纸板耐破度仪设计【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 纸板耐破度仪设计 摘 要 : 纸 板耐破度仪是 为检测纸张 、纸板、瓦楞 纸板的耐破度而生产的专用检测器具，目前普遍使用的耐破度仪匀为缪伦式耐破度仪 (又称破裂强度试验机 )。 本文在查阅大量国内外试验机生产厂家资料的基础上，对所现有 的 纸板耐破度仪 试验机进行了仔细研究，根据 设计任务书 所提出来的技术指标要求，设计了 纸板耐破度仪 的机械部分。 本文首先概述了耐破度测试仪的基本定义、 工作原理和 分类。 通过 对现有各类 纸板耐破度仪结构的对比， 然后 设计出一款 新型 耐破度 试验机。试验机的传动部分 主要由 电动机 、 蜗轮蜗杆 、 锥齿轮 等 组成。经过校核后所 有设计均符合要求。 用 维建模软件完成耐破度仪的三维造型， 并对其做运动学仿真，最后 用 件完成试验机的 二维工程图 。在文章的最后简明的介绍了做本次毕业设计的一些心得体会。 关键词 : 耐破度 ， 蜗轮蜗杆 ， 瓦楞纸板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of of of to as In to a on of to of of of of By to of to of a of is of a is of to UG AD to D At of 文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 I 页 共 页 目 录 1 引言 . 1 纸板耐破度仪概述 . 1 耐破强度简介 . 1 耐破度定义 . 1 耐破指数 . 2 耐破度仪国家标准区别 . 2 影响纸板耐破度的因素 . 2 课题的研究方法和设计思路 . 4 究方法 . 4 设计思路 . 4 2 纸板耐破度仪的概述 . 5 纸板耐破度仪的结构原理 . 5 目前常用的几种耐破仪 . 5 压强度试验机 . 5 自动破裂强度试验机 . 6 裂强度试验机 . 6 压取样器 . 7 型抗压机 . 8 耐破度仪分类及区别 . 8 纸板耐破度仪 . 8 纸张耐破度仪 . 9 纸板耐破仪的结构组成 . 9 夹盘系统 . 9 胶膜 . 9 液压系统 . 9 压力表 . 10 校准 . 10 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 共 页 纸板耐破仪的的使用方法 . 10 使用方法 . 10 使用注意事项 . 仪器的校准 . 仪器的维护 . 12 误差的来源 . 13 纸板耐破仪的测试对象 . 14 瓦楞纸板定义 . 14 瓦楞纸板的种类 . 14 瓦楞纸板的检测标准 . 15 3 纸板耐破度仪结构设计及计算 . 17 3. 1 电动机的选择 . 17 选择电动机种类 . 17 选择电动机结构型式 . 17 选择电动机容量 . 18 转速的选择 . 18 传动装置总传动比的计算及其分配 . 19 蜗轮蜗杆传动系统的设计与校核 . 20 蜗轮蜗杆的简介 . 20 蜗轮蜗杆的简介 . 21 锥齿轮的传动设计与校核 . 26 锥齿轮的简介 . 26 锥齿轮的传动设计 . 27 4 纸板耐破仪总体结构 设计 . 32 传动部分结构设计 . 32 纸板耐破仪下压环结构设计 . 34 纸板耐破下夹盘结构设计 . 34 纸板耐破胶膜结构设计 . 35 纸板耐破仪总体结构设计 . 36 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 共 页 5 结论 . 38 参考文献 . 39 致 谢 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 共 42 页1 引言 纸板耐破度仪概述 耐破度测试仪的设计之初衷为测试纸箱 的 耐压强度 ， 以防范因纸箱强度不够导致产品在 使用、搬运、堆叠、仓储、运输过程中产品变形、损 坏之不良现象发生 ， 可配合多种材 料做全方位之测试 ， 在纸张包装材料方面 ， 进行多种纸张品质测试 1。 按种类可分为 ： 环压（ 、平压 （ 、边压 （ 、粘合 （ 及一般抗压 （ 等测试。 耐破仪是国际通用型缪纶（ 仪器，广泛地适用于包装材料，主要用于测定各种纸板及单层和多层瓦楞纸板，也可用于丝绸、棉布等非纸质材料的耐破强度的测试。只要放进材料，即自动侦测，自动试验，自动油压回位及自动计算、储存测试数据、打印，仪器用数字显示并能自动打印测试结果和数据处理 。 耐破仪具有 对 各项参数测 试 、转换、调节、显示、记忆、打印等功能。 同时 具有数据处理功能，可直接得出各项数据的统计结果，并能自动复位，操作方便，容易调节，性能稳定。 耐破强度 简介 耐破度定义 瓦楞纸箱在装满物质时，在运输和存放过程中常常会受到外力的摔，挤压或硬物 顶撞以及内部包装物的冲击等机械作用。为了科学地评价纸箱的耐顶撞能力，人们研究出了体现这一特性的指标 耐破度。所谓耐破度就是指在一定试验条件下，瓦楞纸板在单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力，单位为 。 通过对瓦楞纸板耐破度的检测来预测瓦 楞纸板抵抗受到外力挤压的能力，是瓦楞纸板一种静态抗挤压能力的反应。耐破强度反映了纸板单位面积上在垂直方向所能承受均匀增大的最大压强，反映了纸箱在运输的过程中，静态境况下，受挤压时保护产品的能力。 瓦楞纸箱在使用和运输过程中难免要遭受冲撞作用，为抵抗这种作用，使之免受破坏，瓦楞纸箱应有足够的耐破强度。 耐破度是一项综合性亲强度指标，瓦楞纸板的耐破强度与箱纸板 (瓦楞原纸 )的耐破度、瓦楞纸板的厚度、粘合强度等有着密切关系。可以认为是各层面纸耐破度值的总和，它买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 42 页是一项公认的具有重要意义的性能指标，所以，要提高瓦楞纸 板的耐破强度，就应严格控制原纸的质量及纸板的各生产工艺过程。 耐破指数 耐破指数 (X)可按 下 式计算： X=p/g 式中： 帕平方米每克 (m2/g) 位为千帕 ( 位为克每平方米 (g/ 耐破指数应保留三位有效数字，一般瓦楞原纸需要考核耐破指数 3。 耐破度仪国家标准区别 1. 6545楞纸板耐破强度的测定方法 适用范围：本标准规定了以液压增加法测定瓦楞纸板的奶破强度的方法；本标准适用于耐破度为 350瓦楞纸板。实验报告结果只有耐破强度值。 2. 454耐破度的测定 适用范围：本标准规定了以增加液压来测定纸张耐破度的方法；本标准适用于耐破度在 70400单层纸或多层纸，不适合瓦楞纸板和硬纸板。 3. 1539板 耐破度的测定 适用范围：本标准规定了以增加适用于耐破度在 350500所有纸板 (包括瓦楞纸板和硬纸板 )；本标准也适用于纸和纸板被用于制造高耐破度的材料，如瓦楞纸板，其耐破度低至 250这种情况下，测定结果未必能达到本方法所述的准确度和精确度，并应在试验报告中注明，测定结果低于本方法多要求测定范围的最低值。 对于耐破度在 350400材料，在商业协议中未规定测定方法时，所有耐破度低于 600材料 (部包括硬纸板和瓦楞纸板 )应采用 454 测定，其余采用本标准 3。 影响纸板耐破度的因素 1. 残存的空气 ， 由于空气密 度小，它的体积是可以压缩的，当耐破度仪油缸中存在有空气时，仪器加压速度虽相同但耐破度测试结果要有所降低，随空气量多少，对测试结果有不同的影响。这个因素对测试结果的影响是比较显著的，所以使用过程中要注意检查油缸系统中是否残存有空气，特别是在仪器更换压力表或胶膜后，一定要把油加满。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 42 页一种判断油是否满的简单方法就是用手用力按一下胶膜 ，如果有一种“肿胀”的感觉那说明油是满的，如果胶膜一按就凹下去弹不起来的那就需要补充油了。在这顺带提一下的 ，耐破度测定仪所使用的油为 20 波美度的甘油或低粘度的硅油 (建议使用小于 100粘度的硅油，因为甘油还需要和水配成 20 波美度才可使用，而且使用时间长了容易变色和变质 )。如液压油等其他一些油请不要使用，这些油会对胶膜和系统的一些部件造成损害，影响测试结果。 2 试样夹紧力 ， 由于在夹紧纸样时，纸样内部结构发生变化，使试样局部受损紧度会有所提高，纸张变脆，伸长特性下降，从而导致耐破度随压力增加而降低，研究表明当夹紧力超过 500，耐破度变化会趋于平稳。 规定两夹盘间应有足够 的夹持力，该力的大小以不损坏试样为限，一般夹持力要不低于 690些耐破度仪有液压或气动夹持 装置，接一个压力表就能调节到所要求的任一央持力，在这种情况下，应强调的是液压或气动系统中的压力未必与两夹盘之间的压力一样，活塞和夹盘表面的面积应考虑进去 3。下面就两种比较常用的耐破度仪进行一下说明，一种是四川长江造纸仪器有限责任公司生产的耐破度仪，该仪器是气动夹持装置，间就可以达到夹持力规定的要求，另一种仪器是杭州轻工检测仪器有限公司生产的耐破度仪，该仪器是液压夹持装置，调节液压装置螺帽使不放试样施加最大夹持力时压力表读数刚好达到 3 4 量程，而测试时施加压力使压力表 读数达到 1 2量程时就可以得到夹持力规定的要求 4。 3 瓦楞纸箱的耐破强度由构成纸板之内层、外层及中隔原纸本身的耐破强度决定，与瓦楞芯纸无关。 4 原纸本身的耐破强度主要由原纸纤维决定。耐破度与纤维长度和纤维间的结合力有关，纤维长度增加，纤维间结合力增大，都使耐破度提高。原木浆抄造的纸张耐破较回收浆高，针叶林木浆抄造的纸张耐破较阔叶浆高。此外，在抄造原纸的过程中适当加入一些助剂也有助于提高原纸的耐破强度。 5 纸板水份含量在 5%，耐破值最大。水份含量 8%围内变化时，耐破 值变化不超过 5%，但水份含量达到 18%时耐破值下降幅度可达 10%左右。也就是说瓦楞纸箱在相对湿度为 50%H 的环境存放，其耐破强度变化幅度很小，因此可以免去试样温湿平衡 处理过程，从而大大缩短测试时间。 6 原纸或纸箱存贮环境以 25 5 ， 555%境为宜。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 42 页7 卷筒纸在仓库长时间堆放会造成原纸纤维疲劳，造成耐破下降。实验表明 :原纸堆放时间超过 3 个月，其耐破值会下降 5% 堆放时间超过 6 个月，耐破强度将达到10%以上 5。 课题的研究 方法 和设计思路 纸板耐破仪做 为测试纸箱之耐压强度， 以防范因纸箱强度不够导致产品在 使用、搬运、堆叠、仓储、运输过程中产品变形、损坏之不良现象发生 的仪器，它不仅在造纸业当中有着重要的作用，也对我们各行各业有着重要作用，纸作为我们生活当中不可缺少的部分，故而，纸张耐破仪的先进程度和和准确度也间接的关系着我们的日常生活 6。 究方法 通过收集，学习各类型纸板耐破仪的结构和原理对本次课题进行总体方案设计，运用、 三维实体建模设计软件对纸板耐破仪总体方案进行三维实体建模。 维建模软件 简洁、完善、强大的三维建模功能为我们提供了直观，准确 ,高效，便捷的机械设计辅助手段。 再而，通过三维建模软件对耐破仪进行结构细化，最后对零部件进行装配形成完整的纸板耐破仪。根据任务书要求对耐破仪进行工作仿真。 设计思路 做出耐破仪的总体方案后，上交导师进行方案的审查 ； 耐破仪方案通过后，通过 三维实体建模设计软件对耐破仪的结构进行细化。 相关软件对耐破仪进行工作仿真 ； 运用 维工程设计软件对纸板耐破仪 进行工程图的设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 42 页2 纸板耐破度仪的 概述 纸板耐破度仪的结构原理 纸板耐破度仪的工作原理 ： 是根据帕斯卡定律加在密闭液体上的压强能够按照原 来的大小 ， 由液体向各个方向传递。在仪器密封的油缸和压纸座的容腔内 ， 装满甲基硅 油作为压力传递的介质 ， 当电机带动活塞匀速前进时 ， 胶膜受到硅油的加压而突起 ： 此 时夹持在胶膜上方 ， 被上下夹盘固定住的试样 ， 均匀受力 直到试样破裂。处理芯片锁 住最大压力值 ， 通过液晶屏显示该 压力值 ， 此压力值即为本次试样的耐破度 10。 如图 7。 图 破度仪机构原理图 目前常用的几种耐破仪 压强度试验机 本机以高精度传感器感应 ,经软件解析以数字显示出强度。用于厚度在 1 以下 楞蕊纸及牛皮纸带等。试样置于环盘之容器内 ,以本机检验其直立方向之耐压强度 ,配合各种附件使用 ,并可测试纸板之环压强度、边压强度、平压强度、粘合强度、抗压强度等试验项目。 其如下图 示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 42 页图 压强度试验机 自动破裂强度试验机 全自动破裂强度试验机是国际通用型缪纶 （ 式仪器 ， 广泛地适用于包装材 料， 主 要用于测定各种纸板及单层和多层瓦楞纸板 ， 也可用于丝绸、棉布等非纸质材料 耐破 强度的测试。只要放进材料 ， 即自动侦测 ， 自动试验 ， 自动油压回位及自动计算 储存 测试数据、打印 ， 仪器用数字显示并能自动打印测试结果和数据处理。 其如图 图 自动破裂强度试验机 裂强度试 验机 本机采用数字显示压力 ， 试料破裂时 ， 自动保留最大破裂强度值 ， 指示方式为数位式 ,容量为 0100kg/泛的适用于包装材料 ,包括一般纸张、瓦楞纸、卫生纸、包装买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 42 页纸等等 ,用于皮革、布类、包装薄膜之上 ,可有效的对产品质量进行监测。 其如图 示。 图 裂强度试验机 压取样器 瓦楞纸板平压试样取样器是瓦楞纸平压强度试验 （ 必备的专用取样器具 ，可快速、准确地切取规定面积的试样 ， 是瓦楞纸板及纸箱生产、科研及质量监督检验等部门理想的辅助试验器具。 用途 ： 平压取样器是瓦楞纸板平压强度测定时切取标准试样的专用取样器； 示。 图 压取样器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 42 型抗压机 本机为电子显示环压 /拉力试验机 ， 使用马达传动螺杆而使夹具移动 ， 将装置好试样材料 的试验夹具置传动螺杆而使夹具移动 ， 将装置好试样材料的试验夹具置于上下两夹具之 间 ， 然后施予规定之速度 ， 上夹具向下压缩试样时 ， 上夹具上端的荷重立即感到压力 ； 而拉力测试是上夹具向上移动 ， 下夹具向下移动 ， 同样夹具感受到压力 ， 并将力转换成 电压讯号给显示器 ， 结果连用 量感应器连接显示器自动显示力量值8。 其如下图 示。 图 型抗压机 耐破度仪分类及区别 纸板耐破度仪 1） 试样夹盘 上夹盘直径 (0.5)夹盘孔直径 (0.5)样夹盘应具有不低于690夹持力。 2） 胶膜 胶膜是圆形的，由弹性材料组成。胶膜被牢固地夹持着，它的上表面比下夹环的顶面约低 膜材料和结构应使胶膜凸出下夹盘高度与弹性阻力相适应，即：凸出高度为 10，其阻力 范围为 (170220)出 18，其阻力范围为(250350) 3） 加压速度： (170 15)ML/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 42 纸张耐破度仪 1)试样夹盘 上夹盘直径 (夹盘孔直径 (0.1)样夹盘应具有不超过1200夹持力。 2)胶膜 胶膜是圆形的，由弹性材料组成。胶膜被牢固地夹持着，厚度 态时它的上表面比下夹环的顶面约低 膜材料和结构应使胶膜凸出下夹盘的高度与弹性阻力相适应，即：凸出高度为 (9 0.2)，其阻力范围为 (30 5) 3)加压速度： (95 5)ML/ 10。 纸板耐破仪的结构组成 夹盘系统 为牢固而均匀地夹持试样，上、下夹盘是两个彼此平行的环形平面，环面平整并带有沟纹。上夹盘与加压轴用钢珠或相似活节装置连接，以保证夹盘压力分布均匀。上下夹盘内应同心，同心度的最大误差不得超过 夹 盘表面应平整而相互平行 。为防止试样滑动，两夹盘间应有足够的夹持力，该力的大小以不损坏试样 为限，一般夹持力不低于 690测定瓦楞纸板时，压力在 690虽然防止滑动但大多数纸板瓦楞被压塌，因瓦楞纸板耐压强度不同，所以在试验报告中，应注明夹持压力和瓦楞是否被压塌 11。 胶膜 胶膜是圆形的，由橡胶弹性材料制成。 固定夹紧胶膜时，胶膜的上表面比下夹盘上表面低约 胶膜的弹性阻力，在胶膜凸出下夹盘表面 ，其阻力范围为170，凸出 18，其阻力范围为 250。胶膜应经常检查，发现胶膜不符合要求时，应及时更换安装胶膜时，要赶走所有集聚在胶膜下的空气 12。 液压系统 用活塞推动适宜的液体 (如 :化学纯甘油、含缓蚀剂的乙二醇或低粘度的硅油 )，向胶膜下匀速施加压力，直至试样破裂液压系统和使用的液体应没有空气泡，活塞送液量 170士 15mL/塞必须由电机带动 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 42 压力表 布尔登管式压力计，在压力表量程的 25%围内使用 。 绝对不能在低于 15%和高于 85%的范围内使用 。 表盘刻度最小直径为 95度的弧度不小于 270 工作范围内任一点的精度应为刻度盘最大量程的 力表应有排气孔，表盘至少分成 70个格 。 压力表的膨胀性在整个工作量程范围内应稳定在 20%以内，即使到最大量程时，需输给的液体也不超过 压力表与指针间的摩擦力矩约 而指针转动惯量在 为宜 。 压力传撼瞬导操作惯量可忽略不计，屏障和压力记录器的误差在 内数字显示装置，试样破裂后，读数变化不大于 1 个单位 13。 校准 试样的采取、制备和处理试样的采取按 450 的规定进 行， 每 个试样切成 100100样应按 10739 规定进行温湿处理 。 纸板耐破仪的的使用方法 使用方法 试样的采取及检验前的处理按照 89 及 89 进行。纸板试样大小为（ 100 100） 张试样大小为（ 70 70） 张试样进行一次试验。 接通电源，按显示器后背的开关，打开，纸板耐破仪显示 000；纸张耐破仪显示 000，开机预热 15 30 分钟。将按标准规定采取的试样放在上夹环与下夹环之间。 手动仪器：顺时针旋转手轮使试样夹紧于两夹环之间，当手轮旋紧到压力表如下值时须停止加压： 为 为 可旋转调压阀使压力达到要求。按“自动测试”按钮，电机自动前进对试样加压，当试样破裂后电机自动返回，显示窗左边显示数为测试次数，右边显示数为测试值。逆时针旋转手轮松开上夹环并使其上升到一定高度取出试样。重复上述步骤，同种试样进行十次试验，正反各取一半 14。 气动仪器： 为 为 先打开气源 ，至供气压力大于 ，调节调压阀旋钮，使压力表指示值在规定范围内。 (调节阀使用方法： 转旋钮使压力调到规买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 42 页定范围内。 )再将试样放入上下压环之间然后按动“自动测试”键，上压环会自动下压然后测试，测试完后上压环上升再将第二个试样放入上下压环之间，重复以上步骤。同种试样进行十次试验，正反各取一半。 连续测试：当需要对准备好的纸样进行连续测试时使用。放入试样按“连续测试”键仪器进行工作，试样破裂后，上压环返回并停置约 5 秒钟以供操作者取出破裂试样重新放入新 试样所需；同时限位灯亮。连续测试完毕再按“停”键，停止“连续测试”。 按定量键，输入定量值，再按一次定量键确认，然后按打印键，即可打印结果 15。 使用注意事项