毕业设计(论文)-多功能茶叶自动包装机设计.docx
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1、摘要此次我的毕业设计题目是多功能茶叶自动包装机的设计,主要的设计细节有机架,封口装置,驱动装置,传送装置、纸袋剪裁装置,其中还包括对主要零部件的设计计算,并且通过ansys对主要零件进行力学分析核准。在这其中所用的专业方面知识有:零件之间极限的相关配合,机械工程材料材料的应用,机械制造工艺和机械制图等方面的相关知识,这些专业理论知识的应用可以从多方面考验我对所学知识的理解程度。而在完成本次设计任务的设计过程中,还增强了我的自学和创新能力。这次的茶叶包装机设计综合性较强,能够很好的提升我的实践能力。所以,在设计当中可以对主要理论有一个很好的回顾效果,同时,对生产实践也有一个更深层次的理解。由此可
2、以得出这次设计的主要目的是将各种理论知识带入生产实践当中。关键词:包装机,传送装置,封口装置,纸袋剪裁ThedevelopmentofpackagingDevelopmentofpackagingmachineryinChinabeganintheyear1970thecentury20mid-90havemaderapiddevelopment,hasbecomeoneofthe10majorindustryinthelate80,regardlessofthemethodofproduction,andhavemaderemarkableachievements,strongforChin
3、asrapiddevelopment.Atpresent,Chinahasbecomeaproductionandconsumptionofpackagingmachineryindustryoftheworld.Summary:thecurrentimportantissuesandnewproductsdevelopmentcycleislong,packagingmachinesandlessinnovativekwannotonlyartdesigners,aswellasthedevelopmentofrelatedindustries.Summary:anadvancedinter
4、nationallevelusingreplicationtechnologies,includingbyusingcomputersimulation.Productionlinebreakdownofdataenteredintothecomputer,andthen.Theactualmodeofexecution.Editasnecessaryinfrontoftheuser.Finallybetter.Packagingmachinery,materialmeansproducthastakenmorethantheproductitself,butwiththeproductsin
5、theformofinvisibleproductsandextendthe.Productmeansonlyshapesandbasicfunctionsofpackagingmachineryitself.Stealthproductsastheoperatingcarrierprogram.Theextensionmeansthequalityofthepackagingmachineassuranemanualsandservice.Keywords:packagingmachines,product,Schematicdesign,structuredesign目录绪论11 .包装机
6、械的介绍21.1 1包装机械的定义21.2 包装机械的分类21.3 茶叶自动包装机械的发展31.4 茶叶自动包装机的特点42 .茶叶自动包装机的设计方案61 .1茶叶自动包装机的总体设计方案62 .2茶叶自动包装机工作原理73 .茶叶自动包装机的结构及设计计算93.1茶叶自动包装机的结构93.1.1机架103.1.2输送带143.1.3封口装置143.1.4滚轮传送装置163.1.5纸袋剪裁装置163.2茶叶自动包装机的设计计算171. 2.1茶叶自动包装机的设计要求183. 2.2茶叶自动包装机外形及尺寸184. 2.3茶叶自动包装机主要部件的选型计算194 .茶叶自动包装机的三维建模和运用
7、ANSYS进行主要零件的刚强度分析384.1 机架的建模244.2 卡套的三维建模254.3 3三维零件的装配264.4 茶叶自动包装机主要零件的力学分析325 茶叶自动包装机的使用和维护385.1 茶叶自动包装机使用前准备385.2茶叶自动包装机的维护及保养395.3茶叶自动包装机使用注意事项395.4茶叶自动包装机的常见故障及排除40致谢44参考文献45绪论通过在西安工业大学北方信息工程学院四年的学习,大学中最重要的一项课程毕业设计作为对我学习生涯的总结,考校了我对所学主业理论知识的掌握,也对我们是否能够对所学专业理论知识解决实际问题的能力做出了检验。通过学习专业课程使我对最基本的理论知识
8、有了一定的理解,但只有将这些所学理论真正运用到实践中,才能够算是做到融会贯通活学活用,所以,毕业设计是我大学生活中及其重要关键的一个环节,而且这也是我们面向社会融入社会之前的检验,对我的未来有着非常重要的意义。因此,我一定会认真的配合老师、同学,就像在学习其他课程一样努力的完成这次毕业设计。此次我的毕业设计题目是多功能茶叶自动包装机的设计,主要的设计细节有机架,封口装置,驱动装置,传送装置、纸袋剪裁装置,其中还包括对主要零部件的设计计算,并且通过ansys对主要零件进行力学分析核准。在这其中所用的专业方面知识有:零件之间极限的相关配合,机械工程材料材料的应用,机械制造工艺和机械制图等方面的相关
9、知识,这些专业理论知识的应用可以从多方面考验我对所学知识的理解程度。而在完成本次设计任务的设计过程中,还增强了我的自学和创新能力。这次的茶叶包装机设计综合性较强,能够很好的提升我的实践能力。所以,在设计当中可以对主要理论有一个很好的回顾效果,同时,对生产实践也有一个更深层次的理解。由此可以得出这次设计的主要目的是将各种理论知识带入生产实践当中。茶叶自动包装机是市场常见的一种食品包装机械。该类机械一般可以连续的作业,且操作简单方便更加的人性化同时能大量的节省人力资源,降低生产成本,为大量的业者提供方便之处。由于本人所学知识水平有限,文中可能有一些错误和不足的地方,还请各位读者理解、并加以指正。1
10、包装机械的介绍1.1 包装机械的定义包装机是完成全部或部分包装过程的机器,包装过程包括成型、充填、裹包等主要包装工序,以及清晰、干燥、杀菌、贴标、捆扎、集装、拆卸等前后包装工序,转送、选别等其他辅助工序。1.2包装机械的分类1. 2.1按包装机械的自动化程度分类(1)全自动包装机:自动完成供料、成型、充填,封口,并自动完成其他工序的机械设备。(2)半自动包装机:通过人工辅助完成包装对象的供给等其他辅助工序,但可以自动完成包装工序的机械设备。1.2.2按完成包装产品的类别分类(1)专用包装机:是旨在对某一特定产品进行包装的机器。(2)多用包装机:是通过对包装机械的部分零件进行更换,以达到完成两种
11、或两种以上产品的包装工作目的的机械设备。(3)通用包装机:是可以完成指定范围内的两种或两种以上的产品包装工作的机械设备。1.2.3按包装机械的功能分类按包装机械功能的不同,可以将包装机械分为:填充机、干燥机、灌装机、杀菌机、封口机、困炸机、包裹机、集装机、贴标机、清洗机、无菌包装机械、包装容器制造类、辅助包装机、多功能包装机等。1.3茶叶自动包装机的特点包装机械大部分属于自动机,不仅拥有其自身所具有的特殊性能,而且也具备一般机械所具有的功能特点,主要特点如下:(1)目前包装机械为达到高运行速率,良好的动作配合均采用了复杂的机构。所以要求对各个部件的刚度和其表面质量等有较高标准。(2)驱动电机的
12、功率一般较小,所以执行机构的工作力也比较小(3)包装机械为了达到灵活调整包装速度的技术目标大多会运用无极变速装置。(4)通常包装机械自动化程度较高,而采用微机控制可以较好的达到操作和控制智能化的目的。(5)包装机械是特殊类型的专业机械,虽然种类较多,但是生产得数量毕竟有限。所以在包装机械的设计中应充分考虑到标准化、通用化、系列化、模块化及多功能性,以便在投入使用的时候可以节约使用成本维修成本。1.4茶叶自动包装机械的发展我国包装机械行业是在第二十世纪的七十年代前后开始兴起的,并且在九十年代的中期得到了迅速的发展,在八十年代末,包装机械行业已经成为机械行业中的重点行业之一。不论是生产产量还是生产
13、的品种,都已经取得了显著的成绩,对于我国经济的快速发展包装行业也提供了强有力的保证。当前,我国的食品包装机械行业的主要问题是对于新产品的开发耗时比较长,对于成品的模仿情况较多,而独立研发拥有自主创新的相对比较少,这不单与行业内的设计人员的技术状况有关系,同时也和相关行业的发展状况息息相关。国际上利用先进的仿真技术,计算机加以辅助,然后自动合成三维模型,将过去在生产中发生的生产故障数据输入到计算机,之后再以实际经营模式的方法将体现出来,最后,根据用户的需求进行合适的修改,最终达到要求,做到完善。包装机械作为一种产品,它的意义已经超出了普通的物质意义,其中更是囊括了形式产品,延伸产品,隐形产品几个
14、方面的含义。形式产品是指包装机的基本功能和具体的形态;隐形产品是指用户对于包装机的实际使用;延伸产品是指包装机在使用时的质量保证、使用指导和售后服务等等。所以,完整的包装机的设计流程应该包括:市场调研(确定用户需求)、原理图设计(完善的设计理论)、结构设计(符合业者要求的结构特性)、售后服务预案等等。新型包装机械常是集机械、电气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果,采用气动伺服电机驱动,执行机构运用分离传输技术,这样可以大大缩短整个设备的传动链,结构可以得到充分的简化,充分提高机械的工作精度和运行速度。而采用多电机拖动,同步控制技术则是其中的关键技术。而其中由于技术人员对于当前主流趋势得不
15、到充分理解导致对于这项技术的掌握充满艰难。虽然之前我国包装机设计是学习借鉴的阶段,但是在现阶段我们应该有自主创新的设计意识。近年来我国的包装机械工业发展异常迅速,要对相关机械和零件做到全部国产化与国外先进水平还存在相当大的差距而制造精度更是相去甚远,从现阶段进口的情况就可以看出这其中的差距。在食品包装行业应加强食品安全领域的科技和装备水平,对于准确评价食品危害因素的技术和设备更是其中的重中之重,而病原微生物耐药性的深化研究和再发展,疾病预防的技术原因和保护技术和设备等的控制也是其中的重点。食品与包装机械行业结合并形成规模的时间已经超过二十年,相对于包装行业,食品包装则可以看作一个新的领域,在这
16、期间世界技术发展可以说是最快的一个时期,新的技术在行业中不断被应用,尽管如此但国内的行业基础仍然较为薄弱,对于技术力量科学系统的研究也较为缺乏,相对来讲目前处在一个比较滞后的位置,在一定程度上甚至拖累了食品和包装工业的发展。而食品包装机械产业对于包装机械来说发展更为快速。目前,在包装行业不断发展的大环境下,可以清晰的看到包装机械行业中的重重矛盾:行业的发展理念较为古板,无法与现今的发展形势对接活着应该说是企业不能适应现下的发展趋势;技术创新能力不强,工艺技术改进程度不足,对于新产品的开发依然不能从根本上摆脱仿制研究的状况,最终造成缺乏竞争力的状况;经济的增长,效益的提升这些至关重要的方面则还是
17、得靠规模化来提高。另外,包装机械行业管理方面存在粗放现象,精细化管理的程度还尚未达标;竞争意识、市场忧患意识严重不足,对于服务市场、服务客户的意识以及发展的紧迫感、责任感无法到位,对于市场大的经济环境发展和人机协同无法与之相适应。而面对诸多不利的因素,最为迫切的是对包装机械行业中各企业的发展方式加以改变,企业必须站在新的起点上审视这些不利进而解决以上的矛盾和问题,同时转变旧的发展理念,对自主创新能力的强化,且增强市场意识,最终达到推进国内包装机械行业发展目的,行业在大踏步前进时应该关注和利用包装机械的大发展趋势,只有这样才能改变行业现状,同时促进包装机械的发展O2茶叶自动包装机的设计方案2.1
18、茶叶包装机的总体设计方案2.1.l方案设计一:采用立式的整体分布结构,利用翻领成型器将袋子的成型,装填和封口有效的连接在一起利用重力引导最后用切刀将成品带切断。而在使用罐装包装包装方式的时时候,通过在充填漏洞下方连接软管的方法,将称好重量的茶叶引入铁罐,最后运用旋转封合技术,达到铁罐的封口目的。其总体的布局结构如图2.Io图2.1立式茶叶包装机的总体结构图2.1. 2方案设计二:采用卧式的整体分布结构,其由上下两部分组成。上主要为纸袋包装,通过称重装置设置茶叶重量,通过板式热封的方法将纸袋封合,利用橡胶滚轮牵引纸袋进而实现纸袋的连续包装,最后通过剪裁装置将已经充填好的茶叶纸包进行剪裁动作。下层
19、主要为灌装动作完成部分,利用传送皮带将空茶叶罐运送至茶叶漏斗的下方,上层称重结束后利用漏斗灌装,而后进入灌装封口工序,采用压封的方式完成铁罐的封口工作。图2.2卧式茶叶自动包装机的总体结构图综合上述两种总体设计方案,方案二的结构较为简单,容易实现,清洗较为方便,并且使用、维护成本较低,所以我们选择方案二进行进一步的细化,作为本次设计的总体思路。目前市面上已经存在的包装机大多功能单一,要么只能进行纸袋包装,要么只能进行铁罐包装。本次设计的包装机可以同时满足各种茶叶甚至一定大小的颗粒状物料的自动包装。同时,本文中论述的自动包装机既可以是纸袋的包装,又能完成铁罐的包装。可以说是市面上常见包装机的一种
20、结合体。更加实用。茶叶自动包装机主要由机架、称重装置、封口装置、滚轮装置、纸袋剪裁装置、皮带传输装置、铁罐封口装置等及大部分组成。为达到符合承受此设计整机设备重量的要求,机架采用结构简单牢固节约大量的技术成本的40x40x4.0规格的方通管焊接,其四角配有M20的高强度防滑脚杯以完成防滑和调节高度的目的。选用步进电机和气缸来(此次设计机器主要为茶叶包装所以对于驱动力的要求不是很高)作为主要的驱动动力,气缸和电机的主要特点为:价格低廉,结构简单,装配方便。传送部分由80x40铝型材搭建而成,配合两端的结构件和轴,实现皮带的松紧调节,传送速度的调节由步进电机来控制。2. 2茶叶包装机的工作原理茶叶
21、自动包装机有上下两层所构成,上层主要是完成茶叶的纸袋包装。下层主要完成茶叶的铁罐包装。纸袋包装过程中,将塑料薄膜纸袋分别安装在两个阻尼滚轴上,下层纸袋通过茶叶称重装置后与上层纸袋重合,由滚轮装置牵引通过纸袋封口装置,完成茶叶知道包装的封口工序,完成封口的纸袋进入纸袋剪裁装置,通过气缸推拉切刀,完成纸袋的剪裁工序。被剪裁后的纸袋包装茶叶成品自由落体至第二层传送皮带后被传出至成品收集箱。铁罐包装过程中,铁罐空罐通过皮带传送至漏斗下方,待预定质量的茶叶灌装好后,跟随传送带到达下一工位一一铁罐封装工位。铁罐封口器随气缸自动完成上下动作,实现对灌装好茶叶的铁罐罐口的密封工作,后随皮带传送至设备外围,至此
22、完成茶叶的铁罐灌装。3.茶叶自动包装机的结构及设计计算目前,包装机械行业内,茶叶自动包装机的设计,主要还是设计人员的合计经验和参考其他相关设备的参数来设计的。这样一来,便会出现一个问题:通过传统的设计方法所完成的设计工作,工作量较大而且各项工作较为繁琐。茶叶自动包装机在实际应用当中,还存在大量的操作问题,等待后人去研究和解决,如故障发生的频率较高,机械功率较低,物料流不能得到有效的控制等等。3. 1.1机架在设计机架的时候,一般是根据机架的结构和制造数量等因素确定制造形式,而在这之前通常会初步确定机架的形状和尺寸;机架的设计需要满足以下准则:(1)工况要求:不论是什么类型的机架都必须满足其特定
23、的工作要求,如在满足机器功能的前提下,各个部件能否安装在机架上,安装好之后各个机构的配合是否合理,通常机架的结构不论内部还是外部都不能影响各功能性零件的正常运作;从意义上来说机架是设置或者执行某一工况的搭载平台;它能够满足上下料的基本要求、对于人机协同性能(操作简单,易上手,人机配合程度)必须有较好的配合。(2)刚度要求:机架的刚度要求是最基本的要求其必须在机器运作的时候保证其外形不发生变化。在及其安装运作的时候一旦发生形变,各个功能性零件自身的重力,运作时的摩擦力,部件的惯性力以及一些特定部件的夹紧状况都会发生改变,而这就势必导致整个机器的精度发生变化无法达标,例如,一个机床如果床身的刚度不
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