圆柱型产品填充粉末料的自动机设计
47页 22000字数+说明书+任务书+开题报告+5张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
圆柱型产品填充粉末料的自动机设计开题报告.doc
圆柱型产品填充粉末料的自动机设计论文.doc
定量给料机A0.dwg
带式输送机A1.dwg
总装图A0.dwg
螺旋片A2.dwg
螺旋送料机A1.dwg
计划周记进度检查表.xls
摘 要
螺杆式粉末定量包装机的结构简单，不需要称重装置，充填效率高，应用十分广泛。螺杆式粉末定量包装机中的主要研究对象时螺杆，其主要原理为通过控制螺杆的旋转圈数或旋转时间来控制被充填物料的重量。
本文结合粉末颗粒物料的运动物理性质，首先运用单质点法对粉末颗粒的下料过程利用数学表达式进行了描述，确定单个粒子的下料轨迹方程，并分析了粉末颗粒在xyz三个方向的速度及加速度的变化。研究了运动中的粉末颗粒的受力情况，以及粉末颗粒的受力与螺杆的几何参数关系。其次分析计算阿基米德螺杆旋转时每个螺杆导程所包含物料容积的公式，阿基米德螺杆的轴向剖面是一个梯形，将整个梯形剖面分成两个三角形与一个矩形，利用积分方法分别求出它们的容积相加后即得整个螺杆导程内所包含粉末物料的容积。再次对螺杆充填的理论功率与实际功率做了分析，得到螺杆充填效率的表达式。为了得到较高的螺杆充填效率，综合考虑螺杆的几何参数和螺杆转速之间的关系。
关键词： 螺杆式；定量包装机；颗粒物料；
目 录
摘 要III
AbstractIV
目 录V
1 绪论1
1.1课题的研究内容和意义1
1.2国内外的发展概况1
1.3课题研究目的和意义3
1.4 课题研究的主要内容3
2 粉末充填机总体设计方案5
2.1 引言5
2.2 粉末灌装工艺过程及可行性分析5
2.2.1工艺分析5
2.2.2总体布局5
2.3 总体传动系统6
2.3.1上料系统6
2.3.2计量充填系统6
2.3.3输送系统6
2.3.4自动控制系统6
2.4 粉末物料的基本性质6
2.5 同心旋转形成的涡旋机理6
2.5.1涡旋的定义6
2.5.2螺杆旋转形成的涡旋机理6
2.6 本章小结6
3 粉末颗粒下料的运动分析6
3.1 引言6
3.2 粉末颗粒运动轨迹方程6
3.2.1 研究方法6
3.2.2 速度分析6
3.2.3 轨迹方程6
3.3 粉末颗粒受力分析6
3.4 容积计算6
3.4.1 研究方法6
3.4.2 展开高度6
3.4.3 三角形区域的容积6
3.4.4 矩形区域的容积6
3.5 本章小结6
4 螺旋输送机结构设计6
4.1 螺旋输送机的简介6
4.2 旋输送机总体结构设计6
4.2.1 电机的选择6
4.2.2 输送机的螺旋直径和螺旋轴的转轴6
4.2.3 螺旋输送机的功率计算和驱动装置的型号选择6
4.2.4螺旋叶片的表面展开尺寸6
4.3 驱动端装置设计6
4.3.1 驱动端轴的最小直径的确定6
4.3.2 驱动轴的结构设计6
4.4 中间轴承装置6
4.5 尾端装置的设计6
4.5.1计算轴的最小直径6
4.5.2 尾端轴的结构设计6
4.6 驱动装置和尾端装置轴的校核6
4.6.1 驱动装置的受力分析6
4.6.2 前端轴的校核6
4.6.3 尾端轴的校核6
5带式输送机结构简介6
5.1带式输送机的应用6
5.2带式输送机的工作原理6
5.3传动形式与驱动装置6
5.3.1 传动形式的选择6
5.3.2 驱动装置的选择6
6 结论与展望6
6.1总结6
6.2问题与展望6
致 谢6
参考文献6
1 绪论
1.1课题的研究内容和意义
最近几年，国内经济飞速发展，大力发展自主知识创新，对积极研发高速度高精度的新产品产生了重要的影响。我国在粉末定量包装设备的发展方面相对滞后，虽然自动粉末定量充填包装机技术在我国从八十年代开始发展了将近二十年，发展逐渐壮大，在粉末定量充填的技术上发展已经趋于成熟，可自主生产，不再依赖于进口，但是生产规模较小，产品结构的设计和自主研发环节的能力非常薄弱[1]。之前由于我国经济发展较慢、技术水平不高，粉末定量包装行业长期处于生产效率低下的发展困境，大部分企业仍然是借鉴国外的先进技术和管理经验模式，以此降低生产成本，提高利润。
但随着社会的进步，人民对生活水平要求也不断提高，生活品质也不断提高，尤其在我国进入WTO之后[2]，企业经济不断发展，各个企业面临相互间更大的竞争压力，因此在商品的包装方面，要求也越来越高。其中，比如，我们每天都用到的食盐、糖等日用品，还有洗衣粉、化肥等生产用品，以及病人经常用到的药品和营养食品等都是粉末状物料，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，这些粉末料都需要按各种规格进行定量充填和包装。因此，大力发展粉末料的自动充填机对我国的经济发展有着战略意义。1.3课题研究目的和意义
近年来，随着人民生活水平的不断提高及世界著名食品公司不断进入中国市场，我国奶粉和高质量、高营养的蛋白粉等粉料类食品消耗量与日俱增，粉料加工行业发展速度日益加快。与此相适应，人们越来越注重食品安全，包装塑料袋对人体危害较大，因此有着替代塑料袋包装趋势的铁罐包装逐渐拥有越来越高的市场占有率。传统的半自动灌装机多为台式机型，结构简单，只能实现称量过程自动化，其它过程都靠手工完成，生产效率低，经济利益也较低，只能用于小规模生产，不能满足大规模的生产要求。
目前我国市场上的粉末罐装产品占有率逐年飙升，已经达到了百分之七十左右，面对如此多的罐装商品，罐装商品的质量和定量问题也同样值得关注。然而，有调查显示罐装商品的定量问题十分严重 [7]。一些较为贵重的罐装商品存在的问题更为严重，比如茶叶、奶粉等。为什么定量包装商品会存在如此严重的亏量，究其原因，除了有些生产企业投机取巧获取非法利润外，包装设备落后则是主要原因。
我国的灌装机械行业，在经历了七十年代起步，八十年代发展和九十年代实现高速增长，在国家和有关政府主管部门的支持下，经过全行业的努力，初步形成了门类比较齐全、品种基本配套的产业。随着相关行业的迅速发展，已形成一批重点骨干企业，形成了一批既能满足国内需求，又有部分畅销国外的优势产品。
最近几年，我国部分大型企业的定量包装技术有了较快的发展，但大多数中小型企业，依然存在生产设备差、生产技术水平低等现象，造成产品运行不稳定，产品质量得不到保障，产品性能单一，在国际市场上缺乏竞争力[8]。早在九十年代初期，发达国家的小称量定量包装机械发展迅猛，日本、德国、美国和意大利四国共同垄断了世界上大约四分之三的包装机械产品，技术含量也越来越高。我国虽然由于人口众多，发展成生产包装机械的大国，但并没有成为生产包装机械的强国，技术水平相对落后，在机械的设备、质量等很多方面跟发达国家还有一定的差距。因此我国面对如此严峻的发展形势，需要积极开发研究定量充填包装技术。本文即是对容积式定量充填包装技术常用的一种方式—螺杆式定量充填技术的研究。
1.4 课题研究的主要内容
本课题针对粉末料利用螺杆充填下料的问题，主要研究分析螺杆的各个参数对充填的影响，找出粉末颗粒在螺杆下料过程中的运动轨迹，建立数学模型，对螺杆设计提供理论指导，还有粉末料的输送机的设计以及罐体输送机的设计。
本课题具体研究内容如下：
（1）研究螺杆式充填机的总体设计结构，然后对关键结构进行设计计算。
（2）根据螺杆的受力情况及运动轨迹方程，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺杆转速范围及螺旋升角。
（3）对粉末料的送料机构进行设计，包括电机的选择以及驱动装置的设计。
（4）对圆柱型罐体输送机进行设计，即皮带输送机的设计。
川公网安备: 51019002004831号