塑料瓶自動封口機(jī)設(shè)計【三維SW模型】【全套含CAD圖紙】

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Plastic bottle is arranged in the transmission belt, conveyor belt through the servo motor control plastic bottles in the sealing station, cutting film station stop; sealing device is controlled by an air cylinder, heat sealing mouthparts using heating tube heating, through the temperature control switch for temperature control. Through the thermal sealing pressure plate and the bottle is heat sealed. Can turn into the sealing film unwinding coiler device comprises a sealing film unwinding device and a sealing film coiling device, sealing film unwinding device through the rolling bearing is fixed on the machine frame, sealing film coiling device through the stepper motor and the synchronous belt wheel, the motor control sealing film sequence stop unwinding coiler action, namely the cutting film, sealing process is to stop rotation, in the process of interval unwinding roll operation, so as to ensure the cutting film, sealing process heat sealing film is in the correct position, cutting film device with eager film, electric heating, temperature controller temperature control, heat sealing film cutting.When working, when plastic bottles into the working space, the plastic bottle forward on the conveyor belt under the action of friction force. When the plastic bottle conveying to the sealing station, servo motor will stop running, plastic bottle stopped in the sealing process a, sealing device after sealing process later, servo motor will continue to rotate, plastic bottle drive to cut position of membrane process, servo motor to stop rotating, gas cylinder control film clips, under pressure, cutting process film, cut after the completion of the film, the servo motor control conveyor belt to rotate, the plastic bottles will be transported to the next process. At the same time, sealing film unwinding roll device in the stepper motor control of unwinding rotary motion, unwinding in the specified location, servo motor stop.The plastic bottle automatic sealing machine, sealing, stable, rapid economic. Automatic sealing machine for the design of the plastic bottles can be used in the factory assembly line of large-scale production, improve the production efficiency of the factory.Keywords: Sealing machine;cutting film;heatsealingI目錄摘要IAbstractII目錄1第一章 緒論21.1 塑料瓶自動封口機(jī)課題背景21.2 塑料瓶自動封口機(jī)的作用21.3 封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r31.3.1 國外封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r31.3.2 國內(nèi)封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r3第二章 總體方案的設(shè)計52.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書及設(shè)計參數(shù)52.1.1 技術(shù)參數(shù)52.1.2 設(shè)計目的52.1.3 設(shè)計的內(nèi)容52.1.4 設(shè)計任務(wù)52.1.5 基本要求52.2各裝置方案的確定62.2.1 驅(qū)動裝置方案62.2.2封口裝置62.2.3封口膜退繞卷取裝置72.2.3切膜裝置8第三章 電機(jī)的選擇93.1 電動機(jī)的選取9第四章 工作能力分析計算124.1 鍵的設(shè)計及強(qiáng)度校核124.2 軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核124.3 軸承的選擇及校核16參考文獻(xiàn)18致 謝19第一章 緒論1.1 塑料瓶自動封口機(jī)課題背景隨著中國飲料、乳制品、化工產(chǎn)品等產(chǎn)品的需求迅速增長，對封口機(jī)也有著越來越高的要求，尤其是封口質(zhì)量和封口效率。仍然采用傳統(tǒng)設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足市場的需求，無法適應(yīng)尤為激烈的市場經(jīng)濟(jì)的競爭，同時也很難提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和綜合技術(shù)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，封口機(jī)扮演各種機(jī)械越來越重要的作用。封口是必要條件，為產(chǎn)品進(jìn)入流通和實(shí)現(xiàn)的主要手段是使用包裝機(jī)械和包裝的。與此同時，隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，封口機(jī)起著流通領(lǐng)域中越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)和各種食品的發(fā)展，提出了對包裝技術(shù)和設(shè)備的新要求。封口機(jī)是包裝機(jī)械中不可或缺的一部分。它主要用于熱封口薄膜封口塑料瓶，可以是單機(jī)操作，并且還可以支持使用流水線的，被廣泛應(yīng)用于家用飲料，乳制品，化學(xué)制品等行業(yè)。目前，塑料瓶封口機(jī)封口機(jī)將日趨激烈的競爭，用塑料瓶在未來的工業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)提高封口裝置，封口多功能，高效率的設(shè)備開發(fā)的整體水平，低功耗，以及封口技術(shù)正朝著發(fā)展趨勢如下：機(jī)電一體化，機(jī)械功能多元化，結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，智能控制，高精度運(yùn)動。1.2 塑料瓶自動封口機(jī)的作用現(xiàn)代工業(yè)（如食品，醫(yī)藥，化工等）的生產(chǎn)，包括原材料，加工車間和產(chǎn)品包裝，包裝封口產(chǎn)品就變得非常重要。塑料瓶自動封箱機(jī)的根本保證，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動化產(chǎn)品，它提供了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，為包裝行業(yè)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。1提高生產(chǎn)率生產(chǎn)力是包裝機(jī)械的重要作用。如自動封口機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)50盒/分鐘某公司是國內(nèi)生產(chǎn)的，這是手工包裝封口無法比擬的。2，以改善工作條件如使用的危險品如硫酸，從而提高了生產(chǎn)效率，并改善了工作條件，以避免工人和硫酸之間的直接接觸的機(jī)械封口的包裝，使操作的安全性。3降低產(chǎn)品成本如使用封口液體，粉末材料和包裝機(jī)械，并能減少液體溢出，粉塵飛揚(yáng)現(xiàn)象，減少和防止產(chǎn)品損失，節(jié)約原材料，降低成本，并能保護(hù)環(huán)境。4，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量如使用的包裝盒封口包裝機(jī)械，食品和藥品，避免了產(chǎn)品的工作人員直接接觸，加強(qiáng)對產(chǎn)品的保護(hù)和保健品;此外，由于高精度的包裝盒封口機(jī)的設(shè)計，保證了產(chǎn)品外觀整齊，嚴(yán)封口口，以提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，提高市場銷售的競爭力。5節(jié)省建設(shè)投資如采用封口包裝機(jī)械產(chǎn)品，產(chǎn)品和包裝能力的供應(yīng)相對集中，包裝工藝布置緊湊，能充分利用空間，減少了手工包裝的產(chǎn)品領(lǐng)域，這樣可以節(jié)省建設(shè)投資。1.3 封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r隨著科學(xué)技術(shù)在世界上的高速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把激光技術(shù)、核能技術(shù)、微電子技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)。新型合金材料，高分子材料，復(fù)合材料，無機(jī)非金屬材料等新材料也得到了應(yīng)用，集成化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化，柔性封口機(jī)械將成為未來發(fā)展的主流。1.3.1 國外封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r國外封口機(jī)械行業(yè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個簡單；自動化程度高，機(jī)械化，自動封箱機(jī)，主要的自動化電腦控制封口機(jī)。在二十世紀(jì)40年代，首先在食品包裝行業(yè)率先使用封口機(jī)封口包裝盒。如英國乳飲料USA封口，封口被稱為填料封口圈的先行者。在50中，框封口機(jī)廣泛用于光電管、電氣開關(guān)、以實(shí)現(xiàn)初級封口機(jī)械自動化。在60年代，封口機(jī)廣泛應(yīng)用于各種新的電子元件，控制系統(tǒng)，以及使用機(jī)械，電氣，液壓，氣動技術(shù)，自動封口機(jī)的。 70年代，由于使用電子計算機(jī)進(jìn)行控制的封口機(jī)，自動封箱機(jī)進(jìn)一步了解SCM和水平。在80中，封口機(jī)械行業(yè)的大量應(yīng)用的高和新的技術(shù)，如激光技術(shù)、微電子、光纖和超聲波技術(shù)，使得封口機(jī)和高度自動化的生產(chǎn)線，使用效果是更可靠，更提高封口質(zhì)量。經(jīng)過60多年的發(fā)展，國外機(jī)械封口的發(fā)展已經(jīng)形成了完整的體系，并已成為機(jī)械制造行業(yè)的一個重要分支。美國包裝工業(yè)起步于19世紀(jì)末，自從第二次世界大戰(zhàn)以來得到了迅速的發(fā)展，逐步建立和形成了完整而獨(dú)立的工業(yè)體系。包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3。據(jù)分析美國的行業(yè)調(diào)查顯示，使用量最大的封口機(jī)械行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)，家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)，醫(yī)藥用品。美國封口機(jī)的前景是：水平枕式微機(jī)控制，具有良好的拉力伺服電機(jī)和薄膜包裝機(jī)的功率控制裝置。在微電子，電腦，工業(yè)機(jī)器人，智能型，圖像傳感技術(shù)和封口機(jī)的新材料將被用于越來越廣泛，從而使封口機(jī)，自動化，高效率，節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢。德國封口機(jī)在計量，制造，技術(shù)性能是世界一流的。該國生產(chǎn)的啤酒，飲料灌裝設(shè)備生產(chǎn)速度快，自動化程度高，可靠性好。主要體現(xiàn)在：過程自動化，生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝成本的要求;該器件具有更高的靈活性和敏捷性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性，靈活性和供應(yīng)的靈活性，以滿足產(chǎn)品更新的需要的結(jié)構(gòu);并利用計算機(jī)仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù);少污染環(huán)境，包括噪聲，粉塵和廢棄物污染。該封口機(jī)是德國開發(fā)。它擁有世界上最大的包裝機(jī)械廠，包裝機(jī)械產(chǎn)品出口數(shù)。除此以外，意大利、日本、英國、法國、瑞典、瑞士和封口機(jī)械行業(yè)的其他國家也有自己的優(yōu)勢，他們正在不斷開發(fā)新式封口機(jī)，封口機(jī)有著長期在國內(nèi)外市場的聲譽(yù)。1.3.2 國內(nèi)封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r1我國封口機(jī)械概況解放前，中國的封口機(jī)基本上是一片空白。對絕大多數(shù)產(chǎn)品不僅采用手工包裝，包裝產(chǎn)品不多，到目前為止還沒有包裝機(jī)械。只有上海，北京，天津，廣州等大城市在英國和美國，進(jìn)口啤酒，碳酸飲料灌裝機(jī)。在二十世紀(jì)60年代，我國生產(chǎn)葡萄酒，啤酒封口機(jī)，在二十世紀(jì)70年代開始逐步形成了真空包裝機(jī)等包裝，但一直沒有形成產(chǎn)業(yè)體系。在二十世紀(jì)80年代，由于國家經(jīng)濟(jì)和對外貿(mào)易的快速發(fā)展不斷擴(kuò)大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高的封口要求，包裝，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動化，極大地促進(jìn)了包裝機(jī)械的發(fā)展，包裝機(jī)械封口位置，在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要。在二十世紀(jì)90年代，包裝機(jī)械行業(yè)每年平均以20-30的速度增長，發(fā)展速度比的填料封口的15-17的行業(yè)平均增速，高于平均增長水平4.7傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)業(yè)的價值。包裝機(jī)械行業(yè)已成為不可缺少的在我國國民經(jīng)濟(jì)中重要的新興產(chǎn)業(yè)。隨著我國商品經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高，包裝封口包裝機(jī)械技術(shù)的前景是非常樂觀的。近年來，國家加大了監(jiān)管食品藥品安全和質(zhì)量的力度，提出了對食品生產(chǎn)和加工技術(shù)的新要求。技術(shù)及批量生產(chǎn)的企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新投入在包裝設(shè)備，在一定程度上提升中國的包裝盒封口機(jī)的水平和市場競爭力。雖然中國的包裝機(jī)械包裝技術(shù)的水平有所提升，但中國的包裝機(jī)械包裝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的相比的競爭顯然是處于弱勢地位。在產(chǎn)品方面，技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量都有一定的差距。而中國的包裝機(jī)械行業(yè)30左右的現(xiàn)有低水平的重復(fù)建設(shè)。這種情況不僅浪費(fèi)資源有限的資金和人力，同時也引起了包裝封口機(jī)械市場的混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約我國企業(yè)提升小型和中型的食品包裝機(jī)械的創(chuàng)新封裝技術(shù)。在中國的包裝機(jī)械是單機(jī)，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)，新工藝，新材料應(yīng)用少，不能滿足食品企業(yè)發(fā)展的電流要求。一些食品企業(yè)在技術(shù)改造，不得不花費(fèi)大量的資金引進(jìn)一些技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)效率高，精度高的整套從國外食品包裝生產(chǎn)線，導(dǎo)致國內(nèi)市場的很大一部分被國外品牌占據(jù)的份額。食品包裝機(jī)械在我國仍然是發(fā)展，食品包裝機(jī)械和包裝技術(shù)的廣闊空間還有待開發(fā)的迫切需要。2國內(nèi)包裝箱封口機(jī)械發(fā)的趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求，包裝封口機(jī)在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝封口機(jī)械競爭日趨激烈，未來的包裝封口機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝封口設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備，而包裝封口機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機(jī)械功能多元化、機(jī)電一體化、控制智能化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。3國產(chǎn)包裝機(jī)械與國際的主要差距（1）生產(chǎn)效率低、穩(wěn)定性差、能耗高、可靠性、產(chǎn)品設(shè)計落后、粗糙，零部件及配件，為國內(nèi)的生活，氣動和電器元件質(zhì)量差的外觀。（2）控制技術(shù)被用于以下。例如，遙控技術(shù)，步進(jìn)電機(jī)技術(shù)，信息處理技術(shù)等。專家指出，意大利，德國的世界，而日本美國包裝封口機(jī)水平處于領(lǐng)先地位。其中，在更新的美國成型，充填，封口很快三種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)。由于美國液體灌裝設(shè)備公司（EJF）液體灌裝機(jī)生產(chǎn)，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)重力灌裝，壓力灌裝以及容積式泵式灌裝。也就是說，任何粘度的液體，只要通過微機(jī)控制來改變灌裝可以實(shí)現(xiàn)的方法。近年來，這項(xiàng)技術(shù)在中國出現(xiàn)，如江蘇群杰包裝機(jī)械廠，廣州車展包裝機(jī)等。第二章 總體方案的設(shè)計2.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書及設(shè)計參數(shù)2.1.1 技術(shù)參數(shù)1 容器口徑：30mm2 容器高度：100-150mm3灌裝要求：100瓶/分鐘2.1.2 設(shè)計目的在當(dāng)今世界，生產(chǎn)力水平是衡量一個國家發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展將直接影響到生產(chǎn)力水平。隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，生產(chǎn)效率也迅速改變。如何適應(yīng)社會的發(fā)展，如何提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)高性能，結(jié)構(gòu)簡單，工業(yè)產(chǎn)品的價格低，是擺在我們面前的一個嚴(yán)重問題。如何提高中國的生產(chǎn)力水平和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，是一個亟待解決的問題?；趲鲃拥倪\(yùn)動原理熱封口膜封口機(jī)來完成這個過程，生產(chǎn)效率高，操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，熱封薄膜封口機(jī)設(shè)計水平標(biāo)志著先進(jìn)的包裝機(jī)械和生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)合理，它反映了生產(chǎn)技術(shù)，在很大程度上水平。因此，我們進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計是必要的，目的是為了提高自己的技術(shù)水平，為今后工作奠定了良好的基礎(chǔ)。2.1.3 設(shè)計的內(nèi)容根據(jù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計傳動裝置、封口裝置、封口膜退繞卷取裝置以及切膜裝置等，選擇合適的電動機(jī)設(shè)計側(cè)面?zhèn)鲃硬考⒂嬎闼璧钠渌考⑿：耸欠駶M足工作要求。按工作準(zhǔn)確性和合理性、穩(wěn)定性、高效性設(shè)計刀架部件和刀片形狀。用CAD軟件繪制封口機(jī)的工程圖。2.1.4 設(shè)計任務(wù)1相關(guān)外文資料的翻譯和搜集查找內(nèi)容相關(guān)技術(shù)資料2撰寫開題報告；3根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)，確定機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)計機(jī)器整體結(jié)構(gòu)；4撰寫設(shè)計說明書；5繪制總裝圖、部裝圖和零件圖；2.1.5 基本要求1結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；2操作、維護(hù)方便、安全；3適合飲料和化工生產(chǎn)生產(chǎn)線上使用；2.2各裝置方案的確定2.2.1 驅(qū)動裝置方案(同步輸送帶)輸送帶驅(qū)動裝置采用松下T100伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，伺服電動機(jī)通過同步輪連接傳動帶，塑料瓶置于傳送帶上，通過伺服電動機(jī)控制塑料瓶在封口工位、切膜工位停止。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。電信號可以通過電腦或單片機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)了信息化自動控制。2.2.2封口裝置封口裝置采用氣缸控制，熱封口器采用采用發(fā)熱管進(jìn)行加熱，通過溫控開關(guān)進(jìn)行溫度控制，通過熱封口板與瓶口的壓合進(jìn)行熱封。氣壓傳動就有以下優(yōu)點(diǎn)（1）以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設(shè)置回收的油箱和管道。（2）因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴(yán)重污染環(huán)境。（3）與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題。（4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。（5）成本低，過載能自動保護(hù)。2.2.3封口膜退繞卷取裝置封口膜退繞卷取裝置包括封口膜退繞裝置和封口膜卷取裝置，封口膜退繞裝置通過滾動軸承固定在機(jī)架上，封口膜卷取裝置通過同步帶與步進(jìn)電動機(jī)連接，通過步進(jìn)電動機(jī)控制封口膜有時序的轉(zhuǎn)停進(jìn)行退繞卷取動作，即在進(jìn)行切膜、封口工序是停止轉(zhuǎn)動，在該工序的間隔時間進(jìn)行退繞卷操作，從而保證進(jìn)行切膜、封口工序時熱封口膜處于正確位置。封口膜退繞卷取示意圖如圖2-2所示：1-退繞輪；2-繞轉(zhuǎn)輪；3-熱封膜壓桿；4-熱封板；5-切膜板；6-塑料瓶7-支撐板圖2-2 封口膜退繞卷取示意圖2.2.3切膜裝置切膜裝置采用切膜刀片，切膜刀片通過與支撐架的嚙合來切斷塑料膜的連接，采用氣缸控制切膜裝置切膜，結(jié)構(gòu)與封口裝置類似。第三章 電機(jī)的選擇3.1 電動機(jī)的選取封口機(jī)所屬的小動力非標(biāo)機(jī)械，根據(jù)工作條件：灰塵多少、室內(nèi)溫度、單向操作、氣動止的準(zhǔn)確地點(diǎn)、采用三相220V，根據(jù)所述目前的情況伺服電機(jī)的選擇電機(jī)產(chǎn)品分析。采用伺服電動機(jī)能精確控制塑料瓶封口機(jī)，更好的與外界流水線協(xié)同生產(chǎn)，更容易實(shí)現(xiàn)工廠信息化，向無人工廠轉(zhuǎn)變，由于載荷很小，故采用小功率電動機(jī)總的傳動效率：該工作機(jī)所需要的功率PwFV200N0.45m/s=0.09kwV帶的初定傳動效率為T5同步帶輪傳動(7級精度)的傳動效率(2對)為深溝球軸承傳動效率(6對)為剛性性聯(lián)軸器的傳動效率取輸送機(jī)構(gòu)滾筒的傳動效率為總效率為： =0.96 0.99 0.97 = 0.832輸出有效功率為=97w所選用電機(jī)的參數(shù)如下：表3-1 電機(jī)參數(shù)表電機(jī)型號額定功率Kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)質(zhì)量Kg 軸徑 mmT1009796012001514分配傳動比傳動系統(tǒng)總傳動比其中i是傳動系統(tǒng)的總傳動比，多級串聯(lián)傳動系統(tǒng)的總傳動等于各級傳動比的連乘積；是電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，r/min； 為工作機(jī)輸入軸的轉(zhuǎn)速，r/min。由于塑料瓶采用雙排同時封口，所以每個工位每分鐘走50個工位的距離計算如下 1300r/min=107.45r/min=20.5由于V帶傳動外部尺寸不宜太大,否則將使封口機(jī)過于龐大；所以V帶傳動的初值取 減速器傳動比為:=9.60展開式布置，考慮到?jīng)]有潤滑條件，為使兩級齒輪直徑相近，3.2 輸送帶的選取皮帶輸送機(jī)是通過皮帶循環(huán)運(yùn)動將物料水平傾斜朝上或朝下輸送之設(shè)備。圖1列出了皮帶輸送機(jī)的9個主要部件其定義如下1. 皮帶主要用于動力傳遞承載傳送物料。2. 托輥用于支撐去程或回程皮帶。 3. 填料斗將物料裝填到皮帶輸送機(jī)上。 4. 滾輪用于驅(qū)動皮帶并控制皮帶張力。5. 配重輪其作用是保持皮帶有適當(dāng)?shù)膹埩σ苑乐蛊г谶\(yùn)行時打滑。 6. 皮帶刮料器主要是清潔皮帶表面的殘留物。7. 裙板將物料填裝到皮帶的中央并防止物料飛濺。8. 驅(qū)動裝置提供動力給一個或多個滾輪來驅(qū)皮帶和皮帶上的物料。9. 機(jī)架用于支撐托輥滾輪和驅(qū)動裝置。皮帶輸送機(jī)配置示意圖3.2.1皮帶輸送機(jī)主要設(shè)計要求1.皮帶輸送機(jī)基本設(shè)計要求如下:a. 采取防煤塵逸散的密閉措施(Gallery Close Type),并兼?zhèn)渫L(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。2.輸送皮帶: a. 輸送皮帶需具備下列特性:(1) 耐磨耐沖擊耐拉扯耐燃。(2) 寬度容許差 1%(3) 傳統(tǒng)皮帶最大延伸不得超過 2%(4) 黑色防霉 b. 皮帶采用現(xiàn)場加硫膠合接頭。3.皮帶輪 a. 皮帶輪應(yīng)采用輕載型鋁合金機(jī)構(gòu)二端用鋼板密封其寬度需較皮帶寬度大30mm 以上。b. 所有皮帶輪除了邊側(cè)輪(Snub Pulley),彎曲輪(Bend Pulley)及緊帶輪(Take-up Pulley)外鈞需為中高輪緣設(shè)計皮帶輪的同心精度必須在 0.5m/m以內(nèi)。c. 皮帶輪軸必須為S45C中碳鋼或更高等級其最大撓度必須不大于1.5m/m。輪軸與輪轂需以鍵銷方式固定不得采用電焊固定。d. 主動輪應(yīng)覆以人字形凹槽橡膠。4. 緊帶裝置a. 緊帶裝置采用垂直重力式垂直重力式緊帶裝置的安裝位置應(yīng)盡量靠近主動輪。b. 緊帶裝置包括緊帶輪及配重等應(yīng)裝設(shè)于有導(dǎo)槽的固定鋼架上使其能沿導(dǎo)槽自由地垂直移動并需設(shè)置安全停止裝置以防止因皮帶斷裂等原因造成裝置掉落。 5. 皮帶清潔器 a. 每一主動輪后下方位于下料槽內(nèi)至少需裝設(shè)二道清潔器利用彈簧或配重方式刮削刀具與皮帶表面保持一定壓力刮削刀具第一道為碳化鎢超硬合金第二道為橡膠。b. 尾輪及垂直重力式緊帶裝置第一個彎曲輪前的回程皮帶上方需裝設(shè)V型刮料器。 6.皮帶護(hù)罩 靠近下料點(diǎn)0.5米內(nèi)的需裝設(shè)平面覆蓋以防萬一煤料掉落回行皮帶上覆蓋材質(zhì)為鍍鋅鋼板厚度至少1.5mm.皮帶輸送機(jī)中最主要而不可缺的組件是滾輪和驅(qū)動輪籍其承載使原料由一方運(yùn)至目的地而滾輪與驅(qū)動輪之設(shè)計與品質(zhì)要求影響皮帶輸送機(jī)之運(yùn)轉(zhuǎn)故如何選擇一價格合理而且品質(zhì)優(yōu)秀噪音少震動少信賴高之滾輪與驅(qū)動輪尤為重要。（1）滾輪用于支承輸送帶及輸送帶上的物料保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置。 a . 輸送機(jī)滾輪依操作之需要可分為以下幾種承載側(cè)滾輪（Carrying Idiers）和回側(cè)滾輪（Return Idiers）。承載側(cè)滾輪（Carrying Idiers）分為（a）一般承載側(cè)滾輪 （b）耐沖擊承載滾輪用于承受沖擊力及塵埃飛揚(yáng)之部位 （c）調(diào)心用承載側(cè)滾輪安于一般滾輪區(qū)間做為皮帶偏斜時自動調(diào)整之用（d）接績承載側(cè)滾輪用于接近驅(qū)動輪之部位使角度逐漸變小 （e）懸吊式承載側(cè)滾輪用于重沖擊而落點(diǎn)較不固定之場合?；貍?cè)滾輪（Return Idiers）分為（a）一般回側(cè)滾輪用于支撐回側(cè)皮帶 （b）重載回側(cè)滾輪用于十分重載的場合 （c）調(diào)心用回側(cè)滾輪用于回側(cè)皮帶偏斜時自動調(diào)心 （d）環(huán)式回側(cè)滾輪用于摩擦較大的場合 （e）特殊清料回側(cè)滾輪用于清除回側(cè)皮帶上附著原料通常裝于近主驅(qū)動輪附近b. 滾輪間距選擇原則（1）必須知道作用于滾輪上之皮帶及運(yùn)送原料之負(fù)載狀況 （2）滾輪與滾輪間皮帶產(chǎn)生之袋形垂曲此垂曲一般認(rèn)為須在滾輪間距3%之限制內(nèi)。 垂曲度=WSi2/8T W=皮帶與原料之重量（Wb+Wm即皮帶重量加上原料重量） Si=滾輪間距 T=皮帶張力 垂曲度限制在滾輪間距的3%內(nèi),則Si=0.24T/W=0.24T/(Wb+Wm) 沖擊式承載側(cè)滾輪間距通常為普通滾輪間距的1/2且其最大垂曲度以不超過沖擊滾輪間距的1%為原則以避免滾輪加速摩耗與原料之飛散。 在接近驅(qū)動輪之部位必須裝有接績滾輪（Transition Idiers）,而接績滾輪的位置應(yīng)遠(yuǎn)離主驅(qū)動滾輪1個皮帶寬距離。自動調(diào)心滾輪通常于輸送機(jī)兩端驅(qū)動輪算過來250mm的位置開始安裝然后每隔500mm的位置裝一個。c. 滾輪的選擇須以下各項(xiàng)為依據(jù)皮帶速度運(yùn)送原料特性操作條件輕載或重載間歇操作或連續(xù)操作。（2）皮帶輪在整套輸送機(jī)中數(shù)量并不多但它擔(dān)任的角色卻是相當(dāng)重要。因?yàn)槠л喸谡籽b置中主要充當(dāng)如下主傳動輪,回程主動輪,尾輪傳動輪（,配重輪,邊側(cè)輪,彎曲輪,尾輪。 主傳動輪通常與馬達(dá)及減速機(jī)連接帶動整套輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)安裝于輸送機(jī)頭部。 回程主動輪較大或可逆式輸送機(jī)有時將主傳動裝于回程皮帶之某一部位便于保養(yǎng)及增加與皮帶之接觸弧度。 尾輪傳動輪通常用于下傾皮帶。 配重輪用于吸收起動瞬間所產(chǎn)生的張力來保證皮帶的包覆角防止皮帶打滑。 邊側(cè)輪用于增加傳動輪之接觸弧角及摩擦力。 彎曲輪用于改變皮帶運(yùn)行方向。 尾輪裝于皮帶之尾部。a. 皮帶輪受力分析： R = T1 + T2 + T3 - W R：軸向受力總和 W皮帶輪的重量 T1：張力側(cè)張力 T2：松弛側(cè)張力 T3：被動輪張力b. 皮帶輪直徑的確定： 皮帶輪大小的選定通常著眼于使皮帶通過皮帶輪的瞬間所產(chǎn)生的張力能小于皮帶層數(shù)與面料間的聚合力而使皮帶不產(chǎn)生破壞通常有以下計算公式：各類主動皮帶輪直徑=120 皮帶帆布層數(shù)每層帆布厚度尾輪配重輪直徑=100皮帶帆布層數(shù)每層帆布厚度邊側(cè)輪彎曲輪直徑=80皮帶帆布層數(shù)每層帆布厚度c. 皮帶輪摩擦系數(shù)的考慮： 計皮帶輪時需考慮其操作條件及包料狀況以決定其摩擦系數(shù)通常選擇見下 表表4 - 7： （表4 7）皮帶狀況操作條件光面皮帶輪（未包料）極濕濕干0.1 0.150.2皮帶輪包料極濕濕干0.2 0.250.3d. 皮帶輪軸承的選擇 皮帶輪的輥?zhàn)痈鶕?jù)承載能力分普通型和重型每種輥徑對應(yīng)23 種軸徑全部采用大游隙軸承并保證所有輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速不超過60r/min。4.6.3. 驅(qū)動設(shè)備的選擇及其排列方式（1）驅(qū)動設(shè)備之設(shè)計安排法最常見的如下a. 齒輪馬達(dá)用一聯(lián)軸器連結(jié)簡單經(jīng)濟(jì)。b. 齒輪馬達(dá)用鏈輪連結(jié)投資低也經(jīng)濟(jì)可靠。c. 平行軸減速機(jī)用聯(lián)軸器連結(jié)馬達(dá)用于較大馬力維護(hù)容易。d. 平行軸減速機(jī)并用鏈輪連結(jié)用于較大型馬力需求場合。e. 斜齒輪或螺桿齒輪直接用聯(lián)軸器連結(jié)馬達(dá)可節(jié)省空間及支撐但成本稍高。f. 斜齒輪或螺桿齒輪用鏈輪連結(jié)用于較高減速比及較低馬力需求場合效率較低投資成本也較低。g. V皮帶連結(jié)減速機(jī)用于低馬力需求低減速比初期投資較低維護(hù)費(fèi)用高。h. V皮帶連結(jié)正齒輪減速投資成本最低位置選擇容易可達(dá)較高減速比但維護(hù)費(fèi)用較高。i. 雙減速機(jī)式傳動用于高馬力需求及張力頗大場合。考慮到實(shí)際情況馬力需求不大從經(jīng)濟(jì)方面考慮采用齒輪馬達(dá)用聯(lián)軸器連結(jié)的方式來驅(qū)動。（2）輸送機(jī)功率計算公式為： N = N1 + N2 + N3 + N4Nt N1 = 0.06 f W V ( L + L0 ) / 367 (kw) N2 = f Q ( L + L0 ) / 367 (kw) N3 = H Qt / 367 (kw) N4 = 0.0008VSL (kw)N1：驅(qū)動無負(fù)荷馬力 N2：驅(qū)動負(fù)荷物所需馬力N3：驅(qū)動傾斜負(fù)荷所需馬力 N4：裙板阻力消耗的馬力Q：輸送量 Nt 卸料器功率f ：滾輪的摩擦系數(shù) L0：皮帶中心距修正系數(shù)L：輸送機(jī)主動輪至尾輪中心的水平距L：傾斜部分水平距 H：傾斜部分高度 V皮帶速率 SL裙板長度W：驅(qū)動部分重量=滾輪重 / 滾輪間距 + 回程滾輪重 / 回程滾輪間距 + 2 （皮帶重）FL0的選擇條件如表4 8 ： （表4 8）fL0使用及選擇條件說明0.0349m(161ft)轉(zhuǎn)速不高且運(yùn)轉(zhuǎn)工作環(huán)境不良時0.02266m(216ft)轉(zhuǎn)速不高但運(yùn)轉(zhuǎn)工作環(huán)境較佳時0.012156m(515ft)用與下傾的輸送機(jī)驅(qū)動部分重量概算數(shù)字如表4 9 （表4 9）皮帶寬度(mm)404550607590105W驅(qū)動部分單位重量(1bs/ft)15192024364254(kg/m)22.4283035.5536380校核軸的安全系數(shù)已知條件： 1. 傳遞的扭矩為： T=133.027N.m2 .軸的結(jié)構(gòu)圖和受力簡圖如下： （乘g折合N） 彎矩圖，在上面，46743.2Nm易知在（2）處為最危險截面，校核此處的安全系數(shù)由表5-1-10 得 雙向旋轉(zhuǎn)軸的校核公式 見1 查表5-1-21 =1.31.5式中 為材料的彎曲疲勞極限 MPa由表5-1-1 根據(jù)調(diào)質(zhì) 40 d=240 可以知道： =335N/mm， =685N/mm M軸危險截面上的彎矩 N.mmT軸危險截面的轉(zhuǎn)矩 N.mmW軸危險截面上的抗彎截面模數(shù) W軸危險截面上的抗扭截面模數(shù) 見1表5-1-11 W= W= 彎曲和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)，見1表5-1-12由=685N/mm，在表中標(biāo)準(zhǔn)化為700，由配合H7/m6 選=3.39 =2.44則=2.133s1.5滿足要求。3.1.7 軸的靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核該校核的目的在于校核軸對塑性變形的抵抗能力，軸的強(qiáng)度是根據(jù)軸所受的最大瞬時載荷（包括動載荷和沖擊載荷）來計算的公式見手冊1P801，=式中： 軸危險截面上的最大彎矩和扭矩 作用于軸上的最大軸向載荷 W 軸危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)。 A軸危險截面的面積 查手冊1表5-1-1的屈服極限為 =490 表5-1-22有=1.72.2 且/=190/685=0.72屬于低塑材料=5.3542.2也滿足要求。綜上，輸送帶根據(jù)數(shù)據(jù)在SolidWorks三維軟件下設(shè)計如下圖： 第四章 工作能力分析計算4.1 鍵的設(shè)計和強(qiáng)度校核1.對于帶輪1的鍵，選用半圓頭平鍵C630，GB10962003封口機(jī)上的鍵均為靜聯(lián)接，材料為45鋼，所以許用擠壓應(yīng)力=100,由參考文獻(xiàn)1 得：所以帶輪1連接鍵強(qiáng)度符合要求2帶輪2上鍵的校核選用半圓頭平鍵C630，GB10962003帶輪2連接鍵強(qiáng)度符合3.帶輪3上鍵校核選用半圓頭平鍵C630，GB10962003帶輪3連接鍵強(qiáng)度符合4.2 軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核各軸的強(qiáng)度設(shè)計軸的尺寸由參考文獻(xiàn)1 由 參考文獻(xiàn)1 取=110所以經(jīng)計算得傳動軸D124mm減速器D235mm齒輪受力分析圖如圖4-1所示圖4.1 齒輪受力分析圖根據(jù)受力分析圖所示結(jié)構(gòu)，進(jìn)行齒輪力分析的計算：圓周力為： Ft =徑向力為：Fr =軸向力為： 2. 對H平面上各種力的分析=302N=4856N3. 對V面上的各種個力分析下圖為軸受力分析圖： 圖4-2 軸受力圖圖4-3 軸H面受力圖及力矩圖圖4-4 V面受力圖及力矩分析圖圖4-5 扭矩圖4. 當(dāng)量彎矩：由軸結(jié)構(gòu)簡圖以及當(dāng)量彎矩圖可知道截面A處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面。進(jìn)行校核時，只要校核軸上面承受最大當(dāng)量彎矩截面的強(qiáng)度萬扭合成彎矩：當(dāng)轉(zhuǎn)矩T=30000N；取可得：當(dāng)量彎矩為：由參考文獻(xiàn)1 由參考文獻(xiàn)1 公式15140.12傳送帶軸強(qiáng)度符合要求。4.3 軸承的選擇及校核根據(jù)設(shè)計的尺寸軸承初選6202 GB/T2761994，對于深溝球球軸承： 4799對于6200系列的深溝球軸承，按參考文獻(xiàn)1計算軸承派生軸向力：e為的判斷系數(shù)。=778.42N=518.84N因此可以判斷出軸承1被擠壓，軸承2被放松。=2155.18N=815.84N對軸承1 0.42 1.13對軸承2 =6645.8N=7198.5N所以按軸承2受力大小進(jìn)行分析并驗(yàn)算軸承的壽命：軸承預(yù)計壽命由參考文獻(xiàn)1可知所以軸承壽命完全符合設(shè)計要求。 參考文獻(xiàn)1. 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HindiPackaging and Deployment MProduction Planning and Control 2007，6：360-42110. 蒲曉龍. 全自動高速封口機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計D.長安大學(xué),2012.11. 何南至.中國食品和包裝機(jī)械發(fā)展之路.食品工業(yè)科技，2004，(3):8致 謝本次塑料瓶自動封口機(jī)的設(shè)計從選題、設(shè)計、到指導(dǎo)工作都是在XX老師悉心指導(dǎo)下，一步步的修改下完成的，指導(dǎo)導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，敏捷的思維方式，淵博的知識體系都使我受益良多。在此，我對要對X老師所給予我的無私幫助而表示衷心的感謝。這次塑料瓶自動封口機(jī)的設(shè)計是大學(xué)本科期間所學(xué)到知識的第一次綜合性運(yùn)用，它涉及到機(jī)械設(shè)計、CAD軟件應(yīng)用等各個方面，對自身能力的綜合運(yùn)用有了很大的提高。同時，這次設(shè)計也是一次完全不同于以前的設(shè)計，它不僅需要我在完全獨(dú)立完成的同時，也對過去課程中所學(xué)的方方面面的知識進(jìn)行了完善和總結(jié)。 在畢業(yè)設(shè)計期間，我遇到了各種各樣的疑惑和困難，但是在老師同學(xué)們的幫助下，我得以能夠在設(shè)計期限內(nèi)按時高質(zhì)量完成本次設(shè)計。同時，我也深深地認(rèn)識到了我自身知識儲備的不足，所以在以后的工作中，我還需要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)的知識，為我國的機(jī)械發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在整個學(xué)習(xí)CAD軟件的過程讓我深刻的認(rèn)識到了只要結(jié)果有時是并不可取的，在運(yùn)用CAD軟件繪圖的過程中，指導(dǎo)老師和同學(xué)都給與了我很多的支持和鼓勵，所以我才能得以長久的堅持下來，這次設(shè)計不僅僅只是一次短短的學(xué)習(xí)過程，而且還是一次很有意義的心理歷練，讓我體會到了科研工作的嚴(yán)謹(jǐn)和進(jìn)益求精，為我的以后的工作生活樹立了良好的榜樣，這是一個讓人成長的過程，同時也是一個人從大學(xué)生活走向社會職場的過程，只有經(jīng)得住考驗(yàn)的人才能走的更遠(yuǎn)，在此我對老師以及在整個過程中給予的幫助和支持的同學(xué)真心的說一聲謝謝，我會在以后的工作生活中扎實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來對待每一個工作和任務(wù)。畢業(yè)只是從一個學(xué)學(xué)習(xí)的環(huán)境走向另一個學(xué)習(xí)的環(huán)境，并不意味著我們學(xué)習(xí)生涯的結(jié)束，一生都能堅持學(xué)習(xí)下去，那才是我們必需做到的。我很多的導(dǎo)師，影響我的人生觀、價值觀以及未來的期望，我會銘記于心。再次衷心的感謝指導(dǎo)老師和同學(xué)們。24