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開題報(bào)告
題 目
旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)式真空包裝機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)
專業(yè)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
1.課題背景和意義：
我國(guó)真空包裝機(jī)起步于上個(gè)世紀(jì)70年代末，形成行業(yè)僅20多年，年產(chǎn)值只有七八千萬(wàn)元．產(chǎn)品品種僅有100多種。隨著產(chǎn)品研發(fā)的投入，我國(guó)真空包裝機(jī)的產(chǎn)品水平也有了新的發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)開始有了自動(dòng)化，成套化，規(guī)模化的趨勢(shì)．高技術(shù)含量．傳動(dòng)復(fù)雜的設(shè)備開始出現(xiàn)。近5年來(lái)食品和真空包裝機(jī)行業(yè)每年以11％～12％的平均增長(zhǎng)速度發(fā)展．高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，銷售總額由1994年的150億元增加到2000年的300億元。產(chǎn)品品種由1994年的270種發(fā)展到2000年的3700種?？梢哉f(shuō)我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)已滿足了國(guó)內(nèi)的基本需求，并開始向東南亞及第三世界國(guó)家出.如我國(guó)2000年的進(jìn)出13總額為27．37億美元．其中出口額為12．9億美元，比1999年提高了22．2％。在出口的機(jī)械品種中以食品(乳品、糕點(diǎn)，肉類、水果)加工機(jī)、烤箱，封裝，貼標(biāo)簽機(jī)、紙埋鋁復(fù)合罐生產(chǎn)設(shè)備等機(jī)械出口較多，食品機(jī)械如制糖、釀酒、飲料。
近十余年來(lái)，國(guó)際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械及整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場(chǎng)開拓日新月異的多樣化商品提供及時(shí)靈活應(yīng)變的生產(chǎn)手段。同時(shí)基于合理簡(jiǎn)化包裝和優(yōu)勢(shì)包裝工藝方法的實(shí)際需要，不斷探索，明顯地加快了自身技術(shù)革新的步伐。尤其是與現(xiàn)代自動(dòng)機(jī)床同步發(fā)展相呼應(yīng)，逐步明確。要想建立多樣化、通用化、多功能集成化的包裝機(jī)械新體系，首先必須著重解決組合化和機(jī)電一體化的大問題，無(wú)疑這是今后的重要發(fā)展方向。
真空包裝機(jī)等設(shè)備已開始成套出口。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目方向?yàn)樾D(zhuǎn)工作臺(tái)真空包裝機(jī)。目前市場(chǎng)上的真空包裝機(jī)種類型繁多。但其中旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)式真空包裝機(jī)尚為市場(chǎng)空白。其研發(fā)前景和市場(chǎng)預(yù)期都較為樂觀?，F(xiàn)有的包裝接卸很多已經(jīng)是集成機(jī)、電、光、氣一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，自動(dòng)化、智能化、全電腦控制、觸摸屏操作顯示的多功能包裝機(jī)亦有成熟發(fā)展。
2.文獻(xiàn)綜述：
2.1調(diào)研報(bào)告：
在進(jìn)一個(gè)月的調(diào)研中，通過(guò)查找相關(guān)資料信息，使自己對(duì)包裝機(jī)械的生產(chǎn)技術(shù)、市場(chǎng)開發(fā)以及先關(guān)服務(wù)都有了一定程度的認(rèn)識(shí)。
以下是對(duì)市場(chǎng)上主要包裝機(jī)械的生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的包裝機(jī)械（真空充氣包）
（1）.DZQ400/2S雙室真空中期包專機(jī)
生產(chǎn)廠家：上海人民包裝股份有限公司
用途特點(diǎn)：該機(jī)適合于各類食品、果品、醬品等的真空包裝。該機(jī)采用深式工作室，雙工作室可輪番工作，每室有兩組單獨(dú)加熱帶封口裝置，并有生產(chǎn)日期壓字機(jī)構(gòu)，工作性能穩(wěn)定，可在商場(chǎng)、食品加工廠使用。
技術(shù)參數(shù)：包裝能力3.5次/min（800mmf封口長(zhǎng)度，真空包裝）
工作室尺寸（長(zhǎng)*寬*高）410mm*45mm*140mm 真空度 -0.1MPa
真空充氣包裝 3次/min（800mm封口長(zhǎng)度） 整機(jī)質(zhì)量 300kg
電熱封口長(zhǎng)度 400mm*2 電機(jī)功率 1.5kw
電熱 0.7kw*2 外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高） 1000mm*710*950mm
（2）.DZ600/2S不銹鋼真空包裝機(jī)
生產(chǎn)廠家：上海人民包裝股份有限公司
用途特點(diǎn)：該機(jī)采用電腦控制的新一代全不銹鋼真空包裝機(jī)。其工作室采用新工藝成型，強(qiáng)度高，確保該機(jī)長(zhǎng)期使用的可靠性和穩(wěn)定性。該機(jī)采用雙室結(jié)構(gòu)，工作控制采用電腦版和觸摸式面板操作方便，維修容易。
技術(shù)參數(shù)：工作室尺寸（長(zhǎng)*寬*高）720mm*580mm*45
封口有效尺寸（長(zhǎng)*寬） 600mm*12mm 供電電源 380V/50Hz
真空度 -0.1MPa 工作周期 約30S/次
真空泵抽氣率 內(nèi)接泵（XD-063泵）63 外接泵（ZX-15）15L/S
功率 ：泵電機(jī)功率 1.5kw（XD-063）2.2kw(ZX-15) 封口功率 1kw
外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1500mm*730mm*880mm 整機(jī)質(zhì)量 320kg
（3）.DZ/DZ15002SB雙室真空（充氣）包裝機(jī)
生產(chǎn)廠家：上海余特包裝機(jī)械制造有限公司
用途特點(diǎn)：本機(jī)適合對(duì)食品行業(yè)的肉類、醬制品、果脯、糧食、豆制品、化學(xué)行業(yè)、制藥等行業(yè)的顆粒、分裝、液體等商品進(jìn)行真空后充惰性氣體包裝，可以防止產(chǎn)品氧化霉變、腐敗、防潮、達(dá)到產(chǎn)品的儲(chǔ)存期限。本機(jī)以電腦芯片為控制核心，技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
技術(shù)參數(shù)：真空室尺寸（長(zhǎng)*寬*高）570mm*470mm*90mm
封口有效尺寸（長(zhǎng)*寬） 500mm*10mm 供電電源 380V/50Hz
真空室絕對(duì)值 MPa 包裝能力13次/min
泵功率 0.75kw*2 熱封功率 0.9kw
外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1300mm*770mm*960mm 整機(jī)質(zhì)量 215kg
（4）.DZD-680/2SD系列真空包裝機(jī)
生產(chǎn)廠家：南通騰通包裝機(jī)機(jī)械有限公司
該機(jī)適合于偏大包裝裝及高效要求的產(chǎn)品真空包裝，如肉類熟食、畜禽分割速凍出口產(chǎn)品、醬腌制品、水產(chǎn)品等。并能適應(yīng)潮濕、腐蝕性特強(qiáng)的使用環(huán)境。由專用PC進(jìn)口泵（德國(guó)），進(jìn)口電器元件（法國(guó)）配置，屬高配制，高穩(wěn)定性機(jī)構(gòu)，整機(jī)價(jià)格是國(guó)外同檔次機(jī)型的1/3.
技術(shù)參數(shù)：真空室尺寸（長(zhǎng)*寬*高）680mm*700mm*110mm
包裝能力34次/min 整機(jī)質(zhì)量 580kg
外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1680mm*935mm*1080mm
（5）.ZBJ84-型自動(dòng)真空包裝機(jī)
生產(chǎn)廠家：天津天利航空機(jī)電有限公司
用途特點(diǎn)：本機(jī)適用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)產(chǎn)品中的固體顆粒、液體等多種形態(tài)物品的真空包裝。包裝物品在無(wú)氧狀態(tài)下進(jìn)行。本機(jī)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作效率高。ZBJ84-BS型自動(dòng)真空包裝機(jī)是再B型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一種新產(chǎn)品，忒單是再電氣方面具有兩套控制線路，真空室有雙電熱棒，適用于小袋包裝。ZBJ84-BB豪華型，是自動(dòng)真空包裝機(jī)精品，箱體全部采用不銹鋼材料制造，適用于腐蝕性的工作環(huán)境。
技術(shù)參數(shù)：真空室尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1000mm*350mm*100（60）mm
封口有效尺寸（長(zhǎng)*寬） 1000mm*8mm 供電電源 380V/50Hz
真空泵 30L/S 真空度 >97.325kpa
功率 7.5kw （含ZX-30泵）（B型BB型）9.5kw（含ZX-30泵）(BS型)
外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1740mm*1360mm*1100mm 整機(jī)質(zhì)量 約500kg
以上調(diào)研機(jī)型是本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源，因而得出以下結(jié)論。
2.2抽氣形式的選用：
要實(shí)現(xiàn)真空包裝，必須要對(duì)包裝袋抽氣達(dá)到真空。實(shí)現(xiàn)真空方法有：（1）機(jī)械擠壓式（2）吸管脫氣式（3）腔室方法：裝有物品的包裝袋放在腔室中，打開閥門，由真空泵進(jìn)行抽氣，然后加以熱封。通常的真空包裝機(jī)都是采用的這種方式。實(shí)踐證明，腔室方法工作可靠，生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng)，故該機(jī)采用腔式真空法。
2.3真空室和電熱帶數(shù)的確定：
真空室和電熱帶數(shù)的確定主要依據(jù)生產(chǎn)效率上的要求。通常用單位時(shí)間內(nèi)包裝機(jī)能夠完成的包裝袋的數(shù)量表示：
式中-生產(chǎn)效率，次/min L-加熱帶的有效長(zhǎng)度，mm
b-袋口寬度,mm K-包裝袋熱封時(shí)，袋之間的間隔,mm
-包括合箱、抽氣、熱封、放氣及開箱的時(shí)間
-制袋或袋的供給、送人腔室的時(shí)間
由上式可知，采用四真空箱對(duì)稱布置和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（8個(gè)工作位）可以提高機(jī)器效率。
2.4傳動(dòng)設(shè)計(jì)：
旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)真空包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，即工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)和真空箱升降傳動(dòng)系統(tǒng)。
在初做課題的時(shí)候，我選定了多種傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)比較。首先，在電機(jī)控制上，初定一臺(tái)電機(jī)同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)和升降系統(tǒng)，由此設(shè)計(jì)出來(lái)的傳動(dòng)系統(tǒng)需要一根長(zhǎng)度貫穿整個(gè)機(jī)器的傳動(dòng)橫軸，此傳動(dòng)橫軸的長(zhǎng)度約在1600mm以上，不但制造上有難度，而且由于長(zhǎng)度、傳動(dòng)穩(wěn)定性的原因，否定了該方案，改為雙電機(jī)同步控制，兩套傳動(dòng)系統(tǒng)。
其次，對(duì)于真空箱升降系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)此工作要求，可以用四連桿機(jī)構(gòu)，凸輪連桿機(jī)構(gòu)、液（氣）壓升降機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)比較，四連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性雖好，但是剛性沖擊大，穩(wěn)定性方面也存在問題，而液（氣）壓缸升降系統(tǒng)在控制上比較有難度，為簡(jiǎn)化電氣控制，降低成本呢，最終選定凸輪連桿這個(gè)方案，凸輪連桿方案的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，和諧，通過(guò)自身輪廓線實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，控制上比較簡(jiǎn)單，此方案的原理圖如下：
圖示原理中，有一杠桿，目的是放在凸輪滾子行程，以減小設(shè)計(jì)凸輪時(shí)的尺寸，本方案所涉及的頂桿，由于較長(zhǎng)，可能存在壓桿穩(wěn)定上的問題，故以套筒配以間隙配合，起到穩(wěn)定頂桿的作用。
再次，對(duì)于旋轉(zhuǎn)分度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有著多種方案，可以用槽輪分度，或者分度盤分度。涉及到傳動(dòng)考慮到工作速度和電機(jī)旋轉(zhuǎn)，我所確定的傳動(dòng)方案都是靠齒輪的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由電機(jī)到齒輪的直接相聯(lián)，省去了減速箱。而且，對(duì)于我所采用的偏心分度盤，由于其結(jié)構(gòu)上的特殊，可以省去離合器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)-齒輪的不間斷運(yùn)動(dòng)，避免了結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜和沖擊。
3.課題研究的基本內(nèi)容：
我的研究目標(biāo)是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)式真空包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要進(jìn)行的研究基本內(nèi)容有：
1）傳動(dòng)方案的選擇，保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性及正確性;
2）在基本參數(shù)和受力分析的條件下，確定各軸的基本尺寸;
3）確真空包裝機(jī)機(jī)構(gòu)中電機(jī)、軸承、鍵型號(hào)；
4）繪制機(jī)構(gòu)各二維圖包括:總體裝配圖，真空箱裝配圖和零件圖。
4.選題研究的技術(shù)路線、研究方法和要解決的主要問題：
研究技術(shù)路線：首先，了解本論題的研究狀況，形成文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告。其次，進(jìn)一步搜集閱讀資料并研讀文本，做好相關(guān)的記錄，形成論題提綱。第三，深入研究，寫成初稿。最后，反復(fù)修改，完成定稿。
研究方法： 運(yùn)用文獻(xiàn)分析法、比較法、綜合分析法等進(jìn)行研究。
要解決的關(guān)鍵問題：1、傳動(dòng)方案的選擇 2、電機(jī)型號(hào)的選擇 3、軸承類型的選擇 4、真空箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.研究與寫作計(jì)劃：
第 1 周（20**年 2月20日----20**年 2 月 26 日）：
下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確任務(wù)，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻(xiàn)和開題報(bào)告。
第2周——第8周（20**年 2 月 27 日----20**年4 月 15 日）：
制定總體方案，繪制總裝圖草圖。
第 9 周——第14周（20**年4月16 日----20**年 5月 27日）：
修改并完成總裝圖及部裝圖，完成有關(guān)零件圖的設(shè)計(jì)。
第15 周（20**年 5 月28日----20**年 6 月5 日）：
編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書
第 16 周（20**年 6月 6日----20**年6 月 8 日）：
準(zhǔn)備答辯
6、參考文獻(xiàn)：
[1]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）-減（變）速器.電機(jī)與電器北京[M]：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[2]濮良貴.紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2001.
[3]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）-機(jī)構(gòu)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
[4]王世剛.張秀親.苗淑杰.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐（修訂版）[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,2003.
[5]孫鳳蘭.馬喜川主編.包裝機(jī)械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社,2006.
[6]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第七卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
學(xué)生簽名： 年 月 日
指導(dǎo)教師批閱意見
（指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)課題研究的思路、方法、對(duì)策、措施和預(yù)期成效等做出評(píng)價(jià)，并提出具體的改進(jìn)意見）
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
7