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原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 目 录 第一章 绪论 3 1.1 课题背景 3 1.2 塑料袋封口机的作用 3 1.3 塑料袋封口装置的发展状况 4 1.3.1 国外塑料袋封口机械的发展状况 4 1.3.2 国内塑料袋封口机械的发展状况 5 第二章 封口方案的选择 7 2.1 设计任务及参数要求 7 2.1.1 设计任务 . 7 2.1.2 技术参数 . 7 2.2 热压封口种类 7 2.2.1 板式热封 7 2.2.2 滚轮式热封 . 8 2.2.3 带式热封 8 2.2.4 滑动滚压式密封 . 8 2.2.5 滑动式热封 . 9 2.2.6 脉冲热封 . 9 2.2.7 熔切式热封 . 10 2.2.8 脉冲熔切式热封 . 10 2.2.9 超声波热封 . 11 2.2.10 高频热封 . 11 2.2.11 手动式封口机 . 11 2.2.12 环带式薄膜封口机 . 12 2.2.13 热压式封口机的应用范围及选用原则 . 13 2.3 方案的选择 . 13 2.3.1 封口方案的选定 13 2.3.2 传动方案的设计 13 第三章 塑料袋封口装置的设计计算 15 3.1 电机的选择 15 3.2 压轮组的选择 15 3.2.1 压轮的设计 15 3.2.2 压轮调整机构的设计 15 3.3 各级传动比的分配及动力参数计算 16 3.3.1 各级传动比的分配 16 3.3.2 传动系统各轴的转速，功率和转矩计算 16 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 由于封口过程中容易由于人为因素出现过载，故如下计算按照电机最大功率 进行，以防止损坏传动系统。 . 16 3.4 齿轮组的设计 16 3.4.1 材料选择 17 3.4.2 确定齿数 17 3.4.3 按按齿面接触强度设计 . 17 3.2.4 按齿根弯曲强度设计 . 18 3.4.5 齿轮几何尺寸计算 . 20 3.4.6 齿轮结构的设计 . 20 3.5 V 带轮组的设计 20 3.5.1 V 带轮及 V 带的设计 . 20 3.5.2 V 带轮的结构设计 22 3.6 轴的设计 23 3.6.1 选材和确定轴材料的许用应力 23 3.6.2 1 轴的设计 23 3.6.3 2、3 轴的设计 24 3.6.4 确定轴的各段长度 24 3.6.5 轴上键的选择 . 24 3.6.6 弯矩、剪力图 . 24 3.6.7 轴及轴上键的校核 . 25 3.7 轴承的选择及校核 26 第四章 塑料袋封口装置的操作和维护规则 29 4.1 第四章 塑料袋封口装置的操作 . 29 4.2 使用前的检查和维护 . 29 4.3 封口机的故障分析 . 29 4.3.1 封口不牢 29 结 论 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第一章 绪论 1.1 课题背景 随着社会的发展，塑料袋封口机在各种机械中发挥着越来越重要的作用。包装是 产品进入流通领域的必要条件而实现包装的主要手段是使用包装机械。 同时伴随着时 代的发展和技术的进步，塑料袋封口机械在流通领域中起着越来越重要的作用。随着 科学技术在不断发展和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。塑料袋封口机更是包装机械中不可缺少的部分。它主要是采用热压使塑料粘接 在一块，即可单机作业，也可与流水线配套使用，广泛应用于家用电器、纺织、百货、 医药等行业。 目前塑料袋封口机械竞争日趋激烈， 未来的塑料袋封口机械将配合产业自动化趋 势，促进包装设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的包装设备，而塑料 袋封口机械技术也正朝着以下几个趋势发展：机电一体化、机械功能多元化、结构设 计标准化、控制智能化、结构运动高精度化1。 1.2 塑料袋封口机的作用 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。塑料袋封口机 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塑料袋 封口机的生产率可达 30m/min，这是手工塑料袋封口无法比拟的。 （2）改善劳动条件 如采用塑料袋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 如采用塑料袋封口机械包装液体、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 如采用塑料袋封口机械包装药品、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，由于塑料袋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。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 （5）节约基建投资 如采用塑料袋封口机械包装产品，则产品和包装容量的供给都比较集中，包装工 序安排比较紧凑，可以充分利用空间，减少了人工包装产品所需要的占地面积，这样 可以节约基建投资。 1.3 塑料袋封口装置的发展状况 随着世界科技的发展，发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物 技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、高分子材料、复合材 料、 无机非金属材料等新材料也得到了推广应用， 塑料袋封口机械的集成化、 智能化、 网络化、柔性化将成为未来发展的主流。 1.3.1 国外塑料袋封口机械的发展状况 国外的塑料袋封口机械工业技术的发展大体经历了以下几个几段；简单机械化、 初级自动化、自动塑料袋封口机械、计算机控制的高度自动化封口机械。 20 世纪 40 年代中期，在食品、卷烟、火柴等行业最先使用了塑料袋封口机械对 产品包装箱进行封口。50 年代，塑料袋封口机上广泛采用了光电管、电气开关实现 了塑料袋封口机械的初级自动化。60 年代，在塑料袋封口机械上广泛采用了各种新 型电子元件组成控制系统，并采用机械、电气、液压、气动等综合技术，出现了自动 塑料袋封口机械。70 年代，由于采用电子计算机对塑料袋封口机械进行控制，进一 步了解单片机和自动化塑料袋封口机的水平。80 年代，塑料袋封口机械行业大量的 应用了高新技术。经过 60 多年的发展，国外塑料袋封口机械的发展已经形成了独立 完整的体系，成为机械制造行业的一个重要分支。 美国包装工业起步于 20 世纪初期，自二战以来得到快速发展，逐步建立并形成 包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系。其包装工业总产值占国 民经济总产值 3%。据美国行业调查分析，其塑料袋封口机械最大使用行业是食品产 业，其次是饮料产业、家庭清洁用品与化妆品产业、医药用品及烟草业。 德国的塑料袋封口机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的 啤酒、饮料灌装成套设备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在：工艺 流程的自动化、生产效率高，满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有 更高的柔性和灵活性。主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性，以 适应产品更新换代的需要；利用计算机和仿真技术提供成套设备，故障率低，可以进 行远程诊断服务；对环境污染少，主要包括噪音、粉尘和废弃物的污染。 意大利生产的塑料袋封口机械中，40是食品塑料袋封口机械，如糖果包装机、 茶叶包装机、灌装机等。产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。意大利包装 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产， 并能保证很好地完 成设计、生产、试验，实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。 日本是塑料袋封口机械的后起之秀。它是第二次世界大战后才发展起来的，但是 发展速度很快， 20 世纪 60 年代至 70 年代， 塑料袋封口机械的产值平均每年增长 20%。 70 年代初期达到世界先进水平，成为第二包装大国，塑料袋封口机械的平均年产量 是 60 万台（套） ，其年增长率为 10%。发展速度快的原因是日本善于引进、仿制、创 新和经营。 此外，英国、法国、瑞典、瑞士等国家的塑料袋封口机械业各有优势，它们都在 不断研制新型塑料袋封口机械，都有久享盛誉的塑料袋封口机械供应国内外市场3。 1.3.2 国内塑料袋封口机械的发展状况 （1）我国塑料袋封口机械概况 解放前，我国塑料袋封口机械基本上是空白的。绝大部分产品都不用包装，只有 少数产品采用手工包装，因此谈不上不上包装机械化。只有上海、北京、天津、广州 等几大城市有英、美等国进口的啤酒、汽水灌装机及卷烟小包装机等。 解放后的 30 年间，我国塑料袋封口机械的发展相当缓慢。1956 年我国生产了第 一台卷烟小包装机。20 世纪 60 年代，我国又生产了果酒、啤酒灌装机，20 世纪 70 年代木逐渐开发了真空包装机等，但是还没有形成包装工业体系。 进入 20 世纪 80 年代，由于国民经济迅速发展，对外贸易不断扩大人民生活水平 显著提高，对产品的包装要求越来越高，迫切要求包装实现机械化、自动化，从而大 大促使了包装机械的发展，包装机械在国民经济中占有的位置越来越重要。 20 世纪 90 年代以来，包装机械工业每年平均以 20%-30%的速度增长，发展速度 高于整个包装工业平均增长速度的 15%-17%，比传统的机械工业的平均增长值高 4.7%。包装机械工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业。 随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高， 包装箱封口机械包装技术的前 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塑料袋封口机械的水平和市场竞争 力。 尽管我国塑料袋封口机械包装技术的水平有了提高， 但是我国的包装箱机械包装 技术与发达国家的相比在竞争中还是明显处于弱势。无论在产品品种、技术水平还是 产品质量方面都有一定的差距。并且我国包装机械行业 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 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 换代和包装技术的创新。 日前，随着包装机械技术含量日趋增加，国外已经已将很多先进技术应用在包装 机械上，如远距离遥控技术、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信 息处理技术等，国内现有的一些包装机技术含量较低，先进技术应用较少，国内包装 机械低水平重复建设对行业产品的升级换代和创新已经构成了阻碍。另外，包装机械 市场日趋垄断化。 目前中国除了瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模和优 势外，其他包装机械几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生 产线，在世界包装市场中均被几家大包装机械企业（集团）所垄断，包装机械零部件 生产专业化。国际包装界十分重视提高包装机械加工和整个包装系统的通用能力，所 以包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势，很多零部件不再由包装机械厂生 产，而是由一些通用的标准件厂生产，某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生 产， 真正有名的包装机械厂将可能是组装厂。 产品向多功能与单一、 高速两极化发展。 包装机械的最终作用在于提高生产效率和产品多样化。 包装机械行业面对市场的需求 和如何赶上甚至超越发达国家的包装机械，及如何加大自主创新的步伐，力争在短时 间内开发出一批具有自主知识产权和国际先进水平的产品， 是摆在我国塑料袋封口机 机械企业面前的紧迫任务4。 （2）国内塑料袋封口机械发的趋势 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，塑料袋封口机在流通领域中发挥着越来越大的作用。目前包装机 械竞争日趋激烈，未来的包装机械将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提 高，发展多功能、高效率、低消耗的包装设备，而包装机械技术也正朝着以下几个趋 势发展：机电一体化、机械功能多元化、结构设计标准化、控制智能化5。 （3）国产包装机械与国际的主要差距 （a）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。 （b）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。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第二章 封口方案的选择 2.1 设计任务及参数要求 2.1.1 设计任务 1）查阅资料了解塑料袋封口装置的发展现状并理解其工作原理 2）结合所学知识设计塑料袋封口装置的大致结构 3）对各部分结构进行细化设计并校核 4）绘制塑料袋封口装置的装配图以及零件图 2.1.2 技术参数 电源 220V，50Hz；封袋宽度 412mm；封袋厚度 0.020.75mm；封袋速度 0 15m/min。 2.2 热压封口种类 热封法也称加热粘合，与涂胶粘合和胶带粘合方法完全不同。热封法不用外加材 料，仅靠包装材料本身加热后熔化而粘合。因此，其研究对象主要是塑料薄膜、塑料 捆扎带等。 热压封口机主要用于塑料袋的封口，其技术水平和机械结构比较简单，性能比也 比较稳定，目前已基本形成系列，品种比较齐全，封口长度从 200mm 到 1200mm， 操作方式从手动、脚踏到全自动连续方式，加热方式从常热式到脉冲式，均可选到合 适机型。根据热合方式不同，热封封口方式有以下几种。 2.2.1 板式热封 这是一种最普通的热封方法,工作原理如图 2-1 所示。 将封合的薄膜 3 紧压在耐热 橡胶 4 及加热到一定温度（恒温控制）的加热板 1 之间，实现热封。这是热封作业 中最普通的方法， 因结构和原理都很简单， 封口速度也较快， 所以， 广泛用于聚乙烯、 聚乙烯玻璃纸复合薄膜的封合。由于加热是持续的，不适合用于热收缩薄膜和容易 热分解的薄膜（如聚氯乙烯） 。 1-加热板；2-密封部位；3-薄膜；4-耐热橡胶；5-底座 图 2-1 板式热封 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.2.2 滚轮式热封 如图 2-2 所示，经过加热的一对滚轮（加热滚轮可以是其中的一个） ，使叠合的 薄膜 2 从两个滚轮 1 之间通过而热封。此法的特点是连续热封。可用于塑料薄膜（如 聚乙烯玻璃纸复合薄膜） ，由于支持薄膜的材料如玻璃纸、铝箔等，加热后不产生 热变形，因而不影响包装件外观。但对单一薄膜来说，会产生皱纹，影响外观，故不 适用。 1-加热滚轮；2-薄膜；3-密封部位 图 2-2 滚轮热封 2.2.3 带式热封 如 2-3 图所示,它是将叠合的两层薄膜 2 夹在一对回转的聚四乙烯带（或钢带）1 之间，经过带内侧的加热部位 4 和冷却部位 5 使薄膜 2 封合。其方法可以进行连续热 封， 由于薄膜在热封过程中被金属带夹持， 所以对单一薄膜连续加热也不会产生变形。 但此法所用设备较复杂，多用于半自动封口机。 1-聚四氟乙烯带（或钢带） ；2-薄膜；3-密封部位；4-加热部位；5-冷却部位 图 2-3 带式热封 2.2.4 滑动滚压式密封 如图 2-4 所示，它是将叠合的两层薄膜从一对加热板 4 之间通过，然后用压轮 3 压紧黏合。具体操作是待热封薄膜是在两块加热板之间的缝隙滑过而加热，经加热软 化的薄膜，通过一对不加热的滚花轮，一边压紧一边滚压出各种不同花纹。此法可用 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 于热封变形大的塑料薄膜，并可连续操作。因结构简单，封口可靠，故广泛用于制袋 机和自动包装机。 1-薄膜；2-密封部位；3-压轮；4-加热板 图 2-4 滑动滚压式热封 2.2.5 滑动式热封 滑动式热封主要用于裹包包装，如图 2-5 所示。它是由薄膜 3 包住被包装物 2， 使其在加热板四上滑动， 靠包装物所加的轻微压力和热板 4 的热量来黏合两层薄膜的 叠合部分。 1-密封部位；2-被包装物；3-薄膜；4-加热板 图 2-5 滑动式热封 2.2.6 脉冲热封 如图 2-6 所示，镍镉合金条 2 将薄膜 4 压在耐热橡胶 5 上，瞬间通过大电流加热 镍镉合金条 2，利用这种热进行热封。其特点是合金条 2 冷却后才离开热封的部分， 所以即便是容易变形的薄膜也能利用此方法进行热封。这种方法与板式热封法相比， 结构较复杂，需要冷却时间。因此，封合速度受到限制。尽管如此，因能得到稳定而 满意的封合效果，所以，对封合强度和密封性要求高的包装液体物料的制袋机，以及 真空包装的封口等仍然广泛采用。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1-压板；2-镍镉合金；3-防黏材料；4-薄膜；5-耐热材料；6-底座；7-密封部位 图 2-6 脉冲热封 2.2.7 熔切式热封 如图 2-7 所示，靠热刀 5 与薄膜 2 接触时，使薄膜熔断，同时使上下两层薄膜的 边缘黏合在一起，得到封口。这种封口没有较宽的封合带，封口强度低，适用于气密 性要求不高的包装袋封口。 1-送膜辊；2-薄膜；3-橡胶辊；4-密封部位；5-加热刀 图 2-7 熔切式热封 2.2.8 脉冲熔切式热封 如图 2-8 所示， 它是将加热板 1 或火焰靠近叠合的薄膜 4 的一端使之熔融黏合的 方法。其特点是焊缝强度大，仅适合于热收缩膜，不适合于热分解性薄膜。 1-加热板；2-密封部位；3-冷却板；4-薄膜；5-密封剖面 图 2-8 脉冲熔切式热封 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.2.9 超声波热封 如图2-9所示， 这种热封机机构是由高频振荡器将高频电能输送至磁致伸缩振子， 转换为纵向机械振动。再经过指数曲线型振幅扩大棒，产生超声波，施加于重合的待 封薄膜表面使薄膜熔化而封合。 这种热封方法的特点是在薄膜叠合的中心发热， 适于像双向拉伸薄膜那样受热易 收缩薄膜的连续封合。 1-磁致收缩振子；2-振幅放大器；3-底座；4-薄膜；5-密封部位 图 2-9 脉冲熔切式热封 2.2.10 高频热封 这种热封方法如图 2-10 所示，用上下两个电极压住薄膜，加上高频电压，由聚 合物的介电系数损失发热而熔化完成热封。热封部分的最高温度是在热封面，所以薄 膜不会过热，能得到强度高的封合缝。这种方法加热快，主要用于介电损失大的聚合 物，如聚氯乙烯等。高频热封法与超声波热封法一样，发热是以薄膜重合面为中心产 生的，所以适合于热收缩薄膜的热封，并可连续作业，常用于一部分制袋机和包装机 上。 1-压头；2-高频电极；3-封缝；4-薄膜；5-工作台 图 2-10 高频热封 2.2.11 手动式封口机 手动式封口机是常用而且简单的封口机。 其封合方法一般采用热板加压封合或脉 冲加热封合。 这类封口机多为袖珍型，造型美观、重量轻、占地面积小、适用于放在桌子上或 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 柜台上使用。 图 2-11 为手压封口机示意图。它由手柄、压臂、电热带、指示灯、定时旋钮等 元件组成。该机不用电源开关，使用时只要把电源线插头插入插座。根据热封材料的 热封性能和厚度，调节定时器按钮，确定加热时间，然后将塑料袋口放在封接面上， 按下手柄， 指示灯亮， 电路自动控制加热时间， 时间到后指示灯灭， 电源被自动切断， 越 1-2 秒放开手柄，即完成塑料袋的封口。 1-手柄；2-压臂；3-电热带；4-指示灯；5-定时旋钮；6-外壳 图 2-11 手压式封口机 2.2.12 环带式薄膜封口机 此类机器目前多用于薄膜及其复合材料包装袋充填物料后的最后热封。 它具有封 口、印子、压字和计算功能。广泛用于食品、医药、日用化工等行业的包装封口，单 机使用效果好。在各种包装生产线中配套使用效果也比较理想。 如图 2-12 所示，热压工作封口机工作原理如图。将塑料薄膜部分夹在一对转动 的环形钢带 1 之间，钢带 1 带着薄膜（袋）4 同步移动。在移动过程中，钢带 1 与其 内侧放置的预先确定了温度和压力的加热体 2 及预先确定了压力的冷却体 3 接触， 从 而使夹在钢带之间的两层塑料薄膜热压黏合及冷却定型。在封口还未完全冷却时，使 封口通过一对预先调整好压力的压花轮压花， 然后再通过墨轮和印字码轮打印生产日 期，最后完成封口工作11。 1-环形钢带；2-加热体；3-冷却体；4-薄膜；5-压花轮；6-尼龙导带轮 图 2-12 环带式薄膜封口机 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.2.13 热压式封口机的应用范围及选用原则 热压式封口机主要用于各种塑料袋的封口，加热原理和热封装置结构不同，所使 用的薄膜种类也不同。 具体选用时应综合下列情况进行考虑 （1）所选封口机的热封方法应与包装材料的种类相适应 （2）热封温度、封口压力和封口时间应满足材料的厚度及热封性能要求 （3）对于热板式封口机，其封口长度应满足包装袋的要求，并适当留有余地 （4）对于环带式封口机，由于封口长度不受限制，在包装袋尺寸一定的情况下， 生产能力的大小主要取决于封口速度。 （5）选择结构先进、经济合理、操作维修方便的机型12。 2.3 方案的选择 2.3.1 封口方案的选定 通过以上方案的对比选用 2.2.4 滑动滚压式热封 如图 2-13 所示， 它是将叠合的两层薄膜从一对加热板 4 之间通过， 然后用压轮 3 压紧黏合。具体操作是待热封薄膜是在两块加热板之间的缝隙滑过而加热，经加热软 化的薄膜，通过一对不加热的滚花轮，一边压紧一边滚压出各种不同花纹。 优点：可连续操作、结构简单，封口可靠，故广泛用于制袋机和自动包装机。 1-薄膜；2-密封部位；3-压轮；4-加热板 图 2-13 滑动滚压式热封 2.3.2 传动方案的设计 如图 2-14 所示， 选用小功率直流电机驱动 1， 一级齿轮传动 2 和二级 V 带传动 3 减速；带动压轮组 4 转动，压轮组 5 中，其中一压轮可通过调整机构 5 调整轮距和压 紧力。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1-电机 2-齿轮组 3-V 带轮组 4-压轮组 5-调整机构 图 2-14 传动方案简图 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第三章 塑料袋封口装置的设计计算 3.1 电机的选择 封口速度要求：smmv/25. 0min/15 初设拽引力为：NF100 则塑料袋封口所需拽带功率：WvFP2525. 0100 所需电机功率：WPPw7 .35 9 . 096. 096. 095. 0 25 / 23 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塑料袋的运动。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 AO2-5012， 电动机的额定功率为 50W、 电压 220V、 频率 50HZ、转速 1400r/min. 3.2 压轮组的选择 3.2.1 压轮的设计 选定压轮直径mmD25，由于要求封袋宽度 412mm，故压轮宽度mmB12 则压轮转速min/191r D v n 3.2.2 压轮调整机构的设计 压轮轴轴承座采用可滑动式结构， 以便调整压轮间间隙以适应不同厚度的塑料封 口。压轮轴承座采用弹簧调整压紧力。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.3 各级传动比的分配及动力参数计算 3.3.1 各级传动比的分配 总传动比为：33. 7 191 1400 压轮 电机 总 n n i 取 V 带传动的传动比为：2 V i 则齿轮传动比为：67. 3 2 33. 7 V i i i 总 齿 3.3.2 传动系统各轴的转速，功率和转矩计算 由于封口过程中容易由于人为因素出现过载，故如下计算按照电机最大功率进 行，以防止损坏传动系统。 0 轴，电动机轴 n0=1400r/min P0=50W T0= . 1400 05. 0 9550=341.1N.mm 1 轴， 齿 i n n 0 1 =min/5 .381 67. 3 1400 r 1001 PPW5 .4795. 050 mmN n P T1 .1189 5 .381 0475. 0 95509550 1 1 1 2、3 轴相同， min/191 2 5 .381 1 32 r i n nn V W P PP21 2 96. 096. 00475. 0 2 2 2 321 32 mmN n P TT1050 191 021. 0 95509550 2 2 32 3.4 齿轮组的设计 根据工作条件，一般用途的减速器采用闭式软齿面传动.提升机为一般工作机械， 速度不高，选用 8 级精度.此减速器采用二级传动，两对齿轮的传动比都不大，所以 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 选用小齿轮用同一种材料，大齿轮用同一种材料. 3.4.1 材料选择 小齿轮 45r 调质处理 HBS1=280 大齿轮 45 钢 调质处理 HBS 2=240 两齿轮齿面硬度差为 40HBS，符合软齿面传动的设计要求. 根据设计要求，输入功率为 50W，小齿轮转速为 1400r/min，传动比为 3.67， 3.4.2 确定齿数 小齿轮齿数 1 Z=20，大齿轮齿数 2 Z=i 1 Z=3.67 20=73.4，取 73 3.4.3 按按齿面接触强度设计 d12.323 2 1 1 H E d Z u uTKt 1)确定公式内的计算值 (1)载荷系数 Kt=1.3 (2)小齿轮的传递的转矩 T1=341.1N mm (3)选取齿宽系数 d =0.8 (4)得材料的弹性影响系数弹性系数 Z E=189.8 MPa (5)查机械设计得两试验齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为：小齿轮的接 触疲劳极限 1limH =600 MPa ，大齿轮的接触疲劳极限 2limH =550 MPa (6)计算应力循环次数 N1=60 1 n j Lh=60 480 1 (2 8 300 15)= 2.073 109 N2=2.073 10 8 /2.5=8.094 10 8 (7)得接触疲劳寿命系数 1HN K= 0.90 2HN K=0.95 (8)按失效概率为 1%，接触疲劳强度的最小安全系数 S=1.0 ，则两齿轮材料的许 用接触应力分别为 H 1= 1HN K S H1lim = 1 600*090 =550MPa 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 H 2= 2HN K S H2lim = 1 550*95. 0 =522.5 MPa 2)计算 (1)试计算小齿轮分度圆直径 t d1， H 以较小值 2H =522.5 MPa 代入 d t 1 2.32 3 2 1 1 H E d t Z u uTK =2.323 2 5 .522 8 .189 67. 3 167. 3 8 . 0 1 .3413 . 1 =10.5 mm (2)计算圆周速度 v V=(d1n1)/601000=(3.1410.5 1400)/60 1000=0.77m/s (3)齿宽 b= d d t 1 =0.8 10.5= 8.4mm (4)齿宽与齿高之比 b/h： 模数： m1= d t 1 / Z1=10.5/20=0.525 齿高： h=2.25 m1=2.25 0.525=1.18 b/h=10.5/1.18=8.9 (5)载荷系数： 根据 v=0.77m/s ，8 级精度. 得动载系数 Kv=1.12 直齿轮，假设 Ka Ft/b 300 mm 的场合. 因为mmdmmd dd 40,20 21 ，所以，小带轮采用实心式，大带轮采用均腹板式 结构。 3.6 轴的设计 3.6.1 选材和确定轴材料的许用应力 选用 45 钢调质处理. 根据材料的种类得 b =590 MPa， b 1 =55 MPa. 3.6.2 1 轴的设计 (1)估算轴的最小直径 由表 15-3 查取 0 A=110，根据公式(15-1)得 d 0 A3 n P = 1103 5 .381 0475. 0 =5.5(mm) 考虑轴上有一键槽，将上述轴径增大 5%，即 5.5 1.05=5.8(mm).取 6mm (2)确定轴的各段直径 外伸端直径 d1=6mm(一般应符合所选联轴器轴孔标准，这里选用 TL4 弹性柱销 联轴器)； 按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，有一个阶梯轴，取通过轴承盖轴段的直径 为 ： d2=6mm 考虑轴承的内孔标准，取 d3=d7=6 mm(两轴承同型号)，根据机械设计表 15-4， 初选深沟球轴承的型号为 626； 直径为 d4的轴段为轴头，且应符合轴径标准系列，取 d4=7mm.； 轴环直径 d5= d4+2h=8mm ； 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 根据轴承安装直径，查手册得 d6=8 mm . 3.6.3 2、3 轴的设计 (1)估算轴的最小直径 由表 15-3 查取 0 A=110，根据公式(15-1)得 d 0 A3 n P = 1103 191 021. 0 =5.3(mm) 考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大 5%，即 5.3 1.05=5.53(mm).故取 6mm (2)确定轴的各段直径 按工艺和强度要求把轴制成阶梯形， 有一个阶梯轴， 取通过轴承盖轴段的直径为： 2 d= 1 d(1+(0.070.1)*2)=7mm； 考虑轴承的内孔标准，取 d3= d5 =5mm(两轴承同型号)，初选两端深沟球轴承的 型号为 625； 直径为 d4的轴段为轴头，取 d4= d5=7mm ，应符合轴径标准系列. 3.6.4 确定轴的各段长度 各段轴的长度为，安装轴承段应符合轴承的宽度，安装齿轮段应符合齿轮宽度， 外伸段的长度要符合所要安装零件的宽度，同 h 还要考虑安装工艺要求，安装零件段 的长度与所要安装零件的宽度有一定的工艺要求， 其余各段的长度应要根据实际装配 来确定 3.6.5 轴上键的选择 键的形式都选择普通平键，根据轴的直径确定键的宽度和高度，根据轴段的 长度确定键的长度， 键的长度一般要比轴段的长度短 510mm， 在轴中的键选择 A 型 键，在轴头的键选择 C 型键 3.6.6 弯矩、剪力图 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 ABCD FA FBFC FD q FQ (KN) M (KN.m) ABCD FA FBFC FD q FQ (KN) M (KN.m) 3.6.7 轴及轴上键的校核 (1)轴的校核 根据前面知道轴的最小轴径为.min/5 .381,5 .47,6 1 rnWPmmd 由式： 3 2 . 0 1 9550 dn P T得 M P aT96.21 006. 02 . 0 1 5 .381 0475. 0 9550000 3 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 查机械设计基础课本表 15-2 知， MPaT4030 所以， TT ，轴的扭转刚度足够 (2)键的校核 由于键的联接是静联接，所以， PP dhl T 4 式中，d-轴的直径，单位为 mm； h-键的高度，单位为 mm； l-键的工作长度，单位为 mm对于 A 型键，l=L-b；B 型键，l=L；C 型 键；l=L-b/2； 查机械设计基础表 10-9 知道键的系数如下：(键宽 b，键高 h，键长 l) 键为 C 型键 2 2 8 键为 2 2 10 键为 2 2 10 键 T1=7.15N.m T2=20.6N.m T3=47.8N.m MPa MPa hld T P P 90601010 54.38 826 1054.7344 3 1 知道，查机械设计基础表 所以，键合格 PP MPa hld T 86.58 0126 1058.17644 3 2 ， 所以，键也合格 PP MPa hld T 36.22 1226 1021.30544 3 2 所以，键合格 3.7 轴承的选择及校核 轴承所需寿命： h L=10300 8h=24000h 以 625 的校核为例 查资料【3】表 14.3 得15200 r CN， 0 10200 r CN 由资料【1】200 页表 8-8 地 p f=1.0（轴承所受载荷平稳） 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 （1）计算派生轴向力 1 S、 2 S 由资料【1】201 页表 8-9 查得 7000C 型轴承的派生轴向力为：S=0.5 r F，则可求 得左、右轴承的派生轴向力分别为： 11 0.50.5415.9207 r SFNN 22 0.50.5498.5249.26 r SFNN （2）计算轴承的轴向载荷 因为 21 2070207 a SSFN 并由图 6-1 分析知，左轴承被压紧，而右轴 承被放松。由此可得 12 249.26 aA FSFN， 22 249.26 a FSN （3）计算当量载荷 1 0 249.26 0.03 8300 a F C 由资料【1】表 8-7 得： 1 e=0.5507， 1 1 1 249.26 415.9 a r F e F 查资料【2】表 8-7 得： 1 X=0.44， 1 Y=1.4525。由此可得 11111pra PfX FYF 1.00.44415.91.4525249.26545NN 右轴承： 2 0 249.26 0.033 8300 a r F C ； 由资料【1】表 8-7 得： 2 e=0.5507， 2 2 2 207 0.415 498.5 a r F e F 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 查资料【1】表 8-7 得： 2 X=1， 2 Y=0。由此可得 22222pra PfX FY F 1.01 498.50 249.26498.5NN （4）轴承寿命 h L计算 因 12 PP；故校核左轴承的寿命； 3 66 101013200 422504.1 6060560545 h C Lhh np h L 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第四章 塑料袋封口装置的操作和维护规则 4.1 第四章 塑料袋封口装置的操作 （1）接通电源和按下启动开关，指示灯亮，调整调速旋钮，各传动部件即同步 运转。 （2）微调印花轮旋钮，使印花轮旋转。调整到适当的压力，再固定好限位螺钉。 （3）接通加热开关，电子温控仪的绿灯即亮。按包装袋的材料和厚度调节温控 仪到所需温度，加热块开始预热时，应同时开机低速运转。 （4）视被封塑料袋的材料和厚度，确定是否需开风机冷却。 （5）包装袋封口处应对齐放平，将袋口靠平调节靠位(进料口)送入，当封口处 被封口带咬合时使包装袋自动向前行进，此时不要任意推动或阻挡，否则会造成封口 皱叠或故障。 （6）当发现封口带和加热块上粘附脏物时，应停机清除，当温度过高时切勿用 手直接清除。 （7）为提高封口带使用寿命，在准备关机前，要求先将温度调节旋钮退回到零 位，打开风机，这时温度指针开始缓慢下降，封口带应仍在运转。经过数分钟，使温 度降到 l00。C 以下后，方可关风机和总电源开关。 4.2 使用前的检查和维护 （1）本机配有外壳接地二脚插座，使用时应有良好的接地，确保安全生产。 （2）初次使用或使用间隔时间过长时，电热元件会受潮，应进行数分钟低温预 热后，方呵进行正常操作。 （3）调整输送台高度及前后位置，使其适应包装的需要。 （4）根据封口线至袋口的外型尺寸，调整好靠位(进料口)的位置。 （5）根据所封的材料和厚度，调整好上下加热块，以及上下冷却块之间的间隙， 调节止退片调整两封口带之问的问隙，顺时针为上升(增大间隙)，逆时针为下降(缩小 间隙)。两封口带问的间隙约为一层包装袋的厚度，既要保证封口牢度和滚花的清晰 度，又不使封口部位的两端延展过长。 4.3 封口机的故障分析 4.3.1 封口不牢 封口不牢是连续封口机的常见故障之一，封口不牢有三层意思： 包装袋封口处无法封上； 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 在封刀压力作用下，袋口虽封上了，但稍用力挤压或撕剥，封口便又开 裂； 对封口处进行剥离试验时，出现一半封合牢固、一半分离的现象，这样 的包装袋封口质量仍不合格，因为内容物在储运过程中经挤压很容易漏掉。这 种情况在复合里料为 OPP、吹塑 PE 时常常出现。 造成第一种故障的原因主要有以下几种。 (1) 热封温度不够 通常情况下，以 OPP 为里料的复合袋，当制袋总厚度为 8090m 时，热 封温度要达到 170180； 以 PE 为里料的复合袋制袋总厚度为 85100m 时， 温度宜控制在 180200。只要制袋总厚度有所增加，热封温度就必须相应提 高。 (2) 热封速度过快 封不上口还与封口机速度快慢有关。如果速度过快，封口处还未来得及热 化就被牵引辊传送至冷压处进行冷却处理了，自然达不到热封质量要求。 (3) 冷压胶轮压力不合适 冷压胶轮上下各有一个，它们之间的压力要适中，调节压力时只需夹紧弹 簧即可。 (4) 热封薄膜质量有问题 封口封不上还与热封薄膜质量有关，如果复合里料电晕处理不均匀，效果 不好，并恰好出现在封口处，肯定无法封口。这种情况很少见，然而一旦出现， 产品必然报废。所以在彩印包装行业，是下道工序监督上道工序，一发现质量 问题，必须及时分析起因并加以解决。如果封口处有水分、脏污，也会造成封 口不牢。 总之，解决第一种封合不牢问题，一般可适当提高热封温度，再降低热封 速度，同时加大冷压胶轮的压力。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 结 论 毕业设计是对所学知识的一次大总结，在设计之前，收集有关设计课题研究方面 的资料、 文献是最为重要的。 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。 收集有关资料的时候，不仅使我对包装封口机械发展现状及发展趋势、设计的具 体思路等有了更多，更全面地了解；而且收集到了许多有关与封口机械相关、相似的 设计，查找各种有关封口机设计的各种方法和主要用途；通过查阅资料和文献能够将 课堂上所学习到的理论知识，与实际生产当中的实例相结合去更好地完成设计任务； 并且使我在课程设计上有了更多的设计思路，也有了更多的考虑空间，同时也使我在 设计的过程中能够从多方面地去考虑问题。 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