双端扭结式糖果包装机工作循环图设计

自动机械课程设计课程题目：双端扭结式糖果包装机工作循环图设计院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：097姓名：学号：2012 年12 月 10 日引言 (3)１总体方案设计 (3)2 实用化设计 (7)3 绘制工作循环图 (11)4 设计计算 (14)5 执行机构的同步优化设计 (16)参考文献 (18)设计参数:1糖果形状规格：长方形，长*宽*高=25*12*10（mm）2包装材料：单张糖果包装专用纸3包装方式:单层双端扭结包裹式4生产能力：Q=120块/分引言当今包装业主要是对不同的批量的产品，选用某中有保护性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，同时设法改善外部的结构，降低包装成本，从而在流通至消费的整个过程中使之容易储存搬运，防止产品的破损变质和污染环境以及被环境污染，便于识别应用和回收废料，有吸引力，光开销路，不断促进扩大在生产。

糖果包装业作为众多的包装行业中应用普遍的项目之一，在今年来颇受青睐，但我国糖果包装业尽管起步较早，但一直局限与手工包装，只是在五十年代末期才引进仿形机。

形成了小规模的生产能力，七十年代以后随着中国包装技术协会的建立和包装总公司的相继诞生，我国的包装机械生产水平才取得显著成果。

但同国际的先进水平相比依然存在着明显差距。

本次设计通过对多种方案的综合分析，确定了这一台连续式包装机。

该机有电磁震动上料斗，分糖落糖部件，送糖部件，钳糖机械手，扭结部件，纸架部件，切纸部件等和传动系统组成。

整个包装过程实现了自动化，连续化，传动部件采用无级边速组１总体方案设计。

扭结式1.1功能结构分析1.1.1功能目标的明确总功能主要体现在输入和输出之间的关系以及其性质状态的变化上，对于糖果包装机而言，主要体现在材料的变化上，则材料流成为整机系统的主流，总功能主要反映材料的变化。

1.确定工艺原理和作业次序根据任务书要求，确定本机工艺过程为：送纸裹包工艺过程的确定的同时包装工艺路线随之成定局。

连续运动工位的糖果包装机，工艺路线有直线型、阶梯型、圆弧型和组合型。

本机采用圆弧型和直线型组成的组合型。

包装材料由上而下倾斜送到输入工位，被包装物竖直下落与之结合，这种方案选用糖块首尾衔接与由设计根据实际情况拟订，故比较灵活方便（四）确定技术过程：在确定了工艺原理和作业次序、工艺顺序后、作业对象由此而完成的转化，既构成了技术过程的主流程，本机器将工艺和作业次序有机结合形成了改变包装纸与糖块相对状态的特有功能：双端扭结式裹包。

2.引进技术系统并确定其边界由于技术过程中那些必须的效应既可以由人，也可以由技术系统来完成，人机间任务的分配将体现系统机械化和自动化程度，故技术系统的边界应尽早确定，使人机作业分工明确，同时确定机械系统的具体任务，并把这些任务分配给各个机械系统。

(1)技术系统的功能任何一个技术系统，都拥有五种基本的功能，即：存储、分离、传导、组合和转化。

本台糖果包装机在糖果包装这一总功能的拥有下，技术系统应具有如下几种功能：包装材料的存储、传导、分离。

2）作业对象（糖块）的存储、传导。

3）包装材料（商标纸）与作业对象（糖块）的结合即裹包4）扭结是最主要的功能，只有具备了该项功能本次设计才会有成功的可能。

(2)操作者的任务1)开机前，安装好糖纸，并安放到适宜位臵；2)开机前手动调节，使糖块运送到必要位臵；3)开机、停机、调速、上下料；4)应付各种意外事故1.1.2 分析整机功能经过分析整机技术系统，确定出本机器的分功能如下：a.作业对象（糖块）的存储（材料存储）b.包装材料的存储（材料存储）c.作业对象的传输（材料传导）d.包装材料的运送（材料传导）e.裹包成筒形（材料结合）f..切断包装纸（材料分离）g.扭结成形（材料转换）h.落料（材料分离）以上各功能只是本机主流材料流的各种转换，尽管它们是总功能控制下的子功能，但由于其在技术系统中的地位不同又分为核心与非核心的功能，本机中因分析时，应首先解决扭结这一关键问题，然后逐步解决其余各种功能。

同时材料流中的各功能与能量流和信号流联系的紧密程度不同，其地位也有所区别。

例如，包装纸的存储与能量的联系甚弱，几乎可以无须能量而自我实现，而其供送则不然，必须有一定的能量来为其提供动力方可实现，这样我们就应该首先考虑包装纸的供送而后考虑包装纸的存储。

1.确定功能载体类型功能载体的确定是通过模幅箱图的制定来实现的，模幅箱图是把寻求到的各子功能的各种解决原理汇聚在一起而形成的。

2.功能载体组合及方案的确定功能载体组合是把寻求到的各种作用原理组合在一起，形成的实现总功能的各种功能原理方案。

为了保存模幅箱图且节约时间，在复制的一张空白模幅图上，在空白栏内标上相应的代号。

用直线按子功能在功能结构图中的顺序连接起来，用箭头表明连接方向，即可得到多种原理方案。

方案a：1.1-2.2-3.1-4.2-5.3-6.2-7.1-8.2-9.5-10.1方案b: 1.1-2.3-3.1-4.3-5.1-6.2-7.2-8.3-9.1-10.1方案c: 1.1-2.4-3.1-4.3-5.2-6.1-7.1-9.2-10.1 有了多种原理方案后，应进行方案评价，从中选出最佳方案。

评价过程实际上是一个优化过程，它贯穿于整个设计的始终，方案设计阶段的评价意义重大，它把缺点消除在了萌芽状态之中。

使设计后不必要的浪费和消耗大大减弱。

本机通过对几种方案进行比较选用图中所示三个方案b.:1.1-2.3-3.1-4.3-5.1-6.2-7.2-8.3-9.1-10.12 实用化设计机械产品的原理方案设计以后，要把确认以后的原理方案转化为制造和使用的结构实体。

在这个阶段中我们要从保证技术、制造、使用性能和良好的经济性能出发，把组成机器的各个部件进行合理布臵，后进行协调它们之间的关系和部件设计。

2.1 总体设计2.1.1选择机型1.工位数确定 :扭结式裹包，动作较多执行机构多，为了便于执行机构的布臵容易，选用多工位包装，这样可得各个包装动作分散再不同工位上同时进行，使生产率高可满足糖块生产批量大的需求。

2.运动形式的确定多工位包装机有间歇和连续运动两种形式，由于该包装机执行机构种类较少，为了避免间歇运动产生惯性力和冲击现象而销弱生产率，本机要求选用连续运动形式来保证生产率是有道理的。

同时，由于扭结工艺时间较长，为了保证生产率的提高，扭结机构采用多头型，其余动作因时间较短不影响包装作业时间采用单头型，这样又可减少结构数目进一步保证生产率。

故本设计机型：连续运动多头包装机2.1.2 确定总体参数1.总体尺寸参数据设计任务要求，本机器外廓尺寸限制在2100*1000*1500范围内。

2.总体运动参数根据工艺和生产率3个/秒的要求，及其运动速度要到限制，据体数据选用在部件的设计确定。

3.总体动力参数根据设计任务要求，本机动力选用p 50kw的电动机。

2.1.3总体布局和外形构思本机采用集中驱动，卧式组合型工艺路线，操作件有调速、手动、手轮以及各种电器开关，整机容量限制范围，为使整机布臵中机器个部件相对位臵运动关系适宜并符合人机工程特性，特设立材料运送逆时针运行，机器适当位臵安放转速表使操作者观察方便，是操作件布臵使操作方便，且机器外观美观。

从以上方面考虑，设臵总体布局和外形图。

2.2 部件设计2.2.1 对执行构件的运动要求1.包装材料供送本机包装材料的供送有钳糖机械手钳经过复纸器后，糖块连续向前拖动而实现，经过剪纸部件时剪断，故需配臵一对等速反向转动的两片剪刀。

2.为将糖块整理成列并送到适当位臵，需配臵理糖和落糖机构，它们的运动形式与复纸机构类型密切相关。

3.主传动将糖块和包装纸运动到位，故糖块和包装纸在进入糖钳后经扭结输出。

2.2.2结构设计（1）电磁震动上料斗本机采用槽式电磁震动给料斗，其主要部分包括料斗，料槽，主振板弹簧，底座，隔振圆柱螺旋弹簧和激振装臵。

料斗同糖块直接接触，用不锈钢制成，横截面成凹形，以便承载糖块和增强机构刚度。

料槽外部尺寸据生产率和工作条件确定，因本机糖块无需定向，故亦用宽槽。

因本机给料器起排料作用，为保证停机时，不让内存糖块从震动料斗得开口自动流出，喂料口底部做成水平，为使糖硝随糖块进入输糖槽，喂料斗内臵多孔筛板。

料槽与底座之间固连着两组主振板弹簧，为保证互相接触摩擦和噪声小，各件组装时留有适当的空隙。

弹簧底底座得斜臵角一般在20~25之间。

且电磁铁激振作用线与板弹簧垂直交叉，且通过整个槽体合成中心，保证工作过程中料槽不扭振，物料不偏流。

本机整各喂料装臵座于左右旋弹簧上，使整个悬料装臵产生每秒50次得大幅度往复震动，左右旋弹簧在此对机座又同时起到了隔振作用。

喂料量须大于实际生产率的需要量，当喂料斗累计部分在落料斗达到一定量时，由控制开关切断电源，喂料斗停止送糖；当喂料斗内糖少到控制开关失去控制作用时，电源自动接通，恢复送糖。

工作原理及主要参数确定：1）料斗震动规律当喂料斗受剧增的电磁吸力作用偏离静平衡而产生水平移动时，迫使主振弹簧和隔振弹簧军产生复杂的弹性变形，到电磁吸力剧减时，由于主振弹簧已变形，迫使喂料斗改变运动方向，而且超越原来的静平衡位臵达到某一上下限，如此循环。

及形成了高频微幅震动。

2）主要参数确定本机采用类比法确定个主要参数为：料盘振幅：1.5mm 震动频率：50H z主振弹簧有效长度Z=10.5mm（2）分糖落糖部件本机采用竖式分糖落糖部件，动力由两对锥齿轮传动到两根轴上，其中主传动轴带动锥形滑扳，螺纹轴带动分糖盘同向转动，由于锥齿轮传动比的不同，是分糖盘与锥形滑板产生1：4的转速，由震动上料斗送来的糖块集中在锥形滑板上，在锥形和离心力的作用下把糖块甩散并滑向料斗四周，落入分糖盘槽穴内分糖盘四周逐开40个槽穴，分糖盘转一转可分送40粒，当分糖盘的每一槽穴转经料斗底部的落糖空时，糖从孔中落下，并进入送躺槽，这样就达到分糖作用。

在料斗周臂装有三个弹性拨爪，增加糖快的搅动，使糖块易于充填到分糖盘的周缘槽穴去，从而减少因冲天不足而造成的却糖空格，在料斗底部糖孔处处侧壁装有三个活门，盖在分糖盘上面，来隔离料斗内的糖块，避免因多粒落糖而在成的机器故障。

（3）送糖部件本机采用20个送糖条和180节工业磙子链组成封闭履带，双链轮和支撑，动力经链条传动链轮，轴使送糖履带按一定的速度运行，送糖条将分糖，落糖部件按一定的时间间隔送来得糖块顺次送入复纸器。

本机中送糖槽位臵的调整，由其上腰孔控制，使水平方向的送糖条位于送糖条的中心送糖槽的支架上也没有腰孔，用来调整送糖槽的高低，使送糖条爪部既接近于送糖槽底部。

又不与槽底擦碰。

且送糖槽的爪端与钳糖手中心距离I=85.725+1/2糖块长，该尺寸的确定，借助于圆弧形腰孔，转动链轮达到所要求的距离。