槽母线塑料膜包装机设计

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1、中文题目：槽母线塑料膜包装机设计外文题目：BUS SLOT DESIGN OF PLASTIC FILM PACKAGING MACHINE45摘要目前，现代工业生产，如食品、医药、日用品、化工产品、电子产品等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装是工业生产中相当重要的环节。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现代工业生产中起着重要的作用。本文对国内外包装机械的现状及发展趋势进行了综合阐述，对包装机械进行了分类和研究；对槽母线塑料膜包装机的总体结构进行了简单的设计，其中包括包装机的执行机构和传动机构的设计，展现了包装机裹包物体的一个过程。

2、它可以大幅度地提高生产效率，降低劳动强度，改善劳动条件，并且能防止产品的散失，及保护了环境，又节约原材料；有利于被包装产品的卫生，提高包装质量，增强市场竞争力。通过此设计，实现了包装机对产品的裹包功能，达到了自动灵活、安全、节能的目的。关键词：包装；包装机械；槽母线塑料膜包装机；执行；传动；裹包AbstractAt present, the modern industrial production, such as food, medicine, daily necessities, chemical products, electronic products, such as product

3、ion, including the three basic segments, namely, raw materials processing, intermediate processing and product packaging. Packaging is very important to industrial production levels. Packaging Machinery is to make product packaging mechanization and automation of the basic guarantee, so packaging ma

4、chinery in the modern industrial production plays an important role.In this paper, the status of packaging machinery at home and abroad-class integrated development trends of the packaging machinery are classified and research; on bus slot machine plastic film packaging for the overall structure of

5、a simple design, including the implementation of the packaging machine and drive Design, packaging machine demonstrated a process wrapping objects. It can greatly improve productivity and reduce labor intensity and improve working conditions and to prevent product loss, and the protection of the env

6、ironment and conservation of raw materials; packaged products in favor of the public health, improve the packaging quality, and enhance market competitiveness.With this design, the realization of the packaging machine of products wrapping function, to an automatic flexible, secure, energy-saving pur

7、poses.Key words: packaging; packaging machinery; bus slot plastic film packaging machine; implementation; drive；wrapping前言随着市场经济的发展，包装工业在国民经济中所占比重和作用也越来越大。我国成功加入WTO后，全球经济贸易一体化进程的发展促使商品流通领域的竞争更加激烈，人们在追求商品内在质量的同时，对商品包装的要求也越来越高。进入到20世纪80年代后，我国的包装机械的生产和设计取得了巨大的发展，大量填补国内空白的包装机械问世，品种规格不断增加，同时出现了很多包装机械生产企业

8、，许多研究机构着手研究包装机械，高等院校也纷纷设立包装工程专业，从而形成了一个独立的包装机械行业。进入21世纪，包装机械除继续增加新品种外，在产品的技术水平、内在质量和性能等方面都有了很大进步，这一切都与包装机械的设计有着密切的联系。与同类塑料膜包装机相比，本样机的包装速度快，包装高，采用新的传动方式提高了传动效率进而增加了能源的利用率，降低了产品的成本。基本上实现了自动化，操作简单、方便。在本次设计中，经过认真的分析和计算，从而得出比较科学、合理的数据。原则上讲，对包装要求高的物品，包装机机构的要求只能略高于物品要求的精度，即减小包装及机构的精度。这虽然会使易损件使用期限缩短，更换频繁，但仍

9、比提高包装机部件的制造精度经济、合理。本文首先阐述了槽母线塑料膜包装机的基本工作原理，为包装机设计提供理论指导;其次，初步选择了包装机的技术参数，使得后续的包装机的各机构设计有据可依;然后着重论述了轨道、执行机构的设计过程，并依据整体设计构架着重进行了驱动电机的选择。1 绪论1.1包装机械的概念、组成及特点1.1.1包装机械的概念国家标准对包装机械所下定义是：完成全部或部分包装过程的机器，包装过程包括成型、充填、裹包等主要包装工序，以及清洗干燥、杀菌、贴标、捆扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助工序。1.1.2包装机械的组成包装机械属于自动化范畴，它的种类繁多，结构复杂，新型包装

10、机械不断涌现，很难将它们的组成分类。但通过对大量包装机的工作原理和结构性能的分析，可找出其组成的共同点。包装机有动力系统、传动系统和执行系统等组成。为了便于掌握和研究包装机械的工作原理与结构性能，通常又将包装机械分成下列组成部分。（1）包装材料的整理与供送系统 该系统是将包装材料（包括刚性、半刚性、刚性包装材料和包装容器及辅助物）进行定长切断或整理排列，并逐个输送到预定工位的系统。（2）被包装物品的计量与供送系统 该系统是将被包装物品进行计量、整理、排列，并输送到预定工位的系统。有的还可以完成被包装物品的定型、分割。（3）主传送系统 该系统是将包装材料和被包装物品由一个包装工位顺序传送到下一个

11、包装工位的系统。单工位包装机没有传送系统。（4）包装执行机构 包装执行机构是直接完成包装操作的机构，即完成裹包、灌装、封口、贴标、捆扎等操作的机构。（5）成品输出机构 成品输出机构是把包装好的产品从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。有的包装机械的成品输出是由主传送机构完成的或是靠包装产品的自重卸下的。（6）动力机与传动系统 动力机是机械工作的原动力，在现代工业生产中通常为电动机，传动系统是指将动力机的动力与运动传给执行机构和控制系统，使其实现预定动作的装置。通常由传动零件，如带轮、齿轮、链轮、凸轮、蜗轮、蜗杆等组成，或者由机、电、液、气等多种形式的传动组成。（7）控制系统 控制系统由各种手动

12、、自动装置组成。在包装机中从动力的输出、传动机构的运转、包装执行机构的动作及相互配合以及包装产品的输出，都是由控制系统指令操纵的。它包括包装过程、包装质量、故障与安全的控制。现代包装机械的控制方法除机械形式外，还有电气控制、气动控制、光电控制、电子控制和射流控制，可根据包装机械的自动化水平和生产要求选择。（8）机身 机身用于安装、固定、支承包装机所有的零部件，满足其相互运动和相互位置的要求。因此，机身必须具有足够的强度、刚度和稳定性。1.1.3 包装机械的特点包装机械既具有一般自动机的共性，也具有其自身的特性。包装机械的主要特点如下。 大多数包装机结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要

13、求，对零部件的刚度和表面质量等都有较高的要求。 用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成。 进行包装时的作用力一般都比较小，所以包装机的电动机功率较小。 包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。因为影响包装质量的因素很多，诸如包装机的工作状态（机构的运动状态，工作环境的温度、湿度等）、包装材料和包装物的质量等。所以，为便于机器的调整，满足质量和生产能力的需要，往往把包装机设计成无极可调的。即采用无级变速装置。 包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在各种包装机的

14、设计中应注意标准化、通用性及多功能性。1.2包装机械的作用现代工业生产，如食品、医药、日用品、化工产品、电子产品等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装是工业生产中相当重要的环节。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现代工业生产中起着相当重要的作用。（1）大幅度地提高生产效率 如啤酒灌装机的生产率可高达36000瓶/h，这是手工灌装无法比拟的。又如蛋形巧克力的包装，用手工包装每人每班可包装20kg，而用机械包装，每人每班可包装250kg以上。（2）降低劳动强度，改善劳动条件 如手工包装糖果，一个工人8h要重复动作80000多次；再如人工袋

15、装化肥，粉尘飞扬污染环境等。如果广泛的采用包装机械代替手工包装，不但能将包装工人从繁重的体力劳动中解放出来，而且还大大地改善了工人的劳动条件。（3）保护环境，节约原材料，降低产品成本 手工包装液体产品时，易造成产品外溅；包装粉状产品时，往往造成粉尘飞扬，既污染了环境，又浪费了原材料。采用机械包装能防止产品的散失，既保护了原材料，又节约了原材料。（4）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 有些产品的卫生要求很严格，如药品、食品等，采用机械包装，避免了人手和药品、食品的直接接触，减少了对产品的污染。同时由于机械包装速度快，食品、药品在空气中停留时间短，从而减少了污染的机会

16、，有利于食品和药品的卫生。另外，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，从而提高了产品包装的质量，提高了产品销售的竞争力，可获得较高的经济效益。（5）延长产品的保质期，方便产品的流通 采用真空、换气、无菌等包装机，可使食品和饮料等的流通范围更加广泛，延长食品的保质期。（6）可减少包装场地面积，节约基建投资 当产品采用手工包装时，由于包装工人多，工序不紧凑，所以包装作业占地面积大，基建投资多，而采用机械包装，产品和包装材料的供给是比较集中的，各包装工序安排比较紧凑，因而减少了包装的占地面积，可以节约基建投资。1.3 包装机械的分类2003年，我国国家标准局在1986年

17、标准的基础上，修订了包装机械分类标准，新标准（GB/T 19357-2003）以包装机械产品主要功能的不同作为划分类别的原则，对包装机械产品进行分类。各类产品定义详见GB/T 4122.1和GB/T 4122.2。大体上可分为充填机，灌装机械，封口机械，裹包机械，多功能包装机械，贴标机械，清洗机械，干燥机械，杀菌机械，捆扎机械，集装机械，辅助包装设备，包装材料制造机械，包装容器制造机械和无菌包装机械等。1.4 国内外包装机械现状及发展趋势在世界范围内，包装工业的发展历史比较短些，科学技术发达的欧美各国大体上是在20世纪初起步的，及至50年代步伐才大为加快。从20世纪初到第二次世界大战结束前，在

18、医药、食品、卷烟、火柴、日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化；50年代，包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主要元件的控制系统，实现了初级自动化；60年代，包装机中采用机电光液气综合技术明显增多，机种进一步扩大，在此基础上实现了专用的自动包装线；70年代，将微电子技术引入自动包装机和包装线，实现了由电子计算机控制的包装生产过程；从80至90年代初开始，在某些包装领域里将微机、机器人更多地应用于供送、检测、管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。由于社会上各方面的积极推动和有力配合，逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报、教育、

19、学术、管理等组织机构，进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国家国民经济中占据着重要地位。1968年，世界包装联盟（WPO）宣告成立，各国的包装行业与学术团体更加发展壮大。根据近几年的统计资料得知，这些国家包装工业的总产值大约占国民经济总产值的2%左右；其中包装机械所占比重虽然不算很大，但发展迅猛，平均每年几乎以10%左右的速率增长。现在投产使用的包装机已超过千余种（约半数属于食品包装机械），同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破，并且带动更多的产业部门进入包装行列。这种形式反

20、过来又会影响科研、教育事业，要求未来有大批包装专家。因此，一般认为，一个国家包装工业的总水平基本能反映该国工业与科学技术现代化的进程。然而由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科技水平有所差异，以致各自的发展状况也出现了一定的不平衡。美国的包装工业发展较早，门类齐全，基础扎实，水平很高。仅就包装机械制造业而论，实力相当雄厚，其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化，自选市场蓬勃兴起，客观上要求包装机械沿着自动化方向发展，并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。美国有许多工业企业和军事部门附设包装研究机构，充分利用实验分析手段积极从事新产品、新技术的开发与应用。美国包装

21、机械制造协会主要负责组织全国包装业务与技术的交流服务工作。美国已有不少大学设置了包装工程的科系或课程，把包装教育当作公认的、正规的学术领域来建立。日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束以后才开始发展起来的。因善于引进、模仿、创新、经营，仅用十余年时间就奠定了初步基础。如今，日本已建立起独立的包装工业体系，其包装工业总产值约为美国的一半而跃居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂，侧重于开发中小型、半自动的包装机及配套设备，其技术水平好多已进入国际的先进行列。由政府资助的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。另外设有日本包装机械工业协会，它乃是本行业的全部业务活动中心。联邦德国的包

22、装机械工业非常发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总产值仅次于美国，但每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是，它同意意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国一样，能够结合本国的具体条件实行按机种的专业化生产，以利于充分发挥各自的优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如，联邦德国的药品、酒类、日化用品包装机，意大利的糖果、茶叶、胶囊包装机，英国的卷烟、饼干包装机，法国的乳制品包装机，瑞士的巧克力包装机，瑞典的火柴、饮料包装机及纸箱、纸浆模塑制品成套设备等，都有久享盛誉的先进产品供应国内外市场。除此之外，荷兰、丹麦、前苏联、前民主德国、罗马尼亚和加拿大等国，

23、在发展自己的包装工业方面，也都获得了长足的进步，开始引起国际包装界的关注。中国有着悠久的包装历史。我国古代劳动人民对包装的发展曾做出许多杰出的贡献。特别是防腐包装、防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步比较迟缓，解放前只有几个大城市的少数啤酒厂、汽水厂、罐头厂、卷烟厂才配备一些包装机械。到了20世纪50年代末期，开始引进仿造，形成小规模的生产能力。进入20世纪70年代，主要由于对外贸易的促进，带动了整个包装行业向自成体系的方向发展。1980年12月，中国包装技术协会成立。不久，中国包装总公司也相继诞生。此后，在国内陆续地举办了全国性和国际性的包装展览会

24、、学术研讨会，还出版了我国有史以来第一步中国包装年鉴及其他包装技术书刊。这一切都标志着中国正在开创一个崭新的包装历史时期。近十多年内，中央曾采取一系列有力措施，有计划地改造从前遗留下来的陈旧设备，同时采取引进与研制相结合的办法，逐步提高我国包装机械的生产水平。令人鼓舞的是，通过全行业大联合，也已取得显著成绩。至今，全国已涌现出一大批包装机械制造企业和科研、设计、情报单位。新开发的一些机种有的开始面向出口。然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在着明显的差距，尚且是国民经济中较为薄弱的一个环节。为尽快改变这种面貌，最近我国已制定并颁布了19862000年的全国包装工业发展纲要。其

25、中提到：包装工业各行各业的技术、装备及管理水平要有较大的提高。1990年，重点包装企业已达到国际20世纪80年代初期先进水平。到2000年，重点包装企业要达到国际90年代中期先进水平或国际同期水平。2包装机的总体设计2.1包装机设计的基本要求对设计包装机的基本要求，有以下几个方面。2.1.1包装机的功能与应用范围包装机的功能，是指其所能完成的包装工序的种类；而应用范围则是指其包装不同物品的能力，包括所能包装的物品的类型与所能采用的包装材料的种类。一般说来，减少功能和缩小应用范围，可以简化机器结构、降低创造成本、提高生产率、易于实现自动化。反之，增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占

26、地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高。2.1.2 包装质量与生产率1.包装质量影响包装质量的因素很多，它既与被包装物品、包装材料的性能及所用的包装技术方法有关，也与包装机的质量及其使用条件和操作者的技术熟练程度有关。就包装机而言，主要考虑以下两个方面。（1）包装成品的质量 其一是包装工序完成后的质量，如裹包的紧密程度、计量精度、封口的牢度和密封性等；其二是包装过程对包装质量的影响，如被包装物品和包装材料由于受到摩擦、振动、包装工艺力以及环境污染等机械和化学作用，对包装内在和外观质量的影响。在任何情况下对质量的影响都不应超过允许程度。（2）被包装物品和包装材料的损耗 在机械包装过程

27、中，由于片状、块状物品的变形损坏，粉状、颗粒状物料的飞扬散落，液体物料的滴漏溢出，包装材料的撕裂破损，以及缺少自动控制引起多余供料、包装不良等原因所造成的各种损耗，通常总是难以完全避免的，所以应从包装工艺设计、机构选型、结构设计、自动控制及制造精度等方面综合采取有效措施，以降低这些损耗，提高包装正品率。2.生产率常用的计件生产率，即单位时间内所产生的包装件的件数，又称为理论生产率。在实际生产中，开机前后的准备和结束工作时间，添加包装材料及发生故障是所造成的生产停歇产率。所以，有的工厂为管理方便，常用一个工作班次内所能包装的产品的质量或数量来表示包装机的生产率。生产率越高，对机器的制造精度、零件

28、材料的选用、润滑条件、自动控制等要求越高，同时对包装材料的要求也越严格。应根据生产规模、技术可能及经济合理性来确定生产率的高低。提高生产率的主要措施有缩短辅助操作时间、分散包装工序、增加执行机构头数、合理拟定执行机构运动规律和提高制造精度等。2.1.3 自动化和自动控制现代科学技术的发展为包装机械的自动化和自动控制提供了先进的技术手段，同时也对它提出了更高更新的要求。在确定所设计的包装机的自动化程度和自动控制方案时，应根据具体情况区别对待。既要尽量采用先进技术，赶超国际先进水平，又要结合我国国情，讲究经济效益，便于推广应用。2.1.4 制造与维修在满足使用要求的前提下，应尽可能使制造与维修方便

29、，可采取以下两方面的措施。提高包装机的系列化、零部件的通用化和标准化程度 提高“三化”程度是我国的一项重要的技术政策，也是包装机械的一个发展方向。改善结构工艺性 机械的结构工艺性由零件的结构复杂程度、加工表面数量、精度要求、对制。例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。2.2.2 方案设计阶段方案设计阶段，主要做可行性分析与进行初步设计两方面的工作。1.可行性分析2.初步设计将设计方案具体化，着重抓包装机各组成要素的综合、总体布局、编制工作循环图和拟定主要技术参数等。机器的功能分析，就是要对设计任务书提出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行综合分析

30、，即这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代等。最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。在这一步骤中，要恰当处理需要与可能、理想与现实、发展目标与当前目标等之间可能产生的矛盾问题。确定了功能参数后，即可提出可能的解决办法，亦即提出可能采用的方案。寻求方案时，可按原动部分、传动部分及执行部分分别进行讨论。较为常用的办法是先从执行部分开始讨论。讨论机器的执行部分时，首先是关于工作原理的选择问题。例如，设计制造螺钉的机器时，其工作原理既可采用在圆柱形毛坯上用车刀车削螺纹的办法，也可采用在圆柱形毛坯上用滚丝模滚压螺纹的方法，这就提出了两种不同的工作原理。工作原理不同，所设计出的机器就会从

31、根本上不同。特别应当强调的是，必须不断地研究和发展新的工作原理，这是设计技术发展的重要途径。根据不同的工作原理，可以拟定多种不同的执行机构的具体方案。对于几个可行的方案，要从技术方面和经济及环保等方面进行综合评价。通过方案评价，最后进行决策，确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。在方案设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系。同类机器成功的先例应当借鉴。原先薄弱环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。既要积极创新，反对保守和照搬原有设计，也要反对一味求新而把合理的原有经验弃之不用这两种错误倾向。2.2.3 技术设计阶段技术设计内容包括各组成部分的运动设计、结构设计

32、、零件强度与刚度校核、动力计算、绘制设计图样和编写技术文件等。技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的连接、零部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。为了确定主要零件的基本尺寸，必须做以下工作。（1）机器的运动学设计 根据确定的结构方案，确定原动机的参数（功率、转速、线速度等），然后作运动学计算，从而确定各运动构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。（2）机器的动力学计算 组合各部分的结构及运动参数，计算各主要零件所受载荷的大小及特性。此时所求出的载荷，由于零件尚未设计出来，因而只是作用于零件上

33、的公称载荷。（3）零件的工作能力设计 已知主要零件所受的公称载荷的大小和特性，即可作零部件的初步设计。设计所依据的工作能力准则须参照零部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理的拟定，一般有强度、刚度、震动稳定性、寿命等准则。通过计算或类比，便可决定零部件的基本尺寸。（4）部件装配草图及总装配草图的设计 根据已定出的主要零部件的基本尺寸，设计出部件装配草图及总装配草图。草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。在此步骤中，需要很好地协调各零件的结构及尺寸。全面的考虑所设计的零部件的结构工艺性，使全部零件有最合理的构成。（5）主要零件的校核 有一些零件在由于具体的结构未定，难以进行详细的工

34、作能力计算，所以只能作初步计算及设计。在绘出部件装配草图及总装配草图以后，所有零件的结构及尺寸均为已知，相互邻接的零件之间的关系也为已知。只有在这时，才可以较为精确的定出作用在零件上的载荷，决定影响零件工作能力的各个细节因素，只有在此条件下，才有可能并且必须对一些重要的或者外形及受力情况复杂的零件进行精确的校核计算。根据校核的结果，反复修改零件的结构及尺寸，直到满意为止。草图设计完以后，即可根据草图已确定的零件的基本尺寸设计零件的工作图。此时，仍有大量的零件结构细节要加以推敲和确定。设计工作图时，要充分考虑到零件的加工和装配工艺性、零件在加工过程中和加工完成后的检验要求和实施方法等。按最后定型

35、的零件工作图上的结构尺寸，重新绘制部件装配图及总装配图。2.2.4 技术文件编制阶段技术文件的种类较多，常用的有机器的设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表等。编制设计计算说明书时，应包括方案选择及技术设计的全部结论性的内容。2.2.5 审核鉴定对所拟定的方案、技术计算、设计图样等进行详细审核，并对试制的样机进行鉴定。特别要注意审查整个设计方案是否合理，各个具体设计环节是否正确，设计是否完善，还须做哪些改进。每个设计阶段既有其明确的目的和中心内容，相互间又有密切的联系，设计中需要经过多次反复修改、校核，才能逐步完善。应当注意，定型设计、改进设计与创新设计在每个设计阶段的重点与难度不完全一样。

36、因此在设计时，可根据实际需要再划分为若干个设计步骤，以使整个工作周密而又有秩序地进行，保证设计质量和进度。2.3 包装机设计的总体布局包装机的有关零部件在整机中相对空间位置的合理配置，叫做总体布局。总体布局的步骤是布置执行机构、传动系统和操作件，确定支承形式和绘制总体布局图。各步骤之间互相牵连，须将它们作为一个整体交叉进行，往往要经过多次反复才能完成。2.3.1 布置执行机构即布置被包装物品的计量与供送系统、包装材料整理与供送系统、主传送系统、包装执行机构和成品输出机构。首先，根据包装工艺路线图将各个执行构件布置在预定的工作位置。然后，布置执行机构的原动件，对于气液压传动，主要是安排气缸和油缸

37、的位置；对于机械传动，则是安排凸轮、齿轮、曲柄等原动件（即机构输入端）的位置。对此须注意两点： 为使执行机构简单紧凑，应尽量减少机构的构件数和运动副数，并尽量缩小其几何尺寸和所占空间位置，原动件应尽可能接近执行构件； 为简化传动系统，便于调试与维修和减少传动件磨损对传动精度的影响，要求原动件尽可能集中地布置在一根或少数几根上铀上。实际上，执行构件往往是比较分散的，以致它们的原动件较难集中。这时，可将相近的几个执行构件集中布置成为一个大部件。这样，一台包装机就相当于由若干个大部件所构成。2.3.2 布置传动系统布置机械传动系统，包括安排动力机、变速与调速装置、传动装置、操纵与控制装置以及辅助装置

38、等的位置。布置气液压传动系统，包括安排动力机、液压马达、油条、空气压缩机、油气管道以及气液压控制箱等装置。布置传动系统时须注意的问题如下。 选用的方案，应力求结构简单、传动链短、传动精度和效率都较高，且容易配备。 充分利用机体和支承架的内部空间，将动力机和传动件尽量布置在内部或侧面，以利于缩小机器的外形。 在布置传动件时应使各执行机构动作协调。例如，在远距离传递旋转运动时常采用链传动，但须注意到链节的磨损可能会使从动链轮与主动轮产生相位错移，如图2-1（a）中张紧链轮布置在松边，结果会使从动链轮的相位滞后；（b）中张紧链轮布置在紧边，它会使从动链轮的相位超前；（c）中在链的松、紧边都有张紧链轮

39、，若同时调节它们的位置，则可消除因链的磨损对相位同步所产生的影响，但构造较为复杂。图2-1 链传动张紧轮布局Figure 2-1 Tension wheel chain drive layout 为便于调试，机械传动系统的手动调整装置，最好安置在操作者能观察到有关执行机构工作情况的位置。2.3.3 布置操作件为便于操作，应保证操作者与操作件之间有合适的相对位置，为此需注意如下问题。 常用操作件尽量布置在操作者的近旁，当机器的外形较大而须在几个位置操纵时，可采用联动等措施。操作件距离地面的高度以600-1100mm为宜，操纵力大的操作件，要设置在适当偏低的位置处。操纵件的转动方向应与被驱动部件的

40、运动方向保持一致，而且一般规定调速手轮顺时针转动为增速并附设指示牌，以避免误动作。被包装物品和辅助包装器材的料仓高度，以及卷筒包装材料的支架位置都要适当安排，质量大时可将其设置在机器侧面以降低高度；质量小时可设置在机器上方以减少占地面积；要兼顾整机外形美观并尽量设置在操作者能顾及到的范围之内。 包装机工作台面的高度一般在700-900mm的范围内选取。但对大而重的物品的包装，上述高度应适当降低一些。 操作者应经常注意包装操作最集中和最易发生故障的部位。在决定物品走向时，一般是使其自左向右运动或是顺时针转动，当包装生产线有特殊要求时也可例外。 温度、压力、转速、计数等指示仪表，以及信号灯、报警器

41、、安全阀、排液阀和有关标牌等，都应布置在操作者容易观察、安全可靠、便于维护的位置。2.3.4 选择支承形式包装机的支承件有底座、箱体、立柱、横梁等。支承件的作用是使各有关零部件正确定位并保持其相对工作位置。对支承件的要求是： 足够的刚度，支承件在承受最大载荷时的变形不超过允许值； 足够的抗振性，使机器能稳定可靠的工作； 质量适中，力求节省材料，容易搬运； 便于零部件的装配调试、操作保养和机器的吊运安装； 外形美观，给人以调和、匀称、稳定、安全的感觉。包装机一般靠自重安放在地基上。有时为了移动方便，在底座上装有34个滚轮，并附有可调式支脚。2.3.5 绘制总体布局图总体布局图要求表示出包装机各部

42、件的相对位置关系和所占空间大小。在总体布局图上，应将总体布局的结果表示清楚，并标注出机器的主要外廓尺寸和各部件间的联系尺寸。图2-2为塑料膜包装机的总体布局简图。图2-2 塑料膜包装机的总体图Figure 2-2 plastic film packaging machines overall plan2.4 包装机主要参数的确定包装机的主要技术参数，大体上包括以下几个方面。1. 结构参数结构参数反映包装机的结构特征和包装物件的尺寸范围。如包装机列数，包装工位数，执行机构头数，主传送机构的回转直径或直线移距，工作台面的宽度与高度，物件的输入高度，成品的输出高度等。工作台长度a=1095mm，工作

43、台高度h=850mm2. 运动参数运动参数反映包装机的生产能力和执行机构的工作速度，如主轴转速、物件供送速度、计量与充填速度等。主轴转速n=1500r/min,供送速度V=16.956m/s.3. 动力参数动力参数反映执行机构的工作载荷和包装机正常运转的能量消耗，如成型、封口等执行机构的工作在载荷，动力机的额定功率、额定扭矩和调速范围，气液压传动的工作压力和流量以及为完成清洗、杀菌、热封等工序所需的水、汽、电和其他能源耗量等。电机功率N=3kw，转速4. 工艺参数工艺参数反映完成包装工序所用的工艺方法及特性，如完成包装工序的有关温度、时间、压力、拉力、速度、真空度、计量精度等参数。输送链拉力F

44、=146.51N.传动件的结构及尺寸等参数在很大程度上是根据动力参数设计计算的。所以，若动力参数选择过大，就会使动力机、传动件的结构尺寸相应增大；若过小又会使它们经常处于超负荷状态而难以维持正常工作甚至损坏。确定包装机功率的方法有如下几种。（1）类比法 通过调查研究、统计和分析比较同类型包装机所需功率的状况，从而确定包装机功率。（2）实测法 选择同类型包装机或试制样机测其动力机的输入功率，再依它的效率和转速计算输出功率和扭矩。考虑到被测与所设计的包装机有某些差异，应将实测结果加以适当修正，作为确定包装机功率的依据。（3）计算法 动力机的输出功率也可用下式粗略球算： i=1，2，3，m式中 Nm

45、个执行机构中的第i个机构所需的驱动功率，一般按其最大负载（包括工作载荷和摩擦阻抗）计算； 动力机与第d个执行机构之间的传动总效率； K负载特性影响系数，取。当执行机构的负载比较稳定时，如旋转型灌装机，可取1；至于间歇运动的包装机等，因执行机构负载变化范围比较宽，并且它们的峰值一般不会在同一时刻出现，故取值可大一些。在总体方案设计阶段，有关的动力参数主要根据前两种方法粗略计算，待到零部件设计完成后尚需做进一步的校核。采用计算法确定动力参数目前还不普遍，这主要是由于包装机的工作载荷大都难以精确计算，加之对执行机构的传动效率和惯性力的计算相当麻烦，以致把计算法仅作为确定动力参数的一种辅助手段。3 包

46、装机的传动系统设计3.1 包装机械传动系统概述3.1.1 传动系统的特点（1）运动形式复杂 为了满足工作的需要，除具有一般的正、反转旋转运动、直线往复运动外，还需要变速运动、间歇运动、差速运动、合成运动、特殊轨迹的平面、空间运动等。（2）传动分支多 由于终端执行件多，传动系统的分支也多。无内联系要求或与相对速度无关，或是需要经常调整去相对关系的，可以有独立的传动运动。（3）无极调整多 为了达到最佳相配关系，包装机械上常用无极调速传动设计。（4）变速机构多 一些工作构件需要作变速运动。（5）运动配合要严格 为了在众多运动中能协调配合，对各运动的先后顺序、位置关系要求都很严格，不允许有误动作现象发

47、生。（6）安装保护环节多 由于多数包装机械的负荷不大而运动速度高，为减少运动中的冲击，零件的强度安全系数不宜选择过大。工作中的意外阻力会引起它们的破坏（或是对包装制品、包装物料、包装材料的损坏），凡是能引起上述损坏的地方，原则上都要设置安全保护环节。3.1.2 传动系统形式和组成1.传动系统形式包装机械的适用对象很广，用途多样，运动的要求也不同，在传动系统中，有机械、气动、液压和电气等传动。（1）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。（2）气压传动 在一些食品包装机械或其他包装机械中，由于运动

48、距离长，在机械传动不易实现的地方，常采用气压传动设计。它不污染环境，动作迅速，但是噪声很大，需配置消音器。（3）液压传动 它具有出力大、便于自动控制、行程可长可短等优点，但易于污染环境，传动效率低。不宜在食品、药品等禁止污染的内包装机上使用。（4）电气传动 电动机作为驱动动力，其中调速电动机和可逆电动机在包装机上使用较多；电磁铁也常用于输入功率小、行程小和动作频率不高（小于3000次/h）的传动装置中。2.传动系统的组成 机械系统通常有原动机、传动装置和工作机三大基本组成部分。传动装置的作用是将原动机的运动和动力转变为工作机所需要的运动和动力并传递之。传动装置是机械的主要组成部分在很大程度上决

49、定着整台机械的工作性能和成本，因此不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重大的意义。 任何机械设备都是由许多机械零部件组成的。机械零件是机械制造过程中不可分拆的最小单元，而机械部件则是机械制造过程中为完成某一目的而由若干协同工作的零件组合在一起的组合体，如联轴器、滚动轴承等。凡是在各类机械中都用得到的零部件称为通用零部件，例如，螺栓、齿轮、轴、滚动轴承、联轴器、减速器等。而只在特定类型的机械中才能用到的零部件称为专用零部件，例如涡轮机上的叶片、往复式活塞内燃机的曲轴、飞机的起落架、机床的变速箱等。 机械设备中，有些零件是作为一独立的单元体而运动，而有些零件则刚性的连接在一起，共同组成了一个独

50、立的运动单元体而运动。机械中的每一独立的运动单元体称为构件。因此，从运动的观点看，任何机械都是由构件组成的。一个具有确定相对运动的构件组合称为机构，任何机器中必包含一个或一个以上的机构。各种机械中普遍使用的机构称为常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和间歇运动机构等。3.1.3 包装机传动系统的拟定原则包装机械设计中，为使传动成本低、零件少、精度高，除了工艺正确可行、工作执行件设计先进外，传动系统设计的好坏也将起到重要作用。通常制定传动方案时应遵从以下原则。 尽量缩短传动链。 尽量简化传动链。 合理分配传动比。 尽可能采用高效传动副。3.2 包装机的传动设计1.拟定传动方案包装机械的

51、传动系统，主要是将运动按要求分配和传递到各工作执行件上，依据工作执行件的数目和它们对传动的要求制定传动方案。2.画传动设计方框图传动设计方框图是以方框图来对传动进行计算的一种方法，它直观、明确，易于设计计算新的传动系统，也便于评定旧的传动系统，提出新的传动方案。这种方法适合于终端执行件多、传动复杂、要求严格的包装机的传动设计计算。包装机械的传动设计主要是保证终端执行件安包装工艺所规定的要求进行正确的运转，保证它们得到规定的、相互配合准确的运动。所以，它们传动系统设计的依据就是这些包装工艺所规定的各种运动形式和参数，这也是传动计算图的依据，它们通常包括： 各包装终端执行件的数目、各自的工艺和运动

52、形式要求； 各关联运动之间的传动比及传动性质（匀速、变速）； 各运动要求的参数（旋向、转速、线速度等）； 各运动件的的自动循环周期表； 选用电动机的转速范围。以上工艺及参数是经过工艺设计和工艺试测后，以设计任务书的形式固定下来的。由于包装机的工况影响因素多，设备间的匹配严格，其传动系统中不仅常用无极调速器，且常用调速电动机。本设计就选用调速电动机。各终端执行件虽然可能在不同转速下运转，但在传动计算方框图中所定的参数是在理想条件下的较高数值。为尽量发挥调速电动机能力，它的转速应设定在较高转速值，通常为 作为超速运转可余留部分。3.传动设计步骤 按工序流程简图中各工序位置绘出终端执行件，并注明有关

53、参数及旋向。 先将各终端执行件需要保持固定传动比的传动副用细实线连起来，并注明传动比。 确定中间传动副的传动比和传动件的旋向。传动比的分配尽可能做到“前高后低，降速要慢”，使较多的零件在较高转速下运行，不要有过大、过小的传动比，使机构既紧凑、尺寸小，而又无较大振动和噪声。 确定齿数、模数。按传动关系去修正传动比、终端执行件的几何参数，以保证终端执行件的运动参数差值满足一定精度要求。 确定电动机等动力参数，并校核电动机至终端执行件之间的各传动顺序、旋向及参数等。4.利用方框图对传动系统的评定 整个传动过程中无过大的降速、升速段（升速应控制的更小）； 传动件尽可能少； 在一条传动链上不要同时有升速

54、和降速； 尽可能多的选用标准零部件。5.传动系统简图按传动计算方框图的结果，结合包装机的具体结构和布局以及传动简图的规定画法，就可画出传动系统简图，上面应注明齿数、直径、功率、转速等参数。3.3 传动系统的变速方式3.3.1 固定传动比变速方式这里指机械传动固定而采用改变电动机速度来进行变速，电动机变速通常有以下三种情况。（1）多速电动机变速 这种调速方式简单，但电动机的单位功率体积大，特别是速度等级差异大，包装机械上使用较少。（2）直流电动机调速 配置测速发电机后，直流调速电动机可以按设定转速正常运转，并有较硬的机械特性曲线。它同时具有体积小、单位功率质量小、启动平稳、调速范围大、便于自控等

55、优点，在包装机械上得到广泛的使用。（3）交流调速电动机调速 单位功率质量大，体积大，调速时有明显的过渡过程，调速范围通常是高、低速之比为10左右，包装机械产品多数使用这种电动机。3.3.2 机械变速方式机械变速是通过改变机械传动比来实现有级或无级传动，它具有运行可靠、易检修、单位功率体积小、质量轻的优点，并具有规格及形式多的优点，因而得到广泛的使用。简易变速方式通常包括以下几种。（1）减速器 主要用于降低电动机转速，得到较大的扭矩，以满足工况要求。它们又分齿轮减速器和蜗轮减速器两种，前者传动效率高，降速比不大，无自锁性，体积较大。后者正好相反，运行中磨损发热大，需要散热和良好润滑。（2）交换齿

56、轮，空塔轮 在一些只需要交换个别传动比，但不需要连续和经常变化的地方，为简化机构，有时采用交换轮或空塔轮，但是调整时间长且不方便。为满足包装和更为广泛的传动要求，在机械变速方式上，更多采用的是其他变速装置，主要有以下几种。1. V带无级调速装置该无级变速的主要特点是：输入轴和输出轴各装一个整体式三角带论，其中心距保持不变，而装在中间短轴上的一对三角带论，通过伺服电动机、减速器及其他传动元件能使它的支承滑块沿螺杆斜置方向产生左右移动。同时此组合带轮的活动锥盘受两侧三角带的拉力作用能够沿轴向产生前后移动，从而达到防止三角带横向走偏和自动调整传动比的目的。这种无级变速器结构简单，工作可靠，兼有吸振性

57、能，制造维修也很方便，输出轴的变速比一般为25，但外形尺寸较大。2.谐波齿轮减速器其传动原理是：发生器旋转时，柔轮先对刚轮进行啮合运动，由于柔轮、刚轮之间存在少齿差特点，可通过柔轮实现大减速比的运动输出。3.钢球无级变速器这种变速器体积小，效率高，转速稳定，操作简便。4.钢锥无级变速器这种变速器结构简单，变速范围广，其变速比可高达12，调速轻便，可实现恒功率传动。由于受力情况好，效率高，其值可达80%90%，常用于各种切削机床。3.4 润滑系统包装机械的运动复杂，有序的相对运动副很多，除了比较集中的传动箱、减速器、差速器、无级变速器外，它们都比较分散，不便于集中润滑。在告诉包装机上，动作频率可

58、以达10002000次/min，相对速度可达每分钟数百米，需要采用良好的润滑。1.润滑系统的要求 包装机开动时应有足够的润滑，特别是高速包装机在开动前就应供以润滑油。 润滑部位应有防污、防漏措施，不应污染商品。 润滑系统工作要可靠，尽可能自动化，以减轻工人的劳动强度。 便于观察润滑情况。 润滑油量可以进行调整。 便于检修和清理。 润滑剂的牌号不宜太多，便于管理。 结构简单、经济适用。2.润滑剂的选择（1）润滑油 用作润滑剂的油类可概括为三类：机油、矿物油、化学合成油，其中矿物油应用最广。（2）润滑脂 这是除润滑油外应用最多的一类润滑剂，它是润滑油与稠化剂的膏状混合物。选择润滑油或润滑脂的方法是

59、：根据轴承等转动副之处的轴颈d及该处的转速n两值的乘积来确定，即dn值。3.润滑方式由于润滑的要求及条件不同，有很多不同的润滑方式，而润滑方式的选择，主要由下列因素来决定。 润滑部位的数目和结构特点。 润滑点的工作环境。 润滑油（脂）的类型、需要量及更换周期。 发热、传热和散热的状况。 机器的自动化程度及对控制的要求。包装机械及设备中常采用的润滑方式和装置有以下几种。手工加油（脂）润滑，滴油润滑，油绳、油垫润滑，机械强制供油润滑。4.常用传动部件的润滑（1）滑动轴承的润滑（2）滚动轴承的润滑（3）齿轮和蜗杆传动的润滑（4）导轨的润滑为了减少导轨面的摩擦与磨损，必须考虑以下的使用条件来选择它的润

60、滑剂和润滑方式。 导轨接触面积大，油膜分布不均，有增加黏着磨损的倾向。 跑合之后，由于导轨之间的挤压作用，很容易挤掉导轨面上的润滑剂。 由于挤压作用和导轨的往复运动，保持在导轨面的油膜很薄，所以它们处于边界润滑状态。 防止灰尘进入导轨后，应加护罩。它可以用普通润滑油进行润滑。（5）链条的润滑对润滑剂应有如下要求。 较好的油性，能牢固地吸附在链条的内外表面，不致被链条的离心率所甩掉，或是要载荷挤压而脱离磨擦点。 较好的渗透能力，能渗入链环的各个摩擦环节，形成边界膜，减少磨损。 较好的抗氧化稳定性，运转时与空气接触不至于加速氧化而形成氧化物。链条不论在何处都需要润滑，一般在低速情况下采用30号机械

61、油。链条的润滑方式可以根据链轮的直径与转速，按图3-1进行选择。 链条的润滑油选择 用在小功率传动上，密封不严，速度小于200m/min（见表3-1）。 链条的润滑油量控制a.手工加油润滑 用油刷、油壶在链条松边加油至摩擦环节处有油膜反光，而不滴油为准。b.滴油润滑 用油杯或注油器在链条松边内外链板间隙处，每分钟滴下的润滑油520滴，至上述要求为止。图3-1 链条润滑方式Figure 3-1 Chain Lubrication way表3-1 链条的润滑油选择Table 3-1 to choose the chain lubricants工作状态加油方法工作温度/采用润滑油新的未磨损的旧链条，

62、周围较清洁刷子、油壶等工具加油4438383050号机械油70已磨损的旧链条，在灰尘、水温或化学气体中工作刷子、油壶等工具加油4438385070号机械油904 包装机的供送系统的设计4.1 链条输送装置设计概述链条输送机是用环形链条作为牵引构件的输送装置。环形链条在驱动装置的驱动下连续运行，被输送物品由装在牵引链条上的轨道与其之间的摩擦前进。图4-1所示为包装机中常用的包装物品链式输送装置，待包装物品沿链条上的输送滑台前进，完成输送过程。图4-1 包装物品链式输送装置Figure 4-1 Chain conveyor device packaging items1-导板；2-驱动链轮；3-牵

63、引链条；4-滚轮；5-导轨；6-从动链轮；7-输送滑台在自动包装机或自动包装生产线中广泛应用各种形式的链条输送机，用于包装物品、包装容器及包装成品的输送。常用的有普通链条输送装置、滚轮链条输送装置、长链板链条输送装置、平板式链条输送装置、推板式链条输送装置和斗式链条提升装置等。4.2 链条输送装置结构链条输送装置由牵引链条、支承装置、链轮、张紧装置及附件等组成。4.2.1 牵引链条牵引链条有多种形式，主要应用的是板式链。最简单的板式链由链板和柱销组成，但运转中链板与柱销间磨损较快。套筒链条的工作性能较好，其结构如图4-2（a）所示。内链板与套筒固装，销轴穿过套筒与外链板相固装，套筒与销轴间是转动配合。此种链条在工作运转中的磨损大为改善，但套筒与销轴和链轮轮齿的摩擦磨损仍然较大。如在套筒链条的套筒外再加装上能自由转动的辊子，就成为图4-2（b）所示的套筒辊子链条，这样便能大大减轻链轮与链条间及链条本身的磨损，性能较好，在机械传动中均采用这种链条。图4-2 输送链条结构形式