毕业设计43柑橘包装机设计

毕业设计 1 柑 橘 自 动 包 装 机 设 计 说 明 书 姓 名： 学 号： 指导教师： 毕业设计 2 摘要 包装在日常生活中日趋广泛，对于水果这种不宜长时间存储的食品来说更加迫切需求，本文以柑橘自动包装机为研究目标，探讨 如何设计一个系统的包装机结构，柑橘自动包装机的设计是典型的机械系统设计，它不仅包括机构的尺寸还包括了传动机械系统的设计。主要分为物料输送装置，包装装置以及装箱送出装置，另外对三个部分的连接也进行了叙述。 关键词： 自动包装机，输送装置，包装装置，送出装置。 毕业设计 3 Abstract Wrapping is in an increasingly wide range of everyday life. For the fruits of such food products should not be stored a long time, more urgent needs, this paper, automatic packaging machine for citrus research objectives, explore how to design a system structure of the packaging machine, automatic packaging machine design citrus is a typical mechanical system design, not only to the organizations size also includes driving the design of mechanical systems. Consists of material handling equipment, packaging equipment and sent packing device, another of the three parts of the connection have also been described. Keywords: automatic packaging machines, conveying equipment, packaging equipment, sending device. 毕业设计 4 第一章：柑橘包装总体设计方案拟定 . 6 1.1 柑橘 包装机械简介 . 6 1.1.1 包装机械简介 . 6 1.1.2 包装机的分类 . 7 1.1.3 包装机的特点和设计要求 . 7 1.1.4 包装机的优化设计要求 . 8 1.1.5 传送带介绍 . 8 1.1.6 装箱机介绍 . 8 1.2 设计目标 . 9 1.3 主要机构方案拟定 . 9 1.4 方案设计特点 . 12 第二章：传送装置方案的设计 . 14 2.1 支架的选择 . 14 2.2 电动机的选择 . 15 2.2.1 电动机的分类 . 15 2.3 轴承的选择 . 19 2.3.1 轴承的分类 . 19 2.3.2 轴承的选择 . 24 2.4 方案设计部分结构图 . 26 第三章：制袋及封装机构的设计 . 27 3.1 制袋及封装原理 . 27 第四章：运输机构的设计 . 33 第五章：重要部分零件的设计及计算 . 34 5.1 齿轮传动设计计算 . 34 5.2 轴的设计计算 . 37 5.3 滚动轴承寿命计算 . 41 参考文献 . 44 1 杨燕我国食品包装机械发展现状与趋势分析 J国包装业， 2005， (3)： . 44 毕业设计 5 目录 绪论 第一章：柑橘包装总体设计方案拟定 第二章： 传送装置方案的设计 第三章：制袋及封装机构的设计 第四章：运输机构的设计 第五章：重要部分零件的设计及计算 致谢 参考文献 绪论 本文研究的是柑橘自动包装机，用来实现输送、生产制袋、封口、包装、输出一次性完成的机构，简单方便快捷，适合包装圆状的产品，如柑橘、橙子、柠檬等各类水果和农 产品。机器直接接触水果部分采用海绵铺垫，更好的保护水果。 当前柑桔的采后商品化过程中不同的环节有着不同的薄膜包装需要。贮藏保鲜包装：般在普通果农或专业户的生产环节使用。因水果包装量极大。为降低成本，同时解决包装保鲜与果身透气之间存在的矛盾 (如果完全与外界空气隔绝，水果会很快腐烂 )，一般采用 (0 001 一 O 003mm)的食品保鲜膜。包装塑膜很薄，且包装与果身之 间呈松驰状态，内有若干空气。上市保鲜精品包装：般是专业大户或经销商在流通环节使用。采用较厚的塑膜 (0 008 一 O 0l mm)，毕业设计 6 便于印刷商标文字 图案等也可防止储运时出现破膜等现象。有时也会在包装袋上打上气孔以便水果局部透气，又能使大部分果身与外界空气相隔绝。当前，我国柑桔包装还是处于手工状态。手工包装时，一般是先取成品塑膜袋，张开袋口，然后用手逐个握拿水果将其放入袋内，然后一手提袋另一只手使水果袋旋转，使塑膜袋逐渐贴紧水果 (上市精品包装也较多使用胶条封贴 )。这样的人工装袋，需要大量的人力。且效率低费用极高。另外，水果在包装过程中，经手拿捏。容易造成水果损伤，并且人工装袋口扎口不齐，破损率较高。保鲜质量差，病变转移快。因此柑桔采后商品化过程中 使用自动包装机将是一个必然趋势。广大果农们、专业大户、果品经销商盼望有一种结构简易、购机价格低廉、包装速度较快、使用效果较好，单果包装成本低的水果塑膜包装机。而现有机械难以满足此需要。 包装是食品加工过程的最后一道工序，而实现包装的主要手段就是使用食品包装机械。根据有关定义，食品包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器，其包装过程主要包括灌装、成型、充填、封口、裹包等工序。近年来，国外食品包装机械发展十分迅速，尤其是欧、美、日等发达国家形成了新的基本特征。 日常生活中，我们接触到的水果基本都是没有外包装的，在 我们购买的时候往往要经过挑拣，所以水果上肯定会有卫生质量问题，因此在水果包装方面我们需要投入一定的研究，一层薄薄的塑料袋包裹下的水果肯定是今后发展的主流 . 由此可见，柑橘自动包装机的设计有充分的必要性以及可行性。包装行业的运行成本其实很低，但是包装之后的回报却是不可言喻的，经济效益，卫生效益等等都有很大的影响。 自动包装机的出现可以很好的解决这个问题，水果成批进入然后成批的包装完成后送出，效率很高。 第一章：柑橘包装总体设计方案拟定 1.1 柑橘 包装机械简介 1.1.1 包装机械 简介 装机械由动 力机、传动部分和执行部分等所组成。但是为了便于掌握和研究包装机械的工作原理与结构性能，通常又将包装机械分成下列八个组成要素。 被包装物品的计量与供送系统：指将被包装物品进行计量、整理、排列。并毕业设计 7 输送至预定工位的装置系统。有的还完成被包装物品的成型、分割。 包装材料的整理与供送系统：指将包装材料进行定长切断或整理排列，并逐个输送至预定工位的装置系统。有的再供送过程中还完成制袋或包装容器的竖起、定型、定位。 主传送系统：指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。单工位包装机则没有主 传动系统。 包装执行机构：指直接进行裹包、充填、封口、贴标、捆扎和容器成型等包装操作的机构 成品输出机构：指将包装成品从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。有的成品输出由主传送系统完成或靠成品自重卸下。 动力机与传动系统：指将动力机的动力与运动传递给执行机构和控制元件，使之实现预定动作的装置系统。通常由机、电、光、液、气等多种形式的传动、操纵、控制以及辅助等装置组成。 控制系统：由各种自动和手动控制装置等所组成，是现代包装机的重要组成部分，包括包装过程及其参数的控制，包装质量、故障与安全的控制等。 机身：用 于支撑和固定有关零部件，保持其工作时要求的相对位置，并起一定的保护、美化外观等作用 2。 1.1.2 包装机的分类 包装机械有多种分类方法。按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按使用目的可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包装机；按自动化水平分为半自动机和全自动机等。 包装机械的种类繁多，分类方法很多。从不同的观点出发可有多种，按产品状态分，有液体、块状、 散粒体包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分，有食品、日用化工、纺织品等包装机；按包装工位分，有单工位、 多工位包装机；按自动化 程度分，有半自动、全自动包装机等 3。 1.1.3 包装机的 特点和设计要求 要研究包装机械的设计方法，必须先从包装机械的特点入手。包装机械作为特殊类型的专用机械，与其它机械相比有着自身的特点，主要如下 ： 1 种类繁多。由于包装对象、包装工艺的多样化，使包装机械在原理与结构上存在很大差异，即使是能够完成同样包装功能的机械，也可能具有不同的工作原理和结构。 2 更新换代快。由于包装机械不断向高速化发展，机械零部件极易疲劳，并且随着社会的进步，对包装机械的要求也日趋严格，为满足市场需求，包 装机械应及时更新换代。 3 控制要求高。由于包装机械结构复杂、包装工艺动作配合要求高，其自动控制又直接影响包装机械的结构、工作可靠性、包装产品质量、生产效率、能量消耗和操作环境等。因此对包装机械的控制要求较高。 4 多功能性。包装机械是生产数量有限的专业机械，为提高生产效率、方便毕业设计 8 制造和维修、减少设备投资，目前包装机械大多具有通用性和多功能性。有关业内人士认为，未来包装机械将朝着 4 个方向发展：机械功能多元化、结构设计标准化、模组化、控制智能化、结构高精度化 。鉴于包装机械上述特点以及包装机械的发展方向，包装机械的 设计应采用模块化设计实现多功能、多用途，并综合运用机、电、光、气一体化技术提高自动化程度，保证其可靠性。机器要易于调节。具有柔性和灵活性。此外，设计还应运用人机工程思想，做到”以人为本”。同时采用标准化、系列化、绿色化等设计方法进行优化设计以满足包装机械的设计要求。 1.1.4 包装机的 优化设计要求 目前，包装机械设计方法大多比较单一，未进行优化设计。常用设计方法主要有：模块化设计方法、机电一体化设计方法、标准化和系列化设计方法、可靠性设计方法、绿色设计方法、人机工程设计方法、仿真设计方法等等。模块化设计是 包装机械设计的重要发展方向之一。其核心思想是将系统根据功能分为若干模块，通过模块的不同组合完成不同的功能或满足不同的产品需求。但由于包装机结构、传动系统、控制系统均比较复杂，动作配合要求较高，因此设计较为困难 4。 1.1.5 传送带介绍 传送带一般按有无牵引件来进行分类。 具有牵引件的传送带一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，可采用 输送带 、牵引链或 钢丝绳 ；承载构件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驱动装置给输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器 (停止器 )等组成；张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定的张力和垂度，以保证传送带正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。 具有牵引件的传送带设备的结构特点是：被运送物料装在与牵引件连结在一起的承载构件内，或直接装 在牵引件 (如输送带 )上，牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连，形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路，利用牵引件的连续运动输送物料 5。 1.1.6 装箱机介绍 自动装箱机 能自动将包装物整形排列，装入打开的纸箱中，并完成不干胶封口等动作的装箱设备，所有动作都是全自动完成的。大多数自动装箱机采用新型为组合结构，包括成箱装置、整列装置、充填装置和封箱装置等功能单元，分别完成相应的功能动作，各装置都安装在同一主机架上。成箱装置的箱坯架在上方，毕业设计 9 充填装置在成箱装置正下方，整列装置在充填装置的前方，封箱 装置在充填装置的后方。采用 P.L.C 触摸显示屏控制。设有缺瓶报警停机，无瓶不装箱安全装置。大大方便操作、管理、减少生产人员和劳动强度，是自动化规模生产必不可少的设备 6。 1.2 设计目标 本方案提供一种结构简明、单果包装成本低、能适用贮藏保鲜与上市精品包装两种需求的水果包装机。 该包装机要达到的设计目标是： 保鲜包装，能使用普通食品保鲜的超薄塑膜，自动制袋包装，不需要对塑膜提出定作要求最大限度地降低包装物料消耗与定作成本。能使用厚塑膜进行上市精品包装。相关机构可简单、快速地切换。作到保鲜包装与精 品包装一机两用。 能实现保鲜剂涂刷与包装袋打孔功能，功能机构简单，可轻易安装使用与撤换。 整机结构简明。售价相对低廉。适用于普通果农大户、经销商 的大批量包装。 1.3 主要机构 方案 拟定 为达到上述设计目的设计的技术方案如下： 本水果包装机的结构包括机架以及设置在机架上的毛刷辊送果机构、间歇式供膜与纵封机构、横封机构、传动机构及其控制器，另有独立的间歇式贮果供果机构。 (1)供膜与纵封机构。位于机架前上方，由膜架、若干导辊 (杆 )、象毕业设计 10 鼻成型器、三组内含加热元件的纵封辊及供膜伺服电机、纵封伺服电机组成。单 张卷筒薄膜经多道导辊、成型器将薄膜卷折成筒状，并被回转的纵封辊牵引、加热加压纵向热封定型 (2)送果机构。主体为一对毛刷辊，由刷辊电动机驱动。辊轮上均匀植有刷毛，防止果料与辊轮碰撞受损。毛刷在旋转时所产生的向上推力既可托起果料，又不会对果料表面产生损伤。毛刷辊略倾斜放置，兼具推送果料前进的功效。毛刷辊较高端位于单独的贮果供果机构的提升机出果口处。中部有“ T”形门右侧 (进果端 )装有供果感应器、左侧装有保鲜剂喷头。供果感应器用于控制提升机间歇启动。保鲜剂喷雾机构非常简单方便，由气泵给保鲜剂药桶加压，供果感 应器计数达一定数量电控程序间隙启动电磁阀控制保鲜剂喷头工作。旋转的毛刷辊可保证保鲜剂能均匀涂刷在果料表面。较低端靠近象鼻成型器处，此处毛刷辊上方有送果感应器下方有推果杆、前下方有阻果弯杆。当果料从贮果供果机构进入后，在毛刷辊的作用下自动依次排成单列前行，队列在阻果弯杆处停止住。送果感应器检测到果料后，阻果弯杆向下沉，推果杆快速伸出阻住第二个果料的同时。将料口处的果料项入象鼻成形器的内部通道，然后阻果弯杆向上抬起，推果杆缩回，第二个果料在毛刷辊及重力作 用下行进到料口处完成一次送果动作。此二杆均由 气动元件控制拉伸。果料通过象鼻成形器的内部通道进行纵封后形成的膜筒并停留在横封机构的海绵托板上。 (3)横封机构。由外侧横封板件、内侧横封板件、横封板牵引导轨管毕业设计 11 及外、内横封气缸组成。横封板牵引导轨的主体是导轨管。内侧横封板件套在导轨管上滑动，而外横封板件则固定在牵引杆上，牵引杆从导轨管内部穿过并可并自由滑动。内外横封板件由两个气缸同步实现推拉。松开相应止动螺栓，外、内两个横封板件便可直接从导轨管退出，根据需要快捷地拆装、更换两个横封板件上的部件。内、外横封板件上部位置均固定有海绵托板。内外横封板件合拢时， 海绵托板形成“ Y”型用以接住落下的果料。“ Y”型中上部位置的右侧机架延伸出一横封备料传感器，外侧横封板件中下部安装横封传感器。外侧横封板件中间位置安装有热封刀内侧横封板件中间位置安装有热封 垫。热封刀、热封垫内部均有发热元件及测温传感线，热封垫表面贴有耐热的硅橡胶。根据普通保鲜薄膜包装与精品包装的不同要求，热封刀、热封垫均可从横封板件上快捷拆装切换。普通保鲜薄膜包装时，热封刀为自行设计加工。刀口端为平齐的“山”形，热熔切断。当精品包装时，热封刀换为包装机通用的锯齿刀。 (4)料斗。料斗底部联接有三角块。 内侧横封板件下部两端处位置装有料斗推动杆。料斗推动杆沿料斗底部三角块斜面前进，将料斗托平果料落在其上完成横封后料斗推动杆随内侧横封板件退回，料斗随即倾下，将其上包装好的果料放下。 (5)系统控制。整个系统用一个电子程序控制流程来完成，见图 1。 毕业设计 12 图 1：程序控制流程图 1.4 方案设计特点 方案特点： (1)高质薄膜单个封口，不易破损，保鲜性强，整齐美观，大大提高产品品位。 毕业设计 13 (2)实现普通卷筒膜的自动制袋、果料包装 (3)能使用普通食品保鲜的超薄塑膜进行贮藏保鲜包装最大限度地降低 包装物料消耗与定作成本：也能使用厚塑膜进行上市精品包装：相关机构可简单、快速地切换作到保鲜包装与精品包装一机两用。 (4)智能化程度较高，步进电机运膜、数字式温控、微电脑程序控制等系统状态自动识别与调整，自动停机等。包装速度较快 (5)整机结构简明，购机与单果包装成 毕业设计 14 第二章：传送装置方案的设计 由于设计任务书中，要求 送料装置：平台为 800mm 800mm 100mm 传送带为 100mm 1000mm，那么根据要求对传送装置中，支架，电动机， 轴承，链传动等进行了主要研究。 2.1 支架 的选择 角钢的概述、种类及规格、定义 1.概述 角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材，主要用于金属构件及厂房的框架等。在使用中要求有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。生产角钢的原料钢坯为低碳方钢坯，成品角钢为热轧成形、正火或热轧状态交货。 2.种类及规格 主要分为等边角钢和不等边角钢两类，其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种。 角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。目前国产角钢规格为 号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有 种不同的边厚。进口角钢标明 两边的实际尺寸及边厚并注明相关标准。一般边长毕业设计 15 . c以上的为大型角钢， . c c之间的为中型角钢，边长 c以下的为小型角钢。具体标准如 “ ” 所列。 3.外观质量要求 角钢的表面质量在标准中有规定，一般要求不得存在使用上有害的缺陷，如分层、结疤、裂缝等。 角钢几何形状偏差的允许范围在标准中也有规定，一般包括弯曲 综上所述， 根据设计目的和要求，并考虑柑橘的实际工作情况，决定选用 角钢作为支撑架，并考虑各个结构，选用 50x50x3（ mmxmmxmm）。 2.2 电动机的选择 2.2.1 电 动机的分类 1按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。 毕业设计 16 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流 电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 3按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。 4按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。 5按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标 准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速毕业设计 17 电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、 PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机 2.2.2电动机功率的选择 电动机的功率应根据生产机械所需要的功率来选择，尽 量使电动机在额定负 载下运行。选择时应注意以下两点： (1如果电动机功率选得过小就会出现 “小马拉大车 ”现 象，造成电动机长期过载使其绝缘因发热而损坏甚至电动 机被烧毁。 (2)如果电动机功率选得过大就会出现 “大马拉小车 ”现 象其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不 高 (见表 )，不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪 费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： (1)对于恒定负载连续工作方式，如果知道负载的功率 (即生产机械轴上的功率 )Pl(kw)可按下式计算所需电动机 的 功率 P(kw)： P=P1/n1n2 式中 n1 为生产机械的效率； n2 为电动机的效率。即传动效 率。 按上式求出的功率，不一定与产品功率相同。因此所选 电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 毕业设计 18 2)短时工作定额的电动机与功率相同的连续工作定额 的电动机相比最大转矩大，重量小，价格低。因此，在条件许 可时，应尽量选用短时工作定额的电动机。 (3)对于断续工作定额的电动机，其功率的选择、要根据 负载持续率的大小，选用专门用于断续运行方式的电动机。负 载持续串 Fs的计算公式为 FS tg/(tg+to)100 式中 tg 为工作时间， t。为停止时间 min； tg 十 to 为工作周期 时间 min。 此外也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。 就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法 是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功 率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目 的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是：使 电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作 电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流 进行对比。如果电 功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定 电流上下相差不大则表明所选电动机的功率合适。如果电动 机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低 70左右则 表明电动机的功率选得过大 (即 “大马拉小车 ”应调换功率 较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的 额定电流大 40以上则表明电动机的功率选得过小 (即 小 毕业设计 19 马拉大车 )，应调换功率较大的电动机 . 表 : 负载情况 空载 1/4 负载 1/2 负载 3/4 负载 满载 功率因数 0.2 0.5 0.77 0.85 0.89 效率 0 0.78 0.85 0.88 0.895 综合以上因素，选出电动机的型号。 2.3 轴承 的选择 2.3.1 轴承的分类 轴承主要分为滑动轴承和滚动轴承 滚动轴承主要包括： 1.深沟球轴承 最具代表性的滚动轴承，用途广泛 可承受径向负荷与双向轴向负荷 适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合 带钢板防尘盖或橡胶密封圈的密封型轴承内预先充填了适量的润滑脂 外圈带止动环或凸缘的轴承，即容易轴向定 位，又便于外壳内的安装 最大负荷型轴承的尺寸与标准轴承相同，但内、外圈有一处装填槽，增加了装球数，提高了额定负荷 主要适用的保持架：钢板冲压保持架（波形、冠形单列； S 形双毕业设计 20 列） 铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架 主要用途：汽车：后轮、变速器、电气装置部件 电气：通用电动机、家用电器 其他：仪表、内燃机、建筑机械、铁路车辆、装卸搬运机械、农业机械、各种产业机械 2.角接触球轴承 套圈与球之间有接触角，标准的接触角为 15、 30和 40 接触角越大轴向负荷能力也越大 接触角越小则越有利于 高速旋转 单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷 DB 组合、 DF 组合及双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷 DT 组合适用单向轴向负荷较大，单个轴承的额定负荷不足的场合 高速用 ACH 型轴承球径小、球数多，大多用于机床主轴 角接触球轴承适用于高速及高精度旋转 结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷 无装填槽轴承也有密封型 主要适用的保持架：钢板冲压保持架（碗形单列； S 形、冠形双列）铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架 主要用途：单列：机床主轴、高频马达 、燃汽轮机、离心分离机、小毕业设计 21 型汽车前轮、差速器小齿轮轴 双列：油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械 四点接触球轴承 可承受径向负荷与双向轴向负荷 单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承 适用于承受纯轴向负荷或轴向负荷成份较大的合成负荷 该类轴承承受任何方向的轴向负荷时都能形成其中的一个接触角（ ），因此套圈与球总在任一接触线上的两面三刀点接触 主要适用的保持架：铜合金切制保持架 主要用途：飞机喷气式发动机、燃汽轮机 3.调心球轴承 由于外圈滚道面呈球面，具有调心性能 ，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正 圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上 钢板冲压保持架：菊形 12、 13、 22 2RS、 23 2RS 葵形 22、 23 木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承 4.圆柱滚子轴承 毕业设计 22 圆柱滚子与滚道呈线接触，径向负荷能力大，即适用于承受重负荷与冲击负荷，也适用于高速旋转 N 型及 NU 型可轴向移动，能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化，最适应用作自由端轴承 NJ 型及 NF 型可承受一定程度的单向轴向负荷， NH 型及 NUP 型可承受一定程度的双向 轴向负荷内圈或外圈可分离，便于装拆 NNU 型及 NN 型抗径向负荷的刚性强，大多用于机床主轴 主要适用的保持架：钢板冲压保持架（ Z 形）、铜合金切制保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架 主要用途：中型及大型电动机、发电机、内燃机、燃汽轮机、机床主轴、减速装置、装卸搬运机械、各类产业机械 5.实体型滚针轴承 有内圈轴承的基本结构与 NU 型圆柱滚子轴承相同，但由于采用滚针，体积可以缩小，并可承受大径向负荷无内圈轴承要把具有合适精度和硬度的轴的安装面作为滚道面使用 主要适用的保持架：钢板冲压保持架 主要用途：汽车 发动机、变速器、泵、挖土机履带轮、提升机、桥式起重机、压缩机 6.圆锥滚子轴承 该类轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大挡边引导 毕业设计 23 设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点 单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷 适用于承受重负荷与冲击负荷 按接触胸（ ）的不同，分为小锥角、中锥角和大锥角三种型式，接触角越大轴向负荷能力也越大 外圈与内组件（内圈与滚子和保持架组件）可分离，便于装拆 后置辅助代号 J或 JR的轴承具有国际互 换性 该类轴承还多使用英制系列产品 主要适用的保持架：钢板冲压保持架、合成树脂成形保持架、销式保持架 主要用途：汽车：前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴。机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置 7.调心滚子轴承 该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为 R、 RH、 RHA 和 SR 四种型式 由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正 毕业设计 24 可承受径向负荷与双向轴向负荷。特别是径向负 荷能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷 圆锥孔轴承通过使用紧固件或退卸套可使于轴上的装拆 圆锥孔有以下两种（锥度）： 1:30（辅助代号： K30）适用于 240、 241 系列 1:12（辅助代号： K）适用于其他系列 外圈上可开设油孔、油槽和定位销孔（一个）。内圈上也可开设油孔和油槽 主要适用的保持架：铜合金切制保持架、钢板冲压保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架 主要用途：造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座 调心轴承 2.3.2 轴承的选择 轴承选择之概要： 使用滚动轴承的各种机械装置、仪器等的市场要求性能日趋严格，对于轴承所要求的条件、性能也日趋多样化。为了能从为数众多的结构、尺寸中，选择最适合的轴承，需要从各种角度研究。在选择轴承时，毕业设计 25 一般，考虑作为轴系的轴承排列、安装、拆卸之难易度、轴承所允许的空间、尺寸及轴承的市场性等，大致决定轴承结构。其次，一边比较研究使用轴承的各种机械的设计寿命和轴承的各种不同的耐久限度，一边决定轴承尺寸。在选择轴承时，往往偏于只考虑轴承的疲劳寿命，有关由润滑脂老化而发生的润 滑脂寿命、磨损、噪音等也需要充分研究。再者，根据不同的用途，有必要选择对精度、游隙、保持架结构、润滑脂等等要求，作特别设计的轴承。但是，选择轴承并没有一定的顺序、规则，优先应考虑的是对轴承所要求的条件、性能、最有关连的事项，尤为实际。 轴承所要求的条件、性能 使用条件、环境条件 旋转速度、轴承的极限转速 润滑方式 密封方式 保养、维修 决定润滑方法、润滑剂、密封方法 毕业设计 26 2.4 方案设计部分结构图 柑橘果品从盘里放上，然后经输送带传送，并经过毛滚刷排序及喷施保鲜剂，并经封装机构进行封装，然后由运输机构运走。 毕业设计 27 第三章：制袋及封装机构的设计 3.1 制袋 及封装原理 供膜与纵封机构。位于机架前上方，由膜架、若干导辊 (杆 )、象鼻成型器、三组内含加热元件的纵封辊及供膜伺服电机、纵封伺服电机组成。单张卷筒薄膜经多道导辊、成型器将薄膜卷折成筒状，并被回转的纵封辊牵引、加热加压纵向热封定型 。 横封机 构。由外侧横封板件、内侧横封板件、横封板牵引导轨管及外、内横封气缸组成。横封板牵引导轨的主体是导轨管。内侧横封板件套在导轨管上滑动，而外横封板件则固定在牵引杆上，牵引杆从导轨管内部穿过并可并由滑动。内外横封板件由两个气缸同步实现推拉。松开相应止动螺栓，外、内两个横封板件便可直接从导轨管退出，根据需要快捷地拆装、更换两个横封板件上的部件。内、外横封板件上部位置均固定有海绵托板。内外横封板件合拢时，海绵托板形成“ Y”型用以接住落下的果料。“ Y”型中上部位置的右侧机架延伸出一横封备料传感器，外侧横封板件中下部安装横封传感器。外侧横封板件中间位置安装有热封刀内侧横封板件中间位置安装有热封垫。热封刀、热封垫内部均有发热元件及测温传感线，热封垫表面贴有耐热的硅橡胶。根据普通保鲜薄膜包装与精品包装的不同要求，热封刀、热封垫均可从横 封板件上快捷拆装切换。普通保鲜薄膜包装时，热封刀为自行设计加工。刀口端为平齐的“山”形，热熔切断。当精品包装时，热封刀换为包装机通用的锯齿刀。 毕业设计 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 综合以上分析， 横封的设计： 倾斜滚道安装尺寸的确定：由水果包装箱的外形尺寸 知包装箱的高度为 300mm,同时考虑到送箱装置的尺寸，留出一定的余量后，滚道的高度定为： 400mm。滚道的尺寸依据柑橘的最大尺寸和安装空间的需要，暂定为：宽度 X 长度 X 两挡边高度 X 钢板厚度 =150X150X60X1(单位为毫米 )。安装时倾斜 30，便于柑橘滚到箱子里面。为了防止在滚动过程中受到损伤，倾斜滚道表面包覆一层海绵垫。 3.2 气缸的工作原理、分类及安装形式 1.气缸的典型结构和工作原理 图 3 1 普通双作用气缸 1、 3缓冲柱塞 2活塞 4缸筒 5导向套 6防尘圈 7前端盖 8气口 9传感器 10活塞杆 11耐磨环 12密封圈 13后端盖 14缓冲节流阀 以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明，气缸典型结构如图 13 1 所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。 当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交毕业设计 29 替进气和排气， 活塞实现往复直线运动。 2.气缸的分类 气缸的种类很多，一般按气缸的结构特征、功能、驱动方式或安装方法等进行分类。分类的方法也不同。按结构特征，气缸主要分为活塞式气缸和膜片式气缸两种。按运动形式分为直线运动气缸和摆动气缸两类。 3.气缸的安装形式 气缸的安装形式可分为 1）固定式气缸 气缸安装在机体上固定不动，有脚座式和法兰式。 2）轴销式气缸 缸体围绕固定轴可作一定角度的摆动，有 U 形钩式和耳轴式。 3）回转式气缸 缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴作高速旋转运动。这种气缸常用于机床上气动卡盘中，以实 现工件的自动装卡。 4）嵌入式气缸 气缸缸筒直 接制作在夹具体内。 3.3 气缸的工作原理 1.普通气缸 包括单作用式和双作用式气缸。常用于无特殊要求的场合。 图 13 2 为最常用的单杆双作用普通气缸的基本结构，气缸一般由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件等零件组成。 缸筒 7 与前后缸盖固定连接。有活塞杆侧的缸盖 5 为前缸盖，缸底侧的缸盖 14 为后缸盖。在缸盖上开有进排气通口，有的还设有气缓冲机构。前缸盖上，设有密封圈、防尘圈 3，同时还设有导向套 4，以提高气缸的导向精度。活塞杆 6 与活塞 9 紧固相连。活塞上除 有密 封圈 10， 11 防止活塞左右两腔相互漏气外，还有耐磨环 12 以提高气缸的导向性；带磁性开关的气缸，活塞上装有磁环。活塞两侧常装有橡胶垫作为缓冲垫 8。如果是气缓冲，则活塞 两侧沿轴线方向设有缓冲柱塞，同时缸盖上有缓冲节流阀和缓冲套，当气缸运动到端头时， 图 3 2 普通双作用气缸 1， 13弹簧挡圈 2防尘圈压板 3防尘圈 4导向套 5杆侧端盖 6活塞杆 毕业设计 30 7缸筒 8缓冲垫 9活塞 10活塞密封圈 11密封圈 12耐磨环 14无杆侧端盖 缓冲柱塞进入缓冲套， 气缸排气需经缓冲节流阀，排气阻力增加，产生排气背压，形成缓冲气垫，起到缓冲作用。 2.特殊气缸 图 3 3 薄膜气缸 1缸体 2膜片 3膜盘 4活塞杆 为了满足不同的工作需要，在普通气缸的基础上，通过改变或增加气缸的部分结构，设计开发出多种特殊气缸。 （ 1） 薄膜式气缸 图 13 3 为膜片气缸的工作原理图。膜片有平膜片和盘形膜片两种 一般用夹织物橡胶、钢片或磷青铜片制成，厚度为 5 6mm （有用 1 2mm 厚膜片的）。 图 13 3 所示的膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单作用气缸 ，工作时，膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。它的优点是：结构简单、紧凑、体积小、重量轻、密封性好、不易漏气、加工简单、成本低