多功能封口机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本文是针对多功能封口机的设计以及说明。 多功能封口机，即多功能包装机，因为在一台机器上完成两个或两个以上的包装工序故称之为多功能包装机。其主要由引导成型部分、填料部分、封制部分以及切断部分组成。包装材料被安置在卷桶上，经由导辊引导至成型器处，在成型器作用下完成包装袋的基本成型，同时完成填料，此时由横封装置以及纵封装置完成对袋的封口工作，之后由切断装置切断，使之分离为完整的包装袋个体。 本文对多功能包装机的工作原理、结构等做了分析及说明，并在现有多功能封口机的基础上进行设计，设计出一套可行的方 案并进行相关 计 算，使用制图软件画出其相应工程图。 本文使用 其进行绘图， 比较基础的工程制图软件，能够使机械的平面结构简单、清晰地表现出来，是当下十分常见与实用的制图软件之一。 关键词： 多功能封口机 包装 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is at of or of is in a It is of in to of in at by to of by so of of on a of to In of is of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 2 方案设计 . 5 . 5 入章标题 (第 2 级 ) . 5 . 5 . 6 体布置 . 7 3 结构设计 . 8 . 8 . 8 . 8 . 9 . 11 . 11 算 . 12 . 12 . 13 . 14 . 14 . 17 . 17 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 20 . 21 4 结论 . 22 致谢 . 23 参考文献 . 24 文献综述 . 25 文献翻译 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绪 论 功能封口机设计背景 封口机是典型的包装机械，包装机械在世界上已有一段历史。可以说，正因为有中国的造纸技术，才给纸包装技术的产生以及发展提供了必要条件，之后才得以由此发展出各种材料的包装机械。 从 1850年始，世界的纸价格大幅跌落，纸张开始应用于食品包装。在这之后的 1852年，美国的沃利发明出了纸袋制造机，由此正式出现了纸制品机械。1861年，德国人建立了世界上第一个包装机械 工厂，并且在 50年后也就是 1911年成功生产出全自动成形充填封口机，这应该是有历史记载的最早的多功能封口机。 而中国在此方面由于各种原因起步晚于欧美各国，但经过了二十多年的发展，中国的包装机械已经成为国内机械工业十大行业之一，为中国的包装工业作出了重大贡献，满足了国内市场的基本需求，填补国内在此方面的空白，甚至出口国外。但是总体上看，中国包装机械的进出口额与发达国家相比仍然相去甚远，品种少，配套数量少，缺乏高精度以及大型化产品仍然是国内市场不可忽视的问题。而且国内此类产品主要以针对国外产品的仿制为主而缺少自 主创新类产品，元器件的整体质量也不如国外，这就导致了包装产品的质量不如国外。 计目的与意义 本此设计的目的，在于对于多功能封口机的原理分析与结构设计，加深对于包装类机械的了解，能够在现有机械的基础上作出自己的一些设计，增强自我设计方面的能力，锻炼自身的相关能力。 由上文可知我国当前在包装机械上的成果并不如国外，因此，就更加需要我们对其产生重视，藉由对于多功能封口机的设计，进一步了解机械包装产业。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计内容 本次毕业设计的内容主要分为以下几个部分： 1） 导辊； 图 1辊 导辊：引 导包装材料至成型器处，同时也起到了张紧材料的作用。 2） 成型器； 图 1型器 成型器：将包装材料根据要求成形为所需要的包装袋形状。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3） 纵封装置； 图 1封辊 纵封装置：将成型后的包装袋进行纵向封口，纵封装置即纵封辊，辊内有热封所需的加热管以及电偶，由于本文主要对封口机的结构进行设计，故将不对热封相关的零件进行详细说明与计算。 4） 横封装置； 图 1横封辊 横封装置：将完成纵向封口后的包装袋进行横向封口。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5） 切断装置。 图 1断刀 切断装置：将完成的一条 包装袋进行切断，使之成为所需的包装袋个体。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 方案设计 案设计方法 根据假定的设计要求，从现有的多功能封口机中选择最合适设计要求的部分进行组合设计、计算，由此得到能够满足需要的多个多功能封口机，由对比及说明的方法从一个部件的多种方案中进行选择。 务要求 现假定需要生产的袋大小为长宽： 6050 机器的包装速度要求在 30 多功能封口机的高度适宜，假定其为 180。 功能封口机 工作原理 多功能封口机的基本工作原理如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 立式袋成形 封口机工作原理图 以立式袋成型 封口机为例。 首先， 1成成型，同时产品通过 3后由 4时纵封辊也起到拉扯引导包装材料的作用，包装袋接着向下运动至5封辊每横向封制两次，完成一个包装袋个体部分，最后 6之分离成所需的包装袋个体。 包装材料 充填物料成形器 纵封装置 横封装置 切断装置 成品 图 工艺路线图 工艺路线图如图 案选择 本文主要针对封合装置以及切断装置进行设计，可选方案如表 2示： 装 置 部 分 方案 1 2 3 封合装置 偏心轮或凸轮 周转模具 曲柄滑块 切断装置 偏心轮或凸轮 周转模具 曲柄滑块 表 2选方案选择 1. 偏心轮或凸轮 其运动平稳且工作曲线圆滑，然而有易磨损，且装卸不易的问题，凸轮的形状计算比较复杂。 2. 周转模具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 与前者类似，工 作曲线圆滑且运动较平稳，同时加工精度更高，模具的针对性也更强，缺点是针对的加工产品较为单一。 3. 曲柄滑块 结构简单，便于制造，且可以承受较大载荷，但对于死点的计算要求较高，且运动方向单一，整体上的运动平稳度以及工作圆滑度就相对不够。 综上所述，从结构的复杂程度、控制的难易程度以及装卸的方便程度上选择了封合装置周转模具以及切断装置偏心轮的方案。 体布置 封口机外型上可选择的有立式与卧式两种，在此使用立式，可以尽可能地减少占地面积，同时使空间利用率提高，高度适宜便于操作，结构一目了然。 结构上由上至下， 由图 导辊 形器 切断刀 即由此布置进行此设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 结构设计 形器 形选择 封口机成形的袋型有扁平袋以及自立袋两种，前者主要适用于小颗粒状的产品包装，后者则主要适用于液体类产品的包装，初定设计的多功能封口机以包装小颗粒状产品为目的，故选用扁平袋，在此选择典型的三边袋作为最后生产出的袋成品。 形器种类及选择 图 形器种类 如图 口机的袋成形器主要有五个种类。 形时 形成阻力比较大，容易使薄膜发生变形，由而产生发皱或撕裂，故适用性小，但使用较多，较为常见，最主要的问题是成形器的设计、制造及调试都较为复杂，故在此不选择使用此种成形器。 没有形成阻力大的缺点，适用性更好，但存在有成型宽度受限制，成形时薄膜易跑偏的缺点，故也不选择。 用性强，且适应规格变化，适用较广，结构简单，在这买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 里我选择此种成形器。 力较三角形成形器好，适应范围也广，唯一的缺点是结构较为复杂。 将平张薄膜对开后又能自动对折 封口成袋，但薄膜成形时变形较大。 故 d、 以上，我选择三角成形器作为此次多功能封口机设计的成形器。 形器相关计算 图 角形成形器折叠示意图 如图 3 所示，设薄膜的宽度为 2a,对折后的空袋高度为 a(立式机为空袋宽度 )，三角形板与水平面间的倾斜角即安装角为，三角板的顶角为 2 ,薄膜在三角形板上翻折的这一区段长为 b,若不计三角形板的厚度 ,假定薄膜在对折后两膜间贴得很紧 ,则 : 在直角三角形 ,DE=b,DC=a,所以有： 3直角三角形 B=a, DC=b,所以有 3既定的三角形成形器和一定的空袋尺寸 ,a/所以有如下关系： 错误 !未找到引用源。 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在生产实践中 ,三角 形顶角 2值是加工后得到的 ,而安装角 可通过一定结构 ,并加以调试来保证。故最好 值是一个容易测量的整数 ,设计中通常是选定 后 ,再用关系式来求解 值。 安装角实质上就等于三角形成形器在顶角附近薄膜运动的压力角 ,角越大就表示压力角越大 ,薄膜翻折所受阻力也就越大 ,压力角太大时 ,薄膜在受力翻折中容易产生拉伸变形 ,严重的甚至撕裂或拉断。压力角小时 ,成形阻力就小 ,但压力角太小 ,致使结构不紧凑。 根据压力角及结构尺寸间的关系 ,三角形成形器安装角的选择范围为=20 30由此可见 ,角最适宜的角度不大于 30。所 以 ,通常三角形成型器采用顶角 2 60的等腰三角形 ,取极限时 ,则呈等边三角形。 在此，初定 =30，则 = 2 =53 三角形成形器的尺寸除顶角外 ,还有三角形板的高 h,它和制袋的最大尺寸有关 : 3中 : 能制作最大空袋的高 (立式机为袋宽 )； h 放出的余量 ,取 3050毫米。 取 00mm,a=50mm,b=100 h=50 h=150 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 体方案设计 图 多功能封口机传动系统 如图 机输出动力，由皮带轮传递给蜗轮蜗杆减速器，之后带动主轴转动，主轴经由链传动分别使得图示所示的纵封装置、横封装置、偏心轮转动，其中纵封装置也起到了引导的作用，其拉动包装材料，同时横封装置将纵封好的袋的部分进行横封，最后偏心轮转动，推动动刀与定刀交错切断包装袋，完成整个过程。 机的选择 由于设计整体倾向于小规模生产，且机器的体积及工作量都并不大，故可以选择较小的电机，参 考需求以及市场选择 数如表 3 型号 额定功率 额定电流 转速 效率 功率因数 厂家 390r/3% 州恒富电机厂 表 3机参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动参数计算 初定定量供料装置转动一周，可以完成 5 袋填料，机器的包装速度要求在30定量供料装置要求每分钟转动 6其中心轴转速为6定量供料装置有 5个定量孔可知横封器封制次数也应为 n=30定袋长为 L=60纵封器转速为，纵封装置压辊半径为 R，则有： 2 M R 3初定 R=50 M =理： 2 m R 3 m =传动效率 = 带 减 链 齿 3中 带传动效率为 轮传动 效率为 传动效率为 速器传动效率为 =传动比 i=n 电 / =72。 初定减速器减速比 24。 由此分配传动比齿轮总传动比为 1，链轮总传动比为 3，带传动总传动比为 1。 传动轴参数计算 计算各轴功率及转矩： 电动机轴（ 0轴）： P 电 电 = 1390r/0 = 9550 P0/m 轮蜗杆减速器所在主轴）： 减 带 则 n0/i 减 =58r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9550 P1/ m 封装置所在轴） 链 =296W 初定 n1/2 =9550 P2/ m 封装置所在轴） 96w 初定 n1/9r/3 =9550 P3/ m (偏心轮所在轴 ) 齿 =定 .5 i 齿 )=29r/4 =9550 P4/ m 轴最小直径 3计轴时一般考虑轴上的键槽对强度的影响，设计时应该根据槽的个数增大尺寸，其经验公式计算如下： d= 3n%41 ）（ 18 3为主轴与减速器由联轴器连接，所以选择标准件联轴器的复合最小轴直经为 d=20 所以主轴最小直径为 0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 率分配 共有三条传动线需要分配功率一条是横封装置，一条是纵封装置，还有一条是切断装置。由于横封机构需要的力相对来说不是很大，所以横封机构分配到的功率为总功率 的 1/5 其它两个占总功率的 4/5；纵封相对切断装置来说需要的力更大，所以它分配到剩下功率的 1/5， 则： P 横封 =P 主轴 51= P 纵封 = P 主轴 5453= P 切断 = P 主轴 5452= 轮设计 已知横封装置有 : P =296W ,n=29r/i 链 =3 1) 确定链轮齿数 初定其速度为 v=s,查表选取小链轮齿数 1。 2） 确定链型号和链节距 查表得工作情况系数 得小链轮齿系数 得多排链系数计算功率： Z P/据 选链号 16A，表链节距 p= 3) 验算链速 v V=603m/s=3m/s 故链速适宜。 4) 确定链条数和中心距 0 0P，用于表示链条长度的链节数 错误 !未找到引用源。 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =75 取 108 节。 a=) 确定链的尺寸 a小链轮的主要尺寸 查表滚子链的基本参数与尺寸查得 08A 内链节内宽 子外径链板高度 分度圆直径 d=p/80/ 顶圆直径 d+= d+(1)P- mm 84侧凸缘直径 80/ 58.4 根圆直径 = d- 宽 角宽 = (p = 角深 h = 齿侧凸缘 (或排间距 )圆角半径 mm b大链轮的主要尺寸 由 于链轮有三种传动比 2、 3以及 还有两种链轮尺寸。 对于传动比为 2 以及 2,则有： 分度圆直径 d=p/80/ 顶圆直径 d+= d+(1)P- mm 168侧凸缘直径 80/ 根圆直径 = d- 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿宽 角宽 = (p = 角深 h = 齿侧凸缘 (或排间距 )圆角半径 于传动比为 3 取 3,则有： 分度圆直径 d=p/80/ 顶圆直径 d+= d+(1)P- mm 254侧凸缘直径 80/ 228 根圆直径 = d- 宽 角宽 = (p = 角深 h = 齿侧凸缘 (或排间距 )圆角半径 ) 计算压轴力 链传动的圆周力 1000p/v = 则压轴力 Q = 。 封辊 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 封辊 1- 螺母 2 3 4 5如图 示为纵封辊结构图，主轴将动力通过 5纵封辊所在所在轴，使得 4纵封辊通过齿轮啮合紧贴转动，两个 3纵封辊轮同时完成纵封工作，纵封辊通过 1而使得轴带动纵封辊轮一起转动。 封辊 图 封辊 1 2 3如图 示为横封辊结构图，其工作类似于纵封辊，主轴通过 1纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动力传递给横封辊所在轴，之后轴带动 2轮通过啮合使两个横封辊一起转动，从而使 3同的是横封辊转动一圈，封合四次， 其封合位置如图 图 横封辊轮剖面图 如图 封辊轮对包装袋的封合部分即图中粗实线部分，由横封辊内加热装置加热，使粗实线部分温度升高完成热封。 轮设计 I选择材料 齿轮材料选用 40，调质处理，齿面硬度 27040 。 计算应力循环次数 N 60107 =60107 式中 第 i 级载荷应力循环次数； 第 荷作用下齿轮的转速； k 齿轮每转一周同侧齿面接触次数； 在 i 级载荷作用下齿轮的工作小时数。 查表接触强度的计算寿命系数 查表接触强度计算的尺寸系数 。 查表最小安全系数参考值，得 表工作得硬化系数 齿面齿轮的 按齿面硬度 250表得齿面接触疲劳极限 90 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由表圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度校核计算许用应力 M p 3H m i l i m 1 w齿面接触强度确定中心距 齿轮转矩 T= m 初取 K=于齿宽系数取大些，可使中心距及直径 是齿宽越大，载荷沿齿宽分布不均匀的现象越严重，故初取齿宽系数 a=表得材料弹性系数 速比 i=u=3。查表有： a nc o s c o ， 由表知 圆柱齿轮传动简化设计计算公式，计算中心距， 2 H 70 估算模数 m=，取标准模数 2。 齿数 a/m(u+1)=90 齿轮分度圆直径 d=80 齿轮齿顶圆直径 184 齿轮基圆直径 o s 2 0100 9 圆周速度 m/n 1 由表圆柱齿轮传动各级精度的应用范围，选择齿轮精度为 8级。 算齿面接触疲劳强度 按表得使用系数 表取动载系数 表取 有： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 K= = 齿宽 b= 5顶压力角 r c c o ) ( t a n )-(1 式中“ +-”符号中，“ +”号用于外啮合传动，“ -”用于内啮合传动，本传动为外啮合传动，故选“ +” 。 按式计算接触强度计算的重合度 由表 7 9 3 . 5 M p a M p 断装置 图 断装置 1234如图 工作原理类似于剪刀， 1动下推动 3到达切断位置后同 4文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 之后偏心轮转回，动刀在 2此反复达到完成切断工作的目的。 初定偏心轮直径为 40刀行程（从初始位置到切断位置）为 10偏心轮偏心距为 5 辊 图 辊 如图 引导装置主要是一系列导辊组，通过导辊的作用，使包装材料带平展输送，并起到自由转向，校正纠偏的作用。 导辊的机构很简单，主要由心轴、辊筒和轴承组成。 心轴固定安装在支座上，使辊筒在轴上能灵活转动。辊筒 一般用不锈钢管表面抛光制作，也可用工程塑料管等材料制造。无论用何种材料，辊筒外表面应保持光洁圆滑，以便使薄膜带输送平滑稳定。 心轴通过螺栓螺母同包装机箱体相联接。 一台包装机一般有若干支导辊，安装时须确保平行，并且按薄膜带的走向设定安装位置。导辊的数量与薄膜带输送速度有关，对于牵引速度高的包装机，薄膜带高速输送，则需要较多数量的导辊以提高薄膜带输送的稳定性。反之，牵引速度较低的包装机，配置较少的导辊即可满足要求。 因为包装袋最大大小为 100100初定滚筒长度为 200 4 结 论 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 商品 的包装是商品品质的重要保障，因此采用机械手段包装在能够节省人力的同时，保证商品包装的密封性、清洁性以及高效性。 本次设计的三边袋包装机主要由机身、填料装置、成形器、封合装置、切断装置组成。机身是机器的主体，其他部分均安装在这个部件上。机身部件分前后两侧：前侧为执行机构，后侧为传动机构。填料装置在机身的最上方，其下方依次排列导辊、成形器、纵封辊、横封辊、切断装置。 封合装置由一对横封辊和一对纵封辊组成，两对辊分别相对滚动，包装材料由中间部分穿过，对辊啮合部分进行挤压给力，并且通过加热电阻，对包装材料进行热封， 达到较好的封合效果。机器带有温控装置，可以监测并控制加热温度，以达到对机器和包材的保护。 切断装置亦是由一偏心轮以及动刀部分、顶到部分组成，动刀与定刀在搭接处对包装袋进行切断。刀后方有弹簧装置对切断力进行即时调整，以达到对刀刃的保护。 此次毕业设计是对过去所学的一种系统性整合与温习，全面检测对于所学知识的实际应用熟练程度，同时加强了画图、计算机操作、调研等实际能力，无疑这种考核从各种方面来说对我们都是非常有益的。 同