柑橘包装机设计说明书

摘要包装在日常生活中日趋广泛，对于水果这种不适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的，探讨如何设计一种系统的包装机构造，柑橘自动包装机的设计是典型的机械系统设计，它不仅涉及机构的尺寸还涉及了传动机械系统的设计。重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。核心词：自动包装机，输送装置，包装装置，送出装置。AbstractWrappingisinanincreasinglywiderangeofeverydaylife.Forthefruitsofsuchfoodproductsshouldnotbestoredalongtime,moreurgentneeds,thispaper,automaticpackagingmachineforcitrusresearchobjectives,explorehowtodesignasystemstructureofthepackagingmachine,automaticpackagingmachinedesigncitrusisatypicalmechanicalsystemdesign,notonlytotheorganization'ssizealsoincludesdrivingthedesignofmechanicalsystems.Consistsofmaterialhandlingequipment,packagingequipmentandsentpackingdevice,anotherofthethreepartsoftheconnectionhavealsobeendescribed.Keywords:automaticpackagingmachines,conveyingequipment,packagingequipment,sendingdevice.第一章：柑橘包装总体设计方案拟定 41.1柑橘包装机械介绍 41.1.1包装机械介绍 41.1.2包装机的分类 51.1.3包装机的特点和设计规定 61.1.4包装机的优化设计规定 71.1.5传送带介绍 71.1.6装箱机介绍 81.2设计目的 81.3重要机构方案拟定 91.4方案设计特点 11第二章：传送装置方案的设计 122.1支架的选择 122.2电动机的选择 132.2.1电动机的分类 145.3滚动轴承寿命计算 15参考文献 18[1]杨燕．我国食品包装机械发呈现状与趋势分析[J]．国包装业，，(3)： 18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、输出一次性完毕的机构，简朴方便快捷，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，更加好的保护水果。现在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。为减少成本，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)，普通采用(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．0lmm)，便于印刷商标文字图案等．也可避免储运时出现破膜等现象。有时也会在包装袋上打上气孔．方便水果局部透气，又能使大部分果身与外界空气相隔绝。现在，我国柑桔包装还是处在手工状态。手工包装时，普通是先取成品塑膜袋，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，使塑膜袋逐步贴紧水果(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种必然趋势。广大果农们、专业大户、果品经销商盼望有一种构造简易、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，而实现包装的重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毕全部或部分包装过程的机器，其包装过程重要涉及灌装、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快速，特别是欧、美、日等发达国家形成了新的基本特性。日常生活中，我们接触到的水果基本都是没有外包装的，在我们购置的时候往往要通过挑拣，因此水果上必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必定是此后发展的主流.由此可见，柑橘自动包装机的设计有充足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。自动包装机的出现能够较好的解决这个问题，水果成批进入然后成批的包装完毕后送出，效率很高。第一章：柑橘包装总体设计方案拟定1.1柑橘包装机械介绍1.1.1包装机械介绍装机械由动力机、传动部分和执行部分等所构成。但是为了便于掌握和研究包装机械的工作原理与构造性能，普通又将包装机械分成下列八个构成要素。被包装物品的计量与供送系统：指将被包装物品进行计量、整顿、排列。并输送至预定工位的装置系统。有的还完毕被包装物品的成型、分割。包装材料的整顿与供送系统：指将包装材料进行定长切断或整顿排列，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毕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种包装工位顺次传送到下一种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毕或靠成品自重卸下。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。普通由机、电、光、液、气等多个形式的传动、操纵、控制以及辅助等装置构成。控制系统：由多个自动和手动控制装置等所构成，是当代包装机的重要构成部分，涉及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，保持其工作时规定的相对位置，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个分类办法。按功效可分为单功效包装机和多功效包装机；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，分类办法诸多。从不同的观点出发可有多个，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规定要研究包装机械的设计办法，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本身的特点，重要以下：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构造上存在很大差别，即使是能够完毕同样包装功效的机械，也可能含有不同的工作原理和构造。2更新换代快。由于包装机械不停向高速化发展，机械零部件极易疲劳，并且随着社会的进步，对包装机械的规定也日趋严格，为满足市场需求，包装机械应及时更新换代。3控制规定高。由于包装机械构造复杂、包装工艺动作配合规定高，其自动控制又直接影响包装机械的构造、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规定较高。4多功效性。包装机械是生产数量有限的专业机械，为提高生产效率、方便制造和维修、减少设备投资，现在包装机械大多含有通用性和多功效性。有关业内人士认为，将来包装机械将朝着4个方向发展：机械功效多元化、构造设计原则化、模组化、控制智能化、构造高精度化。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效、多用途，并综合运用机、电、光、气一体化技术提高自动化程度，确保其可靠性。机器要易于调节。含有柔性和灵活性。另外，设计还应运用人机工程思想，做到”以人为本”。同时采用原则化、系列化、绿色化等设计办法进行优化设计以满足包装机械的设计规定。1.1.4包装机的优化设计规定现在，包装机械设计办法大多比较单一，未进行优化设计。惯用设计办法重要有：模块化设计办法、机电一体化设计办法、原则化和系列化设计办法、可靠性设计办法、绿色设计办法、人机工程设计办法、仿真设计办法等等。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效分为若干模块，通过模块的不同组合完毕不同的功效或满足不同的产品需求。但由于包装机构造、传动系统、控制系统均比较复杂，动作配合规定较高，因此设计较为困难[4]。1.1.5传送带介绍传送带普通按有无牵引件来进行分类。含有牵引件的传送带普通涉及牵引件、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，普通由电动机、减速器和制动器(停止器)等构成；张紧装置普通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，以确保传送带正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。含有牵引件的传送带设备的构造特点是：被运输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，形成涉及运输物料的有载分支和不运输物料的无载分支的闭合环路，运用牵引件的持续运动输送物料[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，并完毕不干胶封口等动作的装箱设备，全部动作都是全自动完毕的。大多数自动装箱机采用新型为组合构造，涉及成箱装置、整列装置、充填装置和封箱装置等功效单元，分别完毕对应的功效动作，各装置都安装在同一主机架上。成箱装置的箱坯架在上方，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设计目的本方案提供一种构造简要、单果包装成本低、能合用贮藏保鲜与上市精品包装两种需求的水果包装机。该包装机要达成的设计目的是：①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规定．最大程度地减少包装物料消耗与定作成本。②能使用厚塑膜进行上市精品包装。有关机构可简朴、快速地切换。作到保鲜包装与精品包装一机两用。③能实现保鲜剂涂刷与包装袋打孔功效，功效机构简朴，可容易安装使用与撤换。④整机构造简要。售价相对低廉。合用于普通果农大户、经销商的大批量包装。1.3重要机构方案拟定为达成上述设计目的．设计的技术方案以下：本水果包装机的构造涉及机架．以及设立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、纵封伺服电机构成。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，避免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，兼具推送果料迈进的功效。毛刷辊较高端位于单独的贮果供果机构的提高机出果口处。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高机间歇启动。保鲜剂喷雾机构非常简朴方便，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。旋转的毛刷辊可确保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．完毕一次送果动作。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、横封板牵引导轨管及外、内横封气缸构成。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时实现推拉。松开对应止动螺栓，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、热封垫内部都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规定，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迈进，将料斗托平．果料落在其上完毕横封后．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。整个系统用一种电子程序控制流程来完毕，见图1。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，整洁美观，大大提高产品品位。(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．最大程度地减少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：有关机构可简朴、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节，自动停机等。包装速度较快(5)整机构造简要，购机与单果包装成第二章：传送装置方案的设计由于设计任务书中，规定送料装置：平台为800mm×800mm×100mm传送带为100mm×1000mm，那么根据规定对传送装置中，支架，电动机，轴承，链传动等进行了重要研究。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构造钢，是简朴断面的型钢钢材，重要用于金属构件及厂房的框架等。在使用中规定有较好的可焊性、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.种类及规格重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达。现在国产角钢规格为２—２０号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有２—７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有关原则。普通边长１２.５cｍ以上的为大型角钢，１２.５cｍ—５cｍ之间的为中型角钢，边长５cｍ下列的为小型角钢。具体原则如“７”所列。3.外观质量规定角钢的表面质量在原则中有规定，普通规定不得存在使用上有害的缺点，如分层、结疤、裂缝等。角钢几何形状偏差的允许范畴在原则中也有规定，普通涉及弯曲总而言之，根据设计目的和规定，并考虑柑橘的实际工作状况，决定选用角钢作为支撑架，并考虑各个构造，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．按构造及工作原理分类电动机按构造及工作原理可分为异步电动机和同时电动机。同时电动机还可分为永磁同时电动机、磁阻同时电动机和磁滞同电动机。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。直流电动机按构造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．按转子的构造分类电动机按转子的构造可分为笼型感应电动机（旧原则称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧原则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时电动机等。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。选择时应注意下列两点：(1＞如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长久过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。pleasecontactQgiveyoumoreperfectdrawings5.3滚动轴承寿命计算已知：6204AC轴承。基本额定动载荷C=25.2KN，基本额定静载荷C0=29.5kw,e=0.68。由前面计算得知，该对轴承的水平支反力分别为=1480N,=-1753N垂直支反力分别为：=2062N,=-1665N合成支反力：===2418N===2538N=0.68=0.68×2418=1644.24N=0.68=0.68×2538=1725.84N+=1725.84+117=