CFD-1型灌装机的结构设计开题报告--张慧-(2).doc

中 北 大 学 信 息 商 务 学 院毕业设计开题报告学 生 姓 名：张慧学 号：08020141X50学 院、系：信息商务学院、机械自动化系专 业：机械设计制造及其自动化设 计 题 目：CFD-1型灌装机的结构设计指导教师:齐明思（副教授） 2012年 3月 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述一、灌装机的研究现状灌装机是酒水、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。随着科学技术的不断发展，各种食品、水产加工品的出现，对食品包装技术和设备都提出了新的要求。目前食品包装机械竞争日趋激烈，未来的食品包装机械将配合产业自动化以及机电一体化，促进包装设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的食品包装设备，并且向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。1.液体灌装机的基本工艺 CFD-1型全自动液体灌装生产线由传送带将全自动理瓶机、全自动灌装机、全自动旋盖机连为一体，由PLC统一控制各种机械动作，由传感器监控，保证各单机同步自动化操作。2.灌装机的设计灌装机的种类很多，但就其基本结构和原理而言，主要由以下几部分组成：一是传动系统，这部分是将动力和运动传递给各种执行机构、控制元件及辅助机构。其主要传动元件有齿轮、链轮、蜗轮蜗杆、螺杆螺母等；二是执行机构，这部分主要是实现包装工艺操作与辅助操作的部分，包装工艺操作是指灌装，辅助操作部分是指包装材料和产品的供送与传递，包装材料的输出等，执行机构是机器的核心，其动作顺序与运动规律依工艺原理和要求而定：三是控制系统，其功能是控制机器的各有关部分，将运动分配给各执行机构，使它们按时间、按顺序进行协调动作，由此实现机器的工艺职能：四是机身部分，机身是机器的骨架，主要起支撑、定位各部件的作用，机身的稳固性是设计中首先考虑的问题，机器的重心应尽量降低，使机器工作平稳，机身的材料和造型，应根据机器的用途和特点决。定，机身除起支撑、定位作用外，还起一定的防护和美化作用。 本设计中的CFD-1型灌装机有主传动机构、吸袋机构、充气撑袋机构、灌装机构、热封装置、冷却装置、成品输送机构等组成。主传动机构：主传动路线由一根主轴带动凸轮顺时针旋转，再由凸轮带动四杆机构完成所有运动，该机构主要由装在轴上的凸轮带动摆杆，再由作往复摆动运动的摆杆带动连杆，实现灌装头作上下往复直线运动的。吸袋机构：该部分主要由真空吸嘴、气管等零件组成。由送袋装置送来的包装袋的前后两层塑料薄膜是紧贴的，不利于灌装，这就需要用两组真空吸嘴将两层紧贴的薄膜袋口分开。充气撑袋机构：该部分主要是由充气铃角、气管等零件构成。灌装机构：灌装机构主要由灌装阀、料桶、气缸、密封件、送料管、注射头、灌装容器等元件组成。热封装置：该部分主要由带通电加热管的热封辊构成。热封时，要使尽可能少的空气留在袋内，若袋内空气较多，对袋内物品的储存不利，运输中也容易损坏袋子，所以在热封辊的下方设计夹持器，夹持器与袋接触部分有拉伸弹簧，即起到排气，又起到夹持物品，减少横封缝在受热时不利的拉力。两加热管中放置一根热电偶，起到测量温度的作用。冷却装置：口经热封后，为保证热封质量，考虑需用冷却措施，即在热封辊原安装加热管处通入循环冷却水替代，使热封口处变得更加平熨。成品输送机构：由减速电机驱动链传动系统。利用皮带装置将成品送出机外。3. CFD-1型自动充填封口机的工作原理图1为CFD-1型充填封口机外型示意图。当包装袋1由送袋机送入吸袋工位时，两对真空吸嘴作相对运动将紧贴的袋口吸开，由活动夹头夹住袋子两侧将包装袋送入充气工位，由固定夹头作相对运动将包装袋两侧夹紧固定后，凸轮带动吹气玲角4下降一定距离后向袋内充气，使整个袋子被撑开，接着进入灌装工位，灌装头5由凸轮带动下降一定距离后伸入包装袋内，接着由气缸21带动活塞杆19作直线下降，使缸套17内的液料通过转阀16和注射头注入包装袋，在此工位灌装完500ml后，进入下一个工位，部件以相同的动作对袋子继续灌装500ml,使包装袋达到剂量要求。灌装完毕后充满液料的包装袋被送入热封装置11进行袋口上部的热封合。由凸轮带动的两个热封刀作相对运动将袋口封牢。为保证封口质量将物品送入通有循环水的冷却装置10，将封口处变得更加平熨。最后包装完毕的物品由输送带8送出。 图1 CFD-1型充填封口机外形示意图1-包装袋 2-托板 3-直线轴承 4-充气铃角 5-灌装头 6-活动夹头安装板 7-连杆 8-输送带 9-摆杆10-冷却装置 11-热封装置 12-支撑柱 13-料桶 14-旋转气缸 15-轴套 16-灌装阀 17-缸套 18-立柱 19-活塞杆 20-导柱 21-气缸 22-电气控制面板二设计和研究新型灌装机的目的和意义通过本设计作者加深了对灌装机的了解，熟悉了CFD型自动灌装机的结构，掌握了CFD型自动灌装机的工作原理。研究和设计新型灌装机能极大的提高我们的生产效率，使我们在生产过程中更加快捷化，更加方便化。在设计过程中，通过对一些资料的研究，了解了我国在灌装机行业，在轻工业上与别的国家的异同点，对于他们的先进技术，我们要取长补短来大力发展我国的轻工业行业。参考文献： 1濮良贵，纪名刚. 机械设计(第八版)M. 北京：高等教育出版社，2006.5 2章日晋主编，机械零件的结构设计M，北京：机械工业出版社，1987.7 3屈能胜，中国食品包装机械发展综述J，中国食品，2004,9 4许林成，赵治华，王治，包装机械原理与设计M，上海科技出版社，1988 5汪国建，灌装机的研制J，2001,12 6高德，包装机械设计M，北学工业出版社，2005 7夏春艳，刘秀娟，程焰，液体灌装机结构综述J，佳本斯大学学报2000,2 8刘文彦，白忠喜，高路经济型液体灌装机的研制J，食品机械，2002,6 9吴伯枝主编，机械设计程序与结构M，科学出版社，1995 10章日晋主编，机械零件的结构设计M，北京：机械工业出版社，1987.7 11吴宗泽、罗胜国主编，机械设计课程设计手册-2版M，北京：高等教育出版社，1999.612暴建岗、程军主编，机械制图M，北京：兵器工业出版社，2001.3 13濮良贵、纪名刚主编，机械设计M，北京：高等教育出版社, 2001.6 14杨汝清主编，现代机械设计M，上海科学技术文献出版社，2000 15尹章伟、毛中彦编，包装机械M，北京：化学工业出版社，2005.11 16吴宗泽主编，机械结构设计M，北京:机械工业出版社, 1988 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1.研究内容 我国食品包装机械近几年来取得了很大的成绩，但与国外产品相比仍存在20年的技术差距。主要体现在以下几个方面：(1)单机多，成套少(2)主机多，辅机少(3)技术含量低的产品多，高技术、高附加值、高生产率的产品少(4)通用机型多，特殊要求、特殊物料加工的机型少。(5)机械产品的质量差距主要表现在稳定性和可靠性差、造型落后，外观粗糙、基础件和配套件寿命短、无故障运行时间短，绝大多数产品还没有制定可靠性标准产品。产品性能与国外同类产品相比，生产能力低、能耗高。(6)较好的产品小时生产能力仅是国外先进水平的12，能耗成倍地高于国外先进产品水平。在这次的设计过程中，以上几个问题，是我要着重解决的。2.研究手段和途径基于以上几个问题，本设计采用以下技术路线。（1）拟定机械系统总体运行方案，做出设计方案，力争使设计结构合理，操作方便，运行安全可靠。 （2）采用相关新技术，在包装方法上大量采用充气包装取代真空包装，将充气成分、包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来；在控制技术上，更多地应用计算机技术和微电子技术；在封口方面应用热管和冷封口技术。另外，随着包装从单一技术转向与加工相结合研究取得进展，应将包装技术领域延伸到加工领域，开发包装加工一体化的食品加工包装设备。 （3）设计时应从设备的结构、使用的材料、制造工艺、模块化、可拆卸、均衡寿命、人机工程、可用性等几个方面进行“绿色设计”。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：张慧同学针对“CFD-1型灌装机的结构设计”所写的开题报告基本上达到要求，在报告中对本课题的意义做了调研，对灌装机作了较为详细的论述，语言