食品真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)-包裝機(jī)械,食品,空包,裝機(jī),設(shè)計(jì),包裝,機(jī)械
畢 業(yè) 論 文
題 目： 食品真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)院：
專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 學(xué)號(hào)：
學(xué)生姓名：
導(dǎo)師姓名：
完成日期：
1
誠(chéng) 信 聲 明
本人聲明：
1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；
2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料；
3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。
作者簽名： 日期： 年 月
摘 要
目前，我國(guó)的食品包裝企業(yè)大部分規(guī)模偏小，“小而全”是其主要特征之一，同時(shí)存在著不顧行業(yè)發(fā)展要求，重復(fù)生產(chǎn)那些成本低、工藝水平比較落后、易于制造的機(jī)械產(chǎn)品，行業(yè)內(nèi)目前大約有1/4的企業(yè)存在低水平重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象。這是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，造成包裝機(jī)械市場(chǎng)的混亂，阻礙行業(yè)的發(fā)展。 本設(shè)計(jì)主要從提高生產(chǎn)效率入手，設(shè)計(jì)一臺(tái)食品真空包裝機(jī)。
本次食品真空包裝機(jī)采用枕式包裝結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個(gè)主要部件組成，分別是食品輸送裝置，包裝薄膜輸送裝置，縱封機(jī)構(gòu)，橫封機(jī)構(gòu)和切刀部分，真空負(fù)壓部分，本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于把橫封機(jī)構(gòu)和切刀機(jī)構(gòu)組合，在切斷的情況下同時(shí)進(jìn)行橫封，大大簡(jiǎn)化了目前傳統(tǒng)包裝機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。最后本文利用SOLIDWORKS軟件對(duì)整個(gè)包裝機(jī)進(jìn)行三維建模，并生產(chǎn)二維工程圖。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)、縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、真空負(fù)壓、三維建模
ABSTRACT
At present, the food packaging enterprises in China most dimensions slants small, "small and complete" is one of the main characteristics, at the same time, there exist regardless of the industry development, the low cost, repeated production technology level is relatively backward, easy manufacture of mechanical products, the industry is currently about 1/4 of enterprise existence low-level repeating production phenomenon. This is a great waste of resources, resulting in the packaging machinery market chaos, hinder the development of the industry. This design mainly from improving production efficiency of design, a food vacuum packaging machine.
The food vacuum packaging machine adopts a pillow type packing structure, has the main components of the following components, respectively is the food conveying device, packaging film feeding device, a longitudinal sealing mechanism, a transverse sealing mechanism and a cutting part, vacuum part, the innovation of this design lies in the transverse sealing mechanism and a cutting mechanism combination, in cut off at the same time the transverse sealing, greatly simplifies the transmission structure of the traditional packaging machine. Finally, this paper use the SOLIDWORKS software for three-dimensional modeling of the packaging machine, and the production of 2D engineering drawing.
Keywords: packing machine, vertical sealing mechanism, a transverse sealing mechanism, vacuum, 3D modeling
目錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1 課題研究的目的與意義 1
1.2包裝機(jī)械發(fā)展概況以及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.2.1國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械發(fā)展概況 1
1.2.2國(guó)外包裝機(jī)械發(fā)展概況 1
1.2.3包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.4我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距 3
1.3包裝機(jī)械的組成及特點(diǎn) 3
1.3.1包裝機(jī)械的組成 3
1.3.2包裝機(jī)械的特點(diǎn) 4
1.4 本課題主要研究的內(nèi)容 4
1.4.1 設(shè)計(jì)題目 4
1.4.1 擬定完成的內(nèi)容 4
第2章 食品真空包裝機(jī)整體方案的擬定 5
2.1 總體方案的確認(rèn) 5
2.1.1 食品真空包裝機(jī)的整體工藝流程 5
2.1.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)方案 5
2.2 驅(qū)動(dòng)方案的選擇 6
2.3 食品輸送方案的選取 7
2.3.1 帶式輸送機(jī) 7
2.3.2 鏈板式輸送機(jī) 7
2.3.3 鱗板式輸送機(jī) 7
2.4 包裝袋成型方案的確認(rèn) 8
2.4.1臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng) 8
2.4.2 立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng) 8
2.4.3 立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng) 9
2.4.4 方案確定 10
第3章 食品真空包裝機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.1 擬定設(shè)計(jì)參數(shù) 11
3.2 輸送線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率計(jì)算 11
3.2.1 輸送線(xiàn)所需拉力的確認(rèn) 11
3.2.2 電動(dòng)機(jī)的功率 11
3.2.3 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 11
3.3 輸送線(xiàn)減速機(jī)的選擇計(jì)算 12
3.3.1 分配傳動(dòng)比 12
3.3.2 選擇減速機(jī)的型號(hào) 12
3.4 軸的設(shè)計(jì) 12
3.4.1 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 12
3.4.3 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 15
3.5 軸承的選擇與壽命計(jì)算 15
3.5.1 主動(dòng)軸方形帶座軸承的選擇與壽命計(jì)算 15
3.5.2 從動(dòng)軸帶撥輪座軸承選擇與壽命計(jì)算 17
3.6 真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
3.6.1 真空發(fā)生器的設(shè)計(jì) 17
3.6.2 其他元器件的選用 19
第4章 食品真空包裝機(jī)三維造型的設(shè)計(jì) 20
4.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 20
4.2 零件建模 22
4.2.1軸三維建模的形成 22
4.2.2 罩殼的三維建模形成 22
4.2.3其他零件的三維模型造型 23
4.3零件裝配 24
4.4三維向二維的轉(zhuǎn)換 27
第5章 結(jié)論 30
5.1 本論文所取得的結(jié)果 30
5.2 技術(shù)展望 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
III
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)
第1章 緒論
1.1 課題研究的目的與意義
近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、現(xiàn)代化，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們的普遍重視。
現(xiàn)代包裝的普遍含義是：對(duì)不同批量的產(chǎn)品，選用某種有保護(hù)性、裝飾性的包裝材料或包裝容器，并借助適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段實(shí)施包裝作業(yè)，以達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量，同時(shí)設(shè)法改善外部結(jié)構(gòu)，降低包裝成本，從而在流通直至消費(fèi)的整個(gè)過(guò)程中使之容易儲(chǔ)存搬運(yùn)，防止產(chǎn)品破壞變質(zhì)，不污染環(huán)境，便于識(shí)別應(yīng)用和回收廢料，有吸引力，廣開(kāi)銷(xiāo)路，不斷促進(jìn)擴(kuò)大再生產(chǎn)。
自動(dòng)食品真空包裝機(jī)由于功能較少應(yīng)用范圍小，但生產(chǎn)率較高，本次設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是包裝機(jī)的整機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，介紹了包裝機(jī)的封口機(jī)構(gòu)和計(jì)量供料機(jī)構(gòu)以及箱體和支架設(shè)計(jì)。
食品真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)的意義，在課題設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們能學(xué)到較多課堂上學(xué)不到的東西，在設(shè)計(jì)進(jìn)行階段指導(dǎo)老師提供了很多相關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)思路，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使受益匪淺。是我在即將離開(kāi)學(xué)校踏入社會(huì)一次重要的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。也是為以后的工作生活打下了基礎(chǔ)，在此過(guò)程中我學(xué)到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法和步驟。本次設(shè)計(jì)將是我們走出校園步入社會(huì)的一次練兵。
1.2包裝機(jī)械發(fā)展概況以及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械發(fā)展概況
我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)起步晚，發(fā)展較快，成就很大。目前在茶品質(zhì)量、品種、技術(shù)水平和性能上有了很大進(jìn)步。產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平的差距在逐漸縮小。平均年增長(zhǎng)速度大于30%，品種規(guī)格不斷增加，有大量填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的包裝機(jī)械問(wèn)世。但從嚴(yán)格意義上講，我國(guó)食品和包裝機(jī)械主要還是仿制、測(cè)繪，稍加國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)，談不上開(kāi)發(fā)研究，大部分還是用陳舊的通用設(shè)備加工，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不但數(shù)量少，而且開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。
1.2.2國(guó)外包裝機(jī)械發(fā)展概況
國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展有近百年的歷史，大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:簡(jiǎn)單機(jī)械化、初級(jí)自動(dòng)化、自動(dòng)包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電腦控制的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。
20世紀(jì)40年代中期，在食品、火柴、卷煙等行業(yè)最先使用包裝機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品包裝，如英國(guó)的巧克力包裝，美國(guó)的餅干包裝被稱(chēng)為現(xiàn)代包裝的先驅(qū)；20世紀(jì)5O年代，在包裝機(jī)上廣泛采用了光電管、電氣開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)械的初級(jí)自動(dòng)化；20世紀(jì)60年代，在包裝機(jī)上廣泛采用了各種新型電子元件組成控制系統(tǒng)，并采用機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)等綜合技術(shù)，出現(xiàn)了專(zhuān)用的自動(dòng)包裝生產(chǎn)線(xiàn)；20世紀(jì)70年代，采用電子計(jì)算機(jī)對(duì)包裝機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)一步提高了單機(jī)和自動(dòng)線(xiàn)的自動(dòng)化水平；20世紀(jì)80年代以來(lái)，包裝機(jī)械行業(yè)大量地應(yīng)用高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、微光技術(shù)、超聲波技術(shù)以及先電纖維等，使包裝機(jī)及生產(chǎn)線(xiàn)高度自動(dòng)化，使用效果更加理想可靠，包裝質(zhì)量大大提高。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，國(guó)外包裝機(jī)械工業(yè)已經(jīng)形成了獨(dú)立完整的體系，成為機(jī)械制造的一個(gè)重要分支。
據(jù)世界包裝機(jī)械聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì):2010年包裝機(jī)械產(chǎn)值居前四位的日、德、美、意四國(guó)的產(chǎn)值分別是37 .6億美元(與1980年相比增加1.5倍)、56.6億馬克(與1986年相比增加1倍)、28.8億美元(與過(guò)去5年相比增加40%)和20.7億美元。從上述數(shù)據(jù)可以看出發(fā)達(dá)國(guó)家的包裝機(jī)械產(chǎn)使在穩(wěn)步大幅度上升，并形成強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)。
1.2.3包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)
在包裝機(jī)械的生產(chǎn)制造上，專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)已成為趨勢(shì)。國(guó)際包裝機(jī)械廠(chǎng)商都十分重視包裝機(jī)械與整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，一些通用標(biāo)準(zhǔn)件不再由包裝機(jī)械公司生產(chǎn)，某些特殊的零部件則由高度專(zhuān)用化的生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)，而真正的包裝機(jī)械公司在某種意義上是組裝廠(chǎng)。技術(shù)性能上，將其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在包裝機(jī)械上，如機(jī)電一體化技術(shù)、遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、自動(dòng)柔性補(bǔ)償技術(shù)等，使產(chǎn)品技術(shù)性能大幅度提高。包裝生產(chǎn)線(xiàn)向柔性自動(dòng)化和“無(wú)人化”過(guò)渡。在某些包裝生產(chǎn)線(xiàn)中更多地引入微機(jī)、智能機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)，用于包裝生產(chǎn)線(xiàn)中物料供送控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、故障診斷和管理等方面，使包裝生產(chǎn)線(xiàn)向柔性自動(dòng)化和“無(wú)人化”自動(dòng)包裝車(chē)間、工廠(chǎng)過(guò)渡。從而使包裝機(jī)和包裝生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率更高、成本更低、包裝產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。
同時(shí)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)使用仿真設(shè)計(jì)技術(shù)變得越來(lái)越普遍。把各種機(jī)器單元以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存入計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)合成三維模型；再把實(shí)際生產(chǎn)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)、可能發(fā)生的故障等輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)三維模型即可依照實(shí)際工作情況進(jìn)行操作，演示出生產(chǎn)能力、廢品率、生產(chǎn)環(huán)節(jié)匹配、生產(chǎn)線(xiàn)瓶頸在何處等，還可根據(jù)用戶(hù)意見(jiàn)進(jìn)行修改模型直到用戶(hù)滿(mǎn)意。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)后，大大縮短了包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)周期及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
1.2.4我國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)包裝機(jī)械存在以下幾點(diǎn)差距：
(1)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，中國(guó)包裝機(jī)械品種少，配套數(shù)量少，缺少高精度產(chǎn)品和大型包裝生產(chǎn)線(xiàn)，不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。
(2)從產(chǎn)品質(zhì)量看，我國(guó)包裝機(jī)械存在性能低、穩(wěn)定性和可靠性差、控制技術(shù)差、外觀(guān)造型不美觀(guān)、表面處理粗糙、許多基礎(chǔ)元器件質(zhì)量差等缺點(diǎn)，整體產(chǎn)品的質(zhì)量受到影響，使低檔產(chǎn)品居多，無(wú)法滿(mǎn)足包裝高檔產(chǎn)品及出口商品的需求。
(3)從企業(yè)狀況看，中國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)。大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，專(zhuān)業(yè)化程度低，產(chǎn)品檔次低并且制造同類(lèi)產(chǎn)品的企業(yè)多，普遍存在技術(shù)力量薄弱、技術(shù)裝備水平偏低的狀況。
(4)從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)看，我國(guó)還基本停留在測(cè)試仿制階段，自行開(kāi)發(fā)能力弱，缺少科研生產(chǎn)基地，科研經(jīng)費(fèi)少。
(5)從技術(shù)更新速度看，中國(guó)包裝機(jī)械技術(shù)更新的速度太慢。現(xiàn)在我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品中僅有5%左右能夠達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)90年代初期的水平；還有20%的產(chǎn)品僅能和國(guó)外20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品相比；其余60%左右僅能達(dá)到國(guó)外20世紀(jì)70年代的水平。
總之，中國(guó)包裝機(jī)械技術(shù)水平比先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平整體落后20年，在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性和服務(wù)等方面的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。
1.3包裝機(jī)械的組成及特點(diǎn)
1.3.1包裝機(jī)械的組成
包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)有復(fù)雜有簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度有高有底，但可以歸納為六大組成部分：
（1） 動(dòng)力架與機(jī)架動(dòng)力架提供動(dòng)力，機(jī)架用于安裝、固定、支撐包裝機(jī)械。
（2）包裝材料、容器的整理與供送系統(tǒng)完成對(duì)包裝材料容器的供送與整理等工序。
（3）被包裝產(chǎn)品的計(jì)量與供送系統(tǒng)對(duì)被包裝產(chǎn)品進(jìn)行整理、排列、計(jì)量，并輸送到預(yù)定工位。
（4）包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接完成包裝操作。
（5）傳動(dòng)系統(tǒng)用各種形式的結(jié)構(gòu)將動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。
（6）控制系統(tǒng)控制機(jī)械的動(dòng)力輸出、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及相互配合。
1.3.2包裝機(jī)械的特點(diǎn)
包裝機(jī)械應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工及軍事等多種行業(yè)，具有以下特點(diǎn)：
（1）種類(lèi)繁多，包裝對(duì)象、工藝多樣化；
（2）更新?lián)Q代快，產(chǎn)品不斷向高速化發(fā)展；
（3）電動(dòng)機(jī)功率小，一般為0.2-20KW；
（4）多功能性，便于提高生產(chǎn)效率，方便制造和維修，減少設(shè)備投資。
1.4 本課題主要研究的內(nèi)容
1.4.1 設(shè)計(jì)題目
食品真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)。
1.4.1 擬定完成的內(nèi)容
通過(guò)查找食品真空包裝機(jī)相關(guān)參考資料，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)，我們擬定完成以下幾點(diǎn)內(nèi)容
(1) 首先確定食品真空包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，包括整機(jī)的布置方案，結(jié)構(gòu)組成，傳動(dòng)形式等。
(2) 確認(rèn)整體設(shè)計(jì)方案后，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算
(3) 完成主要零部件的強(qiáng)度的校核。
(4) 完成整個(gè)機(jī)器三維建模和工程圖的繪制。
第2章 食品真空包裝機(jī)整體方案的擬定
2.1 總體方案的確認(rèn)
2.1.1 食品真空包裝機(jī)的整體工藝流程
食品真空包裝機(jī)的整體工藝流程如下圖2-1所示：
圖2-1 食品真空包裝機(jī)工藝流程
2.1.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)方案
根據(jù)上述工藝流程，確認(rèn)包裝機(jī)的整機(jī)方案如下圖2-2所示：
圖2-1 食品真空包裝機(jī)整機(jī)方案
包裝材料由卷筒的形式放在材料固定架上，通過(guò)成形裝置使得包裝材料成型，包裝食品通過(guò)輸送帶輸入到成品后的包裝材料中；物料通過(guò)輸送帶上的隔斷塊自動(dòng)定量給料，食品填入成型完成后的材料袋進(jìn)行下一道工序縱封；成型后的包裝袋又縱封牽引裝置輸送到縱封加熱器中完成縱封，縱封完成后，進(jìn)行下一道工序分切，橫封，分切部分是負(fù)壓區(qū)域，當(dāng)縱封完成后的半成品輸送到該區(qū)域后，自動(dòng)完成抽真空工作，同時(shí)通過(guò)切刀的旋轉(zhuǎn)，完成橫封和切斷工作，將封裝完畢的包裝物料分切成一袋一袋的成品，整個(gè)包裝過(guò)程結(jié)束。
2.2 驅(qū)動(dòng)方案的選擇
目前機(jī)械設(shè)備的主要驅(qū)動(dòng)形式有三大類(lèi)：液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
液壓驅(qū)動(dòng)具有輸出功率大、控制精度高、可無(wú)級(jí)調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制等優(yōu)點(diǎn)。但是液壓傳動(dòng)有較多的能量損失(泄漏損失、壓力損失等)，傳動(dòng)效率相對(duì)低。液壓傳動(dòng)需要配套設(shè)備如：液壓站、各種液壓控制閥等，它適用于重載、低速驅(qū)動(dòng)，成本高，體積大。并不適合。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)功率/質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問(wèn)題較小，成本低。但是由于氣體壓縮性大，精度低，低速時(shí)不易控制，需要專(zhuān)門(mén)的氣源輸送站。所以這種驅(qū)動(dòng)方式和液壓驅(qū)動(dòng)一樣，不符合本課題的設(shè)計(jì)方向。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)相比，具有能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服性好等優(yōu)點(diǎn)；另外結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境，比較適合本課題的設(shè)計(jì)要求，因此本設(shè)備采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.3 食品輸送方案的選取
常見(jiàn)的輸送機(jī)的帶式輸送機(jī)，鏈板輸送機(jī)，鱗板輸送機(jī)等等。
2.3.1 帶式輸送機(jī)
其應(yīng)用非常廣泛，又叫帶式輸送機(jī)，多用于塊狀或粒狀及單件物品的水平及傾斜輸送。既可以在小輸送量短距離情況下使用，也可以大輸送量長(zhǎng)距離運(yùn)送物料，具有動(dòng)力消耗少、使用經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
2.3.2 鏈板式輸送機(jī)
鏈板輸送機(jī)常見(jiàn)于工業(yè)生產(chǎn)中，可以滿(mǎn)足飲料貼標(biāo)、灌裝、食品等單列輸送的要求，同樣也可以使單列變成多列并行走緩慢，從而產(chǎn)生儲(chǔ)存量，滿(mǎn)足殺菌機(jī)、儲(chǔ)瓶臺(tái)、冷瓶機(jī)的大量供料的要求，鏈板輸送機(jī)鏈板材質(zhì)：碳鋼、不銹鋼、熱塑鏈，根據(jù)您的產(chǎn)品的需要可選取不同寬度、不同形狀的鏈板來(lái)完成平面輸送、平面轉(zhuǎn)彎、提升、下降等要求。 鏈板輸送機(jī)的輸送面平坦光滑摩擦力小，物料在輸送線(xiàn)之間的過(guò)渡平穩(wěn)。鏈板輸送機(jī)規(guī)格品種繁多，可以根據(jù)輸送工藝要求選用，能滿(mǎn)足各種不同行業(yè)的需要。
2.3.3 鱗板式輸送機(jī)
鱗板輸送機(jī)是板式輸送機(jī)的一種，廣泛用于礦山、冶金和水泥等行業(yè)，是原料處理或連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的設(shè)備，對(duì)輸送大塊和尖銳的物料尤為適宜。該系列輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、使用壽命長(zhǎng)，安裝維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，對(duì)物料粒度、塊狀、工作環(huán)境無(wú)特殊要求，運(yùn)送單個(gè)物料（件）的重量可達(dá)70-120kg，輸送機(jī)長(zhǎng)度可達(dá)40-80米且允許25°傾角輸送。鱗板輸送機(jī)可用于沿水平或傾斜方向由儲(chǔ)倉(cāng)向破碎機(jī)、輸送機(jī)或其它工作機(jī)械輸送各種塊狀或松散物料。有輕型和中型之分。本系列輸送機(jī)適用于輸送塊粒及粉狀物料，是水泥廠(chǎng)物料設(shè)備更新?lián)Q代產(chǎn)品，常用于輸送散狀物料，也適應(yīng)于銳利灼熱物料的輸送。
綜合上訴三種輸送機(jī)方案，本設(shè)計(jì)采用鏈板式輸送機(jī)。
2.4 包裝袋成型方案的確認(rèn)
2.4.1臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng)
臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng)，如圖2-2所示。
1-卷筒薄膜 2-導(dǎo)輥 3-成型器 4-導(dǎo)桿 5-張口器
6-橫封器 7-加料器 8-縱封牽引器 9-分切刀 10-成品袋
圖2-2臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng)
此類(lèi)型的封口原理如圖2-2所示。卷筒塑料薄膜1經(jīng)導(dǎo)輥2引入成型器3，在成型器3和導(dǎo)桿4的作用下形成U形并由張口器5撐開(kāi)。當(dāng)加料器7下行進(jìn)入加料位置時(shí)，橫封器6閉合，同時(shí)裝填物料。隨后，橫封器6和加料器7復(fù)位。然后?？v封器8閉合熱封并牽引薄膜移動(dòng)一個(gè)袋位。最后由切刀9把包裝袋切斷。
2.4.2 立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng)
立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng)，如下圖2-3所示。
1-供料器 2-導(dǎo)輥 3-卷筒薄膜 4-成型器
5-加料管 6-成型筒7-縱封器 8-橫封牽引器 9-成品器
圖2-3立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng)
如圖2-3所示，卷筒塑料薄膜3經(jīng)導(dǎo)輥2被引入成型器4，通過(guò)成型器4和加料管5以及成型筒6的作用，形成中縫搭接的圓筒形。其中加料管5的作用為：外作制袋管，內(nèi)為輸料管。封合時(shí)，縱封器7垂直壓合在套于內(nèi)筒和外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱封。然后，縱封器復(fù)位，由橫封器8閉合對(duì)薄膜進(jìn)行橫封同時(shí)向下?tīng)恳粋€(gè)袋的距離，并在最終位置加壓切斷。可見(jiàn)，每一次橫封可以同時(shí)完成上袋的下口和下袋的上口封合。而物料的填充實(shí)在薄膜受牽引下移時(shí)完成的。
2.4.3 立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng)
方案三：立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng)，如下圖2-4所示。
1-卷筒薄膜 2-導(dǎo)輥 3-成型器 4-加料器
5-縱封滾輪 6-橫封輥 7-切斷刀 8-成品袋
圖2-4立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng)
如圖2-4所示卷筒薄膜在縱封滾輪的牽引下，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入制袋成型器形成種紙管狀?？v封滾輪在牽引的同時(shí)封合紙管對(duì)接兩邊緣。隨后由橫封輥閉合實(shí)行橫封切斷。同樣，每次橫封動(dòng)作可同時(shí)完成上袋的下口和下袋的上口封合，并切斷分離。物料的充填是在紙管受縱封牽引下行至橫封閉合前完成的。
2.4.4 方案確定
本次包裝機(jī)的整體機(jī)構(gòu)是臥式結(jié)構(gòu)，因此只能選用臥式間隙制袋機(jī)構(gòu)，因此選擇方案一。
第3章 食品真空包裝機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 擬定設(shè)計(jì)參數(shù)
輸送線(xiàn)排滿(mǎn)食品個(gè)數(shù)：12只
輸送速度：0.2m/s
3.2 輸送線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率計(jì)算
3.2.1 輸送線(xiàn)所需拉力的確認(rèn)
已知條件：可得出排滿(mǎn)后的食品的個(gè)數(shù)為12個(gè)。單個(gè)包裝食品的總量150g，
即：
輸送線(xiàn)的最大拉力為：
功率
pw=vF=1.8×0.2=0.36kw
3.2.2 電動(dòng)機(jī)的功率
（1）傳動(dòng)裝置的總效率η
由參考文獻(xiàn)[1]表1-2查得：
滾筒效率η1=0.96；
減速器效率η2=0.9；
滾動(dòng)軸承效率η3=0.98；
鏈輪傳動(dòng)效率η4=0.97；
輸送鏈傳動(dòng)效率η5=0.95；
總效率η=η12η22η33η4η5=0.962×0.92×0.983×0.97×0.95=0.7834
（2）所需電動(dòng)機(jī)的功率
Pr=Pw/η=0.36/0.7834=0.425kw
3.2.3 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)
根據(jù)工作條件：為一般工作場(chǎng)合使用，選用常用的三相異步電機(jī)。查參考文獻(xiàn)[2]表7-2-2選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y2-80M-4，額定功率0.55kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1450r/min,電動(dòng)機(jī)軸伸直徑19mm。
3.3 輸送線(xiàn)減速機(jī)的選擇計(jì)算
3.3.1 分配傳動(dòng)比
3.3.2 選擇減速機(jī)的型號(hào)
根據(jù)工作條件：為一般工作場(chǎng)合使用，選用常用的擺線(xiàn)減速機(jī)。選擇減速機(jī)的型號(hào)為RNYM05-1420-AV,EV-B，額定功率0.55kw，減速比為25
3.4 軸的設(shè)計(jì)
3.4.1 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
（1）選擇材料
由于傳遞中小功率，轉(zhuǎn)速不太高，故選用45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查參考文獻(xiàn)[4]表12-1得材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：
MPa MPa MPa
（2）初步估算軸徑
由于材料為45鋼，查參考文獻(xiàn)[3]表19.3-2選取A=115，則得：
=25.04㎜
考慮裝齒輪加鍵需將其軸徑增加4%～5%，故取軸的最小直徑為30㎜
（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
如圖3-1所示，.
圖3-1 主傳動(dòng)軸
（4）軸上受力分析（如圖3-2a所示）
①鏈輪上的作用力
圓周力：
=1812.298N
徑向力：=635.078
軸向力：=178.098
②求軸承的支反力
水平面上支反力：
圖3-2受力分析
垂直面上支反力：
=487.649N
=1065.057N
（5）畫(huà)彎矩圖（如圖3-2b、c）
剖面B處彎矩：
水平面上彎矩=233.8N·m
垂直面上彎矩
=72.2N·m
合成彎矩=244.694
剖面C處彎矩：=9.7N·m
（6）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（如圖4d）
98.6N·m
（7）計(jì)算當(dāng)量彎矩
因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，，則=0.602
剖面B處當(dāng)量彎矩
=251.3N·m
剖面C處當(dāng)量彎矩
=60.1N·m
（8）判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度
①剖面B處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，故剖面B為危險(xiǎn)剖面
=MPa=39.3MPa<59MPa
②剖面C處直徑最小，為危險(xiǎn)剖面
MPa=22.3MPa
e=0.37
查[4]表14-12，=1.5
=1.5×(0.4×1474.555+1.6×1233.19)=3844.389N
軸承Ⅱ:=1055.095/3376.293=0.313
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