颗粒灌装机毕业设计说明书.doc

1、毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 45 页1 绪论1.1 本课题研究的背景仿 真 技 术 是 一 种 基 于 智 能 设 计 技 术 、 并 行 工 程 、 仿 真 工 程 及 网 络 技 术 的 先 进 制造 技 术 。 仿 真 技 术 也 是 一 门 多 学 科 的 综 合 性 技 术 ， 它 以 控 制 论 、 系 统 论 、 相 似 原 理和 信 息 技 术 为 基 础 ， 以 计 算 机 和 专 用 设 备 为 工 具 ， 利 用 系 统 模 型 对 实 际 的 或 设 想 的系 统 进 行 动 态 试 验 1。仿 真 技 术 经 过 半 个 多 世 纪 的 发 展 ， 从

2、研 究 简 单 系 统 到 现 在 已 经 成 为 人 们 研 究 复杂 系 统 的 有 力 工 具 ， 大 致 经 历 了 三 个 阶 段 。 发 展 阶 段 ： 二 次 大 战 末 期 ， 火 炮 控 制 与飞 行 控 制 动 力 学 系 统 的 研 究 促 进 了 仿 真 技 术 的 发 展 。 成 熟 阶 段 ： 在 军 事 需 求 推 动 下 ，70 年 代 中 期 ， 仿 真 技 术 不 但 在 军 事 领 域 迅 速 发 展 ， 而 且 扩 展 到 许 多 领 域 ， 20 世纪 80 年 代 初 以 美 国 国 防 高 级 研 究 计 划 局 (DARPA)和 美 国 陆 军

3、共 同 制 定 和 执 行 的SIMNET(SimMlators Network)研 究 计 划 以 及 美 国 三 军 建 立 先 进 的 半 实 物 仿 真 试 验 室为 标 志 ， 标 志 着 仿 真 技 术 发 展 到 了 一 个 新 的 高 级 阶 段 2。随 着 仿 真 技 术 的 发 展 ， 仿 真 技 术 应 用 目 的 趋 于 多 样 化 、 全 面 化 。 最 初 仿 真 技 术是 作 为 对 实 际 系 统 进 行 试 验 的 辅 助 工 具 而 生 的 ， 而 后 又 用 于 训 练 目 的 ， 现 在 仿 真 系统 的 应 用 包 括 ： 系 统 概 念 研 究 、

4、系 统 的 可 行 性 研 究 、 系 统 的 分 析 与 设 计 、 系 统 开 发 、系 统 测 试 与 评 估 、 系 统 操 作 人 员 的 培 训 、 系 统 预 测 、 系 统 的 使 用 与 维 护 等 各 个 方 面 。动 态 仿 真 的 应 用 领 域 已 经 发 展 到 军 事 以 及 与 国 民 经 济 相 关 的 各 个 重 要 领 域 。 在包 装 行 业 中 ， 利 用 仿 真 技 术 的 优 势 ， 可 加 快 包 装 产 品 的 研 制 、 开 发 过 程 ， 缩 短 了 设计 、 试 制 周 期 。 仿 真 在 包 装 装 潢 方 面 也 有 重 要 的 作

5、用 ， 可 对 包 装 产 品 的 设 计 思 想 、理 念 、 产 品 的 设 计 创 新 、 设 计 效 果 等 进 行 仿 真 ， 并 可 随 时 进 行 修 改 ， 使 计 算 机 模 拟出 想 要 设 计 的 精 美 画 面 3。1.2 动 态 仿 真 技 术 的 研 究 现 状动 态 仿 真 技 术 的 快 速 发 展 使 得 仿 真 技 术 在 人 类 的 生 活 和 生 产 的 各 个 方 面 都 得 到了 重 要 的 应 用 。李 伟 等 4对 塔 式 起 重 机 载 荷 摆 振 的 仿 真 进 行 了 研 究 ， 它 可 以 帮 助 研 究 者 在 计 算机 上 仿 真 塔

6、 机 的 起 升 、 变 幅 、 回 转 运 动 ， 动 画 显 示 载 荷 的 摆 动 情 况 ； 仿 真 塔 机 的 联毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 45 页锁 保 护 功 能 ， 动 态 显 示 、 打 印 实 验 数 据 和 摆 振 的 相 轨 迹 供 研 究 者 使 用 。 通 过 并 行 接口 接 上 按 钮 、 转 换 开 关 以 后 也 可 以 用 于 对 塔 机 司 机 的 操 作 训 练 。黄 苏 融 等 5用 直 接 数 值 解 法 进 行 机 电 一 体 化 力 矩 电 机 调 压 调 速 时 的 动 态 仿 真 ，采 用 a 如 坐 标 系 下 的 电 机

7、 数 学 模 型 ， 结 合 坐 标 轴 转 动 法 ， 通 过 多 步 积 分 法 计 算 得 到与 实 测 结 果 相 一 致 的 仿 真 波 形 。潘 法 周 6对 近 区 目 标 特 征 信 号 动 态 仿 真 进 行 了 研 究 ， 利 用 数 据 采 集 和 处 理 技 术可 以 较 精 确 地 算 出 运 动 目 标 瞬 时 位 五 的 RCS， 动 态 仿 真 测 试 可 以 逼 真 模 拟 出 弹 目 交会 过 程 中 的 RCS。吴 晓 蓓 7采 用 动 态 仿 真 方 法 建 立 了 一 个 简 单 机 械 手 臂 系 统 的 模 型 。 方 法 简 单 ，仿 真 结 果

8、 表 明 该 方 法 在 栈 线 性 系 统 建 模 中 应 用 的 可 行 性 及 可 推 广 性 。黄 克 谨 等 8在 综 合 了 大 量 参 考 文 献 的 基 础 上 ， 较 为 全 面 地 总 结 了 精 馏 过 程 模 型化 及 仿 真 技 术 的 发 展 现 状 ， 系 统 地 阐 明 了 该 领 域 的 几 大 研 究 方 向 。 同 时 还 从 系 统 工程 和 控 制 论 的 观 点 出 发 ， 对 精 馏 过 程 模 型 化 及 仿 真 技 术 的 最 新 进 展 做 了 恰 当 的 评 价 ，指 出 了 其 不 足 之 处 ， 并 就 其 未 来 的 发 展 作 了

9、客 观 的 预 测 。王 平 等 9编 制 了 计 算 金 属 燃 料 钠 冷 快 堆 在 超 功 率 事 故 下 的 动 态 过 程 的 仿 真 程 序MFTOP， 并 用 它 对 美 国 池 式 钠 冷 快 堆 EBR 一 I 在 启 动 和 功 率 运 行 工 况 下 的 反 应 性 引入 事 故 瞬 态 进 行 了 大 量 的 分 析 计 算 ， 所 得 结 果 与 国 外 大 型 程 序 NATDEMO 的 相 应 预测 结 果 符 合 良 好 ， 本 程 序 可 用 于 其 它 钠 冷 快 堆 的 超 功 率 瞬 态 计 算 。吴 陈 燕 10对 三 爪 卡 盘 三 维 建 模 与

10、 动 态 仿 真 提 出 了 一 种 基 于 Pro/E 的 三 维 实 体建 模 方 法 ， 可 使 抽 象 的 问 题 直 观 化 ， 还 可 以 利 用 机 构 仿 真 来 制 作 动 画 ， 它 能 实 时 录制 三 爪 卡 盘 机 构 运 动 的 全 过 程 ， 从 而 增 强 了 对 三 爪 卡 盘 运 动 机 构 的 理 解 。虽 然 动 态 仿 真 技 术 的 应 用 领 域 很 广 泛 ， 但 仿 真 技 术 在 在 包 装 行 业 的 应 用 还 不 是很 多 ， 这 方 面 的 技 术 仍 需 不 断 的 发 展 和 进 一 步 的 成 熟 。桂 新 军 等 11简 要

11、剖 析 了 液 态 化 学 品 灌 装 工 艺 流 程 及 其 灌 装 原 理 ， 应 用 物 料 平衡 、 气 体 状 态 方 程 和 过 程 技 术 数 据 ， 通 过 微 分 方 程 法 和 动 态 补 偿 法 等 方 法 建 立 灌 装过 程 动 态 仿 真 数 学 模 型 。 研 制 了 一 套 完 备 的 动 态 仿 真 系 统 ， 实 现 了 灌 装 工 艺 过 程 的全 面 动 态 仿 真 。朱 慧 等 12为 方 便 教 师 生 动 教 学 ， 提 高 学 生 感 性 认 识 ， 应 用 3DS MAX5、 Swift3D、 Photoshop、 Flash等 软 件 ， 通

12、 过 贴 体 包 装 产 品 制 作 、 贴 体 包 装 设毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 45 页备 制 作 、 贴 体 包 装 动 态 过 程 制 作 ， 完 成 了 贴 体 包 装 工 艺 的 动 态 模 拟 。高 博 13研 究 了 瓦 楞 纸 箱 成 型 过 程 仿 真 。 针 对 压 痕 与 折 叠 过 程 中 容 易 出 现 纸 板 卷曲 或 压 线 破 裂 等 故 障 现 象 ， 采 用 ANSYS 参 数 化 设 计 语 言 就 瓦 楞 纸 板 机 械 方 向 和 正 交方 向 运 用 接 触 分 析 技 术 建 立 了 压 痕 与 折 叠 工 艺 的 3维 有 限

13、 元 模 型 并 对 瓦 楞 纸 板 的 压痕 及 折 叠 过 程 进 行 了 仿 真 ， 仿 真 结 果 表 明 经 压 痕 后 的 瓦 楞 纸 板 的 强 度 、 压 痕 力 与 折叠 力 矩 基 本 随 纸 板 变 形 增 大 而 增 加 但 呈 非 线 性 变 化 。屈 俭 14研 究 了 液 体 灌 区 动 态 建 模 与 仿 真 平 台 的 建 立 及 其 应 用 ， 液 体 灌 区 是 一 个广 泛 存 在 的 重 要 工 业 流 程 。 文 章 首 先 对 罐 区 流 程 进 行 了 功 能 模 块 的 可 组 装 划 分 ， 建立 了 功 能 模 块 的 严 格 机 理 模

14、型 ， 然 后 借 助 Simulink 的 图 形 建 模 及 微 分 方 程 求 解 功能 ， 建 立 了 一 套 可 用 于 有 温 度 变 化 的 多 组 分 液 体 罐 区 建 模 与 仿 真 的 软 件 工 具 。 应 用 本 文 的 建 模 与 仿 真 软 件 工 具 ,论 文 分 别 开 发 了 白 酒 罐 区 和 油 品 罐 区 仿 真 系 统 ，验 证 了 本 文 开 发 的 软 件 工 具 的 有 效 性 和 应 用 价 值 。蔡 潇 15研 究 装 载 机 变 速 箱 仿 真 设 计 。 为 改 变 工 程 机 械 传 统 设 计 计 算 与 绘 图 的 繁复 和 难

15、以 形 式 化 的 不 足 及 其 设 计 、 制 造 依 赖 二 维 工 程 图 的 落 后 现 状 ,以 铲 土 运 输 机械 典 型 机 种 轮 式 装 载 机 为 例 ， 进 行 了 工 程 机 械 变 速 箱 技 术 形 态 计 算 机 辅 助 仿 真 设计 研 究 ， 为 实 现 工 程 机 械 快 速 自 动 化 设 计 与 制 造 作 了 实 际 探 讨 和 研 究 。1.3 灌 装 机 和 灌 装 工 艺1.3.1 灌 装 机 的 概 述将 液 体 产 品 充 填 到 包 装 容 器 内 的 机 械 通 常 称 为 灌 装 机 械 。一 般 灌 装 机 是 所 有 包 装 机

16、 中 的 一 中 很 小 的 分 类 产 品 ， 常 规 来 讲 从 对 物 料 的 包 装方 面 来 看 可 以 分 为 液 体 灌 装 机 ， 粉 剂 灌 装 机 ， 膏 体 灌 装 机 ， 颗 粒 灌 装 机 ， 如 果 要 从自 动 化 的 程 度 来 讲 的 话 ， 一 般 分 为 半 自 动 的 和 全 自 动 的 灌 装 机 16。颗 粒 灌 装 机 是 对 那 些 流 动 性 较 好 的 粉 粒 状 物 料 的 灌 装 机 械 。 颗 粒 灌 装 机 适 用 于医 药 、 食 品 、 化 工 、 农 药 等 方 面 的 小 袋 包 装 。 适 合 生 产 颗 粒 类 药 品 、

17、 砂 糖 、 咖 啡 、果 珍 、 茶 、 味 精 、 盐 、 种 子 、 干 燥 剂 等 生 产 细 颗 粒 物 厂 家 17。 胶 囊 剂 在 中 药 固 体制 剂 中 占 居 较 大 比 例 ， 由 于 多 颗 粒 释 药 理 念 及 服 用 的 方 便 性 ， 其 越 来 越 多 地 受 到 消费 者 的 青 睐 18。目 前 ， 国 内 灌 装 机 生 产 厂 家 并 不 是 很 多 ， 从 设 备 的 机 型 来 看 大 多 停 留 在 国 外20 世 纪 90 年 代 中 期 的 产 品 档 次 。 国 内 产 品 以 多 列 、 价 格 便 宜 取 胜 ， 但 产 品 跟 国

18、外毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 共 45 页设 备 相 比 存 在 着 较 大 差 距 。 设 备 装 量 不 稳 ， 偏 差 较 大 ； 加 热 系 统 设 计 不 合 理 ， 热 封合 效 果 不 理 想 ， 漏 气 率 偏 高 ； 单 列 灌 装 速 度 较 慢 ； 设 备 细 节 考 虑 不 够 （ 跟 材 料 工 艺都 有 很 大 的 关 系 ） ； 人 机 安 全 性 差 。总 体 来 说 ， 国 产 颗 粒 袋 包 装 机 要 达 到 进 口 机 器 的 性 能 水 平 还 有 很 长 的 路 要 走 ，但 只 要 生 产 厂 家 时 刻 关 注 使 用 厂 家 的 建

19、议 ， 多 多 了 解 生 产 一 线 员 工 的 操 作 情 况 。 并对 进 口 设 备 进 行 分 析 ， 抓 住 国 外 设 备 设 计 的 细 节 ， 增 强 创 新 思 维 ， 变 仿 造 为 创 造 。国 产 设 备 的 发 展 速 度 才 会 更 快 ， 毕 竟 国 产 机 在 市 场 竞 争 上 是 有 着 很 大 的 优 势 的 19。1.3.2 灌 装 工 艺液 体 物 料 包 括 低 粘 性 液 体 ， 如 酒 类 、 果 汁 、 牛 奶 等 ;也 包 括 粘 稠 性 液 体 ， 如 冷霜 、 牙 膏 、 胶 糊 等 。 液 体 物 料 的 灌 装 工 艺 方 法 可

20、包 括 按 重 量 定 量 、 体 积 定 量 和 控 制液 位 定 量 等 ， 而 颗 料 灌 装 方 法 基 本 与 液 体 灌 装 基 本 相 似 。重 力 灌 装 法 是 灌 装 容 器 到 预 定 的 液 位 。 来 自 贮 液 箱 的 液 体 流 经 一 个 弹 簧 充 填 阀 ，该 阀 是 由 阀 下 容 器 打 开 ， 液 体 由 于 自 重 流 入 被 密 封 的 容 器 。 容 器 内 的 空 气 经 高 出 贮液 箱 液 面 的 排 气 管 排 出 。 当 容 器 内 的 液 位 上 升 到 比 排 气 管 的 下 口 略 高 时 ， 灌 装 停 止 。同 压 力 灌 装

21、 和 真 空 灌 装 一 样 ， 这 种 灌 装 方 法 不 会 有 液 体 溢 出 ， 液 体 中 渗 气 很 少 ， 灌装 液 位 高 度 一 致 、 灌 装 方 法 比 较 简 单 、 易 于 掌 握 。 它 可 以 用 于 大 规 模 的 无 菌 灌 装 ,灌装 各 种 不 含 气 的 液 体 。 计 时 流 液 灌 装 法 这 是 一 种 计 量 液 体 容 积 的 方 法 。 它 比 较 新 颖 ， 从 字 面 上 理 解 ，即 液 流 进 入 一 个 容 器 时 被 “计 时 ”。 输 送 到 容 器 的 液 体 体 积 是 靠 时 间 的 量 来 控 制 的 ,时 间 是 指

22、液 体 被 允 许 流 过 液 管 的 时 间 。 在 压 力 的 作 用 下 ， 液 流 从 外 部 的 液 泵 流 到 一个 固 定 的 圆 盘 ， 圆 盘 上 有 一 个 输 送 液 体 的 长 孔 ， 通 过 以 一 定 的 转 速 转 动 计 量 圆 盘 到固 定 的 液 管 ， 计 量 和 计 时 产 生 。 圆 盘 转 动 的 速 度 确 定 在 这 个 灌 装 长 孔 下 是 多 长 的 灌装 口 ， 这 些 决 定 了 输 送 到 容 器 的 液 体 体 积 。 另 外 ， 也 可 以 靠 改 变 液 体 流 向 计 量 长 孔的 流 速 的 方 法 ,来 使 灌 装 体 积

23、 增 加 或 减 少 。 通 过 使 用 一 个 以 上 的 计 量 长 孔 ， 可 以 完成 在 同 一 容 器 中 不 同 产 品 的 多 级 充 填 。薄 膜 容 积 计 量 灌 装 法 这 种 方 法 灌 装 预 定 容 积 的 液 体 进 入 容 器 。 它 是 近 年 来 发 展的 成 果 ， 是 一 个 不 同 于 容 积 计 量 灌 装 的 概 念 ， 这 种 灌 装 法 精 确 、 卫 生 ， 并 且 速 度 较高 。 液 阀 被 安 装 在 回 转 灌 装 机 上 面 的 贮 液 箱 上 ， 液 阀 连 接 贮 液 箱 和 一 个 容 积 腔 。 贮毕 业 设 计 说 明

24、书第 5 页 共 45 页液 箱 保 持 液 面 上 的 压 力 达 0.1Mpa， 这 个 压 力 履 行 容 积 腔 卸 料 后 再 回 填 的 任 务 。 如 果没 有 待 灌 容 器 存 在 ， 容 积 腔 就 不 会 卸 料 20。针 对 颗 粒 式 灌 装 工 艺 所 处 的 对 象 ， 可 知 计 量 式 颗 粒 灌 装 首 先 要 解 决 的 问 题 便 是物 料 的 计 量 方 式 问 题 。 如 何 高 效 ， 均 匀 ， 精 确 地 进 行 产 品 包 装 的 计 量 显 得 尤 为 重 要 。而 包 装 计 量 方 式 一 般 分 为 如 下 三 种 ：方 案 一 ：

25、计 数 法 是 用 来 测 定 每 一 规 定 批 次 的 产 品 数 量 的 方 法 在 条 状 、 块 状 、 片状 、 颗 粒 状 产 品 包 装 中 广 泛 应 用 。 计 数 装 置 由 三 个 基 本 功 能 系 统 组 成 ： 内 装 物 件 数检 测 ； 内 装 物 件 数 显 示 、 产 品 的 递 送 。方 案 二 ： 定 容 法 对 于 密 度 较 稳 定 的 粉 末 、 细 颗 粒 、 膏 状 物 料 等 ， 采 用 定 容 积 的计 量 方 法 较 合 适 。 定 容 法 律 计 量 装 置 有 量 杯 式 、 螺 杆 式 、 活 塞 式 等 不 同 类 型 定 容

26、法构 造 简 单 造 价 低 ， 计 量 速 度 快 ， 但 精 度 稍 低 。方 案 三 ： 有 许 多 物 料 常 易 受 潮 而 结 块 ， 使 颗 粒 大 小 不 均 、 密 度 变 化 幅 度 较 大 ，此 类 产 品 适 合 采 用 称 重 法 计 量 以 保 证 精 度 。经 分 析 可 知 ， 对 于 一 般 性 颗 粒 密 度 较 稳 定 和 流 动 性 的 特 点 优 先 选 用 定 容 法 计 量方 式 对 产 品 进 行 灌 装 。为 了 求 取 较 优 越 的 工 艺 操 作 控 制 条 件 ， 减 少 实 物 灌 装 试 验 的 次 数 ， 提 高 灌 装 过程 的

27、 研 究 和 设 计 效 率 及 其 自 动 化 生 产 的 程 度 ， 减 小 研 究 研 究 过 程 的 复 杂 程 度 ， 有必 要 建 立 灌 装 过 程 仿 真 系 统 ,进 行 灌 装 过 程 的 原 理 性 仿 真 试 验 和 仿 真 操 作 与 控 制 试验 21。1.4 本 课 题 的 研 究 内 容本 课 题 研 究 内 容 包 括 ： 掌 握 颗 粒 灌 装 机 的 组 成 、 工 作 原 理 和 相 关 工 序 流 程 ；熟 练 应 用 图 形 处 理 和 动 态 仿 真 软 件 ； 利 用 动 态 仿 真 软 件 对 颗 粒 灌 装 机 工 作 过 程 中涉 及 到

28、的 各 个 元 件 进 行 建 模 、 装 配 和 动 态 仿 真 ， 在 这 个 设 计 里 本 人 使 用 的 是solidworks仿 真 运 动 软 件 。 本 次 运 动 仿 真 的 颗 粒 灌 装 机 为 浙 江 葆 春 包 装 机 械 有 限公 司 生 产 的 HP-100系 列 颗 粒 灌 装 机 。 整 机 由 主 传 动 、 调 速 、 拉 袋 、 供 纸 、 袋 成 型 、光 电 自 动 对 标 、 计 量 、 热 封 、 成 品 输 送 和 电 器 控 制 等 机 构 组 成 。 本 次 设 计 初 步 完成 对 主 传 动 部 件 的 动 态 仿 真 ， 然 后 进

29、行 计 量 盘 的 动 态 模 拟 ， 接 着 进 行 横 封 纵 封 装置 的 仿 真 ， 最 后 进 行 对 传 送 带 等 运 动 的 模 拟 ， 装 配 完 整 后 保 存 整 机 各 个 角 度 各 元 件的 仿 真 运 动 视 频 。毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 45 页2 HP-100颗 粒 灌 装 机 简 介2.1 总 体 方 案2.1.1 主 要 技 术 指 标本 颗 粒 灌 装 机 适 用 范 围 如 下(1)包 装 速 度 ： 55-90bags/min 35-80。(2)计 量 范 围 ： 1-50ml。(3)包 装 物 料 ： 颗 粒 。(4)包 装 材

30、料 ： 纸 /聚 乙 烯 、 玻 璃 纸 /聚 乙 烯 、 铝 箔 /聚 乙 烯 、 涤 纶 /聚 乙 烯 、 尼龙 /聚 乙 烯 、 镀 铝 /聚 乙 烯 、 BOPP/聚 乙 烯 等 。(5)电 机 功 率 ： 主 电 机 370W380V 供 纸 电 机 10W220V或 15W220V热 封 功 率 ： 180W*2。(6)电 源 ： 380V三 相 四 线 制 或 220V单 相 。(7)外 型 尺 寸 ： 625*751*155mm（ 长 *宽 *高 ） 。(8)重 量 ： 约 170kg。2.1.2 工 艺 分 析根 据 功 能 要 求 ， 颗 粒 灌 装 机 的 包 装 过 程

31、 循 环 如 图 2.1所 示 。 机 器 类 型 的 选 择 如下 ：图 2.1 包 装 过 程 循 环 图工 位 分 为 单 工 位 和 多 工 位 。 单 工 位 包 装 机 的 所 有 包 装 操 作 都 集 中 在 一 个 工 位 上毕 业 设 计 说 明 书第 7 页 共 45 页完 成 ， 当 一 件 （ 组 ） 物 品 完 成 全 部 包 装 并 输 出 之 后 ， 下 一 件 （ 组 ） 物 品 才 能 进 入 机器 开 始 包 装 。 多 工 位 包 装 机 ， 物 品 从 输 入 到 输 出 ， 必 须 经 过 多 个 工 位 ， 而 且 在 不 同的 工 位 上 依 次

32、 完 成 各 个 包 装 操 作 。 由 于 颗 粒 灌 装 机 的 包 装 过 程 比 较 复 杂 ， 需 要 较多 的 执 行 机 构 （ 供 料 、 计 量 、 充 填 、 封 口 、 切 断 等 ） ， 将 包 装 操 作 分 散 在 不 同 的 工位 上 同 时 进 行 ， 能 够 提 高 生 产 效 率 ， 所 以 选 择 多 工 位 。运 动 形 式 分 为 间 歇 运 动 和 连 续 运 动 。 间 歇 运 动 指 物 品 由 一 个 工 位 转 移 到 另 一 个工 位 作 间 歇 步 进 运 动 ， 主 要 包 装 操 作 可 在 物 品 静 止 时 完 成 。 一 般 适

33、 用 于 执 行 机 构 比较 多 的 机 器 ， 但 其 惯 性 力 和 冲 击 现 象 不 利 于 提 高 生 产 率 。 连 续 运 动 是 物 品 及 传 送 系统 均 作 连 续 等 速 运 动 。 在 包 装 机 进 行 工 作 时 ， 各 个 执 行 机 构 是 并 行 工 作 的 ， 这 样 既能 够 提 高 生 产 率 ， 缩 短 生 产 周 期 ， 也 能 减 小 机 器 空 间 。 根 据 分 析 ， 本 设 计 采 用 间 歇式 运 动 。单 头 型 和 多 头 型 特 指 连 续 运 动 多 工 位 包 装 机 完 成 同 一 包 装 操 作 的 执 行 机 构 的

34、数目 。 每 一 物 品 的 包 装 操 作 都 依 次 经 过 所 有 执 行 机 构 ， 则 称 为 单 头 连 续 运 动 ； 若 完 成同 一 包 装 操 作 的 执 行 机 构 有 多 个 则 称 为 多 头 连 续 运 动 多 工 位 包 装 机 。 当 执 行 机 构 种类 较 多 时 ， 为 减 少 执 行 机 构 的 数 目 ， 宜 于 选 用 单 头 型 。综 上 分 析 ， 本 课 题 研 究 的 包 装 机 采 用 多 工 位 、 单 头 间 歇 运 动 型 。2.1.3 主 要 构 成 及 工 作 原 理颗 粒 灌 装 机 由 主 传 动 、 调 速 、 拉 带 、

35、供 纸 、 袋 成 形 、 光 电 自 动 对 标 、 剂 量 、热 封 、 成 品 输 送 和 电 气 控 制 等 机 构 组 成 ， 如 图 2.2。毕 业 设 计 说 明 书第 8 页 共 45 页图 2.2 整 机 示 意 图1.摩 擦 盘 2.调 整 杯 3.架 纸 轴 4.料 斗 5.支 臂 6.控 制 杆 7.刮 平 8.计 量 盘 9.下 料 门10.制 袋 器 11.离 合 器 手 柄 12.热 封 器 13.滚 轮 14.热 封 壁 板 15.电 磁 离 合 制 动 装 置16.脚 轮 17.地 脚 螺 栓 18.输 送 皮 带 19.刀 架 .20.切 刀 21.电 控

36、箱 22.立 柱 23.光 电 头24.接 近 开 关 25.供 纸 电 机 26.控 制 板 27.滚 筒 28.架 纸 壁 板工 作 时 ， 物 料 （ 粉 粒 、 颗 粒 等 ） 进 入 颗 粒 灌 装 机 的 料 斗 4中 ， 经 计 量 盘 8将 完成 定 量 的 物 料 经 下 料 门 9进 入 纸 袋 器 中 ， 同 时 包 装 材 料 经 薄 膜 传 送 装 置 引 入 成 型 器卷 绕 成 筒 状 ， 热 封 装 置 12完 成 纵 封 和 横 封 ， 由 于 下 料 通 道 被 包 装 袋 裹 住 ， 纵 封 封合 后 就 可 直 接 向 袋 内 填 充 物 料 ， 随 之

37、 由 滚 轮 13移 动 一 个 工 位 完 成 顶 封 封 口 ， 并 用切 刀 切 断 完 成 包 装 工 序 ， 最 终 袋 经 输 送 皮 带 输 出 。2.2 主 传 动 机 构毕 业 设 计 说 明 书第 9 页 共 45 页传 动 系 统 将 电 动 机 提 供 的 动 力 ， 通 过 分 配 轴 ， 传 给 拉 袋 装 置 、 热 封 装 置 等 。由 主 电 机 通 过 减 速 器 驱 动 分 配 轴 ， 分 配 给 热 封 、 切 断 、 拉 带 、 计 量 、 填 充 等 机 构 ，以 及 给 光 电 自 动 对 标 、 计 数 提 供 同 步 信 号 ， 如 图 2.3

38、.图 2.3 主 传 动 机 构1.带 座 轴 承 2.小 齿 轮 3.固 定 螺 栓 4.带 座 轴 承 5.小 凸 轮 6.皮 带 7.主 电 机 8.固 定 调 速 轮 9.减 速 器 10.调 速 螺 杆 11.调 速 锁 母 12.滑 动 调 速 轮 13.轴 套 14.送 出 锥 齿 轮 15.支 撑 板 16.热 封 凸 轮 17.分 配 轴根 据 包 装 工 艺 和 工 作 循 环 过 程 可 知 ， 主 要 装 置 的 传 动 要 求 ： 物 料 的 充 填 周 期与 包 装 袋 的 尺 寸 相 适 应 ， 充 填 周 期 要 求 满 足 最 大 包 装 袋 尺 寸 ， 下

39、料 时 物 料 的 充 填 速度 要 与 供 送 材 料 的 速 度 一 致 ； 保 证 包 装 袋 被 切 断 时 ， 物 料 充 填 进 行 下 一 个 周 期 ；横 封 装 置 应 在 两 袋 之 间 的 中 间 位 置 热 封 并 切 断 ， 要 适 当 调 整 运 动 周 期 ， 以 符 合 包装 袋 颗 粒 灌 装 机 的 设 计 尺 寸 和 计 量 的 改 变 ； 包 装 材 料 的 牵 引 辊 和 传 袋 装 置 滚 轮 的运 动 要 保 证 材 料 在 整 个 工 作 循 环 过 程 中 有 适 宜 的 张 紧 力 ， 并 且 运 动 速 度 要 与 包 装 袋的 长 度 相

40、 适 应 。2.3 调 速 机 构通 过 调 节 调 速 螺 杆 ， 可 以 改 变 主 、 从 皮 带 轮 的 转 速 比 ， 得 到 不 同 转 速 ， 即 改变 包 装 速 度 ， 如 图 2.3。毕 业 设 计 说 明 书第 10 页 共 45 页2.4 热 封 机 构热 封 装 置 分 为 横 封 装 置 和 纵 封 装 置 。横 封 装 置 是 颗 粒 灌 装 机 中 最 重 要 的 机 构 。 横 封 装 置 的 作 用 是 利 用 加 热 元 件 配 合相 应 的 运 动 从 而 实 现 包 装 袋 的 横 向 （ 顶 部 或 底 部 ） 封 口 。 包 装 的 封 口 是 包

41、 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 ， 横 封 装 置 的 改 进 设 计 是 更 为 重 要 的 。本 包 装 机 纵 封 装 置 和 横 封 装 置 位 于 统 一 支 架 上 ， 有 同 一 的 驱 动 源 。本 设 计 采 用 凸 轮 摆 杆 式 间 歇 横 封 装 置 ， 该 装 置 是 在 广 泛 吸 收 各 种 间 歇 横 封 机 构优 点 的 基 础 上 ， 进 行 结 构 简 化

42、后 得 到 的 一 种 创 新 机 构 。常 用 的 横 封 机 构 有 气 动 式 、 机 械 式 和 机 械 气 缸 组 合 式 3种 。 气 动 式 需 要 两 个 以上 专 门 的 气 缸 和 供 气 系 统 ； 机 械 气 缸 组 合 式 是 经 多 个 典 型 的 机 构 （ 如 多 杆 组 合 机 构 、曲 柄 滑 块 机 构 、 凸 轮 摆 杆 机 构 或 曲 柄 摆 杆 机 构 等 ） 与 气 缸 组 合 而 成 ， 由 于 气 动 元 件成 本 高 ， 并 且 中 、 小 型 厂 家 没 有 气 源 的 条 件 和 一 些 药 品 的 包 装 需 要 在 无 菌 、 无 尘

43、 的条 件 下 生 产 ， 压 缩 空 气 的 排 放 影 响 产 品 质 量 。 常 用 的 机 械 式 横 封 机 构 是 多 杆 机 构 或成 组 的 齿 轮 摆 杆 机 构 ， 存 在 结 构 复 杂 、 制 造 安 装 调 试 较 困 难 以 及 工 作 可 靠 性 偏 低 等问 题 。本 设 计 采 用 凸 轮 摆 杆 式 间 歇 横 封 装 置 ， 该 装 置 是 在 广 泛 吸 收 各 种 间 歇 横 封 机 构优 点 的 基 础 上 ， 进 行 结 构 简 化 后 得 到 的 一 种 创 新 机 构 。2.5 供 纸 机 构供 送 装 置 是 颗 粒 灌 装 机 的 重 要

44、组 件 ， 其 工 作 是 否 可 靠 ， 直 接 影 响 制 袋 及 包 装 产品 的 质 量 。 供 送 装 置 主 要 完 成 将 包 装 材 料 送 入 成 型 器 制 袋 ， 并 且 要 保 证 包 装 袋 供 送及 时 ， 在 封 切 时 图 案 完 整 等 功 能 。 现 代 包 装 机 械 大 多 采 用 卷 筒 材 料 ， 与 预 先 裁 切 好的 平 张 材 料 相 比 ， 卷 筒 材 料 更 适 宜 于 包 装 机 的 连 续 化 、 高 速 化 和 自 动 化 。卷 筒 材 料 的 供 送 方 式 ， 有 间 歇 供 送 和 连 续 供 送 两 种 。 按 照 切 断

45、位 置 ， 有 定 长 切断 和 定 位 切 断 。 定 长 切 断 ， 适 用 于 没 有 印 刷 图 案 的 (如 玻 璃 纸 、 铝 箔 等 )或 虽 有 图案 但 不 要 定 位 的 (如 一 般 的 糖 果 包 装 商 标 纸 )卷 筒 材 料 。 随 着 商 品 包 装 装 潢 水 平 和要 求 的 提 高 ， 往 往 在 卷 筒 材 料 上 预 先 印 刷 精 美 图 案 ， 要 求 在 供 送 切 断 过 程 中 始 终 保持 图 案 完 整 ， 并 使 图 案 与 物 品 保 持 准 确 的 相 对 位 置 。 这 就 要 求 只 能 在 指 定 的 位 置 切断 ， 即 定 位 切 断 。