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小包装自动生产线的设计[含CAD图纸和文档全套资料打包]

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A6-全套设计-小包装自动生产线的设计
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A0-控制电路梯形图.dwg
A1-包装机出口段的辊子输送结构图.dwg
A2-平面布置图.dwg
A3-传动滚筒.dwg
A3-平形上托辊.dwg
A3-支架.dwg
A3-电动机接线图.dwg
A3-直行平顶链.dwg
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　　　目前，我国包装行业的企业所有制构成有了很明显的变化，民间投资不断活跃并成了这个领域的一个亮点。在包装行业，小包装生产由于其方便化、体积小、包装容易等优点已经逐渐成为包装行业的主流。因此，对小包装生产线的研究，满足了当前社会需要，并成为一个有意义的课题。

　　　本自动生产线的设计是由罐装机，热封机、喷码机、包装机、输送机等组成。在本设计中我们重点解决了三种输送系统的设计计算和选择问题。并通过对输送系统的认识，在不同的输送段根据其自身特点进行选择使用。在控制方案上，我们选择了使用PLC控制，提出了滑梯口闸门的控制方案，双线汇合处闸门的控制方案、电机的启动和控制方案等。在本文的后面部分中，还提出了检测设备的选择及生产线设备的安装、常见故障和维护等方法。

关键词：包装生产线，自动控制，可编程控制器，输送链




Abstract


　　　At present, packing profession enterprise system of ownership constitution has obvious change in our country, the folk investment actively has become a spot in the zone. In packing profession, the merits of small packing production, such as convenience, small volume, easy packing and so on, gradually become the mainstream of the packing profession. Therefore, the research of the small packing production line satisfies the current social need, and becomes a significant topic.

　　　This design is constitute of packed machine by the bottle, hot machine, spray code machine, packer and transport machine and etc. The point resolved this automatic production line in this text is the transport project choice, the transport equipments choice. the way choice with it related design calculation and etc. Be controling the project select to choose the PLC control, put forward the slide the control of the gateway, double the line remit to match a start of control, electrical engineering of gateway and control and some solve methods. Also put forward an examination the choice of the equipments and the gearing of the production line equipments, familiar methods such as breakdown and maintenance etcs in the textual behind the part.


Keywords：packaging production，auto control，PLC，transports chain

　　目     录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

　　1.1 润滑油自动生产线的组成及其组成部分功能 1

　　1.2 小包装生产线的特点 2

　　1.3 润滑油包装设计的现状及发展趋势 2

　1.4 润滑油自动生产线的优点和发展方向 2

第二章  润滑油小包装生产线输送系统总体设计方案……………………………………4

　　2.1 输送机方案的提出………………………………………………………………….…4

　　2.2 三楼输送系统设计方案的确定……………………………………………………….6

　　2.3 二楼输送系统设计方案的提出……………………………………………………….6

　　2.4 二楼布局方案的初步确定…………………………………………………………... 8

　　2.5 一楼输送机系统设计方案的论证…………………………………………………...9

　　2.6 二楼输送装置的选择…………………………………………………………… ….. .9

第三章 三楼输送装置的选择与设计计算……………………………………………… ...10

　　3.1  三楼输送链的设计计算 10

　　　3.1.1、估算输送链的速度 10

　　　3.1.2、油罐重量的估算 10

　　　3.1.3、链条中心距的确定 11

　　　3.1.4、输送链型号的确定 11

　　　3.1.5、计算链条工作时的张力 11

　　　3.1.6、判断所选链条强度是否安全 11

　　　3.1.7、计算所需功率 11

第四章 二楼输送装置的选择与设计计算 13

　　4.1 条件 13

　　4.2 通过计算和选择要确定的内容 13

　　　4.2.1、链条的型式与规格尺寸 13

　　　4.2.2、2#线输送链的设计计算。 15

　　4.3 2#线弯曲段侧弯平顶链的设计计算 17

　　　4.3.1、平顶链的发展 17

　　　4.3.2、侧弯平顶链的特点与应用 17

　　　4.3.3、计算部分 17

　　4.4链传动的布置、张紧、安装、润滑与维护 20

　　　4.4.1、链传动的布置 20

　　　4.4.2、链传动的张紧 20

　　　4.4.3、链传动的安装 22

　　　4.4.4、链传动的润滑 22

　　　4.4.5、链传动的维护 22

　　4.5其他部件 23

　　　4.5.1、机架 23

　　　4.5.2、护栏 24

　　　4.5.3、油槽 24

　　4.6 高速链的设计计算 24

　　4.7 辊子输送机的选择和设计 25

　　　4.7.1、设计计算 25

第五章 滑梯的设计计算 31

第六章 二楼到一楼的输送装置的选择与设计计算………………………………………33

　　6.1 输送带的选择、设计与论证…………………………………………………………33

　　　6.1.1、原始数据及工作条件…………………………………………………………..33

　　　6.1.2、输送能力的计算………………………………………………………………..33

　　　6.1.3、驱动力及所需传动功率计算…………………………………………………..33

　　　6.1.4、输送带张力计算………………………………………………………………..35

　　　6.1.5、输送带层数计算………………………………………………………………..35

　　　6.1.6、拉紧装置重锤质量计算………………………………………………………. 36

　　　6.1.7、校核辊子载荷………………………………………………………………… .36

　　　6.1.8、其它部件的选用各说明………………………………………………………..36

第七章  电动机减速器装置和变频器的选择和计算……………………………………..41

　　7.1 电动机………………………………………………………………………………...41

　　　7.1.1、电动机的选择………………………………………………………………… .41

　　　7.1.2、防爆式电机的选择…………………………………………………………… .41

　　　7.1.3、电动机的安装方法…………………………………………………………… .41

　　　7.1.4、电动机的型号………………………………………………………………… .41

　　7.2与电动机配用的减速器…………………………………………………………… ...42

　　7.3减速器的使用说明……………………………………………………………………43

　　　7.3.1、一般工作情况…………………………………………………………………..43

　　　7.3.2、油品……………………………………………………………………………..43

　　　7.3.3、减速器运转前须加注规定的润滑油…………………………………………..43

　　　7.3.4、如润滑油选用不当，或缺油减速器造成胶合现象而不能使用……………...43

　　7.4 变频器………………………………………………………………………………...44

　　　7.4.1、交－交变频器 44

第八章 控制系统的选择和论证 46

　　8.1 可编程控制器为了适应在工业环境中使用，有如下的特点 46

　　8.2  F1系列可编程控制器内的元器件 49

　　8.3 滑梯口夹板（由气缸控制）的控制要求 52

　　8.4 交汇处两闸门的控制………………………………………………………………...52

　　8.5 电机的启动和控制………………………………………………………………… ..53

　　8.6 旋盖机的控制………………………………………………………………………. .54

　　　8.6.1、控制要求 54

　　　8.6.2、状态控制 55

　　8.7  PC选型及I/O分配………………………………………………………………….57

第九章 检测装置和其它辅助设备…………………………………………………………59

　　9.1光电装置……………………………………………………………………………….59

　　　9.1.1、光电开关与光电断路器的比较………………………………………………..59

　　　9.1.2、光电开关的用途…………………………………………………………….….59

　　　9.1.3、光电开关类型及型号的选择…………………………………………………..59

　　9.2 气动自动化控制技术………………………………………………………………...60

　　9.3 气压传动的优点与缺点……………………………………………………………...61

　　9.4 气压传动与其它传动方式的比较…………………………………………………...61

　　9.5 气压传动的应用……………………………………………………………………...61

　　9.6 匣门1、2、3、4的设计…………………………………………………………….62

　　　9.6.1、匣门板的设计 62

　　　9.6.2、气缸的选择……………………………………………………………………...62

　　　9.6.3、气动回路的选择 64

　　　9.6.4、阀门的选择 64

第十章 部分设备及零件的安装与维护 66

　　10.1辊子输送机的安装 66

　　10.2 气缸的安装、使用及常见故障的维修 66

　　　10.2.1、气缸的安装使用注意事项 66

　　　10.2.2、气缸的常见故障和维修 67

　　10.3 电线与气管的布置 68


设计总结 69

致谢………..................................................................................................................................................70

参考文献…............................................................................................................................................... .71

科技译文 72





内容简介：
第一章 绪论第一章 绪论在现代社会中，随着科学技术的迅速发展，自动化生产技术在工业生产中得到越来越广泛的应用。在机械制造、电子等行业已经设计和制造出大量类型各异的自动生产线。自动生产线的使用，对于提高劳动生产率和产品的质量、改善工人劳动条件、降低能源消耗、节约材料等方面都取得了显著的成效。润滑油自动生产线是人们通过自动输送及其他一些辅助装置按工艺顺序将各种机械加工装置连成一体，并通过液压系统、气压系统和电气控制系统将各个部分动作联系起来，使其按照规定的程序自动地进行工作的机械装置系统。润滑油自动生产线是在流水线的基础上发展起来的。它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程，使产品成为合格的制品，而且要求在装卸工件、定位夹紧、工件在工序间的输送、切屑的排除、甚至包装等都能自动地进行。润滑油自动生产线之所以称为一个系统，因为它是建立在机械技术、计算机技术、传感技术、驱动技术、接口技术等基础上的一门综合技术。它是从系统工程观点出发，应用这些综合技术，根据生产的不同需要，对它们进行有机的组织与综合，从而实现整体设备的最佳化。因此，自动生产线虽源于流水生产线与流水生产线有相似之处，但其性能已经远远超过流水生产线，并有许多明显的不同。最主要的特点是自动生产线具有统一的自动控制系统，有较高的自动化程度，还具有比流水线更为严格的生产节奏，工件必需以一定的生产节拍经过各个工位完成预定的加工。1.1 润滑油自动生产线的组成及其组成部分功能由于生产的产品不同，各种类型的自动生产线的大小不一，结构有别，功能各异。主要把它分为五个部分：机械本体、检测、信息处理、执行机构和接口部分。润滑油自动生产线具备最基本的四大功能：运转功能、控制功能、检测功能和驱动功能。运转功能在自动生产线中依靠动力源来提供。而控制功能的实现在自动生产线中依主要由微型机、单板机、可编程控制器或其他一些电子装置来承担。在工作过程中，设在各部位的传感器把信号检测出来，控制装置对其进行存贮、运算、变换等，然后用相应的接口电路向执行机构发出命令完成必要的动作。检测功能主要由位置传感器，直线位移传感器、角度位移传感器等传感器来实现的。传感器收集着生产线上各种信息，如：位置、温度、压力、流量等传送给信息处理部分完成控制作用。驱动功能主要由电动机、液压缸、气压缸、电磁阀、机械手或机器人等执行机构来完成。1.2 小包装自动生产线的特点包装自动生产线采用输送装置的目的，不仅仅是起着中间的传送作用，而是将所配备的全部包装工艺设备有机地联系起来而成为一个协调的工作整体，并同时完成包装物品和包装材料的输入及包装成品和次品的输出。因此，输送装置的工作性能影响着全线的自动化程度、生产能力、包装质量、产品成本、操作条件和卫生、安全等技术指标。设计时必须根据工艺要求和总体布局合理地加以设计和选用。 包装线使用的输送装置按输送力的来源大体可分为重力式，动力式两大类。重力式输送装置是依靠物件自身的重力或惯性力以克服滑槽或滑道等的接触摩擦阻力而实现输送的，常见装置有滑槽，滚道和滑轮输送道等。这种装置结构简单，应用较广。但只能由上向下输送，运动稳动性差，对于一些严格要求自动线的工作节拍的场合，不宜直接采用。动力式输送装置不仅具有向下的输送能力，还有沿水平和向上的输送能力，输送速度可调节。1.3 润滑油包装设计的现状及发展趋势当今时代，是润滑油产品极大丰富和需求稳步上涨的时代，也是润滑油市场竞争日益激烈的时代。 这种激烈竞争表现在品牌 、质量、包装、价格、服务等各个方面尤其表现在增值空间较大的商品附加值的竞争上。包装是增加商品附加值的极其重要 的手段，它赋予产品特定的性格和视觉效果，传达了经营者持有的经营理念。随着时代的发展，人们审美意识的提高润滑泊包装功能已由单纯的保护功能、便利功能，上升到销售功能。同时随着汽车成为大众消费品，车辆档次的提高，使得润滑油产品在国内市场的定位发生变比，主要表现在车用润滑油产品由工业品向消费品的过渡，产品需求由中低档向中高档发展的态势。上述变化赋予了润滑油包装尤其是小包装全新的设计涵义，主要体现在以下几个方面：(1)设计风格充满时代感，与流行时尚紧密结合具体表现在包装的色彩、格调等方面的态势；(2)保护功能与实用功能的完美结合，体现了人性化的设计理念；(3)差异化的设计策略，强调了产品的个性； (4)包装发展的多样化、环保化的特点,反映了现代消费及环保新观念；1.4 润滑油自动生产线的优点和发展方向润滑油自动生产线的优点主要是提高劳动生产率、缩小生产面积、缩短生产循环的周期及减轻工人的劳动。自动线的出现及发展，基本上是沿着两个方面进行的。一、流水生产法的进一步发展。逐渐淘汰了非流水生产，流水生产无论在劳动生产率还是在节省厂房空间上都比非流水生产要优越得多。二、顺序作业多工位自动机床的进一步发展，促使自动生产线的诞生和发展。自动生产线的采用，为自动地实现各种各样的、复杂的工艺过程开辟了广阔的前景。 我国的润滑油自动化生产和先进国家相比还存有一定的差距，因此迅速增加润滑油自动生产线的数量和提高润滑油自动生产线的精度等级将成为我们今后奋斗的目标。61第二章 润滑油小包装生产线输送系统总体设计方案第二章 润滑油小包装生产线输送系统总体设计方案2.1输送机方案的提出根据本设计所给的任务书可知应用到齿轮传动输送、链传动输送或带传动输送。考虑到链传动输送与齿轮传动输送比较具有下列优点： (1)链传动的制造与安装精度要求低这是因为链传动是一种具有中间挠性的非共轭啮合传动，链轮的齿形可以有较大的灵活性。链轮的加工与安装精度、链传动的中心距精度都较齿轮传动要求为低。对于已有的链传动，欲改变其技术参数（如传动比、中心距等）也比较容易实现。在安装与维修方面简单方便。（2）链轮齿受力较小，强度较高，磨损也较近通常链轮有较多的齿同时与链条啮合，接触位置接近齿根并且齿槽圆弧半径大，齿根应力集中小；而直齿圆柱齿轮传动一般只有12对齿轮接触。因此，链轮的承载能力相对增大，齿面磨损也比齿轮轻。（3）链传动有较好的缓冲、吸振性能由于链条是挠性件并具有一定的弹性，再加上链条的每个铰链内部均能储存润滑油，因此它与只有12对刚性很大的齿轮传动相比，具有较好的缓冲和吸振能力。(4) 链传动中心距的适应范围大，特别是在中心距较大或在多轴传动场合，链传动易于布置、安装、调整，而且简单、轻巧、经济。(5)在链上配置适当附件后，易于实现输送动能，而齿轮传动则必须还有附加机构才能实现。故此,本次设计应优先先用链传动(输送链)或带传动(输送带),考虑到链传动与带传动相比有比较具有以下特点:(1) 链传动没有弹性滑动和打滑，因此与带传动相比，键传动能保持准确的平均传动比和较高的机械效率，对要求转速恒定的两轴传动和多轴传动，采用链传动更为适宜。(2)链条对轴的作用力较小链传动的预紧力比带传动小得多，因此减轻了施加在轴和轴承上的压力，减少了轴承的磨擦损失。在低速时，键传动的这一特点更为突出。(3)链传动的尺寸较紧凑在传递相同功率的情况下，链条比常用的胶带要窄些，链轮直径也比带轮小些，所以链传动的结构尺寸要比带传动紧凑。(4)链条装拆比较方便链条可以在连接链节处拆开，容易安装和拆卸，而胶带一般均是制成无端的，它要越过皮带轮缘才能套进去，安装比较困难。特别当带轮位于轴承之间时更是如此。(5)链传动在较大传动比和较小中心距下工作链传动允许链条在链轮上的包角可小一些，因此链传动比范围比带传动大一些，也更能在较小的中心距下工作。(6)链传动对环境的适应能力强链条有金属制成，能在更恶劣的环境下工作，诸如在高温、油污、粉尘和泥沙等场合，链传动更为使用。(7)链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。链条工作期间的磨损伸长比胶带拉伸变形伸长缓慢，并且伸长量可以设法控制在一个节距范围内，因此不必像胶带传动那样要求频繁地调整中心距。在设计张紧装置时，链传动要求的调节量也较小。（8）链传动在可燃气氛下工作安全可靠当在可燃气氛下工作时，链传动不像带传动那样有胶带打滑发热和带与轮间摩擦发电的现象，所以不会有引起燃烧的危险。（9）链条承载能力与链条本身重量的比值较小。(10)链条的耐磨性好。(11)在运转过程中,链条与导轨间的摩擦阻力小。(12)在输送链上，可以根据物料输送的要求配置各种附件,能最大限度地扩展其运输功能。(13)可以根据输送物料与环境的情况，对组成链条的零件选择不同的材料(包括金属与非金属)来创造以便有效地延长链条的寿命，使之对工作环境有很强的适应性。(14) 链条容易接长与截短，使用方便。(15) 速度适应性强，能在很低的速度下工作。(16) 输送精度高,易于实现同步输送，还可实现柔性传送。由上述比较可知，本次设计链传动输送优于带传动输送，此外，从工艺上考虑，带传动为摩擦传动，靠带与带轮间的摩擦传递运动和动力，在注油的过程中，不可避免地会有润滑油泄漏，泄漏的润滑油会滴在输送带上，然后渗透到输送带的另一面，使带轮与带之间的摩擦状况改变（实际上使摩擦系数大大减小），这将造成输送带的工作不稳定，更容易打滑；而采用链传动输送则泄漏下来的润滑油可以起润滑作用，改善链的工作状况，并且没有带传动的打滑现象。另一面，从防腐的角度考虑，润滑油对橡胶产品有融解作用（根据相似相溶原理，有机物易溶于有机物）和腐化作用，更容易使橡胶产品在空气中氧化而老化；相反，链条一般为金属制造而成，泄漏下来的润滑油除了起润滑作用外，还可以粘附于链条的表面上起抗氧化的作用（把金属和空气的氧气格开）。综合所述，本次设计的输送装置在有工艺要求的灌装段采用链传动输送。2.2三楼输送系统设计方案的确定由上述分析可知，三楼的输送装置采用输送链装置，其中心距根据本次设计要求及现场调研情况初步确定为2.5m，在三楼上主要由工人把空罐放置在输送链上，考虑到空油罐（塑料罐或铁罐）较轻（塑料罐每个不超过0.5Kg，铁罐每个不超过2Kg），且铁罐有被塑料罐逐步取代的趋势，且采用滑梯比较经济耐用。故此三楼到二楼的输送采用滑梯完成。考虑到生产工艺的需要，在滑梯口处设置有一个挡板，可以根据实际生产的需要确定采用某一条生产线进行生产、双线同时生产或者不生产（这主要由挡板控制，挡板可以手动控制，也可以用PLC自动控制，详见后面控制部分）。驱动装置的确定：考虑到工业上普通采用交流电机，故三楼的输送链采用三相交流异步电机驱动，电机经减速器将运动和动力传递给输送链，把油罐送往滑梯口，油罐经滑梯从三楼滑到二楼时，油罐本身的重力势能可以转化成动能从而获得速度，而不需另外提供附加的动力。为了不使油罐的速度太快，造成对二楼输送装置的冲击，使二楼的输送装置工作不稳定，应减小油罐的下滑速度。根据物理学知识可知，滑梯与水平面（地板）的夹角应小些，考虑到厂房空间的大小及操作空间的要求等因素，滑梯与水平面的夹角不可能太小，因此油罐在二楼的滑梯出口处的速度会偏大些，依然会对二楼的输送装置造成冲击，为了减小油罐的速度，降低对与其对接的输送系统的冲击，确定在滑梯的出口段增设一些柔性元件起增加阻尼和缓冲的作用，以使油罐的速度适中，满足实际生产和设计的要求。同时，考虑到实际生产工艺的需要可能采用不同容量的油罐，故在滑梯上设有可调节机构（采用调节螺栓进行调），可以根据不同的油罐（3.5L，4L或6L等）进行适当的调节，以满足工艺要求。2.3二楼输送系统设计方案的提出根据前面分析可知，采用输送链优于输送带，同时从满足工艺要求考虑，在自动灌装段采用输送链输送，当油罐注满以后，经旋盖、封口和喷码以后送往包装机包装，考虑到包装箱为纸箱，为了不使包装箱粘油，并考虑带传动输送具有如下优点：（1） 能起缓冲和吸振作用，可使传动平稳，噪声小。（2） 过载时，带在轮面上打滑，可以防止损坏其他零件，起安全保护作用。（3） 适用于两轴中心距较大的场合。（4） 结构简单，容易制造，维护方便，成本低廉。故此在送往包装机的那一段输送带输送，此外，从工艺考虑，采用输送带可以吸附掉粘附于油罐外边的小量的润滑油，有利于后面的包装工艺，这虽然对带传动有稍微的影响，但油罐在前面的链输送过程中已经只有微量的润滑有残留在外面，故其影响因素较小，可以忽略不计，故而确定该段采用输送带，这样既可以满足设计要求，又能满足实际生产的需要。在输送的过程中，为了不使油罐掉到地板上，在输送链和输送带的两边均设置护栏，这样也可以保证油罐的准确地位。考虑到因生产工艺的需要可能使用不同容量的油罐（4L、3.5L、6L），故此在护栏设有调节机构，可以根据实际生产的需要调整护栏的宽度，以满足实际的生产需要。驱动装置的确定：由于工业上普通采用三相交流电源，故输送链和输送带的动力确定选用三相交流异步电动机，再经减速器将运动和动力传给输送链或输送带，考虑到电机已经标准化，故根据本次毕业设计的需要并参考现场调研的情况，按照电机的相关标准进行选型，其具体的计算详见后面电机的选择设计计算部分。减速器的传动比根据输送带的速度（由工艺决定）及电动机的输出轴的转速确定，考虑到部分减速器已有相应的厂家系列，从经济性及满足设计要求考虑，根据厂家的系列型号进行选择（主要根据传动比和传递的功率进行选取型号），而不再进行相应的设计计算。在注油和旋盖等工艺过程，需要对油罐进行定位，这就要求必须有相应的机械定位装置，所以在相应对位置均设有挡板（由PLC通过活塞缸进行控制）或其他定位装置，以满足工艺需要。包装机根据油罐的数据及外型尺寸确定箱体尺寸，再根据箱体尺寸确定包装机的主要参数。由于厂家已有相应的厂家标准，故根据主要技术参数进行选择，然后外购，而不再进行独立的设计计算，这样也有利于降低成本，提高经济性，但考虑到实际生产的油罐的容量会有所改变，故所选的包装机的工作范围应有一定的调整量，以满足不同的工艺要求。包装完成后的箱子重量较大，而在包装的过程中箱子会受到较大的力的作用，如采用输送链或输送带，则变形将较大，故此考虑采用其他输送成件物品的运输机，与前两者相比，除了具有结构简单，运转可靠，维护方便，经济节能等，最突出的就是它与生产工艺过程能较好地衔接和配套，并有功能地多样性，具体表现在一下几方面：（1）布置灵活，容易分段和连接，可以根据需要，由直线、圆弧、水平、倾斜、分支、合流等区域及辅助装置，组成开式、闭式、平面、立体等多种形式地输送路线。（2）功能多样，可以按无动力式、动力式、积极式等多种输送或积存物品，可以在输送过程中升降、移动、翻转物品，可以结合辅助装置，按直角、平行、上下等方式实现物品在子输送机之间或其他输送机之间地运转。（3）便于工艺设备衔接配套，衔接方式简单紧凑，有时可以直接作为工艺设备地物料输入和输出段。子输送机间的空隙部位便于布置多种装置和设备。（4）物品输送平稳，便于对输送过程中的物品进行加工、装配、实验、分拣、包装、储存等多种工艺性操作，便于对输送过程实现自动控制。（5）两台棍子输送机的连接尺寸小，可以转运较小尺寸的物品。（6）双排或数排棍子输送机可以再排组成大宽度的子输送机，以运送大型成件物品。（7）允许输送高温物品。（8）棍子输送机标准化、系列化、通用化程度高，易于拼装组成不同的生产线，同时不需要特殊上建基础。根据上述特点，考虑工艺要求等因素，故包装机出口段采用棍子输送机进行输送。其动力装置采用工业上普通使用的三相交流异步电动机，变速装置根据输送速度和电动机转速确定好传动化，按电动机的输出功率参考厂家的相关系列型号进行选择。2.4二楼布局方案的初步确定根据已知条件于工艺流程，并参考高润公司的新加坡自动生产线和意大利自动生产线以及有关生产线的资料，初步决定生产线采用并联与串联组成的自动线布局形式。再拟定方案时考虑了多种布局，以下是我认为较好的两种布局：布局（1）自动线的布置紧凑，在第一段上由于灌装机与旋盖机的工作效率较低，则分开两条自动线来延长节拍时间，且在第二段上喷码机、热封机和包装机等的工作效率较高，从整条自动线上看，只需要两台灌装机和两台旋盖机，其它设备都只需一台。但是此布局要保证在交汇处不出现两条自动线输送来的油罐发生碰撞并堵塞，在入包装机前又要四油罐成两排同时进入。布局（2）消除了在交汇处发生碰撞的现象，且能用自动线来实现入包装机是四油罐成两排同时进入，但是由于它在包装机的前段都是两条自动线同时输送油罐，其输送机的数量或长度就会增加，热封机和喷码机无论是安装在交汇处的前段还是后段的自动线上两段需要两台，这样生产效率较高的热封机和喷码机由于前面输送来的油罐少而减低生产率，造成一定程度上的浪费。布局（1）布局（2）综合考虑两种布局的优缺点，最终选择了布局（1）作为本次设计的布局方案。2.5一楼输送机系统设计方案的论证由于包装好后箱子比较重，若采用滑梯，则滑梯的强度和刚度需进行设计计算。同时受厂房空间的影响，滑梯与水平面的夹角不可能很小，而包装箱体与滑梯的摩擦系数较小。根据物理学知识，可知，箱子的下滑速度很大（均加速下滑），会对下面的输送系统造成较大的冲击，影响一楼的输送系统，故不采用滑梯结构。若采用输送链，由于链板为加工的金属板，其包装箱的摩擦系数也较小，需设置附件才能不使箱体的下滑速度比链速快，但这样不利于一楼输送系统的衔接，故暂不采用。考虑到带传动比较平稳可靠，具有缓冲吸振下滑，而且箱子随带下滑，其速度与输送带相同，故此采用带输送。从二楼输送带下来的包装箱对一楼的输送装置造成较大的冲击，考虑到辊子输送机的刚度较大且具有前述诸多优点，故在自动码跺机采用棍子输送机，其具体结构详见设计计算部分。驱动装置采用工业上普通运用的三相交流电动机，其选择参考相应标准；减速器根据传动比和电动功率按照厂家相应系列进行选择型号，具体详见后面设计计算部分。2.6二楼输送装置的选择生产线主体设备布置在二楼，由前面的分析知道采用（1）布置较合理，只使用一条具有侧弯性能的平顶板链，则只需一台输送机即可在同一平面内实现转弯输送要求。当只使用一台灌装机的生产时，油罐只走直线生产稳定性更高。第三章 三楼输送装置的选择与设计计算第三章 三楼输送装置的选择与设计计算根据实际生产需要，选用了链式输送的铰卷式平顶输送链，它广泛用于灌装生产线，以及输送罐、盒、瓶、玻璃器皿等，平顶式输送机虽也是以承托的方式输送物料的，但使用的链条都是本身具有平面顶板的输送链条，它们可以是铰卷式平顶链，也可以是其他结构的链条上配上一平面顶板的输送链，因结构有特殊性，所以自成一类铰卷式平顶链由带铰卷的链板和销轴两个基本零件组成，这种铰链结构能形成连续的平顶面，它可避免灌装容器的绊磕碰翻，这种链条易于保持清洁。输送用平顶链有直行平顶链与侧弯平顶链两种结构，根据输送方式选用直行平顶链，它的结构十分简单，仅一块两侧带铰圈的链板与一根销轴，两侧铰圈的一侧与销轴固定联结，称为固定铰圈。另一侧处在里档的铰圈与销轴活动联结，称为活动铰圈，称为活动铰链圈，活动铰圈与销轴构成了平顶链的铰链。因为平顶链使用时经常要与液态物质（油）接触，所以链板材料用不锈钢制造。平顶链要符合规定的相邻链节的铰圈与链板间的间隙，以保证当链条安装在输送机上运转时，即使通过有反弯的区段，相邻链板也不发生干涉。3.1三楼输送链的设计计算3.1.1估算输送链的速度由任务书可知，三楼输送链的输送量应为每分钟大于48个油罐，设每个罐之间的间隔为0，即多个罐紧挨着，此时带的负载量最大，所计算出的电机功率最大。根据油罐的尺寸：长X宽X高220X110X280mm ,再考虑到工艺的需要，则应有 所以 考虑到人工放置油罐会有一定的误差，且以后工艺改进扩大生产的需要，则最大输量为 初步确定为0.4m/s.3.1.2油罐重量的估算根据现场的调查及油罐的尺寸，当为塑料罐时，初步确定油罐的重量为0.5kg/个；考虑到工艺的需要会用铁罐装，故当油罐为铁罐时，初步确定油罐的质量为1kg/个（实际上偏大）。3.1.3链条中心距的确定根据现场调研的情况结合本设计的要求确定，两链轮间中心距为2.5mm。3.1.4输送链型号的确定由于输送的工件数量及速度均不高，系一个轻型输送规模，故可选用GB/T4140-1993规定的输送用平顶链。根据输送的工件与灌装车间的环境，参考表910与表911，链板采用不锈钢（二级耐蚀钢，材料为耐蚀钢），衬垫选用超高聚乙烯。1、 根据油罐的尺寸，初步确定链条的型号为C18S,(链板宽度为115.30mm，厂家根据地理位置考虑到运输成本确定为安徽省黄山链传动有限公司)，共需两条。2、 链条的节数 初步选择链轮齿数为17，则 3.1.5计算链条工作时的张力根据输送链与特种链工程应用手册式94，得式中M被输送物体的重量（kg/m）,由任务书及假设可知： m=3.48kg/m(由制造厂提供的数据)，链条的质量；L在曲线输送机上链条的长度（m），由假设知L=2.5m；顶板与衬垫间的摩擦系数，由表914根据链板与衬垫材料查得0.25；为了储存物料在链条上滑动的距离（m）,考虑到生产中人工放置会有所储存，故按最大量取2.5m;移动的物品与顶板间的摩擦系数，由表915根据被输送的材料及顶板材料查得0.35。将以上各数值代入94，得： 0.112KN3.1.6判断所选链条强度是否安全由表912（输送链与特种链工程应用手册）查得速度系数为Kv1.2,由GB/T41401993查得极限拉伸载荷Q为6.256N,计算安全系数S S=7故所选链条强度足够，能满足使用要求。3.1.7计算所需的功率（单条输送链的功率）由链传动设计与应用手册式510得P=1.1FV=1.1X0.112X0.4=0.047KW第四章 二楼输送装置的选择与设计计算第四章 二楼输送装置的选择与设计计算4.1条件 1输送线的灌装机的速度为36灌/分钟，链轮的中心距为10m，工件尺寸为：220mm110mm280mm，装配用工装板宽度约115.3（型号为C18S）mm。罐/分钟V10.12m/min ,取V=18m/min0.3m/s。 每个工件的质量，1kg（空罐） 灌满油后，4.2通过计算和选择要确定的内容4.2.1链条的型式与规格尺寸由于生产的需要选用了顶板输送链，由于输送的工件数量及速度均不高，系一般轻型输送规模，故可选用GB/T4140-1993规定的输送用平顶链。根据输送的工件与装配车间的环境，参考表9-10与表9-11，链板采用不锈钢，衬垫选用碳钢。工件的宽度为110mm，由于护栏的作用，链板宽度最大为115.3mm，按表5-1，取链条的型号为C18S，平顶链主要尺寸，测量力与极限拉伸载荷如下： 123456789链号节距铰卷外径销轴直径活动铰卷孔径链板厚度活动铰卷宽度固定铰卷外宽固定铰卷内宽P 最大最小最大最小最大C18S38.1013.136.386.403.3520.0020.1042.05101112131415161718链板凹槽总宽销轴长度链板宽度链板宽度链板长度铰卷轴心线与链板外缘暗距铰链间隙测量载荷抗拉载荷（最小） 碳钢200|10000 一级耐蚀钢160|8000二级耐蚀钢120|6250最小最大最大公称尺寸最小42.1042.60115.3101.6037.280.410.415.90 （1）链节的数量按表得出，节距P=38.1,初选链轮齿数为17， 节（2）计算链条工作时的张力，按照式（9） 最大链条张力（KN）；m链条的质量，kg/m ；m=3.14kg/m 链传动设计与应用手册；M被输送物体的重量，kg/m；顶板与衬垫间的摩擦系数，查表9-14,得=0.2；为了储存物料在链条上滑动的距离；=0；L在曲线输送机上链条的长度；L=10m； （3）判断所选链条强度是否安全由表查得速度系数为,由GB/T4140-1993（表5-1），查得极限拉伸载荷Q为10KN，计算安全系数S。强度足够，所选的链条能满足使用要求。（4）功率安全系数为1.1输送链链轮齿数(GB/T4140-1993)4.2.2 2#线输送链的设计计算1估算输送链的速度由任务书可知，2#线输送用于顶链的输送量应为每分钟大于46个油罐，根据油罐的尺寸：长宽高=220110280mm,并考虑到工艺的需要，则应有V2#maxV2#此时罐与罐之间的间隔为0，考虑到实际生产中罐装机为间断工作，输送链每隔一段时间将油罐运走，其平均时间根据罐装机的生产能力确定如下：T= =13.3 秒考虑到误差的因素和留有一定的安全裕量，则可确定T=12秒，此时输送链的速度为实际生产情况求出最低链速，则有0.228/12=0.1480.15m/s即按实际生产能力与按理论的计算小，链速相接近。考虑到今后随着科学技术的发展提高生产能力的因素，再让油灌尽快送往包装机，故取V2#=0.3m/s=18m/min。2.油罐重量的估算根据前面计算三楼链送链时所述，空罐的重量按1Kg计算。润滑油的密度按密度为1000Kg/m3计算，则注满油后的油罐总重量应为7Kg（按6L计算）。3.链条中心距的确定根据现场调研的情况估算本次设计的要求确定两链轮中心距为8m（考虑到留有一定的距离安装某盖机）4.由于输送的工件数量及速度均不高，系一般的轻型输送规模，故可选用GB/T4140-1993规定的输送平顶链。根据输送的工件与灌装车内的环境，参考表9-10与表911，链板采用不锈钢（二级耐蚀钢，材料为耐蚀钢），衬垫选用超高聚乙烯。5根据油罐的尺寸，初步确定链条的型号为C18S（链板宽度为115.30mm，厂家根据地球位置考虑到运输成本确定为安徽省黄山链传动有限公司）6链条的节数，初步选择链轮齿数为17 则：=（81000/38.1）2+17=437节7计算链条工作时的张力 根据输送链与特种链工程应用手册式9-4得 Fmax=9.810-3（M+2.1m）Lf1+MLf2 =9.810-3(24.89+2.13.48) 80.25+24.8900.35 =0.631 KN8.判断所选链条强度是否安全由表9-12()查得速度系数Kv=1.2,由GB/T4141-1993查得极限拉伸载荷Q为6.25KN,计算安全系数S.S=Q/(FmaxKv) =6.25/(0.6311.2) =8.257故所选链条强度足够,能满足使用要求.9.计算所需的功率由式5-10得 P=1.1FV KW =1.10.6310.3 =0.21 KW4.3 2 #线弯曲段侧弯平顶链的设计计算由前面的方案知道，2#线转弯段选用输送链进行输送，由链传动设计与应用手册表12可知，本次设计采用平顶输送链较为合适。由于传输的过程中有弯曲，故此应选用侧弯平顶链。4.3.1平顶链的发展侧弯平顶链是在直行平顶链的基础上派生出来的。侧弯量用侧弯半径来表示。为了使链条实现侧向弯曲，侧弯平定链与直行平顶链相比在结构上有多处变动。这些变动为： （1）增加铰链间隙 铰链间隙与链条的侧弯能力成正比。铰链间隙增大后会增加单个链板的铰圈孔中距与链条节距间的间距。如改变销轴几何形状，将销轴到成鼓状，可以达到既减少铰圈孔心距与链条节距的差距，又不降低侧弯能力的效果。 （2）顶板改成斜侧边 两侧边平行的顶板，当链条侧弯时，相邻链节的顶板外侧会发生干涉。如将顶板的一个侧边削成对称的斜边，即可消除这种干涉，使链条能够实现侧弯动作。侧边的斜度与铰链的间隙量应相互匹配，则体积可以按要求的侧弯半径计算出来。 （3）增加防移板 侧弯顶链在弯道上运行时，链板会受到一个径向力。在此力的作用下，链条在导轨上产生侧向移动，故需在顶板下面装上防移板。对钢制平顶链来说，防移板是焊接在链板上的。对塑料侧弯平顶链，防移板与链板是一体铸造出来的。对双弯加肋强侧弯平顶链来说，加强就可做成到阻止链条治导轨作侧向移动的作用，所以不需要再另装防移板。4.3.2侧弯平顶链的特点与应用侧弯平顶链因为具有侧弯能力，所以采用侧弯平顶链的输送机可以在平面内连续、平稳地转弯，如一条灌装线要求链条的运行轨迹不显直线，则采用侧弯平顶链可以大大节省灌装线的设备费用。侧弯平顶链与直行平顶链相比具有如下优点：（1） 省去输送机换向时的转盘和定板。（2） 输送过程中被输送物品出现翻转与跳跃的现象较少，噪声也较低。（3） 在拐弯处消除了被输送物品的滑动。（4） 减少诸如电动机，减速器、链轮等的数量。4.3.3计算部分弯曲段输送链速度根据前面平顶输送链初步确定为0.3m/s，既与前面链速相同，考虑到双线同时生产时为了避免油罐在汇交点处相碰撞，故该侧弯平顶链的速度可调节( 是通过变频器来控制电动机的转速 )，并确定其大链速为最低工作链条的2倍，即Vmax=0.6m/s。1.为了在汇交点处有一定的缓冲空间并考虑到侧弯平顶链的转弯半径，确定两链轮的中心距为6m，转弯半径参考国内及国外确定为609.6mm。2.链条的型号为CC18SB(链板宽度为114.3mm)，厂家同前述。3.链条的节数,初步选择链轮齿数为17,则 =()2+17 =()2+17 =259.7260(节)4.计算链条工作时的张力根据有 TA=9.810-3mL1f1 =9.810-33.48()0.151.25 =0.027KN链条在B点的张力TB TB=TA+9.810-3 mL2f1 =0.027+9.810-33.48()0.151.25 =0.049KN 链条在C点处的张力Tc Tc=TB+9.810-3 mL3f1 =0.049+9.810-33.481.50.15 =0.057KN链条在D的张力TD TD=Tc+9.810-3(M+m)L4f1+ML4f2 L4=l3+R2(,按900查表9-16) =1.5+0.060961.6=2.48m由表9-16查得=1.6M1=（+8) 7）/9.2267=24kg/m（按最小链速求得的M1）按最大链速计算M2M2=（+8) 7）/9.2267=15.01kg/m按最小链速求TDminTDmin=0.057+9.810-3（24+3.48）2.480.15+0 =0.157 KN按最大链速求TDmaxTDmax=0.057+9.810-3（15.01+3.48）2.480.15+0 =0.124 KN链条在E点的张力TE= TD+9.810-3(M+m)L5f1+ML5f2L5=l2+R1 =3.49+0.060961.6=4.46 m 按最大链速计算TEminTEmin=0.157+9.810-3（24+3.48）4.460.15+0 =0.337 KN按最小链速计算TEmaxTEmax=0.124+9.810-3（15.01+3.48）4.460.15+0 =0.245 KN链条在F点的张力：TF=TE+9.810-3(M+m)L6f1+ML5f2L6=l1+R1 =4.18+0.60961.6=5.15 m按最小链速计算TFminTFmin=0.337+9.810-3（24+3.48）5.150.15+0 =0.545 KN按最大链速计算TFmaxTFmax=0.245+9.810-3(M+m)L6f1+0 =0.245+9.810-3(15.01+3.48) 5.150.15 0.385 KN5.判断所选链条强度是否安全由表9-12查得速度系数KV1=1.2，KV2=1.4。 由GB/T4140-1993查得极限拉伸载荷。Q=6.25。计算安全系数S按最小链速时：S=Q/（FminKv） =6.25/（0.5451.2） =9.92777按最大链速时：S=Q/FmaxKv2 =6.25/（0.3851.4） =11.607故所选链条强度是安全的。6.计算所需功率按最小链速计算功率 P1=1.1FV =1.10.5450.3=0.18KW按最大链速计算所需的功率： P2=1.1FV =1.10.3850.6 =0.245KW最后取输送链所需的功率为0.245KW。4.4链传动的布置、张紧、安装、润滑与维护输送链条的正确使用对保证链条使用寿命与工作可靠性至关重要。链条与链轮配合使用的，所以链轮的质量、安装对链条使用的很大的影响。链条的润滑和将使用过度的链条及时更换也是十分重要的。对在特殊环境下工作的链条，其零件材料的选择也是至关重要。4.4.1链传动的布置链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。如确有需要按后一种布置设计，则应考虑装托或张紧轮等装置，补缺尽量设计成较紧凑的中心距。链传动的的最佳中心距a=(3050)P，当大于80P以上时，可采用如下几种方法，即采用中间轴传动、支承惰轮或支承滑轨。链传动的布置应考虑提出的一些布置原则。4.4.2链传动的张紧链传动应给予适当张紧。其张紧程度可利用测量松边垂度f的大小来表示。一种是近似的测量f的方法，即近似认为两轮共切线与松边最远点的距离为垂度f。另一种是双侧测量，其松边垂度f相当为合适的松边垂度推荐为 （mm）或式中：传动中心距（mm）；最小垂度（mm）；最大垂度（mm）；松边对水平的倾角；速度下限，当m/s时，；当10m/s时，。对于重载、经常起动、制动和反转的链传动以及接近垂直的链传动，其松边垂度应适当减小。4.4.2 链传动的张紧可以采用下列方法：（1）用调整中心距方法张紧 对于滚子链传动，其中心距调整量可取为2p；对于齿形链传动，可取为1.5p，p为链条节距。（2）用缩短链长方法张紧 当传动没有张紧装置而中心距又不可能调整时，可采用缩短链长的方法对因磨损而伸长的链条重新张紧。（3）出现下列情况应增设张紧装置：两轴中心距较大（a50p和脉动载荷下a25p）；两轴中心距过小，松边在上面；两轴布置使倾角接近900；需要严格控制张紧力；多链轮传动或反向传动；要求减小冲击振动，避免共振；需要增大链轮啮合包角；采用调整中心距或缩短链长的方法又困难。链式输送机一般由张紧装置用来调节链条张力以保持良好工作状态，补偿因铰链磨损而引起的链条伸长，以及便于安装维修时链条松开。4.4.3链传动的安装链条与链轮在安装前应先进行盘啮检验，检查其啮合是否太紧或太松，以便及时发现问题，进行更换。链轮的安装应保证尽可能小的共面误差，着就要求a.各轴保持相互平行；b.各链轮保持在同一平面内，避免歪斜和跳动。一般应使两轮轮宽的中心平面轴向位移误差 ，两链轮旋转平面间的夹角误差。链条在链轮上安装时，对于小节距链条可把它两个连接端都拉到链轮上，利用链轮齿槽来定位是很容易把连接链节轻轻插入的。此外也常利用各轴紧链工具来帮助安装链条。当安装大节距或多排链条时，可利用大型紧链器。4.4.4 链传动的润滑链传动润滑方式：用刷子或油壶人工润滑、滴油润滑、油浴润滑、飞溅润滑和油泵压力喷油润滑。链传动用润滑油时，一般可根据工作环境温度和链条节距来选用具体牌号。链传动采用润滑油润滑困难时，例如在机械中滴油或油池注油问题时，或周围环境恶劣、温度很高、泥浆尘土很多时，则可采用润滑脂或固体润滑剂。输送链由于链速较低，一般可采用润滑脂润滑。但当节距较小时，可采用粘度适当的润滑油润滑。4.4.5 链传动的维护实际使用中如遵守几条相当简单的保养与维护原则，就可以节约费用，延长使用寿命，充分发挥链传动的工作能力。（1） 传动的各个链轮应当保持良好的共面性，链条通道应保持畅通；（2） 链条松边垂度个个保持适当；（3） 经常保持良好的润滑；（4） 应定期将链条清洗去污，并经常检查润滑效果；（5） 在保养维修过程中，及时剔除已损坏的链节和换上新链节，对大规格的链条来说可延长使用寿命，在经济上也合算的。但如果换修次数过多，则表示整根链条的使用寿命即将到头，不如把整根链条换掉，免得主机停车时间过长，影响生产，在总得经济上不合算。链传动维护保养示例故障原因维修措施链板或链轮齿严重侧损各链轮不共面链轮端面跳动严重链轮支承刚度差提高加工与安装精度提高支承件刚度链板疲劳开裂润滑条件良好的中、低速链传动，链板的疲劳是重要矛盾，但若过早失效则有以下问题：链条规格选择不当链条品质差重新选用合适规格的链条更换质量合格的链条滚子碎裂链轮转速较高而链条规格选择不当链轮齿沟油杂物或链条磨损严重发生爬齿和滚子被挤顶现象重新选用稍大规格链条清除齿沟杂物或换新链条销轴磨损或销轴与套筒胶合 链条铰链元件的磨损是最常见的现象之一。正常磨损是一个缓慢发展的过程。如果发展过快则：润滑不良链条质量差或选用不当清除润滑油内杂物、改善润滑条件、更换润滑油更换质量合格或稍大规格链条 外链节外侧擦伤链条未张紧，发生跳动，从而与邻近物体碰撞链箱变形或内有杂物使链条适当张紧消除箱体变形、清除杂物 链条跳齿或抖动链条磨损延长，使垂度过大冲击或脉动载荷较重链轮齿磨损严重更换链条或链轮适当张紧 链轮齿磨损严重润滑不良链轮材质较差，齿面硬度不足改善润滑条件提高链轮材质荷齿面硬度 卡簧、开口销等链条锁止元件松脱链条抖动过烈有障碍物磕碰锁止元件安装不当适当张紧或考虑增设导板托板消除障碍物改善锁止件安装质量 振动剧烈、噪音过大链轮不共面松边垂度不合适润滑不良链箱或支承松动改善链轮安装质量适当张紧改善润滑条件消除链箱或支承松动更换链条或链轮4.5其它部件4.5.1机架输送机中间的链轮行走用的水平支承轨道，一般每2.5m，制成一节，机架起了支承的作用，生产线的承载不大，输送链属于轻型，机架的尺寸根据现场的生产需要来确定4.5.2护栏为了防止产品在输送过程中翻倒，必须增加护栏，护栏的尺寸根据支架与链板的尺寸来确定。输送的物品不重，所以，护栏的要求不高，护栏的材料选用普通钢筋(Q235A 直径12毫米)。4.5.3油槽由于本生产设备是润滑油灌装，为了避免润滑油泄漏到地板上，以保持工作环境清洁。而泄漏出的油会污染生产环境，而且又浪费，所以在输送链下面增设回油槽，收集漏出的油，以便过滤后再用。回油槽的尺寸根据输送链的尺寸确定，由于油槽承受的力不大，所以强度要求不大。 尺寸：宽的两边长链条长mm，高为mm，长度与输送链一样长。1）链长精度：在施加规定的测量载荷的条件下测得的链长，其实际偏差不应超过0.3%0.1%。2）链接：销轴在活动铰卷内应能灵活转动，在固定铰卷孔内不得转动和轴向窜动。在标准的附录中还规定了链板反向弯曲半径，在铰卷轴心线与链板处缘间距（最小和链板厚度七最大的情况下，链条的使用反向弯曲半径）不得小于310mm。4.6高速链的设计计算 由于包装机的生产需要，而且也保证输送的安全度，这段输送链采用双链。1、已知条件 包装机的包装速度为48罐 /分钟，链条的中心距为10m，油罐的尺寸为220mm110mm280mm。油罐灌满油后的重量约为kg，链的速度要满足包装机的生产要求。 罐/分钟2、链条的型式与规格尺寸与单链相同（1） （2）强度足够，所选的链条能满足使用要求(3)功率3、护栏因为双链的承载能力比单链强，而且为了减轻对产品的冲击，固护栏采用塑料。4、油槽 为了收集由于输送过程中漏掉的润滑油,必须在输送链的下面设计一个油槽,用于收集油。 尺寸：宽到与输送链一样（约为1032206mm，高20mm，长度与整条输送长度一样）。 其它跟单链一样。4.7 辊子输送机的选择和设计从包装机出来后，油罐已经包装好了，包装箱的尺寸为：长宽高445220280mm。由于箱体的重量大，所以采用辊子输送机。辊子输送机可以沿水平或较小的倾斜角输送具有平直底部的成件物品，对于非平底物品及柔软物品，可借助托盘实现输送，与其他输送成件物品的运输机相比，除了具有结构简单、运转可靠、维护方便、经济、节能等特点以外，最突出的就是它与生产工艺过程能较好地连接和配套，并有功能的多样性。根据实际需要选用动力式辊子输送机，它本身具有驱动装置，辊子转动呈交动状态，可以严格控制物品运行状态，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送过程的自动控制，链转动承载能力大、通用性好、布置方便、对环境适应性强，可在经常接触油、水及温度较高的地方工作，是最常用的一种动力辊子输送机，链转动采用单链转动，单链转动结构布置紧凑，适用于轻载、低速、持续运行的场合。4.7.1设计计算A、第一段辊子输送机（1）原始依据辊子输送机的型式，GZT4型定轴动力式圆柱形长辊输送机（单链转动）。角度：为200，所以实际长度为物品输送量：根据包装机的输送量48灌/分钟，所以物品的输送量为14箱/分钟,为日后的改造，输送量要扩大一倍，为28箱/分钟。输送速度：箱/分钟。 得V=12.46m/min=0.21m/s 取V=20m/min,取标准值V=0.32m/s。物件的质量：。（2）基本参数辊子长度 l辊子长度，mm； B物体宽度，mm；B=220 mm； 宽度裕量，mm；=50150 mm； 辊子间距辊子间距P应保证一个物件始终支承在个以上的辊子，/；L物件长度，L=445mm； ,取标准值P=150mm。辊子直径辊子直径口与辊子承载能力有关，可按下式选取FFF作用在单个辊子上的载荷，N；F单个辊子上的允许载荷，N； m单个物件的质量,Kg； m=29Kg 单列辊子有效支承系数，与物体底面特性及辊子平面度有关，一般取=0.7，对底部刚度很大的物品可取=0.5；多列辊子不均衡承系数，对单列辊子，取=1；n支承单个物体的辊子当数，n=445/1483；g重力加速度，取g=9.81m/s2；输送机高度根据包装机的高度，设计输送机开始高度。链条牵引力 =38.13N单链转动辊子输送机转动链条牵引力，N；摩擦系数，查表187，得f=0.05；L辊子输送机长度，m L=1.06m；重力加速度，取g=9.81m/s2；辊子直径mm ，=50mm；辊子链轮节圆直径，mm； 单位长度上物品的质量,kg/m；=每米长度链条的质量,kg/m；=0.99kg/m一个转动辊子转动部分的质量, kg； =5kg辊子输送机每米长度长转动辊子数；=6一个非转动辊子的转动部分的质量, kg； =0输送机每米长度内非转动辊子数,m-1, =1功率计算a. 计算功率 传动辊子轴计算功率,KW； F链条牵引力，N；对单链传动 V输送速度,m/s；V=0.32m/s 辊子链轮节圆直径,mm；=70.3mm 辊子直径,mm；=50mm b. 电动机功率 P电动机功率传动辊子轴计算功率K功率安全系数驱动装置效率在第一段辊子输送机后是一段长20cm的无动力式辊子输送机，它倾斜布置，角度与前一段一样，=200,其它已知条件一样，L=400mm。因为距离比较短,P=50mm。辊子直径查表18-9取25mm。运行阻力 F一件物品的运行阻力,Nm一件物品的质量,kg；m=29kg一个辊子转动部分的质量，kg；=4 kg 辊子输送机的倾斜角k物品与辊子间的滚动摩擦系数，查18-6得k=1.7Z支承一件物品的辊子数，Z=9轴承摩擦系数，对滚动轴承，u=0.07 d 辊子轴径，mm；d=15mm D辊子直径，mm ；D=25mm g重力加速度，取g=9.81m/s2； =-75.7N重力输送倾斜角为了配合第一段辊子输送机，所以o；重力输送速度 V物品通过距离为L时的速度，m/s；V0物品通过距离为L时的速度，m/s；L输送距离，m；L=0.2m =1.3 m/s因为V较大，所以必须在输送带上做一个缓冲机构具体尺寸 (mm)DlBWPHL1L2H1h输送速度m/s电动机功率KW单个辊子允许载荷 KN机架截面50400435520150100010006405200.320.550.701206042540043552050640206005200.1060404B、第二段辊子输送机前面第一段是由于人工垛码时所采用的输送机，为了加快生产效率，适应生产的需要，可采用自动垛码机，它的输送设备是在第一段的基础上延展开来的，第一段的辊子输送机可以调整高度，以连接第二段。它分成两部分，前一部分是水平放置，后一部分是倾斜。（）原始依据型式：G2T4型定轴动力式圆柱形长辊输送机（单链传动）；长度：水平100cm,倾斜85cm；角度：180，倾斜段的实际长度：；物品输送量：与第一段一样，28箱/分钟；输送速度：v=0.32m/s； 物体的质量：29kg，外形445220280mm ；水平： =34.5N=倾斜：为定无动力式辊子输送机 具体尺寸如表1-8所示。m=29kg,k=1.7,Z=4,d=50mm,P=100mm,m0=5kg,d=20mm,。 =-77.2N=2.46m/s第五章 滑梯的设计计算第五章 滑梯的设计计算油罐的几何尺寸为：长220mm宽110mm高280mm，设计一个圆形回旋下滑楼梯可以节省动力装置，具有经济性强等特点。设计罐下滑时，必须满足罐在下滑的过程中不会被卡死。即使中途有堵塞，当堵塞消除后能够恢复正常。如右图在直角三角形OAB中，即是：，如于a = b =110mm，所以：，另外如于 r 0,所以轨道C必须满足：155.56 C 110。又由于罐在轨道上滑行，罐的速度不能太快，必须保证一定范围的速度。设为回旋下滑楼梯的升角，另外下滑楼梯的导程也必须满足罐在回旋导轨上能够下滑，选回旋导轨的导程为500mm。罐在回旋下滑楼梯上的动摩擦因数=0.04，静摩擦因数=0.1，设计是采用的是静摩擦因数，为了保证在堵死复通后能够继续滑动。以物理研究物体下滑的公式，令a = 0 ；即tg= 0.1；求得= 5.7，取=10，如图所示。可根据下式：计算出回旋下滑楼梯的内半径（最小值）。式中：为回旋下滑楼梯的升程角；n为导程个数；d为回旋下滑楼梯的内直径（最小值）。计算出 r = 122.79 mm，取r =125mm，从而可以计算出下滑楼梯的轨道宽c，根据：计算出C=134.47mm，取C=135mm。回旋下滑楼梯的主要参数：内护栏半径R=125mm；导轨升角=10；导程S=500mm；轨道宽C=135mm。第六章 二楼到一楼的输送装置的选择与设计计算第六章 二楼到一楼的输送装置的选择与设计计算6.1输送带的选择、设计与论证考虑到生产的实现情况，有可能生产6升的罐，同样考虑到厂房的实际需求，输送的物品重量较轻，生产环境要求不高，所以选用了DTII型固定式输送机。DTII型固定式带式输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金、矿山、煤炭、港口、电站、建材、化工、轻工、石油等各个行业，由单机或多机组成合成运输系统来输送物料，可输送松散密度为5002500 kg/m3 的各种散状物料及成件物品，它的工作环境温度一般为-250C100C。6.1.1原始数据及工作条件 物料名称：包装箱，重量最大29kg； 体积一般445mm220mm280mm 单位重量：29kg/0.445 工作环境：室内，无灰尘，环境温度不高 输送机布置在一楼和二楼之间，厂房高为5m，倾斜角180，带长L=5/sin180+1=17.18m，机长l5/tg180+1=16.4m 带速：考虑到辊子的输送机的速度，选择标准值V0.8m/s，初选上下托辊径为89mm。6.1.2输送能力的计算 Im=GV/T=290.8/0.5=48.6kg/m G单件物品的质量29kg/m T物品在输送机上的间距，辊子输送机所设计的依据是物品之间无间距，但是生产实际是有的，所以设输送机上物品的间距为0.5mm。 V带速V0.8m/s n每小时输送件数 n=3600V/T=3600x0.8/0.5=5760件/小时Q实际输送能力 Q3.6Im=3.6x46.4=167.04(t/h)6.1.3驱动力及所需传动功率计算 圆周驱动力 传动滚筒上所需圆周驱动力Fu为所有阻力之和，按式2-11或2-12得 f模拟摩擦系数，参见表230得 f0.014；L输送机长度（头，尾滚筒中心距）L=16.4m；g重力加速度取g9.81m/s2；qR0承载分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；qRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，Kg/m；qB每米长输送带得质量，Kg/m；qG每米长输送带的物料质量；FN附加阻力，N；FS1特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，Ng/mm,m/mg/m04().5=5760；FS2特种附加阻力，即清扫器，缷料器及翻转回程分支输送带的阻力，N；FST倾斜阻力，N；FST=qGHg输送机料段和装料段间的高差，H5m托辊参数：上下托辊为一节辊以上托辊间距为0.3m，下托辊间距为1m，查表248 查得上托辊直径为89mm，L750，轴承为4G204；查表250 查得下托辊直径为89mm，L750，轴承为4G204;查表270得单个下托辊传动部分质量qR0=15.79/0.3=19.3kg/mqRU=15.79/1=5.79kg/m计算qB：初选输送带NN-300，Z3层，查表16输送带得每层质量为1.4kg/m2，上胶厚14.5mm,下胶厚21.5mm，每毫米厚胶料质量为1.19kg/m2。qB31.4+(4.5+1.5) 1.19 1.0=11.34kg/m计算qG：由公式214得qGIm/VQ/3.6v150/3.60.8=52.08kg/mFstqGHg52.0859.81=2554.5NFs1=0,Fs2=0F19B（1400.01F/B）d/D=90.65(1400.011000/0.65)610-3/0.63=8.7NFu=0.01416.49.8119.3+5.79+(211.34+52.08) cos180+2554.5+8.7 =2779.9N传动功率计算传动滚筒功率PA=FuV=2779.90.8=2.2KW驱动电机轴功率PM=PA/1=2.2/0.88=2.5KWPA传动滚筒轴功率，KW；V带速，m/sFu圆周驱动力，KN；PM驱动电机轴功率，KW；10.780.95；选配电动机功率为3KW，按机械设计手册，选型号YB100124隔硫型，传动滚筒直径630mm。6.1.4输送带张力计算限制输送带下垂度的最小张力按公式（2-19）得承载分支,取（h/a）max0.01，a00.3Fmax0.3(11.34+52.08)x9.81/8x0.012333.1N按公式220得回程分支（au1m）FminauqBg/8(h/a)min=1x11.34x9.81/8x0.01=1390.6N输送带工作时不打滑需保持的最小张力由公式（218）得F2minFumax/e-1Fmax0.3(11.34+52.08)x9.81/8x0.012333.1NFumax满载输送机起动或制动时出现的最大圆周驱动力，N；传动滚筒与输送带间的摩擦系数；传动滚筒的围包角，一般16002400；e尤拉系数；由公式231 求走动进传动滚筒上最大圆周力Fumax=FuKA,取KA1.5Fumax=2779.91.5=4169.85N由表234求得，e1.19F2min4169.85/1.19-1=21946.58NF2min=21946.58N,计算输送机各点张力，忽略附加阻力，可得F6点张力F6F2qBHG+Fr+fLg(qR0+qB) 21946.58（11.34x5x9.810）0.014x16.4x9.81x(19.3+11.34)21459.372333.1N则取F2=21946.58N，可得稳定运行工况下F1max=F2+Fu=21946.58+2779.9=24726.48N6.1.5输送带层数计算由公式221得Z=F1maxn/B由表16得，300N/mm.层，n12Z=F1maxn/B=24726.48x12/650x300=1.5(层)按表216取3层，与初选相同。6.1.6拉紧装置重锤质量计算由公式（239）得重锤拉紧装置质量 = =3064.5kg6.1.7校核辊子载荷静载计算承载分支P0=ea0(Im/V+qB)gP0承载分支托辊静载荷,N；a0承载分支托辊间距，m；e辊子载荷系数；V带速；a00.3m，qB11.34kg/m， Im46.4kg/s查表235得e=1查表274，上辊89，轴承4G204，L=750mm，承载能力813N，满足要求；回程分支查表下辊，轴承4G204，L=750mm，承载能力813N，满足要求；动载计算承载分支P0P0fsfdfafs运行系数，查表236；fd冲击系数，查表237；fa工况系数，查表238；每天运行大于16小时，取fs=1.2,fd=1.00,fa=j1.00P0=204.11.21.001.00=244.92831N回程分支：Pu=Pufsfa=111.251.121.0=133.51530N均满足要求6.1.8其它部件的选用说明输送带输送带是输送机中的引构件和构件，本次设计采用了锦纶（尼龙）帆布，输送带型号NN300。具体高度前面已作介绍。驱动装置由于设计考虑到油漏出所以采用YB隔硫型三相异步电动机，型号YB100L2-4。由表277，278，选用驱动装置组合号为157，传动滚筒直径500mm，电机YB100L24，液力偶合器 ，减速器DCY6050，制动器YW160。传动滚筒传动滚筒是传递动力的主要部件，小功率，小带宽及环境干燥时可采用裸露钢面滚筒。B（mm）D(mm)许 用扭 矩（KN.M）许 用合 力（KN）轴 承型 号轴承座图号转 动惯 量（kg.m2）重量（kg）图号65050063593520DTII212106.5376DTII02A4101BD图号ALL1L2KMN650500DTII02A4081100075126457014070-续表QPHhH1dbdscn-dy3504101203374.5720M20222-M8x1传动滚筒改向滚筒改向滚筒用于改变输送带运行方向。本设计用于垂直拉紧装置处。改向滚筒与传动滚筒直径匹配 单位（mm）BD许用合力KN轴承型号ALLQPH650500321316100075021109350410120续表hMNdcn-dY转动惯量kg.m2重量图号3370M20222-M8x16.5278DTII02B4082托辊托辊是用于支撑输送带及输送带上所承载的物料，保证输送带稳定的装置。本设计采用平行托辊，平行上托辊用于承载分支输送成品物件，平行下托辊用于回程分支撑输送带，代码14(平行上托辊)21（平行下托辊）。单位（mm）BD轴承AEH1P平行上托辊650894G204890950190.5170平行下托辊650894G204890142100145续表QdL重量图号130M1275013.7DTII02C141190M1275011.8DTII02C2112平行上托辊拉紧装置拉紧装置使输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒间产生摩擦力使输送带不打滑，并限制输送带在各托辊间的垂度，使输送机正常运行。本设计采用垂直重锤拉紧装置能利用输送机走廊空隙位置进行布置，可随着张力的增加靠重力自动补偿输送带的伸长。BDAA1A2C C1C2E6504001000920120097014809001280830续表 Q重量，kg图号minMax2401650h-70028010818M20219.53.3DT02J0506 本设计采用02机架，02机架用于00180倾角的尾部改向滚筒中间料的传动滚筒。单位（mm）BD1D2改向滚筒许用合力KN增面滚筒许用合力KNHH2AA1A2KL1L2L3L165050040040209501600100010000950200-87023续表2h1h2重量kg图号适用角度m1b1b2usn-dE/H118019120100179DTII02C14110180-350280-104-28808666图115在人工码垛中，由于是由人来搬运包装箱，所以在输送带后做一个固定的棍子输送机，用来帮助工人搬运，使码垛板提高，使工人工作时更轻松，工作效率比较高。第七章 电动机减速装置和变频器的选择和计算第七章 电动机减速器装置和变频器的选择和计算7.1 电动机7.1.1电动机的选择对于使用汽油、丙烷等爆炸性气体的石油工厂、化学工业和有煤尘、甲烷气体等的矿山矿井，为了防止爆炸的危险，必须选用防爆式电动机。本次生产系统会在生产过程中有汽油泄漏，所以必须选用防爆式电动机。7.1.2防爆式电机的选择考虑危险场所（2）点等级（G3）和爆炸等级（1），参照图166和表126应该选取隔爆型，所以应选用三相异步电机（低压）。隔爆型三相异步电动机的特点：效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于易燃、易爆、有腐蚀性气体和特殊要求的场合。7.1.3电动机的安装方法根据负载机械的种类及安装的场所进行选择。根据本设计要求电动及生产环境和负载机械的联接方法应取连轴器直接连接的方法，联轴器联接方式相比功率损失少，能较好的将电动机的功率传递给负载。可是，希望变换电动机和负载的旋转速度时，必须使用涡流联轴器等。电动机的安装采用法兰式，它是在端盖上有法兰盖，靠它直接固定在变速箱上。7.1.4电动机的型号整条生产线（从二楼到一楼）使用了五台电动机，分别安装在单链输送链（Y1），安装在双链输送链（Y2），两段辊子输送机（Y3,Y4），两条输送带（Y5），而且各电动机的功率为：P1=0.25KW，P2=0.03KW，P3=0.034KW，P4=0.02KW，P5=2.5KW。前四台电动机的功率较小，所以选择相同功率的电动机P0.55KW，后一台电动机功率相同选3KW。具体尺寸如图116，表116，表117，表118所示。从机械设计手册第二版944查出 YB系列隔爆型三相异步电动机技术数据（380v,50Hz）型号额定功率KW满载时堵转转矩堵转电流最大转矩噪声dB(A)重量kg额定电流A额 定转速r.min-1效率%功率因数额定转矩额定电流额定转矩1级2级YB801-40.551.5139073.00.762.46.02.3566722YB100L2-436.8140082.50.812.27.02.3657047安装尺寸及外形尺寸（机座无底脚，端盖上有凸缘的电动机） (mm)机座号极数ACP ADL进线口管螺纹802.4165200260330M302100L2.4.6205250280430M302Y系列（IP44）三相异步电动机B5安装尺寸及外形尺寸 (mm)国际标准机座号DEFGMNSRTHF8019j640615.5165130j61201.53.5185100L28j660824215180j61502.042457.2与电动机配用的减速器为适应电动机功率变速要求和实际安装尺寸，应选用圆柱蜗杆减速器。考虑到生产的实际需要，选用DWPR607.3减速器的使用说明7.3.1一般工作情况连续工作环境温度为400C400C，工作载荷均匀、无冲击、启动平稳的工作情况下使用配套减速器用的电动机功率应大于减速器输入功率的5左右。减速器插杆轴可正反向运转。7.3.2油品减速器优先选用蜗杆油，如以上油品市场无货，可采用以下油品代替：双曲线齿轮油；汽车用机油。减速器的油温在100C范围内可正常连续使用。滑动速度VS/NI/S2.2-55-1212润滑油粘度SCT/40Co 612-748 414-506 228-352-198-2427.3.3减速器运转前须加注规定的润滑油严禁无油运转。浸油深度，蜗杆下置或侧置式，油位不低于油标中心。对蜗杆上置式，油浸至涡轮外径的1/3油标线。减速器第一次使用时，运转150300小时后应更换润滑油，以后每运转8701500小时换油，并定期检查油质，如有变质应及时更换。7.3.4如润滑油选用不当，或缺油减速器造成胶合现象而不能使用减速器 表1-19 (mm) 规格速比外形尺寸重量L-见电机 一览表601：20ABCDRJKN10.51709515019713016410916续表安装尺寸输入轴尺寸输出轴尺寸EFGHSDBTDHBT12090601051116518.32250618.57.4 变频器异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而来调速的，在调速中从高速到低速都可以保持较小的转差率，因而消耗转差功率小、效率高、变频调速是异步电动机的最合适的调速方式。变频器可分为交交变频器和交直变频器两种，本次设计采用交交变频器。1、交一交变频器（1）组成三组可逆整流器：桥式或零式线路，大功率装置都用桥式组成。（2）特点原理基于可逆整流，工作可靠流过电动机的电流近似于三相正弦，附加损耗小、脉动转矩小，电动机属普通交流电机类，价格便宜。当电源为50Hz时，最大输出频率不超过20Hz，极电动机最高转速小于600r/min。（3）结构、性能交一交变频调速适用于大功率（500KW或1000KW以上）、低速（600r/min）的场合。结构 结构特点：两级逆变器反并联。性能及适用场合：直接变频省去中间直流环节，故效率较高，但所用形状器件较多，且频率输出只能低于电网频率，调节范围较窄，适用于低速，大容量且对调速范围要求不高的场合。（4）选择交流变频调速器选用手册根据配接电机功率选择合适的变频器，选择广西星辰（stars）公司MF系列变频器。 型号配接电机功率KW输出电压/V/定子绕组接法电流AMFC550-2000.553相220/三角形3MFC3K-20033相220/三角形11.5星辰MFC系列变频器主要特点:独特的自适应纯正弦电流控制电机定子磁场为纯圆形，电机转矩更平稳运行更稳定免调试即使在特性要求较严的场合，控制参数仍能自动适应，无需进行繁琐的参数设置。超频运行自动弱磁当电机超频运行时，变频器自动控制电机弱磁，其最大转矩随频率的升高而降低，电机处于恒功率状态。完全平移的机械特性曲线被测试电机为三相3KW4极鼠笼电机，电机在050Hz的任意频率下开环运行时，电机由空载至满载，其速度降落均为约40r/min。任何类别负载下低速转矩自动提升，在定子不过流的情况下，即可实现零频满力矩输出。“负载率“概念速度设定从-1010V连续可调，对应电机反向最高速至正向最高速连续变化，反向时过度平滑，无需操作换向接点。额定负载下的开环调速比大于200倍，基频50Hz和400Hz可选，电压适应范围宽15%电压波动对变频器驱动无不良的影响。加减速曲线可调在0.23000S时间时，电机可从反向最高速匀加速（匀减速）到正向最高速。选件配置7.5Kw 以下变频器配有内置制动电阻，11KW以上的配有处制式能量泄放电阻。第八章 控制系统的选择及论证第八章 控制系统的选择及论证随着科学技术的发展，生产的机械越来越精密，系统也越来越复杂，对其操作的要求也越来越高。这些都要求机械系统的操作向方便、简洁、自动、可靠、经济、安全的方向发展，控制系统就是满足这些要求的中介设备。所谓控制系统，是指能够根据指令或外界条件自动完成一定功能的系统。它一般介于人与设备之间，使人能简洁、可靠、自动地操纵设备或系统。一套完整的控制系统，可以分析目前的状况与人的意图，合理驱动工作。如果发现一些特殊的情况，如设备损坏、人身损伤、或者是环境恶化，可以自动地采取措施，避免事故发生，同时给出指示或警告；还可自动实现设备的启、停以及设备工况之间的联锁等。控制器和控制对象和控制对象的总各称为控制系统。控制器由信号给定部分、逻辑判断部分和驱动元件组成。其中逻辑判断部分是控制系统的核心，它负责对操纵意图及外围状态进行分析判断，以驱动设备工作。信号给定部分是控制系统的受令部分，负责接收操纵人员的指令。驱动部分则仅仅是一个放大环节或转换环节，负责将逻辑判断部分的输出信号进行放大或进行其它处理，以驱动被控对象动作。不一定每个系统都有信号给定部分或驱动部分。随着大规模集成电路及微型计算机技术的发展，给电气控制技术开辟了新的前景。近十几年来广泛应用于工业控制的工业控制器有继电器，单片机和PLC等。综合考虑以上的控制器，最后决定选用PLC作为生产线的控制器。8.1可编程控制器为了适应在工业环境中使用，有如下的特点：1、可靠性高，抗干扰能力强工业生产一般对控制设备的可靠性提出很高的要求，应具有很强的抗干扰能力，能在恶劣的环境中可靠地工作，平均故障间隔时间（MTBF）高，故障修复时间短。这是PC控制优于微机控制的一大特点。任何电子设备产生地故障通常有两种：一种试偶发性故障，即由于外界恶劣环境，如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压所引起的故障。这类故障只要不引起系统部件地损坏，一旦环境条件恢复正常，系统也随之恢复正常。但对PLC而言，PC受外界影响后，内部存储信息被破坏，必须从初始状态重新起动；另一种是由于元器件不可恢复地破坏而引起故障，称为永久性故障。如果能限制偶发性故障地发生条件，使PC能承受较恶劣地环境而不影响或把影响的后果限制在最小范围之内，以便PC在恶劣条件消失后能够恢复正常，这样就有可能提高平均故障间隔时间。此外，如果在PC上增加一些诊断措施和适当的保护手段，在永久性故障出现时，能很快查出哪一部分出现了不可恢复的故障，并将故障限制在局部，就能降低PC的平均修复时间。PC本身具有较强的自诊断功能，保证在“硬核”（如CPU、RAM、I/O总线等）都正常的情况下执行用户的控制程序。一旦出现CPU故障、RAM故障或I/O总线故障则立即给出CPU出错信号，并停止用户程序的执行，切断所有输出信号，等待修复。有些高档的PC具有CPU并行操作，（如2000型PC），一旦某个CPU出现故障，系统仍能正常工作，并给出“带病工作信号”，要求修复出现故障的CPU（两个CPU同时发生故障的概率极低），这就增加了PC的可靠性。其它在硬件、软件上采取提高可靠性的总要措施是：（1）、硬件措施屏蔽：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，如LC或型滤波网络，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。电源调整与保护：对微处理器这个核心部件所需的5V电源，采用多级滤波并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动核过电压、欠电压的影响。隔离：在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地隔离I/O间电的联系，减少故障和误操作。采用模块式结构：这种结构有助于在故障情况下短时修复。因为一旦查出某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统恢复正常工作。同时也有助于加快查找故障原因。（2）、软件措施故障检测：软件定期地检测外界环境，如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等，以便及时进行处理。信息保护核恢复：当偶发性条件出现时，不破坏PC内部的信息，一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续运来的工作。所以，PC在检测到故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储信息被冲掉。这样，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。设置了警戒时钟WDT：如果程序每循环执行时间超过了WDT规定时间，预示了程序进入死循环，立即报警。加强对程序的检查核校验：一旦程序有错，立即报警，并停止执行。对程序及动态数据进行电池后备：停电后，利用后备电池供电有关状态及信息就不会因此丢失。在硬件、软件方面采取了各种措施后，PC的可靠性、抗干扰能力大大提高。PC 的出厂试验项目中有一项干扰试验，它要求能承受幅值为1000V、上升时间为1ns、脉冲宽度为1s的干扰脉冲。实践也证明了PC 工作的可靠性核稳定性。（2）控制程序可变，具有很好的柔性输出工艺流程改变或输出线设备更新的情况下，不必改变PC的硬设备，秩序该编程序就可以满足要求。所以PC可以取代传统的继电器控制，而且具有继电器控制所不具备核无可比拟的优点。一次，PC除应用于单机控制外，在柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS），以至工厂自动化（FA）中也被大量采用。（3）编程简单，使用方便这是PC优于微机的另一特点。目前大多数PC均采用继电控制形式的“梯形编程方式”，既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到大多数工矿企业电气技术人员的读图习惯和微机应用水平，易于接受，因此受到普遍欢迎。这种面向生产的编程方式，与目前微机控制生产对象中常用的汇编语言相比，更容易被操作人员所接受。虽然，由于在PC内部增加另外解释程序，从而增加了执行程序的时间，但对大多数的机电控制设备来说，是微不足道的。为了进一步简化编程，当今的PC还针对具体问题设计了诸如步进梯形指令、功能图及功能指令等。PC是为车间操作人员而设计的，一般只要提供为期五、六天的训练课程即能学会编程和使用。而微电脑控制则要求具有一定计算机知识的人员操作。当然，PC的功能开发，需要有软件专家的帮助。（4）功能完善现代PC具有数字和模拟输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录和显示等功能，使设备水平大大提高。（5）扩充方便，组合灵活PC产品具有各种扩展单元，可以方便地适应不同工业控制需要的不同输入输出点数及不同输入输出方式的系统。（6）减少了控制系统设计及施工的工作量由于PC是采用软件编程来达到控制功能，而不同于继电器控制采用硬接线来达到控制功能，因此，减少了设计及施工工作量。同时，PC又能事先接线模拟调试，更减少了现场的工作量。并且，PC监视功能很强，模块功能化大大减少了维修量。（7）体积小、重量轻、是“机电一体化”特有的产品一台收录机大小的PC具有相当三个1.8m高的继电器柜的功能，一般节电50以上。由于PC是专为工业控制而设计的专用计算机，其结构紧密、坚固、体积小巧，并由于具备很强的抗干扰能力，使之易于装入机械设备内部，因而成为实现“机电一体化”较理想的控制设备。由于PC具备了以上特点，它把微型计算机技术与控制技术很好地融合在一起。最新发展的PC产品，还把DDC（直接数字控制）技术加进去，并具有与监控计算机联网的功能，因而它的应用几乎覆盖了所有工业企业，既能改造传统机械产品成为机电一体化的新一代产品，又适用于生产过程的、优质、高产、节能与降低成本。8.2 F1系列可编程控制器内的元器件PC的逻辑指令一般都是针对PC内某一个元器件状态而言的，这些元器件的功能是相互独立的，每种元器件用一定的字母来表示，例如：X表示输入继电器；Y表示输出继电器；T表示定时器；C表示计数器；M表示辅助继电器；S表示状态继电器；D表示数据寄存器等等，并对这些元器件给予一定的编号。这种编号是采用八进制数码，即元器件状态存放在指定地址的内存单元中，供编程时调用。在编制用户程序时，必须熟悉每条指令涉及的元器件的功能及其规定编号。为此，在介绍F1系列PC指令系统之前，将本次设计所用到的元器件作介绍。1、输入继电器X输入继电器是PC中专门用来接收从外部敏感元件或开关发来的信号。它与PC的输入端子相连，可提供许多（限制）常开常闭触点，供编程时使用（实质上时该元件的状态）。（图2.1）表示编号微X400的输入继电器的等效电路图，由输入按钮信号驱动，其常开、常闭触点供编程时使用。编程时应注意，输入继电器只能由外部信号所驱动，而不能在程序内部用指令来驱动，其触点也不能直接输出带动负载。输入继电器编号按PC型号而定，F1系列PC输入继电器编号如下所示，它取决于是基本单元还是扩展单元。X000X007 X010X013X400X407 X410X413X500X507 X510X513X014X017 X020X027X414X417 X420X427X514X517 X520X527 基本单元 扩展单元注意，输入继电器由下述的反应延迟，它是由于R-C滤波的因素。通常输入继电器由OFF ON 和 由ON OFF的反应延迟近似是10ms。但F1系列PC有一个特殊功能指令F670K101，执行这个功能指令能通过程序来改变输入继电器X400X407这8点的R-C滤波常数，使反应延时能从060ms之间变化。2、输出继电器Y输出继电器使专门用来将输出信号传递给外部负载（具有一定的负载能力），外部信号无法直接驱动Y，它只能在程序内部用指令驱动，根据负载类型和用户要求，输出继电器有三种类型，即继电器输出，晶闸管输出和晶体管输出。输出继电器有程序执行经过所激励，它只有一对触头输出，直接带动负载。这对触点的状态对应输出刷新阶段锁存电路的输出状态。同时，它还有无数对供编程使用的内部常开、常闭触点。内部使用的常开、常闭触点也是对应输出硬件映象寄存器中该硬件的状态。输出继电器编号按PC型号而定，F1系列PC输出继电器编号如下所示：基本单元 扩展单元Y030Y037Y430Y437Y530Y537Y040Y047Y440Y447Y540Y547注意：在继电器输出方式时继电器的外部输出触点在ON OFF和OFF ON时响应延迟近似时10ms，但输出继电器内部触点没有这种机械的反应延迟。3、辅助继电器MPC中备有许多辅助继电器，和输出继电器一样，它只能有程序驱动。每一个辅助继电器也有无限对常开常闭触点，专供PC编程使用。其作用相当于继电器控制线路中的中间继电器。辅助继电器的触点不能直接输出驱动外部负载，它们专供PC内部编程时使用。辅助继电器又分为两种：一种是通用型；另一种是掉电保持型。（1）、通用辅助继电器M100M277(八进制共128点)（2）、掉电保持辅助继电器M300M377(八进制共60点)在实际的工业控制中，往往会发生电源突然掉电。为了能在电源恢复供电时继续电源中断前的控制，要求系统在掉电瞬间将某些状态和数据存储起来。PC是专为工业控制而设计的控制器，内部已考虑到这一重要因素。PC采用锂电池作为PC掉电保持重要数据与状态的备用电源。PC内部部分辅助继电器的状态即由锂电池保护，这部分继电器即掉电保护辅助继电器。PC可利用掉电保护辅助继电器来储存数据和运行状态。4、移位寄存器移位寄存器是由辅助继电器M组成。F1系列PC中，每16个辅助继电器构成一个移位寄存器。构成移位寄存器的第一个辅助继电器的编号，就是这个移位寄存器的编号。当辅助继电器已用于构成移位寄存器时，它不可再作它用。5、特殊辅助继电器M（1）M71：它接通仅仅是在PC运行即M70一接通后接通。M71接通时间是程序执行一次循环时间。M71的触点通常是用于对计数器、移位寄存器、状态继电器等的初始化。6、定时器TPC中定时器T相当于继电器控制系统中的延时继电器。它可以提供无限对常开、常闭延时触点供编程使用。定时器元件号和设定时间：24点0.1999s（3位数设定，最小单位0.1s） 8点0.0199.9s（3位数设定，最小单位0.01s）7、计数器C计数器的计数次数是由编程是设定系数K值决定。由于PC中每个计算器均有掉电保护功能（由锂电池供电），因此当电源中断时，当前的数值（计算器当前值或现行值不是设定值）仍保持着。所以，再那些不需要再电源中断保存计数数据的场合，可以用初始化脉冲M71作为计算器的复位信号，PC一进入对计算器复位，则计数值复位至设定值。8、状态器S状态器S是再编制步进控制顺序中所使用的基本单元。它与步进梯形指令STL结合使用：状态器编号S600S647(八进制，总共40点)。状态器受锂电池保护。图319是一个步进控制程序图。启动信号X400=ON，图319中状态器S600置ON，使向下运动阀Y430=ON。继而下限位开关接通，状态器S601置ON而状态器S600自动复位。从上面说明中可知，状态器S是一种步进控制的元件。同样，每一个状态器S提供无数常开触点常闭触点。当不使用步进梯形指令时，状态器S可作为受锂电池保护的普通的辅助继电器使用。8.3 滑梯口夹板（由气缸控制）的控制要求：根据现场的观察和实际情况，并结合本次设计要求可知，当三楼下滑的空罐的数量超过一定量时，如果没有在二楼设置滑梯口的夹板，则那过量的空罐就会一起涌入灌装机，把灌装机自带的挡杆压坏，使灌装机的生产不能正常进行，从而大大降低生产线的生产率。因此有必要在二楼的滑梯口设置夹板，用于控制进入AB段输送链的数量，以防过多的油罐压坏灌装机的挡杆。如（图2.6）所示，当灌装机不工作时（灌装机由自身配置的PLC控制），挡杆伸出，光电检测开关3不工作。当灌装机正常工作时，挡杆后退，空罐随输送链进入灌装机，当光电检测开关3检测到由8个罐经过后，挡杆伸出，直到灌装机进入下一次灌装时才重复上述工作。 当空罐从下滑梯下来后经过光电检测开关1时，计数器开始工作，当检测到由8个空罐经过时，夹板伸出来夹住后面的油罐，此时在夹板和挡杆之间有8个空油罐等待进入灌装机灌油。当灌装机处于空闲时，挡杆后退，于是空罐随输送链进入灌装机，光电检测开关2将检测到的空罐数目送到计数器，当计数到8个时，气缸推动夹板后退，以便空罐进入夹板和挡杆之间的AB段，以待灌装机灌油。此后重复上述工作过程。8.4 交汇处两闸门的控制当采用1号线或2号线生产时，交汇处的控制程序不执行，采用双线同时生产时，该控制程序执行。为了使油罐在交汇处不发生碰撞，则两闸门的动作情况如下所述：(1)当两边的输送线都没油罐通过闸门或只有一边的油罐通过其中一闸门时，两闸门都不夹紧。(2)当一边先有油罐通过其中一个闸门，后再有油罐通过另一闸门时，后面油罐通过的闸门先夹紧一段时间后，先有油罐通过的闸门在夹紧一段时间后才让后有油罐通过的闸门松开放罐，然后两闸门如上述的步骤轮流放过油罐直到出现（1）所述的情况为止。(3)当两边同时有油罐通过时闸门2先夹紧，然后像(2)所述的动作过程两闸门轮流放油罐直到出现（1）所述的情况为止。(4)当按下复位按钮X506时，闸门3和闸门4放松，1.5秒后动作停止，有重复上述动作过程。此处的输入输出对应关系如下所示：闸门5有油罐通过时发出信号 X504闸门6有油罐通过时发出信号 X505闸门3夹紧 Y534闸门3放松 Y535闸门4夹紧 Y536闸门4放松 Y5378.5 电机的启动和控制人工码垛时的电机控制要求根据工艺生产的要求，电机的启动顺序为从一楼往三楼开，每台电动机的启动时间间隔为5秒钟，电机停止时，从三楼往一楼逐渐停转，其时间间隔也为5秒钟，当生产线上出现意想不到的情况时，按下急停按钮后所有的电动机应该能马上断电停止运转，当某台电动机出现过载时（此时热继电器断开），所有的电动机应该马上停止，同时报警灯亮。采用人工码垛时，根据上面控制要求电动机的启动顺序如下：1.当选择1号线时，M6和M7不启动，但定时器依然工作，等待10秒后继续启动M82.当选择2号线时，M5不启动，定时器依然工作，等待5秒后，启动M6，然后为M7和M83.双线同时生产时，除M1外所有电动机均启动采用自动码垛时，根据上面控制要求电动机的启动顺序如下：1.当选择1号线生产时，M6，M7不启动，10秒后M8启动2.当选择2号线生产时，M5不启动，5秒后M6启动3.双线同时生产时，除M2外所有电机均启动8.6 旋盖机的控制8.6.1控制要求根据现场的观察和实际生产情况可知，旋盖机是半自动的。（1）单工位时的控制要求：正常工作时，光电检测开关1检测到有一个油罐通过时，气缸2和气缸3同时推动活塞杆向前运动，以挡住其它油罐继续进入，并夹紧进入的油罐；此外，气缸6推动活塞下移，1秒后，旋盖动作将盖旋紧后，此后气缸6推动活塞杆向上运动，1秒后到达上限位，此时气缸4推动活塞杆将挡板收回，1秒后气缸3推动活塞杆后退，到达后限位时停下来，此时被放松的油罐随输送链前进，离开旋盖机。当光电检测开关2检测到2个油罐经过后，气缸4推动活塞杆前进，1秒后到达前限位，同时气缸2推动活塞杆后退，以便让油罐进入，进行新一轮的旋盖。这就是一个循环。当旋好盖子后，一个在气缸4和气缸3都后退的2秒钟没有通过光电检测开关2，则认为油罐被卡住，此时报警灯亮，按下急停按钮后，气缸2、气缸3、气缸4均后退到后限位，气缸6上升到上限位，此时可用手把油罐拿出来，然后按下复位按钮，则气缸4推动活塞杆前进，并进入工作状态。当按下停止按钮后，PC就停止工作。单工位时的状态转移如图所示（见图纸）。（2）双工位时的控制要求：正常工作时，当光电检测开关1检测到有两个油罐通过后，气缸1、气缸2和气缸3推动活塞杆前进，气缸1挡住油罐继续进入，气缸2和气缸3夹紧已进的油罐，为旋盖做好准备。1秒后气缸5和气缸6推动活塞杆向下运动，1秒后旋盖动作将盖子旋好，1秒后气缸5和气缸6上升，1秒后退到到达上限位，此时气缸4推动活塞杆后退，经1秒后气缸2和气缸3推动活塞杆后退，到达后限位时停下来，此时被放松的油罐随着输送链前进，离开旋盖机。当光电检测开关2检测到2个油罐经过后，气缸4动作，推动活塞杆前进，1秒后到达前限位，同时气缸1推动活塞杆后退，以便未旋盖的油罐进入，进行新一轮的旋盖。当盖子旋好后，气缸5和气缸6推动活塞杆上升，气缸4后退，当气缸4后退完毕后，气缸2和气缸3同时后退，此时油罐被放松并随着输送链前进而离开旋盖机，当油罐被卡住时则报警灯亮。按下急停按钮后，气缸1、气缸2、气缸3和气缸4均后退到后限位，气缸5和气缸6上升到上限位，此时用手把油罐拿出来，再按下复位按钮，则气缸4推动活塞杆前进到前限位，同时进入工作状态。当按下停止按钮后，PC就停止工作。双工位时的状态转移如图所示（见图纸）。8.6.2状态控制1、状态的初始化，初始化状态置位当M71接通时，则表示旋盖机进入状态的初始化。气缸1、2、3、4、5、6都处于原点位置。中间状态器由锂电池支持，在掉电情况下，仍保持掉电前的条件，用功能指令F670、K103，可使多个中间状态器同时复位。初始化状态图如(图2.11)示。2、状态转换图旋盖机的控制是动作顺序控制。把一个工序（即旋盖机的每一个动作）看作一个状态，用一个状态继电器，编号在S600S622范围内选用。根据旋盖机的动作顺序绘出状态转换图，每个状态提供三个功能：驱动负载；转换条件；置位新状态（同时自动对原状态继电器复活）。（1）、状态转换启动在自动操作期间，按下启动按钮X404动作，按下选择按钮单工位、双工位，使辅助继电器M575接通，辅助继电器M575的触点闭合，形成自保持回路，一直工作保持到停机按钮按下为止。状态转换启动图如所示。（2）、状态转换禁止M575并用步进梯形指令控制转换时，状态器的自动转换就被禁止。PC启动时，用初始化脉冲M71使M574自保持，以此禁止状态转换，直到按下启动按钮；或按下停止按钮X407，使M574自保持，以此禁止状态转换，直到按下启动按钮。3.通用程序4.总程序的梯形图 5.PC规模及其它估算输入信号有8点。输出信号有15点。共计I/O有23个点。旋盖机控制均为开关量输入输出，考虑到其迅速性和准确性，旋盖机运行速度要求较高，因此对系统的响应速度要求也较高。8.7 PC选型及I/O分配选用日本三菱公司F1系列F140MR型号PLC可满足搬运机械手控制系统的要求。该型号PC可提供输入点数8，输出点数15，共40个点，尚有6.25%输出点的备用量，输入点的备用量66.67%，可用作以后扩充功能。I/O分配，F140MR的输入端号有X400X407；输出端号有Y430Y437，Y530Y536。模型I/O总数输入输出尺寸长宽高（mm）48数目类型数目类型182879024漏型24继电器第九章 检测装置和其他辅助设备第九章 检测装置和其它辅助设备9.1光电装置由于整条生产线上的检测装置都是检测油罐的有无而不需判断油罐的正确位置如何，经过查阅有关的资料初步决定生产线上所有的检测装置都采用光电开关。9.1.1光电开关与光电断路器的比较光电开关和光电断路器主要由红外光二极管或光电三极管组成的光电器件，是用得最广的光电传感器。从原理上来讲，光电开关与光电断路器没有差别，一般光电断路器检测的距离较近，如几毫米几十毫米，所以一般采用小功率红外发射管，而且一般采用直流供电，在结构上是整体结构。光电开关的检测距离范围较大，从几毫米到几米，甚至可达百米，故应根据检测举例不同采用相应的红外发射管。为防止阳光的干扰，一般采用交流或直流供电。9.1.2光电开关的用途光电开关一般在工业控制系统中作物体检测、产品计数、尺寸控制、安全报警等。其主要用于自动包装机、自动灌装机、自动封装机、自动或半自动装配流水线等自动化机械装置。9.1.3光电开关类型及型号的选择光电开关可分成两类：透射型和反射型。透射型的工作原理是发射器与接受器相对安放，发射器发射的红外线直接照射在接收器上。当有被测物体在两者中间通过，则红外线光束被切断，接收器接收不到红外线而发出一个信号。反射型又分为反射镜反射及被测物反射。反射型的发射部分与接收部分做成一个整体，发射部分发射的红外线由反射镜反射回来，由接收器接收。当被测物通过光束，接收部分接收不到红外线而发出一个信号。被测物反射是依靠被测物体通过红外线光束时，以其自身的反射能力，使接收器接收反射的红外线而发出一个信号。由于反射型光电开关会受物体表面的颜色及光滑度不同时，接收器所接收的信号也不同，这样会影响检测交果。因此整条生产线的检测装置决定全部采用透射型光电开关。参考Festo公司的产品目录采用带插头的SOEG-L-Q30-PA-S-2L型光电开关。其工作原理图及参数如下所示： 没油罐通过时有油罐通过时具体说明如下：信号处理/测量原理 红灯电输出信号功率 PNP最大测量范围 120mm开关状态显示 LED指示灯，黄色测定工作电压 24V最小直流工作电压 10V最大工作电压 30V最大空载电流 25mA最大开关频率 1000HZ其照片如下：9.2 气动自动化控制技术气动自动化控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质，配合气动控制系统的主要气动元件，与机械、液压、电气、电子等部分或全部构成控制回路，使气动元件按工艺要求的工作状况，自动按设定的顺序或条件动作的一种自动化技术。用气动自动化技术实现生产过程的自动化，是工业自动化的一种重要技术手段，是一种低成本的自动化技术。9.3气压传动的优点与缺点1、优点（1）使用成本和制造成本低。这主要是因为不仅采用了空气作为工作介质而且可采用多种材料如金属、塑料、尼龙等制造元件。（2）安全可靠，防爆性能好，使用寿命长。（3）装置结构简单，安装自由度大，使用维护方便。（4）动作迅速、反应快、流动阻力小、易于实现集中供气和远距离输送。（5）调节控制方便，既可组成全气动控制回路，也可与电气、液压结合实现混合控制。2、缺点（1）稳定性较差，工作速度受外加载荷的影响大。（2）工作压力低，一般小于1Mpa，所以输出的驱动力或驱动转矩一般不会很大。（3）需对气源中杂质和水蒸气进行处理，排气时噪声较大。（4）信号传递速度仅限于声速范围内，不宜用在对信号传递速度要求很高的场合。9.4气压传动与其它传动方式的比较气动液压电气机械输出力大小中等大中等较大动作速度较快较慢快较慢装置构成简单复杂一般普通受负载影响较大一般小没有传输距离中短远短速度调节较难容易容易难维护一般较难较难容易造价较低较高较高一般9.5气压传动的应用工业领域应 用机械工业自动化生产线，各类机床、工业机械手和机器人，零件加工及检测装置轻工业气动上下装置，食品包装生产线，气动灌装装置，制革生产线化工、医疗化工原料输送装置，石油钻采装置，射流负压采样器等冶金工业冷轧、热轧装置气动系统，金属冶炼装置气动系统，水压机气动系统电子工业印制电路板自动生产线，家用电器生产线，显象管转运机械手动装置9.6 匣门1、2、3、4的设计9.6.1匣门板的设计：此四个匣门在一定的情况下要将油罐夹紧，然后又将油罐放开，实现的是一种往复运动。最终决定将一块匣门板固定安装在输送机上与护拦连成一体，另一块匣门板装在气缸上，随气缸一起作往回运动。9.6.2气缸的选择 经过考虑选择利用压缩空气使活塞向两个方向运动的双作用缸，参考Festo公司的气缸系列选择DPZ-型活塞杆伸出端带连接板的双活塞杆气缸，并采用直接安装方式。（1）连接板上的径向使用载荷假设匣门将油罐夹紧时前面的输送线的空间都挤满了油罐，经过观察三个匣门中要承受最多油罐的大约是16个，则有： Fq=mgf1 式中： m为16罐油的重量，(kg)； m=160.884 =56.32 kg Fq=mgf1=56.329.80.15=83 N（2）缸的行程的确定 活塞杆一般不使用满行程，特别是活塞杆伸出时，应避免活塞撞冲缸盖，尤其在用于夹紧机构时，为保证可靠性，必须按计算行程多加1020 mm的行程余量，由于两挡板的宽度是110 mm，而罐的宽度为105 mm，则计算行程为： L=110-105=5 mm 则初步确定此三个气缸的行程为：L=L+20 =5+20 =25 mm由以上数据根据下图选择气缸型号为DPZ-32-25的双作用气缸。 气缸DPZ-32-25的图片如下：其具体参数如下：工作方式 双作用于 活塞公称直径 32 mm行程 25 mm 活塞杆直径 16 mm最低工作压力 1 bar 最高工作压力 10 bar连接尺寸 G1/8 6 bar时有效推力 966 N 6 bar时回程理论作用 724 N 6 bar时进程单程耗气 0.28 bar6 bar时回程单程耗气 0.21 bar9.6.3气动回路的选择经过考虑采用排气节流阀的双向调速回路，它采用排气节流调速方式。当外负载变化不大时，采用此回路可使进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。其回路如下图所示： 9.6.4阀门的选择由上面的气动回路可知，其回路中需要一个两位五通的阀门和两个速度节流阀。两位五通阀门的选择： 根据气缸参数可知，其连接尺寸为G1/8，且阀门的控制要实现自动控制，则选用型号为MFH-5-1/8-S的单电控电磁阀，其具体说明如下所示： 复位方式 机械弹簧 ；安装方式 螺钉； 最低工作压力 1bar ； 最高工作压力 10 bar ；最小控制压力 1.2 bar 最大控制压力 8 bar 进气接口方式 螺纹/板 连接螺纹，进气口 G 1/8 排气口接口螺纹 M5其图片如下所示：节流阀的选择： 根据上面两位五通电磁阀的连接参数选择型号为GRLO-M5-PK-3-B的节流阀，该阀自带消声器、可调节流量、可管式安装，它的通流面积可调，双向节流，手动调节。其具体说明如下： 节流阀公称通径 2 mm 安装方式 拧入式 接口1螺纹 M 5 最低工作压力 1 bar 最高工作压力 10 bar 最大标准额定流量 83 L/min 最小标准额定流量 0.1 L/min103第十章 部分设备及零件的安装与维护第十章 部分设备及零件的安装与维护10.1辊子输送机的安装1、整机总装配允许在使用现场进行，辊子、驱动装置应在出厂前组装或度装。2、各辊子顶部应位于同一平面内，任意相邻三个辊子顶部的高度差应不大于下表规定的数值。单位：mm 辊子长度10050050010001000160016002000h 101218223、输送机机架中心线的直线度公差在任意25m长度内为5mm。4、输送机直线段的辊子轴线与机架中心线垂直度公差应为辊子轴线行度的1/500。5、辊子外表面应圆整、光滑、无凹痕、裂纹、折皱等缺陷。6、辊子外圆的径向圆跳动应符合下表的规定。辊子装配后，用手指拨动时应转动灵活，无卡阻现象。单位：mm辊子长度10050050010001000160016002000辊子径向圆跳动050712167、输送机直线段机架的直线度公差在3m内为其长度的1/1000。8、输送机直线段机架的平面度公差长度的1/1000（曲线段机架的长度为其中心线弧长）。9、机架内侧宽度极限偏差符合下表所示：单位：mm辊子长度630630机架内侧宽度极限偏差1.21.510、驱动装置应运转平稳，润滑良好，减速器无渗油现象。11、张紧装置应调整灵活，无卡阻现象。12、输送机各部件无特殊要求时，应涂底漆一遍，面漆两遍。每层油漆干膜厚度为2535m，漆膜总厚度不小于75m。辊子表面可只涂一层防锈漆或机漆，当辊子表面镀锌、镀铬、涂塑、包胶或为不锈钢、铝合金及合成材料时，可不涂漆。外露加工配合面应涂以防锈油脂。13、输送机的活动段（如通行段、翻转段等）应在其极限位置设置定位装置，以防止其自行转动或跌落。第十章 部分设备及零件的安装与维护14、链传动输送机应在链传动部位设置防护护罩。15、各种机电保护装置应反应灵敏，动作准确可靠。10.2气缸的安装、使用及常见故障的维修10.2.1气缸的安装使用注意事项气缸现场的使用条件可能各有差异，但下列应该注意的基本事项在任何场合都是一致的。1、 气缸安装使用前，应先检查气缸在运输过程中是否损坏，连接部位是否松动，然后再行安装使用。2、装时应使载荷方向同活塞杆轴线方向一致，不得使活塞杆承受偏心载荷或横向载荷。3、无论才用何种安装方式，都必须保证气缸体不发生变形，安装低座要有足够的刚度。4、气缸水平安装时，特别是长行程气缸，应用水平仪进行三点（活塞杆全伸、中间和全退）检验。5、根据是否需要润滑，在气源进口处设置（过滤器减压阀油雾器减压阀）气动三联件或是气动二联件，配管要进行检查，保证清洁。6、运行调试时，首先将速度控制阀（单向节流阀）的开度放在可调范围的中间位置，然后逐渐有底到高调节减压阀的输出压力，并用单向节流阀速度进行微调，最后在调节气缸的缓冲，使活塞的冲击能量得到恰当的吸收，以不致于撞击缸盖为宜。在工作压力、运行速度和缓冲调定后，使气缸先在无负载的情况下运行多次，以检测气缸工作是否正常，而后在负载实验。7、正常使用后，应定期检查，保养气缸的各部位，及时更换密封件，以保证气缸的正常工作。 10.2.2气缸的常见故障和维修 气缸的使用性能不仅同其本身制造、质量有关，而且同安装和使用的质量也密切相关，如果安装使用不当，气缸在使用一段时间以后，将产生故障，丧失正常使用性能。下表是对气缸常见故障和故障的排除的总结：故障产生原因排除方法外泄漏活塞杆与密封衬套间漏气1、活塞杆安装偏心2、润滑油供应不足3、衬套密封圈磨损4、活塞杆有伤痕5、活塞杆与密封衬套的配合面内有杂质1、重新安装调整，使活塞杆不受偏心载荷2、检查油雾器是否失灵3、更换密封衬套4、更换活塞杆5、除去杂质，安装防尘罩气缸体与端盖间漏气密封衬套磨损更换密封衬套从缓冲装置的调节螺钉处漏气密封衬套磨损更换密封衬套内泄漏内泄漏进出气两腔漏气1、 塞密封圈损坏2、润滑不良好3、活塞被卡住4、活塞配合有缺陷5、杂质挤入密封面1、更换活塞密封圈2、检查油雾器是否失灵3、重新安装调整，使活塞杆不受偏心载荷4、 去杂质，采用净化压缩空气。输出力不足动作不平稳1、润滑不良2、活塞杆或活塞卡住3、供气流量不足4、进入了冷疑水杂质1、检查油雾器是否失灵2、重新安装调整，使活塞杆不受偏心载荷，加大连接或管接头内径3、注意用净化干燥的压缩空气，防止水疑结缓冲效果不好1、 冲部分的密封圈性能差2、调节螺钉损坏3、气缸速度太快1、更换密封圈2、更换调节螺钉3、注意缓冲机构是否合适损伤活塞杆损坏1、有偏心负载2、活塞杆受负载的冲击3、气缸速度太快1、消除偏心负载2、冲击不能加在活塞杆上3、设置缓冲装置端盖损坏缓冲机构不起作用在外部或回路中设置缓冲机构10.3电线与气管的布置电线与气管都顺着输送线布线和管，其线与管放在支架的托板上，其具体分如下图所示： 由图可知比较粗和重量大的电线或气管安放于支架的中间，而细小且重量小的安放于支架的两边，保证支架托板的强度、刚度足够。设计总结总结总结本次设计是大学本科毕业生作为毕业评估的一项重要考核项目，是对所学专业知识的一次全面的考核和应用。本设计是关于自动生产线的设计，设计中包括机械设计、控制理论、液压控制、机械制图、等，包括了大学中所学的机械方面和自动化方面的知识。随着本设计工作的开展，使我能复习、巩固以前所学的知识，还探索了与专业相关的前沿知识。另外由于本设计涉及到较多的现代控制设备，因此，也进一步了解实际生产中控制理论的运用方面的知识，补充了我自动检测方面的知识面。经过这次设计工作，我深深的体会到，机械的设计必须以足够的生产经验做为基础，必须对产品所对应的应用领域有足够的了解，要熟识了解实际情况，才能设计出可应用于实际的设备。此外设计出来的设备要以实际的应用来检验，只有在实际中能够充分的提高效率、降低生产成本， 这样的设计才是有价值的。毕业设计是对我们所学专业知识的一次总检阅和考核，不但固定了我们所学的理论知识，而且相当程度地令我们学会把理论知识应用于实际生产中，增强了我们的专业业务素质，为我们以后的实际工作积累了经验，提升了个人竞争力。致谢本设计得到了指导教师黄崇林老师的精心指导，同时也得到了茂名学院机电工程学院广大教师的关心和支持，使得本次毕业设计得以顺利地完成。在设计过程中，黄老师多次提出建设性的意见，给我们指明了方向，讲解生产线的发展趋势，提出了课题的研究思路和方向。在这里对黄老师表示衷心的感谢!也感谢机电学院的各位教师。参考文献参考文献参考文献1 运输机械设计选用手册编辑委员编，运输机械设计选用手册(上、下).北京：化学工业出版社 2 戴广平主编，电动机变频器与电力拖动，北京：中国石化出版社 3 王义行主编，输送链与特种链工程应用手册，北京：机械工业出版社 4 钟肇新、彭侃编，可编程控制器原理及应用，广州：华南理工大学出版社 5 刘建勋主编，电动滚筒设计与选用手册，北京：化学工业出版社,2000 6 胡旭晓、杨克己，PLC在输送控制系统中的应用J.机电工程,2000,17(4) 7 邓星钟主编，机电传动控制（第三版），湖北：华中科技大学出版社8 郑志峰主编，链传动设计与应用手册，北京：机械工业出版社9 成大先主编，机械设计手册减（变）速器电机与电器，北京：机械工业出版社10 李天贵主编，气压传动，北京：国防工业出版社11 梁庚煌主编，运输机械手册，北京：化学工业出版社12 王鹰、吕建行主编，起重输送机械图册（下册），北京：机械工业出版社13 吉林工业大学链传动研究所编，中国链条、链轮产品样本，北京：机械工业出版社14 赵庆海主编，测试技术与工程应用，北京：化学工业出版社15 徐克林主编，气动技术基础，重庆：重庆大学出版社16 周万珍主编，PLC分析与设计应用，北京：电子工业出版社科技译文PRESENT STATUS AND DEVEL0PM ENT TREND 0F LUBE 0IL PACKING DESIGNLi YanfeiXu Jian(Great Wall Lubricating 0il Company，SINOPEC，Beijing 100085，China)Abstract：The present Status and development trend of lube oil packing design are analyzed and forecasted. And suggestion on procedure of packing design is given.Key Words：lubricating oil；packing；designForeword In the present, it is the lubricating oil product rich the time and the demand rises with steady steps, also lubricating oil market competition is intensive day by day. This kind of steep competition displays in the brand, the quality, the packing, the price, the service and so on. Especially displays in the increment space bigger commodity attachment value competition. The packing increases the commodity attachment value the extremely important method, it entrusts with the product specific disposition and the visual effect, has transmitted the management idea which the operator has. Along with the time development, the enhancement which the people esthetically realizes. The lubricating oil packing function affect by the pure protection function, the convenience function, rose to the sales function. Meanwhile the populace consumable along with the automobile, the vehicles scale enhancement, causes the lubricating oil product to send the occurence of trouble in the domestic market localization , mainly displays in the vehicle with the lubricating oil product by the industrial product to the consumable transition, the product demand by the center low-grade the situation which upscale develops to the center. The above change has entrusted with the lubricating oil packing in particular small packing brand-new design implication, mainly manifests in following several aspects: (1) Designs the style to fill the time feeling, with popular fashion in close integration with concrete table now and also on packing color, style situation; (2) Protects the function and the practical function perfect union, has manifested the human nature design idea;(3) The difference design strategy, emphasized the product individuality; (4) The packing development diversification, the environmental protection characteristic, has reflected the modern expense and the environmental protection ;1 Influence packing design correlation factor analysis1.1 Professions characteristics, profession environment influence of the packing designThe lubricating oil first is one kind of industrial product, one kind of high tech product. The traditional packing design, by is sincere and solemnly displays this characteristic incisively. Holds the quantity along with the vehicles with steady steps rise, personal passenger vehicle swift and violent development. Causes the lubricating oil to become one kind of populace consumables, this expense characteristic change, caused it to have one kind of affinity with persons relations, reflected in the packing design the human nature tendency. As a result of the lubricating oil and the automobile environment inner link, in its packing design very great degree comes under the vehicles characteristic influence. The vehicles move characteristic and so on feeling, speed, strength, manifests in the lubricating oil packing modelling and the design; The vehicles smooth arc, the natural curved surface, the fashion color, similarly is affecting the packing design style. 1. 2 Science and technology development to packing design influence The 80s later period to the 90s age initial period, the lubricating oil packing basically by the iron bucket big packing primarily, the small packing account for the proportion to be smaller. Because it is designed at that time the level, the manufacture technology limit as well as the printing craft, the processing craft restriction, the packing is at the manual design stage. The design technique is monotonous, the tradition, therefore designed emphatically emphasized the packing practical function, complied with at that time practical supreme expense view. Along with the technical progress, the colored tabletop system application and the promotion, caused the advertising industry and printing industry has had the quantitive leap, will design, scanning, the electricity minute with the computer, makes lithograph plates, printing unifies into an organic whole, its decoration effect was allowed to achieve the manual drawing unable the ideal condition which achieved. The tens of thousands of kind of colors may use with wishes fulfilled, each kind of plane modelling may infinite launch, the lubricating oil packing design changes is colorful. The technical progress, similarly also promoted the package of canning processing craft fast development, has provided the good safeguard for each kind of creativity smooth realization. Same business brands competition to packing design influence Along with the lubricating oil market comprehensive opening, the overseas lubricating oil brand streams in, has brought the brand-new management idea for the domestic lubricating oil market, without doubt also has brought the stern challenge. The domestic lubricating oil operator soberly realizes own disparity and the insufficiency, and transformation urgency. In 1996, the Great Wall domestically took the lead in to induct the CIS enterprise to distinguish the system, has carried on the unification design to the iron bucket packing, its was bright, is rich in the time feeling marking. The succinct page layout design, has made the deep impression to the consumer.Through the widespread media propaganda, Great Wall packs is very quickly approved by the consumer. The CIS success inducts. Enable the Great Wall product to have formidable market rallying point, in particular Great Wall iron bucket small packing sales volume straight line rise. Domestic other have the strength the factory, like blue builds up, on builds up, Maoming and so on, afterwards also in abundance inducts CIS. Promotes its brand and the packing image, has obtained the certain result. The domestic brand lubricating oil packing although has made the considerable progress, but compares the overseas lubricating oil packing, in the design, the processing craft, the material quality selects, aspect and so on printing still has the obvious disparity, but also needs to continue to improve. Through to Beijing, Shanghai, the Guangzhou three places users sample investigation indicated that, the user likes the degree to the overseas lubricating oil packing surpassing the domestic packing, the user comparison likes Shell Oil Company, Standard Oil Company, Esso, the Gadd gentleman, BP, the fine solid many packing design, Shell Oil Company lubricating oil packing design most receives esteems, see Figure 1. Enterprise cultures to packing design influence The lubricating oil packing design style, has reflected operators enterprise idea. Such as the science and technology, the efficiency, are positive, the innovation and so on. These ideas in the barrel, the barrel color, the design design manifest. If Essos plastic holds the packing product brave fighter is the assistance graph, manifested has been positive, the leap, highly effective, the strong enterprise idea; Shell Oil Company red packs, the yellow two kind of main body colors, has positively portrayed positively, the warm enterprise image. 2 Lubricating oil packing design present situation2. l Lubricating oil packing classification At present the market common lubricating oil packing, divides according to the packing shape in, may divide into the packing and the outside wrapping. In the packing holds the packing for the iron bucket and the plastic, the outside wrapping for the corrugated paper box packing. In the packing according to the use packing material minute, mainly may divide into the iron bucket (tinplate) and the plastic packing (models feeding trough, plastic processed foods) two big kinds; Accommodates the integral according to the packing, may divide into the small packing, center the packing and the big packing. The small packing is under 10L models the feeding trough, the iron bucket and other processed foods. Center the packing is 10 20L models the feeding trough and the iron bucket, the big packing generally is the 200L iron bucket. Along with models the feeding trough packing in the Chinese market dominant position gradually formation. Models the feeding trough packing design especially 4 L packet to install the design, has become the judgment packing design level the important symbol. This article states the design thought, basic 4 L models the feeding trough small packing is a representative. 2.2 Domestic and foreign lubricating oil packing design essential factor present situation analysis above has carried on the analysis to the identical brand during many varieties design present situation, Regarding design element which individually packs, what type also presents the situation? The lubricating is loaded with four designs essential factors, namely the barrel, the graph, the color and the writing, these four essential factors complement one another, indispensable, constitutes the packing image together.2.2.1 Barrels designs are the lubricating oil packing design essential linksThe barrel design should take display the packing function as the premise, the well from process synthesis consideration and so on a production, storage, transportation, exhibition, sale, causes the usability, the use, the artistry, the economical rationality and produces and so on feasibly each aspect organic synthesis: A, Usability: Solves the barrel design most basic function problem solid, is durable, is advantageous for the storage, the transportation: The request structure is reasonable, has the bearing pressure ability; the jaw of the bucket is perfect with the bung coordination, does not seep. B, Use: Solution man-machine relations hand position appropriate, feel good; When drain the oil is not easy to let in air, cannot splash the oil; After the drain the oil in the bottle mouth remains without the overflow.C, Artistry: The solution structure and esthetics relational modelling succinct, is artistic uniquely, the modern age,: The line is smooth, the nature.D, Economical rationality: The solution structure and the cost relations considered the barrel is also small and the structure, in satisfies the consumer psychology under the premise, can maximum limit save the material and the packing space.E, production feasibility: The solution structure and the craft relations considered the mold develops feasibility; Processing craft condition restriction: Fills lid, printing the production craft condition and so on installs, seals limit.This requests the designer to be powerful study, physics, chemistry, the decoration fine arts, the psychology, esthetics and so on the various knowledge, only has the various knowledge, can design the packing which is satisfied the consumer. Looks over in the market the common lubricating oil to model the feeding trough, has manifested three big kind of designs concepts: A kind is Et often the consumable -like design concept, its design mentality completely inclines to the fashion direction, most has representatively is the BP VISCO series models the feeding trough, its characteristic is the pure streamline design, is extremely lively, the nature; The second kind is the pure industrial product design concept, like chart 5 shows the Gadd gentleman to model the feeding trough, its characteristic is the straight line design, the edges and corners is distinct, unfolds the industrial product solemnly, the tall and straight characteristic; Class Three is situated between the industrial product and the consumable design concept, if the SHELL happy strength series models the feeding trough, its design style both has the industrial product the gravity, and has the consumable gentleness, see Figure 5.These three big kinds of designs style has its strong point , uses He Zhong to design the style, must unify the enterprise culture, the management strategy and so on. If the pure industrial product design, highlighted the science and technology, has been highly effective, the value, steadily grades the concept;it Is situated between the industrial product and the consumable, highlighted of the modern age, the science and technology, has been positive, concept and so on advance; But the pure consumable design, has highlighted concept and so on individuality, future, vanguard, power, speed. Forever, the barrel design is one of lubricating oil packing design crucial factors, should unify the enterprise characteristic, achieves the function and beautifully observes a persons face the union, achieves the characteristic, the human nature, the fashion, from the barrel, the hand even bung design, all can let the user feel the factory showing loving concern with the beautiful joyfulness. 2.2.2 Graphs designs are manifest the lubricating oil characteristic and the brand characteristic importantThe lubricating oil packing graph design may divide into two kinds, a kind is the commodity trademark, another kind is the decorative pattern, namely commodity in kind design or symbolize decoration grain type.(1) The trademark The trademark designs in various essential factors in the plane to have the absolute influence, the success trademark design is the plane designs the successful foundation. In the past, in peoples consciousness, the trademark function merely was restricted in took the legitimate commodity protection the mark, was not certainly strong to the oil quality trademark design consciousness. But along with oil quality competition day by day intensely, the consumer expends consciousness to be mature day after day, product internationalization tendency gradually form, the people realize the enterprise development to have the formidable brand strength are only the final winners. Therefore, the trademark function not only is restricted in the protection,it is more importantly advantageous to the promotion product and the brand image, enhances the brand well-knownness, thus expands of the market share. The oil quality trademark image importance does for us in market investigation and also obviously a spot. Through Beijing, Shanghai, the Guangzhou three places 300 samples investigations indicated that, the sampling object most likes the overseas lubricating oil the packing design the design graph the partial designs (44%), among, the Beijing sampling object most likes the overseas packing graph partial commodity marking design (41%). Because the trademark in the plane design special status, the domestic and foreign lubricating oil company all extremely takes the trademark design. The Great Wall company has carried on the redesign in 1996 to the trademark, from the former days embodiment, the complex Great Wall design developed abstractly to, the succinct oil dripping modelling, in the practical application, has obtained a bigger success, see Figure 6. Shell Oil Companys trademark from the former days practical shell contour, develops today graph, has experienced hundred years evolution. Presently uses the trademark beginning used in 1971, had reflected the trademark design trend of the times, see Figure 7. The oil quality trademark idea method common has following several kinds: A, Manifests the oil quality attribute, the fusion enterprise culture connotation design. If the Great Wall lubricating oil trademark design but outside is smooth, the movement by in, the powerful arc, the performance being present at work industry equipment revolution not rest characteristic, also conceals the far from to near Great Wall image; Union oil dripping note eight concrete modelling, auxiliary by safflower two colors, lubricates the meaning succinct and is striking. B, Takes marking by the zoomorphism the design. If in Shell Oil Companys trademark the design is the golden yellow shell, the shell Italy is the protection, tallies with the oil quality function; The shell if the trade name (SHELL) unifies, to the animal makes marking, the image, is easy to record; Red and yellow color combination, has the greatly strengthened visual impulse. Shell Oil Companys trademark design that is the oil quality quite successful model. C, It has straight takes over the use of the writing to take the symbol the design, like MOBIL, ESSO, TOTAL and so on use its company, matches become by the Jan monochromatic block combination, its characteristic is succinct, it is easy to record. The traditional oil quality trademark design to the enclosed type is in the majority, this is solidifies for the packing host tone very little uses the tint, symbolized the sealing treatment is advantageous for in any bottom color lays aside. If esso symbolized designs the periphery seal side, encircles sur- is white, may lay aside in the deep bottom color. Moreover, the enclosed design causes the sign strongly, striking, it is easy to have the intense visual impulse. The name brand lubricating oil symbol laying aside comparison is fastidious, generally puts on the page layout influential position, thus has the good brand effect. If Standard Oil Company, Shell Oil Company, reach your packing, its symbol puts in the page layout on the position, Esso puts on page layout left side underneath, fine solid puts in the page layout is left. These brands packing designs, symbolized occupies proportion bigger, likes Esso the 4L red barrel packing design, symbolized into the page layout image main body, it is extremely noticeable. In brief, the lubricating oil trademark design has experienced as numerous from as Jans developing process. At present the trademark overall characteristic main performance : The design style succinct, smooth, is abstract; The vivid characteristic clear, is direct-viewing, Yi Ji: The color pure, is eye-catching .(2) The decorative pattern The decorative pattern is one of packing decoration design important contents,there are many succinctly constitutes, the striking page layout effect by the abstract graph or the simplification embodiment graph. Its composition both rigorous and fine, the color item also is suddenly pure, reflects the lubricating oil through the main body design characteristic and so on attribute, feeling view, use. The design common expression means mainly have following several kinds: A. Has the performance lubricating oil the speed, the movement, the strength and so on the characteristic design, flow, the lubrication and so on the characteristic design. This kind of design styles are many for the dynamic design style. If Standard Oil Company 1 models the feeding trough packing, its decorative pattern was the abstract design, the whirlpool displays the lubricating oil fluidity, the lubricating ability, transmitted the strong vitality, see Figure 8. The DUKHAMS oil quality packing design has inclined 45 angles Wen Yang design, has broken the general oil package well organized feeling, had the oil quality in a steady stream mobile characteristic, had the distinctive quality and the visual impulse, simultaneously moved the feeling to be full, see Figure 9.C. It has performance lubricating oil feeling view the design, this kind designs many for the static design style. If the teperson of great strength lubricating oil packing. by the golden yellow oil dripping modelling took the host design, direct-viewing demonstrated the product, is advantageous for the consumer to distinguish, see Figure 10. you model the feeding trough packing the oil dripping crystal structure, also played the consumer cognition role. D. It has the expression use, the suitable object design. This kind of design style is many for the static design style. If the Shell happy strength packing, through carries on the high summary to the engine structure characteristic, carries on the simplification to the embodiment design, outlines with the simple line embarks the motive characteristic, for person direct-viewing, concise visual feeling. E. Also some packing designs and no special meaning, the initial point, the line, the surface geometry combination form the unique page layout effect. If the fine solid multi- packing, it crosses the picture the red green oblique line, has formed its unique design style, see Figure 11. The design expression means concrete application should unify the product characteristic, the enterprise culture present situation, the nationality by chance, the popular tendency, the specific expense group and so on the many kinds of factors. The product in the different development phase, to the packing design request is different. If some historical stage, needs key to transmit some design element information, then the design emphasis point is must as far as possible the prominent this design element. The overall mentions, the design development change tendency by most recent several years static, the embodiment and the showing style approaches dynamic, is being abstract and the concept style transformation. 2.2.3 Writing is transmit the product information to be most concrete, the most rational essential factor The writing is links up the product and the consumer most direct bridge. Product information transmission correctness and the speed, mainly lie in the writing content the correct degree and the writing design performance strength. The lubricating oil packing writing content mainly has following several items: A. Basic writing, including brand name, commodity name, commercial name, quality rank, viscosity rank, producer name.B. Explains the writing, including product performance, applicable scope and so on explanation. C.Material writing, including production date, only content and so on content, standard number, batch number. The basic writing belongs to the key writing, generally uses big area processing, the color contrast gradient is intense. Emphasized the recognition, usually puts on the packing host demonstration surface. Explained the writing, the material writing and other non- important writing put on the back, by neat direct-viewing, succinct bright primarily, not specially emphasized the visual impulse, selects the typeface is smaller, showed the writing the color commonly used black or the white, are advantageous for printing. Regarding the decoration writing, is smaller with the back scenery chromatic aberration, causes it to have the dim decoration effect. The lubricating oil writing typeface choice quite regular, is generally steady, often selects traditional the blackbody, the synthesis skill body and so on, tallies with the lubricating oil characteristic as for needs specially to carry on the individuality design the content, like the commercial name, may through symbolic, the implication technique carry on the suitable exaggeration, the distortion and each kind of artistic processing to the writing, causes it to become the invisibility greatly strengthened graph writing, when big area performance may become the packing image the main body, when small area performance, then especially like in set of clothings high grade tie. If the Great Wall lubricating oil the century star the packing. this commercial name has carried on the artistic processing to the century star, causes it to be especially noticeable in the entire page layout, glances does not forget, to see Figure 12. 2.2.4 Colors are the consumer to the packing most direct feeling The commodity packing color is the consumer to the packing most direct feeling. The author has performed the experiment, passes through by far the lubricating oil exclusive agency, whose product most can hold persons line of sight? The test result is: Shell Oil Company. Why? Our analysis is: First is its is bright and the also pure color, next is its atmosphere but the also artistic barrel. Similarly red models the feeding trough packing, so long as has a chromatic aberration, its effect can be widely divergent, therefore to processes the craft and the color mother grain sets the very high request. (1) The lubricating oil packing main body color manifests the way Regarding to model the feeding trough packing, the main body color manifests the way to have two kinds. One kind is the barrel body completely consistent or basic is consistent with the label color, the barrel body and the label merge into one organic whole, complements each other, enable the packing to have the very good integrity, for person by lofty, fine feeling. If Shell Oil Company, BP, ESSO, the Great Wall, South China Seas packing mainly uses this design method: This design technique in the barrel shape perfect, in the barrel color situation the application effect especially is remarkable. A new fashion, artistic natural, bright and clean modelled the feeding trough possibly not to need other things to embellish already very perfectly, then the label had to play the set-off role, did not have to be excessively prominent, especially did not have to weaken the brilliance which held, see Figure 13. Another kind is the barrel body color and the label adjusts the color to have the difference, even contrast intense, causes the packing to present a richer individuality and the broader design space, brings the more intense visual impulse to the consumer, also can cover up the barrel in the certain degree and the barrel color is not perfect, therefore two kinds of main body colors choices very important. if matches is improper, can reduce the packing the scale. See Figure 13. (2) The lubricating oil packing host body color selects The color to be able to transmit the different psychological effect, the designer through and matches to the picture color reasonable application toes make clear America of the color, for the consumer by the intense visual impulse, has the purchase commodity desire. Because the lubricating oil product industry characteristic and the lubricating oil true colors unfold limitation, therefore very little uses the tint or the transition color in the color choice, generally selects the purity or the brilliance higher has the colored department, or selects colorless department. The barrel color more commonly used has the golden color, the black, the gray, the blue color yellow, scarlet, pure is green. The golden color as a result of its metallic luster, compared that it is easy to be noticeable, and can highlight the product and the scale. The black gazes the nature to be worse, but has inspires shakes the strength, has manifested the lubricating oil industry characteristic, has displayed the strong power which the oil quality brings. The gray is the black and the white , its visual effect is worse, this is the pessimistic disappointment place, but it has the good solubility with other colors, when matches the use with other colors can get up the unexpected effect, the pessimistic main key has displayed the oil quality extremely good stability. Red is in the color one of quality purest tertiary colors, to person eye visual effect most remarkable,it is easiest to be noticeable, simultaneously also most can cause the person to have the image sympathetic chord, it has displayed the oil quality the fervor, the speed and the vitality which brings to the machine. The yellow is all colors which is center brightest, has the intense visual effect, it has manifested the lubricating oil good pure dispersivity, brings the lubrication effect to the machine which relaxed freely moves. The green is not high, the irritating quality is not big, extremely it is gentle to persons psychological process and the psychological response. The green has manifested the oil quality comfortable feeling, the security sense and the vitality, simultaneously has also manifested the oil quality good environmental protection characteristic. The blue color is one of tertiary colors, its color rich pure noble special characteristic, has displayed oil quality upscale. Lubricating oil packing color selection, must consider the product characteristic. If it needs to highlight the oil quality the environmental protection characteristic, may choose the green to take the main key; If it must highlight the oil quality upscale, may choose the black, the blue color, the golden color takes the main tone. Moreover the lubricating oil packing color selects certainly must unify the modern popular tendency. The lubricating oil packing color overall has the development tendency which the two-pole coexists, one is the vehicle oil used packing color to the high brilliance, the purity direction develops, another kind is the industrial oil color which is developing to the extremely pessimistic direction. The lubricating oil packing each design integrant part is complements one another inalienablly, constitutes the packing image together the whole. Barrel shape, barrel color, label (graph, writing, color) three reasonably matches the count for much. Models the feeding trough the shape and the design style, the direct shade mouth from arrives the label the shape and the design style, but the label design effect in turn can affect the barrel effect. The good plane design responds to the barrel shade raises evades the short function, the barrel color and the label mutual complementing, mutually supplements directly. 3 Domestic and foreign lubricating oil packing developmentThe domestic and foreign lubricating oil packing development changes day by day, various brands lubricating oil in unceasingly promotes the new packing, eliminates the old packing, complies with the time development the tidal current. The induction lubricating oil packing design overall development tendency, mainly displays in the next two big aspects. 3.1 Designs styles are succinct, the fashion, the human nature, the characteristic 3.1.1 Designs styles succinct development tendency The lubricating oil packing overall development tendency is the subtraction, namely simplification: Although the time development can bring a richer letter to think, but it certainly did not mean the design element numerous and diverse, the opposite product packing will comply with the return succinctly, the natural trend of the times. The general overseas brand is only prominent on the product packing, the defined central significance, but some are unable the part which in detail indicates is through product each kind of advertisement supplemented. But succinct certainly did not mean simple, succinct may be rich, pure center has the change, succinct center contains richly, otherwise, is rich does not lose succinctly. Succinct specifically manifests in: A. Emphasis prominent leadership factor. information intensity replaces the information density. If key prominent symbol, commodity name, commercial name and so on. B. Uses the highly broad embodiment design or uses electricity, the line, the surface composition abstract design. C. Barrel design line is succinct, does not have the excessively tedious decoration. D. The color succinct is pure. 3.1.2 Designs styles fashion, human nature development tendency The lubricating oil packing design style to the fashion, the human nature direction is developing, the color, the composition, the modelling are lively, the nature, fills the adaptation breath. Vehicle with lubricating oil color change by Leng Qunuan, sprightly, saturated, red, yellow, green, blue uniform flux good color use, manifests warmly, is positive, meaning and so on power, speed, environmental protection, science and technology, conforms to modern expense view. The barrel line soften, the modelling element is succinct and the nature, caused the product and the person has had one kind of affinity. At the same time the barrel design also emphasized human nature service consciousness, like barrel the design, fully considers feel comfortableness, the use convenience; The bung steady oil piece, was the oil quality. has fully considered users in drain the oil time security in the drain the oil time buffer mechanism. 3.1.3 Designs styles characteristic, individuality development tendency Like chart 15, chart 16 shows several kinds of barrels, are representing the barrel design one kind of tendency, one idea, are the function, the innovation and the fashion perfect union, key in is new on under the time. Looks over lubricating oil packing design which promotes in recent years, pursues in the creativity all the distinctive quality, if the BP small packing appearance, for expends the blue impact is huge: In by red, yellow, is been black, color submergence in the and so on the ash lubricating oil packing sea, BP packing big area green appearance, not only explained BP green itself demonstrated uniqueness and perfect, moreover representing one kind of environmental protection concept. A BP packing bigger breakthrough lies in its unique barrel design, it surmounted the profession area to separate, uses the unique curved surface design, pursues the pure consumable the design concept. Although said regarding the profession and the use environment, design vanguard, but because this kind of design conforms to the time popular tendency, still has made the deep impression to the consumer. As a result of its brand formidable influence, this kind of unique creativity played has eagerly anticipated the design development tidal current the role. The pursue characteristic design needs to pay attention several point: First, the design work certainly must be outstanding, has the scale, has the depth; Next, must comply with the time development tidal current; Third, do not have too the vanguard and the exaggeration, surpasses the scope which the goal expense group institute can accept. 3.2 Packing material and pattern diversification, environmental protection, upgrading The lubricating oil packing has developed into the iron bucket by the past pure iron bucket packing (tinplate), models the feeding trough (PE), the plastic processed foods (PE) coexists, and modelled the feeding trough packing to occupy the dominant position the pattern, the packing specification also by the past center barrel (20L), the vat (200L) develops into the aspect which by the small packing primarily, the many kinds of specifications coexisted. Is day by day intense along with the market competition, the packing more and more will subdivide, in view of different area, different user, different consumer, design different form packing, thus expanded sales volume. Speaking of the Great Wall company, the packing pattern is different from 110mL plastic hose to the 1000L collection canning, below light 6L the small packing has 16 kind of packing patterns. But the packing diversification also can bring manages stores difficultly, this needs to have pointed develops the packing, and carries on the macrocontrol. The lubricating oil packing material will be able the more considerations environmental protection, the multiplicity, natural and so on a various aspects item element: Because the iron bucket packing has easy to knock against distorts, in the leakage, the form old-fashioned obsolete, the design change leeway not big, is not easy to recycle and so on the shortcoming, the market development space will be able to be more and more small. At present, in the Chinese market, center the low-grade oil still was in the majority by the iron bucket packing, but the upscale oil basically uses models the feeding trough packing: Models the feeding trough packing by its best leak-proof quality, anti- bumps anti- falls in the craft feasibility, the polytropy which the nature, the environmental protection as well as modern high tech brings prepares the consumer is welcome, models the characteristic, in the environmental protection aspect superiority in particular which the feeding trough may recycle, may degrade obviously is bigger than the iron bucket, tallies the time to the environmental protection request. Through the technological transformations, the plastic barrel material quality to exquisite, is being smooth, the pliable but hard to break contour quality, direction and so on the characteristic develops: Through adds each kind of accessory material, enhanced has modelled the feeding trough the smooth finish, is supple ; Through adds the belt pearly luster the color mother grain, causes to model the feeding trough surface belt metallic luster, enhanced has modelled the feeding trough the scale in brief, along with the time development, the lubrication oil quality presented daily upgrading the development tendency, the high cost will raise the attachment value the product to become the lubricating oil development the mainstream. The lubricating oil packing design through unceasingly raises the design level and the material quality, to upgrading, the fine direction is developing, the packing presents day by day the important status in the market competition. 4 Designs proceduresOn carries on the analysis to the lubricating oil packing design present situation and the development tendency, as for concrete to some lubricating oil production enterprise, how carries on the packing design? 4. l Design analysis Design analysis should to with the packing design related enterprise in the external environment (for example correlation factor and so on enterprise culture, enterprises production resource, competition environment, social environment) carry on a minute booklet, should with emphasis carries on the analysis to the enterprise culture and the competition environment. When carries on the analysis to the enterprise interior culture, first should clearly recognize the enterprise culture the present situation and forms the mechanism, in order to discovers the enterprise in the cultural aspect superiority and the inferiority, and formulates the packing design strategy in this foundation which the adaption enterprise culture and causes it to carry forward. Carries on the analysis when to the enterprise competition environment, should consider the following question: The lubricating oil profession characteristic, the enterprise in the profession competition status, the brand status, other similar enterprise packing design present situations, the lubricating oil packing design development tendency, the marketing strategy which the enterprise uses, in the near future market trend, lubricating oil expense object condition and so on. But fine leaves the above conclusion below, needs to take the measure: (1) Carries on the market investigation and study, the user visits, basic data work and so on collection; (2) Carries on the reorganization and the classification to the material compiles;(3) Carries on the analysis to the material, draws the general conclusion. 4.2 Designs localizations The design localization is in the general conclusion foundation, discovers the adaption enterprise own design guiding ideology, suddenly reveals the brand and the product individuality, thus enables this product packing to fully expose talent in the similar product. Mainly includes the design idea proposing, the brand individuality determination, the modelling, the graph, the color, the writing four big essential factors design performance thought formation, the design criterion, the management criterion determination. But must discover the design localization the direction, the designer should handle jointly with the enterprise to be in charge of the person in charge, the packing function department and the marketing department conducts the thorough analysis research, in the generalized analysis background material foundation, considers three aspects the questions: Demand why in? What type has to complete the mission? How achieves best? Along with the above question ponder, seeks the demand the basic direction, again subdivides the question, the definite modelling, the graph, the color, the writing four big essential factors design strategy, then provides the guiding principle for the design performance. 4.3 Designs performance The design localization enable the design performance to have the goal, it will pass through to the design performance entire process. The design performance has the infinite performance space, is appointed the designer to gallop. The designer when carries on the design performance, not only needs to understand the product the performance, but also needs to understand the product the classification, between each big kind of product relations, as well as between product and packing corresponding relations, not only must consider four big essential factors the designs accurately arrive, moreover also must consider various varieties asked the connection, causes the enterprise various packing product to present the certain integrity. The design performance is an item needs repeatedly to exchange and the practice work, through the designer and the packing manager leadership and the related function departments repeatedly exchange, unceasingly revises, enables the design performance to achieve best, fully manifests the design localization the spirit and to conform to the production craft, the processing craft, the printing craft request, causes the creativity to become the genuine work. 4.4 Designs management Carries on the standardized management to the packing design, is advantageous to the production efficiency enhancement, also is advantageous to the enterprise image unitize, the standardization, is advantageous to the visual transmission uniformity, the accuracy. A, the being established special standard making control section, to the packing material, the layout, the barrel design and so on carries on the unification the management and the organization coordinates; B, the serious control system, carries on the strict quality surveillance and the control to packing implementation each link; C,The various functions department cooperates fully, the guarantee packing flow smooth is unimpeded. 5 Doncluding remarkIn brief, along with the time development, the lubricating oil packing presents is day by day active and the also many colors style, for the lubricating oil market development positive impetus function, the domestic lubricating oil packing had the bigger increment space and the development potential. Through the renewal design idea, raises the design level, the improvement craft and the material quality, causes the domestic lubricating oil packing to the seriation, the fashion, the human nature, the characteristic, the environmental protection, the upgraded direction to develop, thus establishes the good brand and the product image, enhances the brand competitive ability and the market share, fills with the confidence to greet WTO the arrival.润滑油包装设计现状及发展趋势励燕飞，徐建（中国石化长城润滑油公司，北京 100085）摘要：分析润滑油包装设计现状预测今后润滑油包装发展趋势并提出包装设计程序。关键词：润滑油；包装；设计前言当今时代，是润滑油产品极大丰富和需求稳步上涨的时代，也润滑油市场竞争日益激烈的时代。这种激烈竞争表现在品牌、质量、包装、价格、服务等各个方面。尤其表现在增值空间较大的商品附加值的竞争上。包装是增加商品附加值的极其重要的手段，它赋予产品特定的性格和视觉效果，传达了经营者持有的经营理念。随着时代的发展，人们审美意识的提高。润滑油包装功能已由单纯的保护功能、便利功能，上升到销售功能。同时随着汽车成为大众消费品，车辆档次的提高，使得润滑油产品在国内市场的定位发生变比，主要表现在车用润滑油产品由工业品向消费品的过渡，产品需求由中低档向中高档发展的态势。上述变化赋予了润滑油包装尤其是小包装全新的设计涵义，主要体现在以下几个方面：(1)设计风格充满时代感，与流行时尚紧密结合 具体表现在包装的色彩、格调等方面的态势；(2)保护功能与实用功能的完美结合，体现了人性化的设计理念；(3)差异化的设计策略，强调了产品的个性；(4)包装发展的多样化、环保化的特点，反映了现代消费及环保新观念；1 影响包装设计的相关因素分析11 行业特征、行业环境对包装设计的影响润滑油首先是一种工业品，一种高科技的产品。传统的包装设计，以厚重与冷峻把这一特性表现得淋漓尽致。随着车辆保有量的稳步上升，私人轿车的迅猛发展。使润滑油成为一种大众消费品，润滑油这一消费特性的变化，使它与人的关系产生了一种亲和力，反映在包装设计上的人性化趋势。由于润滑油与汽车环境的内在联系，其包装设计很大程度上受到车辆特性的影响。车辆的动感、速度、力量等特性，体
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