包装机设计横封机构

1、包装机设计横封机构 摘 要 食品包装机械是指能完成全部或部分产品和食品包装过程的机械包装过程包括充填裹包封口等主要工序以及与其相关的前后工序如清洗堆码和拆卸等此外包装还包括计量或在包装件上盖印等工序使用机械包装产品可提高生产率减轻劳动强度适应大规模生产的需要并满足清洁卫生的要求目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制并且我国的包装机械产品普遍存在质量不稳定性能单一成本高技术含量低的 状况因此针对食品自动包装机关键部件的深入研究对原理结构运动功能等分析提供结构简单可靠操作方便自动化程度高用途范围广的包装机是很有必要的本文在分析方便面自动包装机的包装工艺和使用要求的基础上通过对关键部件的理论分

2、析提出一种实用简单的横封机构实现了根据薄膜厚度不同自动调节加热时间和温度的功能并且对方便面包装机封切机构的结构工作原理及各组成部分功能做了较为详细的研究和设计对关键部件提出完整的设计方法和造型设计旨在满足市场需求推动企业创新步伐本文借助了autocadpro-e等软件分析运动规律和结构设计这种利用计算机作辅助设计和分析的方法可以应用于其它类型包装设备的设计和分析中关键词包装机械 封切机构 包装工艺 机构设计abstract food packaging machinery is able to complete all or part of the products and food pack

3、aging process machinerypackaging process including filling wrapping sealing and other major processes and the associated processes before and aftersuch as cleaning stacking and demolitionin addition the packaging also includes a measurement or on the package stamped and other processesthe use of mec

4、hanical packaging products to increase productivity reduce labor intensity to meet the needs of the large-scale production and meet the requirements of hygieneat presentdomestic equipment is mostly a simple imitation of the imported productalsoprevalence of inconsistent quality and performance of a

5、single high cost low technical content and packaging machinery products in china situationtherefore in-depth study of the key components of food-automatic packaging machinethe principle structure movement functional analysisprovide a simple and reliable structure convenient operation high degree of

6、automation is necessary to use a wide range of packaging machines this article based on analysis of instant noodles automatic packing machine packaging technology and use requirementsby means of the theoretical analysis of the key componentspropose a practical simple cross-seal mechanismrealized the

7、 function automatically adjusts the heating time and temperature according to the film thicknessand instant noodles packaging machine sealing and cutting to the structure working principle and part of the function to do a more detailed study and designthe key components of a complete design methodol

8、ogy and designdesigned to meet the market demand to promote the pace of business innovation in this paper using the autocad pro-e such as movement of software analysis and structural design such as the use of computer-aided design and analysis methods can be applied to other types of packaging equip

9、ment design and analysiskeywords packaging machiner sealing and cutting institutions packaging technologymechanism design目 录摘要abstract第一章 绪 论11 包装机的分类com 枕式包装机com 立式包装机com 真空包装机12 方便面包装机的应用及适用范围13 方便面包装机的主要特点com 主要性能和结构特点com 方便面包装机的技术规格和结构简图14 方便面市场分析15 食品包装机械的国内外发展情况com 国外包装机械的发展情况 com 国内包装机械的发展情况1

10、6 我国食品包装机械存在的主要问题17 我国食品包装机械的发展趋势18 食品包装未来需求19 研究内容与目的com 研究内容1com 研究目的1第二章 总体方案设计121 方便面的生产工艺流程122 塑料袋封口机的工作原理1com 适用范围12com 主要特点12com 工作原理13com 封口质量调整123 塑料薄膜横封机构的工作原理124 工作行程的控制25 相关的控制和程序指令com 控制线路图com 外部接线图com 程序梯形图com 程序指令26 机构运动示意图27 机构工作原理图第三章 相关件的选择计算31 气缸的选择原则32 气缸的设计选择与计算233 弹簧3的选择计算2第四章

11、强度校核41 许用应力的确定42 推杆24连杆21的强度校核43 拉杆29连杆22的强度校核第五章 设计说明51 日常清洁维护保养规程52 安全操作规程353 常见故障及排除方法3第六章 三维软件的应用361 三维软件的介绍362 软件特点3结论3致 谢3参考文献3第一章 绪论11包装机的分类com装机枕式包装机结构图图1-1 1适用范围 2结构特点 本机用采用日本松下plc核心度独立pid控制选配装置 日期打码机喷码机 贴标机 喷酒精装置打排气孔装置打圆孔装置打虚线装置 防切料装置连袋装置挂孔装置 自动下料装置卷纸自动烫边装置 自动充气装置制氮机无油空压机冷干机普通空压机图1-1 枕式包装机

12、结构图com装机式包装机结构图图1- 1适用范围 本机适用于汤料冲剂干燥剂味精白糖麦片药粉豆粉奶粉洗发水面霜调味品朱古力螺丝等分 2结构特点 本机采用光电眼控制系统从全自动计量充填制袋日期打码到产品输出一次性完成选配装置 色带打码机 自动喂料机自动称重机自动计量装置 连袋装置多种物料下料装置 自动充气装置制氮机无油 图1-2立式包装机结构图com装机包装机结构图图1- 1适用范围 在食品行业真空包装应用非常普遍各种熟制品如鸡腿火腿香肠等腌制品以及豆制品果脯等各种各样需要保鲜的食品 机器特点 排除了包装容器中的部分氧气空气能有效地防止食品腐败变质 采用阻隔性气密性优良的包装材料及严格的密封技术和

13、要求能有效防止 包装内容物质的交换即可避免食品减重失味又可防止二次污染 真空包装容器内部气体已排除加速了热量的传导这即可提高热杀菌效率也避免了加热杀菌时由于气体的膨胀而使包装容器破裂 选配装置 日期打码机喷码机 贴标机 喷酒精 防切料图1-3真空包装机结构图12方便面包装机的应用及适用范围 现代经济生活中绝大多数产品都需要经过包装成为商品才能进入流通流域而方便面类产品的包装要借助包装技术及装备所以包装设备在包装过程中是不可或缺的工艺手段方便面是世界上列在面包之后的第二大加工食品我国是全球方便面第一产销大国国内现有方便面生产线近三千条左右年生产能力190亿包销售额222亿元人民币在产量和销售额上

14、保持着高于30以上的增长远远高于全国食品工业206的平均增长水平资料表明随着人们膳食结构的调整和饮食习惯的改变及我国经济的持续发展给食品包装行业带来了良好的机遇促进了食品加工业的快速发展需要大量高品质的食品包装机械食品包装机械最终作用在于提高生产率和产品多样化方便面包装机属于枕式包装机系列该包装机可以对方便面粽子饼干米通雪饼蛋黄派巧克力面包月饼药品日用品工业零件纸盒或托盘等各类有规则物体的包装13方便面包装机的主要特点com能和结构特点双变频器控制袋长即设即切无需调节空走一步到位省时省膜人机界面参数设定方便快捷高感度光电眼色标跟踪数字化输入封切位置使封切位置更加准确温度独立pid控制更好适合各

15、种包装材质特制的可调式制袋器更好的适应当前多品种多规格的包装要求差动式送料方式使机器在运行过程中可以方便的实现供料位置的调整先进的微电脑包装控制器优良的人机对话模式使速度袋长切点位置测等都可在界面上直接显示滑动式横封机构可上下任意调整横封的中心高度进口色标检测器使色标检测更为准确网纹直纹竖纹式封口任选变频调速方便简单 11 传动系统简洁工作更可靠维护保养更方便com包装机的技术规格和结构简图方便面包装机械技术规格如下机型 ald-320b ald-320d 薄膜宽度 350mm 制袋长度 65-190或120-280mm 90-220或150-330mm制袋宽度 50-160mm 产品高度 4

16、5mm 60mm 膜卷直径 320mm 包装速度 40-230 包分电源规格 220v5060hz26kva机器尺寸 l 3770x w 720x h 1450 机器质量 850kg备注 可加充气装置与打码机方便面包装机的结构如图1-41-5所示图1-4方便面包装机结构图图1-5方便面包装机示意图14方便面市场分析2000-2009年中国方便面市场容量如图1-6所示图1-6 2000-2009年中国方便面市场容量 方便面价格上升1-7所示图1-7 方便面价格上升元包 从历史数据来看方便面的平均价格不断提升从2006年开始每年的均价提升幅度都超过10超过cpi指数面粉的涨幅平均每年涨价7棕榈油平

17、均涨幅波动较大但平均涨幅低于面粉的涨价幅度 预计未来方便面平均价格将会延续过去几年来的趋势进一步攀升主要的推动因素来自于原材料成本的上升迫使厂家提升价格提升以及消费者的消费升级带动的主力价格带的迁移 由此可见方便面这个行业具有巨大的市场前景和商业价值故而也必将带动食品包装机械的迅猛发展尤其是方便面食品包装机的进一步改进和发展15食品包装机械的国内外发展情况com装机械的发展情况美国日本德国意大利是世界上包装机械四大强国美国是世界上包装机械发展历史较长的国家早已形成了独立完整的包装机械体系其品种和产量均居世界之首10多年来美国始终保持着世界最大包装机械生产和消费大国的地位其产品以高大精尖产品居多

18、机械与计算机紧密结合实现机电一体化控制新型机械产品中以成型填充封口三种机械的增长最快裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的15纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位从上世90年代初以来美国包装机械业一直保持着良好的发展势头散体物料包装机的改进设计日本与美国德国相比起步较晚上世纪60年代以前包装机械厂家不足60 家只能包装糖果香烟等60-70 年代是日本包装机械业起步阶段产值增长速度很快70-80 年代增长速度虽不如上一阶段那么高但年增长率仍达1380-90年代是稳定增长分阶段将微电子技术成功地应用于包装机械的控制以后又将光导纤维技术工业机器人技术模块化技术应用于包装机械达到安全性高无人操作高生产率的

19、水平大大提高了其国际市场竞争力因此从上世纪60 年代到90年代初日本包装机械工业连续30多年高速增长经历了引进-消化-发展的过程德国意大利英国瑞士和法国等都是世界上很重要的包装机械生产国家德国的包装机械在计量制造技术性能等方面居领先地位特别是啤酒饮料灌装设备具有高速成套自动化程度高可靠性好等特点享誉全球一些大公司生产的包装机械集机-电-仪及微机控制于一体采用光电感应以光标控制并配有防静电装置其大型自动包装机不仅包装容积大而且能集制袋称重充填抽真空封口等工序在一台单机上完成德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态出口比例占80左右德国是世界上最大的包装机械出口国意大利是仅次于德国的第二大包装机械

20、出口国意大利的包装机械多用于食品工业具有性能优良外观考究价格便宜的特点出口比例占80左右目前世界各国对包装机械的发展都十分重视集机电气光生磁为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化资源高利用化产品节能化高新技术实用化科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势com装机械的发展情况目前我国包装机械企业规模偏小技术装备不很完善管理水平比较低自我发展和技术设计开发能力较弱产品品种单一产品的技术含量附加值较低新产品开发周期长不能及时响应市场的需求及时提供市场用户所急需的产品企业主要精力都花费在量的扩张上对质的提升科技进步的投入严重不足产品在低水平上重复许多企业生产相同的产品从而使许多产品销不出去低

21、价竞争已威胁到企业生存的地步另外产品安全防护措施较差安全意识不强这些都造成国内产品与国外市场竞争能力偏低目前我国包装机械产品普遍存在质量不稳定性能单一成本高技术含量低的状况随着我国进入世贸组织 wto 国际先进的技术设备和管理经验的进入势必会对我国刚刚发展起来的包装机械工业造成巨大冲击企业面临着前所未有的严峻考验展起着重要的作用包装机械产品量面广我们的行业仍欣欣向荣16我国食品包装机械存在的主要问题 我国的食品包装机械行业近些年来所取得的成绩是显著的但与国外产品相比仍存在20年的技术差距我国现有的一些包装机械产品技术含量不高而国外已将许多进步前辈技术应用在包装机械上如远距离遥控技术 包括监控

22、步进电机技术自动柔性补偿技术激光切割技术信息处理技术等国内大多以生产单机为主而国外大多为配套生产很少单机销售产品可靠性差技术更新速度慢新技术新工艺新材料应用少我国的食品和包装机械单机多成套少通用机型多满意特殊要求特殊物料的设备少技术含量低的产品多高技术附加值高生产率的产品少智能化设备还处于研制阶段我国食品和包装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大修周期短且绝大多数产品还没有制定可靠性标准目前我国的食品和包装机械只有5达到国外上个世纪90年代水平20达到80年代水平60才达到国70年代的水平与工业发达国家相比中国食品包装机械产品品种少

23、3040技术水平落后2030年 食品包装机械行业的低水平重复是指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的现象目前中国食品和包装机械市场上充斥着成本低工艺水平比较落后易于制造的机械产品这样的市场环境如果长期不能得到改善将不利于整个行业产品的升级换代具体准确的数据目前还没有统计行业内目前大约有14的企业存在低水平重复生产现象大约有1000多家企业在低水平重复生产 技术比较初级的自动封口机仅温州一地就有100多家工艺简单的打码机仍有企业在生产热打码机生产目前已经被国家取消采用电加热的烙饼机已经非常原始但生产厂家依然不少炸油条机尽管存在油的过滤和换油的标题题目但由于在农村

24、和小城镇还有市场仍然有厂家在生产灌装压盖机械也还有一些初级产品仍有生产比较初级的压面机生产也在继续产生低水平重复生产现象的原因主要有以下方面低水平产品科技含量不高制造工艺简单所需投入资金少企业的科研创新能力严重不足更新换代速度太慢企业对自己开发出来的新产品没有及时申请专利权加以保护这种低水平重复现象如果不加以控制会造成低水平低档次的产品不断生产出来对资源造成极大浪费同时大量这类产品充斥市场供大于求造成机械市场的混乱使合法的知识产权得不到有效的保护阻碍行业产品的不断升级换代和创新最终阻碍社会经济向前发展 我国食品包装机械主要还是仿制测绘稍加国产化改进谈不上开发研究目前国内的科研开发投入较少按规定

25、技术投入可占销售收入的3但大多数企业做不到我们的开发手段落后现在好一点真正使用cad的还很少产品开发缺少创新难上水平生产手段落后大部分还是用陈旧的通用设备加工新产品开发不但数量少而且开发周期长在企业管理上往往重生产加工轻研究开发创新不够不能紧跟市场需求及时提供产品大多数企业技术人员占总职工总数的比例达不到10只有少数企业可以达到年产值5000万元以上的规模我国食品包装机械行业缺乏知识产权意识对自己开发出来的新产品没有及时申请专利权加以保护17我国食品包装机械的发展趋势 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主要

26、向集成化高效化智能化等方向发展效率化食品加工的高度效率化主要是采用机电一体化技术和光电液自动化控制技术等来实现的由连续式生产设备代替间歇式生产设备由专业化生产设备代替通用化生产设备由人型化生产设备代替中小型生产设备使生产线实现连续化生产专业化作业自动化调节规模化经营等可显著提高生产效率和经济效益目前许多食品机械大型制造企业或跨国公司大都发展生产线高度自动化生产规模大型化的生产设备以高效率生产赢得市场的竞争能力2自动化进入21世纪以来较之传统包装机械设备新型食品包装机要求具有简洁化高生产率配套更完善更具自动化等特点未来的包装机械将配合产业自动化趋势促进包装设备总体水平提高如高智能数控系统编码器及

27、数字控制组件动力负载控制等新型智能设备已经普遍应用到包装机械设备中使设备使用者在操作过程中更具有独立性灵活度操作正确性高效率和兼容性18食品包装未来需求 随着人们日常工作节奏的加快营养保健食品的丰富环境保护意识的增强今后对食品及其包装也必然会提出许多新的要求如今引人注目的是鉴于电冰箱微波炉的迅速普及加上其他相关条件逐步成熟不会很久可以通过开发速冻食品作为方便食品快餐食品大量进入家庭和企事业单位包括服务旅游之类行业与此同时还要因地制宜大力发展真空包装真空充气包装和无菌包装等新技术新产品使之与速冻包装有机结合共同促进食品包装更上一层楼这样一来各层次的消费者寄希望于以盒装为主体的食品小包装容器要使用

28、轻便主要指包装件容易开启随意摆放多次可封用后可收安合可靠所以必须采用相应措施进一步改善袋型盒型并实现主体与封口结构的科学化和多样化 众所公认在商业竞争中物美与价廉始终必须兼顾若能切实做到这一点就不难占领市场立于不败之地出路之一在于切实实现合理包装与简化包装的辩证统一道理很明显合理也包含简化但简化不一定合理如过去被淘汰的饮料裸式薄塑料管包装饼干天地盖软纸盒包装等事实上从主流看现有不少精心设计流行的袋与盒包装就占有这方面的优势因为经济合理简化了包装形式与结构以及相关工艺与设备可以大幅度地减少生产销售过程中的各种消耗浪费并消除诸多不稳定因素的发生进而提高整体效益最终体现现代包装的大方向19 研究内容

29、与目的com 研究内容 为保证封袋的外观总体质量和包装密封要求提高生产效率设计横封包装机封切机构并分析各包装过程的先后顺序和各动作之间的相互联系依照方便面包装袋的包装要求确定方便面包装机的结构方案本课题主要进行横封包装机封切机构的设计 根据包装过程的需要和被包装物的性状特点方便面类自动包装设备主要由下各系统组成1横封机构2纵封机构3减速器4控制箱5触摸屏6包装膜拉膜机构7上料机构8 包装物输送带9气压传动系统10 真空系统和电气控制系统组成 为保证封袋的外观总体质量和包装密封要求提高生产效率设计横封包装机封切机构初步确定各组成系统的尺寸和相对位置和装配方式并分析各包装过程的先后顺序和各动作之间

30、的相互联系依照方便面包装袋的包装要求确定方便面包装机的结构方案本课题主要进行横封包装机封切机构的设计 总体方案设计2方便面的生产工艺流程原料搅拌混合熟化复合压片连续压片切条波纹成形蒸煮糊化初冷切断折叠分排着味油炸脱水冷却成品检验分袋包装成品装箱方便面生产工艺流程图2-1所示图2-1方便面生产工艺流程图2的工作原理21适用范围 塑料袋封口机适用于聚乙烯或聚丙烯单层薄膜聚乙烯或聚丙烯为内层的聚烃复合薄膜塑料袋以及铝塑纸塑等复合软包装袋的封口制袋因具有连续封口的特点可以制成各种规格尺寸的包装袋且可在各种包装流水线上配合使用塑料袋封口机应用于食品饮料医药水产土特产日用化妆品服装电子元件小五金化工等产品

31、的包装封口广泛应用于工厂商店零售部门服务性行业及科研军工部门等各行各业com点 1使用聚丙烯遮挡的封口带能有效防止封口袋烧焦或污染使封口牢固美观 2因加热器容量大热封压力可以调节又采用电子预选恒温控制系统因而可适用各种材料及厚薄的包装袋封口同时恒温控制系统使热封温度可任意调节自动保温因而温度稳定加热均匀封口质量稳定可靠 3装有无级调速输送装置可自动将包装袋从进口输送到出口完成封口的各道工序且可适应各种节拍要求自动线 4机上可配压花轮或另配购印字轮随需要更换字型能在封口同时印上出厂日期保存期保质期等标志封口花纹及标志字迹清晰美观 5袋子宽度任意长度不限不论大小袋子都能顺利进行热封口 6落地式装有

32、脚轮可方便地更换作业场地卧式立式变换方便既可封装千性物品也可封装湿性物品com理 一般封口机由机架减速调速传动机构封口印字机构输送装置及电器电子控制系统等部件组成接通电源各机构开始工作电热元件通电后加热使上下加热块急剧升温并通过温度控制系统调整到所需温度压印轮转动根据需要冷却系统开始冷却输送带送转并由调速装置调整到所需的速度 当装有物品的包装放置在输送带上袋的封口部分被自动送入运转中的两根封口带之间并带入加热区加热块的热量通过封口带传输到袋的封口部分使薄膜受热熔软再通过冷却区使薄膜表面温度适当下降然后经过滚花轮或印字轮滚压使封口部分上下塑料薄膜粘合并压制出网状花纹或印制标志再由导向橡胶带与输送

33、带将封好的包装袋送出机外完成封口作业24封口质量调整不同封口材料需要确定不同的温度和封口速度而温度与速度是相关的在实际操作中必须协调试验反复多次调节不同温度和相应封口速度达到满意为止普通聚乙烯等单层塑料薄膜封口时必须打开内机进行冷却初次试验时需慢慢地将温度逐步提高应仔细选择合适温度及封口速度如温度过高则使薄膜融化粘在封口带上如有以上情况应及时清除剥离否则将影响封口质量封口温度选择与封口速度有直接关系同样材料温度选择高时速度可提高速度低时温度宜低些薄膜厚度越厚温度也需越高反之也一样23塑料薄膜横封机构的工作原理 总体来说当接通电源后电热元件产生热量使上下两加热块急剧升温并通过温度控制仪和调速装置

34、来调整所需封口材料的温度和速度塑料包装袋由传送带传送将包装袋的封口部分送入运转中的两根封口带之间塑料袋封口部分在上下两根封口带的夹持下送入加热区封口带带在加热区受到两加热块的挤压使塑料薄膜受热后粘合然后在封口带夹持下送入冷却区冷却 具体分析塑料薄膜横封机构是利用电热丝瞬时加热来完成聚乙烯塑料的封口和切断其中封口用电热扁丝4切割用电热圆丝7单面加热另一面有耐热橡皮8和涤纶薄膜衬垫由于聚乙烯薄膜的热封有加压加热冷却和释放等过程热封时在气缸29的活塞杆外伸时通过摆动摇臂17和连杆21使拉杆29向右推杆24向左两热封头同时左右动作合拢加压其时聚乙烯塑料袋由上向下停在两热封头中间位置合模的位置 恰好在袋

35、口规定位置上进行加热完成前一袋的封口后一袋的封底同时在封口时切断然后稍冷却后释放封口温度约在130左右切割温度约在140利用瞬时加热其加热温度通过调节电压来间接控制加热时间则用rc延时继电器控制根据薄膜材质与厚度必须相应调节温度加热时间及压紧力并在释放前需留有一定的冷却时间以利于提高封口质量为提高生产率缩短热封时间本结构采用水冷却装置热封头结构考虑到制袋封口平整美观先用驱气板2将塑料袋中的空气排除并在封口上下两端用压块11压住压块11在压缩弹簧12作用下后移然后进行热封和切断电热扁丝4电热圆丝7平时处于预紧状态其预紧力由弹簧28保证左侧热封头底部装有四个弹簧3设有压力调整装置保证封口时有一定大

36、小的恒压力由于横封时薄膜是处在受拉力的运动状态并且横封口又受下落物料冲击薄膜易变形所以必须使拉引薄膜的夹紧力与热封所需要的压紧力在同一平面内而又相互不受干扰以稳定封口质量横封器结构图如2-2所示1-夹 图2-2冷却水冷却横封器结构图24工作行程的控制 由于聚乙烯薄膜的热封有加压加热冷却释放四个过程故可由电气控制或欧姆龙c系列plc进行行程控制设气缸正行程加压行程由继电器控制加热过程由继电器控制冷却过程由控制气缸释放过程退回过程由控制延时继电器控制加热时间控制冷却时间为启动按钮为停止按钮分别为正反行程的行程开关电气控制原理为按动起动按钮接触器通电气缸通过连杆带动左右两封头开始左右合拢加压当两封头

37、到达合模位置时触动行程开关使其闭合接触器通电断电时间继电器通电开始加热当加热时间达到的设定值时闭合接触器通电断电时间继电器通电开始冷却当冷却时间达到设定值时闭合接触器通电断电气缸开始通过连杆带动左右两封头退回当退回至初始位置时触动行程开关使其闭合接触器通电断电气缸又开始正行程依次循环下去按下停止按钮机器停止工作25相关的控制和程序指令 com路图控制线路图2-3所示 图2-3控制线路图 com 外部接线图外部接线图2-4所示 图2-4外部接线图 com形图程序梯形图图2-5 图2-5程序梯形图 com 程序指令 00000 ld not 00000 00001 and not 00001 00

38、002 il 00003 ld 00002 00004 or 00004 00005 or 01000 00006 and not 01001 00007 out 01000 00008 ld 00003 00009 or 01001 00010 and not 01002 00011 out 01001 00012 tim 000 t1 00013 ld tim000 00014 or 01002 00015 and not 01003 00016 out 01002 00017 tim 001 t2 00018 ld tim001 00019 or 01003 00020 and not

39、01000 00021 out 01003 00022 ilc 00023 end26机构运动示意图将该机构向主视图方向投影得机构平面原理图如下该机构共有7个活动构件10个低副故自由度数故只需一个主运动即可该横封机构中将气缸活塞杆的外伸作为主运动机构运动示意图图2-6 图2-6机构运动示意图27 机构工作原理图将机构向主视图方向投影得机构运动简图如下其中虚线位置为机构的初始位置实线位置为封口时的工作位置拉杆20的位移为推杆15位移为气缸行程为机构工作原理图图2-7图2-7机构工作原理图 第三章 相关件的选择算31气缸的选择原则 类型根据工作要求和条件按机械设计手册气压传动表22-1-16正确选

40、择气缸的类型高温环境下需选耐热气缸在有腐蚀环境下需选用耐腐蚀气缸在有灰等恶劣环境下需在活塞杆伸出端安装防尘罩要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸等 安装形式根据安装位置使用目的等因素决定在一般情况下采用固定式气缸在需要随工作机构连续回转时如车床磨床等应选用回转气缸在要求活塞杆除直线运动外还需作圆弧摆动时则选用轴销式气缸有特殊要求时应选择相应的特种气缸 作用力的大小根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力参照机械设计手册气压传动表22-1-18负载率乘以系数152使气缸输出力稍有余量缸径过小输出力不够但缸径过大使设备笨重成本提高又增加耗气量浪费能源在夹

41、具设计时应尽量采用扩力机构以减小气缸的外形尺寸 活塞行程与使用的场合和机构的行程有关但一般不选用满行程防止活塞和缸盖相碰如用于夹紧机构等应按计算所需的行程增加1020mm的余量 活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量气缸进排气口大小及导管内径的大小要求高速运动应取大值气缸运动速度一般为50700mms对高速运动的气缸应选择大内径的进气管道对于负载有变化的情况为了得到缓慢而平稳的运动速度可选用带节流装置或气-液阻尼缸则较易实现速度控制选用节流阀控制气缸速度需注意水平安装的气缸推动负载时推荐用排气节流调速垂直安装的气缸举升负载时推荐用进气节流调速要求行程末端运动平稳避免冲击时应选用带缓冲装置

42、的气缸 综合上述原则知道本设计所选的气缸应是固定式无给油的轴销式气缸 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气缸按结构和功能可分为单作用气缸双作用气缸和组合式气缸单作用气缸是通过压缩空气从一腔进入气缸推动活塞或柱塞向一个方向运动而活塞的返回是靠弹簧膜片张力等而双作用气缸的气缸活塞的往复运动均由压缩空气来完成对比可知本设计选用单作用气缸即可 而在单作用气缸中柱塞式气缸是以柱塞代替活塞压缩空气驱动柱塞向一个方向运动复位靠外力对负载的稳定性较好输出力小使用于小缸而活塞式气缸是通过压缩空气驱动活塞向一个方向运动复位靠外力或自重故本设计中选择活塞式气缸简图如图3-1 图3-1活塞式气缸

43、结构简图32气缸的设计选择与计算根据工作要求和参考机械专业机械设计宝典确定参数封接压力为2540n气源压力为0408mpa由于封接压力可调因此该装置通过调整气源压力来调节封接压力气缸活塞直径应根据最小气源压力值来计算由公式f aps 式中f 40np 04mpaa为安全系数一般取0607本设计中取a 06为活塞面积故气缸内径为mm由于气缸直径一般为标准值121620253240等因此选择气缸内径为16mm 查机械设计手册气压传动中的标准型气缸可知10y1系列小型气缸按iso国际标准安装尺寸设计采用不锈钢筒端盖与缸筒之间铆接紧固轴向尺寸小外形美观分标准型带开关带阀带阀及开关四种形式无给油润滑用途

44、广泛使用寿命长机械设计手册气压传动中的表22-4-4中10y1系列小型气缸的主要技术参数表3-1所示表3-1 10y1系列小型气缸的主要技术参数对比上表中所示参数可知本设计可选择普通单活塞杆气缸10y1系列小型气缸具体型号为10y1 tb 16n 4533弹簧3的选择计算弹簧的作用通过滑块长距离的移动引起弹簧短距离的伸展从而维持弹簧张紧力在最大值最小值之间变动圆柱螺旋弹簧的制造过程包钩制作拉簧或端圈加工压簧热处理和工艺试验过程特别重要的弹簧还要进行强压处理材料碳素弹簧钢丝c级强度高耐高温性能好适用于做小弹簧d8mm冷卷弹簧或要求不高载荷不大的大弹簧弹簧的端部结构为两端并紧且磨平支撑圈数为1圈弹

45、簧的相关参数确定如下已知最大工作载荷 40最小工作载荷 25n 弹簧中径d 18mm 工作行程h 13mm查机械设计手册弹簧表7-2-20得 旋绕比c 113 曲度系数k 1192材料直径 取d 16mm弹簧外径 1816 196mm弹簧内经 18-16 164mm初算弹簧刚度因是类载荷 故由弹簧材料直径d及弹簧中径d从表7-2-29得有效圈数圈取标准值n 6圈总圈数圈弹簧刚度nmm工作极限载荷下的变形量mm节距mm自由高度mm取标准值螺旋角展开长度最小载荷时的高度最大载荷时的高度极限载荷时的高度高径比故无需进行稳定性验算第四章 强度校核根据机构工作原理图当两封头同时运动到中间位置时机构中各杆

46、受力最大故可校核此位置时各杆的强度来判断机构的安全性取封接压力为40n左右封头质量均为4kg41许用应力的确定 推杆24拉杆29材料为45号钢直径为d 20mm查机械设计手册其屈服强度为安全系数为s 12525保守计算得许用应力为 连杆2122材料为q235直径为d 18mm查机械设计手册其屈服强度为安全系数为s 12525保守计算得许用应力为42推杆24连杆21的强度校核根据机构工作原理图推杆24的受力分析简化后如图4-1图4-1 推杆24的受力分析图根据对称性为封接压力的一半故为右封头重力的一半故分别为机座对杆24的支反力支反力矩大小未知为连杆21的作用力由于连杆21为二力杆故力的方向为沿

47、连杆的方向与水平方向的夹角为2计算并校核根据水平方向受力平衡故 对h点求矩故 故 h点左侧弯矩 h点右侧弯矩 作出弯矩图如图4-2所示图4-2 推杆24的弯矩图故所以推杆24的最大弯曲应力为推杆24的压应力为由于推杆24为压弯组合变形故受到最大应力为故推杆24安全对连杆21其受到压应力为故连杆21安全43 拉杆29连杆22的强度较核根据机构工作原理图拉杆29的受力分析简化后如图4-3所示图4-3 拉杆29的受力分析图根据对称性为封接压 分别为机座对杆29的支反力支反力矩大小未知 为连杆22的作用力由于连杆22为二力杆故力的方向为沿连杆的方向与水平方向的夹角为计算并校核根据水平方向受力平衡故对g

48、点求矩 故 所以g点左侧弯矩 g点右侧弯矩作弯矩图如图4-4图4-4 拉杆29的弯矩图故所以拉杆29的最大弯曲应力为拉杆29的拉应力为由于拉杆29为拉弯组合变形故受到最大应力为 故拉杆29安全对连杆22其受到拉应力为故连杆22安全第五章 设计说明51日常清洁维护保养规程 每次开动前后在各注油部位加油润滑用铜丝刷剔除横封花剪上的杂物用干布擦拭送物链及输送槽内的杂物 机器外观清洁清洁时可用干燥或捻湿的抹布擦拭严禁用水或用湿洗擦拭机器之前务必切断主电源以维护个人安全 机器内部清洁电器柜内应常用软毛刷或用吹气清理各个电器元件以保持清洁并经常检查排风机是否正常清洁机体内的槽形传感器以及集电环上的碳刷积留

49、的污痕 机器润滑应每周以涂抹与少量注油的方式给齿轮组和链轮组加油润滑以增加机器的寿命建设采用黄油和机械油52安全操作规程 启动设备前拿走机器上的杂物用盘车手轮转动机器23转确保机器能够在无障碍无干涉摩擦状态下自由转动 电源开启时不要打开控制箱的盖门切勿用手触摸配电箱内部维护时须切断电源 运转的切刀和齿轮皮带轮可能导致拉入危险工作是切勿将手伸入 纵封和横封轮是高温热源加热或运行时切勿靠近需要维护时也须关闭电源待温度降至60以下后再行操作以免烫伤53常见故障及排除方法序号 故障现象 可能原因及排除方法1包装袋无法切断切刀弹簧力不足重新调整压力切刀温度不足略升横封温度切刀磨损调整或更换 2横封刀啮合

50、时出现重音上下切刀啮合时产生碰撞减少下刀铜片上下刀座牙槽没对位参照调整页 3容易切到被包装物体横切刀高度设定不正确重新调整高度空袋子内残留空气过多调整平亚毛刷排除空气送料链条推勾送料不当重新调整送料勾位置 包装速度太快降低包装速度包装袋太宽松适当收紧制袋器 4设置长度后袋长不到位槽形传感器脏或损坏清洁槽形两侧或更换变形箱行程开关损坏更换行程开关变速箱无变速现象修理变速箱纸长度设定越限行程开关位移重新设定调整限位开关袋长调整电机不动或单方向移动检查电路或更换电机5袋长度不显示齿箱槽形开关损坏或两侧太脏清洁或更换齿盘和槽形开关位置不准确重新调整刀座接近开关损坏更换接近开关 6温控仪无法控制温度或无

51、显示热管损坏更换 固态继电器损坏更换热电偶损坏更换温控仪烧坏更换 7横封漏气或烂膜温度偏低或偏高调整温度适合为宜刀座不清洁用铜丝刷清理脏物上下刀错位包装纸膜纸质差更换纸膜 第六章 三维软件的应用61三维软件的介绍在设计过程中我用到了proe三维实体造型软件它的功能十分强大软件运行环境win2000winxpwin2003winvista 软件语文62软件特点proe的特点和优势 1全相关性proengineer的所有模块都是全相关的这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改能够扩展到整个设计中同时自动更新所有的工程文档包括装配体设计图纸以及制造数据全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改却没有任何损失并使并行工程成为可能所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用 基于特征的参数化造型proengineer使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素这些特征是一些普通的机械对象并且可以按预先设置很容易的进行修改例如设计特征有弧圆角倒角等等它们对工程人员来说是很熟悉的因而易于使用装配加工制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征通过给这些