立式袋装机纵封装置设计[三维UG零件][含CAD图纸和说明书等资料]
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三维UG零件
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编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 立式袋装机纵封装置设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923824 学生姓名： 王 辉 指导教师： 唐正宁 （职称:副教授 ） （职称： ）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 立式袋装机纵封装置设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械97 学 号： 0923824 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 立式袋装机纵封装置设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 近半个多世纪以来，随着生产与流通日益社会化、现代化，产品包装正以崭新的面貌崛起，受到人们普遍重视。一些技术相对发达国家，在食品、轻工、化工、医药、电子、纺织、兵器和仪表等相关工业部门，已经不同程度地形成由原料处理、加工和产品包装基本环节组成的包装自动化和连续化的生产过程，有的还将包装容器成型、包装材料加工及包装成品储存系统联系起来形成高效率的流水作业线。所以，实现包装的机械化和现代化，尤其是实现具有高度灵活性的自动包装线，不仅体现了现代化的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。本文介绍了裹包机的横封装置设计。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献3000字左右，语句通顺、流畅、准确； 了解立式袋装机纵封装置的工作原理； 根据加工产品具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案； 用绘制部分零件图，装配图； 能够熟练使用UG，并用UG对部分零件进行三维建模； 撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。 四、接受任务学生： 机械97 班 姓名 王 辉 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月12日摘要论文是关于食品的包装设备简称包装机的设计。包装机是将食品装入袋内，再封装。主要适用于小食品、医药产品的包装。它具有操作简单、生产量大、适用范围广等特点。 包装机主要由几部分构成：引导成型部分、喂料部分、纵封牵引部分横封切割部分。塑料薄膜安装在退卷装置上，经过导辊的引导输送塑料薄膜在成型器的作用下形成袋状，这时纵封将袋封上纵向口，喂料装置下料，横封辊在将其封住横向开口，并且切断。至此一个包装袋形成。 本文从基本理论、基本工作原理、基本分析方法上对设计作了阐述。在本次设计中采用了，滚轮纵封装置，整体加工式横封辊结构。 滚轮纵封装置将以往的纵封和牵引合为一体，这样既节省了空间，又使整体更具有美观性。整体加工式横封辊结构将横封和切断装置合成一体，减少了封装时间。 最后一个重要的部分是UG的建模、装配。Unigraphics(简称UG)是当前世界上最紧密集成和先进的、面向制造相关行业的CAD/CAE/CAM高端软件。作为一种集成的产品工程解决途径，UG软件使得用户能够数字化地获取和创建三维产品定义。UG软件成为当今世界领许多先进的制造商用来从事工业设计、详细的机械设计、概念设计以及数字化和更成仿真化的制造等各个领域。 关键字：包装机；纵封；横封；UGAbstractThis paper is about the design of the packing equipments with small grain food which is call for grain packer. the grain packer is to pack the food of the small grain into the bag inside, then seal the bag. It is applicable to the packing of small food, medicine product primarily. It has the operation simple、produce have great capacity、apply wide etc. in scope characteristics. The grain packer is main from several parts of composingses: the part of the leading models and the part of feeding machine device, the part which vertical-seal and draught, and the part which horizontal-seal and cut down. The plastics thin film installs at equipment for withdraw the film, hasing been led the leading roller to molding machine, with which the film is form pockety, at this time vertical-seal seal the vertical caliber, feeding machine put the feed into the pockety, horizontal-seal seal the horizontal caliber, and cut off. Thus pockety is done. This paper makes to expatiate to the design from the basic theories, basic work principle, basic analysis method. Vertical-seal rolling device will be former seals with lead to match for integral whole, thus this device saved the space, and make the whole even have the beautiful again. Integer machining type horizontal-seal make the whole horizontal seal with the cut-off device synthesize the integral whole, reducing sealing-pack time. The last important part really is an UG to set up the molding and assemble. The Unigraphics (brief name UG) is current to enter first in the world with close gather of, face to the CAID/CAD/CAE/CAM that make the profession the high carrying the software. Be used Be used as a gathers of completely product engineering solution, the UG software household makes customer can the arithmetic figure turn the ground creates to set up with obtain three dimension product definition. This paper is detailed to introduced to set up axially the mold, wheel gear sets up the mold, and its assemble really imitate with the development. Key words: The grain packer; vertical-seals; horizontal-seal;UG assemblesealIII目录摘要IIIAbstractIV1 绪 论11.1 课题的来源11.2 本课题设计的目的意义11.2.1 设计的目的及研究的内容11.2.2 设计的意义11.3 本设计的发展方向与存在的问题21.3.1 设计的方向21.3.2 设计存在的问题21.4 研究的内容和方法22 立式袋装机纵封总体方案设计52.1 包装机械设计的基本要求52.1.1 包装机的功能与应用范围52.1.2 工艺分析52.1.3 总体布局62.1.4 总传动系统62.2 设计包装机的一般过程62.3 主要组成结构72.4 纵封装置82.5 主要性能参数93 立式袋装机纵封装置设计计算103.1 电动机的选择计算103.2 链传动103.2.1 链传动的特点103.2.2 链传动的主要设计任务103.2.3 链传动的张紧103.2.4 链传动部分的设计113.3 锥齿轮设计及计算143.3.1 锥齿轮计算143.3.2 计算主要尺寸与参数153.4 凸轮机构的设计173.5 纵封器的结构原理及设计203.5.1 结构原理203.5.2 纵封辊的设计213.6 键的校核253.6.1 主轴上键的选择253.6.2 键的强度校核253.7 轴承的选择253.8 润滑与密封264 使用和维护保养274.1 安全操作规程274.2 封口质量的调整274.4 维护清洁与保养275 结论与展望285.1 结论285.2 不足之处及未来展望28致谢29参考文献29V立式袋装机纵封装置设计1 绪 论1.1 课题的来源 随着市场经济的发展，人民生活的不断提高，包装工业在国民经济中所占比重和作用也越来越大。一方面映射出全球工业化生产的高速发展，另一方面又可以看出人们在追求商品内在质量的同时，对商品包装的要求也越来越高。这为推动包装机械工业带来的巨大的动力。 综观世界范围来看，包装机械工业是一个市场潜力巨大的朝阳行业，特别是在近几年发展迅猛，已经在各国国民经济中具有重要的地位。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，提高商品档次，增加附加值，从而增强商品的市场竞争力、带来更大的社会效益和经济效益。目前，美、日、德、意是世界包装机械的四大强国，这些国家生产的包装机械品种多、数量大，在国际市场上具有较高的占有率。 目前世界包装机械发展总趋势是发展重点趋向于效率高、自重轻、外观造型、占地的空间较小、低耗能、结构紧凑适应环境和工作人员的心理需求的高速、高效、高质量的“三高”产品包装机。这在国外体现为现代化的先进包装机械的技术，特别是经济及科技发达的欧美及日本等技术先进国家生产的有关包装机械设备，其技术伴随着商品经济和科技的发展，已处于国际相对领先地位，他们将机械技术与微电子技术和信息技术结合，开发数字化、智能化、柔性化的新型包装机械产品。近些年来，发达国家一方面为满足现代商品包装多样化的需求，发展多品种，小批量的通用包装技术设备；同时又紧跟高科技发展步伐，不断应用先进技术，发展和开发应用高科技的现代化通用型包装机械，不断从提高包装机械的智能化。在国内，包装机械的发展趋势是在引进、消化、吸收的基础上，有了一定的创新，产品科技含量也在一直提升，这些有关包装机械产品不断的向成套连线、机电结合、主辅机结合方向发展。当然，包装机械相关产品在研发过程中也存在一些有待解决的问题，主要有如何根据本国国情，提高产品的“三化水平”，做到包装产品规格多样化，工作高速化，提高可靠性以及如何使食品和药品包装机达到无菌化。而这些必然需要我们着紧包装机械的研究，不断的开发新的技术，这样才能加快国内包装机械技术的提升。 1.2 本课题设计的目的意义 1.2.1 设计的目的及研究的内容 商品包装是一个不断崛起的行业，是在商品经济不断繁荣，市场竞争日益激烈的新形式下，慢慢成长起来的。在商品流通过程中，人们袋商品的包装要求主要有两个方面，其一是要求包装袋内的商品计量准确，误差小（包装行业标准要求计量误差小于5），以维护商品生产厂商的形象、信誉。二是要求包装漂亮，以便吸引顾客的注意，同时保证商品在流通环节中包装袋不出现任何的破损。因此商品包装的计量精准，是包装行业时刻关注的一项重要的课题。1.2.2 设计的意义 目前市场上的包装机种类繁多，性能各异。其计量方案主要有以下几种：a. 定容积式量杯计量；b. 称重式计量；c. 螺杆式容积计量等上述几种落料计量方案，结构简单，动作灵活，传动效率高。上述计量方案实用意义不大，而且其适应面窄，基本上只是针对单一品种单一定量的产品包装，面对品种繁多的商品自动化包装要求，这些设计方案都需要改进。 我国包装机械行业自上世纪90年代以来发展成绩显著，在引进消化吸收的基础上已经开始自行研制开发产品，且有部分出口。但是，我国包装机械工业的整体水平还只相当于国际上世纪70年代末和80年代中期水平，有的产品达到发达国家90年代末期水平，但数量极少。从总观看，我国包装工业水平仍处于世界落后地位。而作为包装机械中重要产品的立式粉剂包装机在日常生活的需求上越来越突出，无论是从药品上还是从食品包装上，它都充当着十分重要的角色，因此，如何能生产出现代化的食品包装的质量乃至提高人们物质需求水平上具有非常重要的意义，特别是作为世界上人口最多的发展中国家来说，提高食品包装机的性能和能力对解决众多消费者对小商品的庞大需求。提升国民经济生产总值，提高人民生活水平上来说意义重大，同时，对提高我国在立式袋装机纵封包装机械甚至包装机械行业方面具有十分积极的作用。1.3 本设计的发展方向与存在的问题1.3.1 设计的方向从发达国家生产的包装机械水平来看，当代包装机械的发展动向具有以下几个特点：a.提高包装机械系列化、标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代包装机械的结构体系仍是今后的一个重要的发展方向 包装机械发展到今天，其系列化、标准化和通用化水平不断提高。有些国家生产的包装机，通用件、标准件约占整机零部件的70%，有的高达90%，产品更新的速度很快。 b.包装机械日趋高速化、自动化和联合化.机械设备的高速化是实现人类社会高速发展的根本措施，是提高设备生产率的主要途径，故包装机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。包装机械的高速化，随之对相应设备的联动化和自动化提出了更高的要求。c.重视高新技术的应用，使包装机械的功能日趋先进可靠 而针对我的课题：定容积式量杯计量，其发展方向为，发展各种形式的定容积填充设备，着力提高速度和精度以及稳定性和可靠性，并与自动包装设备配套。1.3.2 设计存在的问题包装机的由于包装机械动作复杂而频繁，执行元件比较多，若采用传统的继电器控制电路会导致设备的故障率高、动作不准确、包装质量不稳定，停机维修时间多等弊病。因此，研制和发展包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。 另外，跟国外包装机械设计水平相比，我国的包装机设计虽然品种繁多，但是其适应面窄，基本上只是针对单一品种单一定量的产品包装，面对品种繁多的商品自动化包装要求，跟不上包装形式，同时，由于其标准化、通用化水平低，其生产成本相对偏高。这些都是需要在以后的包装机设计中着力解决的。1.4 研究的内容和方法本次设计主要就立式袋装机纵封包装机成型包装及其传动系统设计进行研究，并对其运行流程、工艺方案、参数设定、设备选择以及结构和零件的设计做详细的说明论证。 按照一般立式袋装机纵封包装机的执行标准，由以下几个方面进行研究： （1）立式袋装机纵封包装机的应用范围 立式袋装机纵封包装机的应用范围则是指其包装不同物品的能力，包括锁能包装的物品的类型与所能采用的包装材料的种类。 一般说来，缩小应用范围，可以简化机器结构、降低创造成本、提高生产率、易于实现自动化。反之，增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高。 （2）包装质量与生产率 包装质量 影响包装质量的因素有很多，它既与被包装物品、包装材料的性能以及所用 的包装技术方法有关，也与包装机的质量及其使用条件和操作者的技术熟练程度有关。就包装机而言，主要考虑一下几个方面： a. 包装成品的质量 其一是包装工序完成后的质量，如热压的紧密程度、 计算精度、封口的牢度和密封性；其二是包装过程对包装质量的影响，如被包装物品和包装材料由于受到摩擦、振动、包装工艺力以及环境污染等机械和化学作用，对包装内在和外观质量的影响。在任何情况下对质量的影响都不应超过允许程度。b. 装物品和包装材料的损耗 在机械包装过程中，由于片状、块状物品的 变形损坏，粉状、颗粒状物料的飞扬散落，包装材料的撕裂破损，以及缺少自动控制引起多于供料、包装不良等原因造成的各种损耗，通常总是难以完全避免的，所以应从制造精度、包装工艺设计、自动控制、结构设计及机构选型等方面综合采取有效措施，以降小先关损耗，提高包装产品的正品率。 生产率 常用的是计件生产率，即单位时间之内能够生产的包装的数量，亦称为理论生产率。在正常生产中，开机前后的相关准备和结束时工作时间，添加包装相关材料及发生机器故障时所造成的生产停滞时间，以及出现废次品和空位等的损失时间总是难以避免的，因此，实际生产率总会小于理论生产率的。所以，有的工厂为了管理简便，通常用一个工作班次内所能够包装的产品质量或数量来表示包装机的生产效率。 提高生产率的主要措施有缩短辅助操作时间，分散包装工序、增加执行机构头数、合理拟定执行机构运动规律和提高制造精度等。自动控制和自动化现代科学技术的迅速发展为包装机械的自动控制和自动化提供了先进的技术途径，于此同时也对它提出了更新更高的要求。在确定设计的包装机的自动控制和自动化程度方案时，应根据不同情况分开对待。既要尽可能的采用先进技术，赶超国际相对先进水平，又要结合本国的国情，讲究经济效益，以便于扩大应用。（3）制造和维修在满足使用要求的前提下，应尽量可能使制造和维修方便，可采取一下方面的措施。 装机的系列化、零部件的通用化和标准化程度 提高“三化”程度是我国是一项重要的技术政策，也是包装机械的一个发展方向。 结构工艺性 机械的结构工艺性由零件的通用化程度、对制造单位的适应能力、精度要求、加工表面数量、零部件的可拆性及标准化、结构复杂程度等来评定。制造维修周期延长，不仅使制造成本增加，而且还使结构工艺性差，甚至难以达到预定的加工要求。（4）操作条件与工作可靠性立式袋装机纵封包装机的操纵、维护保养、排除故障、装卸物料等工作应省力、省时、省事；被包装物品规格变化时，有关工作部件的调整或更换要迅速方便。此外，还要有安全措施，如防止过载保护、误动作、自动停机和故障报警等。工作是否可靠性是评定包装机质量的重要指标之一。若可靠性低，必然降低机器 的效率，增加操作的困难，对组成包装自动线的包装机尤应重视。（5）经济性及其他在设计时要考虑经济性问题。这就要求制造成本低，功率消耗少，使用寿命 长，运输、安装、维修方便和生产率高。 此外，包装机的占地面积要小，外形应美观。这同操作条件、机械机构、产 品销售均有密切关系。美观的外形和协调的色彩可以提高市场竞争能力。2 立式袋装机纵封总体方案设计2.1 包装机械设计的基本要求 2.1.1 包装机的功能与应用范围包装机的功能，是指包装机所能够完成的包装工序种类；而应用范围则是指包装机在包装不同商品的能力，包括所能包装的商品的种类与所能采用的包装材料的种类。一般来说，减少功能和缩小应用范围，可以简化机器结构、降低创造、提高生产率、易于实现自动化。反之，增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高2.1.2 工艺分析工艺分析是研究、分析和确定所设计包装机完成预定包装工序的工艺方法。鉴于工艺方法与包装工序类别、被包装物品和包装材料的特性、以及包装质量和生产率等因素均有密切关系，下面着重中说明几个问题 1. 包装方式(1) 把保证包装质量放在首位，不论选择或革新某种包装方式，都要适应包装物品和包装材料的特性。(2) 当有多重方式都能满足要求时，应选用容易实现的方案。2. 机器类型(1) 单工位与多工位 根据包装执行机构的多少选择。 根据生产率的高低选择。(2) 间歇运动与连续运动 多工位包装有间歇运动和连续运动两种形式。 间歇运动：物品由一个工位转移到另一个工位作间歇步进运动，主要包装操作可在物品静止时完成，因而相对简单，但其运动的惯性力和冲击现象不利于提高生产率。当执行机构比较多时，为使结构简单常选用这种形式。 连续运动：物品及主传送系统均作连续等速运动，当执行机构种类比较少、生产率要求高时可选用这种形式。3. 包装程序、工艺路线和工位数(1) 包装程序 包装程序是指完成各个包装操作的先后顺序。包装方式往往决定了包装程序，要熟悉包装操作所要求的工艺参数（如工艺力、时间、温度、速度等）。(2) 包装工艺路线 包装工艺路线包括包装材料和被包装物品的供给路线、以及它们在包装过程中的传送路线、包装成品的输出路线。 直线型 阶梯型 圆弧形 组合型(3) 工位数工位数是指在多工位包装机上从输入到输出工位区间内所包含的物品的数目。(4) 工艺路线4. 运动要求和机构选型 根据已定的功能、应用范围和工艺方法，分析和确定对执行构建的要求，进而完成机构的选型及其综合。 机构的选型及其综合时应考虑的要求和条件主要有：(1) 运动规律 (2) 运动精度 (3) 承载能力与工作速度 (4) 总体布局 (5) 使用要求与工作速度2.1.3 总体布局包装工艺确定后，要考虑怎么实现这种包装动作。因此，要选择适合的操作、传动和执行元件。这些元件组成若干个部件，这些部件是怎样联系和形成一个完整的整体?相互位置怎么去安排?这就是包装机总体设计的任务。包装机的传动与控制机构，可以采用机械式，液压式，或气动式。应根据产品的特点、生产能力、使用者的情况等具体条件以及机器动作的复杂程度而定。立式袋装机一般包装速度在50-80袋每分，最高可以达到80袋每分钟。要实现这样高的包装速度，而且要保证动作的相互协调和工作可靠稳定，用液压式或气动式控制机构仍有困难，因为气体和液体有可以被压缩，此外油液的粘度较大，当高速换向运动时惯性冲击较大、发热较高，液压还会因温度升高而使粘度发生变化，从而影响动作的准确性，因此一般只用于活塞往复运动较慢的机械。目前国内外立式袋装机包装机中绝大多采用机械传动形式。因为凸轮、连杆机构一旦调整后就能够严格保证运动的可靠性，并且能够实现比较复杂的运动，并配合当今的微机控制和电子技术技术，更进一步提高生产效率。根据以上分析，本文设计的立式袋装包装机的操纵系统采用机械式控制系统，涉及有:链条传动，带(齿形带)传动，齿轮传动等机构。 布局形式的选定，最主要根据包装工艺的特点即决定于包装的工艺性。布局式要便于包装，使机构简化，工人操作和维修方便。根据包装工艺，粉料包装机布局形式宜采用立式布局，这样便于进料、送纸、包装、封切等。在设计中总体布局的要求: (1)传动系统尽量简洁，在能满足多功能的基础上从而保证结构简洁; (2)机械操作，调整简单，易上手，装拆方便，联锁防护可靠; (3)操纵手柄的位置要方便操作，同时要考虑润滑系统等; (4)排料位置也要考虑方便及安全; (5)外形要既美观又大方，移动安装且方便。2.1.4 总传动系统 传动系统是机器的重要组成部分。由传动系统驱动各个执行部件并按照工艺要求完成各项动作。传动系统的传动准确性，将直接影响机器的包装加工质量。传动系统的准确性不高是噪音、机器振动的主要来源。传动系统直接影响机器结构的复杂程度，因此传动系统关系到机器的性能和结构。2.2 设计包装机的一般过程1. 可行性分析可行性分析要弄清和解决以下几个问题：（1）用户的需求，即要包装哪些产品，采用哪些包装材料，要求何种包装方式，生产现状与发展趋势以及对机械包装的各种要求等。（2）根据用户需求，确定包装机（包装自动线）的设计内容和该机的使用部门，明确它的功能、应用范围和须达到的技术经济指标。（3）现有同类型包装机（包装自动线）的发展情况，当前技术水平及今后发展方向。（4）构思设计方案，并从工作原理、技术性能和经济效益三个方面分析对比各种方案的优缺点和可行性，从政找出较为合理的方案。 2. 初步设计将设计方案具体化，着重抓包装机各组成要素的综合、总体布局、编制工作循环图和拟定主要技术参数等。（1）技术设计内容包括个组成个部分的运动设计、结构设计、零件强度与刚度校核、动力计算、绘制设计图样和编写技术文件等。（2）对拟定的方案、设计图样、技术计算等进行详细审核，并对试制的样机进行鉴定。特别要注意审查整个设计方案是否合理，各个具体设计环节是否正确，设计是否完整，还须做哪些改进。每个设计阶段均有其明确的目的和中心内容，相互又有密切联系，设计中那些需要进过反复修改、校核，才能逐步完善。应该注意，定型设计、改进设计与创新设计的每个设计阶段的重点与难度不完全一样。因此在设计时，可根据实际需要再划分若干个设计步骤，以使整个工作周密而又有秩序地进行，保证设计质量和进度。2.3 主要组成结构2.1 装配示意图输送滚轮热封器适合于热封性复合包装材料连续装袋时纵封的封合，它由输送、封合、折边等件组成。输送、封合是由两对滚轮1和3完成的，为了保证它们的输送速度一致，滚轮3的传动一般经由滚轮1传动轴上的链轮6，并通过锥形变速器带动链轮7进行。滚轮1与3之间的距离视包装材料而有所不同，每对滚轮之间的压紧程度也因包装材料不同而需调节拉伸弹簧5的张力使之适当。第一对滚轮1主要用于引送包装材料。为了方便地将包装材料在开始制袋时引入两滚轮之间，所有设有操纵手柄2当其往返转动时由于转轴端头偏心凸轮的作用使两滚轮可随意脱开或重新贴合。第二对滚轮3除用于继续输送外，主要用于封合包装材料，因此两只滚轮内装有加热器9（350W）。为了便于热封温度的自动控制，在其中一只滚轮内还设有热电偶测温头10，电热电流和测温信号可由设在机架下面的滑环12经电刷输入或输出；滚轮封合表面包装材料不同可刻有各种花纹，务使得到满意的热封效果。当机器因故停止或恢复运转时，电磁铁4能将两滚轮自动脱开或合上，以免包装材料过热烧坏。当包装材料被第二对滚轮封合成袋后继续输出经过台面板8和11上折角处时，包装袋的纵向接缝即折向一边，紧贴于包装袋底面。2.4 纵封装置纵向热封装置用来对卷状塑料纵向热封呈管状。当卷料经对折器14对折送至两纵封辊8之间（如点划线示），由于纵封辊8经加热器线圈8加热（常热连续式），致使塑料封合，见热纵封过程示意图。纵封辊的相对转动由齿轮11、10、9传来，在纵封辊的热封圈柱面上则有网纹，以增加美观及封口牢度。两纵封辊之间的压力可以调整。当拧紧调节套筒2时，压缩压簧，使压缩力增大，然后用调节螺母1锁紧。纵封辊采用国产材料。热封温度约180，有测温器12控制其变化范围。 2.2 纵向热封示意图2.5 主要性能参数 根据当前产品所加工产品的对象分析得该包装机的主要性能参数，参考同类型大小的包装机型号，查阅相关机械手册。表1-2 主要性能参数包装材料液体 颗粒状 膏体包装速度（袋/min）50-80（袋/min）制袋尺寸/mm120240(mm)包装袋材料铝箔、聚乙烯、BOPP电动机功率1.1KW热封器的功率350W电源电压380V外形尺寸长*宽*高 550*700*2028伺服电机55SL5A2,8W/220V,2700r/min主电动机Y90L-4，1.5kw/380V，1400r/min3 立式袋装机纵封装置设计计算3.1 电动机的选择计算包装机属于功率较小的机械，根据工作条件：室内常温、灰尘较大单向运动，启动频率高，电压为380V的三相交流电源，因此根据当前产品所选用的电动机情况分析选用Y系列三相异步电动机，主电动机功率为1.1kw，参考同类大小的包装机型号，因为电动机的磁极对数，同步转速等涉及其性能和造价，查阅机械设计标准手册，确定用Y系列电动机（摘自JB/T8680.1-1988）全封闭型自扇冷鼠笼型三相交流异步电动机，如下表。表3-1 电动机参数型号额定功率额定电流同步转速实际转速效率重量Y90L-41.5kw3.65A1500r/min1400r/min0.7822Kg3.2 链传动 3.2.1 链传动的特点链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮(大链轮和小链轮)组成，通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力，链传动在机械制造中广泛应用。 与摩擦型的带传动相比，链传动有自身的优点，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，提高了传动效率较高，又因链条不需要像带那样张的很紧，所以作用在轴上的径向压力比较小，链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构相对紧凑，同时链传动能够在高温和潮湿的环境中工作。 与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求相对较低，成本也相对低，在远距离传动时，其结构比齿轮传动相对轻便的多。 链传动也有自身的缺点：只能实现平行轴间链轮的同向传动，运转时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后容易发生跳齿，工作时会有噪声，同时不易用在载荷变化很大，高速和急速反向的传动中。 3.2.2 链传动的主要设计任务确定链条型号，链节数以及排数，链轮齿数和链轮的结构，材料和几何尺寸，链传动的中心距,压轴力，润滑方式和张紧装置等。3.2.3 链传动的张紧链传动的张紧的目的，主要是为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的震动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角，减少打滑现象。当中心线与水平线的夹角大于60时，通常设有张紧装置，为了减少打滑现象。张紧的方法很多，中心距不可调时，设张紧轮。张紧轮可以是链轮，也可以是滚轮，张紧轮的直径应与小链轮的直径相近，张紧轮有自动张紧和定期张紧。3.2.4 链传动部分的设计3.1 传动系统简图1.各轴中心距的确定机轴中心轴（1）取小链轮齿数=20，（2）修订算功率KW式中工况系数 （3）确定链型规格，链节距根据计算的功率和小链轮的转速r/min，08-A-1-42-GB/T 1243-1997，链条节距mm（4）初定中心距mmmm取mm（5）确定链长节数链长节数mmmm实际链条节数X=48mmmm（6）最大中心距mm为了保证传动松边一定的下垂度，实际中心距比计算值小约mm，故实际中心距mm。（7）链速m/s（8）有效圆周力N（9） 作用在轴上的拉力N(10) 润滑方式的选定根据链号08-A和链条速度0.845，选用润滑方式为用油壶或有刷定期人工润滑。2.链轮的基本参数和主要尺寸：3.2 链轮尺寸示意图，节距mm,mm分度圆直径齿顶圆直径 齿根圆直径齿宽齿侧倒角齿侧半径齿毂厚度轮毂长度轮毂直径排距3.3 锥齿轮设计及计算 3.3.1 锥齿轮计算选用直齿锥形齿轮,取锥齿轮传动效率0.95, 小锥齿轮传动功率为=1.016 kw,转速=60r/min.传动比=21选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选择齿轮材料 齿轮用45调质,齿面硬度240HBS, 根据齿面硬度中值,按参考资料2图10-21d中MQ线查得齿轮（2)选定齿轮精度等级 根据工作情况,选用8级精度 2. 按接触疲劳强度设计齿轮分度直径d2.92 (3.1)小齿轮传递的转矩TNm齿数比=(3) 载荷系数根据载荷情况,齿轮精度和1齿轮结构位置取K=1.5(4) 许用应力=0.9=0.9600=540MPa(5）计算小齿轮分度圆直径3.3.2 计算主要尺寸与参数(1) 选定小齿轮齿数 由参考资料2图17-18,并根据小齿轮直径,齿面硬度选定=20,则45(2) 确定模数m=取标准值（3) 计算分度圆直径,（4) 计算分锥角,=arctan()=arctan()=26.6（5）计算锥距RR=（6）计算轮齿宽度b取=0.33b=R=560.33=18.4取b=(7) 计算齿顶圆直径,(8) 计算平均圆周速度=3.4 凸轮机构的设计 凸轮机构通常由凸轮、推杆、机架三个基本构件组成。其特点是凸轮具有曲线工作表面，利用不同的凸轮轮廓曲线可使推杆实现各种预定规律，并且简单紧凑。根据装置要求，为了方便地将包装材料在开始制袋时由于转轴端头偏心凸轮的作用使两个滚轮可以随意脱开或重新贴合，需要凸轮有机回特性。故采用偏置摆动滚子推杆盘形凸轮机构，这种推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩损比较小。且凸轮运动规律为等速与运动规律有利于与装置其他部件协调。为不产生过大冲击，凸轮的运动采用运动曲线。3.3 凸轮机构简图1.凸轮设计主要参数 由机械原理（第七版）可知，基圆半径r应符合：r (3.2)凸轮的基圆半径为r43.56mm ,取r为50mm从动件摆角 8.35度滚子半径Rr:14mm基圆半径Rb:555mm远休止角:70回程运动角2:105中心距L:245mm推程运动角1:108摆动滚子从动件凸轮设计计算公式 (3.3)凸轮理论轮廓：直角坐标： (3.4)同向型以负值代入极坐标： (3.5) 曲率半径： 同向型以负值代入，回程等也以负值代入。压力角 (3.6)2.凸轮工作轮廓：(1) 直角坐标：求的坐标时用下方符号。(2) 极坐标： (3.7)3. 曲率半径：（外包络时正号，内包络时用负号）表3-4 凸轮设计计算值列表转角压力角工作轮廓工作轮廓工作轮廓工作轮廓位移速度加速度0-13.815-31.71720.21150.047-17.2460005-14.644-32.98416.32750.055-22.2470.005-0.1864.23510-16.968-34.21912.25150.157-27.2450.043-0.7298.11415-20.375-35.4487.98450.462-32.2330.142-1.58211.3120-24.3-36.693.49851.063-37.2020.326-2.67513.5525-28.122-37.933-1.2552.031-42.1430.613-3.91614.6630-31.354-39.136-6.30553.411-47.0461.011-5.19914.5435-33.697-40.229-11.69855.211-51.9021.518-6.41813.1940-35.028-41.12-17.43657.406-56.712.126-7.4710.7445-35.335-41.709-23.49459.937-61.4722.815-8.2667.38350-34.666-41.891-29.80862.711-66.1973.559-8.743.40555-33.093-41.573-36.27865.617-70.8974.33-8.852-0.8560-30.703-40.685-42.77768.562-75.5885.093-8.592-5.0565-27.605-39.189-49.15171.313-80.2865.819-7.983-8.8170-23.941-37.076-55.23873.863-85.0076.478-7.075-11.8475-19.901-34.365-60.87776.081-89.7627.047-5.945-13.880-15.721-31.084-65.92177.902-94.5617.512-4.687-14.785-11.671-27.624-70.2579.298-99.4077.865-3.408-14.390-8.027-22.934-73.78680.275-104.3018.109-2.215-12.895-5.093-18.129-76.49180.874-109.2378.257-1.208-10.1100-2.905-12.89-78.37881.171-144.2078.328-0.471-6.627105-1.756-7.269-79.50281.265-119.1988.34900续表3-4 转角压力角工作轮廓工作轮廓工作轮廓工作轮廓位移速度加速度110-1.569-1.338-79.94381.268-124.1988.34900115-1.5694.652-79.77481.265-129.1988.34900120-1.56910.606-78.99981.265-134.1988.34900125-1.56916.479-77.62281.265-139.1988.34900130-1.56922.228-75.65581.265-144.1988.34900135-1.56927.807-73.11181.265-144.1988.34900140-1.56933.174-70.01281.265-154.1988.34900145-1.56938.289-66.37981.265-159.1988.34900150-1.56943.133-62.24181.265-164.1988.34900155-1.56947.608-57.6381.265-169.1988.34900160-1.56951.741-52.5881.265-174.1988.34900165-1.56955.48-47.1381.265-179.1988.34900170-1.56958.797-41.32181.265-184.1988.34900175-1.56961.667-35.19781.265-189.1988.34900180-1.56964.067-28.80681.265-194.1988.349003.5 纵封器的结构原理及设计3.5.1 结构原理3.4 纵封器结构原理示意图纵封器的结构原理图如图1所示，图中：1为复合薄膜；2为输送辊；3为缝合辊；4为缝缝。两个作相向纯滚动的输送辊将复合薄膜纸匀速平稳地输送给两个作等速相向回转运动的两封合辊。封合辊芯部装有电热环，它发出的热量通过轴射传给封辊体。当两片塑料薄膜通过两封合辊热合接触时被滚压互相粘合而成一道密合的纵封，完成包装袋纵向封合。3.5.2 纵封辊的设计连续回转的辊式纵封器如图所示,由纵封辊、加热器、加热线圈、固定与可调轴承等组成。3.5 纵封辊示意图纵封辊的辊面宽为510毫米,辊面上开有直纹、斜纹或网纹等花纹,以适应各种薄膜封合的需要,纵封辊采用的材料有铜钢,40Cr钢及金属塑料等,纵封辊半径由下式求算。 (3.8)式中： 由上式看出,纵封辊半径R与生产率Q和纵封辊角速度及袋长L有关。正常生产中R及L不变,则生产率的变化由纵封辊角速度起作用,要提高生产率就得加大纵封辊角速度；在一定的封辊半径及生产率Q情况下,袋长L与角速度成正比,这类制袋式包装机一般能进行多规格生产,若袋长改变时,相应的变换纵封辊输出角速度,而不去改变纵封辊的半径,生产中用搭配齿轮的办法变更由分配轴输出到纵封辊的角速度,此种改变袋长规格的调节为粗调节。即然纵封器又起输送包装材料的作用,包装材料是按光电色标位置分切的,分切正确与否,由光电发讯使纵封器在连续回转中作微量的角速度变化来达到的,即亦是微量改变袋长,所以与前述相比,角速度改变为微调节。（1）包装要求包装速度：50-80（袋/min）包装尺寸（b1）：120240（mm） 70140 (mm)（2）包装线速度（3）纵封辊的直径纵封辊转动线速度=包装袋移动速度取纵封辊的直径（4）辊的转速（5）确定电动机转速纵封辊所需有效功率上限p=0.75kw传动装置总效率： (3.9) 减速器（一级）传动效率： 联轴器效率： 齿轮啮合效率： （齿轮精度为8级）滚动轴承效率： 纵封辊效率： 则传动总效率：所需电动机功率：选择Y系列三相异步电动机，Y801-4，额定功率，转速r/m 1.纵封辊 2.加热线圈 3.轴承 3.6 辊式纵封器 3.7 伺服电机控制纵封辊所以能根据光电信号忽快、忽慢改变角速度,它由一套齿轮差动机构来实现的,常用圆柱式和圆锥式两种齿轮差动机构。由伺服电动机控制示意图。设由分配轴通过齿轮传入差动机构的角速度为,与轴固联的太阳轮齿数为,三个行星齿轮的齿轮数为,与行星齿轮内啮合的内齿轮齿数,内齿轮又能被蜗轮所带动作正反转动,蜗杆受伺服电机驱动,蜗杆头数为,角速度为与内齿轮固联的蜗轮的齿数为,蜗轮角速度,与三只行星轮轴相固联的输出轮对外输出角速度为。 由行星轮传动关系： (3.10) (3.11)整理后得机构输出角速度值: rad/min由上式可见,输出角速度与两个分别输入差动机构的角速度、有关,与太阳轮及内齿轮有关,而与行星轮无关。在正常生产中,由分配轴输入的角速度不变,而伺服电机输入的角速度的方向是根据光电信号可改变的,由于光电信号控制司服电机正反转,因此输出绝对值不变。这样有三个值即: 即0rad/min，0.75rad/min，90rad/min。 将值分三种情况代入的表达式得： (3.12)由（1）、（2）、（3）式知 上式中(1)是在纵封辊牵引包装材料时,色标滞后于规定时刻,需要差动机构比正常输出角速度稍大的输出时采用。此时,两个输出差动机构的角速度和同向回转。(2)是色标按规定时刻到达光电头,光电头信号及时发讯,伺服电机停转,仅由分配轴来的输入差动机构,而输出差动机构带动纵封辊的是角速度正常值。式中(3)是色标超前于规定时刻通过光电头,需要差动机构比正常值偏小的角速度输出时采用,这时和反向回转。差动机构由光电管的光电信号控制,使得输出轴忽快忽慢地回转,带动纵封辊使牵引包装的速度发生变化,保证了薄膜袋的正确封切位置,其纠正输送材料长度的值为： (3-13)式中: R纵封辊牵引包装材料部分的半径;纵封辊角速度的变化量,它由差动机构输出而获得,其值为(2)式分别与(1)、(3)的差的绝对值。t纠正偏差持续的时间(秒)。 3.6 键的校核3.6.1 主轴上键的选择主轴上连接双联齿轮处使用导向平键。由轴径d=22mm，选择键（A型）b=8mm，h=7mm，L=70mm。3.6.2 键的强度校核(1) 挤压强度校核(2) 剪切强度校核 式中：T传递的转矩，； 键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度=3.5mm； 键的工作长度，=70mm; 轴的直径，=22mm; 键的宽度，=8mm; 键的许用压应力，=100MPa;键的侧面所受的压力，N；键的许用应力，=60MPa;3.7 轴承的选择选择滚动轴承的类型，一般从载荷的大小、方向和性质入手。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力大，适合用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。根据轴的应用场合可知，轴主要受到径向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择深沟球轴承。深沟球轴承轴承的性能特点：主要承受径向负荷，当量摩擦系数最高。应用场合：适用于刚性较大轴，常用于小功率电机、减速机、运输机等。根据要求查参文献 3, 在这里选用602深沟球轴承。3.8 润滑与密封 1、齿轮的润滑：采用定时加油润滑，由于齿轮间的啮合不能浸在油液中，所以只能人工的定时给相互啮合的齿轮加油。 2、轴承的润滑：滑动轴承与轴固定在一起，在法兰盘里滚动，通过法兰上部。油标向滑动轴承里加油，轴承内侧加毡圈油封，防止油液流出。轴承外侧加透盖，起固定和密封的作用。 3、润滑油的选择:齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备,选用L-AN15润滑油。 4、搅拌桶与搅拌轴配合挡面环，防止面粉尘进入法兰盘中，同时也是对毡圈油封密封作用的再次加强。4 使用和维护保养4.1 安全操作规程（1） 启动设备前，拿走机器上的杂物，用盘车手轮转动机器2-3转，确保机器能无障碍、无干涉摩擦状态下自由转动。（2） 电源开启时，不要打开控制箱的盖门，切勿用手触摸配电箱内部，维护时切断电源。（3） 运转的切刀和齿轮可能导致拉入危险，工作时勿将手伸入。（4） 纵封部位是高温热源，加热或运行时切勿靠近，需要维护时，也须关闭电源，待温度降至60以下后再进行操作，以免烫伤。4.2 封口质量的调整（1） 不同封口材料，需要确定不同的温度和封口速度，而温度与速度是相关的。在实际操作中必须协调试验，反复多次，调节不同温度和相应封口速度，达到满意为止。（2） 初次试验时，需慢慢地将温度逐步提高，应仔细选择合适温度及封口速度。如温度过高，则使薄膜融化粘在封口刀上。如有以上情况应及时清除剥离否则将影响封口质量。（3） 封口温度选择与封口速度有直接关系，同样材料，温度选择高时，速度可提高，速度低时，温度宜低些。薄膜厚度越厚，温度也需越高，反之也一样。4.4 维护清洁与保养（1) 机器外观清洁:清洁时用干净捻湿的抹布擦拭机器工作台面及外表面。清洗擦拭机器前，须先关闭电源，以确保人机的安全。用压缩空气清除横封处的产品碎屑。（2）每月的检查和保养: 对枕式包装机传动系统中互相啮合的齿轮和链轮链条给润滑油，润滑方式以淡涂抹为原则，对于机器上的同步带和输送平皮带，绝对禁止给润滑油。 对端封轴承给润滑油。 检查传动部件的链条和皮带张紧情况，必要时将其调紧。 检查各部件的螺钉或螺母松动情况，必要时将其压紧。 检查电刷积碳情况，必要时擦拭。（3） 半年的维护和保养 检查传动皮带和输送皮带磨损情况，必要时换新。 检查各种易损件，注意及时更换。 检查各传动件磨损情况，必要时换新。 检查并紧固电器接线，并用压缩空气清洁各电气组件上的灰尘5 结论与展望5.1 结论本论文在研究了国内外立式袋装机纵封装置技术的基础上，结合自己在大学所学知识设计了立式袋装机纵封装置设计。就包装机械而言，是完成全部包装过程的执行手段，包装的实际需要决定它的生存价值。包装机械是一门综合性科学，它涉及到材料、工艺、设备、电子、电自动控制等多种学科，要求各相关学科同步、协调地发展，任何学科的问题都将影响包装机械的整体性能。因此，包装
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