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茶叶自动包装机振盘的设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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茶叶自动包装机振盘的设计

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ZD522-01-底座.dwg

ZD522-02-连杆.dwg

ZD522-03-振动盘.dwg

ZD522-04-弹簧支架.dwg

ZD522-05-弹簧.dwg

ZD522-06-滚轮.dwg

ZD522-07-凸轮.dwg

ZD522-08-受力分析图.dwg

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关键词：: 茶叶自动装机设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

着生产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以产品包装得到了飞速的发展，在市场商品交换的重要地位也越来越来突出，目前，已普遍引起人们的重视。

科技的发展在当代社会各个不同的领域都产生了深远的影响。特别是机械化，自动化设备的普遍应用，更为这些领域增添了活力，包装业也不例外。现在大部分的包装过程已有手工作业转变为机械化作业。这不仅仅降低了人的劳动程度，而且也加快了生产速度，提高了生产率，同时也使包装的形式在不断的改进、革新，使广大的消费者普遍能够接受。这在客观上促进了产品的营销，提高了产品在市场上的竞争力，也可以为企业带来高额的利润。

本课题重点需解决的问题是对确定的振盘结构进行设计，利用所得出的相关参数设计出合理的振动结构和振盘,包括茶叶自动包装机的振盘的分类、构造及工作原理，自动包装机的应用，自动包装机常用的振盘的类型。最后设计出完整的茶叶自动包装机振盘的振动结构。

关键词：包装机械；现代化；振盘

ABSTRCT

With sociality and modernization of manufacture and circulation, especially since half of century produce packing has developed at high speed. At the same time, it is important for produce industry to packing.Development of science and technology throw great impact on all industry in our sociality, especially devices that realize the mechanizing and automation have been widely used, so produce packing has also been poured into great vigor. Nowadays, almost much of produce packing to mechanical operation. This change not only lowers people’s intensity of labor, but also increases, produce speed, and raise productivity, at the same time, the style of produce packing has also been made better and innovated, that not only improves produce competitiveness at market but also achieve enormous economical benefit for factory.

This study focus on the need to solve the problem is to design a vibration plate to determine the structure of the designed structure, vibration and vibration disc reasonable using parameters derived from the classification, vibration plate, the structure and working principle of including tea automatic packing machine, automatic packaging machine application, type automatic packaging machine common vibration disc the. Finally designs the vibration of structure vibration plate automatic packaging complete tea.

KEY WORDS：Package Machine；Modernize Up；Vibration Disc

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摘要2

ABSTRCT3

1 绪论4

1.1 课题背景5

1.2 包装机概述6

1.2.1包装机械概述7

1.2.2我国包装机械的现状与发展8

1.2.3包装机械的特点及发展方向8

1.3 效益分析与环保分析9

1.4 包装设计的重要性9

2 茶叶自动包装机的振盘的构造及工作原理11

2.1茶叶自动包装机振盘的分类11

2.2茶叶自动包装机振盘的构造及工作原理11

2.2.1斗式振动给料机的构造11

2.2.2斗式振动料斗的工作原理12

2.2.3槽式振动给料器的构造12

2.2.4槽式振动料斗结构特点13

2.2.5槽式振动料斗的工作原理14

3 茶叶自动包装机振盘的运动理论16

3.1 振动给料器的振动方程16

3.2 共振的利用及振幅稳定性和频率比的关系18

3.3频率比的选取及主振弹簧刚度的计算20

3.4振动强度次数向角选取21

4 包装机振盘结构的设计23

4.1 振盘材料及运动参数23

4.2 设计的校核计算23

4.2.1 振盘的静态校核26

4.2.2 振盘的加载校核29

4.2.3 激振连杆的校核31

结论32

致谢33

参考文献34

1 绪论

1.1 课题背景

包装是一门新兴学科,它是现代商品生产储存、销售和人类社会中不可缺少的重要组成部分。关于包装的定义,起初过去只是认为能很好的保护内容品即可。然而随着技术水平和生产力能力的提高，今天的包装不仅仅是将内容品包好而已，同时它还是一种保存容器，一种输送容器另外还可以促进产品的销售。我国包装定义如下：为保护产品，方便运输，促进流通按一定的技术方法而采用的容器，材料及辅助物的总称，也指为了达到上述的目的而采用容器材料及辅助物的过程中施加一定技术方法操作等的活动。随着人们生活水平的提高，人们对包装这个概念有了越来越深的认识，包装的重要性有了越来越深的体现。无论在国内或国外，包装工业涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易和国防建设都带来深刻的影响。我国包装工业起步较晚，虽然近几年发展较快，但仍然落后于英美等发达国家，尽快发展我国的包装工业需要全民族的努力。

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内容简介：: 毕业设计（论文）任务书本科 09 级机械工程系（部）机械工程及其自动化专业 10 班设计（论文）题目茶叶自动包装机振盘的设计学生姓名江俊兴学号学号 0901110014 起讫日期 2012、 12、 25 2013、 05、 31 设计地点华侨大学厦门工学院指导教师林忠华职称讲师 2012 年 12 月 25 日 nts1.毕业设计（论文）的目的：随着社会生活水平的日益提高，人们对饮茶的品位越来越高。泡装茶在保鲜、储存、方便性等方面具有很多的优越性。课题组对泡装茶的自动包装机进行研究，其中茶叶自动包装机的振盘对包装速度的影响很大 , 它直接影响着生产厂家的经济效益。因此本课题分析了茶叶自动包装机振盘的结构类型，对能有效提高生产效率的振盘的参数进行设计，并进行验算、校核。绘制出已确定的茶叶自动包装机振盘的振动结构图。为茶叶自动包装机的设计生产更好提供参考。 2.毕业设计（论文）任务的内容和要求：分析茶叶自动包装机振盘的结构类型，选择合适的振盘，分析其工作原理，振盘的参数进行设计，并进行验算、校核。并对整体的包装机械振盘的振动装置进行设计，绘制出相应的结构图。 3.主要参考文献：（ 1）哈尔滨工业大学理论力学教研室 .理论力学 M.北京 :高等教育出版社 ,2003. （ 2）许灏 .机械设计手册 M北京：化学工业出版社 .2000. （ 3）刘鸿文 .材料力学（第三版）上、下册 M. 北京 :高等教育出版社 ,1993. （ 4）吴宗泽，罗圣国 .机械设计课程设计手册 M.北京：高等教育出版社 .2003. （ 5）涂植英 ,何均正 .自动控制原理 M.重庆 : 重庆大学出版社 ,1993. （ 6）孙桓 .机械原理（第七版） M. 北京：高等教育出版社， 2006. （ 7）其它相关期刊、论文等 . nts4.毕业设计（论文）进度计划：起讫日期工作内容 12.25-3.15 收集资料，复习材料力学、理论力学等相关科目，学习分析茶叶自动包装机的工作条件，确定系统的初步方案，翻译译文并打印，书写开题报告。 3.16-4.18 进行方案论证，确定茶叶自动包装机振盘的结构。对结构进行分析设计，建立力学模型。 4.19-5.22 对所设计的结构进行计算校核，绘制出振盘的结构图和主要部件的零件图。 5.23-5.31 完成毕业设计任务书的撰写。准备答辩资料。系（部）审核意见：主任签名年月日 nts5. 指导教师工作日记：日期工作内容（指导和检查记录、学生表现评语、课题进度建议，等等）指导教师签字 nts华侨大学厦门工学院毕业设计 (论文 )开题报告系（部）：机械工程系专业班级：机械工程及自动化专业 10班姓名江俊兴学号 0901110014 指导教师林忠华职称学历讲师课题名称茶叶自动包装机振盘的设计毕业设计（论文）类型（划）工程设计应用研究开发研究基础研究其他一、本课题的研究目的和意义：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。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品 ,选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器 ,并借助适当的技术手段实施包装作业 ,以达到规定的数量和质量 ,同时设法改善外部结构 ,降低包装成本 ,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运 ,防止产品破损变质 ,不污染环境 ,便于识别应用和回收废料 ,有吸引力 ,广开销路 ,不断促进扩大再生产。包装的机械化和自动化，尤其是显示具有高度灵活性（或称柔性）的自动包装机，体现了现代生产的发展方向，也获得巨大的经济效益。大量事实表明 ,实现包装的机械化和自动化 ,尤其是实现具有高度灵活性 (或称柔性 )的自动包装线 ,不仅体现了现代生产的发展方向 ,同时也可以获得巨大的经济效益。 1)能增加花色品种 ,改善产品质量 ,加强市场竞争能力。 2)能改善劳动条件 ,避免污染危害环境 3)能节约原材料 ,减少浪费 ,降低成本 4)能提高生产效率 ,加速产品的不断更新振动给料盘作为茶叶自动包装机振动给料系统不可或缺的重要组成部分，它一般被安装于储料仓的卸料口。依据不同的安装形式和结构特点，振动给料盘在某些振动系统中不仅起到了预装物料的作用，还起到了作为系统本身振动元件的作用。依靠物料自身的重力作用和喂料工作机构的强制作用，将储料仓中的物料卸出，并且在振动的作用下将其连续均匀的输送到称量或包装袋之中。在振动包装机械中为了使激振力尽量小，整个振动系统具有良好的稳定性和高的工作效率，应使振动系统工作在共振或近共振的区域，以使振动元件有较大的振幅以及良好的耐用性。振盘工作在共振或近共振的情况下，振幅受振动质量的影响较大。振动输送机振幅过大的波动，会严重影响物料的运动速度，甚至会引起物料槽堵塞。因此对振盘的分析也就显得非常的重要了。 nts二、文献综述（国内外研究情况及其发展）：无论在国内或国外 ,包装工作已涉及到各行各业 ,面广量大 ,对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响 ,甚至在现代生活中出现了过去难以想象的新情况 :未经包装出售的商品变得越来越少了 ,而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售。因而不妨这样说 ,在将来 ,如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售 ;可是如果没有先进的工业与科学技术的综合发展 ,也不可能出现高水平的现代化包装。迄今 ,一些科学技术发达的国家 ,在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门 ,已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程 ,有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。随着自动包装机械的发展，现如今自动包装机械的种类和功能越来越繁多。而在众多类型的自动包装机中，随着社会生活水平的日益提高，人们对饮茶的品位越来越高，泡装茶在保鲜、储存、方便性等方面具有很多的优越性。因此茶叶自动包装机的发展得到了有力的促进很发展。本课题主要对泡装茶的自动包装机进行研究分析，而其中茶叶自动包装机的振盘对包装速度的影响很大 , 它直接影响着生产厂家的经济效益。三、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 1.了解自动包装机的应用并对其工作原理进行分析，并对相应的各种常用的振盘类型进行对比，并确定所设计的自动包装机的振盘结构。 2.对自动包装机的振盘参数进行设计。 3.利用所得出的相关参数设计出合理的振动结构和振盘，并对整体的包装机械振盘的振动装置进行设计，绘制出相应的结构图。四、拟解决的关键问题：本课题重点需解决的问题是对确定的振盘结构进行设计，利用所得出的相关参数设计出合理的振动结构和振盘 ,最后设计出完整的茶叶自动包装机振盘的振动结构。 nts五、研究思路、方法和步骤：根据机械工业国家标准对茶叶自动包装机振盘的整体振动结构进行设计。具体过程为：（ 1）自动包装机相关内容学习分析，包括茶叶自动包装机的振盘的分类、构造及工作原理，自动包装机的应用，自动包装机常用的振盘的类型。（ 2）自动包装机振盘的结构计算，对自动包装机的振盘参数进行设计。（ 3）设计出完整的合理的振动结构和振盘，并对整体的包装机械振盘的振动装置进行设计，绘制出相应的结构图。六、本课题的进度安排： 2012.12.312013.1.15 收集课题相关资料，并认真分析课题内容； 1.152.24 复习材料力学，理论力学等相关科目； 2.253.15 翻译译文并打印，书写开题报告； 3.163.23 学习分析自动包装机的相关内容，初步确定方案； 3.233.31 进行方案进一步分析论证； 4.14.23 对自动包装机的振盘进行结构计算； 4.245.10 对振盘进行设计； 5.115.25 对自动包装机振动结构进行相应的整体设计；完成自动包装机振动结构设计的相关工程图的绘制； 5.265.31 完成毕业设计的任务书的撰写，准备答辩； nts七、参考文献： 1许林成 ,赵治华 ,王浩 .包装机械原理与设计 M.上海 :上海科学技术出版社 .1988. 2闻邦椿 ,刘树英 ,何勍 .振动机械的理论与动态设计方法 M.北京：机械工业出版社 .2001. 3吴宗泽 ,罗圣国 .机械设计课程设计手册 M.北京：高等教育出版社 .2003. 4师汉民 .机械振动系统 -分析、测试、建模、对策 M.武汉：华中科技大学出版社 .2004. 5P Cu.M Hashemian.A Y C.Nee.Adaptable Design J .CIRP.2004.53 (2):1-19. 6Meirovitch.L.Elements of Vibration Analysis. New York： McGraw-Hill.1986. 7张荣善 .散料输送与储存 M.北京：化学工业出版社 .1996. 8许灏 .机械设计手册 M .北京：化学工业出版社 .2000. 9刘鸿文 .材料力学 M.北京：高等教育出版社 .2004. 10哈尔滨工业大学理论力学教研室 .理论力学 M .北京 :高等教育出版社 .2003. 八、指导老师意见：该生能够按规定完成了毕业设计课题相关资料的检索、收集及阅读等准备工作。对毕业设计课题的目的意义有一定的理解，对设计对象、设计方法、设计的基本条件及设计依据的标准和规范有一定的认识；同时，对设计的主要内容和需要重点解决的问题有一定的分析研究；对设计所要达到的目的有初步认识。最后对课题计划进度进行了较合理的安排，具有一定的可行性，同意该生对课题进行进一步的研究。指导老师（签名）：年月日九、系（部）意见：系（部）主任（签名）：年月日注：本表可续页 nts 毕业设计说明书题目：茶叶自动包装机振盘设计学院：专业：学号：姓名：指导教师：完成日期： 2013 年 5 月 9 日 nts 摘要着生产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以产品包装得到了飞速的发展，在市场商品交换的重要地位也越来越来突出，目前，已普遍引起人们的重视。科技的发展在当代社会各个不同的领域都产生了深远的影响。特别是机械化，自动化设备的普遍应用，更为这些领域增添了活力，包装业也不例外。现在大部分的包装过程已有手工作业转变为机械化作业。这不仅仅降低了人的劳动程度，而且也加快了生产速度，提高了生产率，同时也使包装的形式在不断的改进、革新，使广大的消费者普遍能够接受。这在客观上促进了产品的营销，提高了产品在市场上的竞争力，也可以为企业带来高额的利润。本课题重点需解决的问题是对确定的振盘结构进行设计，利用所得出的相关参数设计出合理的振动结构和振盘 ,包括茶叶自动包装机的振盘的分类、构造及工作原理，自动包装机的应用，自动包装机常用的振盘的类型。最后设计出完整的茶叶自动包装机振盘的振动结构。关键词：包装机械；现代化；振盘 nts ABSTRCT With sociality and modernization of manufacture and circulation, especially since half of century produce packing has developed at high speed. At the same time, it is important for produce industry to packing.Development of science and technology throw great impact on all industry in our sociality, especially devices that realize the mechanizing and automation have been widely used, so produce packing has also been poured into great vigor. Nowadays, almost much of produce packing to mechanical operation. This change not only lowers peoples intensity of labor, but also increases, produce speed, and raise productivity, at the same time, the style of produce packing has also been made better and innovated, that not only improves produce competitiveness at market but also achieve enormous economical benefit for factory. This study focus on the need to solve the problem is to design a vibration plate to determine the structure of the designed structure, vibration and vibration disc reasonable using parameters derived from the classification, vibration plate, the structure and working principle of including tea automatic packing machine, automatic packaging machine application, type automatic packaging machine common vibration disc the. Finally designs the vibration of structure vibration plate automatic packaging complete tea. KEY WORDS： Package Machine； Modernize Up； Vibration Disc nts 目录摘要 . 2 ABSTRCT . 3 1 绪论 . 4 1.1 课题背景 . 5 1.2 包装机概述 . 6 1.2.1 包装机械概述 . 7 1.2.2 我国包装机械的现状与发展 . 8 1.2.3 包装机械的特点及发展方向 . 8 1.3 效益分析与环保分析 . 11 1.4 包装设计的重要性 . 11 2 茶叶自动包装机的振盘的构造及工作原理 . 13 2.1 茶叶自动包装机振盘的分类 . 13 2.2 茶叶自动包装机振盘的构造及工作原理 . 13 2.2.1 斗式振动给料机的构造 . 13 2.2.2 斗式振动料斗的工作原理 . 13 2.2.3 槽式振动给料器的构造 . 14 2.2.4 槽式振动料斗结构特点 . 15 2.2.5 槽式振动料斗的工作原理 . 15 3 茶叶自动包装机振盘的运动理论 . 17 3.1 振动给料器的振动方程 . 17 3.2 共振的利用及振幅稳定性和频率比的关系 . 18 3.3 频率比的选取及主振弹簧刚度的计算 . 20 3.4 振动强度次数向角选取 . 21 4 包装机振盘结构的设计 . 23 4.1 振盘材料及运动参数 . 23 4.2 设计的校核计算 . 23 4.2.1 振盘的静态校核 . 23 4.2.2 振盘的加载校核 . 26 4.2.3 激振连杆的校核 . 30 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 nts 1 绪论 1.1 课题背景包装是一门新兴学科 ,它是现代商品生产储存、销售和人类社会中不可缺少的重要组成部分。关于包装的定义 ,起初过去只是认为能很好的保护内容品即可。然而随着技术水平和生产力能力的提高，今天的包装不仅仅是将内容品包好而已，同时它还是一种保存容器，一种输送容器另外还可以促进产品的销售。我国包装定义如下：为保护产品，方便运输，促进流通按一定的技术方法而采用的容器，材料及辅助物的总称，也指为了达到上述的目的而采用容器材料及辅助物的过程中施加一定技术方法操作等的活动。随着人们生活水平的提高，人们对包装这个概念有了越来越深的认识，包装的重要性有了越来越深的体现。无论在国内或国外，包装工业涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易和国防建设都带来深刻的影响。我国包装工业起步较晚，虽然近几年发展较快，但仍然落后于英美等发达国家，尽快发展我国的包装工业需要全民族的努力。目前，我国的茶叶包装设计企业大部分规模偏小， “ 小而全 ” 是其主要特征之一，同时存在着不顾行业发展要求，重复生产那些成本低、工艺水平比较落后、易于制造的机械产品，行业内目前大约有 1/4的企业存在低水平重复生产现象。这是对资源的极大浪费，造成包装机械市场的混乱，阻碍行业的发展。多数企业年产值在几百万元到 1000 万元之间，低于 100 万元的企业为数还不少。每年有近 15%的企业转产或倒闭，但又有 15%的企业加入这个行业，极其不稳定，现象阻碍了行业发展的稳定性。随着科学技术的不断发展，各种茶叶、水产加工品的出现，对茶叶包装技术和设备都提出了新的要求。目前，茶叶包装机械竞争日趋激烈，未来的茶叶包装机械将配合产业自动化，促进包装设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的茶叶包装设备。实现茶叶包装机械机电一体化。传统的包装机械多采用机械式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了光电控制、气动控制等控制形式。但是，随着茶叶加工工艺的日益提高，对包装参数的要求不断增多，原有的控制系统已难以满足发展的需要，应采用新的技术改变茶叶包装机械的nts 面貌。当今的茶叶包装机械是集机、电、气、光、磁于一体的机械电子设备，在设计时，应着力于提高包装机械的自动化程度，将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。机电一体化的实质就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。总体讲，它是将微机技术引入到包装机械，应用机电一体化技术，开发智能化包装技术，按产品自动包装工艺要求组合成全自动包装系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。可用于水产加工茶叶的精确计量、高速充填和包装过程自动控制等，将使包装机械结构大为简化，提高包装产品质量。如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与包装材料、热封温度和运行速度等有关。如材料 (材质、厚度 )发生变化，那温度和速度也要随之改变，但变化多少却难把握。如采用微机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统，这样，不管哪个工艺参数改变，都能保证最佳的封口质量。采用新技术，建立自动化、多样化、多功能集成化的包装机械新体茶叶包装机械其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多功能、多功能组成生产线、采用新技术上。如 :多工位制袋真空包装机，其制袋、称重、充填、抽真空、封口等多种功能可在一台单机上完成；功能不同、效率相匹配的几种机器可组合成为功能较齐全的生产线，如法国 CRACECRYOYA 和 ISTM 公司研制的鲜鱼真空包装生产线。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；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、加工一体化的茶叶加工包装设备。适应国际市场要求，开发设计绿色包装机械。加入 WTO后，国际包装机械行业竞争日益激烈，国外的绿色贸易壁垒对茶叶包装设计机械行业提出更高的要求，所以，必须改变传统的包装机械设计及开发模式，在设计阶段考虑到使包装机械在其全生命周期中 (设计、加工制造、装配、使用、维修直至废弃后处理处置过程 )对环境无影响或影响最小化、资源低耗、易于回收等 “ 绿色特征 ” ，以提升我国包装机械的核心竞争力。印刷用油墨在内的关键原材料及其供应方目录应进行备案，以便对批量生产的茶叶包装容器类产品进行监督控制，使消费者能够买到保证安全、放心的产品。因为千千万万消费者每天要食用的茶叶、药品，必须使用不仅能保护内容物不受病毒、病菌污染的软塑包nts 装材料，还要求软塑包装材料本身符合安全卫生的规定，避免包装材料污染所包装的茶叶、药品，故保证茶叶包装的卫生安全性乃是当务之急。 1.2 包装机概述 1.2.1 包装机械概述包装机械即完成部分包装过程的一类机器，现代工业生产，如茶叶、轻工、医药、化工、电子和国防等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装机械是产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现在工业生产中起着重要的作用。近半个多世纪以米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倔起，受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品，选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器并借助适当的技术手段实施包装作业以达到规定的数量和质量 ,同时设法改善外部结构，降低包装成本 ,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运 ,防止产品破损变质 ,不污染环境 ,便于识别应用和回收废料 ,有吸引力，广开销路，不断促进扩大再生产 .大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性 (或称柔性 )的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向 ,同时也可获得巨大的经济效益 . 例如 : 1) 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力 . 2) 能改善劳动条化避免污染危害环境。 3) 能节约原树林减少浪毁，降低成本。 4) 能提高生产效率，加速产品的不断更新。由此可见实现包装机械化和建立现代包装工业，乃是关系到国家长远规划的一件大事 ,也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容 1.2.2 我国包装机械的现状与发展我国包装工业起步较晚，虽然最近一些年发展很快，成就也很大，但与发达国家相比无论在产品品种，技术水平和产品质量方面都有很大差距。包装机械产品的性能，外观质量有一定的差距；一些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用；另外我国包装机械产品品种有很大的缺口。因此我们必须采用强有力的措施，进一步加快包nts 装机械行业的发展速度，为早日赶上世界先进水平而奋斗！我国包装机械工业的发展趋势：引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批包装机械骨干企业；大多数企业要重点发展小型包装机械；在包装机械生产中，大量引入高新技术，以满足重点商品的包装为出发点，发展包装机械新品科。 1.2.3 包装机械的特点及发展方向包装机械是特殊类型的专用机械。由于包装物品的多样性和人们对包装质量的较高要求形成了包装机机构复杂，动作精确，运动速度快，工位多，工作协调可靠，故障发生率低等特点。因此要设计改善自动包装机及自动包装线的整机造型，总体布局。国外包装机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械化，初级自动化，自动包装生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过 50 年的发展，国外包装机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有以下几个特点：包装机械生产稳定增长；包装机械门类齐全，品种繁多；包装机械生产自成体系，包装机械的主要用户行业为茶叶生产，饮料饮品，家庭清洁用品和化妆品产业，烟草业，医药用品等。近年来表明茶叶行业对包装机械的需求增大。茶叶产业的发展推动了包装机械更新换代，从而推动包装机械科技的投入和科研的快速发展。我国包装机械的发展方向： (1)在发展专用机机种的同时，积极开发通用包装机。包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装的实际需要，正在不断扩大其通用能力，积极开发各种通用包装机。研制通用包装机的目的，一是要适合被包装物品包装材料和包装形式的多样化；二是要照顾到制造使用单位的技术力量，设备配备和生产成本，因而国际包装节日益重视包装机的通用性，以便借助有限的机械设备获得较大的经济效益。（ 2）包装机械日益连动化、高速化、自动化。根据我国的实际情况既要大力研制先进的全自动半自动的包装机，还要对某些行之有效，小巧的手动包装工具与装置给以足够的重视 ,以以发挥其相辅相成的作用。包装自动化的高低会直接影响产品的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生产率。实践表明搞好包装自动化不但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相互渗透和配合，同时要因地制宜的吸收对改进包装机械确实有价值的部分，使之保持一定的生命力。包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备 ,以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点。包nts 装机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综合研究工艺、材料、设各乃是开拓包装新技术的根本途径。首先指出，包装物品不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不同粘度的液体 ,不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。而正人们对茶叶、药品、日用消费品等的包装还常提出更多更高的要求，以致在客观上便形成了包装机械突飞猛进、更新较快的局面。任何事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化 (或称积木式 )的包装机械体系，通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生产能力，那么必会有助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期，降低生产成本，增强市场竞争能力 ,如有的制袋成型充填机 ,只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数包装机机构复杂、动作精确、远行速度快、工位多 ,所以应力求其工作协调可靠 ,尽量少发生故障和误动作。为此，要设法改善自动包装机及自动包装线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。包装材料是包装工业的基础。选择合适的包装材料为有效地利用资源，提高生产与运输效率 ,节约能耗 ,降低成本和广开销路创造了有利的条件 .在一般情况下纸木、塑料 ,玻璃 ,陶瓷、金属等材料均各有其利弊，应按具体条件经综合分折而决定取舍。从五十年代路有机合成、金属治炼等工业部门取得了迅速发展并给包装工业部门提供了相当丰富的新型材料、容器 ,涂料、油墨和粘合剂 .从而使包装的技术方法、结构设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。例如拉伸包装、收缩包装、喷雾包装、真空充气包装 ,热成型包装、压敏贴标、高频热封等新技术和新装备就是在那个时期应运而生的。当前，液体软包装尤其是无菌软包装发展很快 .借助塑料、铝箔、纸及其多层复合材料制作的各种形式的袋、管、杯、瓶、罐 ,大都用于充填果汁、牛奶、酱类、油脂、冰淇凌、洗涤剂和化妆品等面条。其优点是，保护作用好 ,便于储藏、运输、携带、使用，而且资源丰富，成本低 ,能回收处理。但是，对于一般用途的大型容器 ,为增强牢固性和刚性，有的则以硬质塑料来代替 .今后 .根据旅游、地质勘探 ,国防建设的实际需要还得大力研究方便茶叶和方便口粮等包装新技术，随之将进一步促进包装机械的革新与创造。从发达国家生产的包装机械水平来看，国际包装界普遍认为，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一个重要的发展方向。如卧式枕型包装机，现已形成拥有完整系列及品种的组合化设备。只要更换主要操作部件，适当调整有关参数。便可在较宽的尺寸范围内卷筒式柔性材料完成块片、棒状以及外形不规则的单个或多个物品的包装。不少机种具有一机多用之特点，既可以进行一般的枕型包装，又nts 能用于收缩包装。开发与主机配套的辅助装置是扩充主机功能的重要一环。针对不同面条开发的各式各样的面条供送装置供用户选用，可提高包装机的工作效率。如瑞士SIG 公司生产的饼干喂料装置达十多种 ;日本富士株式会社生产的糖块供送装置，可将一堆杂乱的糖块逐一有序地送人包装工位。开发不同类型和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。如今啤酒灌装机的灌装速度高达每小时 10 万瓶，日本产 NW - 405型卧式枕型包装机的包装速度已达每小时1.5万包。当然机械设备的高速化要受到多种客观因素的制约，必须综合权衡设备的使用量、劳动生产率、工作寿命、工作环境以及材料与能量的消耗等方面的利弊，才能做到工作速度的最佳选择。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。微电子技术和检测元件的发展和利用，提高了产品的包装质量，也提高了包装机的自动托程度。通常包装机的生产速度越高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为保证包装作业能够可靠地进行，自动包装机应具有故障诊断和显示功能，推行在线的自动检测与控制。据国外有关单位估计，因机器发生故障而造成停工的时间， 80%用于寻找故障原因， 10%用于寻找排除故障方法，检修操作时间仅占 10%现在英国 Kister 工厂生产的热收缩包装机都设有“自我诊断”电子设备，这种设备已有系列产品付诸实用。为进一步提高包装设备的生产率，必须开发与包装机主机相配套的辅助装置，以减少中间贮存节环所占用的空间和人力。将自动包装机的主机与面条供送装置、整理装置、成品堆放装置、打印装置等相关设备按生产工艺过程要求，连接成连续化生产的包装自动线，这就要求各台相关设备动作协调，需精确、可靠、先进的检测控制技术来保证。由于包装机械动作复杂而频繁，执行元件较多，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。今后应大力开发以下技术。 1) 微机控制技术 2) 模糊优化控制技术 3) 新型执行机械 4) 新型传动系统 5) 传感器的研究与开发 nts 6) 在线显示技术 7) 现代设计方法 8) 现代制造技术 9) 先进的新工艺将材料 ,工艺 ,技术三结合是开拓发展机械的根本途径 . 1.3 效益分析与环保分析目前我国包装机械还处于小批量生产阶段。其成本相对较高。每台售价可达到15000 20000 元之间。但它的需求量逐日增加，很有生产的前景。其价格与其生产的效益成正比，是值得推广的。在生产过程中无污染，安全可靠。由于其包装材料多为塑料，有一定的污染。 1.4 包装设计的重要性无论在国内和国外，包装已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民生活水平的不断提高，物质和精神生活上都有了更高的要求，很难想象现代生活中如果没有了包装会是什么样的，但是我国的包装业起步相对来说还是比较晚的。在二十世纪英、美等发达国家就已经利用包装作为促销商品的手段，尤其是在二十世纪三十年代的世界性经济危机中，美国普遍利用近代包装技术作为商品广告的媒介，大大的促进了商品的推销，在美国包装工业是仅次于汽车钢铁等的第四大产业，我国的包装工业与发达国家比较起来可以说还处于很幼稚的阶段。为了快速的发展我国的包装工业，需要加快步伐研制出适合中国国情的先进的包装设备。目前国内的不少厂家引进了一部分国外的设备，但是由于吸收跟消化都跟不上，带来了一系列的问题：比如工人素质问题，原材料问题，零部件配套问题等等等等所以说目前进行包装机方面的探讨研制出适合我国国情的、集几点液一体的机械设备势在必行。对于做毕业设计的学生来说，毕业设计无疑是一次很好的学习和锻炼自己的机会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和融会贯通。以前所学的全都是课本上的理论性的知识，而这样的一次毕业设计使我们将课本知识和实际问题紧密的联系到一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外通过做毕业设计还提高了我们分析问题和解决问题的能力；培养收集、阅读和分析参考资料，运用各种标准和工具书，nts 编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据处理能力；培养翻译外文资料的能力，进一步培养学生的计算和制图等基本技能。对于即将走向工作岗位的同学门来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚实的基础。所以毕业设计对每位毕业生来说都是非常重要的，是大学生活中不可缺少的一个重要的环节。虽说我们的这次设计只能作为一次练习，但是我个人认为这的确是一次具有实际意义的设计练习。所以我们必需要认真的对待这次的实际任务，努力的完成好这次设计的任务。本课题重点需解决的问题是对确定的振盘结构进行设计，利用所得出的相关参数设计出合理的振动结构和振盘 ,最后设计出完整的茶叶自动包装机振盘的振动结构。 nts 2 茶叶自动包装机的振盘的构造及工作原理 2.1 茶叶自动包装机振盘的分类槽式振动给料器的料槽在受到激振力的作用下随主振元件作高频率微振幅振动，从而使物料在自身重力的作用下沿着槽向下缓慢的移动，最后由装有自动开闭门的通道排出。适合多种形体，干性的粉粒状散体物料。如洗衣粉，菊花晶，茶叶等 1。斗式振动给料器料斗相对于槽式振动给料器料斗一次装料量大，结构比较简单，加工难度低，价格也会比较便宜，生产效率较高等优点，所以槽式振动给料器料斗的应用会比较普遍。若在贮料槽下方串联配置两台振动给料机，则可分别控制连续排料和二级定量给料，以提高计量的精度和速度。此外也可采取并联的配置方式，使之分别完成粗给料和细给料。 2.2 茶叶自动包装机振盘的构造及工作原理 2.2.1 斗式振动给料机的构造料斗直径可在较宽范围（ 100200mm）内选取，小型的多用铸铝切削件，大型的多用不锈钢板焊接件或塑料注射成型件。现今，振动料斗的结构形式日益多样化。分别是圆柱形内螺旋滑道的金属料斗。前者便于集中回流，对各种定向方法大都有较好适应性，且可配置单个或多个，整圈或非整圈的滑道。至于后者，若用来垂直输送，则主体部分的直径宜偏小而高度宜偏大，螺旋滑道个数也少些。 2.2.2 斗式振动料斗的工作原理振动方向包含了物料重力方向的振动和料斗绕自身中心轴的旋转振动。整个振动工作状态下的振动运动比较复杂。在工作过程中，料斗本身除中心轴线以外的各点都沿着各自的一小段空间螺旋线轨迹进行高频率微振幅振动，同时促使斗内被供送物件沿着螺旋滑道的内壁作快速平稳的相对运动。料斗借螺钉及塑性薄垫片同铝合金托盘9 固连，托盘借三根或三组均布的板弹簧 3 同铸铁底盘 7 固连。采用这种结构形式不仅有利于减轻主振体重量，增强刚性，便于装拆更换料斗，还能起着磁屏的作用。斗nts 式振动给料器的供送速度，一般控制在 2 30m/min 的范围内 2，对金属物件取低值，以减轻冲击噪声。在料盘与底盘之间固连三根均布的倾斜主振板弹簧，中央配置电磁激振装置，上部为衔铁，下部为铁芯线圈。在底盘和基座之间海对应分布三只隔振压缩螺旋弹簧，当料盘与底盘受聚增的电磁吸力作用偏离静平衡位置而相向移动时，能迫使主振弹簧和隔振弹簧均产生复杂的弹性变形，随之料盘绕其中心轴线作同步相向扭转；及至电磁吸力聚减时，由于主振弹簧已潜有足够的弹性变形能，迫使两盘急剧改变各自的运动方向，而且超越原来的静平衡位置达到某已上下限，如此循环不已，即形成高频率微振幅振动。 2.2.3 槽式振动给料器的构造槽式振动给料器根据振动料槽的不同安装形式和工作特点有不同的结构形式，一种是支槽式的，一种是一体式的。 1、料槽体 2、主振板弹簧 3、激振连杆 4、点击偏心轮 5、机座 6、隔振橡胶弹簧图 1-5 支槽式振动给料器平台的结构简图 1、振动一体料槽 2、激振连杆 3、电机偏心轮 4、机座 5、隔振橡胶弹簧 nts 图 1-6 一体式振动给料器平台的结构简图上述两种槽式振动给料器均采用偏心轮连杆激振，因此其工作频率相对于电磁式激振要低，但振幅要比电磁式激振要大。 2.2.4 槽式振动料斗结构特点料槽是同物料直接接触的主体部分，多用不锈钢板或铝合金（厚约 1.2 2mm）制成，横截面成凹形，以便承载物料和增强结构刚度。料槽的外轮廓尺寸主要取决于工作条件，需定向的采用窄槽，否则采用宽槽。当生产能力不变时，槽宽大体上与物料密度、料层厚度及供送速度成反比。然而过多地增加料层厚度往往会引起供送速度的下降，所通常取料层厚度为 10 20mm，相应的流速为 5 20m/min1。如果槽式振动给料器仅起排料作用，则料槽的有效长度应该根据下料口高度和物料自然坡角来确定，以保证停机时不让内存物料从振动料槽的开口自动流出。为此，对于短槽最好将其底部做成水平的；对于长槽，为加速供料也可以作成向下倾斜的，但此角必须小于物料同槽底的摩擦角，一般在 010 以内 1。整个料槽的工作表面应保持平整光滑，以防止茶叶末产生结疤。 2.2.5 槽式振动料斗的工作原理在料槽与机座之间固连着两组或四组主振板弹簧。每组板弹簧可安装一片或几片，具体按要求的固有频率和弹性强度所定。当需多片安装时，则将各片组装时应留有适当的间隙，以免互相接触产生摩擦和噪声。该弹簧对机座的斜置角（即与铅垂线的夹角）一般为 0020 30 4。设计时要求激振连杆的激振力作用线与板弹簧垂直交叉，且通过整个槽体的合成重心，保证在工作过程中料槽不发生扭振，物料不偏流。料槽底部平面与水平面间有一定的倾斜角。偏心轮的偏心距要大小适中，并能通过主振体振幅的变化加以适当调整。当电机启动时，带动偏心轮的转动。激振连杆的一端与偏心轮的偏心点相连接，一端与料槽体相连接。偏心轮的转动带动了激振连杆的往复运动，从而带动了料槽体在 x轴和 y轴的位移。开始用于支撑料槽作用的主振板弹簧在这一过程中发生弹性变形，使料槽nts 得以具有回复原有位置的弹性势能而向平衡位置移动。如此循环下去。从而产生小幅高频振动。由于料槽底部与水平面间有一定的倾斜角，料槽中的物料在料槽发生振动的过程中，因自身重力作用向料槽的出料口移动，从而达到供料的作用。一体式振动给料器料斗的工作原理。一体式振动给料器的组成部分相对于支槽式振动给料器少了主振板弹簧，而把主振板与料槽相结合，依靠料槽自身的弹性性能作为主振元件，且料槽与水平面间有一定角度，当电机启动时，带动偏心轮的转动。激振连杆的一端与偏心轮的偏心点相连接，一端与料槽体末端相连接。偏心轮的转动带动了激振连杆的往复运动，从而带动了料槽体末端在 y轴的位移。在料槽体末端偏离平衡位置时料槽的底部弹性板发生弹性变形，使得料槽得以具有回复原有位置的弹性势能而向平衡位置移动。如此循环下去。从而产生小幅高频振动。由于料槽底部与水平面间有一定的倾斜角，料槽中的物料在料槽发生振动的过程中，因自身重力作用向料槽的出料口移动，从而达到供料的作用。综上可得，槽式振盘的生产效率要比斗式振盘的生产效率高，更具灵活性。下面将对槽式振盘进行进一步的分析。 nts 3 茶叶自动包装机振盘的运动理论茶叶自动包装机的振动系统工艺过程通常是在物料沿振动工作面（即振盘工作面）连续运动的情况下完成的。振盘工作面通常完成以下各种振动：简谐直线振动、非简谐直线振动、圆周振动和椭圆振动等 5。依赖上述各种振动，使物料沿工作面移动。斗式振动给料器的料盘振动规律与槽式振动给料器的料盘振动规律相似。在工作中，此振动系统所需的激振力除与各主振动元件的弹性回复力相互作用外，同时还要用来克服由各弹簧的内摩擦以及被供送物件同工作表面的外摩擦等所形成的阻尼力。 3.1 振动给料器的振动方程对于以主振弹簧为振动元件的振动给料器，在工作中振盘按一定方向做简谐振动或近似于简谐振动。由于激振力与槽底呈一定角度（一般为 020 ） 5，因此激振力在任一瞬时均可分为垂直分力和水平分力。垂直分力使物料以大于重力加速度的加速度向上抛起；水平分力使物料在上抛的同时作水平运动，两者的综合效应就使物料间歇向前作抛物线式的跳跃运动。将振动给料器简化为动力学模型，如图 3-1所示。图 3-1 振动给料器动力学模型设槽体的质量沿整个长度均匀分布；将主振弹性元件看作沿振盘分布的弹簧，参照力学模型，槽体弹性弯曲振动的微分方程式 4： 4200420 ( s i n s i n )l yyE J k y m d x k y r txt （ 2-1）式（ 2-1）中 E 材料拉伸弹性模量（ Pa）； J 槽体断面惯性矩（ 2kg m ）； nts k 主振弹簧单位长度上的刚度（ /Nm）； 0k 连杆弹簧刚度（ /Nm）； m 槽体单位长度上的质量（ 2/kg m ）； 0.yy 槽体在 y方向上的总位移及 0点之位移（ m）； x 振动输送机在水平方向的坐标； r 轴偏心距； t 时间（ s）；振动角频率（ 1/s）；连杆与槽体水平线的夹角（ 0 ）。槽体在 y方向的位移由平移振动位移ay与弹性振动位移 y 所组成，即 ay y y 00ay y y （ 2-2）再考虑平衡条件，即得 4200420 l yyE J k y m d x k yxt （ 2-3）式（ 2-3）即为以主振弹簧为振动元件的振动给料器的振动方程。 3.2 共振的利用及振幅稳定性和频率比的关系非共振振动机械的隔振频率比的选择范围通常在 2 10 之间，也就是 1 。近共振振动机的主振频率比通常接近于 1，一般在 0.75 1.3 之间 5；当要求振动机有相同的振幅，其所需激振力较小（如图 3-2 所示），而远离共振时，则所需激振力将显著增大 6。 nts 图 3-2 所需激振力幅值与频率比的关系频率比（ 2-4）式（ 2-4）中激振频率； 0 振盘固有频率。当不考虑阻尼时，激振力幅0F与工作机体惯性力幅值之比同频率比的关系式 5为 20221Fm （ 2-5）随着所需激振力的减小，传动机构的作用力、传动部的摩擦功率均可相应减小。在近共振的情况下，振幅受阻尼及振动质量的影响均较大。主振元件（对于支架式振动给料器主振元件为主振板弹簧，对于一体式振动给料器主振元件为振盘自身）的振幅波动过大，会严重影响物料的运动速度，甚至会引起料槽堵塞。衡量振幅稳定性的标志，是负载情况下振盘的振幅与空载情况下振盘的振幅之比，比值越接近 1，则振幅越稳定。此外也可用振幅变化率作为标准，可表示为 1f k fkk （ 2-6）式（ 2-6）中 f、k 负载情况下与空载情况下工作机体的振幅。通过实验证明，主振元件（对于支架式振动给料器是板弹簧，对于一体式振动给料器是振盘本身）在亚共振状态比超共振状态有较稳定的振幅，原因是当增加物料量时，振动质量及阻尼同时增加，由于在亚共振状态下，这两种因素对振幅的增减的影响是互相抵消的，而在超共振状态下是相互叠加的。负载情况下的频率比已超过共振0f 0f nts 点，为了避免这一情况，工作点应偏离共振点一定距离，即频率比应小于 1一定数值。将物料量的影响降低到较小程度，从而可以使振盘工作时物料量变化对振幅波动影响明显减小，可增大振动质体质量对物料量的相对比值 7。对于支架式振动给料器应使主振板弹簧处亚共振状态，而与振盘处于非共振状态。 3.3 频率比的选取及主振弹簧刚度的计算频率比的最佳值是指在此参数值时，振盘（或主振板弹簧）具有较稳定的振幅和较小的激振力。从减小阻尼对振幅稳定性的影响这一角度考虑出发，频率比不宜超过0.9 0.95。频率比的下限值，则是从减小激振力的条件来决定的。当 0.75 时，则会使所需的激振力显著增大，因此，一般取 0.75 作为频率比的下限值 7。综合上述原因，频率比的大小可按阻尼的大小，在下列范围内选取 8 （ 1）对振幅不可调的线性振动 0 . 7 5 0 . 8 5k 0 .

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