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1、山东大学自学考试毕业设计（本科）摘 要本研究主要包括粉粒制袋-充填-封口包装机的结构改进设计，并设计出试验装置，进行封口工艺参数的试验研究。在整机设计中，通过对包装机总体方案的分析，编制了工作循环图，确定主要装置（供送、下料、成型、牵引、封切、传动）之间的相互配合关系；完成了粉粒制袋-充填-封口包装机的结构改进设计和理论分析及其主要参数的确定；对横封装置进行了改进设计，提出适应包装袋长度可连续变化的翻领成型器，扩大了包装机的使用范围，并进行了理论研究，本文的研究对其它袋装包装机械的设计和开发有着积极的指导意义。利用设计的试验装置，进行包装材料的充填包装试验；并按照国家规定的试验条件，对包装袋的
2、封口进行了拉伸试验、耐静压试验，对试验所得的数据进行了分析，试验结果表明封口强度符合国家标准。并得到许用包装的封口温度范围，扇形机构与平行机构包装封口强度与时间、温度之间的关系和包装材料的最佳封口条件。本研究结果对包装材料的生产厂家、包装机械生产厂家、包装机械用户以及科研人员具有十分重要的意义。关键词： 包装机；横封装置；机械传动 IVABSTRACTThis study included the modified structure design of the forming filling sealing packaging machine, the finite element anal
3、ysis and solid modeler. Besides, designed tester and tested sealing quality.In the entire machine design, established working cycle and conformed work in relations of main fixtures(feeding ,forming, retractor, sealing, driving)through analysis of packaging machine overall plan; completed the modifie
4、d structure design of the forming filling sealing packaging machine and conformed the main parameters. In this paper, designed the horizontal sealing fixtures and advanced new forming fixture which can adjust the packaging length and extended the useable range of the packaging machine and studied. A
5、t the same time, offered a method of parallel measure feeding and founded vibration feeding fixtures of oscillatory differential equation. This study can direct the design and exploitation of other bag packaging machine actively.Using the tester carries on the package sealing test, the tensile test
6、and the endure stress test that the tests were based on the national standards, experimented data and the results indicate sealing intensity conforms to the national standard. Through data analysis obtained the permits packing sealing temperature range and the relations of the sealing intensity of t
7、he horizontal fixtures and the vertical sealing fixtures ,time and temperature and the best packing material sealing condition.Key words: Packaging machine ; Horizontal fixtures 目 录1引 言61.1课题研究的目的和意义61.2包装机械发展概述61.3课题研究的主要内容72粉粒包装机总体方案设计92.1包装机工作原理及功能92.1.1功能要求和适用范围92.1.2工艺分析102.1.3主要构成及工作原理112.2设计方
8、案及工作循环图编制122.2.1执行机构的动作配合122.2.2执行构件的行程时间与速度122.2.3绘制工作循环图133包装机动力系统设计153.1传动系统设计153.1.1传动简图153.1.2分配轴转速确定163.2基于CAXA V5软件的有限元分析164封口装置设计和改造194.1横封装置设计194.1.1横封装置设计194.1.2横封装置的改进设计224.2凸轮的研究设计及其他零件的选用234.3纵封装置274.3.1主要构成274.3.2凸轮的研究设计275传送装置设计295.1供送装置设计295.1.1主要构成295.1.2供送装置的传袋补偿及自动定位295.1.3卷筒材料的最大
9、驱动力矩和驱动功率的研究305.2制袋成型装置315.2.1主要类型及成型原理315.2.2翻领成型器的改进设计315.3传袋装置设计335.4供料装置35结 论37参考文献38致 谢39 山东大学自学考试毕业设计（本科）1引 言1.1课题研究的目的和意义随着社会的发展、生活水平的提高，尤其是加入WTO后，人民对商品包装提出了更高的要求。与人民生活和工农业生产密切相关的粉粒状物料，如生活日用品、营养食品、药品，种子、化肥、农药、化工原料等工农业生产用品，都需要精确的定量包装。这些物料如果用手工进行包装，其劳动强度大，速度慢，效益和质量差；而且粉粒状物料飞溅严重，造成环境恶劣，污染严重。同时，食
10、品、药品类手工包装不能满足卫生要求。因此，需采用粉粒自动包装机。包装机械是现代包装工业的基本设备，是商品生产中必不可少的关键性技术设备。随着人类社会的进步，国民经济的发展，人民生活水平的提高，人们越来越重视包装的质量、品种类型，包装机械在包装领域中起着重要的作用。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。它能够大幅度地提高生产效率；降低劳动强度，改善劳动条件；保护环境，节约原材料，降低产品成本；有利于被包装产品的卫生，提高产品包装质量，增强市场销售的竞争力；由于包装机械的计量精度高，产品包装的外形美观、整齐、统一、封口严密，提高了产品包装的质量，增强了产品销售的竞争力，可获得较高的经济
11、效益；延长产品的保质期，方便产品的流通。包装机械保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小，因而获得较强的市场竞争能力，带来巨大的社会效益和经济效益。粉粒自动包装机被堪称为拥有漫长发展历史和富有强大生命力的主导机型。现已被各国视为前景较好的包装机械。据调查，现有粉粒制袋-充填-封口包装机存在以下问题：1.包装精度;2.包装速度低;3.封口质量难以保证;4.粉粒自动包装机的横封机构运动形式的不合理，将导致封口质量问题。包装容器的封口，是包装工艺中不可缺少的工序。封口的好坏将直接影响包装产品的外观质量和保质期。因此，包装质量在很大程度上取决于封口质量，所以封口机构的
12、研究改进对提高封口质量有着重要的意义，本研究在整机研究的基础上，针对横封封口形式影响封口质量这个问题进行深入的研究。同时，通过一系列试验，研究总结出较为完整的工艺参数，对实际生产具有十分重要的现实意义。1.2包装机械发展概述从广义而言，现代包装机械的含义和领域很广，包括各种自动化和半自动化的包装机械、运输包装机械、包装容器的加工机械、装潢印刷机械等。这些相互密切联系的机械设备组成了现代化的包装机械体系。我国现在的包装机械分类的标准工作正在研究中，参考和借鉴国外的分类方法，结合我国的具体情况，现可分三大类：1.包装材料制造机械。瓦楞纸板成型机、造纸机械、吹塑薄膜机、聚丙烯扁丝拉伸机。2.包装容器
13、制造机械。如制瓶、制罐机械，纸箱、纸盒、塑料容器加工机械等。3.产品包装机械。充填、罐装、裹包、封口、捆扎、打包、装箱、装盒、收缩吸塑、真空和空气、贴标、计量等包装机械和各种多功能包装机械。此外，还包括包装前期和后期工作过程的辅助机械，例如，清洗机械、灭菌、烘干、检测、选别分类、堆卸、输送连接和废物处理机械，以及各类连续作业的包装自动线。如一台万能多用途的卧式枕型包装机，从制袋成型，到充填、封口装箱是一连续的作业线。我国通过参考国外同类型产品，进行消化、吸收及自行开发研制，技术上有了很大的发展和提高。我国现有的粉粒制袋-充填-封口包装机应用广泛，可包装液体、糊状物料、粉状物料、颗粒和固体物料，
14、包装形式有枕形袋、三封袋、四封袋、砖形袋、屋形袋、角形自立袋等多种类型。计量范围分为2g10g、20g50g、50g100g、100g250g、250g500g、500g1000g、1000g2000g。通过PLC和PC控制技术的不断推广和应用，使制袋-充填-封口包装机的自动化程度得到了很大的提高。典型的粉粒制袋-充填-封口包装机的生产厂家所生产的包装机及其相关参数。北京大松惠基包装机械公司生产的立式粉粒制袋-充填-封口包装机，应用范围比较广泛，适用于调味粉、奶粉、味精、食品添加剂、洗衣粉、粉末农药，包装袋属于中型袋，采用的横封装置是连续对辊式，其缺点是开机和关机时，在辊轮中间都要夹持部分包装
15、材料，既难于清洗，又浪费材料。广州铭科包装机械有限公司生产的包装机，横封装置采用的是扇形开合的封口方式，只适用于小包装袋的包装，当包装袋的尺寸扩大后，其封口质量难以保证。国外的粉粒制袋-充填-封口包装机生产采用模块化设计思想，将计量装置、制袋成型器物输送、包装材料输供、热封装置等设计成多种标准模块。通过标准模块的合理组合，以适应不同物料特性、不同材料种类和不同包装容量的要求，促进了包装机械生产在一定范围内实现标准化、通用化和系列化，突出了包装机械的特殊功能。日本生产的NW-405型卧式枕型包装机的包装速度已达每小时1.5万包。美国已经开发了再封式拉链袋，包装在开封后可以再封，以保持物品的鲜度。英国也开始采用这种包装形式。1.3课题研究的主要内容1.在调研的基础上，根据对几种不同类型粉粒制袋-充填-封口包装机的特点和总体方案的分析，将分析主要工作机构（供送、下料、成型、牵引、封切、传动）之间的相互配合关系；完成对粉粒制袋-充填-封口包装机的结构改进设计和理论分析及其主要参数的确定。并前言利用CAXA V5软件对关键部件进行有限元分析。2.在设计过程中，突破传统的设计方法，将采用虚拟样机设计技术，在设计计算的基础上，应用CAXA实体设计软件研究粉粒制袋-充填-封口包装机的整机实体建模、虚拟装配，完成数字样
