毕业设计(论文)-dpp-250c型平板式铝塑泡罩包装机Word文档下载推荐.docx
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绪论
DPP—250C型平板式铝塑泡罩包装机是指用可热封的柔性包装材料自动完成制袋，物料的计量和填充，排气或充气，封口和切断等多功能的包装机。
这类包装机适用范围广，可用于粉状、粒状、片状、块状、物料，流体和半流体以及气体物料。
是近几十年发展较快、应用较普遍的包装机种之一。
而且它们的应用范围不断扩大，包装速度不断提高。
DPP—250C型平板式铝塑泡罩包装机完成某一功能的不同执行机构功能相同，而其性能和规格却不同。
若将完成某一功能的不同部件视为一个模块，则可通过选用模块内的不同部件，组成不同类型、不同规格的产品，故可采用模块化设计的方法。
自动包装机有两个发展方向。
其一是自动包装线，即由输送装置等将几台自动机连接起来，由统一的中央控制系统进行协调；
其二是通用多功能包装机，即一台包装机可运用于不同种类的产品。
前者适用于单品种大批量生产，后者则能满足多品种小批量生产。
模块化设计能同时满足两个发展趋势，具有良好的前景。
我们通过到温州瑞安市的实际考察，对整台机器的工作原理和应用价值有了初步的了解。
我们本次设计的重点是内包装部分的设计。
以下的内容就是我们所设计的结果。
一、课题的目的及意义：
1.目的：
（1）通过到企业毕业实习和收集资料，形成对机械设备及其生产过程的完整认识；
（2）通过对DPP—250C型平板式铝塑泡罩包装机了解和分析，掌握自动机械的基本特点；
（3）掌握机械设计的基本过程；
（4）对学生毕业前的工程设计能力进行最后一次全面的训练。
2.意义：
平板式铝塑泡罩包装机是一类重要的包装设备，广泛应用于医药、食品等多种行业的小个体固形或凝胶类产品的包装。
本课题是在现有机型的基础上再加上一道铝箔内包装工序。
这对于实现中药包装现代化，推动行业技术进步很有意义。
该课题作为机械制造与设备本科专业的毕业设计题目，它是一个典型的自动机械，机、电、气均有涉及。
二、课题的主要任务
1．按设计参数完成平板式铝塑泡罩包装机的方案设计、整机结构设计和主要零件设计。
（总体图纸工作量相当于5张A0号图）
2．完成平板式铝塑泡罩包装机的控制电路的原理设计。
3．设计参数：
（1）冲裁频率：
20—30次/分，2—6版/次。
（2）生产能力：
2.88—4.8万丸/时（6—10丸）
（3）版块规格：
标准：
140*65mm；
或按用户要求设计。
（4）其他技术指标参照DPP—250C型平板式铝塑泡罩包装机的设计参数。
主要技术指标
序号
项目
技术指标
1
冲裁频率
20－40次/分1－4版/次
2
生产能力
4.8－20.8万粒（片）/时（12－20粒版）
3
最大成形面积
110×
240mm
4
行程范围
60－120mm
5
板块规格
57×
80mm
参考规格：
88×
57、95×
65、100×
43mm（可按用户要求设计）
6
每版粒数
胶囊：
10粒（0、1号）、12粒（2、3号）
药片：
8－30片
异形物：
可按用户要求设计
7
包装材料
无毒PVC硬片
0.15－0.50×
250mm符合GB5663－8A
涂胶PTP铝箔
0.02－0.35×
250mm符合GB12255
透析纸50－100g×
250mm（卷轴孔径均为70－76mm）
8
加热功率
上预热板：
1.2kw机械成型加热：
1.2kw
下预热板：
1.2kw热封加热：
1.5kw
9
主电机功率
TYPE2Y802A1.5kw
10
气泵容量
>
0.1（自备）压力：
0.6－0.8Mpa
11
模具冷却
自来水或循环水耗量：
60升/时
12
外形尺寸
2900×
950×
1600mm（长×
宽×
高）
13
整机重量
约1800kg
三、设计方案的选择
在资料中，由浙江省瑞安市三联制药机械有限公司提供的DPP-250C型平板式铝塑泡罩包装机使用说明书中得到，其工作原理图如下：
1.PVC塑片2.转折棍3.加热箱4.成形上模5.成形下模6.铝箔压棍7.转折棍8.热封上模9.光电开关（仅用于对版机型）10.平衡棍11.铝箔12.机械手气夹Ⅰ13.冲裁模14.成品
15.机械手（气夹）Ⅱ16.无极变速器17.主传动链18.压痕模19.热封下模20.传动轴
其是以1.5Kw电动机为动力，通过转臂行星摩擦式无极变速调速，经机械传动链传动，实现整机各运动副——泡罩成形、热封打批号、压制撕裂线、版块牵引、冲裁成形——按要求同步。
加料方案的选择：
加料方案一
加料方案二
加料方案三
比较个加料方案的优缺点：
方案
（1）优点：
整体结构简单，设计和制造都很方便；
由于转动毛刷的作用，药丸在下落的过程中不会出现卡药的情况；
落料的速度由工作要求控制，本设计将转盘分成均匀的12等份，由分度装置控制其运动，这和主运动是同步进行的，操作方便；
体积小，适合安装。
缺点：
由于药丸和机箱壁直接接触，药丸容易受到磨损和挤压，从而导致药效降低，形状改变。
但问题不是很大，只要转速均匀，这方面的问题可以忽略。
总体上该方案比较可行。
方案
（2）优点：
传动均匀、稳定，落料灵活，不会出现卡药的情况，转速容易控制，药丸在传动链上的分布均匀，落药时也比较均匀。
该机构的传动链太长，机身臃肿，体积庞大，不适合安装在加料箱的顶端。
另外，其落料是散落的，容易飞散和溅药。
总体上说来，该方案不适用于本机器，传动太过复杂和臃肿。
方案（3）优点：
该方案的实现是由凸轮机构控制的，它可以一次落多立药丸，工作效率很高，另外，由于加料箱壁上加了震动器，所以药丸不会卡住。
缺点：
该机构的设计比较复杂，凸轮传动不精确；
挡板的来回往复运动会对药丸产生伤害；
凸轮需要独立电机支持，整体结构庞大，体积臃肿；
有噪声，传动不稳定。
总体上不是最优方案。
综上比较可知，我们所选用的加料方案是第一种。
我所选用的最终的新方案示意图是：
本方案的工作原理如图所示
本方案方法简单，经济实用，整机体积小，易于安装在药丸包装机上，所以我们最终选用了此方案。
第一章DPP---250C型平板式铝塑泡罩包装机工作原理
1.机械部分
传动结构：
（参考附图传动原理图）
本机以1.5kw电机为动力，通过转臂行星摩擦式无极变速器调速，经机械传动与链传动，实现整机各运动副——泡罩成形、热封打批号、压制撕裂线、板块牵引、冲裁成型——按同步要求进行。
工作过程：
1.1泡罩成形
开机加热，上、下加热板闭合，PVC塑片在上、下加热板之间进行预热，预热后在牵引作用下，进入泡罩成形模。
成形上模固定，成形下模在凸轮作用下上升至上极限并压紧PVC塑片，此时气阀打开，经过过滤减压阀的压缩空气经成形上模进入成形下模模腔，将PVC塑片正压成形。
1.2加料
PVC塑片成形为SD特定形状后，加料器将被包装物品送入泡罩内。
特殊形状物品采用人工加料。
1.3热封
已填料后的PVC塑片和铝箔进入热封模，平压封台，同时打上生产批号或其他标记。
1.4压痕
热封后PVC铝箔或铝箔复合物进入压痕模进行压制撕裂线（不需要压制的板块可不装压痕模具块）
1.5冲裁
机械手将热封、压痕后的复合物送入冲裁模具，落料后成品和废料分离，成品自动输出。
以上各工序同步进行。
2.电气部分
本机能源采用Y100-6电容启动单相电源电动机，额定功率1.5KW，转速1000r/min，效率77.5%，功率因数0.74，重量35kg.外线电源由于机器下放电源插座引进，转动电源开关电源指示灯亮，拨动电机开关启动电机，电机指示灯亮，电机接入时通过电机保险丝。
热封系统是采用电阻丝加热连续封合，纵封辊采用两个环行加热器；
横封是两个棒形加热器，纵封加热器是锁定螺母固定在基板上，均可以直接与电源相接。
加热的温度是预先调到给定温度，由两台位式温度调节仪分别对纵封及横封进行温度控制，即控制他们各自的续电器，从而使他们的加热器通电或断电。
温度调节仪的信号分别来自他们的热敏电阻，将温度的变化转换成电信号的变化进行自动控制。
3.光电控制的简要说明]
3.1在该自动包装机中，必须保持商标位置正确，这是对包装质量的基础要求，为此必须使纵、横封辊的速度与包装商标间隔长度一样，然而，包装纸商标的实际速度有可能与预计有误差，此误差积累起来就会使商标位置改变，以致超出允许范围，造成废电气部分。
A：
凸轮接近开关控制结构
单一的光电控制，只能使用伺服电机作出一种动作，而包装机却要做三种动作，为此，在本机主轴上装上凸轮积极及接近开关。
以实现以上三种动作。
B：
减速电机
本机采用Y100-6电机作为执行机构，为防止主电机停转时，减速电机被开动，而超负荷，所以与主电机采用同一拨动开关，减速电机才能接通电源。
3.2牵引部分的PLC程序控制
由后面计算可知，泡罩成形处、热封处的凸轮工作行程为：
推程运动时间0.5秒，远休止时间1.5秒，回程运动时间0.5秒，近休止时间0.5秒。
当成形、热封部分的凸轮处于推程运动状态时，定机械气夹手松开，动机械气夹手夹紧，牵引PVC板料向前运动。
此过程的完成是通过PLC控制器控制汽缸的开合来完成的，具体的控制过程见附图：
PLC控制原理图。
当凸轮处于远休止位置时，即整机处于工作状态时，定机械气夹手夹紧，动机械气夹手松开，各工作部分开始工作，其中包括预热，泡罩成形和热封的完成。
当凸轮处于回程运动状态时，定机械气夹手夹紧，动机械气夹手在弹簧力的作用下复位。
当凸轮处于近休止位置时，定机械气夹手松开，动机械气夹手夹紧，牵引PVC板料向前运动。
3.3废料落料部分的PLC控制
由于在机箱中间泡罩成形部分和热封部分之间装有废料检测装置，当检测机发现有空丸后，会立即传送一个电信号给PLC控制器，然后PLC控制器发出指令控制落料部分汽缸的运动，使落料阀门打开，将废料落入废料回收器中。
其运动对应关系如下图所示，1表示高电平——机械气夹手夹紧
0表示高电平——机械气夹手松开
图表1凸轮运动与PLC控制关系图
第二章、总体方案设计
2.1功能和应用范围
用途：
包装蜜丸类药丸
规格：
标准为57*80mm（可按用户要求设计）
冲裁频率：
20次/分1-4板/每次
生产能力：
4.8万粒/时
包装材料：
涂胶PTP铝箔纸、无毒pvc硬片和透析纸等复合材料
封合方式：
热封
2.2工艺分析
2.2.1确定机器类型
1.工位
由于生产批量较大，故选用多工位自动包装机。
2.运动形式
根据自动机械设计理论，找到多个动作同步点，采用连续运动形式。
2.2.2确定工艺路线
包装机的工艺路线主要有直线型、阶梯型、圆弧型、组合型等，其中直线型又分为立式和卧式两种，本机采用立式直线型工艺要求路线。
2.2.3对执行机构的运行要求
1.包装材料的供送
包装材料的供送是利用纵封辊的摩擦来完成的，这样使机器的结构简单紧凑，容易实现自动化。
同时提高了生产效率，使包装材料供送与封口一次完成。
2.供料机构
3.供料机构的计量方式采用容积法计量，散体供送装置，依其主体运动的方式分为：
旋转式、摆动式、直线往复式和振动式等多种方式；
依其传动方式分为：
机械式、液压式、气动式和电磁式等多种。
本机采用的运动方式是旋转式，其传动采用机械式‘
4.主传送
主传送系统主要采用链轮传动，使其达到生产要求。
5.纵封机构
本机的纵封机构采用连续型辊式纵封器，他的热封机构是做等速相向回转的一对滚筒，它对袋筒兼有施压、牵引及加热封边的作用。
在热封期间，热量由滚筒内的电热丝通电后供给常热式辐射加热，使热熔型塑料进入两滚筒的热合接触面
，相互粘合而形成密合的纵封。
6.冲裁机构
本机的冲裁机构采用滚刀式切断装置。
实际上切割过程具有双重作用，即刃口对塑料薄膜的挤压、滚切和撕裂，因此要求滚刀速度和药丸的进给速度保持一致。
2.3机构造型
2.3.1包装材料的供送机构
为操作方便，将卷筒支架设置在机器上方。
利用象鼻成型器折弯史封口机，平张卷筒薄膜经导辊引至象鼻成型器，从而折成圆筒状，然后借等速回转的纵封辊加压热合并连续向下牵引。
物料经内包装加料器后落入封底的袋筒内。
2.3.2主传动系统
卷筒式复合泡罩包装材料经象鼻成型器折叠后，即由热封装置先后完成分段纵封和底边全封。
该系统的主传动可采用带轮传动，带动两个凸轮的循环运动。
2.3.3传动系统
卷筒式复合泡罩包装机的生产效率要达到80版/分，版块规格为57*80mm。
因此要在电机输出轴上安装追滚无极调速机构，使其速度达到规定要求。
2.3.3切断装置
机械式切断铝箔纸的方法大体上有热切和冷切两种。
可根据具体条件，如包装材料的材质、厚度、牵引形式、切割方法和切口形状等来适当选用。
热切元件多采用电加热刀或电加热丝，常与纵封装置组合在一起，使热封和切割同时完成。
冷切是借助锋利的金属刀具使薄膜在横截面上受剪切力而分离的一种方法。
冷切常用的刀具有：
滚刀、铡刀、锯齿刀等。
由于机器是连续运动的，所以选用滚刀，它有两种组合方式：
1）滚刀与定刀；
2）慢转滚刀与快转滚刀。
前者多用于低速有少量切削的场合，因此本机选用第一种组合方式。
2.4确定电动机功率
根据《DPP---250C型平板式铝塑泡罩包装机使用说明书》中主要技术指标可知，主电机功率为1.5KW，型号为TYPE2Y802A
但查相关手册后，最终选用Y100-6型电动机。
功率完全满足要求，其安装尺寸也与整机相吻合。
其同步转速为1000r/min，满载转速为940r/min,额定电流为4A。
堵转转矩/额定转矩=2.0堵转电流/额定电流=6.0最大转矩/额定转矩=2.2重量为35kg
第三章.参数的计算和传动系统的设计
3.1链传动的计算
滚子链轮的轴向轮廓尺寸P=15.875>
12.7b1=9.4mmpt=18.11mmd1=10.16mm
1.确定基本参数
由《机械设计》表9-6查得
齿宽bf1=0.93b1=0.939.4=8.742mm
倒角宽=（0.1-0.15）P=0.1215.875=1.905mm
倒角半径>
=p取=16mm
齿侧凸缘圆角半径=0.04p=0.0415.875=0.635mm取=1mm
链轮齿总宽=（n-1）pt+bf1=（2-1）18.11+8.742=26.85mm
综上可得n2=20r/min（取从动链轮z=38主动链轮z=17）
由式（9-1）得
v=z1n1p/（）=z2n2p/（）
i12=n1/n2=z2/z1
代入已知数据得，n1=44.706r/minI=2.235<
6v=0.201m/<
1.5m/s.
由于链相同，故大链轮和张紧轮中只是齿根圆、齿顶圆和分度圆直径不同，齿形、倒角及轴向尺寸均不变。
2.确定个各链轮的基本尺寸
大轮：
分度圆直径d0=p/sin（180/z）=15.875/sin（180/38）=192.24mm
齿顶圆直径=d0+1.25p-d1=201.13mm
=d0+（1-1.6/z）-d1=197.29mm
取=200mm
齿根圆直径=d0-d1=192.24-10.16=182.08mm
圆整后=182mm
张紧轮z=11分度圆d0=p/sin（180/z）=56.35mm
齿顶圆=d+1.25p-d1=65.24mm
=d+（1-1.6/z）-d1=59.76mm
取=62mm
齿根圆=d-d1=56.35-10.16=46.19mm取=46mm
主动链轮z=17
从动链轮z=38
张紧轮z=11
分度圆直径
97
192
57
齿顶圆直径
104
200
62
齿根圆直径
66
182
46
三个链轮均取:
dg=60mm
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