计量螺杆的矩形截面，每个步骤具有相同的理论体积。螺丝量规原理如图2.13所示。轴的旋转导致搅拌器混合料斗中的物料。料斗中的物料连续进入测量螺旋的空间，在螺杆的作用下沿着管向下移动并被引入包装机的灌装机。测量螺旋的每一圈都会以2％的测量精度卸载螺旋体积。千分尺通常垂直布置，以便材料可以填充螺旋部分的整个空间。为了保证高精度和稳定的测量，提供了一个螺丝。除了制造螺旋千分尺所需的精度之外，还必须根据材料类型正确选择螺纹护套。空的空间，导管中螺旋圈的数量必须至少5圈。图2.13螺杆计量原理1.转轴、2.料斗、3.搅拌器、4.计量螺杆、5.导管图2.14显示了螺钉填充物的图示。它主要由螺丝规，材料导体，传输系统，控制器和机架组成。工作原理：主电机将大辊4驱动到螺杆轴周围的最小位置;当测量开始时，电磁离合器3由辅助螺旋工作台控制，将其从大滑轮上吸引，螺旋轴与轴上的光电传感盘5同步旋转;当测量螺钉旋转预定的转数时，光电传感器观察测量信号，控制系统迫使离合器脱离大皮带轮，制动器同时制动主轴。完成填充过程。图2.14螺杆计量机构简图1.进料器、2、3.电磁离合器、4.大带轮、5.光电码盘、6.小链轮、7.搅拌电机、8.齿形带、9.小带轮、10.计量电机、11.大链轮、12.主轴、13.联轴器、14.搅拌杆、15.计量螺杆、16.料仓、17.筛粉格、18.工作台、19.机架螺杆式充填机广泛用于散堆密度稳定、流动性好的干燥粉末物料的定量供送，特别适用于在出料口容易起桥而不易落下的物料，如咖啡、面粉等，但对粒状物料会有磨碎现象。不宜用于装填易碎的片状物料或表观密度变化较大的物料。主要优点是结构紧凑、充填速度快、无粉尘飞扬，充填精度高，可通过改变螺杆的参数来扩大计量范围。2.4封装机构在包装机构中，各种复合塑料薄膜或薄膜将包装单元，颗粒，粉末，液体和粘性材料等分开。D.它可以自动执行所有包装流程，如包装，灌装，密封和切割。包装后的产品可耐潮湿，抗炎，抗炎和抗氧化剂，延长保质期。用于填充和封闭袋子的机器，适用于所有类型的塑料袋或铝塑复合盒中的袋子，例如聚酯/聚乙烯，尼龙/聚乙烯，聚丙烯/聚乙烯，聚酯/铝/聚乙烯，尼龙/铝箱。聚乙烯和常用于轻工业，食品工业，医疗工业，化学工业等领域的其他材料的箱/复合材料。D.现在它们被广泛用于产品包装。袋子形式的包装具有许多关键优势：1.适用产品领域十分广泛，既适于各种散料产品，如液体、糊状物料、颗粒和固体物料，又适于各种中小型块体产品；2.许多柔性材料可用于制造袋子。主要材料有纸，塑料薄膜，铝箱，复合材料等。这些材料使用广泛，质地柔软便宜，可以轻松打印，填充，压实，打印，打开和处理。管理;3.包装袋无论是材料还是包装好的成品，都有很好的紧凑性，占有空间很小，运输成本低，废弃物回收处理成本也低；4.袋形包装的价格便宜、形式丰富、适合各种不同的规格尺寸，单位质量小至几克，大至几十千克，对于各种商品的销售单位，质量和体积的划分和设定十分灵活；5.袋装产品便于流通和消费，并且通过灵活多变的艺术设计和装潢印刷，采用不同的材料组合、不同的图案色彩，形成从低档到高档的不同层次的包装产品，满足日益多变的市场需求。如图2.15所示，喇叭制造商可以完成端部密封，密封接头并修剪纵向接头。除了分配器之外，整个机器还包括一个喇叭，一个恒速的垂直辊封机，一个不以相同速度旋转的水平连接和一个旋转刀。单个薄膜通过多个导辊和光电池被馈送到第一薄膜中。薄膜呈圆柱形。它是由一个垂直旋转辊密封和密封的。包装袋从上到下。连续运动是牵引膜通过垂直密封辊连续旋转的结果。水平密封胶以不规则的速度旋转。袋子的上部和下部袋子都密封在袋子的底部。垂直密封装置的轴线垂直于横向密封装置的旋转轴线。枕套被保留并且材料被包装。在分配分配器后，通过进料盘将其包装在袋中，并且当旋转刀与固定刀接触时，固体袋被密封，切割和分离。图2.15象鼻成型器原理1.卷筒薄膜、2.象鼻成型器、3.加料斗、4.纵封辊、5.横封辊、6.固定切刀、7.回转切刀在图1中，图10.7显示了一个间歇式垂直袋袋，用于制作通向防水罩的多卷筒袋，该防水罩通过垂直密封进行安装和密封，叠加或填充到筒体中并通过测量装置进行测量。材料通过漏斗通过输送管引入包装的底部。水平密封胶在封底时将袋子向下拉，封闭前袋，在两袋之间切割，机器执行器的动作可由机器执行。电力，燃气和液体自动停止。图2.15翻领式成型器原理1.加料管、2.翻领成型器、3.纵封辊、4.横封辊一台现代化的多功能热成型机不仅可以完成同一设备上热成型，定量给料，填充和密封容器的集成工作，而且还可以完成某些型号的真空包装，充气甚至无菌。根据其功能、结构式、运动形式的不同，主要有三种类型：间歇卧式热成型-充填-封口机、连续卧式热成利填封口机和热成型-真空-充气包装机。3.方案设计与结构校核3.1结构设计与动作分析根据第2章内容，综合考虑设备经济型与工艺性，拟采用纵向填料封装系统。传动系统由原动机、圆锥齿轮减速器，凸轮，主传动轴，从动轴，同步带轮组组成。执行机构包括分料盘，纵封机构，横封-切断机构和包装传送机构。主传动系统原理如图3.1所示。图3.1传动系统原理图1.纵封凸轮、2.带座轴承、3.同步带轮组、4.横封凸轮、5.分料盘、6.圆锥齿轮减速器、7.原动机减速器工作时原动机减速器7经圆锥齿轮减速器6将传动方向转为垂直，带动分料盘5旋转实现分料，分料机构采用转盘式计量装置，与第2章所述结构相似，在此不做赘述。同时减速器6带动同步带轮组3转动。同步带轮组3转动同时，带动同轴的纵封凸轮3和横封凸轮4转动，实现封装动作。设备自上至下实现填料、纵封、包装带进给和横封动作，填料与包装带进给同时进行，实现填装，同时包装袋下移。填料与包装带进给动作停止，纵封与横封-切断动作进行，完成下一阶段填装准配和上一阶段已完成填装的产品最后封装和切断分离。3.2封装装置凸轮设计根据3.1节叙述，纵封与横封-切断均需要使用间歇动作实现。本设计采用凸轮实现纵封与横封-切断的间歇动作，原理如图3.2所示。图3.2封装机构原理图1、6.热封架、2.导轮、3.凸轮、4.拉簧、5.从动轴、7.导杆工作时从动轴5在同步带轮带动下连续转动，当凸轮3半径较大外圆接触导轮2时，热封架1、6被撑开，热封块分离。当当凸轮3半径较小外圆接触导轮2时，热封架1、6在拉簧4的作用下贴近，热封块被压紧，完成塑封。考虑封装机构运行平稳，凸轮推程与回程采用匀加速曲线，位移-角度曲线如图3.3所示。图3.3凸轮位移-角度曲线3.3电机功率计算与电机及减速器选型3.3.1分料机构负载功率计算设备设计为每秒包装一袋粉末，根据结构设计，凸轮轴每旋转一周可完成一次封装和切断动作，因此要求凸轮轴的转速为n1=60r/min，要求分料盘分料动作封装动作配合，传动比为2：1，大带轮由主动轴驱动，主动轴转速为n=30r/min，设备角速度为α=设起动时间t=1内，设备达到稳定状态。设备角加速度为ε=αt=3.14rad/根据分料盘的结构，填料高度hL=0.05m，半径Rp=0.15m，填料密度按面粉密度计算，ρL=520kg/m3，参与转动的填料总质量为mL=根据分料盘的结构，垫体高度hb=0.08m，垫体材料为硬质聚乙烯，ρb=950kg/m3，参与转动的垫体总质量为m带料分料盘的转动惯量为J小带轮高度hd=0.04m，半径Rd=0.08m，带轮材料为45#钢，ρ45=7800kg/m3，小带轮总质量为m带轮的转动惯量为J考虑转轴的直径较小，忽略其转动惯量，主轴承受扭矩合计T主轴功率计算P3.3.2封装机构负载功率计算封装机构分为横封机构和纵封机构两部分。其主要负载力分别来自各自的预紧弹簧。凸轮横向位移产生速度为v=0.02m/s，横封、纵封弹簧预紧力均设为FN=5000N，封装机构功率为P3.3.3电机总功率计算考虑起动条件，取电机功率大于实际功率1.3倍，电机最小额定功率P根据计算结果选取电机额定功率为250W。3.4传动比分配设备采用4级电机集成减速器为原动机。电机转速为ni=1450r/min，主动轴输出转速n=30r/min。计算传动比i=集成减速电机的输出轴连接到伞齿轮箱。锥齿轮选择的减速系数为i2=2.5，并计算出整体变速器的减速因子。i根据某型传动设备样本资料，采用某型fB系列电机集成减速器，功率0.25kW，传动比19.89。3.5同步带计算由于设备属于食品工业用一般设备，负载较小，且原动机为小功率异步电动机普通使用。取工况系数KA=1.4。计算设计功率P根据设计功率Pd和小带轮输出转速n1选取链轮模数m=5，小带轮齿数z1>12，选取小带轮齿数z1=16。计算小带轮节圆直径d计算带速v=m=5时，带速允许值最大为vmax=35，满足使用要求。根据3.1节所述，大小带轮传动比为2：1，因此，大带轮齿数z2=32，节圆直径d2=160mm。计算初定中心距。a初定节线长度L0pL根据初定节线长度L0p选取和模数m选取皮带齿数zp=55，节线长度Lp=863.9mm，计算实际中心距a=计算小链轮啮合齿数z计算最小带宽b取带宽bs=40mm。计算压轴力F4.主轴应力校核与有限元仿真4.1有限元分析原理随着现代技术的迅速发展，工程界越来越意识到基于有限元技术的CAE技术。CAE技术受到越来越多的关注。有几个行业引进了先进的CAE软件，以提高产品开发水平。ANSYSWorkbench是在此背景下创建的有限元分析软件。最新版本的ANSYSANSYSWorkbench14.0为双向CAD设置，项目数据的自动更新，集成参数管理和集成的集成设计工具提供交互式链接。他达到了前所未有的高度。ANSYSWorkbench14.0是行业领先的集成建模技术平台，具有强大的结构，流体，热学，电磁和互锁功能。他的新项目查看器可以更好地整合整个建模过程。只需拖动故事即可完成复杂的多因素分析过程。ANSYSWorkbench14.0软件为用户提供了多种动力学分析工具，可以完成各种动力学现象的分析和模拟，其中包括，模态分析、响应谱分析、随机振动分析、谐响应分析、线性屈曲分析、瞬态动力学分析及显示动力学分析，其中显示动力学分析是由ANSYSAUTODYN及ANSYSLS-DYNA两个求解器完成。动力学问题遵循的平衡方程为Mx其中M是质量矩阵，C是阻尼矩阵。K是刚度矩阵，x是力矢量，x是速度矢量，x是加速度矢量。动态分析是指壳体惯性，阻力强度和加载速度缓慢的载荷，冲击和快速碰撞情况，其动态计算结果与静态施工结果相同。由于动力学必须考虑结构的惯性，因此必须考虑动力学分析的材料参数。弹性和与材料的泊松比也是重要的输入参数。4.2主轴模型建立及导入首先用3d绘图软件建立主轴的3维模型，如图4.1所示。图4.1主轴模型轴的最左端装有用于离合器连接的凹槽，离合器固定在轴臂上。肩膀的右肩插入着陆台。中间轮毂用于安装同步皮带轮，皮带轮的右侧穿过衬套。环与右座轴承接触，装载机与座轴承配合。右法兰用于安装分配器板。4.3网格划分在有限元的计算中，只涉及网格的节点和元素。在解决方案开始时，网络平台会自动生成标准网格。用户可以使用预定义的网格并检查网格是否符合要求。网格密度的大小直接影响计算结果的准确性，但网格的密码技术增加了处理器的处理时间，并且需要更多的内存。理想情况下，用户请求的网格密度是网格加密不再改变结果的密度。换句话说，如果指定了网格，则决定不会有显着变化;如果收敛控制参数可以被充分设置，则可以实现相同。但是，所需计算的结果不会由于指定网格而导致输入错误的假设和错误。本设计根据所需分析精度和实际需求，采用网格划分方式为Automatic，划分结果如图4.2所示。4.2主轴网格划分结果4.4施加负载、边界条件及结果分析根据第3章计算结果，在联轴器轴端施加扭矩T=89Nm，与同步带轮配合轴颈施加扭矩T’=-89Nm，与轴承配合轴颈施加y轴和z轴方向约束。与分料盘连接法兰施加固定约束。施加结果如图4.3所示，同步带轮键槽施加压轴力1117N。图4.3负载施加结果计算结果如图4.4所示。图4.4有限元分析结果主轴采用材料为45号钢，根据计算结果，主轴所受应力远小于45号钢许用应力，因此该轴符合设计要求。5.整体设计方案粉剂分装充填系统主要由装粉筒、搅粉斗、粉剂分装转盘、传动装置等组成。装粉筒由不锈钢圆筒体和内装单独驱动贴近筒体底部的双叶垂直搅拌器组成。筒上部有装粉口，筒底靠前部位开有方口与搅粉斗相连。搅粉斗位于装着筒前下方，顶部通过方口与装粉筒相连，下部与粉剂分装转盘相连。凸轮旋转一圈填装一次，作用是将装粉筒落下的药粉保持疏松并压进粉剂分装转盘的定量分装孔中。图5.1包装机结构图图5.2所示为包装机的热封机构简图，右热封刀架上安装相互平行的条形细热器，在左热封转臂1上安装相互垂直的数封绘板和横封登板.当塑料薄膜经过两热封转臂中间时，在凸轮的作用下，两热封转臂闭合，将横向对折的包装薄膜同时进行切断和横封。物料充填后，拉带辊轮旋转，拉动包装袋下移一个袋长，包装袋靠自重是垂，左、右切刀在然封转臂闭合的同时，将已完成横封的包装袋切断，完成一次包装工艺过程。该机构利用盘状凸轮机构带动热封器进行间歇往复运动，实现包装袋的间歇横封。图5.2横封-切断机构图增加包装机的数量可以提高包装生产线的速度，缩短主要加工时间并提高生产率。但是，随着站数的增加，错误的概率增加。随着损耗时间的增加，性能下降。因此，它应该被认为是全球性的。采用现代化设备，提高设备可靠性并减少安装和维护时间。使用连续包装机器来减少或消除辅助设备。具有较长处理时间的包装过程由多个包装机器并行执行，或者分布在不同的工位并分配。定期检查和维护设备可以减少设备事故的发生次数。配置所需的自动检测系统。引入自动诊断，自动删除，自动报警和自动保护等功能，以减少事故造成的损失。完善生产组织者的经营管理，尽可能消除人为因素造成的后果和损失。6.总结经过一学期的准备，从到单位实习到搜集资料，整理资料，我的毕业设计生活就要结束了。回首这段期间的设计过程，有很多感受很多收获，这是对我大学知识的一个整体的检验，很严格，但是对我今后走向社会有很大的帮助，这使我非常清楚地认识到一项设计从开始到结束所经历的过程，也对这个过程有了很深刻地了解。这对我们今后的各类设计提供了一个最基本的设计基础，也使我认识到做一件事应该坚持不懈，遇到困难应该勇于面对，并且认真寻找解决的方法。这就是一个成长的过程，培养一种人生的态度。通过本次毕业设计我们可以在此次的课题设计中完全回顾自己以前的专业课知识，使自己掌握的知识更加牢固。这次的毕业设计会对自己以后的学识有很大的帮助，在此次课题设计中，自己面临了许多难题，并通过各种方法解决，对自己以后面临的挑战起积极作用，在以后，自己能认真冷静的面对各种难题，不会惧怕，不会担心，此次毕业设计为我踏入工作岗位起到了很大的鼓励作用，让自己有信心面临在工作岗位上的各种难题，时刻提醒我在各种设计中要严谨、认真和细心。此次设计，我认为最重要的就是使我明白了，无论做什么事情，要想做好，必须态度端正；要善于学习，时刻学习；做事要严谨、认真，细致、不怕吃苦，止于至善。结束了这段毕业设计后，我觉得自己各个方面的能力都有所提高。使自己具有了一定的理论联系实际的正确设计思想。更熟悉运用和查阅各种设计资料。掌握从事设计工作的具体步骤和方法。但是在设计的过程中，一些陌生的课题还是遇到了许多，其实这些课题都不是那么难得不着边际，它们都是源于课本而高于课本，更要把实践经验赋予到里面去。其设计思路为：先了解包装机械的概况和基本特征以及其附件输送机的工作原理，通过查阅相关资料，了解其构造，然后进行设计。期间遇到的问题举不胜举，但一一都被我们克服，才有了今天毕业设计的顺林完成。致谢能顺利完成本次毕业论文设计，首先与我的指导老师刘春香老师的悉心教导分不开的，在此，我先向刘老师致以我深深的谢意！本次论文设计从论文的选题、撰写、修改直到打印完成自始自终都是在刘老师的悉心指导和不断勉励下完成的。刘老师渊博的学识、严谨的思维使我受益非浅；刘老师一丝不苟的钻研精神，严谨求实的治学态度，执着忘我的工作作风，独树一帜的思维方式，无时无刻不在影响着我，一定让我终身难忘。她的言传身教，将会永远指导着我今后的学习和工作中勇往直前。在这四周的毕业设计时间里，得到了老师的指导和教诲。虽有严厉的批评，但我们得到更多的是老师的关照和细心指导在这四个月里，帮助我们检查设计中的不足和错误，尽量多的教授我们所需要的软件知识及使用，劳累的时候也经常给我精心的指导和指点，同时帮助自己改正设计过程中的各种错误，是自己的设计更加的完善。康老师为人随和，乐于助人，同时在学术方面特别严谨，不允许小差错存在，对我们特别严格，实际上这是非常好的，对我起了很大的督促作用。老师从课题选择、开题报告规划、工程制图到毕业论文设计撰写都给了我很大的建议，在每一步都进行认真的教导，尽量减少我们的错误，及时