自动式折盖封箱机设计【含6张CAD图纸、说明书】
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含6张CAD图纸、说明书
自动式折盖封箱机设计【
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学生开题报告表课题名称自动式折盖封箱机设计课题来源 课题类型 导 师学生姓名学 号专 业 1.调研资料的准备：根据任务书上各方面的要求到图书馆网络上查阅资料，制定一套可行性方案，为设计做好充分准备2.设计目的：培养学生掌握有关机械工程设计的程序，方法与技术规范，图纸绘制，编写技术文件的能力。使学生获得机械工程师的基本训练3.总体设计要求及技术要求：本次课题设计的是自动折盖封箱机，采用两侧摩擦带驱动来进行封箱的方案，上封箱、经济、快速、平稳。这次设计的自动折盖封箱机，可以根据纸箱规格，通过感应装置调节宽度及高度，可单机作业，也可与自动化包装流水线配套使用。工作时，把纸箱从机台输入端推入（箱子顶部的封口盖须竖起），被输送带带动时松开手，当纸箱碰到后折盖控制开关时，气缸活塞伸出，推动后折盖板升起，当纸箱完全经过后折盖控制开关时，后折盖控制开关复位，此时气缸活塞收缩，后折盖板落下，压住纸箱后盖，纸箱两侧盖在摆杆作用下完成侧盖折盖动作，即可完成折盖封箱目的。折盖顺序为：前盖、后盖、左右侧盖。当箱体运行至刀架位置时，箱体将刀架和前胶带压轮压退位，而后胶带压轮在四杆机构的作用下与前胶带压轮保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上。当箱体的后部离开刀架时，前胶带压轮由于四杆机构的作用与后胶带压轮的运动一致，而刀架受弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。当箱体运动至离开后胶带压轮时，后胶带压轮也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后段封箱任务。该论文详细说明了本次封箱机设计的步骤及其依据。包括设计方案的选择、电机的选择、工作台部件的设计、折盖封箱部件、顶式部件设计和刀片的设计。 4. 设计思路及预期成果:根据技术参数设计工作台部件、导带宽度、下刀架固定位置等，选择合适的电动机设计侧面传动部件，并计算所需的其他部件并校核是否满足工作要求。按工作准确性和合理性、稳定性、高效性设计刀架部件和刀片形状。利用所学机械原理知识，参考现有产品，设计一种能完成封箱的机构，并利用Solidworks、AutoCAD等软件设计出机构的三维模型，然后实现机构的运动仿真以及参数测量及分析等。1）设计思路：分析机器结构特性，了解封箱机工作原理以及封箱机工作原理，确定设计方案。2）预期成果： 论文字数： 论文不少于1.5万字 。 图纸幅面和张数： A0装配图2张。 参考文献篇数： 不少于10篇5.任务完成的阶段 内容及时间安排:4月27日 5月10 日 了解封箱机的整体结构分析机器结构特性，了解封箱机工作原理以及封箱机工作原理，确定初步设计方案。5月11日 5月17 日 结构方案设计，绘制部件装配图。5月18日 5月24 日 绘制部件装配图。 5月25日 6月7 日 进行零件设计，选择零件材料、决定零件尺寸，重要零件应作必要的有关强度和刚度的计算。 6月 8日 6月14 日 编写设计说明书及英文说明书。6月15日 6月21 日 准备答辩。6.完成设计（论文）所具备的条件因素:1电机功率：2120W 2生产率：18箱分钟3封箱尺寸：L150-480 W200-480 H200-480（mm）4胶带尺寸：48-80（mm） 牛皮纸胶带、BOOP胶带5.机器尺寸：L1810mm x W1370mm x H1550mm 6.毛重/净重：250kg/200kg其次，熟练运用AutoCAD绘制各个图形，同时对设计的结构进行分析，最终完成该设计。7.主要参考文献资料：1 刘武等胶带自动封箱机的结构设计文章编号: 1005-2895( 2001) 01-0018-03.2 汪在文世界包装机械的发展趋势J中国包装工业，2005，105-103 屈能胜我国食品包装机械发展综述J轻工机械，2005年，2：2-44 付又香我国食品包装机械的现状与发展趋势分析J湖南人文科技学院学报，2009，02：1-35 杨福馨包装机械发展趋势及我国包装机械特点与优势J中国包装工业，1994，05：8-106 吴宗泽机械设计实用手册M北京：化学工业出版社，2003.3：28-797 彭文生机械设计M北京：高等教育出版社，20028 雷伏元自动包装机械原理M天津：天津科学技术出版社，2009，6：203-2559 杨晓清包装机械与设备M北京：国防工业出版社，2009.3：108-15210 赵淮包装机械选用手册M北京：化学工业出版社，2007.7：36-7711 金国斌，张华良包装工艺技术与设备M北京：中国轻工业出版社，2009.1：178-19612 张新昌包装概论M北京：印刷工业出版社，2007.6：1-2013 黄颖为包装机械结构与设计M北京：化学工业出版社，2007.7：108-12814 孙智慧，徐克非包装机械概论M北京：印刷工业出版社，2007.6：76-10115 高德包装机设计M北京：化学工业出版社，2005.6：120-16716 孟宪源，姜琪编著机构构型与应用M北京：机械工业出版社，2004.7：1-5617 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版社，2002第三版18 包装机械结构参考图册编写组编包装机械结构参考图册M上海科学技术出版社1981：111-18319 Structure Design of an Automatic Adhesive Tape Sealer2011 Mona Popa， Nastasia BelcPackagingJFood Safety，2008.9：3-720 李大磊、赵玉奇、张志林.Solidworks高级功能与工程应用M.北京：北京邮电大学出版社,2009,133-239.21(美)Solidworks公司.Solidworks高级教程：高级装配(叶修梓、陈超祥译)M.北京：机械工业出版社，2007,1-12022 颜鸿森.机械装置的创造性设计(姚燕安等译)M.北京：机械工业出版社，2006指导教师签名： 日期：课题类型：A、工程设计，B、工程技术研究，C、软件开发，D、机械设计，E、实验研究， F、理论研究，G、其它摘 要本次课题设计的是自动折盖封箱机，采用两侧摩擦带驱动来进行封箱的方案，上封箱、经济、快速、平稳。这次设计的自动折盖封箱机，可以根据纸箱规格，通过感应装置调节宽度及高度，可单机作业，也可与自动化包装流水线配套使用。工作时，把纸箱从机台输入端推入（箱子顶部的封口盖须竖起），被输送带带动时松开手，当纸箱碰到后折盖控制开关时，气缸活塞伸出，推动后折盖板升起，当纸箱完全经过后折盖控制开关时，后折盖控制开关复位，此时气缸活塞收缩，后折盖板落下，压住纸箱后盖，纸箱两侧盖在摆杆作用下完成侧盖折盖动作，即可完成折盖封箱目的。折盖顺序为：前盖、后盖、左右侧盖。当箱体运行至刀架位置时，箱体将刀架和前胶带压轮压退位，而后胶带压轮在四杆机构的作用下与前胶带压轮保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上。当箱体的后部离开刀架时，前胶带压轮由于四杆机构的作用与后胶带压轮的运动一致，而刀架受弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。当箱体运动至离开后胶带压轮时，后胶带压轮也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后段封箱任务。该论文详细说明了本次封箱机设计的步骤及其依据。包括设计方案的选择、电机的选择、工作台部件的设计、折盖封箱部件、顶式部件设计和刀片的设计。关键词：封箱机；四杆机构；工作台部件；刀架部件；刀片设计；折盖封箱部件；折盖顺序AbstractThis topic is the design of case erector, using both sides of friction tape drive to seal box scheme, sealing, economic, fast, stable. The design of the automatic folding cover sealing machine, can according to the carton size, adjust the width and height by induction device, stand-alone operations, also with the use of automated packaging lines matching. When working, the carton from machine input into (the top of the box sealing cover should be erected by the conveyer belt drives), when let go, when the carton folding cover after the encounter, control switch, push the cylinder piston out, folded plate rise, when the carton completely after folding cover the control switch, control switch after folding cover reset, the cylinder piston shrinkage, folded plate down, the box cover, box cover on both sides of the swing rod completed under the action of the side cover folding cover action, can complete the folding cover sealing purpose. Fold cover order: front cover, back cover, left and right side cover. When the operation to the rest position, the box will rest and tape pressing wheel pressure to resign, then tape pressure acting on the four bar mechanism with the tape pressing wheel wheel keep synchronous movement to abdicate, and make the tape and cardboard box in front of the paste with sealing. As the body forward, constantly taking tape sealed in the box. When the rear part of the box body left the rest, before the tape pressing wheel due to motion consistent tape pressing wheel four bar mechanism and tool, and acting, spring return bounce, cut off the adhesive tape. When the movement to the left after the tape pressing wheel, tape pressing wheel also due to adjustable spring return and reset, so that even in the case the last tape affixed to the box body, box sealing task completed section. This paper details the steps and the basis of this sealing machine design. Including the choice of design, motor selection, workbench component design, folding cover sealing parts, the top part design and blade design.Keywords: sealing machine; four bar mechanism; table part; turret components; blade design; bending cover sealing cover folding sequence componII摘 要本次课题设计的是自动折盖封箱机，采用两侧摩擦带驱动来进行封箱的方案，上封箱、经济、快速、平稳。这次设计的自动折盖封箱机，可以根据纸箱规格，通过感应装置调节宽度及高度，可单机作业，也可与自动化包装流水线配套使用。工作时，把纸箱从机台输入端推入（箱子顶部的封口盖须竖起），被输送带带动时松开手，当纸箱碰到后折盖控制开关时，气缸活塞伸出，推动后折盖板升起，当纸箱完全经过后折盖控制开关时，后折盖控制开关复位，此时气缸活塞收缩，后折盖板落下，压住纸箱后盖，纸箱两侧盖在摆杆作用下完成侧盖折盖动作，即可完成折盖封箱目的。折盖顺序为：前盖、后盖、左右侧盖。当箱体运行至刀架位置时，箱体将刀架和前胶带压轮压退位，而后胶带压轮在四杆机构的作用下与前胶带压轮保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上。当箱体的后部离开刀架时，前胶带压轮由于四杆机构的作用与后胶带压轮的运动一致，而刀架受弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。当箱体运动至离开后胶带压轮时，后胶带压轮也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后段封箱任务。该论文详细说明了本次封箱机设计的步骤及其依据。包括设计方案的选择、电机的选择、工作台部件的设计、折盖封箱部件、顶式部件设计和刀片的设计。关键词：封箱机；四杆机构；工作台部件；刀架部件；刀片设计；折盖封箱部件；折盖顺序AbstractThis topic is the design of case erector, using both sides of friction tape drive to seal box scheme, sealing, economic, fast, stable. The design of the automatic folding cover sealing machine, can according to the carton size, adjust the width and height by induction device, stand-alone operations, also with the use of automated packaging lines matching. When working, the carton from machine input into (the top of the box sealing cover should be erected by the conveyer belt drives), when let go, when the carton folding cover after the encounter, control switch, push the cylinder piston out, folded plate rise, when the carton completely after folding cover the control switch, control switch after folding cover reset, the cylinder piston shrinkage, folded plate down, the box cover, box cover on both sides of the swing rod completed under the action of the side cover folding cover action, can complete the folding cover sealing purpose. Fold cover order: front cover, back cover, left and right side cover. When the operation to the rest position, the box will rest and tape pressing wheel pressure to resign, then tape pressure acting on the four bar mechanism with the tape pressing wheel wheel keep synchronous movement to abdicate, and make the tape and cardboard box in front of the paste with sealing. As the body forward, constantly taking tape sealed in the box. When the rear part of the box body left the rest, before the tape pressing wheel due to motion consistent tape pressing wheel four bar mechanism and tool, and acting, spring return bounce, cut off the adhesive tape. When the movement to the left after the tape pressing wheel, tape pressing wheel also due to adjustable spring return and reset, so that even in the case the last tape affixed to the box body, box sealing task completed section. This paper details the steps and the basis of this sealing machine design. Including the choice of design, motor selection, workbench component design, folding cover sealing parts, the top part design and blade design.Keywords: sealing machine; four bar mechanism; table part; turret components; blade design; bending cover sealing cover folding sequence compon目录1绪论11.1课题背景11.2封箱机的作用11.3包装箱封口机械的发展状况22毕业设计任务书32.1设计的内容32.2封箱机的技术参数32.3设计任务42.4基本要求42.5注意事项43 机构选型43.1传送机构设计方案43.2折盖机构设计方案63.2.1机构原理的设计方案63.2.2 机构具体位置的设计方案63.3封箱机构设计方案73.5传送机构设计方案的确定83.6折盖机构设计方案的确定83.6.1折盖机构具体位置的确定83.6.2折盖机构的机构原理确定83.7封箱机构设计方案的确定93.8调节机构设计方案的确定94封箱机的整体设计104.1封箱机的基本结构104.2自动折盖封箱机的工作原理114.3工作台部件114.3.1 机架设计114.3.2 实现摩擦带之间的宽度调节144.3.3 箱高度的调节154.4 辊轮的固定154.5 侧面传动机构设计164.5.1侧面传动过程164.5.2 电动机的选择164.5.3 传动方案的选择174.5.4 带轮的结构形式和选择184.6刀架部件设计184.6.1 工作原理184.7刀片的设计194.8 折盖机构设计205 机构建模215.1非标准件建模215.2 标准件建模225.3机构总体装配过程235.4机架系统的装配255.5传动系统装配265.6机头升降系统的装配285.7折盖系统的装配305.8封箱系统的装配316机构仿真336.1 机构仿真配置336.2传动机构仿真配置336.3折盖机构仿真配置356.4封箱机构仿真配置376.5 调节机构仿真配置387有限元分析39总结42致谢43参考文献44附录A45附录B49辽宁工程技术大学毕业设计1绪论1.1 课题背景随着科学技术的不断发展进步，各种食品加工品的出现，对包装技术和包装设备都提出了新的要求，包装机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。包装机械竞争日趋激烈，而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包装设备越来越受到行业的青睐。工艺流程自动化程度越来越高。自动化技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，提高生产率、设备的柔性和灵活性，增加机械手以完成复杂的包装动作。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的质量。不久包装机械即将创新新兴行业。191.2 封箱机的作用现代工业（如食品、轻工、医药、化工、电子和国防等）生产中，主要包括原料处理、车间加工和产品包装，其中产品封口包装成为非常重要的环节。包装箱封口机械是使产品实现机械化、自动化的根本保障，它为包装工业提供先进的技术设备，在现代工业生产中起着重要的作用。1提高生产率提高生产率是包装封箱口机械的重要作用。如国内某些公司生产的全自动包装箱封口机的生产率可达50箱/min，这是手工包装箱封口无法比拟的。2改善劳动条件如采用包装箱封口机械来包装硫酸等危险品时，既提高了生产效率，又改变了劳动条件，避免工人与硫酸直接接触，使操作安全。3降低产品成本如采用包装箱封口机械包装液体、粉状物品时，可减少液体外溢、粉尘飞扬等现象的发生并减少和防止产品的散失，既节约原材料，使产品成本降低，又能保护环境。4提高产品质量如采用包装箱封口机械包装药品、食品时，避免了产品与人手的直接接触，加强了对产品的保护和产品卫生；另外，由于包装箱封口机械的设计精度高，保障产 品的外观整齐、封口严密，提高了产品的包装质量，增强了市场销售的竞争能力。1.3 包装箱封口机械的发展状况1我国包装箱封口机械概况随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，食品包装机械包装技术的前景十分乐观。近年来，国家加大了对食品和药品质量和安全的监督力度，对食品的生产加工包装技术都提出了新的要求。一批食品生产企业先后投入资金进行包装设备的技术改造和生产技术的创新，在一定程度上提升了我国食品行业的水平和市场竞争力。尽管我国食品包装机械包装技术的水平有了提高，但是我国的食品包装机械包装技术与发达国家的相比还是明显处于弱势。我国包装机械行业30%左右的企业存在低水平的重复建设。这种状况不但浪费了有限的资金、人力等重要资源，还造成了包装机械市场的无序混乱，阻碍了行业的健康发展，制约了我国中小食品企业包装机械的升级换代和包装技术的创新。 我国的食品包装机械多以单机为主，科技含量和自动化程度低，在新技术、新工艺、新材料方面应用的少，满足不了我国当前食品企业发展的要求。一些食品企业为了技术改造，不得不花费大量的资金从国外引进一些技术先进的、生产效率高、包装精度高的成套食品包装生产线，导致很大一部分国内的市场份额被国外品牌所占领。我国的食品包装机械发展空间依然广阔，食品包装机械包装技术的水平有待提高2。 2国产包装机械与国际的主要差距（1）生产效率低、能耗高、稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和配套件寿命低，国产的气动件和电器元件质量差。比如河南星火包装机械有限公司就在参照国外先进包装机技术的基础上，进行改造和创新产品，星火牌系列的灌装机上的气动部分均采用德国FESTO和台湾AirTac的气动元件。（2）控制技术应用得少。比如远距离遥控技术、步进电机技术、信息处理技术等。专家指出，世界上德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。其中，在美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司(EJF)生产的液体灌装机，一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动泵式灌装。就是说，任何黏度的液体，只要通过微机控制来改变灌装方式就可以实现。近几年来，这种技术在国内出现了，比如江苏群杰包装机械厂、广州澳特包装机公司等等2。2毕业设计任务书2.1 设计的内容根据技术参数设计工作台部件、导带宽度、下刀架固定位置等，选择合适的电动机设计侧面传动部件，并计算所需的其他部件并校核是否满足工作要求。按工作准确性和合理性、稳定性、高效性设计刀架部件和刀片形状。利用所学机械原理知识，参考现有产品，设计一种能完成封箱的机构，并利用Solidworks、AutoCAD等软件设计出机构的三维模型，然后实现机构的运动仿真以及参数测量及分析等。2.2封箱机的技术参数1电机功率：2120W 2生产率：18箱分钟3封箱尺寸：L150-480 W200-480 H200-480（mm）4胶带尺寸：48-80（mm） 牛皮纸胶带、BOOP胶带5.机器尺寸：L1810mm x W1370mm x H1550mm 6.毛重/净重：250kg/200kg2.3设计任务1相关外文资料翻译和查找搜集相关技术资料2撰写开题报告；3根据给定的技术参数，确定机器的执行机构，设计机器整体结构；4撰写设计说明书；5绘制总装图、部装图和零件图；2.4 基本要求1结构简单，制造容易；2操作、维护方便、安全；3适合酒类和液体饮料生产包装线上使用；2.5 注意事项1在设计开始前，应认真研究题目，明确设计要求，阅读参考资料，了解它们大体内容，以便需要时查阅；2.对设计方案及结构，设计小组应进行讨论对比，以明确优劣正误，取长补短，改进设计；3设计草图完成后，应交指导教师审查后再修改加深；4设计说明书应按规定格式编写，连同所绘图纸交指导教师审查认可后方可呈交；5认真做好准备，进行设计答辩；3 机构选型3.1传送机构设计方案方案一间歇式传送：表3-1间歇式传送机构选型Table 3-1 the intermittent transmission mechanism type selection机构示意图说明槽轮机构槽轮由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。主动拨盘以一定角速度匀速转动。当主动拨盘上的圆销没有进入槽轮的槽中的时候，槽轮上的内凹锁止弧被拨盘外凸的锁止弧卡住，槽轮静止；当主动拨盘上的圆销进入槽轮的槽中的时候，拨盘锁止弧与槽轮锁止弧分离，拨盘拨动槽轮转动，直到圆销与槽轮的槽脱离为止。如此循环实现槽轮的间歇运动。曲柄连杆机构该机构实际为双曲柄机构，中间连杆在曲柄的带动下可以实现杆上任一点轨迹为圆的运动，依靠连杆上的特殊结构来推动其上物品，实现间歇式的传送。其他可以实现间歇式运动的其他机构还有：不完全齿轮，曲柄摇块机构等，再次为考虑选用，故不作详细说明。方案二连续式传送：直接依靠变速系统输出的运动带动传送带实现连续的传送。变速系统通过带传动、齿轮传动、以及链传动实现。3.2折盖机构设计方案3.2.1 机构原理的设计方案折盖机构的功能是折下纸箱盖，分为折纸箱后盖机构，折纸箱前盖机构，折纸箱后盖机构。折纸箱后盖机构要求输出的运动是实现摆杆输出运动为一定角度的往复式摆动，并且在两个极限位置都要停留一定时间，以保持箱盖在被封住以前不会因为纸板弹性而回弹。所以选取折纸箱后盖机构的输入运动为直线运动。折纸箱前盖机构不需要设计专门的机构，可利用纸箱的运动，依靠固定结构把它压下去。折纸箱侧盖由两个成角度的压杆固定在执行那个运动的前方，同样利用纸箱的运动，依靠压杆将两个侧盖压下去。折后箱盖机构在折前箱盖机构前面工作，然后由侧面压杆放平侧面箱盖，由胶带封装。表3-2 机构原理选型Table 3-2 institutions selection principle机构示意图说明连杆机构a右边直动的连杆作为本机构的主动件，与凸轮从动件刚性连接，实现左边摆杆的摆动。连杆机构b3.2.2机构具体位置的设计方案折盖机构是需要由气泵提供运动输入的，所以其在系统中的位置对传动系统的选择有很大影响，折盖机构可以放置在侧面传动机构两侧，或滑动梁上方。3.3 封箱机构设计方案封箱机构的具体功能是使封箱胶带把纸箱封住，并且切断胶带，然后回到初始状态等待下一次工作。机构主要依靠纸箱的运动，滚轮的滚动和弹簧的回复力压紧胶带，在纸箱通过各个机构后，机构依靠弹簧的弹力恢复初始位置。运动过程为abcd。具体方案示意图如下图3-1： a b c d图 3-1 封箱机构示意图Figure 3-1 sealing mechanism3.4 调节机构设计方案考虑到实际中纸箱的尺寸是千变万化的，为了使装置在一个较大的范围内具有一定的通用性，加入调节机构，调节机构的作用是调节装置各部分之间的距离，以满足不同高度和宽度的纸箱进行封箱。3.5 传送机构设计方案的确定间歇式传送的一个很大的好处是可以配合其他装置进行有规律的加工，但若电机转速不变，其每次传送距离与停留时间是固定的，考虑到现实中纸箱尺寸的不确定，在这里选取间歇式传送机构已无多大意义，因为若纸箱尺寸改变，则不能保证装置可以正常工作。并且间歇式的传送工作效率较低，不能满足快速封箱的要求。因此，传送机构选择连续式传送。运动由电机提供依次经过带传动传递到侧面传送带上。3.6折盖机构设计方案的确定3.6.1折盖机构具体位置的确定因为纸箱尺寸不确定，即折盖机构的具体位置不确定，折纸箱后盖机构采用气泵提供动力，气泵的放置位置需要考虑。若将折盖机构置于两侧，则需要设计传动系统把运动传递到两侧，这样会多出一部分零件，使成本增加。因此选取方案把折盖机构置于上方，这样传动系统会简单很多。但是也有缺点，摆杆的运动不在是在水平面中的摆动，而是在竖直平面内，这样会使很多零件承受的力增大很多，因此在材料选用时，尽量选择较轻的材料。若要采用在两边布置折盖机构的方法，则必须在使各机构间有足够的位置容纳下纸箱的前提下使摆杆的长度可调，但是这样会使用到四个摆杆，每一个都需要根据尺寸的改变来调节，给使用者带来很大不便。因此选取折盖机构置于工作台上方。3.6.2 折盖机构的机构原理确定连杆机构a在机构运动过程中有死点存在，在设计计算时较麻烦，并且在使用过程中由于磨损，可能会再次出现死点，因此不予选用。连杆机构b在这里选用比较合适利用气缸连接摆杆实现摆杆摆动。在运动状态改变时，如摆杆开始运动和有运动到停止时，很多零件承受的力可能较大。但在这里摆杆选用轻质的材料，因此可以考虑选用该机构。在仿真后对其优缺点可以进行更深入的分析，以优化设计方案。3.7封箱机构设计方案的确定上面设计的封箱机构的方案存在缺陷，不适用于任意长度的纸箱，因为它用的是纸箱的前端推动切断胶带的连杆，而切断胶带的位置是在纸箱的后端，这一段长度是固定的，因此它不具有通用性，需要进行改进，既然胶带是在后端切断，那么就用纸箱后端来控制胶带的切断，这样就与纸箱的长度无关了。改进的方案简图如下图3-4:图3-2 改进封箱机构示意图Figure 3-2 improve sealing mechanism schematic diagram纸箱从左向右运动，先推动转轮1，转轮3会跟着转轮1一起运动，把刀片抬起；然后转轮2被推着运动，胶带被贴在纸箱上面，匀速继续向前，当纸箱后端通过转轮1时，转轮1不会向下运动，因为转轮3还在纸箱上方，转轮2也不会向下运动，当纸箱后端通过转轮3时，转轮1和转轮3带动刀片向下运动，而这时转轮2和转轮4并没有回到初始位置，用弹力使胶带被切断，当纸箱完全通过时，机构回到初始状态。如此就可以不受纸箱长度的限制而实现封箱的过程。3.8调节机构设计方案的确定调节机构选用气泵提供动力，推动气缸伸缩。当纸箱通过工作台，由感应装置接受纸箱的宽度和长度信号，确定为自动调节，因为气泵控制精确，操作简单，安全可靠，污染小。所以选用气泵调节以适应不同纸箱的规格。4封箱机的整体设计4.1 封箱机的基本结构该图为我设计的封箱机的整体结构图，是根据相关材料绘制出来，图4-1：图4-1 封箱机的整体结构图Figure 4-1 sealing machine overall structure1一自动折盖机构 2一刀架机构 3一侧面传动机构 4一工作台 5一飞机头机构4.2 自动折盖封箱机的工作原理如图4-1所示，该机由工作台、侧面传动机构、自动折盖机构、飞机头机构、刀架等组成。通过两台电动机驱动，分别带动侧面传动机构的两根摩擦带运行。两根皮带和工作台上的辊轮平台以及顶式机构挂件上的定位轮组成箱体轮廓空间，在箱体进入该空间后，皮带带动箱体前进。前箱盖经压舌架自动弯曲，后箱盖在纸箱进入封箱机托辊时，有一检测信号（光电信号）通知折后盖气缸动作，由折盖摆杆将其折弯。纸箱继续向前运动，左、右箱盖经过压杆自动向中间折弯，箱体前端将刀架和前胶轮压退位，使胶带开始与箱体贴合。箱体离开刀架时，刀架受弹簧弹力作用，复位弹起而切断胶带。同时后胶带压轮受回位弹簧力作用而复位，使封箱后的胶带末端同纸箱贴牢。箱体离开封箱机，完成一个纸箱的胶带封箱任务。4.3 工作台部件工作台是胶带封箱机的基础，其高度可调。工作台上的11条辊轮本身无动力驱动。箱体在辊轮形成的面上滑过，完成封箱进入下一个设备。4.3.1机架设计1机架设计准则（1）工况要求任何机架的设计首选必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转、机架的外形或内部结构不至于有阻碍运动件通过的突起、设置执行某一工况必须的平台、保证上下料的要求、人工操作的方便安全等。（2）刚度要求必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。例如机床零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度；在齿轮减速器中，箱壳的刚度决定了齿轮的啮合性及运转性能。（3）强度要求对于一般设备的机构，刚度达到要求，同时也满足了强度的要求。但对于重载设备的强度必须引起足够的重视。其准则是，在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的受力都不大于允许应力。此外，还要满足疲劳强度要求。对于某些机器的机架尚需满足振动和抗震的要求。例如振动机械的机架、受冲击的机架、考虑地震影响的高架等。（4）稳定性的要求对于细长的或薄壁的受压 机构及受弯-压结构存在失稳问题，某些地壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大，设计时必须校核。2机架设计的一般要求在满足机架设计前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。（1）机架的重量轻、材料选择合适、成本低。（2）结构合理，便于制造。（3）结构应使机构上零部件的安装、调试、修理和更换都方便。（4）结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由于温度变化引起的变形应力小。（5）抗振性能好。（6）耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。3设计步骤取最大封箱尺寸L500、W480、H480进行设计。（1）初步确定机架的形状和尺寸。机架高度根据人机工程学，让人不感觉到疲惫，而且效率高，初步确定为750mm。机架宽度应满足三个纸箱的长度，初步确定为1500mm。机架宽度确定需要根据两个摩擦带之间的最大距离1370mm。确保机构能正常的运转。（2）根据机架的制造数量，结构形状及尺寸大小，初定制造工艺。初定采用钢板，采用机械加工，加工到精确的尺寸。（3）分析载荷情况，载荷包括机架上的设备重量、机身本身重量、设备运转的运动载荷等。封箱机主要是封装纸箱，质量轻，无重载荷，不用分析载荷情况。（4）确定结构的形式。采用钢板结构，用螺栓对钢板进行联接。（5）结构如图4-2：图4-2机架结构图Figure 4-2 frame structure（6）根据机械设计手册里的公式，确定本机架结构所允许的挠度和应力。（7）进行计算确定尺寸。最终组装机架的尺寸为L1810mm、W1370mm、H745mm。参照上所说设计准则和要求，根据包装封口机的工作要求和受理情况，封口机机架应该选择板结构金属机架，其材料选择钢板。4.3.2 实现摩擦带之间的宽度调节为适应各种纸箱的宽度，两摩擦带的宽度在200-480mm范围内可调节。摩擦带装置之间的距离由气缸活塞杆伸缩来确定，在机体的两边放有四个气压缸，由气泵控制。摩擦带固定在横梁上，横梁滑动改变摩擦带的宽度。当纸箱放上工作台，由感应装置发出信号使气压缸工作，于是两摩擦带装置靠拢或向两边分开，以适应不同的箱体宽度。如图4-3：图4-3宽度调节结构图Figure 4-3 width adjusting structure4.3.3箱高度的调节为适应不同生产线的要求，工作台的高度可通过4根活塞杆螺栓连接滑台来调整飞机头上下移动，达到调整高度的目的。可调范围是200mm。4根活塞杆由气泵控制，均匀分布，共同升降，调节起来特别容易。采用这种设计，具有简单、方便、干净的优点。纸箱的高度规格为200-480mm，机架高为745mm，飞机头的上滑动梁的升降范围是由气压缸的行程距离决定的，通过确定气缸的行程，确定封箱机高度为1455mm。如图4-4：图4-4高度调节结构图Figure 4-4 height adjustment structure4.4辊轮的固定辊轮由实心内轴和空心外轴构成，内轴和空心轴之间装有轴承，内轴的两端固定在工作台的支架两侧。由于只起支承作用，所需要的力较小，因此选择实心轴的直径d=10mm，选用深沟球轴，因为深沟球轴承的当量摩擦系数小，再高速转动时可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内外圈轴线偏斜量，可采用大量生产、价格低、使用经济。4.5 侧面传动机构设计4.5.1侧面传动过程在每组摩擦带机构上都有独立的电机等驱动元件。接通电源，电动机通过减速器后的转矩通过联轴器传给主动轴，带动主动轮旋转，带动皮带不停地运动。 皮带表面有粗糙的齿纹，两侧的皮带距离调至夹紧通过的箱体，在皮带不停转动的同时，伴随底部辊轮的滚动，将纸箱向前匀速供送。再供送的过程中，完成封箱并将其输送到下面的工序。如图4-5：图4-5侧面传动结构图Figure 4-5 side transmission structure 4.5.2 电动机的选择根据包装箱封口机的工作地点和环境要求，并且根据在纸箱封口过程中所受力很小，主要是靠摩擦力来实现箱体的运动。根据给定要求是120W电动机，确定选取微型电机。因为对电机要求不高因此选取A02、B02、C02、D02系列分马力异步电动机。A02、B02、C02、D02系列分马力电动机异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修方便及技术经济等、指标先进等优点。A02系列为三相电机，广泛应用于各种机构传动。B02系列为单向电阻启动电动机，仅适用于对启动转矩要求不高的场合。如小型机床、鼓风机、医疗器械等。C02系列为单向电容启动电动机，启动转矩较大，适用于要求满载启动的机械设备，如空气压缩泵、冰箱、特殊医疗机械等。 D02系列为电相电容启动电动机，其功率因数较高，运转匀稳。适用于风扇、医疗器械等启动转矩不高的场合，该系列电动机不适合做空载转动。由以上比较可得出应该选择A02系列电动机比较合适。在包装箱封口机械中要求电动机是卧式的，因此，选择IBM3型电动机，此型电动机有底座、端盖上无凸缘，即要求卧式安装。查表选用电动机AO2-5622，电动机的额定功率为120W、电压380V、频率50HZ、转速1440r/min. 根据电机转速及效率要求可确定各级传动比。4.5.3 传动方案的选择由第2章知包装箱封口机的实际生产率为18箱，最大封箱长度为480mm。由上一节知电动机的转速为1440r/min。则工作带的带速：根据包装箱封口机工作的综合情况考虑，取带轮的直径由得由于传动比很大，应该选择蜗轮蜗杆传动17。4.5.4带轮的结构形式和选择V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐结构不同，V带轮可分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。V带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径为(d为安装带轮的轴的直径，mm)时，可采用实心式；当时刻采用腹板式；当同时，时，可采用孔板式；当事，可此用轮辐式，在选择电动机时，由于电机轴的直径很小，又由于胶带封口机所需的动力较小，所以选择轴径d为10mm足以满足工作要求，选择带轮的基准直径为100mm，因此带轮型式应为腹板式。根据尺寸要求，校核要求，确定皮带轮直径为104mm。4.6刀架部件设计该机构是为了完成纸箱的顶面和底面的封口和胶带切断任务。由于是胶带封箱机封箱质量的关键部件，要求：1要确保其工作的准确性和合理性。2要确保其工作的稳定性。3要确保去工作的高效率。4.6.1 工作原理在当箱体进入工作空间后，箱体在侧面的齿将皮带的摩擦力作用下前进。当运行至刀架位置时，箱体将刀片架和胶带压轮1压退位，而胶带压轮2在四杆机构的作用下与胶带压轮1保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上。当箱体的后部离开刀片时，胶带压轮1由于四杆机构的作用与胶带压轮2 的运动一致，而刀片架受小弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。当箱体运动离开胶带压轮2时，胶带压轮2也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后段封箱任务。如图4-6：图4-6 刀架结构Figure 4-6 tool carriage structure4.7刀片的设计通过查阅胶带自动封箱机的结构设计，为了确保刀片对胶带的切断的可靠性, 确保一次性切断胶带, 刀片设计如图3-8所示。胶带在切断前被绷得很紧, 只要断口处有一点先被切破, 断口就会迅速扩大, 直到全部断开。为了增强切断瞬间的压强的作用效果, 设计刀齿的排列有一定的斜度, 其斜度为 3从而使瞬间的接触面积大大减少, 尽可能地, 使刀片一次性切断胶带。如图4-7：图4-7胶带刀片图Figure 4-7 tape blade figure4.8 折盖机构设计折盖机构由侧折盖装置，前折盖装置，后折盖装置组成。侧折盖装置由固定块和两个折侧盖压杆组成，被固定在上横梁的正前方，当纸箱在摩擦带的带动下，纸箱两侧的折盖被压杆压下，匀速直线通过封箱装置。前折盖装置由固定在飞机头上的折前盖架，依靠纸箱向前运动折下纸箱前盖。后折盖装置功能是折下后纸箱盖，要求输出的运动是实现折后盖摆杆输出运动为一定角度的往复式摆动，并且在两个极限位置都要停留一定时间，以保持箱盖在被封住以前不会因为纸板弹性而回弹。该封箱机采用气动装置推动折后盖摆杆升降。把纸箱从机台输入端推入（箱子顶部的封口盖须竖起），被输送带带动时松开手，当纸箱碰到折后盖摆杆控制开关时，气缸活塞伸出，推动折后盖摆杆上升，当纸箱完全经过折后盖压杆控制开关时，折后盖压杆控制开关复位，此时气缸活塞收缩，折后盖压杆落下，压住纸箱后盖。如图4-8：图4-8折盖机构图Figure 4 to 8 fold the cover body figure5 .机构建模5.1非标准件建模如图4-1a中所示的零件是通过简单的从二维到三维的方式建立模型，首先选择一基准面，然后使用草图工具栏（图5-1b）上的工具绘制草图，完成草图绘制后使用特征工具栏（图5-1c）上的工具完成二维到三维的建模，有时还需要用到“特征工具 栏”上的参考几何体命令建立基准面、基准轴等等。abc图5-1 非标准件建模图Figure 5-1 non-standard modeling figure5.2 标准件建模Solidworks的Toolbox插件中提供了上百万种标准件，所以使用Toolbox插件可以快速的生成标准件，如齿轮、轴承、螺栓、销钉等等。本次建模使用Toolbox生成了除电机、齿轮以外的几乎所有标准件。电机模型来自网络上的零件库。以螺栓为例，具体的生成过程如下。首先还是装入Toolbox插件，在这里一起装入“Solidworks Toolbox Browser”，在Solidworks右边的设计库中依次展开“Toolbox”、“GB”、“螺栓和螺钉”、“六角头型螺栓”，如图5-2a，然后在选好型号的螺栓上点击鼠标右键，选择生成零件，然后在左边“设置零部件”中设置参数，如图5-2b，然后确定，生成零件后另存为。图5-2 设计库图Figure 5-2 library design5.3机构总体装配过程在Solidworks中，装配要先新建装配体，然后点击装配体工具栏上的“插入零部件按钮”插入零件，如果是打开的零件，就会自动出现在左边的特征管理器中，如果需要的零件没有打开，则点击下边的“浏览”按钮，从弹出的窗口中选取想要的零件，然后确定，用鼠标把零件放置在想要的位置，这就是零件装入的过程，如图5-3所示。图5-3 机架装配图Figure 5-3 frame assembly drawing在Solidworks中，零件的装配是通过选取实体上的“点”、“线”、“面”，再加上相应的配合关系来实现装配的。各种配合关系如图5-4图5-4 配合关系图Figure 5-4 match the diagram因本次装配的零件数量达到200个，所以不一一说明装配过程，通过以下各部分爆炸图及装配图来表达装配过程。5.4机架系统的装配因总体装配较复杂，所以各部分与机架分开描述。机架爆炸图及装配体如图5-5。图5-5 机架爆炸视图及装配体Figure 5-5 frame exploded views and assembly机架系统零件明细表如图5-6，其中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。图5-6 机架明细表Figure 5-6 fixture list5.5传动系统装配传动系统爆炸图及装配体如图5-7图5-7传动系统爆炸图及装配体Figure 5-7 transmission system explosion diagram and assembly传动系统传动机构明细表如图5-8，其中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 图5-8 传动机构明细表Figure 5-8 schedule of transmission mechanism5.6机头升降系统的装配飞机头升降系统爆炸图及装配体如图5-9图5-9 飞机头升降系统爆炸图及装配体Figure 5-9 plane crashed head lifting system diagram and assembly飞机头升降系统传动机构零件明细表如图5-10，其中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。图5-10 飞机头升降系统传动机构零件明细表Figure 5-10 aircraft head lifting system transmission mechanism parts list5.7折盖系统的装配折盖系统爆炸图及装配体如图4-11图5-11 折盖系统爆炸图及装配体Figure 5-11 fold the cover system explosion diagram and assembly折盖系统零件明细表如图5-12，其中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。图5-12折盖系统零件明细表Figure 5-12 fold the cover parts list system5.8封箱系统的装配封箱系统爆炸图及装配体如图5-13图5-13 封箱系统爆炸图及装配体Figure 5-13 sealing system explosion diagram and assembly封箱系统零件明细表如图5-14，其中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。图5-14 封箱系统零件明细表Figure 5-14 sealing system parts list6.机构仿真6.1 机构仿真配置使用运动分析仿真必须要首先启用“Solidworks Motion”插件，启用方法与“Toolbox”一样。然后在仿真类型中选取“Motion分析”，然后进行各种仿真的配置。在这里因为受电脑性能的限制，只能进行局部的分别仿真。在仿真前需要检查模型之间有无干涉（这里要排除螺纹紧固件之间的干涉，因为在软件中这部分尺寸本来就是干涉的），如果有需要重新配合检查，直到没有为止，否者在仿真的过程种可能出现错误的结果。干涉检查如图6-1。图6-1 检查干涉Figure 6-1 check interference各部分仿真中都要设置好运动时间，以保证完成想要的整个运动。6.2传动机构仿真配置传动机构的仿真配置有添加马达、表面接触和阻力矩。添加马达转速为1440r/min；在这里主要看齿轮的仿真，所以只设置了两对齿轮的表面接触，表面接触可以设置材料、摩擦和弹性系数，在这里设置材料为带润滑的钢，其他使用了默认值；然后在传动系统的最末端加上了大小为100Nm的阻力矩。设置过程如图6-2a，6-2b,6-2c。图6-2a添加马达Figure 6-2a add motor图6-2b设置表面约束Figure 6-2b surface constraint set图6-2c设置力矩Figure 6-2c set torque6.3折盖机构仿真配置折盖机构的仿真是仿真中最复杂的过程，主要是纸箱运动是添加直线马达，还要添加摆杆旋转马达以及摆杆旋转马达开始运动的时间和工作的时间，这通过时间轴来控制；在这里要保证纸箱运动速度和折盖机构速度配合好，为了仿真效果较好，选取了折盖所用的伺服电机速度为10r/min，设置为纸箱后端距离机架前端为300mm时，伺服电机启动，所以选择纸箱运动速度为200mm/s，因为折后箱盖的杆，长度为400mm，要保证箱盖运动到其范围内才开始动作，并且要在纸箱离开之前完成动作，所以以此确定了各个速度。如图6-3a,6-3b,6-3c。图6-3a添加纸箱运动的直线马达Figure 6-3 add a carton movement of the linear motor图6-3b添加摆杆运动的旋转马达Figure 6-3 b add swinging rod movement of the rotating motor图6-3c 控制旋转马达运动时间Figure 6-3c control rotation motor sports time6.4封箱机构仿真配置封箱机构的仿真配置也是比较复杂的部分，同样要添加纸箱运动的直线马达，以及要设置纸箱与滚轮的表面接触，除此之外，封箱机构的仿真还需要添加弹簧，这里只添加了两处，并且未考虑阻尼（因为添加阻尼后会报错）。具体配置过程如图6-4a,6-4b。图6-4a机芯大板弹簧添加Figure 6-4 a movement big plate spring to add图6-4b机芯小板弹簧添加Figure 6-4 b movement to add small plate spring6.5 调节机构仿真配置调节机构的仿真比较简单，只需要添加八个直线马达以及设置好时间，本来为得到有关力的参数还需要添加表面接触，但是限于电脑性能，放弃了这部分内容，马达的添加方法与图6-3a中的一样。具体配置过程如图6-5a,6-5b。图6-5a 添加封箱高度调节机构直线马达Figure 6-5 a add sealing height adjusting mechanism linear motor图6-5b 添加封箱宽度调节机构直线马达Figure 6-5 b add sealing width adjusting mechanism of linear motor7.有限元分析在Solidworks中可以通过仿真中的动态数据来进行有限元分析，但是受限于电脑性能，所以只能进行单个零件的有限元分析。由于封箱机的的整体机构对强队要求不高，但是封箱机构各个零件必须保证强度，所以在这里选取了封箱机构所用前架进行有限元分析。之所以选取它是因为，它是采用单侧设计，而不是以前的对称设计，强度相对减小了，同时承受两个相反方向的负载，并且设计其结构时，并没有考虑到负载因素。所以想对其进行分析以优化设计。在分析时对其配置如下图8-1：图8-1受力分析配置Figure 8-1 force analysis configuration中间孔固定铰链固定，在上面连接中间杆孔表面加上力为40N，方向向左，在下面放滚轮的孔表面加上力为30N，方向向右，并没有考虑到运动过程中的冲击。选取的材料为碳钢板，其他细节可见附件中有限元分析文件夹下文档。其结果如下图8-2：图8-2（合金钢）有限元分析结果Figure 8-2 (alloy) finite element analysis results通过有限元分析知道，提高零件的性能，可以通过改变材料和结构等，选用较好材料是很方便的选择，但是若在对零件的重量或其他性质有要求的场合，材料的选择受到了限制，这时就可以从结构上进行优化。所以在工程实际中通过对零件的有限元分析，然后综合考虑各种因素，对零件进行优化可以在满足要求的前提下，使零件的成本更经济，这在实际应用具有非常重大的意义。总结毕业设计是对我所学知识的一次大的总结，在设计之前，我收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的，还有很多关于设计课题方面的图片，在设计工作开始时，只有对课题研究的内容充分地了解，才会有设计目的和方向；所以收集、查阅有关文献资料是必要的。通过查资料让我学到了许多上课学不到东西，有时候一个问题，一个零件 ，一个设备的原理，让我惊叹不已，让我走进了机械的殿堂。收集有关资料的时候，不仅使我对封箱机械发展现状及发展趋势、设计的具体思路等有了更多，多各种封箱机械型号有了更多的了解。本次设计我用solideworks软件三维建模，装配，绘制图纸，让我感觉未来设计的趋势，就是三维软件建模，应力分析，图纸绘制的过程，更直观的去做设计，使自己的想法能以三维立体的形式表达，直观易懂。毕业设计的目的主要是培养我们运用所学理论知识和专业知识来分析和解决机构设计中所出现的一系列问题。本次的设计是几年来学习过程中涵盖面最广的一次设计，它不仅体现了我们对机构的设计，更重要的是对我们几年来所学知识应用到了实践，使我明白了在今后设计过程中的一般步骤和方法。通过本次设计，我学会了如何对进行合理分析。同时，在本次设计过程中同时了解了如何编写技术文件，正确使用设计手册。更培养了我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作态度，从而实现了从一名学生到工程技术人员的过渡。致谢本次设计让我受益匪浅，各方面的能力都有了提高。但由于本人设计能力有限，再加上实践能力和经验不足，设计中难免有不足之处。但通过设计使我各方面的能力都得到了很大提高，为今后工作和学习奠定了坚实的基础，我认为这才是最重要的。在此我必须感谢我的指导老师丛老师对我的指导，不仅在学习上还是生活上，都给予我极大的支持，是今后我学习的良师益友，多谢老师的帮助和指导。参考文献1 刘武等胶带自动封箱机的结构设计文章编号: 1005-2895( 2001) 01-0018-03.2 汪在文世界包装机械的发展趋势J中国包装工业，2005，105-103 屈能胜我国食品包装机械发展综述J轻工机械，2005年，2：2-44 付又香我国食品包装机械的现状与发展趋势分析J湖南人文科技学院学报，2009，02：1-35 杨福馨包装机械发展趋势及我国包装机械特点与优势J中国包装工业，1994，05：8-106 吴宗泽机械设计实用手册M北京：化学工业出版社，2003.3：28-797 彭文生机械设计M北京：高等教育出版社，20028 雷伏元自动包装机械原理M天津：天津科学技术出版社，2009，6：203-2559 杨晓清包装机械与设备M北京：国防工业出版社，2009.3：108-15210 赵淮包装机械选用手册M北京：化学工业出版社，2007.7：36-7711 金国斌，张华良包装工艺技术与设备M北京：中国轻工业出版社，2009.1：178-19612 张新昌包装概论M北京：印刷工业出版社，2007.6：1-2013 黄颖为包装机械结构与设计M北京：化学工业出版社，2007.7：108-12814 孙智慧，徐克非包装机械概论M北京：印刷工业出版社，2007.6：76-10115 高德包装机设计M北京：化学工业出版社，2005.6：120-16716 孟宪源，姜琪编著机构构型与应用M北京：机械工业出版社，2004.7：1-5617 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版社，2002第三版18 包装机械结构参考图册编写组编包装机械结构参考图册M上海科学技术出版社1981：111-18319 Structure Design of an Automatic Adhesive Tape Sealer2011 Mona Popa， Nastasia BelcPackagingJFood Safety，2008.9：3-720 李大磊、赵玉奇、张志林.Solidworks高级功能与工程应用M.北京：北京邮电大学出版社,2009,133-239.21(美)Solidworks公司.Solidworks高级教程：高级装配(叶修梓、陈超祥译)M.北京：机械工业出版社，2007,1-12022 颜鸿森.机械装置的创造性设计(姚燕安等译)M.北京：机械工业出版社，2006附录A论药品包装机械的概念设计 近年来，由于我国经济形势的持续高涨和国家对制药行业强制性推行GMP(药品生产质量规范)认证制度，药品包装机械取得了长足的进步。新产品日益增多，技术水平有了很大的改进。但与国际水平相比还存在着很大的差距，近60%的产品达不到发达国家上世纪80年代的水平，先进大型的设备主要依赖进口。我国药品包装机械的低技术水平在很大程度上是由我国企业设计人员低水平设计引起的。一、我国药品包装机械现状分析我国药品包装机械与国际先进水平相比尚有较大的差距.国产药品包装机械设计上主要存在以下几点不足：1) 机械性能落后，国产药品包装机械大多精度低、速度慢、平稳性差。包装机械运转过程包含大量复杂的间歇式运动，主要由凸轮、连杆来实现。然而许多设计人员不会根据工作循环图和精度要求独立设计计算凸轮连杆机构的运动学和动力学参数，只是简单的把国外样机的凸轮连杆零件拆卸下来进行逐点测绘，造成执行机构误差很大。国产药品包装机械大多运行速度较低，如铝塑泡罩包装机的冲裁频率一般为100300个/min，全自动药盒包装机的装盒速度50200盒/min，而国际上先进的铝塑泡罩包装机的冲裁频率能够达到600个/min，全自动药盒包装机的装盒速度能够达到600 800盒/min。国产药品包装机械不仅运行速度慢，而且还伴有较大的噪音。2) 控制水平落后。国产药品包装机械大多控制水平低、自动性差、故障率高。国产药品包装机械(主要指盒装和灌装机械)大多采用PLC作现场控制，而国外先进的药品包装机械大多由计算机系统实现监控，控制水平相对落后。大多数国产药品包装机械自动性较差。一是普遍采用单机生产模式，全自动生产线少。二是做不到全自动运转，需要人工加料，手动装箱。如一些纸盒包装机中，药板、说明书纸页、纸盒都需要手动加料，且需专人随时注意说明书、药板、纸盒是否已经用完，以免造成机器空转或造成缺说明书、药板、药盒现象的发生。另外，国产药品包装机械故障率较高。控制元器件(如继电器、电磁阀、接触器、断路器等)等经常容易损坏，死机故障也时有发生。3)功能单一、可扩展性差。药品包装机械是针对特定的包装形式设计的。一般在规定的规格范围内可调。而我国许多药品包装机械在设计时考虑不充分，没有为进一步的改造留出足够的空间，致使设计的机械只能适应于几种简单的模板，不适应包装材料或模板尺寸的变化，即使适应生产的包装成品质量也不佳。 4）综合考虑不足，资源没有充分利用。我国药品包装机械设计存在着混乱现象，许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了解，可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现，有的虽然采用了同步电机等装置来控制机构运行，但选取不当。这些情况不仅造成了资源的极大浪费，而且使设计的机械的性能低下。5)造型死板。我国的药品包装机械设计时很少考虑机械的造型，很多厂家生产的机械造型不美观，甚至没有造型，给人感觉僵硬、死板、没有活力。一些药盒包装机中，螺钉螺母都安装在机器的外面板上，而一些润滑用的油杯和油嘴也随处可见，加油时容易使机器到处沾满油污，给人印象粗糙，不美观。 二、药品包装机械概念设计的内容人们经过多年的研究，将概念设计定义为：“在确定了任务后，通过抽象化拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。这一部分设计工作叫做概念设计”概念设计指明确设计目的和现有条件后，设计者搜索多方面的知识，分析提炼后生成框架式的广泛意义上的解。药品包装机械的概念设计要求根据产品生命周期各个阶段，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计，进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计概念设计的过程是一个求解实现功能的、满足各种技术和经济指标的、可能存在的各种方案并最终确定综合最优方案的过程。概念设计的作用主要体现在产品设计的早期阶段。总设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各部分设计人员把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。实施药品包装机械的概念设计首先要求设计人员加强对药品包装的认识，深化理解药品包装的内涵，引进现代包装理念，积极与国际接轨。现代包装不仅是保障产品的安全，使产品运输方便，而且起着宣传、环保、防伪、美观等多方面的作用。药品包装机械设计人员应密切关注包装系统的发展.深入研究包装工艺，熟悉包装材料的发展和其对机械产品的要求。只有这样才能设计出满足用户要求的高水平机械产品。药品包装机械的概念设计的内容主要有：1)明确设计任务，做好可行性分析。设计者在进行设计工作初始阶段时应充分考虑产品的可行性。一方面是市场的考虑，包括产品销售、产品原料、制造费用的考虑；另一方面是产品加工的考虑，包括现有加工能力、加工工艺、加工性能及周边配套行业的考虑。周边配套环境的考虑主要指当地企业加工能力、加工水平、热处理工艺及基础设施的建设等。2)功能设计。我国大多数药品包装机械是对国外同类机型的仿制。但由于我国存在的特殊国情，须对产品进行适当的改造，以满足我国的要求。而不是一味的照抄照搬。设计的机械除需要满足盒装、灌装功能外，我们还须考虑包装机械的附加功能，如包装盒中应加入量杯、药勺等工具，以方便用户使用。在机种的开发方面可以设计较为先进的机械，如无菌包装机械、保鲜包装机械等。还可以开发药品包装前处理成套设备和后处理配套设备。 3)功能分解。药品包装机械属于机电一体化产品，设计时应全面考虑各功能。一般而言，药品包装机械功能大致可分为机构运动、监测传感、信息处理及控制功能3大部分。机构运动功能按不同机种又可细分，如铝塑泡罩包装机可分为成型、热封、压痕、冲裁4大功能，而纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能。在设计过程中还要考虑机械润滑、机械安全运行、包装卫生等功能。这要求设计人员充分考虑检测技术，光、机、电一体化技术、计算机技术.气动技术、物流技术之间的交叉联系。 4)机构设计。为实现预定的功能，我们需要使用不同的机构。这一过程中需综合考虑整机的各个部分，使设计的产品在满足使用要求的同时，结构简单、实用。药品包装机械机构设计时，应选择和组合适当的机构运动原理，充分考虑实现特定运动所需机构，如凸轮机构，连杆机构，凸轮连杆机构。同时还应运用分离传动技术，综合考虑传动轴(如花键轴和阶梯轴等)和传动系统的设计问题。设计过程中应尽量减少不确定性因素造成的影响，使机构运行平稳。设计时还应对机械进行动力学分析，以提升机械运行速度和平稳性。另外还应考虑包装机械的多样、可调、容错、可扩展、平稳性以及美观化，追求机械轻巧但稳定。设计过程可参考各类包装机械设计的长处，同时借鉴别的机械(如塑料机械、印刷机械)的优点。除进行机构设计外.还应考虑各功能另外的实现途径，如真空、电器控制等，以期最优组合该产品。 5)系统控制方案的设计。药品包装机械中一个很重要的部分就是对各机构实时检测补偿，以保证设备运行顺畅。现在很多机械产品选用了大量的光电开关作为检测元件，有的机械上还装备有诸如微机检测泡罩系统之类的系统。这都需要精心设计和整个控制系统连为一体。三、结语将概念设计的思想融入药品包装机械的设计可以减少设计失误，缩短设计周期，加快产品的开发，使设计的产品更合理、更具有亲和力、更适合人机工程。同时它也是降低成本和提高企业竞争力的主要手段。为了改善药品包装机械设计落后、缺乏竞争力的被动局面，以适应“后GMP时代”带来的挑战，设计人员必须重视产品概念设计，深化理解概念设计的重要性。附录BComment on medicines and chemical reagents package machinery conceptual designIn recent years, Carry out GMP (medicines and chemical reagents produces specifications of quality) attestation system because of sustained our country economic situation rise and country to pharmacy industry mandatory. Medicines and chemical reagents package machinery has got quite great progress. The new product increases by gradually. Engineering level has had very big improvement. But be returning very big gaps back to existence compared with international standards. Level being close to 60%s product cannot to reach upper developed country century eighties. Large-scale advanced equipment is dependent on entrance mainly. Low our country medicines and chemical reagents package machinery engineering level is that the design designing personnel low level from our country enterprise arouses to a great extent.One, our country medicines and chemical reagents package machinery current situation analysesOur country medicines and chemical reagents package machinery still has bigger gap compared with advanced international level. What time is insufficient on domestic medicines and chemical reagents package machinery design under main existence1) Backward domestic mechanical performance medicines and chemical reagents package machinery mostly, accuracy low velocity, is slow, stationarity dispatches package machinery travel process to contain large amount of dyadic complicated intermittence motion. Come to come true mainly from the cam, the connecting rod. But, many design that the personnel is unable to require that the independence designs the parameter calculating cam bar linkage kinematics and dynamics according to job cycle picture and accuracy. Be only the surveying and mapping carrying out a piecemeal that the abroad model machine cam connecting rod part is dismantled down simplely. Bring about actuating mechanism error is very big. That domestic medicines and chemical reagents package machinery runs speed mostly is more general than hanging down according to cutting frequency if the aluminium moulds bubble cover packers for 100 one 300 mins, full-automatic medicine box packer dress box speed 50- 200 boxes/ ms in. But, on the international, the advanced aluminium moulds rushing steeping cover packer cutting frequency be able to reach 600 mins. Full-automatic medicine box packer dress box speed is able to reach 600 800 box/ mins. Not only working speed of domestic medicines and chemical reagents package machinery is slow. And, the partner has bigger noise.2) Is under the control of horizontal backward. Domestic medicines and chemical reagents package machinery controls low, automation of level difference mostly , the malfunction leads height. (Main package machinery finger box dress controls domestic medicines and chemical reagents with drinking wine holding machinery with) adopt PLC to do a scene mostly. But, advanced medicines and chemical reagents package machinery realizes supervisory control abroad mostly from computer system. Under the control of horizontal relatively backward. Great majority domestic medicines and chemical reagents package machinery automation sex is relatively poor. Adopt a single to produce a pattern first commonly. The full-automatic production line is few. Two is that full-automation works cannot to achieve. Require that the manpower feeds in raw material. Hand movement enchases. If in a little paper box packer, Page, paper box all needs medicine board , specifications paper to move charging personally. And require specially-assigned person to pay attention to if specifications, medicine board, paper box already finish using at any time. Happen to avoid bringing about machine racing or bringing about incomplete specifications, medicine board, and medicine box phenomenon. Other, domestic medicines and chemical reagents package mechanic failure rates are higher. Control a component (if the relay, electromagnetic valve, contactor, breaker etc.) etc. are often easy to damage. Halt also to frequently occur the malfunction.3) Functions are unitary, expansion sex is bad. Medicines and chemical reagents package machinery is that the form designs that specifically for specially appointed package. The general specification range inner in regulation is adjustable. But, a lot of our country medicines and chemical reagents package machinery considers insufficiency when designing that. Be not that reforming going a step further sets apart sufficient space. Cause the machinery designing that to be able to only adapt to the form board in several kinds simplicities. Change not adapting to wrapping material or the form board dimension. Fit in with even. The package finished product mass giving birth to a child is neither nice.4) Considers deficiency synthetically. Resource does not fully utilize. Our country medicines and chemical reagents there exists the chaos phenomenon in package machinery design. A lot of machinery designs that the personnel drags to the electric motor moving the synchrony technology, the servo drive technology do not knows. The problem simple electrical equipment available is resolved uses complicated mechanism to come to come true but. Some though the control organ works to come having adopt the synchrony electric motor to wait for a device. But choose block of wood ding-dang. The maximum having brought about resource not only wastes this condition. And make machinery function designing that low.5) Model is inflexible. Model seldom considering machinery time medicines and chemical reagents of our country package machinery design. Many machine molding that the manufacturer produces is not beautiful do not have model even. Give person feeling to rigid, to inflexible, not to have vigor. A few medicine box packers are middle. The nut all assembles screw on the machine outside board. But, the oil cup and flow nipple that a little lubrication uses also can be seen everywhere. Be stained fully with a greasy dirt easy to use machine everywhere time oiling. Impression is rough to person. No beautiful.Two, medicines and chemical reagents package machinery conceptual design contentPeople long-term study passes. Define conceptual design being: Have been ascertaining the mission queen. Pass abstract-relation. Design the function structure. Explore appropriate effect principle and their combination waiting. Ascertain out basic finding the solution approach. Reach find the solution scheme. This part of the conceptual design designing that the job is called conceptual design is referred to make the queen who designs purpose and now has condition clear. The designer searches for many-sided knowledge. Analysis abstracts the solution on generating dyadic broad frame significance the day after tomorrow. Medicines and chemical reagents package machinery conceptual design demands according to each product life cycle stages. Carrying out the product function creates , the function breaks up as well as the function and son are functional physical design: That conception and systematization carrying out the scheme satisfying the operating principle that the function and structure demand finding the solution and carrying out the operating principle carrier realizing the function structures design the conceptual design process is that one finds the solution realizing a functions , satisfies the various technology and various there existing in economic targets , possibility scheme well ultimate for sure synthetically optimum scheme process. The conceptual design effect embodies in the product design early phase stage mainly. Chief architect is based on functional need of product but primitive conception and impulsion sprouting out form the product main body frame. And, it responds to every main module and module including. In order to accomplishing overall layout and the exterior, the first step designs that. And then carry out the optimization appraising a sum. Ascertain the overall design plan. Design that the personnel carries out the chief architect design thought going to designing middle concretely again from every part. Detail designs realization. The conceptual design putting medicines and chemical reagents package machinery into practice demands to design that the personnel reinforces the cognition to medicines and chemical reagents package first. Deepen the connotation understanding medicines and chemical reagents packages. Introduce modern package idea. Be in line with the international conventions actively. Modern package is to ensure the product safety not only. Make product transportation convenient. And be getting up propagate, environmental protection, defends against false. Attractive looks waits for the many-sided effect. Wrap up contents additional information. The medicines and chemical reagents package machinery design personnel should show solicitude for development of package system closely. Go deep into the handicraft studying package. Know demand of development of wrapping material and the person to machinery product very well. Only when such ability designs that out satisfy the high tone machinery product that the consumer demands. Medicines and chemical reagents package machinery conceptual design content has mainly:1) Makes the design mission clear. Be ready for feasibility analysis. The designer designs initial stage working in being in progress. Respond to the feasibility considering a product sufficiently. One aspect is the marketplace thinking. Include the production marketing, product raw material, the fabricating cost thinking: Another aspect is thinking that the product processes. Include thinking now having a working ability, processing handicraft, processing the function and periphery supporting industry. Periphery supporting environment thinking points to the local enterprise working ability mainly processes level, heat treatment handicraft and the infrastructural facilities construction etc.2) Function design. Great majority our country medicines and chemical reagents package machinery is the same kind model copying to abroad. But peculiar national conditions because of our country existence. Must carry out appropriate reforming on the product. To satisfy request of our country. But fault blindly copy blindly. The machinery designing that is packed in, irrigates the dress function outside except needing to satisfy a box. We must consider the additional function packing machinery. If in package box should add a counting cup. The medicine spoon waits an utensil down. Be put into use with convenience of customers. In machine, kind of aspect developing can design comparatively advanced machinery. If sterile pack machinery, the package machinery retaining freshness etc.Can develop the corollary equipment selling complete sets of equipment and the post-processing at reduced prices in the medicines and chemic
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