畢業(yè)論文定稿-塑料袋封口裝置設計

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原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763目 錄第一章 緒論 31.1 課題背景 .31.2 塑料袋封口機的作用 .31.3 塑料袋封口裝置的發(fā)展狀況 .41.3.1 國外塑料袋封口機械的發(fā)展狀況 .41.3.2 國內(nèi)塑料袋封口機械的發(fā)展狀況 .5第二章 封口方案的選擇 72.1 設計任務及參數(shù)要求 .72.1.1 設計任務 72.1.2 技術參數(shù) 72.2 熱壓封口種類 .72.2.1 板式熱封 .72.2.2 滾輪式熱封 82.2.3 帶式熱封 .82.2.4 滑動滾壓式密封 82.2.5 滑動式熱封 92.2.6 脈沖熱封 92.2.7 熔切式熱封 102.2.8 脈沖熔切式熱封 102.2.9 超聲波熱封 112.2.10 高頻熱封 112.2.11 手動式封口機 112.2.12 環(huán)帶式薄膜封口機 122.2.13 熱壓式封口機的應用范圍及選用原則 132.3 方案的選擇 132.3.1 封口方案的選定 .132.3.2 傳動方案的設計 .13第三章 塑料袋封口裝置的設計計算 153.1 電機的選擇 .153.2 壓輪組的選擇 .153.2.1 壓輪的設計 .153.2.2 壓輪調(diào)整機構的設計 .153.3 各級傳動比的分配及動力參數(shù)計算 .163.3.1 各級傳動比的分配 .163.3.2 傳動系統(tǒng)各軸的轉速，功率和轉矩計算 .16原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763由于封口過程中容易由于人為因素出現(xiàn)過載，故如下計算按照電機最大功率進行，以防止損壞傳動系統(tǒng)。 163.4 齒輪組的設計 .163.4.1 材料選擇 .173.4.2 確定齒數(shù) .173.4.3 按按齒面接觸強度設計 173.2.4 按齒根彎曲強度設計 183.4.5 齒輪幾何尺寸計算 203.4.6 齒輪結構的設計 203.5 V 帶輪組的設計 .203.5.1 V 帶輪及 V 帶的設計 203.5.2 V 帶輪的結構設計 .223.6 軸的設計 .233.6.1 選材和確定軸材料的許用應力 .233.6.2 1 軸的設計 .233.6.3 2、3 軸的設計 .243.6.4 確定軸的各段長度 .243.6.5 軸上鍵的選擇 243.6.6 彎矩、剪力圖 243.6.7 軸及軸上鍵的校核 253.7 軸承的選擇及校核 .26第四章 塑料袋封口裝置的操作和維護規(guī)則 294.1 第四章 塑料袋封口裝置的操作 294.2 使用前的檢查和維護 294.3 封口機的故障分析 294.3.1 封口不牢 .29結 論 31參考文獻 32致 謝 33原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第一章 緒論1.1 課題背景隨著社會的發(fā)展，塑料袋封口機在各種機械中發(fā)揮著越來越重要的作用。包裝是產(chǎn)品進入流通領域的必要條件而實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機械。同時伴隨著時代的發(fā)展和技術的進步，塑料袋封口機械在流通領域中起著越來越重要的作用。隨著科學技術在不斷發(fā)展和各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求。塑料袋封口機更是包裝機械中不可缺少的部分。它主要是采用熱壓使塑料粘接在一塊，即可單機作業(yè)，也可與流水線配套使用，廣泛應用于家用電器、紡織、百貨、醫(yī)藥等行業(yè)。目前塑料袋封口機械競爭日趨激烈，未來的塑料袋封口機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進包裝設備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設備，而塑料袋封口機械技術也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機電一體化、機械功能多元化、結構設計標準化、控制智能化、結構運動高精度化 [1]。1.2 塑料袋封口機的作用現(xiàn)代工業(yè)（如食品、輕工、醫(yī)藥、化工、電子和國防等）生產(chǎn)中，主要包括原料處理、車間加工和產(chǎn)品包裝，其中產(chǎn)品封口包裝成為非常重要的環(huán)節(jié)。塑料袋封口機械是使產(chǎn)品實現(xiàn)機械化、自動化的根本保障，它為包裝工業(yè)提供先進的技術設備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。（1）提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率是包裝封箱口機械的重要作用。如國內(nèi)某些公司生產(chǎn)的全自動塑料袋封口機的生產(chǎn)率可達 30m/min，這是手工塑料袋封口無法比擬的。（2）改善勞動條件如采用塑料袋封口機械來包裝硫酸等危險品時，既提高了生產(chǎn)效率，又改變了勞動條件，避免工人與硫酸直接接觸，使操作安全。（3）降低產(chǎn)品成本如采用塑料袋封口機械包裝液體、粉狀物品時，可減少液體外溢、粉塵飛揚等現(xiàn)象的發(fā)生并減少和防止產(chǎn)品的散失，既節(jié)約原材料，使產(chǎn)品成本降低，又能保護環(huán)境。（4）提高產(chǎn)品質(zhì)量如采用塑料袋封口機械包裝藥品、食品時，避免了產(chǎn)品與人手的直接接觸，加強了對產(chǎn)品的保護和產(chǎn)品衛(wèi)生；另外，由于塑料袋封口機械的設計精度高，保障產(chǎn) 原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763品的外觀整齊、封口嚴密，提高了產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，增強了市場銷售的競爭能力。（5）節(jié)約基建投資如采用塑料袋封口機械包裝產(chǎn)品，則產(chǎn)品和包裝容量的供給都比較集中，包裝工序安排比較緊湊，可以充分利用空間，減少了人工包裝產(chǎn)品所需要的占地面積，這樣可以節(jié)約基建投資。1.3 塑料袋封口裝置的發(fā)展狀況隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達國家已經(jīng)把核能技術、微電子技術、激光技術、生物技術和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機械制造技術中。新的合金材料、高分子材料、復合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應用，塑料袋封口機械的集成化、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。1.3.1 國外塑料袋封口機械的發(fā)展狀況國外的塑料袋封口機械工業(yè)技術的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個幾段；簡單機械化、初級自動化、自動塑料袋封口機械、計算機控制的高度自動化封口機械。20 世紀 40 年代中期，在食品、卷煙、火柴等行業(yè)最先使用了塑料袋封口機械對產(chǎn)品包裝箱進行封口。50 年代，塑料袋封口機上廣泛采用了光電管、電氣開關實現(xiàn)了塑料袋封口機械的初級自動化。60 年代，在塑料袋封口機械上廣泛采用了各種新型電子元件組成控制系統(tǒng)，并采用機械、電氣、液壓、氣動等綜合技術，出現(xiàn)了自動塑料袋封口機械。70 年代，由于采用電子計算機對塑料袋封口機械進行控制，進一步了解單片機和自動化塑料袋封口機的水平。80 年代，塑料袋封口機械行業(yè)大量的應用了高新技術。經(jīng)過 60 多年的發(fā)展，國外塑料袋封口機械的發(fā)展已經(jīng)形成了獨立完整的體系，成為機械制造行業(yè)的一個重要分支。美國包裝工業(yè)起步于 20 世紀初期，自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機械完整而獨立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值 3%。據(jù)美國行業(yè)調(diào)查分析，其塑料袋封口機械最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 德國的塑料袋封口機械在計量、制造、技術性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構造的靈活性和供貨的靈活性，以適應產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計算機和仿真技術提供成套設備，故障率低，可以進行遠程診斷服務；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763意大利生產(chǎn)的塑料袋封口機械中，40％是食品塑料袋封口機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進行設計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設計、生產(chǎn)、試驗，實現(xiàn)監(jiān)督、檢驗、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。日本是塑料袋封口機械的后起之秀。它是第二次世界大戰(zhàn)后才發(fā)展起來的，但是發(fā)展速度很快，20 世紀 60 年代至 70 年代，塑料袋封口機械的產(chǎn)值平均每年增長20%。 70 年代初期達到世界先進水平，成為第二包裝大國，塑料袋封口機械的平均年產(chǎn)量是 60 萬臺（套） ，其年增長率為 10%。發(fā)展速度快的原因是日本善于引進、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。此外，英國、法國、瑞典、瑞士等國家的塑料袋封口機械業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型塑料袋封口機械，都有久享盛譽的塑料袋封口機械供應國內(nèi)外市場 [3]。1.3.2 國內(nèi)塑料袋封口機械的發(fā)展狀況（1）我國塑料袋封口機械概況解放前，我國塑料袋封口機械基本上是空白的。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機械化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進口的啤酒、汽水灌裝機及卷煙小包裝機等。解放后的 30 年間，我國塑料袋封口機械的發(fā)展相當緩慢。1956 年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機。20 世紀 60 年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機，20 世紀70 年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。進入 20 世紀 80 年代，由于國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，對外貿(mào)易不斷擴大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，迫切要求包裝實現(xiàn)機械化、自動化，從而大大促使了包裝機械的發(fā)展，包裝機械在國民經(jīng)濟中占有的位置越來越重要。20 世紀 90 年代以來，包裝機械工業(yè)每年平均以 20%-30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個包裝工業(yè)平均增長速度的 15%-17%，比傳統(tǒng)的機械工業(yè)的平均增長值高4.7%。包裝機械工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟中不可缺少的非常重要的新興行業(yè)。隨著我國商品經(jīng)濟的繁榮和人民生活水平的提高，包裝箱封口機械包裝技術的前景十分樂觀。近年來，國家加大了對食品和藥品質(zhì)量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包裝技術都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進行包裝設備的技術改造和生產(chǎn)技術的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國塑料袋封口機械的水平和市場競爭力。盡管我國塑料袋封口機械包裝技術的水平有了提高，但是我國的包裝箱機械包裝技術與發(fā)達國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。無論在產(chǎn)品品種、技術水平原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都有一定的差距。并且我國包裝機械行業(yè) 30％左右的企業(yè)存在低水平的重復建設。這種狀況不但浪費了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機械市場的無序混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機械的升級換代和包裝技術的創(chuàng)新。日前，隨著包裝機械技術含量日趨增加，國外已經(jīng)已將很多先進技術應用在包裝機械上，如遠距離遙控技術、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等，國內(nèi)現(xiàn)有的一些包裝機技術含量較低，先進技術應用較少，國內(nèi)包裝機械低水平重復建設對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構成了阻礙。另外，包裝機械市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(yè)（集團）所壟斷，包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標準件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機械的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。包裝機械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達國家的包裝機械，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權和國際先進水平的產(chǎn)品，是擺在我國塑料袋封口機機械企業(yè)面前的緊迫任務 [4]。（2）國內(nèi)塑料袋封口機械發(fā)的趨勢隨著科學技術的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求，塑料袋封口機在流通領域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈，未來的包裝機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進包裝設備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設備，而包裝機械技術也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機電一體化、機械功能多元化、結構設計標準化、控制智能化 [5]。（3）國產(chǎn)包裝機械與國際的主要差距（a）生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后，外觀粗糙，基礎件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件質(zhì)量差。（b）控制技術應用得少。比如遠距離遙控技術、步進電機技術、信息處理技術等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機械水平處于領先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機械設備的技術更新很快。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第二章 封口方案的選擇2.1 設計任務及參數(shù)要求2.1.1 設計任務1）查閱資料了解塑料袋封口裝置的發(fā)展現(xiàn)狀并理解其工作原理2）結合所學知識設計塑料袋封口裝置的大致結構3）對各部分結構進行細化設計并校核4）繪制塑料袋封口裝置的裝配圖以及零件圖2.1.2 技術參數(shù)電源 220V，50Hz ；封袋寬度 4～12mm；封袋厚度 0.02～0.75mm；封袋速度0～15m/min。2.2 熱壓封口種類熱封法也稱加熱粘合，與涂膠粘合和膠帶粘合方法完全不同。熱封法不用外加材料，僅靠包裝材料本身加熱后熔化而粘合。因此，其研究對象主要是塑料薄膜、塑料捆扎帶等。熱壓封口機主要用于塑料袋的封口，其技術水平和機械結構比較簡單，性能比也比較穩(wěn)定，目前已基本形成系列，品種比較齊全，封口長度從 200mm 到1200mm，操作方式從手動、腳踏到全自動連續(xù)方式，加熱方式從常熱式到脈沖式，均可選到合適機型。根據(jù)熱合方式不同，熱封封口方式有以下幾種。2.2.1 板式熱封這是一種最普通的熱封方法,工作原理如圖 2-1 所示。將封合的薄膜 3 緊壓在耐熱橡膠 4 及加熱到一定溫度（恒溫控制）的加熱板 1 之間，實現(xiàn)熱封。這是熱封作業(yè)中最普通的方法，因結構和原理都很簡單，封口速度也較快，所以，廣泛用于聚乙烯、聚乙烯／玻璃紙復合薄膜的封合。由于加熱是持續(xù)的，不適合用于熱收縮薄膜和容易熱分解的薄膜（如聚氯乙烯） 。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-加熱板；2-密封部位；3- 薄膜；4-耐熱橡膠； 5-底座圖 2-1 板式熱封2.2.2 滾輪式熱封如圖 2-2 所示，經(jīng)過加熱的一對滾輪（加熱滾輪可以是其中的一個） ，使疊合的薄膜 2 從兩個滾輪 1 之間通過而熱封。此法的特點是連續(xù)熱封?？捎糜谒芰媳∧ぃㄈ缇垡蚁ＡЪ垙秃媳∧ぃ?，由于支持薄膜的材料如玻璃紙、鋁箔等，加熱后不產(chǎn)生熱變形，因而不影響包裝件外觀。但對單一薄膜來說，會產(chǎn)生皺紋，影響外觀，故不適用。1-加熱滾輪；2- 薄膜；3-密封部位圖 2-2 滾輪熱封2.2.3 帶式熱封如 2-3 圖所示,它是將疊合的兩層薄膜 2 夾在一對回轉的聚四乙烯帶（或鋼帶）1 之間，經(jīng)過帶內(nèi)側的加熱部位 4 和冷卻部位 5 使薄膜 2 封合。其方法可以進行連續(xù)熱封，由于薄膜在熱封過程中被金屬帶夾持，所以對單一薄膜連續(xù)加熱也不會產(chǎn)生變形。但此法所用設備較復雜，多用于半自動封口機。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-聚四氟乙烯帶（或鋼帶） ；2-薄膜；3- 密封部位；4-加熱部位；5- 冷卻部位圖 2-3 帶式熱封2.2.4 滑動滾壓式密封如圖 2-4 所示，它是將疊合的兩層薄膜從一對加熱板 4 之間通過，然后用壓輪3 壓緊黏合。具體操作是待熱封薄膜是在兩塊加熱板之間的縫隙滑過而加熱，經(jīng)加熱軟化的薄膜，通過一對不加熱的滾花輪，一邊壓緊一邊滾壓出各種不同花紋。此法可用于熱封變形大的塑料薄膜，并可連續(xù)操作。因結構簡單，封口可靠，故廣泛用于制袋機和自動包裝機。1-薄膜； 2-密封部位；3-壓輪；4-加熱板圖 2-4 滑動滾壓式熱封2.2.5 滑動式熱封滑動式熱封主要用于裹包包裝，如圖 2-5 所示。它是由薄膜 3 包住被包裝物 2，使其在加熱板四上滑動，靠包裝物所加的輕微壓力和熱板 4 的熱量來黏合兩層薄膜的疊合部分。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-密封部位； 2-被包裝物；3-薄膜；4-加熱板圖 2-5 滑動式熱封2.2.6 脈沖熱封如圖 2-6 所示，鎳鎘合金條 2 將薄膜 4 壓在耐熱橡膠 5 上，瞬間通過大電流加熱鎳鎘合金條 2，利用這種熱進行熱封。其特點是合金條 2 冷卻后才離開熱封的部分，所以即便是容易變形的薄膜也能利用此方法進行熱封。這種方法與板式熱封法相比，結構較復雜，需要冷卻時間。因此，封合速度受到限制。盡管如此，因能得到穩(wěn)定而滿意的封合效果，所以，對封合強度和密封性要求高的包裝液體物料的制袋機，以及真空包裝的封口等仍然廣泛采用。1-壓板；2-鎳鎘合金；3-防黏材料；4- 薄膜；5-耐熱材料； 6-底座；7-密封部位圖 2-6 脈沖熱封2.2.7 熔切式熱封如圖 2-7 所示，靠熱刀 5 與薄膜 2 接觸時，使薄膜熔斷，同時使上下兩層薄膜的邊緣黏合在一起，得到封口。這種封口沒有較寬的封合帶，封口強度低，適用于氣密性要求不高的包裝袋封口。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-送膜輥；2-薄膜；3- 橡膠輥；4-密封部位； 5-加熱刀圖 2-7 熔切式熱封2.2.8 脈沖熔切式熱封如圖 2-8 所示，它是將加熱板 1 或火焰靠近疊合的薄膜 4 的一端使之熔融黏合的方法。其特點是焊縫強度大，僅適合于熱收縮膜，不適合于熱分解性薄膜。1-加熱板；2-密封部位；3- 冷卻板；4-薄膜； 5-密封剖面圖 2-8 脈沖熔切式熱封2.2.9 超聲波熱封如圖 2-9 所示，這種熱封機機構是由高頻振蕩器將高頻電能輸送至磁致伸縮振子，轉換為縱向機械振動。再經(jīng)過指數(shù)曲線型振幅擴大棒，產(chǎn)生超聲波，施加于重合的待封薄膜表面使薄膜熔化而封合。這種熱封方法的特點是在薄膜疊合的中心發(fā)熱，適于像雙向拉伸薄膜那樣受熱易收縮薄膜的連續(xù)封合。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-磁致收縮振子；2-振幅放大器；3- 底座；4-薄膜；5- 密封部位圖 2-9 脈沖熔切式熱封2.2.10 高頻熱封這種熱封方法如圖 2-10 所示，用上下兩個電極壓住薄膜，加上高頻電壓，由聚合物的介電系數(shù)損失發(fā)熱而熔化完成熱封。熱封部分的最高溫度是在熱封面，所以薄膜不會過熱，能得到強度高的封合縫。這種方法加熱快，主要用于介電損失大的聚合物，如聚氯乙烯等。高頻熱封法與超聲波熱封法一樣，發(fā)熱是以薄膜重合面為中心產(chǎn)生的，所以適合于熱收縮薄膜的熱封，并可連續(xù)作業(yè)，常用于一部分制袋機和包裝機上。1-壓頭；2-高頻電極；3- 封縫；4-薄膜； 5-工作臺圖 2-10 高頻熱封2.2.11 手動式封口機手動式封口機是常用而且簡單的封口機。其封合方法一般采用熱板加壓封合或脈沖加熱封合。這類封口機多為袖珍型，造型美觀、重量輕、占地面積小、適用于放在桌子上或柜臺上使用。圖 2-11 為手壓封口機示意圖。它由手柄、壓臂、電熱帶、指示燈、定時旋鈕等元件組成。該機不用電源開關，使用時只要把電源線插頭插入插座。根據(jù)熱封材料的熱封性能和厚度，調(diào)節(jié)定時器按鈕，確定加熱時間，然后將塑料袋口放在封接面上，按下手柄，指示燈亮，電路自動控制加熱時間，時間到后指示燈滅，電源被自動切斷，越 1-2 秒放開手柄，即完成塑料袋的封口。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-手柄；2-壓臂； 3-電熱帶；4-指示燈；5-定時旋鈕；6- 外殼圖 2-11 手壓式封口機2.2.12 環(huán)帶式薄膜封口機此類機器目前多用于薄膜及其復合材料包裝袋充填物料后的最后熱封。它具有封口、印子、壓字和計算功能。廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用化工等行業(yè)的包裝封口，單機使用效果好。在各種包裝生產(chǎn)線中配套使用效果也比較理想。如圖 2-12 所示，熱壓工作封口機工作原理如圖。將塑料薄膜部分夾在一對轉動的環(huán)形鋼帶 1 之間，鋼帶 1 帶著薄膜（袋）4 同步移動。在移動過程中，鋼帶 1 與其內(nèi)側放置的預先確定了溫度和壓力的加熱體 2 及預先確定了壓力的冷卻體 3 接觸，從而使夾在鋼帶之間的兩層塑料薄膜熱壓黏合及冷卻定型。在封口還未完全冷卻時，使封口通過一對預先調(diào)整好壓力的壓花輪壓花，然后再通過墨輪和印字碼輪打印生產(chǎn)日期，最后完成封口工作 [11]。1-環(huán)形鋼帶；2-加熱體； 3-冷卻體；4-薄膜；5-壓花輪；6- 尼龍導帶輪圖 2-12 環(huán)帶式薄膜封口機2.2.13 熱壓式封口機的應用范圍及選用原則熱壓式封口機主要用于各種塑料袋的封口，加熱原理和熱封裝置結構不同，所使用的薄膜種類也不同。具體選用時應綜合下列情況進行考慮（1）所選封口機的熱封方法應與包裝材料的種類相適應（2）熱封溫度、封口壓力和封口時間應滿足材料的厚度及熱封性能要求原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（3）對于熱板式封口機，其封口長度應滿足包裝袋的要求，并適當留有余地（4）對于環(huán)帶式封口機，由于封口長度不受限制，在包裝袋尺寸一定的情況下，生產(chǎn)能力的大小主要取決于封口速度。（5）選擇結構先進、經(jīng)濟合理、操作維修方便的機型 [12]。2.3 方案的選擇2.3.1 封口方案的選定通過以上方案的對比選用 2.2.4 滑動滾壓式熱封如圖 2-13 所示，它是將疊合的兩層薄膜從一對加熱板 4 之間通過，然后用壓輪3 壓緊黏合。具體操作是待熱封薄膜是在兩塊加熱板之間的縫隙滑過而加熱，經(jīng)加熱軟化的薄膜，通過一對不加熱的滾花輪，一邊壓緊一邊滾壓出各種不同花紋。優(yōu)點：可連續(xù)操作、結構簡單，封口可靠，故廣泛用于制袋機和自動包裝機。1-薄膜； 2-密封部位；3-壓輪；4-加熱板圖 2-13 滑動滾壓式熱封2.3.2 傳動方案的設計如圖 2-14 所示，選用小功率直流電機驅(qū)動 1，一級齒輪傳動 2 和二級 V 帶傳動3 減速；帶動壓輪組 4 轉動，壓輪組 5 中，其中一壓輪可通過調(diào)整機構 5 調(diào)整輪距和壓緊力。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631-電機 2-齒輪組 3-V 帶輪組 4-壓輪組 5-調(diào)整機構圖 2-14 傳動方案簡圖原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第三章 塑料袋封口裝置的設計計算3.1 電機的選擇封口速度要求： smv/25.0in/15?初 設 拽 引 力 為 ： NF則塑料袋封口所需拽帶功率： WvFP25.01???所 需 電 機 功 率 ： w 7.39.6.9.50/3?根據(jù)包裝箱封口機的工作地點和環(huán)境要求，并且根據(jù)在紙箱封口過程中所受力很小，主要是靠摩擦力來實現(xiàn)塑料袋的運動。確定選取微型電機，因為對電機要求不高因此選取 A02、B02、C02、D02 系列分馬力異步電動機。A02、B02、C02 、D02 系列分馬力電動機異步電動機具有結構簡單、運行可靠、維修方便及技術經(jīng)濟等、指標先進等優(yōu)點。A02 系列為三相電機，廣泛應用于各種機構傳動。B02 系列為單向電阻啟動電動機，僅適用于對啟動轉矩要求不高的場合。如小型機床、鼓風機、醫(yī)療器械等。C02 系列為單向電容啟動電動機，啟動轉矩較大，適用于要求滿載啟動的機械設備，如空氣壓縮泵、冰箱、特殊醫(yī)療機械等。 D02 系列為電相電容啟動電動機，其功率因數(shù)較高，運轉勻穩(wěn)。適用于風扇、醫(yī)療器械等啟動轉矩不高的場合，該系列電動機不適合做空載轉動。由以上比較可得出應該選擇 A02 系列電動機比較合適。在包裝箱封口機械中要求電動機是臥式的，因此，選擇 IBM3 型電動機，此型電動機有底座、端蓋上無凸緣，即要求臥式安裝。查表選用電動機 AO2-5012，電動機的額定功率為 50W、電壓 220V、頻率 50HZ、轉速 1400r/min. 3.2 壓輪組的選擇3.2.1 壓輪的設計選定壓輪直徑 ， 由 于 要 求 封袋寬度 4～12mm，故壓輪寬度mD25? mB12?則 壓 輪 轉 速 in/19rvn??3.2.2 壓輪調(diào)整機構的設計壓輪軸軸承座采用可滑動式結構，以便調(diào)整壓輪間間隙以適應不同厚度的塑料封口。壓輪軸承座采用彈簧調(diào)整壓緊力。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397633.3 各級傳動比的分配及動力參數(shù)計算3.3.1 各級傳動比的分配總 傳 動 比 為 ： 3.71940??壓 輪電 機總 ni取 V 帶 傳 動 的 傳 動 比 為 ： 2Vi則 齒 輪 傳 動 比 為 ： 67.3.?Vi總齒3.3.2 傳動系統(tǒng)各軸的轉速，功率和轉矩計算由于封口過程中容易由于人為因素出現(xiàn)過載，故如下計算按照電機最大功率進行，以防止損壞傳動系統(tǒng)。0 軸 ， 電 動 機 軸 n0=1400r/minP0=50WT0= =341.1N.mm.9?1 軸 ， =齒in01?in/5.867.r101?PW.479.??mNnT??1.895.3095112、 3 軸 相 同 ， in/232 riV?WP21296.00475.3132 ????mNnT??1.952323.4 齒輪組的設計根據(jù)工作條件，一般用途的減速器采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?提升機為一般工作機械，速度不高，選用 8 級精度.此減速器采用二級傳動，兩對齒輪的傳動比都不大，所以原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763選用小齒輪用同一種材料，大齒輪用同一種材料.3.4.1 材料選擇小齒輪 45r 調(diào)質(zhì)處理 HBS =2801大齒輪 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 HBS =2402兩齒輪齒面硬度差為 40HBS，符合軟齒面?zhèn)鲃拥脑O計要求.根據(jù)設計要求，輸入功率為 50W，小齒輪轉速為 1400r/min，傳動比為 3.67，3.4.2 確定齒數(shù)小齒輪齒數(shù) =20，大齒輪齒數(shù) =i× =3.67×20=73.4，取 731Z2Z13.4.3 按按齒面接觸強度設計d ≥2.32×1321][????????HEdZuTKt??1)確定公式內(nèi)的計算值(1)載荷系數(shù) Kt=1.3(2)小齒輪的傳遞的轉矩 T =341.1N·mm1(3)選取齒寬系數(shù) =0.8d?(4)得材料的彈性影響系數(shù)彈性系數(shù) Z =189.8EMPa(5)查《機械設計 》得兩試驗齒輪材料的接觸疲勞極限應力分別為：小齒輪的接觸疲勞極限 =600 MPa ，大齒輪的接觸疲勞極限 =550 MPa1limH? 2limH?(6)計算應力循環(huán)次數(shù)N1=60× ×j×Lh=60×480×1×(2×8×300×15)= 2.073×1091nN2=2.073×10 /2.5=8.094×1088(7)得接觸疲勞壽命系數(shù) = 0.90 =0.951HNK2HN(8)按失效概率為 1%，接觸疲勞強度的最小安全系數(shù) S=1.0 ，則兩齒輪材料的許用接觸應力分別為[ ]1= × = =550MPaH?1NSH1lim60*9原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763[ ]2= × = =522.5 MPaH?2NKSH2lim150*9.2)計算(1)試計算小齒輪分度圓直徑 ，[ ]以較小值[ ]=522.5 MPa 代入 td1H?2Hd ≥2.32×t131][????????HEdt ZuTK??=2.32× =10.5 mm325.8967.38.04???????(2)計算圓周速度 vV=(Л×d1×n1)/60×1000=(3.14×10.5×1400)/60×1000=0.77m/s(3)齒寬 b= d =0.8×10.5= 8.4mm ?t1(4)齒寬與齒高之比 b/h：模數(shù)： m = d / Z =10.5/20=0.5251t1齒高： h=2.25 m =2.25×0.525=1.18 b/h=10.5/1.18=8.9(5)載荷系數(shù)：根據(jù) v=0.77m/s ，8 級精度 . 得動載系數(shù) Kv=1.12直齒輪，假設 Ka×Ft/b 300 mm 的場合.因為 ，所以，小帶輪采用實心式，大帶輪采用均腹板mdd40,221?式結構。3.6 軸的設計3.6.1 選材和確定軸材料的許用應力選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)材料的種類得 =590 MPa， [ ] =55 MPa.b?b?1?3.6.2 1 軸的設計(1)估算軸的最小直徑由表 15-3 查取 =110，根據(jù)公式(15-1) 得0Ad ≥ = 110× =5.5(mm)03nP35.8147考慮軸上有一鍵槽，將上述軸徑增大 5%，即 5.5×1.05=5.8(mm).取 6mm(2)確定軸的各段直徑 外伸端直徑 d =6mm(一般應符合所選聯(lián)軸器軸孔標準，這里選用 TL4 彈性柱銷1聯(lián)軸器) ；按工藝和強度要求把軸制成階梯形，有一個階梯軸，取通過軸承蓋軸段的直徑為 ： d2=6mm考慮軸承的內(nèi)孔標準，取 d =d =6 mm(兩軸承同型號)，根據(jù)機械設計表 15-374，初選深溝球軸承的型號為 626；原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763直徑為 d 的軸段為軸頭，且應符合軸徑標準系列，取 d =7mm.；4 4軸環(huán)直徑 d = d +2h=8mm ；5根據(jù)軸承安裝直徑，查手冊得 d =8 mm .63.6.3 2、3 軸的設計(1)估算軸的最小直徑由表 15-3 查取 =110，根據(jù)公式(15-1) 得0Ad ≥ = 110× =5.3(mm)03nP3192.考慮軸端有一鍵槽，將上述軸徑增大 5%，即 5.3×1.05=5.53(mm).故取 6mm(2)確定軸的各段直徑 按工藝和強度要求把軸制成階梯形，有一個階梯軸，取通過軸承蓋軸段的直徑為： = (1+(0.07~0.1)*2)=7mm；2d1考慮軸承的內(nèi)孔標準，取 d = d =5mm(兩軸承同型號)，初選兩端深溝球軸承35的型號為 625；直徑為 d 的軸段為軸頭，取 d = d5=7mm ，應符合軸徑標準系列 .4 43.6.4 確定軸的各段長度各段軸的長度為，安裝軸承段應符合軸承的寬度，安裝齒輪段應符合齒輪寬度，外伸段的長度要符合所要安裝零件的寬度，同 h 還要考慮安裝工藝要求，安裝零件段的長度與所要安裝零件的寬度有一定的工藝要求，其余各段的長度應要根據(jù)實際裝配來確定?3.6.5 軸上鍵的選擇鍵的形式都選擇普通平鍵，根據(jù)軸的直徑確定鍵的寬度和高度，根據(jù)軸段的長度確定鍵的長度，鍵的長度一般要比軸段的長度短 5~10mm，在軸中的鍵選擇 A型鍵，在軸頭的鍵選擇 C 型鍵?3.6.6 彎矩、剪力圖原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763AB CDFAF FFDqFQ(KN)M(KN.m)AB CDFAF FFDqFQ(KN)M(KN.m)3.6.7 軸及軸上鍵的校核(1)軸的校核根據(jù)前面知道軸的最小軸徑為 .min/5.381,.47,61 rnWPmd??由式： 得???????32.095nPTMPa96.210.5.81473?????????原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763查《機械設計基礎》課本表 15-2 知， ??MPaT40~3?所以， ，軸的扭轉剛度足夠???T??(2)鍵的校核由于鍵的聯(lián)接是靜聯(lián)接，所以， ??PPdhlT???4式中，d-----軸的直徑，單位為 mm；h-----鍵的高度，單位為 mm；l-----鍵的工作長度，單位為 mm?對于 A 型鍵，l=L-b ；B 型鍵，l=L；C型鍵；l=L-b/2；查《機械設計基礎》表 10-9 知道鍵的系數(shù)如下：(鍵寬 b，鍵高 h，鍵長 l)鍵①為 C 型鍵 2×2×8 鍵②為 2×2×10 鍵③為 2×2×10 鍵T1=7.15N.m T2=20.6N.m T3=47.8N.m??MPaahldPP 90~61054.8654.73431 ??????知 道 ，查 《 機 械 設 計 基 礎 》 表所以，鍵①合格?，PP ahldT????8.50126.7432所以，鍵②也合格? ??PP Mahld??36.126.342所以，鍵③合格3.7 軸承的選擇及校核軸承所需壽命： =10 300 8h=24000hhL?以 625 的校核為例查資料【3】表 14.3 得 ，1520rCN?012r?由資料【1】200 頁表 8-8 地 =1.0（軸承所受載荷平穩(wěn)）pf原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763（1）計算派生軸向力 、1S2由資料【1】201 頁表 8-9 查得 7000C 型軸承的派生軸向力為：S=0.5 ，則可rF求得左、右軸承的派生軸向力分別為： 110.5.45.9207rSFN???220849.6r N（2）計算軸承的軸向載荷因為 并由圖 6-1 分析知，左軸承被壓緊，而右21720aSF???軸承被放松。由此可得，1249.6aAFN?249.6aSN?（3）計算當量載荷 10.0.38aC由資料【1】表 8-7 得： =0.5507，1e11249.65arFe??查資料【2】表 8-7 得： =0.44， =1.4525。由此可得1X1Y??111praPfXFY???.045.9429.654N???右軸承：；20.6.038arFC?由資料【1】表 8-7 得： =0.5507，2e2207.41598arFe??原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763查資料【1】表 8-7 得： =1， =0。由此可得2X2Y??22praPfXFY??.0498.50.6498.5N???（4）軸承壽命 計算hL因 ；故校核左軸承的壽命；12P?3660102450.15hCLhnp???????????????? hL?原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763第四章 塑料袋封口裝置的操作和維護規(guī)則4.1 第四章 塑料袋封口裝置的操作（1）接通電源和按下啟動開關，指示燈亮，調(diào)整調(diào)速旋鈕，各傳動部件即同步運轉。（2）微調(diào)印花輪旋鈕，使印花輪旋轉。調(diào)整到適當?shù)膲毫?，再固定好限位螺釘。?）接通加熱開關，電子溫控儀的綠燈即亮。按包裝袋的材料和厚度調(diào)節(jié)溫控儀到所需溫度，加熱塊開始預熱時，應同時開機低速運轉。（4）視被封塑料袋的材料和厚度，確定是否需開風機冷卻。（5）包裝袋封口處應對齊放平，將袋口靠平調(diào)節(jié)靠位(進料口)送入，當封口處被封口帶咬合時使包裝袋自動向前行進，此時不要任意推動或阻擋，否則會造成封口皺疊或故障。（6）當發(fā)現(xiàn)封口帶和加熱塊上粘附臟物時，應停機清除，當溫度過高時切勿用手直接清除。（7）為提高封口帶使用壽命，在準備關機前，要求先將溫度調(diào)節(jié)旋鈕退回到零位，打開風機，這時溫度指針開始緩慢下降，封口帶應仍在運轉。經(jīng)過數(shù)分鐘，使溫度降到 l00。C 以下后，方可關風機和總電源開關。4.2 使用前的檢查和維護（1）本機配有外殼接地二腳插座，使用時應有良好的接地，確保安全生產(chǎn)。（2）初次使用或使用間隔時間過長時，電熱元件會受潮，應進行數(shù)分鐘低溫預熱后，方呵進行正常操作。（3）調(diào)整輸送臺高度及前后位置，使其適應包裝的需要。（4）根據(jù)封口線至袋口的外型尺寸，調(diào)整好靠位(進料口)的位置。（5）根據(jù)所封的材料和厚度，調(diào)整好上下加熱塊，以及上下冷卻塊之間的間隙，調(diào)節(jié)止退片調(diào)整兩封口帶之問的問隙，順時針為上升(增大間隙)，逆時針為下降(縮小間隙) 。兩封口帶問的間隙約為一層包裝袋的厚度，既要保證封口牢度和滾花的清晰度，又不使封口部位的兩端延展過長。4.3 封口機的故障分析4.3.1 封口不牢 封 口 不 牢 是 連 續(xù) 封 口 機 的 常 見 故 障 之 一 ， 封 口 不 牢 有 三 層 意 思 ：