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圆柱形产品带震动的填充粉末料的自动机设计【带UG三维】【优秀】

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摘要

粉末料填充问题在国内外应用都非常广泛，例如胶囊填充、炸药填充、粉末成型等。但现在大多数粉末料填充无法实现自动化流水线生产，很多依然需要人工装填容器，并且完成后也需人工取出。而有些粉末料成型机只是单纯的对粉末料进行上下两端加压成型，受力不均匀导致成型的产品内部依然是粉末料。

本次论文主要设计的是将粉末料填入圆柱形容器中并加压使粉末料被均匀的压实。为此共设计了四个步骤，既校正容器、容器传送、填粉压粉和成品送离。校正容器是通过二阶段校正将装填粉末料的圆柱形容器以口向上的方式固定住，以便之后的操作。容器传送和成品送离是通过双轨V带轮将固定住得容器送至填粉压粉处，并在填粉压粉结束后将成品送离。填粉压粉则是通过由升降支柱带动的螺旋形填粉器与升降轨道之间的配合，使粉末料能够填入容器中并均匀的压实。实现自动化生产。

关键词：粉末料；填粉压粉；螺旋；自动化；

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1本课题的研究内容和意义1

1.2国内外的发展概况1

1.3 胶囊填充机结构和原理3

1.4本课题应达到的要求4

2 总体设计方案的拟定5

2.1 自动机运行过程5

2.2 校正装置的设计6

2.2.1 一阶段校正：6

2.2.2 二阶段校正：6

2.3 传送装置的设计7

2.4 填粉压粉装置的设计8

3 各部结构具体设计过程及计算11

3.1 传动简图的拟定11

3.2 电动机的选取11

3.3 传动比的分配13

3.4 传动零件的设计与选择15

3.5 齿轮传动17

3.6 动力轴的计算和校核20

4 粉末压制过程及问题22

4.1 引言22

4.2 粉末颗粒运动轨迹方程22

4.2.1 研究方法22

4.2.2 速度分析23

4.2.3 轨迹方程25

4.3 粉末颗粒受力分析26

4.4 容积计算28

4.4.1 研究方法28

4.4.2 展开高度29

4.4.3 三角形区域的容积31

4.4.4 矩形区域的容积32

4.5 本章小结33

5 结论与展望33

5.1 结论34

5.2不足之处及未来展望34

致谢35

参考文献36

1 绪论

1.1本课题的研究内容和意义

我国在定量包装设备的发展方面相对滞后，虽然自动定量充填包装技术在我国发展了将近二十年，从八十年代开始，发展壮大，在定量充填的某些技术方面上发展比较成熟，但是国内的定量充填设备生产企业大部分以小规模为主，产品设备的设计和自主研发环节非常的薄弱[1]。定量包装行业在过去长期处于一种生产效率低下、关键技术不高的状况，相当一部分企业的经验模式仍然是照搬照抄国外先进技术，以此降低生产成本。还有很多家庭作坊式的小企业依然依赖一套图纸生存，从不投资研发，这种单纯的追求降低成本的发展模式，导致同行业之间互相抄袭，没有自主知识产权，严重破坏国内市场秩序。

　　　最近几年，国内企业顺应欧美国家的经济发展趋势，非常看重自主知识创新，正在积极研发高速度高精度的新产品。但随着社会进步和人民对生活水平要求的提高，尤其在我国进入WTO之后，企业面临的竞争压力更大，在商品的包装方面，要求也越来越高。其中，粉末颗粒状物料与工农业生产和我们的日常生活密切相关，比如，我们每天都用到的食盐、味精和洗衣粉等日用品，还有农药、化肥和化工原料等生产用品，以及病人经常用到的药品和营养食品等，这些产品都需要各种规格的定量包装。1.3 胶囊填充机结构和原理

1.3.1结构

全自动胶囊充填机的结构由空胶囊下料装置、胶囊分送装置、粉剂下料装置、计量盘机构、胶囊充填封合机构、箱内主传动机构和电器控制系统等组成。

1）空胶囊下料装置：由料斗与输送管路组成，主要储存空胶囊并使空胶囊逐个的竖直进入胶囊分总装置。

2）胶囊分送装置：使空胶囊进入分送装置的选送叉内，选送叉向下动作一次会送下六粒胶囊，并且胶帽在上。同时，真空分离系统把胶囊顺入到模块中，并将体帽分开。

3）粉剂下料装置：由粉斗、粉斗螺杆、下料输送管等组成，主要把在螺杆和搅拌作用下把存储的粉剂有控制入计量盘上。

4）计量盘机构：根据胶囊规格及装量所匹配的计量盘规格。粉剂在间歇旋转的计量盘内经过五次充填压实成药柱，并推入到下模块的胶囊内。

5）胶囊充填封合机构：当推入药柱胶囊下胶囊体后，上、下模块的胶帽与下胶囊体推向上使之扣合。

6）箱内主传动机构：箱内通过电机、箱式福开森间歇回转机构、齿轮副、减速、凸轮副和链传机构完成执行工作所需动力，同时，变频电机达到变频调速功能。

7）电器控制系统：由PLC系统控制显示各胶囊充填的工艺要素。

1.3.2 原理

全自动胶囊充填机主要工作原理是机器运转时，胶囊料斗内的胶囊会逐个的竖直进入分送装置的先送叉内。当先送叉向下动作一次会送下六粒胶囊，并且胶帽在上。在第一工作上真空分离系统把胶囊顺入到模块中，同时将体帽分开。转盘间歇旋转到第二工作时，上米快升为并向内这动，在第五工作充填杆把压实的药柱推入到下模块的胶囊内，未分开的胶囊在第八工作上排除。上、下模块在第十工作上合在一起，并将下胶囊体推向上使之扣合，十一工作位上，将扣好的胶囊成品被推出收集。在第十二工位，吸尘器清理模块后又进入下一循环。药柱是在间歇旋转的计量盘内经过五次充填压实而成。

1.4本课题应达到的要求

本次设计的带震动的填充粉末料的自动机，需要完成容器的校正，粉末料的填充与压实，并能够实现自动化流水线作业。

容器被运送过来时是以任意形式摆放于传动带上，需通过一系列校正使其能口朝上被固定住，以便实现接下来的操作。

粉末需被填充入圆柱形容器中，并且粉末的压实必须均匀。为此填充粉末料时必须同时通过震动、旋转等操作同时进行才能达成目的。

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内容简介：: 存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2009 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械93 学生姓名：陈栋课题（设计）名称：圆柱形产品带震动的填充粉末料的自动机设计开始日期：2012年11月12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书所学知识有限，只能完成一些零碎的东西，询问指导老师4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训通过实习了解熟悉相关部门的工作情况经验的不足，需要时间的积累和与人的沟通11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习和指导老师的交流完成毕业实习报告对相关课题的了解不深，需查阅相关的资料132013年3月4日-3月8日圆柱型产品带震动的填充粉末料的自动机设计的方案确定查阅资料，通过比较，确定总体方案存在问题：缺乏实际操作经验，制定的设计方案不合理。改进方法：多去咨询老师了解工作的过程，重新确立合理的设计方案。142013年3月11日-3月15日设计方案的分析和计算确定设计的结构，计算所需要的尺寸存在问题：结构设计不合理，尺寸有差，公式运用错误。改进方法：查阅多种参考资料，改进设计结构，提高计算正确率。152013年3月18日-3月22日UG三维建模，绘制校正装置初步绘制校正装置的模型存在问题：对UG运用还不是很熟练，画图速度较慢。改进方法：通过摸索研究，选择合适的画图方法画图，提高画图速度。162013年3月25日-3月29日UG三维建模，绘制填粉装置填粉装置的绘制，总装图存在问题：装配中部分标准件的画法不正确，尺寸不精确。改进方法：按机械设计要求改正不正确的画法，修改尺寸。172013年4月1日-4月5日轴、齿轮、V带、轴承的设计计算及校核查阅相关的资料，计算各零件的尺寸及校核有些细节地方不懂，需要向老师请教182013年4月8日-4月12日轴、齿轮、V带、轴承的设计计算及校核查阅相关的资料，计算各零件的尺寸及校核有些细节地方不懂，需要向老师请教周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月19日用UG再次进行零件的装配用UG再次进行零件的装配有些细节地方不懂，需要向老师请教202013年4月22日-4月26日UG三维转二维制图，进行制图根据各零件尺寸进行二维的制图有些细节地方不懂，需要向老师请教212013年4月29日-5月3日写说明书、摘要、小结写说明书、摘要、小结请老师检查图纸，修改细节有错误的地方222013年5月6日-5月10日检查、指导设计说明书、摘要、和小结编写完成设计说明书、摘要和小结存在问题：零件图的表达方案不合理，尺寸不符合实际需要，技术要求不规范。改进方法：修改零件图的表达方案，完善尺寸标注和技术要求。232013年5月13日-5月17日检查、指导设计说明书、摘要和小结编写完成设计说明书、摘要和小结存在问题：零件图的表达方案不合理，尺寸不符合实际需要，技术要求不规范。改进方法：修改零件图的表达方案，完善尺寸标注和技术要求。242013年5月20日-5月25日修改论文格式通过老师检查发现格式不正确之处回去修改按照学校给的模版自行修改格式说明： 1

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