1、 小型自动纽扣袋装机结构设计1摘 要本文主要介绍了一种包装机械自动纽扣袋装机的工作原理及其设计过程,对其传动系统的参数进行计算和传动部件的强度校核,对其整体外观、箱体以及支架进行合理的改进。自动纽扣袋装机主要适合于纽扣的自动包装。其包装材料为复合材料,在高温下粘合。本机主要有横封机构、纵封机构、供料机构、剪切机构、传动机构及电器控制系统。在本次设计中,我们的主要任务是对其传动系统的支架、整机的箱体进行改进,使其满足设计要求,以达到所要求的生产效率。关键词:;纽扣;袋装机;传动机构;支架小型自动纽扣袋装机结构设计2AbstractThis article mainly introduces th
2、e principle and course of the design of the packing machinery, and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the industry. The material is composite and agglutinated in high
3、 temperature.This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electricity control system . The main task in this work is to improve the 1bracket in the transmission
4、 system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient
5、 the position of the mark.KEY WORDS: Buttons, Packging machine, Transmission parts, Bracket小型自动纽扣袋装机结构设计3目 录摘 要 IABSTRACTII第一章 前言 1第二章 自动纽扣包装机工作原理 22.1 机械部分 22.1.1 无级调速机构 22.1.2 间隔齿轮及锥棍无级调整机构 22.1.3 偏心链轮机构 32.1.4 行星差动轮系 42.1.5 可调量杯机构及量杯零件图 52.2 电器部分 52.3 光电控制的简要说明 5第三章 总体方案设计 63.1 功能和应用范围 63.2 工艺分析
6、63.3 机构造型 7第四章 运动参数的计算及传动系统的设计 94.1 带传动的计算 94.2 链传动设计 104.3 剪切部分齿轮传动系统 114.4 锥齿轮的设计计算 154.5 料盘传动部分 184.5.1 齿轮 I-II 间的传动 184.5.2 齿轮 II-III 之间的传动 214.6 隔板的设计、加工以及误差 254.7 支架的设计及加工 26总结 .31参考文献 32致谢 33小型自动纽扣袋装机结构设计1第一章 前言近半个多世纪以来,随着生产与流通日益社会化、现代化,产品包装正以崭新的面貌崛起,受到人们的普遍重视。现代包装的普遍含义是:对不同批量的产品,选用某种有保护性、装饰性
7、的包装材料或包装容器,并借助适当的技术手段实施包装作业,以达到规定的数量和质量,同时设法改善外部结构,降低包装成本,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运,防止产品破坏变质,不污染环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力,广开销路,不断促进扩大再生产。中国有着悠久的包装历史。可是中国的现代化包装工业起步比较迟缓,解放前只有几个大城市的啤酒厂、汽水厂、罐头厂、卷烟厂才培植一些包装机械。直到五十年代末期,开始引进仿制,形成小规模的生产能力。自动纽扣袋装机实现了对纽扣的包装,本机采用的材料为复合材料,包装材料以纸玻璃纸涤纶膜铝箔等为基纸引为商标,并喷涂要均匀,复卷后外圆平整,不允许有高低不平或
8、两边松紧不一致的现象。我国作为服装生产大国,目前共有钮扣生产企业近千家。对钮扣进行袋装、盒装是纽扣包装生产线中不可缺少的部分。随着包装工业的不断发展,包装机械也向专业化、智能化方向发展。我国的包装机机械通用机型多,满足特殊要求、特殊物料的设备少;技术含量低的多,高技术附加值、高生产率的产品少,智能化设备还处于研制阶段。现代的自动包装机要求定位准确、操作方便、智能化水平高。而目前我国钮扣产品的包装设备比较落后,基本为手工和半自动包装,工人劳动强度大,生产能力小 。 2随着科学技术的发展及市场竞争的加剧,客户的需求也越来越高产品更新换代的周期已越来越短。因此要求包装机械具有良好的柔性和灵活性,使包
9、装机械的寿命远大于产品的寿命周期,这样才能符合经济性。这种要求还体现在以下几个方面:一是提高生产效率,二是适应产品更新变化的需求,三是能进行远程诊断服务。四是基于环境保护,噪声低、粉尘和废弃物少,五是设备购置投资尽可能少,价格尽可能低。我国的袋装机在工厂中专业化,自动化和高效率,大规模生产中比起发达的工业国家有一定差距,因此,研究和设计出更加具有高自动化,高效率,和密集的大批量生产有很大的必要。要将科技技术发展与生产实践相结合,把机械专业领域的高新科技如 PLC 控制、微机、气动系统等应用到袋装机的设计中 。自动纽扣包装机由于功能较少应用范围小,但生产率较高,本次设计的主要对象是包装机的动力系
10、统,介绍了包装机的横封机构、纵封机构和供料机构以及箱体和支架设计,并简单介绍了它的电气控制部分。其机械部分主要有无级调速机构、偏心链轮机构、行星差动轮系和可调量杯机构。电气部分主要有光电开关、凸轮接近开关控小型自动纽扣袋装机结构设计2制机构和减速电机 。3在包装机械电气自动化中,光电技术越来越起着重要作用。例如,可用来自动检测流水线上包装容器的形状、口径伤痕污垢缺盖,以及箱体的外廓尺寸、排列间距、移动速度、装入个数、封条有无等;还可用像混合物料按色泽逐个自动分选,斗槽内料或液位的自动控制,大型物件多道捆扎的自动定位,卷筒商标纸的自动对位切割,冲料软管的自动定向封口,以及其他类似的情况。毕业设计
11、是工科大学毕业生面临毕业时,一次综合全面的设计能力的训练。目前在于培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关课程的理论能力,加强和扩展有关机械设计方面的知识。通过我的努力,在经过了毕业实习参观、制定设计方案、选择传动机构、计算零件尺寸及全面考虑制造工艺、使用及维护要求,在刘奇元老师的指导下,我完成了这一机器的设计。但难免有不足之处存在,希望各位老师加以指导。小型自动纽扣袋装机结构设计3第二章 自动纽扣包装机工作原理2.1 机械部分(1)包装过程示意图:包装材料(薄膜)经薄膜成型器成型进行横封热合打字打撕口装料切断进行纵封热合成型(2)几个主要部件的简要说明2.1.1 无级调速机构该
12、机构是用来调整机器包装速度的,其机构简图如图 2-1 所示:图 2-1 无极调速机构调整速度时首先松开螺母 2;当顺时针旋转手柄 1 时,动轮 3 外移,主动轮以从动轮 4 在弹簧 5 作用下,使它压紧三角带,从而使三角带向皮带轮外缘移动,实现了增速运动。当翻转手柄 1 时,动轮 3 压紧三角带,迫使三角带克服弹簧 5 的压力,向主动皮带轮小直径方向移动,实现了减速运动 。 42.1.2 间隔齿轮及锥棍无级调整机构间隔齿轮的作用是为改变包装袋长而设置,从传动系统原理图来看它的运动关系是主轴每旋转一转,纵封棍送进薄膜纸前进一个袋长,二横封旋转半周封合一次,因此当改变包装袋长度尺寸时,必须与其相适
13、应的齿轮合,它的特点是:间隔齿轮的齿数,即相当于袋长的尺寸。锥棍无级调速机构与间隔齿轮配合使用,其作用在于调整已定袋长的幅度,这对提高光点跟踪的准确性起到了可靠的保障,调整幅度见表 2-1。小型自动纽扣袋装机结构设计4表 2-1 调整幅度表间隔齿轮齿数(袋长) 锥棍无级调速的袋长幅度(mm)55 55-7075 70-90100 90-1102.1.3 偏心链轮机构如图 2-2 所示,该机器的纵封的作用有两个:一是进行纵向封合作用,另一是带动包装纸进行送纸,而横封棍的封合是间隔的,按正常的工作要求是在横封进行封合这段时间内,它的线速度应与纵封棍的线速度保证一致,否则会使包装材料受到拉伸而破损或
14、是松弛起皱,以至造成封合不良,为此,本机设置偏心链轮机构,以保证袋长在一定范围内变化时能使横封棍封合时的圆周线速度与纵封棍的圆周线速度相适应,以保证机器的正常工作。当包装尺寸改变除了更换相适应的间隔齿轮及调整锥棍外,同时还应对偏心轮进行适当的调整,首先将偏心链轮左边的琐母松开,旋转偏心链轮调节旋钮,使其标签少年宫的数值(即改变后的袋长)对准轴上的刻线,然后将琐母琐紧,即调整完毕。当所选的袋长处于偏心链轮中心位置尺寸时, (此时袋长为 80mm 这时偏心链轮中心与主轴中心重合,同时横封棍的圆周线速度与纵封棍的圆周线速度是一致 图 2-2 偏心链轮机构链轮中心与主轴的中心不重合有一定的偏心距,这时
15、由于主轴的转速是等速的,而主小型自动纽扣袋装机结构设计5轴的中心和偏心链轮有一定的偏心距,这样使同样半圈时间内偏心链轮左右半圈转过的齿数不同,则使齿数多的半圈线速度就大;齿数少的半圈线速度就低,偏心链左右半圈转过的齿数不同则使齿数多的平圈线速度就大;齿数少的半圈线速度就低,偏心链轮呈现为不等速运动。因此,改变包装袋袋长尺寸后,相应地调整偏心链轮地连心量,即可以实现横封棍与纵封棍 2 着的线速度相适应。2.1.4 行星差动轮系当在本机器上使用独立商标之保障材料进行工作时,按照成品袋的要求,横封封口的位置正好处于两个商标的中央,可是在工作过程中,由于纵封棍送进的拉伸,加热温度的影响,包装纸的存放条
16、件和时间等等因素的影响,包装纸在使用时,不能保证横封封合位置处于两个商标的中间,为了补救位置的偏差,必须对纵封棍进行速度的修整,以达到此目的,而行星差动轮系即是这种修整过程中的执行机构。当封合位置正确时,由于减速电机驱动的蜗杆 Z 不动 则 Z10、Z100 不动,主轴的运动通过 中间轮组传到同轴时的 Z250 传给星轮,行轮一方面自传,另一方面带动系杆齿轮 Z30绕 Z100 作公转运动,经系杆齿轮转至纵封主动轴进行反转运动,通过 Z100、Z120 使星轮转速降低后加快,这样两个运动合成输出的速度就减慢或加快,以达到修整的目的 。5图 2-3 行星差动轮系小型自动纽扣袋装机结构设计62.1
17、.5 可调量杯机构及量杯零件图量杯分为内科杯合外科杯,外科杯外形尺寸与下料盘结合。量杯规格分为三种,计量范围(按容积), 第一种:510mL,第二种:1020mL 第三种:2040mL,根据用户产品(即被包装物)计量的大小,可进行上下调节,一般掌握原则是根据用户产品比重来调整量杯的高度,实际调整后的剂量应略小于剂量,其实值以调整转盘中的刮料器与转盘内表明之间距离来补偿,但它们之间的距离不应该过大(即补偿量)过大后会造成剂量不精确;奸细过小会引起刮料器与转盘相互磨损 。62.2 电器部分本机能源采用 JY7134 电容启动单相电机,功率 70W,电压 220V,转速1400r/min,外线电源由
18、于机器电源插座引进,转动电源开关电源指示灯亮,拨动电机开关启动电机,电机指示灯亮,电机接入事通过电机保险丝。热封系统是采用电阻丝加热连续封合,纵封棍采用两个环形加热器,每个250W,100W;横封是两个棒形加热器,每个 250W,100W 安装在横封棍内,纵封棍内,纵封加热器是锁紧螺母固定在基板上,均可以直接与电源相接。加热的温度是预先调到的给定的温度,由两台 DET-4301 位式温度调节仪分别对纵封及横封进行自动温度控制,即使控制他们各自的继电器,从而使他们的加热器通电或断电。温度调节仪的信号分别来自他们的热敏电阻,将温度的变化转化成电信号的变化进行自动控制。2.3 光电控制的简要说明在自
19、动包装中必须保持商标位置正确,这是对包装质量的基础要求,为此必须使纵封,横封棍速度与包装商标间隔长度一致,然而包装纸商标实际速度有可能与预计的有误差,此误差积累起来就会使商标位置改变,以致超出允许差,造成废电器部分。(1)凸轮接近开关控制结构单一的光电控制,只能使伺服电机作一种动作,而包装机却需要作如下三种动作:a) 纵封速度不需要修正,在光电信号下,伺服电机不动。b) 纵封棍速度偏低,商标后移,要在光电信号下,纵封棍增速,以实现同步。c) 纵封棍速度偏高,商标前移。要求在光电信号下,伺服电机反转,纵封棍减速。在本机主轴上装与由凸轮积极、接近开关以实现三种动作,本系统采用电感式NPN 输出,常开型接近开关精确调节接近开关与凸轮接近距离,再者凸轮接近开关的