立式全自動包裝機送膜機構設計開題報告

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1、 畢業(yè)設計（論文） 開題報告 1 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 1選題的背景和意義 1.1選題的背景 為滿足現代商品包裝多樣化的需求，目前國內外開始不斷發(fā)展適應多品種、小批量的通用包裝和機械設備。從而使包裝機械的形式日趨增多。隨著包裝市場飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，各種顆粒狀、短條狀、粉條狀散狀物料如膨化食品、花生、瓜子、白糖、食鹽、洗衣粉等均以各種小袋包裝的形式銷售。而小袋包裝要求重量準、密封不漏氣，生產效率高。全自動小袋稱重包裝線由此誕生。全自動小袋稱重包裝線包含以下主要部分：原料輸送部分、高速

2、稱重部分（多為組合秤）、高速包裝機（立式或水平包裝機）、檢測剔除部分、（金屬檢測和重量檢測）、裝碼箱部分和控制部分等。而高速立式包裝機是包裝線的核心設備之一[1]。 1.2選題的意義 送膜機構是立式全自動包裝機(又稱立式袋成型——充填——封口包裝機)的主要部件之一，其工作性能直接影響送料的平穩(wěn)性、袋長的穩(wěn)定性及封口切斷位置的準確性。拉膜機構主要有：膠棍式拉膜機構、滾輪式拉膜機構、真空抱環(huán)拉膜機構、氣動式拉膜機構、同步齒形帶式拉膜機構等。上述拉膜各有特點，適用于各種不同包裝薄膜的拉膜作業(yè)。對于大、中型全自動包裝機，由于袋的尺寸較大，拉膜力相對要求較大，因而這種類型的包裝機一般采用同步齒形帶式

3、拉膜機構[2]。 在纏繞式裹包機中，送膜機構是影響包裝效果的關鍵。送膜機構主要完成薄膜的輸送、預拉伸、導向等工作。薄膜拉伸可分為主動拉伸和被動拉伸兩種方式。被動拉伸是靠被包裝物品的拉緊力，將薄膜拉伸并纏繞在物品上。這種方式易造成薄膜被拉斷、出膜不均勻等缺點，早期的裹包機多采用這種拉伸方式[3]。主動拉伸是通過送膜機構對薄膜預先拉伸，拉伸后的長度是原長度的2-3倍。這種經過預拉伸的薄膜，在纏繞物品后緩慢地回縮，從而使物品被捆扎得越來越緊，包裝效果比較理想[4]。 1.3國內外研究現狀及發(fā)展趨勢 1.3.1國內研究現狀及發(fā)展趨勢 目前，市場上的國產分裝機的實際產量基本都沒有達到額定產量，即

4、型號所標示的產量。有的差得較多，型號所標示的產量是以額定轉速125轉/分為依據計算。但實際上，國產分裝機的運轉速度多數在110轉/分左右，較少能達到115-120轉/分。它們存在的共同缺陷是高速運轉時上機率低，不能滿足使用要求，為了保證上機率，只能用降低轉速的手段，即靠降低產量來保上機率。 然而，國內部分制藥廠使用的國外先進分裝機的運行狀況較好，基本上可以運轉到額定轉速125轉/分，并且可以滿足上機率的要求。我們經過大量的比較和理論分析工作，發(fā)現國內分裝機與國外先進分裝機的主要差距是高速狀態(tài)下，分裝機運轉不穩(wěn)定，部分機構出現振動現象，轉速越高振動越明顯，還伴隨明顯噪音，影響機構執(zhí)行功能的可靠

5、性，最終影響到分裝機的上機率[5]。 綜觀我國包裝機械的發(fā)展進程，由于起步較晚(上世紀八十年代)，技術水平和裝備質量均較低。進入本世紀后，我國立式充填包裝機開始出現迅速發(fā)展的良好勢頭。很多企業(yè)通過參考國外產品，進行消化、吸收及自主開發(fā)、研制，技術上有了很大的提高，計量范圍從1g到5000g不等，特別是產品功能和自動化方面也有了長足的進步。但大多數生產廠家生產的包裝機的特點與國外相比，速度低，產品單一，精度低，可靠性低，自動化和智能化水平低，研發(fā)能力不足和產品技術含量不高[6]。 1.3.2國外研究現狀及發(fā)展趨勢 立式充填自動包裝機在國外的研究起于上世紀五十年代，經過近50年的發(fā)展，現已發(fā)

6、展成為集智能化、模組化和結構設計標準化為一體。融合機械、材料、氣動、光電、數字、伺服、計算機及軟件等多種應用技術高度集成化的新技術產品。 其主要特點表現在： （1）計算機輔助設計實現設計模組化。物料類型千變萬化，而只采用一臺已經標準化了的立式充填自動包裝機，通過在短時間內進行物料、重量模擬和仿真設計，從而自動對部件的規(guī)格、配置、增減等提出設計和組裝方案，就可迅速實現對不同物料的充填包裝，完成立式充填包裝機的“72變”，而無須對每個用戶的產品進行重新設計，大大提高了產品的交貨速度，降低了企業(yè)生產成本。如利用枕型包裝機稍加調整就可實現三角袋的包裝等； （2）包裝速度高速化。目前，國外的立式充

7、填包裝機的包裝速度一般為30-85袋/min(單列式)，而各公司陸續(xù)推出的多列式包裝機(從2列到10列)可使包裝速度大大提高。如意大利ILAPAK公司的300和400系列枕型包裝機，計量范圍150～450g，包裝速度為120袋/min。日本橫濱電機制作所的YDE-70型四邊封合包裝機，計量范圍:0.5～30ml，可以2～10列，最高速度達800袋/min； （3）結構運動高精度化。由于采用各種新技術，如通過伺服電機、編碼器及數字控制、動力負載控制、PLC控制等實現了高精密、高精度控制，使整機的充填計量精度和制袋精度都有了較大的提高； （4）包裝形式多樣化。國外的袋包裝目前既有三邊封合袋、四

8、邊封合袋、枕形袋，還有風琴式、自立袋等。用戶可以根據市場的需要進行選擇，具有更大的配置靈活性。 2研究的基本內容 設計內容包括：送膜方式的選擇，送膜機構設計。其中送膜機構設計主要包括卷筒機構及傳動系統設計、薄膜夾緊裝置設計、導輥組設計、送膜驅動結構設計（電動機與減速器的選擇）以及制袋成型器設計。 2.1基本框架 （1）送膜方式的選擇，送膜方式的種類有片狀材料供送裝置和滾筒狀材料供送裝置兩種?？紤]到分裝后裁切的結構應更加簡潔、容易維護，提高分裝生產效率，因此采用分裝后再進行裁切的卷筒狀供送裝置。為了防止供送裝置供送材料時出現包裝材料跑偏、時緊時松而且抖動，切斷時不能保證圖案完整的的狀

9、況，包裝機要具有傳袋補償功能和自動定位功能。本設計采用隨機補償式，用光電傳感器與電磁制動離合器配合進行光標位置補償。無張力供送包裝材料機構由電動機、傳感器（接近開關）、齒輪減速器、卷筒、輥軸等組成，如圖2.1所示，當拉袋輪工作時，包裝材料就會產生牽引力，使包裝材料帶動放膜輥軸2向上運動，包裝材料只受拉力作用而張緊完成輸紙。當放膜輥軸到一定高度時，電動機收到傳感器發(fā)出的電信號，驅動牽引裝置6開始送膜，當放膜輥軸2接觸傳感器8后，電動機收到信號停止工作，開機前，要讓包裝材料上的商標圖案與各執(zhí)行機構的位置相互對應，調節(jié)光電傳感器4使其對準包裝材料上的色標。 1.卷筒材料 2.放膜輥

10、軸 3.過渡輥軸 4.光電傳感器 5.成型器 6.牽引裝置 7.封口切斷裝置 8.傳感器　9.電動機、減速器 10.側架 圖2.1 供送裝置總體布局圖 （2）卷筒的結構設計，卷筒裝置用于安裝卷筒薄膜，其具體尺寸特別是其長度是根據分裝機的總體支架的尺寸而設計的； （3）薄膜張緊裝置的設計，為保證薄膜在輸送過程中能夠緊湊平整地到達成形器而形成包裝袋，避免在成形過程中由于薄膜松弛而使包裝袋成形失敗或產生畸形包裝的問題； （4）導輥組的設計，為保證薄膜在輸送過程中能夠平整地達成成型器進而形成包裝袋； （5）送膜驅動機構的設計，主要作用是完成包裝袋的牽引。 2.2研究的重點和難點

11、首先重點是對送膜方式的選擇要考慮機構結構簡單、容易維護，生產效率高。同時要解決由于包裝材料在供送過程中導致受力不均，輸送過程中阻力較大致使包裝材料少，從而產生塑性變形等原因造成的包裝材料跑偏、供送時時緊時松而且抖動，包裝袋在切斷時不能保證完整的圖案等問題。其次是制袋成型裝置要考慮到包裝的形式、尺寸和質量。還要考慮送膜機構的結構是否合理，尤為重點的是送膜機構中卷筒、薄膜張緊裝置、導輥組、驅動裝置和制袋成形裝置的設計。特別的難點是在提高分裝機的精度和速度時，各機構動作要相互協調，何時要停止送膜，何時開始送膜，送膜和停止要非常準確、快速，電動機與傳感器之間的協調工作非常的關鍵。 2.3擬解決的關鍵

12、問題 根據實際生產需要選擇送膜方式，對卷筒、薄膜張緊裝置、導輥組和驅動裝置如何進行最佳的設計，以及各機構協調有序的工作，并如何裝配到機架上使其工作效果最佳。 3研究的方法及措施 首先查閱大量與送膜機構有關的文獻，仔細閱讀并吸收有用的內容，在這基礎上加以推敲設計出合適的送膜機構。再進行大量的計算，得出有關機構的尺寸。 送膜裝置的補償方式采用隨機補償式，用光電傳感器和電磁制動離合器進行光標位置補償。通過計算設計出制袋成型裝置，根據分裝機的總體尺寸和實際生產需求設計出卷筒、薄膜張緊裝置、導輥組和送膜驅動機構。 4預期成果 通過反復的推敲和設計計算，分裝機整體的分裝速度和精度都達到

13、預期的成果，送膜機構能夠完成送膜任務。然后畫出卷筒結構、薄膜張緊裝置、導輥組和送膜驅動機構的零件圖以及制袋成形裝置的參數計算。再畫出整個送膜機構的裝配圖，最后整理設計過程并撰寫設計說明書。 5研究工作進度計劃 2013年11月05日～2011年1月3日：完成文獻查閱、外文翻譯、文獻綜述及開題報告，并準備開題。 2014年02月15日～2012年03月1日：確定初步方案，計算相關零件尺寸。 2014年03月2日～2012年03月16日：建模及畫零件圖、裝配圖。 2014年03月17日～2012年05月30日：整理計算結果，撰寫論文。 2014年06月01日～2012年06月15日：論

14、文修改，準備答辯。 參考文獻 [1] 楊夫剛．立式包裝機設計探索[J]．衡器，2010（04）：40-42． [2] 郝喜海，吳吉平，姚齊水．雙側面膠輪式拉膜機構的研究設計[J]．輕工機械，2003，2(25)：25-27． [3] 楊可森，艾長勝，席中慧，王新華．變頻調速在伺服送膜機構中的應用[J]．機電一體化，2002(3)：38-39． [4] 陳立勝，許毅，趙亮培，李東祥，陳文．一種薄膜主動預拉伸機構的研究與制造[J]．現代制造工程，2009(12)：86-89． [5] 許社忠．提高分裝機上機率方法實施探討[J]．中國新技術新產品，2011，8(12)：129-130． [6] 陳士祥，束蓓，邵剛．一種新型立式充填自動包裝機的系統[J]．包裝與食品機械，2007，25(6)：28-33． 7