畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書課題名稱塑料瓶自動封口機(jī)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動化班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師年月日摘要塑料瓶自動封口機(jī)是一臺用于飲料或化工產(chǎn)品的塑料瓶自動封口設(shè)備，包括驅(qū)動裝置，封口裝置，封口膜退繞卷取裝置以及切膜裝置。驅(qū)動裝置采用伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，伺服電動機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器進(jìn)行連接，減速器通過帶傳動連接傳動帶，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；封口裝置采用氣缸控制，熱封口器采用采用電能進(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。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帶傳動與伺服電動機(jī)連接，通過伺服電動機(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；切膜裝置采用熱切膜，有電能進(jìn)行加熱，溫度控制器進(jìn)行溫度控制，將熱封膜進(jìn)行切割。工作時，當(dāng)塑料瓶進(jìn)入工作空間后，塑料瓶在傳送皮帶摩擦力的作用下前進(jìn)。當(dāng)塑料瓶輸送到至封口工位時，伺服電動機(jī)將停止轉(zhuǎn)動，塑料瓶停在封口工序位，封口裝置進(jìn)行完封口工序以后，伺服電動機(jī)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將塑料瓶傳動到切膜工序位置，伺服電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣缸控制切膜壓板下壓，進(jìn)行切膜工序，切膜完成以后，伺服電動機(jī)控制傳送帶繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將塑料瓶輸送到下一工序，同時，封口膜退繞卷取裝在伺服電動機(jī)控制下進(jìn)行退繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，退繞到指定位置以后，伺服電動機(jī)停止。該塑料瓶自動封口機(jī)方案，封口平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)、快速。這次設(shè)計的塑料瓶自動封口機(jī)，可以應(yīng)用于工廠流水線進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，提高工廠的生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：封口機(jī)；切膜；熱封口AbstractPlasticbottle

automaticsealing

machineisa

plasticbottlefor

beverageor

chemicalproducts-automaticsealing

equipment,

whichcomprisesadrivingdevice,

asealingdevice,

thesealingfilm-unwinding

coiled

deviceand

cutting

device.

Drivingdeviceadoptsthe

servo

motortodrive,

servomotorconnectedthroughthe

couplingandreducer,

reducerthrough

beltdrive

isconnectedwiththetransmission

belt,

plastic

bottleisarranged

ontheconveyorbelt,

throughthe

servomotorcontrol

plasticbottlesinthe

sealing

station,

station

stop

cuttingfilm;

sealing

device

controlledbycylinder,

heatseal

uses

electricalenergytoheat.

Thetemperature

control,

the

temperaturecontrolswitch,

throughthethermal

sealingplateandthe

pressing

heatsealed

bottle.

Sealingfilm-unwindingcoiled

devicecomprisesa

sealingfilm

unwinding

and

rewindingdevice,device

sealingfilm

unwinding

rollerbearing

isfixedontheframe

throughthe

sealingfilm

coilingdevice

throughthetransmissionbelt

isconnectedwiththe

servomotor,

unwinding

coiled

of

actionthroughthe

servomotorcontrol

sealingfilm

time

to

stop,

in

cutting

film,

sealingprocess

is

stopped,theunwinding

roll

of

operation

in

theprocess

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timeinterval,

soastoensurethe

cuttingfilm,sealing

process

ofheat

sealingfilm

isinthecorrect

position

byhot

film;

filmcuttingdevice,

electric-heating

temperaturecontroller

tocontrolthetemperature,

the

thermalsealingfilm

cutting.Atwork,

whenthe

plasticbottle

intotheworking

space,

plasticbottles

alongthe

conveyorbelt-undertheactionoffrictionforce.

Whentheplastic

bottleconveying

tothe

sealing

station,

servomotor

will

stop,

stopin

a

plasticbottle

sealingprocess,

afterthe

sealingdevice

of

end

sealingprocess,

theservomotor

to

rotate,

theplasticbottle

drive

to

membranecutting

position,

servomotor

stopsrotating,

thecylindercontrol

filmcutting

plate

underpressure,

cutting

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afterthecompletionof

theprocess,

cuttingfilm,

servo

motorcontrol

theconveyorbelt

conveyor

continuestorotate,

theplasticbottle

tothenextprocess,

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thesealingfilm

unwinding

coiled

inservomotor

controlfor

unwinding

rotarymotion,

then

off

tothespecifiedlocation,

servo

motorstop.Automaticsealingmachine

for

sealingtheplasticbottle.Automaticsealingmachineforplasticbottle

ofthisdesign,

canbeused

for

massproduction

in

thefactoryassemblyline

improving

theproductionefficiencyofthefactory.Keywords:Sealingmachine;

cuttingfilm;

heat

sealing目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II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r 31.3.1國外封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 31.3.2國內(nèi)封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 3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現(xiàn)的方法。近年來，這項技術(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)容器口徑：30mm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)。現(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?，并計算所需的其他部件并校核是否滿足工作要求。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)動裝置方案驅(qū)動裝置采用伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，伺服電動機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器連接，減速器通過帶傳動連接傳動帶，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，熱封口器采用采用電能進(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（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）因空氣的粘度很小（約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帶傳動與伺服電動機(jī)連接，通過伺服電動機(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、380V的三相交流電源電壓，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Pw＝F×V＝2000N×0.45m/s=0.9kwV帶的初定傳動效率為圓柱齒輪傳動(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=0.97kw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mmHF-SP102K1.175075034283.1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電動機(jī)的選取封口機(jī)所屬的小動力機(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、380V的三相交流電源電壓，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)帶輪減速器總傳動比為:=20.5電動機(jī)轉(zhuǎn)速=750r/min故采用同步轉(zhuǎn)速750r/min電動機(jī)總的傳動效率：該工作機(jī)所需要的功率Pw＝F×V＝2000N×0.45m/s=0.9kwV帶的初定傳動效率為圓柱齒輪傳動(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=0.97kw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mmHF-SP102K1.1150014203428高速級,則低速級=3.23.3V帶傳動的設(shè)計已知電動機(jī)的功率Pd=0.97kw,電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,電動機(jī)傳動比i=2.8,每天工作16小時1、由于載荷平穩(wěn),故選用普通V帶傳動。2、確定計算傳遞的功率Pca=KAPd=1.20.97=0.924KW3、選擇帶型根據(jù)Pca與n1=1440r/min,由《機(jī)械設(shè)計手冊》來確定，故選用B型4、確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗算帶速初取主動輪的基準(zhǔn)直徑為：dd1=60mmV=πdd1n1/(601000)==13.212m/s<25m/s于是從動輪基準(zhǔn)直徑dd2=dd1i01=902.8=251mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊,直徑應(yīng)圓整為250mm5、確定V帶的基準(zhǔn)長度以及傳動中心距Ld根據(jù)0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)即,來初步定確定中心距ao=600mm,因此V帶的基準(zhǔn)長度Ldo=2ao+π(dd1+dd2)/2+(dd1-dd2)2/(4ao)=2600+（90+250）+=1744.467mm由機(jī)械設(shè)計手冊可知所選V帶的基準(zhǔn)長度為：Ld=1800mm計算實際中心距為a=ao+（Ld-Ldo）/2=600+=627.767mm6．驗算主動輪包角1由式（3-1）得1=180-(dd2-dd1)57.5/a=165>90因此,主動輪上的包角合適。7．計算普通V帶的根數(shù)Z由n1=2890r/min，dd1=90mm，i=2.8，查手冊得PO=0.60Kw△PO=0.04Kw查表得K=0.96,KL=1.18故取Z=18.計算預(yù)緊力F0查表8-4，得q=0.06kg/m,故=270N9.計算作用在軸上的壓軸力FpFp=2ZF0sin=26270sin=3212.281N10.V帶輪的選擇由主動輪、從動輪的基準(zhǔn)直徑,選用實心式V帶輪其寬度B=(Z-1)e+2f=12+17=19mm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，GB1096－2003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，GB1096－2003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，GB1096－2003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D1＝24mm減速器D2＝35mm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4-4V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15－14＝0.12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6202GB/T276－1994，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)NitaigourP．MahalikProcessingandpackagingautomationsystems:areview[J]．SensingandInstrumentationforFoodQualityandSafety．2009，3：1-6MonaPopa，NastasiaBelc．Packaging[J]．FoodSafety，2008.9：3-7．汪在文．世界包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢[J]．中國包裝工業(yè)，2005，10．5-10屈能勝．我國食品包裝機(jī)械發(fā)展綜述[J]．輕工機(jī)械，2005年，2：2-4付又香．我國食品包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J]．湖南人文科技學(xué)院學(xué)報，2009，02：1-3．楊福馨．包裝機(jī)械發(fā)展趨勢及我國包裝機(jī)械特點與優(yōu)勢[J]．中國包裝工業(yè)，1994，05：8-10．吳宗澤．機(jī)械設(shè)計實用手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.3：28-79．彭文生．機(jī)械設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2002．K.Belarbi，K.S.Hindi．PackagingandDeployment[M]．ProductionPlanningandControl2007，6：360-421．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.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。畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書課題名稱塑料瓶自動封口機(jī)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動化班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師年月日摘要塑料瓶自動封口機(jī)是一臺用于飲料或化工產(chǎn)品的塑料瓶自動封口設(shè)備，包括驅(qū)動裝置，封口裝置，封口膜退繞卷取裝置以及切膜裝置。驅(qū)動裝置采用伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，伺服電動機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器進(jìn)行連接，減速器通過帶傳動連接傳動帶，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；封口裝置采用氣缸控制，熱封口器采用采用電能進(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。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帶傳動與伺服電動機(jī)連接，通過伺服電動機(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；切膜裝置采用熱切膜，有電能進(jìn)行加熱，溫度控制器進(jìn)行溫度控制，將熱封膜進(jìn)行切割。工作時，當(dāng)塑料瓶進(jìn)入工作空間后，塑料瓶在傳送皮帶摩擦力的作用下前進(jìn)。當(dāng)塑料瓶輸送到至封口工位時，伺服電動機(jī)將停止轉(zhuǎn)動，塑料瓶停在封口工序位，封口裝置進(jìn)行完封口工序以后，伺服電動機(jī)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將塑料瓶傳動到切膜工序位置，伺服電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣缸控制切膜壓板下壓，進(jìn)行切膜工序，切膜完成以后，伺服電動機(jī)控制傳送帶繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將塑料瓶輸送到下一工序，同時，封口膜退繞卷取裝在伺服電動機(jī)控制下進(jìn)行退繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，退繞到指定位置以后，伺服電動機(jī)停止。該塑料瓶自動封口機(jī)方案，封口平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)、快速。這次設(shè)計的塑料瓶自動封口機(jī)，可以應(yīng)用于工廠流水線進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，提高工廠的生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：封口機(jī)；切膜；熱封口AbstractPlasticbottle

automaticsealing

machineisa

plasticbottlefor

beverageor

chemicalproducts-automaticsealing

equipment,

whichcomprisesadrivingdevice,

asealingdevice,

thesealingfilm-unwinding

coiled

deviceand

cutting

device.

Drivingdeviceadoptsthe

servo

motortodrive,

servomotorconnectedthroughthe

couplingandreducer,

reducerthrough

beltdrive

isconnectedwiththetransmission

belt,

plastic

bottleisarranged

ontheconveyorbelt,

throughthe

servomotorcontrol

plasticbottlesinthe

sealing

station,

station

stop

cuttingfilm;

sealing

device

controlledbycylinder,

heatseal

uses

electricalenergytoheat.

Thetemperature

control,

the

temperaturecontrolswitch,

throughthethermal

sealingplateandthe

pressing

heatsealed

bottle.

Sealingfilm-unwindingcoiled

devicecomprisesa

sealingfilm

unwinding

and

rewindingdevice,device

sealingfilm

unwinding

rollerbearing

isfixedontheframe

throughthe

sealingfilm

coilingdevice

throughthetransmissionbelt

isconnectedwiththe

servomotor,

unwinding

coiled

of

actionthroughthe

servomotorcontrol

sealingfilm

time

to

stop,

in

cutting

film,

sealingprocess

is

stopped,theunwinding

roll

of

operation

in

theprocess

ofthe

timeinterval,

soastoensurethe

cuttingfilm,sealing

process

ofheat

sealingfilm

isinthecorrect

position

byhot

film;

filmcuttingdevice,

electric-heating

temperaturecontroller

tocontrolthetemperature,

the

thermalsealingfilm

cutting.Atwork,

whenthe

plasticbottle

intotheworking

space,

plasticbottles

alongthe

conveyorbelt-undertheactionoffrictionforce.

Whentheplastic

bottleconveying

tothe

sealing

station,

servomotor

will

stop,

stopin

a

plasticbottle

sealingprocess,

afterthe

sealingdevice

of

end

sealingprocess,

theservomotor

to

rotate,

theplasticbottle

drive

to

membranecutting

position,

servomotor

stopsrotating,

thecylindercontrol

filmcutting

plate

underpressure,

cutting

film

afterthecompletionof

theprocess,

cuttingfilm,

servo

motorcontrol

theconveyorbelt

conveyor

continuestorotate,

theplasticbottle

tothenextprocess,

atthesametime,

thesealingfilm

unwinding

coiled

inservomotor

controlfor

unwinding

rotarymotion,

then

off

tothespecifiedlocation,

servo

motorstop.Automaticsealingmachine

for

sealingtheplasticbottle.Automaticsealingmachineforplasticbottle

ofthisdesign,

canbeused

for

massproduction

in

thefactoryassemblyline

improving

theproductionefficiencyofthefactory.Keywords:Sealingmachine;

cuttingfilm;

heat

sealing目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II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r 31.3.1國外封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 31.3.2國內(nèi)封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 3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現(xiàn)的方法。近年來，這項技術(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)容器口徑：30mm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)。現(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?，并計算所需的其他部件并校核是否滿足工作要求。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)動裝置方案驅(qū)動裝置采用伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，伺服電動機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器連接，減速器通過帶傳動連接傳動帶，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，熱封口器采用采用電能進(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（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帶傳動與伺服電動機(jī)連接，通過伺服電動機(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、380V的三相交流電源電壓，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Pw＝F×V＝2000N×0.45m/s=0.9kwV帶的初定傳動效率為圓柱齒輪傳動(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=0.97kw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mmHF-SP102K1.175075034283.1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電動機(jī)的選取封口機(jī)所屬的小動力機(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、380V的三相交流電源電壓，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)帶輪減速器總傳動比為:=20.5電動機(jī)轉(zhuǎn)速=750r/min故采用同步轉(zhuǎn)速750r/min電動機(jī)總的傳動效率：該工作機(jī)所需要的功率Pw＝F×V＝2000N×0.45m/s=0.9kwV帶的初定傳動效率為圓柱齒輪傳動(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=0.97kw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mmHF-SP102K1.1150014203428高速級,則低速級=3.23.3V帶傳動的設(shè)計已知電動機(jī)的功率Pd=0.97kw,電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,電動機(jī)傳動比i=2.8,每天工作16小時1、由于載荷平穩(wěn),故選用普通V帶傳動。2、確定計算傳遞的功率Pca=KAPd=1.20.97=0.924KW3、選擇帶型根據(jù)Pca與n1=1440r/min,由《機(jī)械設(shè)計手冊》來確定，故選用B型4、確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗算帶速初取主動輪的基準(zhǔn)直徑為：dd1=60mmV=πdd1n1/(601000)==13.212m/s<25m/s于是從動輪基準(zhǔn)直徑dd2=dd1i01=902.8=251mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊,直徑應(yīng)圓整為250mm5、確定V帶的基準(zhǔn)長度以及傳動中心距Ld根據(jù)0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)即,來初步定確定中心距ao=600mm,因此V帶的基準(zhǔn)長度Ldo=2ao+π(dd1+dd2)/2+(dd1-dd2)2/(4ao)=2600+（90+250）+=1744.467mm由機(jī)械設(shè)計手冊可知所選V帶的基準(zhǔn)長度為：Ld=1800mm計算實際中心距為a=ao+（Ld-Ldo）/2=600+=627.767mm6．驗算主動輪包角1由式（3-1）得1=180-(dd2-dd1)57.5/a=165>90因此,主動輪上的包角合適。7．計算普通V帶的根數(shù)Z由n1=2890r/min，dd1=90mm，i=2.8，查手冊得PO=0.60Kw△PO=0.