薄膜包装机的设计毕业论文

JIUJIANGUNIVERSITY毕业设计题目薄膜包装机的设计(机械部分)英文题目TheDesignofthefilmPackagingMachine（mechanicalpart）院系机械与材料工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名吉心羊年级2010（机A1011）指导教师潘帅二零一四年五月VIII1.5包装机的介绍伴随我国经济改革脚步的进一步的加快，人们经济生活水平的不断提高，对各种不同的方便的食品的需要也是越来越大，这使得我国的食品行业中的包装业得到了非常快速的发展。其中包装机种类中的真空包装机成为了发展的较为迅速的机械之一，有着很大的发展空间和前景。1.5.1真空包装机的定义被包装的食品等必需品在真空环境的条件下进行包装的一种机械叫着真空包装机。真空包装机可以通过启动自行的进行抽出袋子里面的氧气的命令，最后可以达到整个要求的真空系数后就可以进行完整的封口加工。也可以再充入氮气或者别的混合气体，然后进行封口。真空包装机基本主要是应用在食品行业这个领域，由于食物通过了无氧处理之后，一些有氧微生物得不到足够的氧气就会无法生存这样一来食品就可以在无氧的环境下保存很久，这样也就达到了长期保存的目的。1.5.2真空包装的特点(1)除掉整个包装的容器中的氧气，就可以非常有效的防止食品的变质和腐烂。(2)使用气密性比较良好的包装材料和进行严格的密封，这样就可以有效的进行防止包装内部的物质进行交换，这样完全可以避免食品的口味变化还可以防止食物的再一次吸氧腐烂。在全球领域来看整个食品行业中，真空包装技术的应用非常的常见，也就是说通过真空包装的食品不仅保鲜期变的更长，而且还最大限度的保证食品的存储时间。达到人们预期的效果和应用。1.6自动包装机的优势如果要想在规定的一段时间内，尽最大可能的手段获得到最大的利益，就一定要能够保证自己生产的食品的包装的生产线的运行状态一定要好，而且在生产的过程中是不会出现这种错误的，这样在尽可能地避免了错误出现的影响，这样才可能会为自己的企业获得最大限度的利益。由于机械自动化水平的不断的提高，它应用的领域也不断的变大。从发展趋势来看，包装机械行业中趋于自动化的变化正在发展着整个包装的过程的运行和包装以及材料的加工方式。这样不仅实现了自动包装系统能够最大限度地提高了生产的效率和产品的质量，而且还可以很清楚的消除整个包装的工序和印刷数字或其他而造成的加工误差，能够有效的降低生产的劳动强度降低能源的消耗。在当代社会各类产品生产中，包装是必不可少的一道工序。包装是用专门的包装材料或容器，以一定的包装技术的手段，对生产产品进行的定量定质装卸、包裹还有封装等加工过程的总称。所以，包装中不仅要仔细考虑到产品在经过包装工序之后到运输、装卸、存储和销售等其他方便性问题，还需要考虑到产品的化学性能和包装材料的化学性能以此保证整个安全方面的环保。包装机械行业飞速发展，对包装机械现代自动化的推进有着至关重要的作用，它不只是提高劳动生产效率，而且改善了生产环境和降低了生产成本，因此带来了更好的社会效益和经济效益。

第二章我国包装机械行业的发展与前景随着现代科学技术的快速推进，为了能够满足市场的需要和满足人们越来越严格的生活水平的提高，对各类商品形式的丰富度也对机械包装提出了新时代的要求，在封口机械的功能多样化和自动化等都有着巨大的提高，这种提高表现主要在机械自动化、机械智能化等方面。在我国综合国力蒸蒸日上的今天，我国的机械包装工业以25%—38%的年平均速度激增，高于世界机械包装工业平均增长值的17%—21%，与过去同比增长了5个百分点。由于致力于开发适用的不同重量、不同状态的产品包装器械；开发配合使用的辅助设备，丰富包装类机械的内涵；包装类行业在我国的国民经济占有了非常大的比重，而且在日后的发展中这类机械将越显突出其重要性和不可缺少性。随着其他组合机械共同参与到包装行业中，使得这类行业的机械化和自动化大大提高，降低了各类工种的劳动强度还提高了包装的质量和速度，这种自动化生产线优点的集中体现，在市场竞争中日益突出，受到了商家和广泛购买者的青睐。中国与世界其他国家相比较包装机是我们的短板，发展的时间很短，但是经过专业人士的不断努力中国的包装机现如今已经是中国机械行业中比较靠前的一项技术，不仅为中国的食品价格业的发展提供有力的保障，而且还有部分的包装机械填补了国内的空缺。然则从当今发展来看，中国的包装机械行业的出口量仍然没有占有总产值的5%，进口的量反而却和总的产值大抵一样，和其他世界发达国家相比较相差太多了。从现在的情况来说，全球的包装机械的发展以每年的百分之五的速度提升。美国是具有全球最大的包装代工商家，然后就是日本，其他主要的加工商还包括德国、意大利和中国。自从中国加入世贸组织WTO以来取得了很好的成绩，中国的包装机械能力呈基数倍增长，和世界其他国家的差距不断的拉近。伴随着中国的逐渐发展，中国的包装机械行业也会进一步的闯进国际市场。我国食品包装机械发展前景预测就中国如今的食品市场来看，我们国家的食品的包装企业都属于大部分程度偏小，所以规模小但是很全面是其主要特征之一，于此同时依旧有一些不按照业内发展的需求，不仅多次依然制造一些成本比较低、工艺比较差、便于制造加工的机械产品。这完全是对有限资源的非常大的挥霍，这样造成了整个包装机械行业的不良情况，阻挡了整个机械行业的发展。真空包装这项技术自从20世纪40年代起研发使用开始，现在已经逐渐成熟。在中国很多的企业年生产总值基本不高，而且低于一百万元的公司还是很多的。每年有大约百分之十五的企业面临着倒闭的威胁。传统的包装机械基本上应用的是都是机械式的控制技术，比如像凸轮分配轴式，还有一些随着行业的发展又相继陆陆续续的出现了光电控制技术、气动控制技术等比较专业的控制类型。但是，随着食品加工工艺的要求逐渐不断增大，所以对包装质量的要求不断提高，原有系统很难满足于现在的发展情况，所以应该采用一些新的技术和手段来满足行业的要求，继而满足人们的新时代的新生活。现如今的食品的包装机械是一种集合了机、光、电、气、磁五位于一体的机械设备，在设计的时候，应该最大限度的提高整个包装机械的自动化水平。从机电一体化的程度上来说，这种是把计算机的科学能力应用到了包装机械中的辅助技术，开发自动化水平较高的机械包装的技术，根据产品的自动的包装程度要求组合成为全自动化包装进行产品的研发。可用于大量其他的加工食品的准确包装、能够较快的填充与包装的过程自动化进行，可以让包装机械的结构越来越趋于简单，增加了包装产品的质量。如材料发生了变化，那么温度和速度也要伴随着它的改变而改变改变，可是变化的量确实不好判断。但是如果应用计算机控制技术的话，再把其他不同的包装原料进行包装的温度和速率的参数导入到计算机的内部中，最后装上相应的感应器组成一个具有自动跟踪能力的系统，这样一来就可以保证封口的质量，不受其他参数的改变而改变。21世纪真空包装机发展趋势被包装的食品等必需品在真空环境的条件下进行包装的一种机械叫着真空包装机。真空包装机可以主动的抽取膜内部的气体，可以使得变成预想真空度后再进行完成封口工序。也可以再充入氮气或者别的混合气体，然后进行封口。随着其他组合机械共同参与到包装行业中，使得这类行业的机械化和自动化大大提高，降低了各类工种的劳动强度还提高了包装的质量和速度，这种自动化生产线优点的集中体现，在市场竞争中日益突出，受到了商家和广泛购买者的青睐。中国与世界其他国家相比较包装机是我们的短板，发展的时间很短，但是经过专业人士的不断努力中国的包装机现如今已经是中国机械行业中比较靠前的一项技术，不仅为中国的食品价格业的发展提供有力的保障，而且还有部分的包装机械填补了国内的空缺。然则从当今发展来看，中国的包装机械行业的出口量仍然没有占有总产值的5%，进口的量反而却和总的产值大抵一样，和其他世界发达国家相比较相差太多了。从现在的情况来说，全球的包装机械的发展以每年的百分之五的速度提升。美国拥有全球最多的包装代工厂家，然后就是日本，其余的较大的生产商主要还囊括德国、意大利和中国。自从中国参加了世贸组织WTO以来取得了很大的成功，中国的包装机械的程度增长的比较快，和世界各个国家的先进的科学水平的差距不断拉近。伴随着中国的逐渐发展，中国的包装机械行业也会进一步的闯进国际市场。封箱机分类封箱机在日常生活中的适用领域特别的广，已经我们的生活质量提高必不可少的一部分，它主要体现在纺织行业、食物、日用百货、药物、家用电器、轻型工业等等各种不同的行业产品的包装。其中纸箱的封存，不仅可以单独封箱加工，也可以和其他包装类型的机械配套使用，成为一套标准的包装机械化生产所必需的配置。

.1按所封位置和胶带的条数分类I型封箱机它在箱子的上盖和下底的接缝的地方用一条胶带进行封合。(2)H型封箱机由于它用于密封的两条胶带是在I型密封的原理上，形状像H，所以叫做H型封箱机。它可以加强整个箱子的硬度和密封的能力,但是生产的费用相对要高点.按照专业化的程度来分类：(1)通用封箱机它可以适用的地方非常的常用,是一种比较常见的普通的封箱机.(2)专用封箱机它只能对应一种相应大小的箱子,他不仅存在封箱的速率比较快的优点,而且可以应用于工业化加工生产中.封口包装机封口包装机是一种功能比较全面的优质包装机。当食品装进包装机以后逐渐送到通道里，包装材料就会被加工成圆筒状最后进行牢固的缝封。当完成上述两道工序后就可以直接向袋里面装东西，然后到下一个工序完成上端的封口，最后用刀封开，完成整个包装的过程。包装机通过传送、加工压扁、装袋、封口等四个完整的工序。应用PLC技术来控制加工的时间，使产品能够符合要求不同的企业和客户。这样达到装袋后的成品无论是从外表还是整体的包装结构都更加的美观，大方，达到预期的效果使得客户满意。封口也是要应用PLC来进行控制温度，使用冷水来进行降低温度，采取双温度形式的方法来控制封口的工具，使得其应用的时间可以最大限度的延续，封口的时候还可以一并刻制产品的生产时间等等。包装的材料有很多种分为单层的和复合型的都是一些有机材料进行的配合。包装封口的形式也有很多种，这里就不一一介绍了。装盒机产品成品后进行的包装销售需要通过装盒机来进行最后的一道工序进行盒子的闭合和密封，最后进行运输包装进行销售。装盒机的使用促使整个食品和水产行业的快速发展，不仅降低了整体劳动的强度而且还提高了产品的生产效率，建立了良好的工作环境。2.5小型真空包装机小型真空包装机应用于薄膜的机械封口，具有实用性强，容易操作和自动化程度高的一种家庭式的真空包装机，是属于比较经济的一款真空包装机。不仅采用了PLC技术的控制操作系统，而且还采用了电脑计算机程序技术，这样基本可以满足客户的需要和要求。这款包装机可以在市场上得到很好的推广的应于主要对保存日常生活的生活用品可以起到很好的防腐效果，例如在保存食物和衣服等物质。抽调空气达到真空不仅很大程度上节约了所占的空间而且还特别擅长对棉质物的保存，很受广大用户的欢迎，特别的适用。2.6各种不同包装机的分类和适用范围现有的包装机的类型大致可以分为食品真空包装机（一般企业用的较多），家用型真空包装机（适合顾客使用），小型真空包装机、双室真空包装机、单室真空包装机、立体袋真空包装机等等；适用于对各种不同的食品、水产品以及一些和我们日常生活密切相关的食物和物品器械等进行包装。这些包装机的应用已经成为我们日常生活必不可确实的一部分，为我们的日常生活带来了很大的方便和好处。这无疑是最大限度的丰富和发展了社会的文化程度。

2.7本课程设计包装机本课题设计的是是一种能够很大幅度的减少包装膜的浪费，而且结构比较简单的包装薄膜机如图所示。将被包装的物体放在于转盘的中央，然后开启电机，带动整个转盘的运动，使被包装物体实现了整个表面的薄膜包装。这一刻升降机的电机也应该要正常运转，使得包装机的整个机器进行做上下的循环运动。包装机的转向杆在连续传送的作为包装材料的的带状薄膜的过程中将运送的方向基本要改变四分之一个圆弧。包装机的机架图薄膜到达进料端后放进计算好的物品，然后通过机械的加热器和刚刚加压成功后进行初步的包装。加工的成型器的下端口的下端有竖向的密封机械和水平方向的密封机械，最后完成整个包装袋的包装薄膜，物品加了包装机的之后，科学技术好的部分将计算好的分量的东西逐渐加进到物品加工的轨迹。包装的材料在通过物料的轨迹的外围的时候，会被加工成筒状，垂直方向的封器可以把它的垂直方向的空隙进行比较严密的封合。水平方向的密封继续完成包装过程中的的顶封和下一个袋子的底部密封加工，这样就会形成两道焊缝也就是所谓的H型密封。分离器完成包装袋的分离成型。薄膜包装机的主体运送薄膜的加工过程流线图2-2：薄膜包装材料薄膜辊轴输出薄膜输送部调中可动平台成型器横向密封部分离器图2-2加工过程流程图薄膜到达进料端后放进计算好的物品，然后通过机械的加热器和刚刚加压成功后进行初步的包装。

第三章方案的选择整个构造的计划的设计，它的最主要的疑惑有两个：第一是要判断不同构造的外形；第二是判断组成加工控制结构的组件的数量以及安装的位置。整个方案设计的要求的原则是要简化整个机构的构造和加强薄膜包装机的功能和效率。本课题的研究要明确构造机械的机能和尽最大可能的满足不同客户的最高的要求。功能要求本课题设计的薄膜包装机主要作用是能够完成整个过程的包装，而且能够保证在整个加工包装操作的过程中对加工材料的浪费起到很大的限制作用。实现包装膜方包装方向的变化，并且能够最大限度的降低整个包装机的大小，可以帮助包装机薄膜的传动与位置的确定准确，可以进一步的减少运动的误差偏移原来预计的方案，达到最好的包装效果。包装膜的传动部会装有一些带有粘性的物质，可以选择薄膜传动的过程中的主要能力的输出；轴辊所在的地方是属于辅助构造的输出动力。包装机构造方案设计薄膜包装机的整个包装的运动形式可以分为如下：回转动运动，升降过程运动，移动运动，旋转运动。可有以下组成：（1）固有的组成这种组成的组成是是：在转动轴辊的一端输出加工膜，经过水平方向的平动，然后再次经过检验装置进行调整，最后水平移动到传动到加工成型，这种固有的构造表面看上去比较简单，不仅加工的精度不高而且所占的面积比较大，不便于存放和一个人的操作。从这些问题我们可以看出这样的设计并不是我们设计需要的效果。（2）卧式构造图3-1其构造的形式是：薄膜包装机的加工材料水平方向的运动、上下升降运动、平面的回转运动。该布局形式结构比较简单，但如果从薄膜运送的精度方面来计算，薄膜的水平偏移程度会比较有误差，这样会造成一定量的包装材料的浪费。（3）立式布局图3-2薄膜偏移误差相对来讲是较小的，废品率较低，完全符合我们设计要求的原则。不仅没有对包装材料的浪费而且还加快了加工的效率，使包装的物品外表更加美观，完全可以达到预期的效果。图3-1卧式包装机图3-2立式包装机作用不同的薄膜包装机的应用的加工物品的机构，传动的机构和加工成型与加工分离的机构大致不会一样，但是加工的效果效用也是差不多一样，这次我们设计的机构的结构不同点是在传动部设计了一个自动调节降低加工材料的水平方向移动误差的结构，其他的地方还设置了一个导向杆斜来控制实现整个加工材料迅速的进给和转向。第四章包装机机械运动部分设计机械运动部分是设计机械的主体部分，对于机械设计的功能实现起着至关重要的作用。总体方案的确定加工线路的确定是从包装膜送出的开始一端和其他卷筒包装物质以及相关轴组成的，而相应的转动轴需要有电动机才可以运转起来。薄膜机的运动转向部分是整个薄膜机的关键部分，需要通过薄膜的连杆机构通过转向垂直角度的连杆组成的。运转过程中包含了两个比较重要的部分，第一个是运输带的选择。第二个是调整板的使用设计，尽量减少他的偏移误差，能够自行的调整。包装的倒数第二个部分成型的把握和构成，是我们这次设计比较关键的一部分，密封前的压缩可以缩小被包装物品的体积，使得整个结构更加紧凑。包装的过程中还需要注意很多的问题，竖直方向的密封应该是由两个相对应的导轨所构成的，他的内部设计通过轴的旋转进行安装，最后控制轴的正反转，以此来带动包装过程的成型问题。水平方向的密封应该是有由两个水平方向运转的轴组成的，第一个轴是固定不动的，第二个轴是要运动的，运动的进行转动，以此来带动整个膜的相对运动，导致两个轴直接可以完成再一次的水平方向的成型。电动机的选择主轴箱的电机的设计：一般选用的包装机电机的输出功率0.9KW，工作频率为50r/min，实际达到的输送部的速度为一般为1000袋/时，取最大运载速度v=100mm/s，而薄膜辊的传动速度应比实际运载速度略低，取薄膜辊的最大外径进行设计计算D=200mma、按照电机工作的要求我们可以选择电动机类型的结构形式：封闭式结构和电压380v，Y系列b、选择电动机功率Pd=W/t有效功率Pw=4KW取轴承效率分别为和Y132M2-6系列[3]序号电动机的型号同步转速r/min额定功率/kw满载转速r/min电动机质量/kg总传动比1Y132S-514001360662722Y132M-6100096084192从上表我们可以看出第一种方案和第二种方法的传动比要大，这样一来为了传动系统的结构变得紧凑一定，应该选用用第二种方案[3]，整个电动机的中心高度为128mm，外伸轴段长度D=36mm，E=75mm，各级减速器传动比的分配应该结构均匀。主轴传动设计计算链传动设计计算取一小链轮，它的齿数为Z1=19，大链轮的齿数为Z2=39，整个电动机的额定功率P=1kw，主链轮的传动速度为15r/min，载荷应该平稳，中心线也是水平设计[4]。电动机的功率计算可以通过机械设计手册[2]找到其中相应的系数Ka=1.0,Kz==1.25,按照查表所得计算功率为计算链条型号和节距由于已知的可以查图选出20A-1查表[3]应知链条的节距为0.75mm由题可知链长节数应该选该选取为104节，最后可以查表[6]得到中心计算系数为5，那么链传动的最大中心距计算为a=P{2Lp-（Z1+Z2）}=997mm包装机电动传动轴的设计图纸4-4：4-4包装机电动传动轴4.3.2带轮传动设计简单来说带传动是一种靠着带进行运动，进行动力之间传递到轮上面的一种的机械传动。传动带选1680*96*2mm的一根，有上述得知工作状况系数为1.1,Pca=P=4.0KW，查手册[3]确定选用第二种，能够确定带轮基准直径=80mm，可以计算出从动轮基准直径为200mm，速度是4米每秒，取初步确定中心距等于400米，经计算选贷基准长度Ld=1250mm，实际中心距为405.5mm，包角，计算的V带根数Z=3.41，取为4根。对多轴箱（即主轴箱）中承受载荷最大，在承受能力比较大的的轴上进行接触的疲劳强度以及弯曲疲劳强度的验算，小齿轮的选用材料是40Cr(调质)。设它的使用的寿命为10年。齿轮Z3=26,Z4=41,宽度为d=55mm传动比i=2由《机械设计》课本的第十章中图10-10[5]可知按照齿面的硬度可以查到小齿轮的接触疲劳强度极限为大齿轮的接触疲劳强度极限齿轮1的圆周速度v1：精度等级选7级精度使用系数KA动载系数KV齿间载荷分配系数先求：Ft=2T1/d1=2×KAFt×N/mm<100N/mm小齿轮传递的转矩大齿轮传递的转矩由此得齿向载荷分布系数载荷系数K节点区域系数ZH齿宽系数φd=1根据查表[3]的结果可知工作材料弹性影响系数的大小计算应力循环系数取接触疲劳寿命系数.计算接触疲劳许用应力。取零件失效的成功率为百分之一，安全系数S取1[2]，验算可以得知齿轮完全适合齿根弯曲强度的验算[4]弯曲强度的计算公式为：确定公式内各计算数值：其中传动小齿轮的弯曲的疲劳强度极限[5]是，大齿轮的弯曲疲劳极限是取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力由计算公式得[7]：重合度系数齿间载荷分配系数齿向载荷分配系数载荷系数查取齿形系数应力修正系数计算大小齿轮的并加以比较

第五章设计基本零件尺寸绘制装配图5.1。装配图

5.1流水线张紧轮总体尺寸及图纸结论通过本次毕业设计使我感觉到专心做一件事挺难的何况是不专心呢，对于我们即将毕业的大学生来说，其实心态最为重要。毕业不代表我们学习生涯的结束而是我们学习生涯的另一个开始。这是的本科毕业设计的题目是薄膜包装机的设计，一开始做挺难的，因为我们都没有相应的实践经验，只能够一点一点的查资料计算和摸索。首先本文对封口机的历史内涵和它的未来重要性进行了分析，不仅把封口机的类型分别列出便于使用者和读者深刻地认识到封口机的在商业中举足轻重的用途，而且还列举出具有代表性意义的封口机型号以及对该机器进行简约的性能分析。从这封口机的分类和变化中，能够看出封口机械从半自动化手工作业到自动化作业再到现在的智能化多工序于一体的现代化机械，使得劳动者由繁重枯燥的工作中解放出来，面向更高素质的机械控制多位一体化的现代职业，提高了职工的素质之外更重要的提高了生产效率与提高了商品的科技含量，生产出满足现代人民生活需要的产品，对社会的进步做出了必不可少的贡献。随着现代技术的发展和不断更新，封口机的未来走向将会趋向多功能化、自动化、智能化、概念化，为达到这一要求就会在人为的努力下更多的现代技术融入到封口机中，使得封口机械的内容更加丰富多彩，包装出来的商品无论在质量上还是美观上给人更多的享受感。在介绍了封口机是什么，工作性能能怎样，技术发展等问题之后，本文选取了具有代表性的薄膜包装机进行设计分析。在典型零部件上薄膜包装机和其他封口机械的设计本质基本一致，所以在封口机中薄膜包装机也是具有一定代表性的机械。在设计过程中我们查阅了大量的资料，运用在大学学到的专业知识经过不懈的努力终于完成了这次设计的主要部分。这次设计的数据以及其计算都是经过多次验证过的，但仍然存在很多不足之处和错误误差之处，未来薄膜包装机的应用性非常强，不仅操作简单而且设计技术也成熟。随着发展肯定会普及化的，是方便人们比不可少的一项技术。最后，在考虑到工作中机器可能带来的负荷下，严谨地选取了流水线传动带和齿轮进行强度校核，校核是一项积极繁琐但是非常重要的工作，因为如果强度不够或者在工作时机器出现了任何的问题将会对生产企业造成无可估量的损失，不过经过查阅工业图表然后仔细计算之后，所有的零件已经很好地符合了设计要求，没有出现任何大问题。除了人工计算之外，本文引入了Solidworks软件中的COSMOSXpress来分析模仿应力的计算，还用图片的方式做了零件必要的受力剖析确保计算的准确性和可靠性。在制作材料的要求上本文同样做了一些说明，材料的不同和处理不同，在校核计算中会有很大差别，希望读者能够深切注意。零件校核完毕，本设计基本上已经完成了当初的设计要求，不过鉴于作者的个人知识能力有限，不足之处还希望读者能够给予建议。

参考文献[1］张聪.自动化食品包装机［M］.广东：科技出版社，2003:138-180.[2]联合编写组.机械设计手册(1-6卷)[S].北京：机械工业出版社,2004.8.[3］许林成.包装机械原理与设计［M］.上海:上海科技出版社，1989:356-388[4]联合编写组.机械零件设计手册[S].北京：机械工业出版社,1987.9.[5］周开勤.机械设计［M］.北京:高等教育出版社,2000:69-96.[6]成大先.机械设计手册（单行本）:机械传动[S].北京:化学工业出版社，2004.1.[8]RichardR.Kibbe.Marchi