全自動旋蓋機(jī)的設(shè)計含開題、SW三維及6張CAD圖
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XXXXX
XX設(shè)計(XX)開題報告
課題名稱 全自動旋蓋機(jī)設(shè)計
學(xué) 院
專 業(yè)
班 級
學(xué) 號
姓 名
指導(dǎo)教師
定稿日期: 20XX 年 XX月XX 日
7
全自動旋蓋機(jī)設(shè)計
1 選題背景及其意義
背景: 隨著科技的發(fā)展,我國的醫(yī)藥,化妝品,飲料行業(yè)得到迅猛的發(fā)展,它們是一個多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)和手段高度融合的高科技產(chǎn)業(yè)群體,涉及國民健康、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,以及中國飲料行業(yè)也是一個重要的組成,是改革開放以來發(fā)展起來的新興行業(yè),是中國消費(fèi)品中的發(fā)展熱點(diǎn)和新增長點(diǎn)。30年來,行業(yè)不斷地發(fā)展和成熟,逐漸改變了以往規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、競爭無序的局面,各種企業(yè)的規(guī)模和集約化程度不斷提高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨合理。中國飲料、醫(yī)療、化妝品在品牌方面的發(fā)展成果顯著,全國性品牌已有十幾家,五類產(chǎn)品中22個品牌被評為中國名牌。
市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速, 如何提高生產(chǎn)率,以及節(jié)約人力物力,降低成本,節(jié)約能源,提高能源利用率,使用機(jī)械設(shè)備代替工人的勞動力,是一個相當(dāng)亟不可待的問題 。
原始的生產(chǎn)方式已經(jīng)跟不上,日益膨脹的社會需求,如何實現(xiàn)機(jī)械自動化,便設(shè)想如能設(shè)計一套全自動旋蓋系統(tǒng)將十分有利于工廠的需求。
意義: 生產(chǎn)中應(yīng)用旋蓋機(jī),可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率,可以減輕工人勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、以及生產(chǎn)產(chǎn)品的一致性、可靠性。通過收集相關(guān)資料,查閱文獻(xiàn),根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)市場需求,任務(wù)書設(shè)計出一套完整的全自動旋蓋系統(tǒng)并能為其相關(guān)零件選擇合適的材料和加工工藝。通過PLC,機(jī)械,氣壓系統(tǒng)等來實現(xiàn)機(jī)電一體的自動化。
本課題中全自動旋蓋機(jī)主要是,針對飲料、醫(yī)療、化妝品行業(yè), 通過以上畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容,讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計過程中綜合大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識和技能去分析和解決一般工程技術(shù)問題的能力;進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、創(chuàng)造性地解決實際問題的能力。
2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
飲料包裝是包裝機(jī)械行業(yè)最大的一個細(xì)分市場,該市場又可簡單細(xì)分為食品包裝和啤酒飲料包裝。后者一般客戶方都是整條生產(chǎn)線購買,自動化水平相對比較高,PLC、HMI、低壓變頻器,甚至伺服都有廣泛的應(yīng)用。需求量巨大,中國平均每年大約需求100余條,市場超過50億。中國是個人口大國,按目前中國飲料的人均消費(fèi)量,尤其是礦泉水,與其他國家相比消耗量十分明顯。該市場仍處在供不應(yīng)求的發(fā)展中,市場空間很大。市場得以開發(fā),則需求量將有非??捎^的上升。前者的產(chǎn)品差別很大,有機(jī)械控制的簡單食品加工機(jī)器,比如面條機(jī)、餃子機(jī)等,也有應(yīng)用整條自動化生產(chǎn)線的高端食品加工設(shè)備。中國食品加工水平較低,目前該市場隨著中國GDP的增長平穩(wěn)增長,據(jù)相關(guān)專家預(yù)測,未來兩三年不會出現(xiàn)發(fā)展的瓶頸。
??醫(yī)藥工業(yè)包裝。這類包裝設(shè)備總體特征是體積小、價格高、產(chǎn)值約占藥品的12-15%。因此這類包裝設(shè)備對自動化水平要求也較高,相應(yīng)企業(yè)的自動化設(shè)備的購買能力也較強(qiáng)。目前國家藥品改革只能對包裝要求越來越嚴(yán),尤其是西藥,為避免二次污染盡量散裝。
我國早期多采取人工包裝,操作繁瑣、單調(diào)、重復(fù),工人勞動強(qiáng)度大,包裝質(zhì)量不高,有些藥品長期與人接觸還會影響身體健康。由于工業(yè)產(chǎn)品千差萬別,用戶要求各不相同,很難形成統(tǒng)一的灌裝模式和定型的包裝設(shè)備,因而包裝工序長期以來成為連續(xù)化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。 包裝工作包括包裝材料和容器的制造、印刷、包裝工藝程序的操作和質(zhì)量檢測等。實現(xiàn)包裝自動化能有效地提高生產(chǎn)能力,保證產(chǎn)品質(zhì)量,增加花色品種,有利于食物、藥品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防腐防銹并降低生產(chǎn)成本。包裝自動化還能改善工作條件,特別是對有毒性、刺激性、低溫潮濕性、飛揚(yáng)擴(kuò)散性等危害人體健康的物品的包裝尤為重要。以及那些人工難以實現(xiàn)的包裝,如無菌包裝、藥品飲料包裝、真空包裝、熱成型包裝等,更加需要實現(xiàn)自動化。伴隨電子技術(shù)的發(fā)展,包裝從單機(jī)分離電器為主的低級程序控制發(fā)展到多功能全自動包裝機(jī)和由電子計算機(jī)控制的包裝生產(chǎn)自動線。
包裝自動化主要包括:①包裝材料、容器和包裝物品的自動計量、傳送和成品的自動輸出;②工藝程序的自動執(zhí)行,操作機(jī)構(gòu)的自動調(diào)節(jié)和故障的自動處理;③工藝參數(shù)(位置、尺寸、重量、數(shù)量、速度、性態(tài)、行為等)的自動控制和自動調(diào)節(jié);④包裝質(zhì)量的自動檢測和廢品的自動剔除。物品包裝所采用的技術(shù)手段、控制方法和能夠達(dá)到的自動化程度隨物品種類而異,受到產(chǎn)品性狀、包裝材料(或容器)和包裝要求等諸因素的制約。
依被包裝物的形態(tài),包裝自動化分為液體包裝自動化和固體包裝自動化兩類。液體包裝自動化包括各種飲料、液狀調(diào)味品、日用化工品和藥品中那些具有一定粘度的液態(tài)物質(zhì)的包裝自動化。這類產(chǎn)品的包裝大都采用容器灌裝法,需要經(jīng)過容器清洗(或容器制造)、計量灌裝、封口貼標(biāo)等幾道主要工序。例如,啤酒包裝生產(chǎn)自動線由洗瓶、灌裝、壓蓋、殺菌、貼標(biāo)五臺主機(jī)按工藝流程布置,單機(jī)進(jìn)行控制,中間用柔性輸送鏈聯(lián)結(jié)并協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)拍。因為啤酒是含氣性飲料,故采用等壓法灌裝、液位法計量。整機(jī)為旋轉(zhuǎn)型,由機(jī)械傳動系統(tǒng)控制同步運(yùn)行,用機(jī)、電、氣綜合技術(shù)組成程序控制系統(tǒng)。環(huán)形酒缸液位采用介質(zhì)壓力傳感閉環(huán)自動調(diào)整,灌裝過程采用機(jī)械方式開環(huán)自動控制,檢測故障采用機(jī)電聯(lián)鎖控制自動停車、人工排除,全部潤滑、清洗和壓縮空氣系統(tǒng)均集中操縱。
3 主要研究內(nèi)容
3.1全自動旋蓋機(jī)的基本工作原理
本課題主要研究輸送帶傳動,步進(jìn)電機(jī),交流電機(jī),PLC,控制等。通過電機(jī)控制輸送帶,金屬桿的運(yùn)動,步進(jìn)電機(jī)的行程根據(jù)任務(wù)書的已知條件,對旋蓋機(jī)及其各個零件進(jìn)行設(shè)計和總體布置。通過具體的參數(shù)計算及工況分析,擬定全自動旋蓋機(jī)的系統(tǒng)原理圖,完成液壓及電氣PLC控制系統(tǒng)原理圖繪制。
第一部分:瓶子的進(jìn)給部分
第二部分:瓶蓋的進(jìn)給及裝蓋部分
第三部分:自動旋蓋部分
第四部分:控制部分
主要工作方式: 前一流水線上瓶子通過輸送帶進(jìn)入旋蓋機(jī)------------→通過輸送帶及轉(zhuǎn)盤將瓶蓋輕放在瓶子上-------------→旋緊瓶蓋----------→下料
3.2 課題主要內(nèi)容:
1.根據(jù)設(shè)計要求,收集旋蓋機(jī)相關(guān)資料,并做相關(guān)外文資料翻譯。
2.根據(jù)已知技術(shù)參數(shù),確定旋蓋機(jī)的總體設(shè)計方案。
4.完成旋蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用SOLIDWORKS CAD等軟件繪制裝配圖、零件圖。
5.擬定PLC控制系統(tǒng)原理圖,電氣控制原理圖。
6.撰寫畢業(yè)論文及設(shè)計說明書。
3.3設(shè)計主要的技術(shù)參數(shù)要求
生產(chǎn)能力50瓶/分鐘
瓶蓋尺寸:15-70毫米
瓶體直徑:Φ35-Φ130毫米
瓶體高度:50-320毫米
4 研究方案
4.1 總體方案
(1) 先將要設(shè)計研究的旋蓋機(jī)分成三個大部分,用來模塊化設(shè)計。
① 進(jìn)給系統(tǒng)模塊的設(shè)計。
② 旋蓋系統(tǒng)模塊的設(shè)計。
③ 電氣控制模塊的設(shè)計。
(2) 搜集一下各方面的文獻(xiàn)資料
(3) 去市場調(diào)查,各種瓶子、瓶蓋的規(guī)格,以及瓶蓋大約需要的預(yù)緊力。
(4) 各個模塊的機(jī)械設(shè)計,大體選用零件(如電機(jī)、輸送帶等)。
(3)各零件的校核計算,并確定選擇的型號。
(4)控制方面的設(shè)計,F(xiàn)X 1n PLC的程序編寫。
(5)綜上的研究,驗證設(shè)計的可行性
(6)計算機(jī)軟件制圖。
(7)論文的編寫。
4.2 論文框架
①旋蓋機(jī)的現(xiàn)況
②重要參數(shù)的確定與論證
③構(gòu)件材料的選擇及論證
④旋蓋機(jī)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計
⑤強(qiáng)度計算
⑥控制系統(tǒng)設(shè)計
⑦小結(jié)及結(jié)束語
5 進(jìn)度計劃
2010.11.01-2010.12.01 收集資料,研讀資料
2010.12.01-2011.01.15 擬訂總體設(shè)計方案
2011.01.15-2011.03.15機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、繪制總裝圖
2011.03.15-2011.04.15主要零部件設(shè)計計算,繪制零件工作圖
2011.04.15-2011.04.30 液繪液壓系統(tǒng)原理圖
2011.04.30-2011.05.10 控制系統(tǒng)設(shè)計
2011.05.10-2011.05.25 撰寫設(shè)計計算說明書
2011.05.25-2011.06.06 修改及答辯
參考文獻(xiàn)
[1] 侯成仁.基于運(yùn)動約束的高速旋蓋機(jī)設(shè)計及其凸輪分析[J].機(jī)械制造,2004,42(7).
[2] 唐偉強(qiáng),周宇英.旋蓋機(jī)旋蓋頭磁耦合離合器的設(shè)計探討[J].糧食油加工與食品機(jī)械,2000.
[3] 嚴(yán)書華. 一種通用瓶蓋理蓋器與旋蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計[J].福建:機(jī)電技術(shù),2007,(4).
[4] 劉麗華. 基于PLC控制的教學(xué)型旋蓋氣動機(jī)械手設(shè)計[J].廣東:液壓與氣動,2010.
[5] 李詩龍. FX12型旋蓋機(jī)的設(shè)計[J].武漢:包裝工程,2000,21(3).
[6] 孫秀延,趙大民,王秀倫. XG12全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的設(shè)計[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報,2008,(1):4-1.
[7] 賴天琴,鐘林源,羅威.高速旋蓋機(jī)凸輪的加工[J].包裝與食品機(jī)械,2010,28(3).
[8] 張偉安,王建勤. 全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)[J].浙江:輕工機(jī)械,2002,(2).
[9] 王毅. 小瓶旋蓋機(jī)扭蓋失效原因分析[J].中國設(shè)備工程,2002,(10).
[10] 周始榮.旋蓋機(jī)的幾種恒扭矩結(jié)構(gòu)的分析[J].上海:包裝與食品機(jī)械,2007,25(3).
[11] 王玉琳,王強(qiáng). 步進(jìn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)方法[J].電機(jī)的控制與應(yīng)用,2006,33(1).
[12] 毛衛(wèi)平,顧建.鄒占武. PLC在氣壓傳動控制實驗中的應(yīng)用[J].江蘇:機(jī)床與液壓,2004,(4).
[13] 殷華文,于兆和,馬志剛. PLC對步進(jìn)電機(jī)的控制技術(shù)[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2003,(8).
[14] 宣財鑫. PLC脈沖控制步進(jìn)電機(jī)技術(shù)[J].江蘇:機(jī)車車輛工藝,2002,(1).
[15] Michael H. Peronek,Robin C. Jones. ANTI-ROTATION METHOD AND APPARATUS FOR BOTTLE CAPPING[J]. United States Patent,Apr. 14,1989
[16]Michael H.Peronek,Daniel L Goodell,QUICK CHANGE CONNECTION FOR FILLING AND CAPPING MACHINES[J]. United States Patent,Sep.30,1997
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名:
年 月 日
開題答辯小組意見
1、論文選題:□有理論意義;□有工程背景;□有實用價值;□意義不大。
2、論文的難度:□偏高;□適當(dāng);□偏低。
3、論文的工作量:□偏大;□適當(dāng);□偏小。
4、設(shè)計或研究方案的可行性:□好;□較好;□一般;□不可行。
5、學(xué)生對文獻(xiàn)資料及課題的了解程度:□好;□較好;□一般;□較差。
6、學(xué)生在論文選題報告中反映出的綜合能力和表達(dá)能力:
□好;□較好;□一般;□較差。
7、學(xué)生在論文選題報告中反映出的創(chuàng)新能力:
□好;□較好;□一般;□較差。
8、對論文選題報告的總體評價:□好;□較好;□一般;□較差
(在相應(yīng)的方塊內(nèi)作記號“√”)
建議結(jié)論
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評議小組組員簽名:
年 月 日
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