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1、1单头粉料包装机设计安徽科技学院 工学院 摘 要：本文根据生产要求设计一种单头粉料包装机，在 给 定原始数据的基础上， 进行了包装机的整体设计和局部设计，选用螺旋供料方法。在设计中对传动装置 进行了方案的论证和分析，进行了电动机的功率和型号的设计和选用，V 带传动的设计和主轴的设计及轴承的选用校核等；同时完成了包装机的槽体的结构尺寸设计等。关键词：单头 包装机 供料螺旋 V 带1.概述1.1 包装机在粉料生产中的作用粉料成品一般用纸袋包装，运至用户。袋装方法是使用一种专用的罐装机器粉料包装机，把粉料按照规定的重量灌入标准规格的包装纸袋中，按袋数计量发运出厂。袋装方法需要消耗大量的纸袋，从而消耗
2、大量的优质木材，这是它的主要缺点。当然，它也具有搬运方便、易于堆垛和贮存、不同品种标号的粉料易于分类存放和便于计量等优点。目前，我国粉料工业使用的包装机种类很多，按结构的特点，可分为固定式和回转式两大类；按其供料方式的不同又可分为流态化充料和机械化充料两种。所谓“液态化充料” ，是指当粉料送入包装机料筒里内，还未灌入纸袋之前，先行充入具有一定压力的压缩空气，与粉料混合，使粉料呈现流态化。流态化了的粉料具有良好的流动性，好像液体一样，在一定的料位差压下，从筒底的出料嘴顺畅地灌入纸袋。回转式包装机均采用流态化充料方式进行罐装。所谓机械充料，是采用机械的方法将粉料从包装机送入纸袋中。这种机械装置，有
3、的采用叶片式给料器，有的采用螺旋式输送器。固定式包装机大都采用机械充料。机械充料在迫使粉料向纸袋运动的过程中，使粉料密实，不能从包装机顺畅的流出，因而影响包装机的正常生产。因此，有的粉料生产厂已将机械充料改为流态化充料。固定式包装机，结构简单、易于制造、造价低。但在它工作的过程中，不仅插袋需要人工操作，而且出料、掉袋也需要工人进行操作，因此它较回转式包装机的劳动生产率低，操作工人的劳动强度也较大。 1固定式包装机又可分为叶轮式和螺旋式两种。本论文（设计）考虑设计固定式包装机中的螺旋式包装机，即粉料包装工段单头螺旋包装机的设计。1.2 螺旋包装机的特点本本包装机使用螺旋推进器进行输料和定量包装。
4、生产的整个流程中，物料的传送是保证生产连续进行、提高生产率的关键环节。因此，物料传送装置必须满足以下要求：21）物料输送持续、稳定，输送速度满足相应的要求；2）物料在输送过程中没有遗洒、飞散等现象。针对以上要求，并在充分考虑了物料特性的基础上，对物料传送装置均采用了螺旋推进的方式。螺旋推进机的主要优点是：结构比较简单、紧凑，横截面尺寸小；操作安全方便，维修容易；制造成本低；料槽封闭，便于输送易飞扬的物料，可减少对环境的污染。 21.3 现有包装设备的缺陷和不足目前已有的 DGT 型及 BGY 型等系列包装机，经过实践证明，在技术上存有以下不足之处。1）上述产品均采用了扇叶旋转式输料方式，扇叶扇
5、动时料与风同时存在，装袋时物料松散，气体伴着粉粒由袋口溢出，污染十分严重。2）装袋过程中因物料松散，物料在袋中挤压不实，为此，不仅影响计量，又不能用手拍打。3）出料嘴易卡住闸板。物粉细度不够时，清理闸板任务繁重，费时费力，影响工作。4）计量不准，当电压峰谷变化较大时，接近开关灵敏度就有较大的变化，灵敏度过高时袋重降低，反之袋重过高。5）扇叶损坏率极高，只要物料内发生杂物如铁钉、螺钉等物，扇叶必然变形。6）目前的粉料包装设备中，其在包装过程中经常会出现漏料现象，所采用的方法是在漏料处用石棉盘根压盖堵住漏料处，但这种方式，在石棉盘根经磨损后，起不到防漏效果，而且其起到防漏作用的防漏闸板外为置设置，
6、这种设置同样不能达到好的出料防漏目的。 3为了克服现有技术的不足，我们开发设计了单头螺旋包装机。特别适用于粉料、水泥、粉煤灰、滑石粉等松散粉料的计量称重与包装。1.4 本课题来源，主要内容和研究意义本课题来源于生产实践，属一般性课题研究。主要设计内容是螺旋推进器和出料嘴的定量装置。本包装机的研究对包装机械研发过程中运用螺旋推进器案例提供了部分技术支持和并扩大了此领域的研究范畴。2、包装机的总体设计2.1 设计要求和设计内容按生产要求，本包装机的设计要求如下。本机是用于粉料的单头螺旋包装机，该机的一些原始参数为：1） 、容重 1.6 吨/米 3； 2） 、连续包装；3） 、物料的颗粒0.3mm；
7、34） 、包装量 50 包/ h；5） 、采用带满自动卸袋此外，单头螺旋包装机的生产工艺过程要符合一般工厂的制造条件，本课题的设计对单头螺旋包装机加工制造条件不是很高，因此本设计可由一般的机械工厂生产制造。本课题设计的主要任务有：1、完成单头粉料包装机总体设计；2、编写设计说明书；3、绘制单头粉料包装机装配图；4、绘制单头粉料包装机传动轴图纸； 5、绘制单头粉料包装机带轮图纸；6、设计单头粉料包装机电控原理图；7、完成论文综述和英文资料翻译。2.2 本设计的技术路线见右下图。42.3 总体结构、工作流程、主要子系统介绍2.3.1 总体结构根据生产要求，参照其他包装设备，初步设计本包装机由动力及
8、传动系统、螺旋推进装置、进出料装置等组成。结构示意图如图 1 所示：16-?161012配用螺栓30?7015036056,5310,5Y132S-41:2技术要求1、机架连接均采用电焊，焊缝高度不小于焊件最小高度。焊条牌号为 T4222、螺旋输送架应该校平直，其不直度不超过 1/500，两对角线应在同一个平面上，其偏差和对角线长度偏差均不应超过 3/1000。3、装轴承座的两个平面在同一个平面内，其偏差不得大于 1mm。4、皮带轮的安装平台根据现场实际情况 ，确定其结构尺寸。5、本机安装时遇土建予埋件焊接固定。6、机架制作完后，涂红丹 2 度，灰漆 2度。?2740?41.6?43.08?4
9、6.6GB/T97.1GB/T5782GB/T3098.2GB/T5781GB/T3098.2GB/T72GB/T3098.2GB/T3098.2GB/T5786GB/T72GB/T95GB/T1096GB/T11544GB/T1095其余GB/T297GB/T5868=6-0.011+0.030+0.030-0.011图 1 包装机整体结构示意图2.3.2 结构及工作流程单头螺旋包装机的结构，设计为一根主轴，左侧焊有螺旋推进器叶片，右侧装有带轮和支撑轴承。包装机左侧即出口部位采用 60 倾斜式端盖。螺旋推进器右端装有密封。包装机出口端的端盖上有手柄，用以转动活动闸板。当主轴旋转时候，粉料由上
10、部料仓进入进料嘴，在包装机内被螺旋推进器运至喷头嘴，从喷头喷出。当粉料包装袋在一装包喷头装到一定的量时（在这期间把另一装包喷头也套袋待罐装） ，操纵手柄使活动闸板转动，即关闭此喷头，迅速落包。2.3.3 主要子系统介绍2.3.3.1 动力和传动装置动力装置即原动机，是包装机中运动和动力的来源，其种类很多，一般选用电动机作为驱动。电动机已经系列化，设计中只需要根据工作机所需要的功率和工作条件，选择电5动机的类型和结构形式、容量、转速，并确定电动机的具体型号。传动装置是保障动力输送的途径，它的设计选用十分重要。2.3.3.2 螺旋推进装置螺旋推进机是最常用的输送装置，因为它的结构比较简单，能设计在
11、很大应用范围内可靠地输送许多种物料。随着国内建材行业、粉末冶金行业、橡胶行业、医药行业的发展，对原料准确输送的要求会更高。由于这些行业许多原料都属于微粉原料，原料细度都为300 目以上，一般的螺旋推进机的结构无法保证微粉原料的输送精度。这主要是因为输送微粉的螺旋推进机必须具备如下的技术要求： 1）合理的螺旋轴结构。2）很好的密封性能。3）稳定的微粉原料的输送速率。4）能减少悬料及降低过冲量产生的下料装置。 4螺杆式充填机是控制螺杆旋转的转数和时间来量取物料，并将其充填到包装袋中，计量装置实际上是一种螺旋推进器。充填时物料由物料进料口进入包装机内，在螺旋推进器的作用下，通过阀门充填到包装袋中。在
12、条件许可时，螺旋推进器也可由定时器和计数器来控制转数，从而更精确的控制充填容量。本设计限于个人能力和时间有限，不考虑采用上述传感器。2.3.3.3 进出料装置进出料装置是包装机的一个重要装置。就本包装机而言，进料装置选用大口径，已保证充分的进料；出料装置选用单头，以便扩大生产率，使用活动闸板来控制喷头工作的启停。结构示意图如图 2 所示。 556,5310,5图 2 进出料装置示意图63、动力和传动装置设计3.1 动力装置选择设计根据设计要求参数：计算出生产率 2.5t/h，因是单喷头则生产能力 2.5t/h；参考2取螺旋推进器的长度为 450cm。3.1.1 确定电动机功率和转速3.1.1.
13、1 计算工作机所需理论功率 N工作机所需功率 N 应有机器的工作阻力和运动参数确定因此类机械较为少用，属矿山机械，取经验公式 112.530.4.944QLKw式中粉粒粒度 取 3.2。3.1.1.2 计算电动机所需功率 P电动机所需功率由工作机所需功率和传动装置的总效率由下式计算 0.90.574NKw式中 取 0.94。3.1.1.3 确定电动机的额定功率 0P电动机的额定功率通常按下列式计算P0=（11.4）P= 0.95741.3404 Kw本设计中取 P0= 1.34Kw。查手册，对应电动机的额定功率，取 P=1.5Kw。3.1.1.4 确定电动机的转速容量相同的同类型的电动机，其同
14、步转速由3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min 四种。电动机转速越高，则磁极数越少，尺寸和重量越小，价格也越低。但电动机转速与工作机转速相差过多势必造成传动系统的总传动比加大，致使传动装置的外轮廓尺寸和重量增加，价格提高。而选用较低转速的电动机时，则情况正好相反，即传动装置的外轮廓尺寸和重量减小，而电动机的尺寸和重量增大，价格提高。因此，在确定电动机转速时，应进行分析比较权衡利弊，选择最优方案。3.1.2 选择电动机型号应用于本包装机的电动机，它应具有维护简单、性价比高等优点，对粉料包装的实际生产环境适应性较好。本包装机选择三相交流电机。由前面设计计算数据
15、，查相关手册有两种电机可供选择：Y100L-6, Y90L-4 及 Y90S-2。基本参数如表 16:7表 1经过综合分析，最终选择 Y90L-4 型 Y 系列交流三相异步电动机，即：满载时噪声db（A)型号额定功率（Kw）转速（r/min)效率（%)功率因数额定电流额定转矩转动惯量 1级2级重量（Kg)Y90L-4 1.5 1400 85.5 0.88 7.0 2.3 0.109 78 83 27Y90L-4 型 Y 系列交流三相异步电动机安装及外形尺寸为：机座号 A B C D E F G H K AB AC AD HD L90L 140 125 56 0.94250 8 20 90 10
16、 180 175 155 190 335如图 3 所示： 7满载时噪声Db(A)型 号额定功率(Kw）转速(r/min)效率(%)功率因数额定电流额定转矩转动惯量 1级2级重量（Kg)Y100L-6 1.5 960 83.5 0.84 7.0 2.0 0.214 70 78 33Y90L-4 1.5 1400 85.5 0.88 7.0 2.3 0.109 78 83 27Y90S-2 1.5 2840 85.5 0.90 7.0 2.3 0.099 79 85 2283.2 传动装置选择设计3.2.1 传动系统介绍、选择包装机械的适应对象很广，用途多样，运动的要求也不同，在传动系统中，有机械、电气、液压和电气等传动。机械传动它具有传动可靠、能保持固定传动比、运行稳定等优点，可以得到多种运动形式，但结构复杂，加工量大。各种包装机械中广泛应用机械传动设计。气压传动在一些食品包装机械或其它包装机械中，由于运动运动距离，在机械传动不易实现
