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全自動(dòng)顆粒包裝機(jī)的設(shè)計(jì)
機(jī)械036班：郭慶 指導(dǎo)教師：吳春英
（陜西科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 陜 西 咸 陽(yáng) 712081）
摘 要： 本文主要介紹了一種包裝機(jī)械——自動(dòng)顆粒包裝機(jī)的工作原理及其設(shè)計(jì)過程，對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和傳動(dòng)部件的強(qiáng)度校核，對(duì)其整體外觀，箱體以及支架進(jìn)行合理的改進(jìn)。自動(dòng)顆粒包裝機(jī)主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品的松散狀、無(wú)粘性細(xì)小顆粒物品的小劑量自動(dòng)包裝。其包裝材料 為復(fù)合材料，在高溫下粘合。
本機(jī)主要有橫封機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及電器控制系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)中，我們的主要任務(wù)是對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)的支架，整機(jī)的箱體進(jìn)行改進(jìn)，使其滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到所要求的生產(chǎn)效率。
本機(jī)的特點(diǎn)是能自動(dòng)完成制袋，可調(diào)量杯計(jì)算、充填、打印日期、封合部位打口、記數(shù)等功能。本機(jī)還采用了無(wú)機(jī)調(diào)整制袋長(zhǎng)度機(jī)構(gòu)和智能型商標(biāo)定位裝置。
關(guān)鍵詞：工作原理，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，支架
Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT：This article mainly introduces the principle and course of the design of the packging machinery (the type of DXDK40-II),and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the relaxed, small granule without glutimosity in food、tea、medicine and chemical industry. The material is compodite and agglutinated in high temperature.
This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electrcity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.
It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark.
KEY WORDS: the principle of the work，transmission parts，the bracke
一、引言
自動(dòng)顆粒包裝機(jī)由于功能較少應(yīng)用范圍小所以生產(chǎn)效率較高 本次設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是包裝機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，介紹了包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)和供料機(jī)構(gòu)，并簡(jiǎn)單介紹了它的電氣控制部分。其機(jī)械部分主要有無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)、行星差動(dòng)輪系和可調(diào)量杯機(jī)構(gòu)：電氣部分主要有光電開關(guān)、凸輪接近開關(guān)控制機(jī)構(gòu)和減速機(jī)構(gòu)和減速電機(jī)。
在包裝機(jī)械電動(dòng)化中，光電技術(shù)愈來愈起著重要作用。例如，可采用來自動(dòng)檢測(cè)流水線上包裝容器的形體、口徑傷痕污垢缺蓋，以及箱體的外廓尺寸、排列間距、移動(dòng)速度、裝入個(gè)數(shù)、封條有無(wú)等；還可以像混合物料按色澤逐個(gè)自動(dòng)分選，斗槽那的自動(dòng)控制，大型，大型物件多道捆扎的自動(dòng)定位，卷筒商標(biāo)的自動(dòng)對(duì)位切割，沖料軟管的自動(dòng)定向封口，以及其他類似的情況。
二、自動(dòng)顆粒包裝機(jī)的工作原理
本設(shè)計(jì)主要介紹了一種包裝機(jī)――自動(dòng)顆粒包裝機(jī)的工作原理及其設(shè)計(jì)過程，對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算和傳動(dòng)部件的強(qiáng)度校核。自動(dòng)顆粒包裝即主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品中松散狀、顆粒性細(xì)小物品的小劑量的自動(dòng)包裝。其包裝材料位復(fù)合材料，在高溫下粘合。
三、機(jī)械的主要部件
1.本機(jī)主要有橫封機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本次設(shè)計(jì)中。我們的 主要任務(wù)似對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的計(jì)算選擇使其滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到所要求的生產(chǎn)率。
2.無(wú)極調(diào)速機(jī)構(gòu)是用來調(diào)整機(jī)器包裝速度的。調(diào)整速度時(shí)首先松開鎖母；當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)，動(dòng)輪外移，主動(dòng)輪一邊的動(dòng)輪在彈簧作用下，使得三角皮帶向皮帶輪外邊移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了增速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)翻轉(zhuǎn)手柄時(shí)，動(dòng)輪壓緊三角帶，迫使三角帶克服彈簧的壓力，向主動(dòng)皮帶輪小徑方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了減速運(yùn)動(dòng)。間隔齒輪的作用時(shí)為了改變包裝袋長(zhǎng)而設(shè)置的，從傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖來看它的運(yùn)動(dòng)關(guān)系時(shí)主軸每轉(zhuǎn)一周，縱封棍送進(jìn)薄紙前進(jìn)一個(gè)袋長(zhǎng)，二橫封棍旋轉(zhuǎn)半圈封合一次，因此當(dāng)改變包裝袋袋長(zhǎng)時(shí)，必須與其相適應(yīng)的齒輪咬合，它的特點(diǎn)是：間隔齒輪的持?jǐn)?shù)，即相當(dāng)于袋長(zhǎng)額尺寸。錐棍無(wú)極調(diào)速機(jī)構(gòu)與間隔齒輪配合使用，其作用在于調(diào)整以定袋長(zhǎng)的幅度，這對(duì)于提高光跟蹤的準(zhǔn)確性起到了可靠的保障。
3.本機(jī)能源采用JY7134電容啟動(dòng)單向電源電動(dòng)機(jī)，功率70W電壓220V，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分，外線電源由于機(jī)器下放電源插座引進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)電源開關(guān)電源指示燈亮，撥動(dòng)電機(jī)開關(guān)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)指示燈亮，電機(jī)接入時(shí)通過電機(jī)保險(xiǎn)絲。、
4.熱封系統(tǒng)是采用電阻絲加熱連續(xù)封合，縱封棍采用兩個(gè)環(huán)型加熱器，每個(gè)250W，110W；橫封是兩個(gè)棒型加熱器，每個(gè)250W、110W安裝在橫封棍內(nèi)，縱封棍內(nèi)，縱封加熱器是鎖母固定在基板上，均可以直接與電源相接。
接熱的溫度是預(yù)先調(diào)到給定溫度，有兩臺(tái)DET-4301位式溫度調(diào)節(jié)儀分別對(duì)縱封及橫封進(jìn)行自動(dòng)溫度控制，即控制他們各自的續(xù)電器。從而使他們的加熱器通電或斷電。溫度調(diào)節(jié)儀的信號(hào)分別來自他們的熱敏電阻，將溫度的變化轉(zhuǎn)換成信號(hào)的變化進(jìn)行自動(dòng)控制。
5.在自動(dòng)包裝中必須保持商標(biāo)位置正確，這是對(duì)包裝質(zhì)量的基礎(chǔ)要求，為此必須使縱、橫封棍速度與包裝商標(biāo)間隔長(zhǎng)度一致，然而，包裝紙商標(biāo)實(shí)際速度有可能與預(yù)計(jì)的有誤差，此誤差積累起來就會(huì)使商標(biāo)位置改變，以至超出允差，造成廢電氣部分凸輪接近開關(guān)控制機(jī)構(gòu)。
單一的光電控制，只能使伺服電機(jī)作出一種動(dòng)作，而包裝機(jī)卻需要如下三種動(dòng)作：
a)縱封速度不需要修正，在光電信號(hào)下，伺服電機(jī)不動(dòng)。
b)縱封棍速度偏低，商標(biāo)后移，要求在光電信號(hào)下，縱封棍增速，以實(shí)現(xiàn)“同步”
c)縱封棍速度偏高，商標(biāo)遷移。要求在光電信號(hào)下，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，縱封棍減速
為此，在本機(jī)主軸上裝有凸輪機(jī)構(gòu)及接近開關(guān)。以實(shí)現(xiàn)以上三種動(dòng)作，本系統(tǒng)采用電感式NPN輸出，常開型接近開關(guān)精確調(diào)節(jié)接近開關(guān)與凸輪接近距離，再凸輪接近開關(guān)的全過程中，接近開關(guān)指示燈應(yīng)保持亮度，不能有閃動(dòng)，接近開關(guān)與凸輪間距離應(yīng)為2-3mm。
為使操作方便，將卷筒支架設(shè)置在機(jī)器上方。利用象鼻成型器折彎成型式充填封口機(jī)，平張卷筒薄膜經(jīng)導(dǎo)棍引至象鼻成型器被折彎成圓筒狀，然后借等速回轉(zhuǎn)的縱封棍加壓熱合并連續(xù)向下牽引。物料經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后，由加料斗落入已封底的袋筒內(nèi)。要求自動(dòng)顆粒包裝機(jī)的生產(chǎn)效率達(dá)到50-100袋/分，袋長(zhǎng)為55-110毫米。因此，設(shè)置了間隔齒輪和錐滾無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，采用兩級(jí)降速機(jī)構(gòu)，第一節(jié)用寬三角帶無(wú)級(jí)變速，第二節(jié)用錐滾無(wú)級(jí)變速。
6.機(jī)械式切斷包裝袋的方法大體上有熱切和冷切兩種?？筛鶕?jù)具體條件，如包裝材料的材質(zhì)、厚度、材袋的牽引運(yùn)動(dòng)形式、切割方法和切口形狀等來適當(dāng)選用。
熱切是將薄膜局部加熱熔化并用熱切元件向熔化部分施加一定壓力而使其分離的一種方法。熱切元件多采用電加熱刀或電加熱絲，常與橫封裝置組合在一起，使熱封與切割同時(shí)完成。其中高頻加熱刀既是一只具有刀口的電極，使用間歇式袋裝機(jī)熱切聚氯乙烯薄膜材料。脈沖加熱電熱絲，既是一根直徑為２mm的圓云電熱絲，根據(jù)需要可選用間歇或連續(xù)通電進(jìn)行分割，因其表面不能覆蓋聚氯乙烯編制物，故分割用圓絲與封口用扁絲往往不安裝在同一熱封體上。冷切是借助鋒利的金屬刀刃使薄膜在橫截面上受剪切力而分離料袋的一種方法。冷切工具常用滾刀、鐮刀、鋸齒刀等。由于機(jī)器是連續(xù)工作的，所以采用滾刀式，它有兩種組合方式，１）滾刀與定刀、２）慢轉(zhuǎn)滾刀與快轉(zhuǎn)滾刀。前者多用于低速有少切削的場(chǎng)合，因此本機(jī)采用第一種組合方式。
四、機(jī)械故障及處理方法
任何機(jī)器都有可能出現(xiàn)故障，我們的機(jī)器也不例外。
部分機(jī)構(gòu)不能開動(dòng)
原因：（一）電動(dòng)機(jī)及接線切斷：將短線處接通，如果市電動(dòng)機(jī)故障應(yīng)更換電機(jī)。
原因：（二）保險(xiǎn)絲燒斷：更換安培值相當(dāng)?shù)谋ｋU(xiǎn)絲。
原因：（三）齒輪各個(gè)連接螺絲、鍵等松動(dòng)重新緊固松動(dòng)的螺絲和鍵，應(yīng)從電動(dòng)機(jī)開始，按傳動(dòng)次序進(jìn)行檢查。
原因：（四）異物咬入齒輪和其轉(zhuǎn)動(dòng)部位，此時(shí)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異常聲音，不立即處理，則電動(dòng)機(jī)易燒毀，取出異物。
裝粉加入熱封合部位
原因：裝袋時(shí)間和熱封時(shí)間不協(xié)調(diào)。
解決方法：與轉(zhuǎn)盤齒輪連接的為二擋齒輪，將二擋齒輪推上，改變咬合位置，使其粉粒不在封合時(shí)間裝袋。理想的下了時(shí)間，應(yīng)在橫向封合完畢后開始，調(diào)節(jié)適當(dāng)后，不要輕易觸動(dòng)。
薄膜不能咬入上部熱棍，或是脫離熱棍或是兩端不齊。
原因：（一）薄膜裝填薄膜，縱封及橫封棍或是兩端不齊。
原因：（二）薄膜導(dǎo)槽過于靠前。
原因：（三）薄膜導(dǎo)槽過于傾斜。
原因：（四）橫封熱棍偏心鏈輪失常。
調(diào)整方法：通過上述1-4的方法仍不能解決，應(yīng)做以下調(diào)整：
1.把縱封棍壓力調(diào)節(jié)鈕的“拉鈕”向右轉(zhuǎn)動(dòng)，僅使眼前的薄膜厚度受拉伸。應(yīng)注意過大拉伸則不能封口。
2.降低縱封若棍的壓力，壓力過大薄膜不能夾緊，有可能被擠出。
3.縱封棍假如量要比平時(shí)多，一般為7mm應(yīng)夾入10mm。
4.通過以上調(diào)整倘兩側(cè)仍不齊時(shí)，應(yīng)使薄膜超出側(cè)的導(dǎo)槽向里彎曲。
5.薄膜導(dǎo)槽中心線有誤差，造成不良或有破損情況應(yīng)給以更換。
五、注意事項(xiàng)
（1）在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，應(yīng)注意機(jī)器聲音是否協(xié)調(diào)，要迅速分清事故前的異常運(yùn)轉(zhuǎn)聲音。
（2）把薄膜裝入后，如長(zhǎng)時(shí)間不開動(dòng)，縱封棍熱量不斷傳至薄膜，可將薄膜燒壞，此時(shí)應(yīng)將三個(gè)螺母順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將兩縱封棍和兩橫封棍相互離開。
（3）要經(jīng)常用銅刷清掃縱封棍、橫封棍的表面、若加熱棍表面粘著聚乙烯以及塵土等，則會(huì)引起熱封不良，并因此而引起縱封棍拉力減弱，使包裝失調(diào)。
（4）在進(jìn)行檢查、清掃、修理時(shí)應(yīng)切斷機(jī)器電源開關(guān)。
(5)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在橫封棍和裁刀之間，不準(zhǔn)手及其他物品靠近。
(6)定時(shí)檢查機(jī)器各個(gè)緊固部位，是否有松動(dòng)、脫接現(xiàn)象。
(7)每隔一月應(yīng)在各個(gè)緊固部位涂潤(rùn)滑油，減速器油第一次用油要在10日左右更換，以后每隔2000小時(shí)更換一次新油，給油量要到油標(biāo)的中心。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們掌握了機(jī)器設(shè)計(jì)的一般步驟，也是我們第一次較全面的的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在這次設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，達(dá)到了了解和掌握自動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過程和方法。
由于時(shí)間和能力有限，在設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。在本次設(shè)計(jì)過程中，得到吳老師的大力幫助和指導(dǎo)，使我們得以順利完成設(shè)計(jì)，在此表示忠心的感謝。
參 考 文 獻(xiàn)
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[2]鄭文緯，吳克堅(jiān)主編. 機(jī)械原理。北京：高等教育出版社，1995年
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[5]龔桂義.機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 北京：高等教育出版社，1990年