全自動真空包裝機設(shè)計含5張CAD圖
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XXX
設(shè)計（XX）
題 目 全自動真空包裝機設(shè)計
XX 學院
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX專業(yè)
學生姓名 XXX 學號 XXXX
指導教師 XX 職稱 XXX
指導教師工作單位 XXX
起訖日期 20XX.2.20-20XX.6.8
摘 要
自動真空包裝機利用輸送帶作為包裝機的工作臺和輸送裝置。輸送帶可作步進運動，它的真空室蓋在輸送帶上方，托板在輸送帶下方，合攏時形成真空室，而輸送帶則夾在中間。輸送帶上有使包裝袋定位的擋板。只要將盛有包裝物品的包裝袋排放在輸送帶上，便可自動完成抽真空，熱封。真空包裝機是以塑料或塑料鋁箔薄膜為包裝材料，對液體、固體、粉狀糊狀的食品、糧食、果品、醬菜、果脯、化學藥品、藥材、電子元件、精密儀器、稀有金屬等進行真空包裝，經(jīng)真空包裝的物品可以防止氧化、霉變、蟲蛀、腐爛、受潮，延長保質(zhì)保鮮期限。特別適用于茶葉、食品、醫(yī)藥、商店、研究機構(gòu)等行業(yè)，具有外型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、操作簡便等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：真空包裝機；輸送帶；熱封
ABSTRACT
Automatic vacuum packaging machine conveyor belt as a workbench for packaging machines and conveyors. The conveyor belt can be used as a stepping movement, cover it in a vacuum chamber above the conveyor, the pallet in the conveyor belt below, together and form a vacuum chamber, the conveyor belt in the middle. The conveyor belt on the positioning of the baffle bags. As long as will be filled with bags of packaged goods emissions can be done automatically on a conveyor belt, vacuum, heat sealing. The vacuum packaging machine is a plastic or plastic foil film for packaging materials, liquid, solid, powder, paste food, grain, fruit, pickles, preserved fruits, chemicals, medicine, electronic components, precision instruments, rare metals such as vacuum packaging, vacuum packaging items can prevent oxidation, mold, insects, rot, damp, and to extend the shelf life of fresh deadline. Especially suitable for tea, food, medicine, shops, research institutions and industry, with good looks, compact, high efficiency, easy to operate.
Keywords: vacuum packaging machine; conveyor belt; heat sealing
目 錄
第一章 真空包裝機的作用機理 1
第二章 全自動真空包裝機的設(shè)計任務(wù)要求及設(shè)計依據(jù) 2
2.1設(shè)計任務(wù)要求 2
2.2設(shè)計依據(jù) 2
第三章 全自動真空包裝機的主要結(jié)構(gòu)及工作原理 3
3.1主機結(jié)構(gòu) 3
3.2工作原理 3
第四章 上箱箱體的設(shè)計 4
第五章 擺桿的設(shè)計 6
第六章 箱體的設(shè)計 7
第七章 底架的設(shè)計 9
第八章 傳動系統(tǒng)設(shè)計 10
8.1輸送帶系統(tǒng) 10
8.2室蓋開閉運動 10
8.3選擇電動機類型 11
8.4軸的設(shè)計計算 11
8.5鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 12
8.5.1系統(tǒng)的傳動比 12
8.5.2計算功率 12
8.5.3確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 12
8.5.4確定鏈條的節(jié)距P 12
8.5.5確定鏈長L及中心距a 12
第九章 聯(lián)軸器的設(shè)計 15
第十章 主要參數(shù)的計算及選擇 16
10.1生產(chǎn)能力的計算 16
10.1.1抽真空時間的計算 16
10.1.2真空室放氣時間的計算 17
10.2熱風加壓裝置面積的計算 17
10.3熱封變壓器參數(shù)的計算 17
設(shè)計小結(jié) 19
致 謝 20
參考文獻 21
三江學院2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
第一章 真空包裝機的作用機理
真空包裝的主要作用是除氧，以有利于防止食品變質(zhì)，其原理也比較簡單，因食品霉腐變質(zhì)主要由微生物的活動造成，而大多數(shù)微生物（如霉菌和酵母菌）的生存是需要氧氣的，而真空包裝就是運用這個原理，把包裝袋內(nèi)和食品細胞內(nèi)的氧氣抽掉，使微生物失去生存的環(huán)境。實驗證明：當包裝袋內(nèi)的氧氣濃度≤1%時，微生物的生長和繁殖速度就急劇下降，氧氣濃度≤0.5%時，大多數(shù)微生物將受到抑制而停止繁殖。
真空除氧除了抑制微生物的生長和繁殖外，另一個重要功能是防止食品氧化，因油脂類食品中含有大量不飽和脂肪酸，受氧的作用而氧化，使食品變味、變質(zhì)，此外，氧化還使維生素A和C損失，食品色素中的不穩(wěn)定物質(zhì)受氧的作用，使顏色變暗。所以，除氧能有效地防止食品變質(zhì)。真空充氣包裝則除了有真空包裝所具備的除氧保質(zhì)功能外，主要還有抗壓、阻氣、保鮮等作用，能更有效地使食品長期保持原有的色、香、味、形及營養(yǎng)價值。
另外，有許多食品不適宜采用真空包裝而必須采用真空充氣包裝。如松脆易碎食品，易結(jié)塊食品，易變形走油食品，有尖銳棱角或硬度較高會刺破包裝袋的食品等。食品經(jīng)真空充氣包裝后，包裝袋內(nèi)充氣壓強大于包裝袋外大氣壓強，能有效地防止食品受壓破碎變形并不影響包裝袋外觀及印刷裝潢。
真空充氣包裝在真空后再充入氮氣、二氧化碳、氧氣等單一氣體或二、三種氣體的混合氣體。其氮氣是惰性氣體，起充填作用，使袋內(nèi)保持正壓 ，以防止袋外空氣進入袋內(nèi)，對食品起到一個保護作用。其二氧化碳能夠溶于各類脂肪或水，引成酸性較弱的碳酸，有抑制霉菌、腐敗細菌等微生物的活性。其氧氣具有抑制厭氧菌的生長繁殖，保持水果、蔬菜的新鮮及色彩，高濃度氧氣可使新鮮肉類保持其鮮紅色。
第二章 全自動真空包裝機的設(shè)計任務(wù)要求及設(shè)計依據(jù)
2.1設(shè)計任務(wù)要求
根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，設(shè)計性能可靠，結(jié)構(gòu)合理的真空包裝機。
1. 翻譯一萬字符的外文資料。
2. 編訂詳細的設(shè)計說明書。
3. 完成總裝配圖，上箱部件圖及氣路圖。
2.2設(shè)計依據(jù)
1. 真空室的最低絕對壓強;
2. 袋寬，袋長，袋厚；
3. 封口寬度；
4. 工作循環(huán)標準周期20秒，可調(diào)節(jié)；
5. 熱風時間調(diào)節(jié)范圍1-5秒；
6. 額定總功率3.75KW；
7. 水平位置即可傾斜度1-20；
8. 外形尺寸（長寬高）。
第三章 全自動真空包裝機的主要結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1主機結(jié)構(gòu)
主要由機架、真空箱、氣路、輸送四個部分組成。
3.2工作原理
（1） 將裝有物品的包裝袋放在輸送帶給你工作面上，以下的作業(yè)過程便由該機自動生成，作業(yè)過程如下示：
啟動輸送帶向前真空箱下降抽真空熱封冷卻放氣真空箱上升
（2） 氣路構(gòu)成及工作原理如圖示。氣路系統(tǒng)由真空泵（ZK-15型）、壓差閥、電磁閥組成。本機采用的是以差壓閥為主閥的氣路系統(tǒng)。工作原理是先啟動按鈕、真空泵和電磁閥d啟動，等合上真空箱后，電磁閥b和電磁閥c同時啟動，壓差閥的閥門打開，真空箱和小氣室同時抽真空，抽到預(yù)定的真空度后，電磁閥c停止，上電熱帶座下壓，電熱帶通過電熱封塑料薄膜袋口，電磁閥b停止，壓差閥的閥門便關(guān)閉，同時電磁閥a開啟放氣，然后真空箱上升。
圖3-1 氣路圖
真空泵 選用ZX-15型，抽泣速率15升/秒，極限真空托配用電動機功率1.5kw。
第四章 上箱箱體的設(shè)計
上箱是真空包裝機上的一個主要零部件，它的設(shè)計好壞關(guān)系到整個機器的成敗。
上箱箱體上開有孔、槽、螺孔，以便于安裝小氣室、抽氣管、導線及輔助機構(gòu)。另外主要考慮降低箱體重量，密封性好，還要便于裝配。確定箱體如下：
材料：HT200，鑄造而成
箱體（長寬高）為，壁厚18mm，凸臺處厚25mm。
箱體大致結(jié)構(gòu)如下：
4-1 上箱箱體
由于要考慮密封，通孔結(jié)構(gòu)要有密封圈和密封套，桿螺紋孔不要打通。由于要抽真空，鑄件的要求高，即要求鑄件無夾渣、氣孔及裂縫。氣孔、接線柱及小頂蓋的安裝密封如下：
4-2 通孔結(jié)構(gòu)
其中加熱片和熱封下壓條絕緣結(jié)構(gòu)如下：
4-3 加熱片和熱封下壓條絕緣結(jié)構(gòu)
加熱片在使用過程中會產(chǎn)生伸長影響包裝質(zhì)量，需要的拉緊結(jié)構(gòu)如下圖示：
4-4 拉緊結(jié)構(gòu)
第五章 擺桿的設(shè)計
在包裝過程中，上箱的打開和閉合由擺桿通過偏心輪帶動其運動來完成，擺桿及偏心輪尺寸設(shè)計如下：
5-1 擺桿及偏心輪尺寸設(shè)計
擺桿的擺動高度S即是上箱的工作高度，因為工作的袋高為,因此可以取；初步取，,求偏心輪的偏小距e。
求滑動槽的長度
取余量得，
取系量5.3mm，得.
第六章 箱體的設(shè)計
對于箱體的設(shè)計，出于簡單實用的考慮，采用鋼板、角鋼及槽鋼通過焊接和螺釘連接組成，這樣，既滿足了功能要求，又提高了便用經(jīng)濟性，維修方便，維護費用少，成本低。
基本結(jié)構(gòu)如下：
6-1 箱體基本結(jié)構(gòu)A向
其中兩支小角鋼既起支承作用，又方便側(cè)板的安裝及拆卸、裝卸由兩手在裝卸孔（B向）扳動鋼板，簡單方便。
6-2 箱體基本結(jié)構(gòu)B向
底下兩根槽鋼總要起整體、托重的作用，與小箱的底板通過焊接進行聯(lián)接，而且其中一根還可和千斤頂聯(lián)接完成傾斜角的作用。內(nèi)側(cè)面板上水平平行焊接的兩根槽鋼，主要用來支承托板，而且可以提高由鋼板構(gòu)成的箱體的可靠性。電機、減速箱、壓差閥的線路布置，主要在兩側(cè)小箱體內(nèi)進行，工作構(gòu)件部分主要在中間，圖示如下：
6-3 電機、減速箱、壓差閥的線路布置
第七章 底架的設(shè)計
底架也由槽鋼、角鋼及鋼板構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如下：
7-1 槽鋼、角鋼及鋼板結(jié)構(gòu)
鋼板D為上箱體及下架聯(lián)系的介質(zhì)，通過螺孔1和2聯(lián)接，箱體傾斜也由鋼板D完成，其中螺栓2為調(diào)節(jié)后鎖緊作用：
7-2 鋼板D的弧形槽形狀
第八章 傳動系統(tǒng)設(shè)計
8.1輸送帶系統(tǒng)
輸送帶的運行由電機驅(qū)動。電機經(jīng)減速器輸出動力，驅(qū)動軸I旋轉(zhuǎn)，再通過鏈傳動,帶動輸送帶運行。設(shè)計時，使鏈輪的齒數(shù)與輸送帶工位之間的鏈接數(shù)相等，使得鏈輪轉(zhuǎn)一圈時，輸送帶剛好送進一個工位。軸I的一端裝有凸輪壓合行程開關(guān)一次，以切斷電機的電源，使輸送帶停止并定位，從而實現(xiàn)輸送帶的循環(huán)步進運動。
8-1 輸送帶運動
8.2室蓋開閉運動
輸送帶式真空包裝機的真空室由室蓋和承托板構(gòu)成。室蓋開閉由電機驅(qū)動，電機經(jīng)減速器輸出動力，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，軸上安裝有兩個偏心輪帶動連桿將室蓋拉下，于是，室蓋與承托板壓合，將輸送帶夾持在中間，形成一個密閉的真空室。反之，當軸逆時針轉(zhuǎn)動時，室蓋被連桿頂起，真空室開啟。
8-2 室蓋開閉運動
8.3選擇電動機類型
按工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。
型號：Y90S-4，功率1.1kw，轉(zhuǎn)速1500
8.4軸的設(shè)計計算
按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，得軸的最小直徑：
軸選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得.
選用兩級圓錐-圓柱齒輪減速器，i=1：60，因此
軸傳遞的功率
考慮軸上有鍵槽取.
8.5鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計計算
8.5.1系統(tǒng)的傳動比
系統(tǒng)的傳動比為i=1，小鏈輪齒數(shù)少可減少外廓尺寸，但降低傳動的工作平穩(wěn)性和工作壽命，初選。然而，鏈輪齒數(shù)并非越多越好。鏈輪齒數(shù)多，除增大傳動的尺寸和重量外，主要問題是容易造成脫鏈現(xiàn)象，縮短鏈的使用壽命。
8.5.2計算功率
8.5.3確定鏈條鏈節(jié)數(shù)
初定中心距,則鏈節(jié)數(shù)為
取節(jié)
8.5.4確定鏈條的節(jié)距P
故得所需傳遞的功率為：
根據(jù)鏈輪轉(zhuǎn)速及功率0.70kw，選用12A滾子鏈，節(jié)距19.05
8.5.5確定鏈長L及中心距a
中心距減少量
實際中心距
取，
查表得鏈輪基本參數(shù)
齒數(shù)Z=27
齒距P=19.05mm
=11.91mm
分度圓直徑
齒頂圓直徑
取
分度圓弦齒高
齒根圓直徑
最大齒根距離
第九章 聯(lián)軸器的設(shè)計
出于簡單、方便及高經(jīng)濟性的考慮，設(shè)計用了剛性聯(lián)軸器。由于制造和安裝誤差，工作過程中的溫度變化和外力導致變形等因素的影響，被聯(lián)接兩軸的軸線有對中位差，采用剛性固定式聯(lián)軸器將會引起附加載荷，使軸、軸承和聯(lián)軸器的工作情況惡化，這時宜采用剛性可移式聯(lián)軸器：滑塊聯(lián)軸器。
滑動聯(lián)軸器的徑向尺寸小，主要用于軸線相對徑向位移較大，傳遞轉(zhuǎn)矩大，無沖擊和低速傳動的兩軸聯(lián)接，其中方形滑動由膠木制成，特點是重量輕，慣性力小。
9-1 滑動聯(lián)軸器
第十章 主要參數(shù)的計算及選擇
10.1生產(chǎn)能力的計算
單位時間工作循環(huán)計算公式：
式中T為工作循環(huán)（1/min）；為抽真空時間(s)；為熱封時間(s)，取15s；為冷卻時間，取23s；為放氣時間(s)；為輔助時間(s)。
熱封時間與包裝材料有關(guān)，而且應(yīng)配合不同的熱封溫度來選擇。不同的包裝材料應(yīng)選擇不同的熱封電壓以及熱封時間。
冷卻時間的選擇應(yīng)結(jié)合環(huán)境溫度，時間過長影響包裝效率，過短則影響封口質(zhì)量。
輔助時間包括人工排放物料時間及開閉真空室蓋時間。帶傳動的包裝機的真空室蓋由電機驅(qū)動，可通過傳動系統(tǒng)的傳動比計算。
工作循環(huán)T取3/min。
10.1.1抽真空時間的計算
真空包裝機采用的旋片式真空泵是屬于容積式泵，工作中需要對一定容積的真空室進行抽氣。
真空室容積為V,真空泵的抽速為u，真空室內(nèi)氣體壓強為P，經(jīng)過時間后泵抽除氣體量為。
當=0時，，代入上式得
考慮真空系統(tǒng)池漏，引入修正系數(shù)C,代入上式得
式中為抽真空時間(s)；P為抽真空達到的最低壓強(Pa)；V為真空室容積(L);u為真空泵抽氣速率(L/s)；C為修正系數(shù)，取C=1.4。
10.1.2真空室放氣時間的計算
放氣時間與擴散管道截面積成反比，與真空室容積成反比，即：
式中為放氣時間(s)，V為真空室容積(L)，d為管道直徑(mm),R為擴散系數(shù)。管道長不大于200mm時，K=4.5。
10.2熱風加壓裝置面積的計算
由于真空包裝機的熱封加壓采用氣囊的形式，因此有必要計算氣囊的作用面積，因為這關(guān)系到熱封壓力。
式中S為氣囊的作用面積；為熱封壓強(Pa)，熱封工藝參數(shù)，一般可取；b為電熱帶寬度(m)；l為電熱帶有效長度(m）；G為加壓裝置移動部零件的總重力(V)；為導入加壓裝置的氣體壓強(Pa)，導入大氣則為Pa；為熱封時真空室內(nèi)壓強(Pa)。
10.3熱封變壓器參數(shù)的計算
（1）熱封電流
當電熱帶寬度遠遠大于其厚度時，
式中I為熱封時通過電熱帶的電流(A)，b為電熱帶寬度(mm)，為電熱帶厚度(mm)，為電熱帶材料的表面負荷()。為電熱帶材料在工作溫度下的電阻率()。
（2）熱封變壓器功率
熱封變壓器功率的計算公式如下：
式中P為熱封變壓器功率(W),為電熱帶材料的表面負荷()，b為電熱帶寬度(mm)，l為電熱帶長度(mm)。
（3）熱封電壓
變壓器輸出的熱封電壓按下式計算：
設(shè)計小結(jié)
為期將近一個學期的畢業(yè)設(shè)計將要結(jié)束了，作為一次大型的作業(yè)和大學四年學到的理論知識與實際設(shè)計的結(jié)合，我對做好這次畢業(yè)設(shè)計非常重視。
我這次畢業(yè)設(shè)計選的課題是全自動真空包裝機，這正是我們所學專業(yè)知識的一個方面，而且有關(guān)真空包裝機的資料也很多，這些對于我們的畢業(yè)設(shè)計有很大的幫助。
在調(diào)研期間，我們到一些廠家參觀其成產(chǎn)過程，了解設(shè)計和生產(chǎn)的基本方法和步驟，設(shè)計的好壞影響到實際的生產(chǎn)過程，甚至影響到產(chǎn)品的合格率、生產(chǎn)率和工人操作的難易，以及工人的勞動量及勞動強度。
經(jīng)過調(diào)研從學校圖書館和其他地方取得的設(shè)計資料作為參考和設(shè)計依據(jù)，我們確定了設(shè)計方案。
根據(jù)設(shè)計參數(shù)我們進行了設(shè)計計算，對一些零件進行強度校核，使整個設(shè)計完全滿足設(shè)計參數(shù)。然后畫出了真空包裝機的裝配圖及有關(guān)部件圖。同時實現(xiàn)全自動包裝也多電氣系統(tǒng)進行設(shè)計。
通過這次設(shè)計，我認識到要想設(shè)計出一臺較好的機器，必須先清楚自己設(shè)計的產(chǎn)品的功能和要求，了解機器生產(chǎn)的工藝流程，然后考慮如何實現(xiàn)這些功能，選出一種最佳的方案。我們的設(shè)計在遵循一個原則：質(zhì)優(yōu)價廉，機器簡單、可靠。
通過畢業(yè)設(shè)計，把機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設(shè)計等課程中所獲得的理論知識在實際的設(shè)計工作中綜合地加以運用，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切地結(jié)合起來，掌握了機械設(shè)計的基本方法和步驟。
20
致 謝
首先，我要感謝我的導師龐偉，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計的快樂并融入其中。其次我要感謝同組同學對我的幫助和指點，沒有他們的幫助和提供資料，沒有他們的鼓勵和加油，這次畢業(yè)設(shè)計就不會如此的順利進行。
此次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月，是我大學學習中遇到過的時段最長、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計相當如是把以前的小課程設(shè)計綜合在一起的過程，只要把握住每個小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。我此次的任務(wù)是做一個項目的招標文件。雖說老師說的話讓此次的畢業(yè)設(shè)計看起來不是那么的可怕，但是當我真的開始著手時，還的確是困難重重。
俗話說的好，“磨刀不誤砍柴工”，當每次遇到不懂得問題時，我都會第一時間記在本子上面，然后等答疑的時候問老師，老師對于我提出來的問題都一一解答，從來都不會因為我的問題稍過簡單加以責備，而是一再的告誡我做設(shè)計該注意的地方，從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持，真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和老師還有另外兩個交流途徑：打電話和上網(wǎng)，為此老師還特意建立一個群，以便大家第一時間接收到畢業(yè)設(shè)計的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂乎的討論著畢業(yè)設(shè)計的事情。多少個日日夜夜，老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他們的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向龐偉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意! 最后我還要感謝我的母校三江學院四年來對我的栽培。
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