1立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要包裝工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用越來(lái)越大。包裝機(jī)械在包裝工業(yè)中地位十分重要，它可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，增加產(chǎn)品品種，提高商品檔次，增加附加值，從而增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，帶來(lái)更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。首先，本文通過(guò)對(duì)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和多種典型袋裝機(jī)工作原理的分析，對(duì)袋裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，整體采用立式結(jié)構(gòu)。普通包裝機(jī)一般采用間歇式運(yùn)動(dòng)，包裝速度慢，或者對(duì)包裝材料的規(guī)格適用性小而無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。針對(duì)這些弱點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)的包裝機(jī)在傳動(dòng)系統(tǒng)中采用連續(xù)式縱封裝置與橫封裝置相結(jié)合的設(shè)計(jì)，通過(guò)縱封與橫封裝置加熱輥的連續(xù)式滾動(dòng)擠壓包裝材料接口，大大的縮短了包裝時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。對(duì)于包裝材料的供送問(wèn)題，本設(shè)計(jì)利用兩對(duì)同步齒形帶傳動(dòng)時(shí)的摩擦進(jìn)行牽引，實(shí)現(xiàn)薄膜塑料的連續(xù)供送。由于包裝材料在供送時(shí)是初始的平張式薄膜，所以需要經(jīng)過(guò)成型器的成型后進(jìn)行充填與封轉(zhuǎn)。通過(guò)對(duì)常見(jiàn)的成型器的對(duì)比選擇，本設(shè)計(jì)采用適應(yīng)性好，制造相對(duì)簡(jiǎn)單的象鼻式成型器。關(guān)鍵詞：包裝機(jī)；立式袋成型；連續(xù)式；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2目 錄1.緒論………………………………………………………………11.1 包裝機(jī)的概念、作用及特點(diǎn)……………………………………11.1.1 包裝機(jī)械的概念…………………………………………………………11.1.2 包裝機(jī)械的作用…………………………………………………………11.1.3 包裝機(jī)械的特點(diǎn)……………………………………………………………21.2 國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)…………………………………21.3 本文主要研究?jī)?nèi)容……………………………………………62.總體方案設(shè)計(jì)…………………………………………………72.1 包裝機(jī)的組成…………………………………………………72.2 典型袋裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理…………………………………82.3 袋裝機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求…………………………………132.4 方案的簡(jiǎn)介與比較選擇……………………………………133．袋裝機(jī)主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………163.1 成型器的設(shè)計(jì)…………………………………………………163.1.1 袋成型器的選擇………………………………………………………163.1.2 袋成型器的設(shè)計(jì)………………………………………………………173.2 薄膜牽拉供送裝置的設(shè)計(jì)………………………………………183.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………183.2.2 同步齒形帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)………………………………………………213.2.3 同步帶輪主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………223.2.4 同步帶輪傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………2833.3 縱封器的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 343.3.1 縱封轂的尺寸確定……………………………………………………353.3.2 縱封齒輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………363.4 橫封器的設(shè)計(jì)……………………………………………………393.4.1 橫封轂的尺寸確定……………………………………………………403.4.2 橫封齒輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………413.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖……………………………………………424.袋裝機(jī)其他部件的設(shè)計(jì)…………………………………………434.1 原動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………434.2 拉簧的設(shè)計(jì)……………………………………………………444.3 薄膜導(dǎo)輥組………………………………………………………465.總結(jié)…………………………………………………………………47參考文獻(xiàn)致謝立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41.緒論1.1 包裝機(jī)械的概念、作用及特點(diǎn)1.1.1 包裝機(jī)械的概念國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T4122.2-1996《包裝術(shù)語(yǔ)機(jī)械》中對(duì)包裝機(jī)械所下定義是：完成全部或部分包裝過(guò)程的機(jī)器。包裝過(guò)程包括成型、充填封口、裹包等主要包裝工序及清洗、干燥、殺菌、貼標(biāo)、捆扎、集裝、拆卸等前后包裝工序，轉(zhuǎn)送、選別等其他輔助包裝工序。包裝機(jī)械屬于自動(dòng)機(jī)范疇，由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等組成。包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的重要基礎(chǔ)，在輕工機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位。包裝機(jī)械為包裝業(yè)提供重要的技術(shù)保障，對(duì)包裝業(yè)的發(fā)展起著重要的作用，同時(shí)在食品、醫(yī)藥、日用品、化工產(chǎn)品等生產(chǎn)中也起著舉足輕重的作用。包裝機(jī)械是使產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的根本保證。1.1.2 包裝機(jī)械的作用（1）能大幅度的提高生產(chǎn)效率，加快產(chǎn)品的不斷更新包裝機(jī)械的生產(chǎn)能力一般比手工包裝提高十幾倍，甚至幾十倍，無(wú)疑對(duì)產(chǎn)品的包裝花樣更新起著舉足輕重的作用。如啤酒灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力可達(dá) 120000瓶/h；袋裝機(jī)小袋包裝大都在 60～120 袋/min 之間，中袋包裝 35～60 袋/min；國(guó)外機(jī)械包裝速度小袋已達(dá)到 1200 袋/min；中袋 160 袋/min ，這些都是手工業(yè)無(wú)法比擬的。（2）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件機(jī)械包裝能將工人從緊張繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，而且可以避免和減少有劇毒、刺激性的、腐蝕性的、低溫、潮濕、粉塵等條件對(duì)工人的身體造成影響，大大的改善勞動(dòng)條件。（3）能節(jié)約材料，降低成本，保護(hù)環(huán)境有些粉末、液體物料在手工包裝過(guò)程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現(xiàn)象，采用機(jī)械包裝能防止產(chǎn)品的散失，既保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)約了原材料、降低了成本。（4）有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力5類似藥品、食品等衛(wèi)生條件要求很嚴(yán)格的產(chǎn)品，采用機(jī)械包裝避免了人與產(chǎn)品的直接接觸，減少了對(duì)產(chǎn)品的污染，同時(shí)由于機(jī)械包裝速度快，產(chǎn)品在空氣中停留時(shí)間短，從而將少了產(chǎn)品的污染機(jī)會(huì)，有利于提高產(chǎn)品的衛(wèi)生條件。（5）延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通采用真空、充氣、無(wú)菌等包裝機(jī)械，可使食品、飲料等延長(zhǎng)保質(zhì)期，并使產(chǎn)品流通銷售范圍更加擴(kuò)大。（6）可減少包裝場(chǎng)地面積，節(jié)約基建投資 產(chǎn)品采用手工包裝，若要完成同樣的包裝量，需要包裝工人多，工序不緊湊，作業(yè)占地面積大，基建投資多。采用機(jī)械包裝，產(chǎn)品和包裝材料的供給比較集中，各包裝工序安排緊湊，有的可采用立體作業(yè)，因而減少了包裝的占地面積，節(jié)約基建投資。1.1.3 包裝機(jī)械的特點(diǎn)包裝機(jī)械多屬于自動(dòng)機(jī)械，它具有自動(dòng)機(jī)械的共性，也具有自身的特點(diǎn)，包裝機(jī)械的主要特點(diǎn)如下：大多數(shù)包裝機(jī)械種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)速度快，動(dòng)作精度較高。為滿足不同的性能要求，對(duì)零部件的剛度和表面質(zhì)量等有較高的要求。用于食品、藥品等包裝機(jī)械要便于清洗，與食品、藥品接觸的部位要用不銹鋼或經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的無(wú)毒材料制成。進(jìn)行包裝作業(yè)的工藝力一般都較小，所以包裝機(jī)械的電動(dòng)機(jī)功率較小。包裝機(jī)械一般都采用無(wú)極變速裝置，以便靈活調(diào)整包裝速度，調(diào)節(jié)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力。因?yàn)橛绊懓b質(zhì)量的因素很多，諸如包裝機(jī)的工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工作環(huán)境的溫度、濕度，包裝材料和包裝物的質(zhì)量等。所以，為便于機(jī)械的調(diào)整，滿足包裝質(zhì)量和生產(chǎn)能力的需要，往往把包裝機(jī)設(shè)計(jì)成無(wú)級(jí)可調(diào)的，即采用無(wú)極變速裝置。包裝機(jī)械是特殊種類的專業(yè)機(jī)械，使用需求數(shù)量有限。為便于制造和維修，減少設(shè)備投資，在各種包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意通用性及多功能性。1.2 國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)（1）國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的概況在世界范圍內(nèi)，包裝工業(yè)的發(fā)展歷史比較短些，科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美各國(guó)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6大體上是在 20 世紀(jì)初起步的，及至 50 年代步伐才大為加快。從 20 世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前，在醫(yī)藥、食品、煙卷、火柴、日用化工等工業(yè)部門實(shí)現(xiàn)了包裝作業(yè)的機(jī)械化；50 年代，包裝機(jī)廣泛采用以普通電開(kāi)關(guān)和電子管為主要元件的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了初級(jí)自動(dòng)化；60 年代，包裝機(jī)中采用機(jī)電光液氣綜合技術(shù)明顯增多，機(jī)種進(jìn)一步擴(kuò)大，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了專用的自動(dòng)包裝線；70 年代，將微電子技術(shù)引入自動(dòng)包裝機(jī)和包裝線，實(shí)現(xiàn)了由電子計(jì)算機(jī)控制的包裝生產(chǎn)過(guò)程；從 80 至 90 年代初開(kāi)始，在某些包裝領(lǐng)域里將微機(jī)，機(jī)器人更多的應(yīng)用于供送、檢測(cè)、管理等方面，準(zhǔn)備向柔性自動(dòng)包裝線和“無(wú)人化”自動(dòng)包裝車間過(guò)渡。由于社會(huì)上各方面的積極推動(dòng)和有力配合，逐步的建立起包裝材料、包裝印刷、包裝機(jī)械等生產(chǎn)部門和與之相適應(yīng)的科研、設(shè)計(jì)、情報(bào)、教育、學(xué)術(shù)、管理等組織機(jī)構(gòu)，進(jìn)而形成了獨(dú)立完整的包裝工業(yè)體系，且在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位。1986 年，世界包裝聯(lián)盟（WPO ）宣告成立，各國(guó)的包裝行業(yè)與學(xué)術(shù)團(tuán)體更加發(fā)展壯大。根據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì)資料得知，這些國(guó)家包裝工業(yè)的總產(chǎn)值大約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的 2%左右；其中包裝機(jī)械所占比重雖然不算很大，但發(fā)展迅猛，平均每年幾乎以 10%左右的速率增長(zhǎng)?，F(xiàn)在投產(chǎn)使用的包裝機(jī)已超過(guò)千余種（約半數(shù)屬于食品包裝機(jī)械），同時(shí)包裝聯(lián)合機(jī)以及自動(dòng)線的配套設(shè)備已于單機(jī)等量齊觀了。根據(jù)世界新技術(shù)革命的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)料包裝材料以及與此緊密相關(guān)的包裝工藝和包裝機(jī)械將會(huì)取得一系列新的突破，并且?guī)?dòng)更多的產(chǎn)業(yè)部門進(jìn)入包裝行列。這種形勢(shì)反過(guò)來(lái)又會(huì)影響科研、教育事業(yè)，要求未來(lái)有大批包裝專家。因此，一般認(rèn)為，一個(gè)國(guó)家包裝工業(yè)的總水平基本能反映該國(guó)工業(yè)與科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的進(jìn)程。然而由于各國(guó)的歷史條件、社會(huì)制度、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)機(jī)科技水平有所差異，以致各自的發(fā)展?fàn)顩r也出現(xiàn)一定的不平衡。 美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)。美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。從 20 世紀(jì) 90 年代起，美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。新型機(jī)電產(chǎn)品中以成型、充填、封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最快，裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的15%，紙盒封盒包裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居第二位。從 20 世紀(jì) 90 年代初以來(lái)，美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。1998 年美國(guó)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)消費(fèi)占782%，出口只占產(chǎn)值的 18%，但出口額大。繼加拿大、墨西、日本、英國(guó)、德國(guó)之后 ，中國(guó)是美國(guó)包裝機(jī)械的第 6 大出口市場(chǎng)。日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種近 500 種，規(guī)格有 700 多個(gè)。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。90 年代以來(lái)，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。日本包裝機(jī)械的很大一部分用于食品包裝領(lǐng)域，食品包裝機(jī)械產(chǎn)值占包裝機(jī)械總產(chǎn)值的一半以上。日本包裝機(jī)械的出口額只占產(chǎn)值的 10%。亞洲是日本包裝機(jī)械的主要出口市場(chǎng)。自 1995 年起，中國(guó)已成為日本包裝機(jī)械的最大出口國(guó)。德國(guó)、意大利、瑞士、英國(guó)和法國(guó)等，都是世界上很重要的包裝機(jī)械生產(chǎn)國(guó)家。歐洲各國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的一個(gè)共同特點(diǎn)，是出口比例都很大，如德國(guó)和意大利近 80%，瑞士超過(guò) 90%。中國(guó)有著悠久的包裝歷史。我國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)包裝的發(fā)展曾做出許多杰出的貢獻(xiàn)。特別是防腐包裝、防震包裝和禮品包裝更帶有民族的傳統(tǒng)特色，一直延續(xù)至今?？墒侵袊?guó)的現(xiàn)代包裝工業(yè)起步較晚，20 世紀(jì) 80 年代以前發(fā)展緩慢，只能生產(chǎn)幾種水平很低的包裝機(jī)械，主要在煙草加工、制糖、制鹽、釀酒等行業(yè)，包裝機(jī)械沒(méi)有成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。80 年代以后，由于改革開(kāi)放，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)包裝機(jī)械的需求不斷增加，年平均增長(zhǎng)速度大于 30%。進(jìn)入 90 年代，仍以 20%以上的速度增長(zhǎng)?，F(xiàn)在我國(guó)包裝機(jī)械已成為機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一，2001 年全國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)量達(dá) 53.3 萬(wàn)臺(tái)（套），產(chǎn)值為 195.5 億元，占全國(guó)包裝工業(yè)總產(chǎn)值的 8.2%，我國(guó)已成為世界包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。然而，中國(guó)包裝機(jī)械存在不少問(wèn)題。一是缺乏宏觀調(diào)控，因包裝機(jī)械企業(yè)起點(diǎn)低、“先天不足”且跨部門，存在統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀指導(dǎo)難的問(wèn)題，在投資和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品方面往往一哄而起，出現(xiàn)低水平重復(fù)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。二是缺乏資金投入，難以進(jìn)行大量的技術(shù)改造，因經(jīng)費(fèi)不足，企業(yè)用于研究和開(kāi)發(fā)的投資占銷售額平均水平不到 1%，不能做到生產(chǎn)一代，開(kāi)發(fā)一代，研究一代。由于沒(méi)有技術(shù)儲(chǔ)備，引進(jìn)技術(shù)、消化吸收工作不力，使企業(yè)新產(chǎn)品少，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。三是缺乏專業(yè)技術(shù)人員，因包裝機(jī)械利潤(rùn)不高，難以吸引優(yōu)秀的技術(shù)人才，以致人才隊(duì)伍參差不齊，自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和創(chuàng)新能力薄弱，甚至消化吸收國(guó)外同類產(chǎn)品的能力都很弱，造成產(chǎn)品多年一貫制。以上這些已經(jīng)制約了行業(yè)的發(fā)展。（2）中國(guó)包裝機(jī)械業(yè)發(fā)展方向立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8目前，世界各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械發(fā)展十分重視，集機(jī)、電、氣、光、聲、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實(shí)用化、科技成果商業(yè)化已成為世界各國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。這也是我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向。對(duì)于我國(guó)的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，并不是求大求全，而是應(yīng)求精求專。努力提高技術(shù)含量，把產(chǎn)品做精、做細(xì)、做專、做強(qiáng)，靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)提升行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，中央曾采取一系列有力措施，有計(jì)劃的改造從前遺留下來(lái)的陳舊設(shè)備，同時(shí)采取引進(jìn)與研究相結(jié)合不到辦法，逐步提高我國(guó)包裝機(jī)械的生產(chǎn)水平。令人鼓舞的是，通過(guò)全行業(yè)大聯(lián)合，業(yè)已取得顯著成績(jī)。至今，全國(guó)已涌現(xiàn)出一大批包裝機(jī)械制造企業(yè)和科研、設(shè)計(jì)、情報(bào)單位。新開(kāi)發(fā)的一些機(jī)種有的開(kāi)始面向出口。據(jù)有關(guān)專家分析，我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)主要門類產(chǎn)品發(fā)展趨向如下袋成型—充填—封口設(shè)備 發(fā)展系列化產(chǎn)品及配套裝置，解決對(duì)物料的適應(yīng)性、配套性和可靠性問(wèn)題；采用先進(jìn)技術(shù)。提高速度，同時(shí)可適用于単膜和復(fù)合膜兩用的包裝機(jī)；盡快開(kāi)發(fā)性能可靠、高水品的粉粒自動(dòng)包裝設(shè)備。啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備 開(kāi)發(fā)適用于 10 萬(wàn)噸/年以上大型啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備；發(fā)展具有高速、低耗、計(jì)量精度、自動(dòng)檢測(cè)等多功能全自動(dòng)大型成套設(shè)備，使灌裝、壓蓋、貼標(biāo)、捆扎、集裝等工序的生產(chǎn)效率一致，提高啤酒、飲料灌裝的整配套整體技術(shù)水平。稱量式充填設(shè)備 發(fā)展各種形式的稱量充填設(shè)備，努力提高速度、精度及穩(wěn)定性和可靠性，并與自動(dòng)化包裝設(shè)備相配套。裹包設(shè)備 提高產(chǎn)品的可靠性和操作安全性；除塑料薄膜裹包設(shè)備外，還要開(kāi)發(fā)折紙?jiān)O(shè)備；大力發(fā)展與裹包設(shè)備配套的各種輔助裝置，一擴(kuò)大主機(jī)功能應(yīng)用面。捆扎包裝設(shè)備 發(fā)展多種多樣的捆扎機(jī)械；重點(diǎn)開(kāi)發(fā)小型臺(tái)式和大型塑料帶捆扎設(shè)備和重物的自動(dòng)連續(xù)鋼帶捆扎機(jī)，開(kāi)發(fā)小型紙帶捆扎機(jī)，提高果蔬，日用百貨，工業(yè)材料包裝自動(dòng)化水平。無(wú)菌包裝設(shè)備 縮短與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，提高速度，完善性能；發(fā)展大袋無(wú)菌包裝技術(shù)和設(shè)備；研制半液體無(wú)菌包裝設(shè)備，使無(wú)菌包裝設(shè)備產(chǎn)品系列化；發(fā)展杯式無(wú)菌小包裝機(jī)械產(chǎn)品，以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。真空、換氣包裝設(shè)備 發(fā)展適用于袋容量較大的連續(xù)或半連續(xù)真空包裝設(shè)備和將所需氣體按比例充入袋內(nèi)的高速換氣包裝設(shè)備。9瓦楞紙板生產(chǎn)設(shè)備 發(fā)展寬幅、高速成套設(shè)備；在中輕型設(shè)備上注重成套性；擴(kuò)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用深度和廣度，重在提高性能，提高可靠性。制罐設(shè)備 研制無(wú)汞焊輪和專用電源，提高生產(chǎn)速度；發(fā)展復(fù)合罐、異形罐和噴霧罐等多種系列制罐成套設(shè)備及相應(yīng)的制蓋生產(chǎn)線。1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容本文針對(duì)袋成型—充填—封口包裝機(jī)類型的包裝機(jī)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。 袋成型—充填—封口機(jī)常用于包裝塊狀、片狀、粒狀、梗枝狀、粉狀以及流體和半流體物料。通過(guò)對(duì)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和多種典型袋裝機(jī)工作原理的分析，對(duì)袋裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，整體采用立式結(jié)構(gòu)。通過(guò)薄膜牽拉供送裝置的拉力拉動(dòng)薄膜包裝材料，通過(guò)成型器成型變?yōu)橥矤睢１话b物料的供料筒設(shè)置在制袋器內(nèi)側(cè)，制袋與充填物料由上到下沿豎直方向進(jìn)行。其組成：計(jì)量裝置，傳動(dòng)裝置，橫封和縱封裝置、成型器、充填管及薄膜牽拉供送機(jī)構(gòu)。如圖 1-1 所示：被包裝物料供料 計(jì)量 充填包裝材料 定尺寸牽引光標(biāo)定位成型封接 封口 充氣排氣切斷產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)廢品剔除 計(jì)數(shù)輸出圖 1-1 袋成型—充填—封口包裝機(jī)構(gòu)成示意圖Fig.1-1 Process of bag-making,filling-in and sealing-off structural立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10本文主要研究傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，對(duì)橫封和縱封裝置、成型器及薄膜牽拉供送機(jī)構(gòu)做重點(diǎn)介紹。2.總體方案設(shè)計(jì)2.1 包裝機(jī)的組成包裝機(jī)械屬于自動(dòng)機(jī)范疇，它的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新型包裝機(jī)械不斷涌現(xiàn)，很難將它們的組成分類。但通過(guò)對(duì)大量包裝機(jī)械的工作原理和結(jié)構(gòu)性能的分析，可找出其組成的共同點(diǎn)。包裝機(jī)械由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等組成。為了便于掌握和研究包裝機(jī)械的工作原理與結(jié)構(gòu)性能，通常又將包裝機(jī)械分成下列組成部分。（1）包裝材料的整理與供送系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將包裝材料（包括剛性、半剛性、剛性包裝材料和包裝容器及輔助物）進(jìn)行定長(zhǎng)切斷或整理排列，并逐個(gè)輸送到預(yù)定工位的系統(tǒng)，如糖果包裝機(jī)中包裝紙的供送，切斷機(jī)構(gòu)。有點(diǎn)系統(tǒng)在供送過(guò)程中還能完成制袋或包轉(zhuǎn)容器的豎起、定型、定位等工作，有的封罐機(jī)的供送系統(tǒng)還可完成罐蓋的定向、供送等工作。（2）被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將被包裝物品進(jìn)行計(jì)量、整理、排列，并輸送到預(yù)定工位的系統(tǒng)。有的還可完成被包裝物品的定型、分割。如飲料灌裝機(jī)的計(jì)量和液料供送系統(tǒng)；餅干包裝機(jī)的餅干整理、排列和供送系統(tǒng)。（3）主傳送系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將包裝材料和被包裝物品由一個(gè)包裝工位順序傳送到下一個(gè)包裝工位的系統(tǒng)。單工位包裝機(jī)沒(méi)有傳送系統(tǒng)。全部包裝工序在包裝機(jī)上往往分散成幾個(gè)工位來(lái)協(xié)同完成供送包裝材料和被包裝物品，直到把產(chǎn)品輸出。主傳送機(jī)構(gòu)的形式影響其外形，所以必須有專門的機(jī)構(gòu)來(lái)傳送包裝材料和被包裝物品，直到把產(chǎn)品輸出。（4）包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直接完成包裝操作的機(jī)構(gòu)，即完成裹包、灌裝、封口、貼標(biāo)、捆扎等操作的機(jī)構(gòu)。如糖果裹包機(jī)的前、后推糖板，抄紙板，糖鉗手和扭結(jié)手等組成的機(jī)構(gòu)就是包轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；封裝機(jī)中的兩道卷封滾輪也是包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（5）成品輸出機(jī)構(gòu) 產(chǎn)品輸出機(jī)構(gòu)是把包裝好的產(chǎn)品從包裝機(jī)上卸下、定向排列并輸出的機(jī)構(gòu)。有的包裝機(jī)械的成品輸出是由主傳送機(jī)構(gòu)完成的或是11靠包裝產(chǎn)品的自重卸下的。（6）動(dòng)力機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng) 動(dòng)力機(jī)是機(jī)械工作的原動(dòng)力，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中通常為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)是指將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力與傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，使其實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作的裝置。通常由傳動(dòng)零件，如帶輪、齒輪、鏈輪、凸輪、渦輪、蝸桿等組成，或者由機(jī)、電、液、氣等多種形式的傳動(dòng)組成。（7）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由各種手動(dòng)、自動(dòng)裝置組成。在包裝機(jī)中從動(dòng)力的輸出、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)、包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及相互配合以及包裝產(chǎn)品的輸出，都是由控制系統(tǒng)指令操作的。它包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及相互配合以及包裝產(chǎn)品的輸出，都是由控制系統(tǒng)指令操作的。它包括包裝過(guò)程、包裝質(zhì)量、故障與安全的控制?，F(xiàn)代包裝機(jī)械的控制方法除機(jī)械形式外，還有電氣控制，氣動(dòng)控制、光電控制、電子控制和射流控制，可根據(jù)包裝機(jī)械的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)要求選擇。（8）機(jī)身 機(jī)身用于安裝、固定、支撐包裝機(jī)所有的零部件，滿足其相互運(yùn)動(dòng)和相互位置的要求。因此，機(jī)身必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。2.2 典型袋裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理由于包裝袋形式的多樣性，決定了完成袋裝充填的包裝機(jī)械的機(jī)型和結(jié)構(gòu)形式繁多。其機(jī)器的主要構(gòu)成部分有：包裝物料的供送裝置，制袋成型器、產(chǎn)品定量和充填裝置，封袋與切斷裝置、成品輸送裝置等?，F(xiàn)就一些典型的結(jié)構(gòu)及工作原理加以說(shuō)明。袋成型—充填—封口機(jī)按工藝路線走向可分為立式與臥式；按制袋、充填、封口等工序間的布局情況可分為直線型與回轉(zhuǎn)型，臥式直移型通常只有間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)型。（1）立式袋成型—充填—封口機(jī)立式袋成型—充填—封口機(jī)是包裝機(jī)械中應(yīng)用最廣泛，批量最大的機(jī)型之一。其特點(diǎn)是被包裝物品的供料筒設(shè)置在制袋器內(nèi)側(cè)，制袋與充填物料由上到下沿豎直方向進(jìn)行這類袋裝機(jī)械按工藝路線走向可分為立式與臥式；按制袋、充填、封口等工序間的布局情況可分為直移型與回轉(zhuǎn)型；臥式直移型通常只有間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)型。按其所形成的袋子的結(jié)構(gòu)形式不同，包裝機(jī)可分為以下幾種類型。1)枕形袋成型—充填—封口機(jī)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12如圖 2-1 所示是立式、連續(xù)運(yùn)動(dòng)枕形袋象鼻成型器—充填—封口機(jī)，可完成縱封對(duì)接封口，充填封口及切斷工作。卷筒薄膜 1 在多到導(dǎo)輥、張緊裝置的作用下，由光電檢測(cè)裝置對(duì)包裝材料上的商標(biāo)圖案位置進(jìn)行檢測(cè)后，被引入象鼻形成器 2，將薄膜卷折成圓筒狀，被連續(xù)回轉(zhuǎn)的縱封器 4 加熱加壓熱封定型，同時(shí)縱封器 4 連續(xù)回轉(zhuǎn)牽引薄膜料袋自上而下連續(xù)運(yùn)動(dòng)。計(jì)量好的物料由加料斗 3 充填入已封底的料袋中，橫封器 5 不等速回轉(zhuǎn)，分別將上下兩袋的袋口和袋底封合，縱封器的回轉(zhuǎn)軸線與橫封器回轉(zhuǎn)軸線成空間垂直，因而獲得枕式袋，封好口的連續(xù)袋由下面回轉(zhuǎn)切刀 7 與固定切刀 6 接觸式切斷分開(kāi)，得到成品。圖 2-1 象鼻形成型器—充填—封口機(jī)Fig.2-1 Elephant-nose auto-packing machines for bag-making,filling-in and sealing-off1-卷筒薄膜 2-象鼻成型器 3-加料斗 4-縱封器 5-橫封輥 6-固定切刀 7-回轉(zhuǎn)切刀圖 2-2 所示是立式、間歇運(yùn)動(dòng)的翻領(lǐng)形成型器—充填—封口機(jī)，可完成制袋、縱封、充填、封口及切斷等工作。卷筒薄膜經(jīng)多道導(dǎo)輥引上翻領(lǐng)形成型器2，縱封器 3 封合定型搭接或?qū)映蓤A筒狀，計(jì)量后的物料通過(guò)加料管 1 導(dǎo)入袋內(nèi)，橫封器 4 在封底同時(shí)將袋間歇的向下?tīng)恳?，并在兩袋間切斷使之分開(kāi)。13圖 2-2 翻領(lǐng)形成型器—充填—封口機(jī)Fig.2-2 Lapel shaper auto-packing machines for bag-making,filling-in and sealing-off1-加料管 2-翻領(lǐng)成型器 3-縱封器 4-橫封器2)四邊封口袋成型—充填—封口機(jī)圖 2-3 為四邊封口袋成型—充填—封口機(jī)示意圖，兩個(gè)卷筒薄膜經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入加料管 1 的兩側(cè)，縱封器 2 將其對(duì)接成圓筒狀后填充物料，隨后橫封器 3 將其橫行封口，切刀 4 將料袋切斷成單個(gè)四邊封口袋成品。圖 2-3 四邊封口袋成型—充填—封口機(jī)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14Fig.2-3 Quadrilateral Sealing packing mach ines for bag-making,filling-in and sealing-off1-加料管 2-雙道縱封輥 3-橫封器 4-切刀3)三邊封口袋成型—充填—封口機(jī)圖 2-4 所示為三邊封口袋成型—充填—封口機(jī)，卷筒薄膜經(jīng)多道導(dǎo)輥被引入象鼻成型器 1，在成型器下端薄膜逐漸卷曲成圓筒，接著被縱封器 3 進(jìn)行加熱加壓封合，同時(shí)縱封滾輪還進(jìn)行薄膜的拉送。被包裝物料經(jīng)計(jì)量裝置定量后由加料斗 2 與成型器內(nèi)壁組成的充填筒導(dǎo)入袋內(nèi)。橫封器 4 將其橫向封口，縱封器的回轉(zhuǎn)軸線與橫封器回轉(zhuǎn)軸線成空間平行，封好的袋由切刀 5 將料袋 從橫封邊居中切斷分開(kāi)，得到三邊封口袋。由于象鼻形成器制袋時(shí)對(duì)薄膜的牽引力比翻領(lǐng)形成器小，所以對(duì)薄膜強(qiáng)度的要求并不高。圖 2-4 三邊封口袋成型—充填—封口機(jī)Fig.2-4 Tri-sealing packing machines for bag-making,filling-in and sealing-offines for bag-making,filling-in and sealing-off1-象鼻成型器 2-加料斗 3-縱封器 4-橫封器 5-切刀立式連續(xù)的三邊封口多功能包裝機(jī)的成型器也有 U 形的，機(jī)器的基本工作原理與象鼻成型器的一樣，只是成型器不一樣而已。4)屋頂形成型—充填—封口機(jī) 圖 2-5 所示為屋頂形成型—充填—封口機(jī)，該成型裝置較復(fù)雜，包括成型圓管筒裝置、成型方管筒裝置。折角板 8 使兩端收口，橫封器 9 橫封上下兩道15封口并切斷，在橫向封口裝置完成上述操作過(guò)程中，受包裝袋筒牽引裝置 6 的作用，夾持薄膜向下?tīng)坷粋€(gè)袋長(zhǎng)距離，而后松弛，空程返回。分離下來(lái)的包裝袋由燙底器 11 將自立袋底部燙成平底，而后排除。圖 2-5 屋頂形成器—充填—封口機(jī)Fig.2-5 Dom-packing machines for bag-making,filling-in and sealing-off1-圓形料管 2-翻領(lǐng)成型器 3-導(dǎo)輥 4-折紙滾輪 5-縱封器 6-吸氣拉袋裝置 7-方形料管 8-折角板 9-橫封器 10-切刀 11-燙底器 12-輸出槽（2）臥式袋立式袋成型—充填—封口機(jī)臥式成型—充填—封口機(jī)是物料充填與袋子成型沿水平方向進(jìn)行，可以包裝塊狀，梗枝狀、顆粒狀等固體物料，如點(diǎn)心、方便面、面包、香腸、糖果等。其組成與立式袋成型—充填—封口機(jī)相比，由于包裝材料在成型制袋過(guò)程中充填管不伸入袋管筒中，袋口的運(yùn)動(dòng)方向與充填物料方向呈垂直狀態(tài)，袋之間是側(cè)邊相互連接，這些決定臥式包裝工藝過(guò)程、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)均比立式機(jī)要復(fù)雜的多，需增加一些專門的工作裝置，如袋口裝置。袋口裝置有多鐘形式，有采用隔板的，還有采用吸盤(pán)的。采用吸盤(pán)的在開(kāi)袋工位將袋口吸開(kāi)，并往袋內(nèi)噴吹壓縮空氣，使袋口張開(kāi)，由鉗手使包裝的袋口保持張開(kāi)，以使充填物順利充填。臥式袋成型—充填—封口機(jī)按其成型袋的結(jié)構(gòu)形式可分為：四面封袋、立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16三面封袋和筒狀薄膜成型—充填—封口機(jī)。此處不做贅述。綜合上述各個(gè)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用象鼻形成型器—充填—封口機(jī)的設(shè)計(jì)思路，并對(duì)其橫封裝置部分進(jìn)行一定的改進(jìn)，應(yīng)用連續(xù)式橫封器，實(shí)現(xiàn)封裝的連續(xù)性。2.3 袋裝機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求袋裝機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求，大體上包括以下幾個(gè)方面：(1)生產(chǎn)數(shù)據(jù):1)包裝袋尺寸 80×60mm 2)包裝速度 60~100 袋/min 3)外形尺寸 750×750×1750mm(2)選擇設(shè)計(jì)尺寸1)包裝塑料薄膜寬度 1202)包裝速度 90 袋/min3)外形尺寸 750×750×1750mm(3)設(shè)計(jì)要求：1)同步齒形帶式薄膜牽拉供送機(jī)構(gòu)同步齒形帶式機(jī)構(gòu)是在充填筒兩側(cè)對(duì)稱安裝兩組同步齒形帶，齒形帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)靠摩擦完成拉膜。同步齒形帶與充填筒和薄膜之間的壓力可有彈簧或氣缸提供。設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括同步齒形帶、拉簧、帶輪的計(jì)算選取。2)縱封裝置根據(jù)所要達(dá)到的袋長(zhǎng)規(guī)格和牽拉速度，選擇合適的縱封速度，合理設(shè)計(jì)縱封輥，加熱線圈和軸承。3)連續(xù)式橫封裝置17根據(jù)所要達(dá)到的袋長(zhǎng)規(guī)格和牽拉速度，合理選擇電熱管，橫封輪轂和軸承等。4)象鼻式成型器根據(jù)袋寬尺寸合理設(shè)計(jì)象鼻式成型器的結(jié)構(gòu)，要求能夠防止包裝材料的跑偏，并且便于縱封裝置的安裝。5)傳動(dòng)裝置包括電機(jī)的選用，嚙合齒輪的設(shè)計(jì)，卷筒的合理選擇，導(dǎo)軌組及張緊裝置的設(shè)計(jì)。2.4 方案的簡(jiǎn)介與比較選擇根據(jù)袋包裝機(jī)不同結(jié)構(gòu)種類的組合，帶包裝機(jī)的方案有多種，前面已經(jīng)提到，本設(shè)計(jì)采用象鼻式成型器-充填-封口結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就縮小了我們的選擇范圍，如表 2-1 所示是兩種典型的設(shè)計(jì)方案：表 2-1 設(shè)計(jì)方案Table2-1 Design scheme機(jī)構(gòu)名稱機(jī)構(gòu)形式 袋成型機(jī)構(gòu) 熱定型式封口機(jī)構(gòu)輸送機(jī)構(gòu)組成 袋包裝機(jī)由 1 個(gè)固定在機(jī)架上的傳動(dòng)桿套牢卷筒薄膜，令三根傳動(dòng)桿作繃緊裝置象鼻成型器1 對(duì)縱封輥，1 對(duì)橫封輥帶式輸送機(jī)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程把圈在筒上的單層塑料薄膜通過(guò)設(shè)計(jì)的繃緊機(jī)構(gòu)以平張薄膜的形式輸送到象鼻成型器，象鼻成型器把接收到的平張薄膜通過(guò)三角板和圓弧槽卷成圓筒狀，利于豎封和灌料；縱封輥回轉(zhuǎn)，對(duì)圓筒狀包裝紙進(jìn)行枕式豎封；與此同時(shí)薄膜牽拉供送裝置依靠?jī)蓪?duì)同步帶輪的摩擦牽引包裝塑料薄膜，使之向下運(yùn)動(dòng)，保證包裝塑料薄膜的持續(xù)成型；回轉(zhuǎn)的橫封輥，對(duì)已豎封的筒狀包裝紙周期性的封口，產(chǎn)品制成依靠自身中立，通過(guò)輸出口輸出。方案一特點(diǎn)整體機(jī)構(gòu)多利用齒輪傳動(dòng)，傳力特性良好，運(yùn)動(dòng)精確性高，工作效率高，靠操作性強(qiáng)，安全可靠性高，加工容易，互換性良好而制造成本低廉機(jī)構(gòu)名稱 機(jī)構(gòu)形式 袋成型機(jī)構(gòu) 熱定型式封口 輸送機(jī)構(gòu)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18機(jī)構(gòu)組成 袋包裝機(jī)由 1 個(gè)固定在機(jī)架上的傳動(dòng)桿套牢卷筒薄膜象鼻成型器 L 型封口器，橫封器 帶式輸送機(jī)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程在此方案中采用間歇式運(yùn)動(dòng)，包裝袋成型的方式是紙從上方向下運(yùn)送，運(yùn)動(dòng)是由下方的輥輪牽引的。紙通過(guò)象鼻式成型器將其卷成圓筒狀后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。封口成 L 型，將紙筒的縱向開(kāi)口和底面開(kāi)口封合，封好后開(kāi)始進(jìn)行灌裝。灌裝好后的塑料包裝袋繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，下面橫封器使上開(kāi)口封合，并由下面的切刀切斷。方案二特點(diǎn)整體機(jī)構(gòu)多利用齒輪、鏈輪，傳力特性良好，靠操作性強(qiáng)，安全可靠性高，加工容易，封口和切斷在一個(gè)運(yùn)動(dòng)中同時(shí)完成，操作簡(jiǎn)單，但對(duì)機(jī)構(gòu)要求較高。 通過(guò)以上兩種方案的對(duì)比，我們可以看出方案一的整體機(jī)構(gòu)傳力特性良好，運(yùn)動(dòng)精確性高，工作效率高，靠操作性強(qiáng)，安全可靠性高，加工容易，互換性良好而制造成本低廉等等特點(diǎn)更加符合生產(chǎn)需求，所以我們選擇方案一的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。193．袋裝機(jī)主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 成型器的設(shè)計(jì)袋成型器是各種成型充填封口包裝機(jī)上的重要部件之一，對(duì)包裝袋的形式、尺寸、產(chǎn)品包裝質(zhì)量、機(jī)器的布局等均有直接的影響，是塑料薄膜材料折疊成各種袋型的專用裝置。成型器常用的有翻領(lǐng)成型器、象鼻式成型器、三角形成型器、U 型成型器和缺口導(dǎo)板成型器等。3.1.1 袋成型器的選擇常見(jiàn)成型器：三角板成型器、U 形板成型器、翻領(lǐng)成型器、象鼻成型器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍如表 3-1 所示。表 3-1 成型器的比較Table3-1 The comparing of former成型器類型成型特點(diǎn) 應(yīng)用范圍 適應(yīng)性 折疊成型時(shí)受力狀況是否滿足課程要求備注立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20三角板成型器可將平張薄膜折疊成型多種機(jī)型上應(yīng)用，尤其當(dāng)制袋規(guī)格較大變化時(shí)良好 差 是U 形板成型器可將平張薄膜折疊成型應(yīng)用比較廣 較好 比三角板成型器好是象鼻成型器可將平張薄膜折疊成型只能適應(yīng)一種袋寬較好 彎折平緩，成型阻力小是 設(shè)計(jì)制造比翻領(lǐng)式簡(jiǎn)單翻領(lǐng)成型器可將平張薄膜折疊成型只能適應(yīng)一種袋寬較差 成型阻力較大，容易造成拉伸等塑性變形是 設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試比其他成型器復(fù)雜結(jié)合成型器的特點(diǎn)（包括優(yōu)缺點(diǎn)）和課程設(shè)計(jì)要求，此方案選擇象鼻成型器作為立式袋包裝機(jī)的袋成型機(jī)構(gòu)。3.1.2 袋成型器的設(shè)計(jì)(1)三角板的設(shè)計(jì)象鼻成型器可以看作在 U 形板成型器的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)作一些修改而形成的成型器如圖 3-1 所示。三角板的安裝角 ，并以此算其頂角 2B。按012~5?A所制空袋的袋寬 2a 確定三角板的高 ，按 U 行成型器的設(shè)計(jì)方法找準(zhǔn)圓弧ah槽裝接位置 m,圓弧槽圓弧半徑為 。??R3.021圖 3-1 象鼻式成型器Fig.3-1 Elephant-nose-fomer圖中個(gè)數(shù)值之間的關(guān)系如表 3-2：表 3-2 成型器參數(shù)表Table3-2 Parametric of fomer未知 關(guān)系式 數(shù)值R 設(shè) aR2.0?12mmB BAtnsi 9.851°m m16.97mm(2)圓弧槽的設(shè)計(jì)在 U 形成型器中，U 形槽的周長(zhǎng)與袋寬相等，那么在我們?cè)O(shè)計(jì)的圓弧槽中，我們加入了橢圓，使得在豎封的時(shí)候更容易成形；同時(shí)我們留出 20mm 的余量，利于封口，即：橢圓周長(zhǎng) L，短軸長(zhǎng) d，長(zhǎng)軸長(zhǎng) c，則 ，且??c????42?R?圓弧槽（包括橢圓部分）的周長(zhǎng) , 且 ??dcY????2???maY0?由以上式子得， , mc32.4?d1?3.2 薄膜牽拉供送裝置的設(shè)計(jì)包裝薄膜的牽拉送進(jìn)機(jī)構(gòu)（拉膜機(jī)構(gòu)）種類較多，常見(jiàn)的有膠輥式拉膜機(jī)構(gòu)、滾輪式拉膜機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)式拉膜機(jī)構(gòu)、同步齒形帶式拉膜機(jī)構(gòu)，由于同步齒形帶式拉膜機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)選擇同步齒形帶傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同步齒形帶式拉膜機(jī)構(gòu)是在充填筒兩側(cè)對(duì)稱安裝兩組同步齒形帶，齒形帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)靠摩擦完成拉膜。同步齒形帶與充填筒和薄膜之間的壓力可由薄膜間的彈簧提供。該種傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)。如圖 3-2 所示立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22圖 3-2 同步齒形帶式薄膜牽拉裝置Fig.3-2 Circular Arc Profile Synchronous Belt of thin-film pull device 1-充填筒 2-拉簧 3-同步齒形帶 4-同步帶輪 5-支板3.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知薄膜牽拉機(jī)構(gòu)的功率 , , ,預(yù)期壽命 10 年KWP1.0?min29r1??（每年按 300 天計(jì)算） ，載荷平穩(wěn)，單班制。解：該齒輪傳動(dòng)是閉式傳動(dòng)，通常采用齒面硬度 的軟齒面鋼制HBS350?齒輪。根據(jù)計(jì)算準(zhǔn)則，應(yīng)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定齒輪傳動(dòng)的參數(shù)尺寸，然后驗(yàn)算齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，計(jì)算步驟如下：（1）選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí)①選擇齒輪材料，熱處理方式該齒輪傳動(dòng)無(wú)特殊要求，可選一般齒輪材料，考慮 的要求，查表得原動(dòng)機(jī)齒輪選用 45 鋼，HBSSHB50~321??正火處理，齒面硬度 169~217HBS②選定精度等級(jí)因該齒輪為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度小于 5m/s,查表初選 8 級(jí)精度。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)①a.選擇齒數(shù) 選 , 261?Z1?23b.確定極限應(yīng)力 ，查圖表，按齒面硬度值 255HBS,查得原動(dòng)齒輪lim?,按齒面硬度值 200HBS,查得從動(dòng)齒輪MPa601lim?? MPa502lim??c.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ,確定壽命系數(shù) ZN（3-71 1064.831056?????tn1）（3-704.82??2）查得 12?NIZd.許用應(yīng)力 查表 ,由式得，limHS（3-??MPaNH6011lim1??3）（3-??ZSNH52lim2 ??4）e.載荷系數(shù) K 查表得，按原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)特性，選 1?Kf.計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（3-mNT????5.327091.05.9165）g.選擇齒寬系數(shù) 查表，因齒輪不對(duì)稱布置， 4.0?d?h.節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 5.2?HZi.確定材料系數(shù) ZE,查表得， MPaE8.19②計(jì)算 d1 和 va.原動(dòng)齒輪分度圓直徑立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24（3-????mZKTdHEd 5.132508.19.24.0537123 22?????????????????????????6）b.圓周速度（3-snd5210695.310????????7）故 8 級(jí)精度合適c.模數(shù)（3-03.5261?Zdm8）圓整取 （3）計(jì)算齒輪的主要尺寸①齒輪的分度圓直徑 （3-mZd13026511????9）（3-22?10）②中心距（3-??mda130212???11）③齒寬（3-db51304.1???12）取 ，m52?mb21?25（4）驗(yàn)算齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度①確定極限應(yīng)力 mlib'?根據(jù)圖表，按照齒面硬度中間值 225，查得原動(dòng)齒輪 .按MPab251lim'??齒面硬度中間值 200HBS,查得大齒輪 Pab215lim'??②確定壽命系數(shù) 由圖表查得 和 ，由題意可知，NIY21NY③確定最小安全系數(shù) 查表得，limFS4.limFS④確定許用應(yīng)力 ??'b?（3-?? MPaSYbFNb 7.1604.251' 1minli' ?????13）（3-Fb .3.' 2inli'2?14）⑤確定復(fù)合齒形系數(shù) 和 ，查表得，1SY2F（3-2.411??FaSFY15）（3-0.22?FaSF16）④計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力（3-??1'11' 847.05132.72 bFSbmdYKT ?? ??????17）（3-??2'12'2' 7408. bFSbY?18）故符合要求。3.2.2 同步齒形帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26已知主動(dòng)帶輪 ,從動(dòng)帶輪 。單班制工作，兩軸min6.17rn?min6.172r?間距離為 a.3(1)由于該同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功率 ,選擇周節(jié)制同步帶KW5.0?(2)選擇帶型根據(jù)基準(zhǔn)帶寬所傳遞的功率，選擇帶型 MXL,齒距制式：周節(jié)制。查表可知，節(jié)距 ,齒形角 ，齒頂厚 ,齒高 ,齒mPb032.?042??mS14.?mht51.0?寬 ， 型號(hào)：025 型s4.6(3)因傳動(dòng)比 ，故 ,初選帶輪基準(zhǔn)直徑1?21dd721(4)初選同步齒形帶的節(jié)線長(zhǎng) ,代號(hào)為 230mL580?(5)驗(yàn)算中心距（3-??mdLPa170258021????????????19）（3-LaP3.61.min?20）（3-mP7.805.ax??21）故中心距 。在此范圍內(nèi)，所選同步齒形帶符合尺寸要求。所6.13以該同步齒形帶的型號(hào)為：230 MXL 0253. 2. 3 同步帶輪主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件（例如齒輪、蝸輪等） ，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。27軸的設(shè)計(jì)也和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上的零件安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的設(shè)計(jì)，從節(jié)省材料、減少質(zhì)量的角度來(lái)說(shuō)，各橫截面強(qiáng)度相等是最好，最理想的；從加工工藝的角度來(lái)說(shuō)，軸的形狀卻是越簡(jiǎn)單越好，簡(jiǎn)單的軸制造時(shí)省工，熱處理不易變形，并有可能減少應(yīng)力集中。在決定軸的外形時(shí)，在保證裝配精度的前提下，既要考慮節(jié)省材料，又要考慮便于加工和裝配。因此實(shí)際的軸大多做成階梯型的。 。軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形；而對(duì)剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形；對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。（1）初估軸的最小軸徑 mind選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，查表得，其硬度為 217~255HBS 根據(jù)公式： ，取30nPAd?150?則 （3-22）m4.29.1530????????考慮軸端擬安裝聯(lián)軸器，需開(kāi)設(shè)鍵槽，須將計(jì)算值放大 4%~5%，此處取 5%，則 ??d047.21%5104.2????∴選 m?（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸上零件的定位，固定和裝配將圓柱主傳動(dòng)齒輪在軸上用普通平鍵做周向過(guò)渡配合固定，兩軸承以軸肩擋圈和套筒定位，采用過(guò)渡配合固定軸向固定采用軸肩與套筒雙向固定的方式，如圖 3-3 所示。立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28圖 3-3 同步帶齒輪軸 1Fig.3-3 Synchronous belt round axis12）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度軸段：○ 1d軸 間有定位肩，所以 2~hd212??，所以 ????mh4.~68.1.07???,為保證軸的強(qiáng)度，取??md 8.~36.712 ????m35軸段： 之間，為軸肩擋圈，查表得 ○ 2 32~dd32?軸段：按 軸上安裝的深溝球軸承的孔徑系列圓整，取○ 3 4d4 md40軸段： 5軸段間有非定位軸肩，且因與周孔配合，應(yīng)按軸徑系列○ 4 5圓整，取 m2?軸段： 間有定位軸肩（軸環(huán)） ，并且因無(wú)配合要求，按自然整○ 5 6d65~d數(shù)圓整 ,所以??????mh 2.4~8.21.0~7.1.07. ????,取5064824256???? d506?軸段： 段間安裝同步帶輪，○ 6 7d76~d,取????h~0.1.??? 42729⑦ 軸段：為保證軸承座孔的同軸度，取右端軸承處軸徑亦為8d md40'?（3）確定各軸段的長(zhǎng)度1） 段、 段和 段L57L與傳動(dòng)零件配裝的軸段，長(zhǎng)度應(yīng)略小于傳動(dòng)零件的輥長(zhǎng) 2~3mm,以確保輪轂零件的軸向定位。① 選 Y 型凸緣聯(lián)軸器，其周孔長(zhǎng)度 ,所以取mL381?mL421?② 鑄造齒輪的輥長(zhǎng)應(yīng)取 ,??????dB60~.375.~25.25 ?取 ,所以取 段長(zhǎng) , 段安裝同步齒輪 ,取mB45?5L47B,其余各軸段長(zhǎng)度可以從安裝齒輪處軸段開(kāi)始。L272）① 軸段， 軸段長(zhǎng)：48為軸承座寬度，由軸承座旁連接螺栓直徑 、扳手空間 和 ，凸臺(tái)s 1d1c2高度，箱座厚度等決定，本設(shè)計(jì)取 ,mL324?68② 軸段長(zhǎng)：2L軸段為過(guò)渡軸肩，根據(jù)該設(shè)計(jì)的需求 72③ 軸段長(zhǎng)：3根據(jù)軸肩擋圈與軸的配合，查表可得 mL5.13?④ 軸段長(zhǎng)：6L軸段為軸環(huán)寬度，所以 ????mhb8.5~976.32.4~8.4.6 ??取 , mb4?m46?（4）計(jì)算軸承跨距因?yàn)槭欠菍?duì)稱布置，所以 BLBL135284675 ????立式粉料包裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30（5）軸的強(qiáng)度校核1）作力學(xué)模型，如圖 3-42）計(jì)算支撐力① H 面反力，如圖 3-4（3-NFtA7.1635.??23）（3-??tBH3.89.4?24）② V 面支反力，如圖 3-4按中間平面計(jì)算：（3-NFrBVA9128??25）3)①H 面彎矩，如圖 3-4（3-??mNLFMADD ?????? 45.12078395.647.126）③ V 面彎矩，如圖 3-4（3-LACCH ?????5.61423927）4)扭矩，如圖 3-4mNT??32705)當(dāng)量彎矩對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 ，D 面當(dāng)量彎矩，如圖6.0??3-4（3-??mNTMDH?????85.12363706.45.120782?