方案论证报告修改版Word文档下载推荐.docx

方案论证报告修改版Word文档下载推荐.docx

《方案论证报告修改版Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方案论证报告修改版Word文档下载推荐.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

我国从1990年代以来包装机械工业发展迅速，现在品种达1300多种，但与实际需求量相比仍然短缺20%，配套数量少，缺少高精度和大型产品，不能满足市场需求；

产品质量差距表现在产品性能稳定性和可靠性差，外观造型不很美观，表面处理粗糙，影响了整体的质量；

从行业看，国内包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多；

自主研发的能力较差，基本停留在仿制阶段，科研经费也很低。

国外的包装机械发展经历了大体以下几个阶段：

简单机械化、初级自动化、自动包装生产线、计算机控制的高度自动化。

发达国家已将微机控制、激光技术、人工智能、光导纤维、图像传感、工业机器人等高新技术成熟的应用于包装机械，如美国的ANCELUS公司的封罐机，德国SEITZ公司的啤酒灌装机等采用柔性自动化和无人化生产过渡，生产效率高，成本降低。

国外包装行业不仅非常注意食品包装的卫生，研制与食品工艺相应的辅助设备，在包装机上广泛应用计算机控制，一方面为满足现代化商品包装多样化的需求，发展适应多品种、小批量的通用包装技术及设备；

同时又紧跟高新技术的发展步伐，不断研究开发先进包装技术设备，向着高速化、专用型包装机。

2.包装机的机构组成与工作原理

包装机的动力一般采用三相四线制电源，整个机械系统由动力系统、主传动系统（包括无级调速装置）、执行系统（包括拉袋机构、袋成形机构、热封机构、供纸机构、成品送出机构、计量机构等）及控制系统四部分组成。

机器运行前，首先进行空袋的调整，即进行封袋温度的设定和袋尺寸、袋速的调整，而后确定切刀的位置及光电控制装置的调整等。

第二进行充料的调整，包括落料时机的调整、计量装置的调整等。

工作时，电动机带动主传动系统，将运动和动力分别传递给各执行机构，使送纸机构、填充机构、计量机构、袋口的热封机构、成品输出机构等协同动作。

1）包装纸输送机构：

把卷在筒上的单层包装纸通过设计的绷紧机构以平张薄膜的形式输送到纸袋成型机构。

2）纸袋成型机构：

把接收到的平张薄膜通过三角板和圆弧槽卷成圆筒状，利于竖封和灌料。

3）热定型式封口机构：

利用特殊处理过滚轮的回转，对圆筒状包装纸进行枕式竖封，并在竖封的同时利用摩擦牵引包装纸，使之向下运动，保证包装纸的持续成型；

横封机构是回转机构，对竖封的筒状包装纸周期性的封口。

所以，结合成型机构，就实现了：

卷状→平张→筒状→竖封→横封。

4）送料机构：

DXDK黏稠液体类机型使用可更换的定容桶或可调式容杯计量，对于密度均匀的被包装物料计量准确，稳定可靠，符合国家的计量标准。

5）切断机构：

在热定型式封口机构持续运转的同时，切断机构通过凸轮回转推动推杆，使切刀周期性的接触，从而切断横封处的封区。

6）输送机构：

利用带式输送机持续传递已包装好的产品。

3.执行机构的方案比较与选择

3.1充填机构的比较选择

充填机械种类虽多，但一般都由物料供送装置、计量装置、下料装置等组成。

对应于充填于定量的基本方法，可分为容积式、称重式、计数式三种类型。

由于此次黏稠液体间歇式设计，物料流动性差且有粘滞性，不宜采用称重式和计数式的，故直接采用容积式充填机。

表1容积式充填器的比较

类别

工作原理

特点比较

应用场合及原则

量杯式充填机

采用定量的量杯将物料充填到包装容器

工作速度高，计量精度低，结构简单

适用于颗粒较小且均匀的物料，一般在200ml以下，调试要精准

转鼓式充填机

利用转鼓上的定量腔来计量物料并将其充填

结构紧凑，计量速度高

适用于颗粒类、粉状物料计量，要求密度稳定，流动性好，无结块的细粉粒

螺杆式充填机

通过控制螺杆转速或时间来计量物料并充填

机构紧凑，无粉尘飞扬，计量范围宽

主要用于粉料或小颗粒的计量，螺杆参数可调，带有搅拌器

★柱塞式充填机

采用可调节柱塞行程而改变产品计量腔来量取物料并充填

计量精度高，工作速度低，计量范围易于调节

使用范围很广，粉料、颗粒及黏稠物料均可采用，工作速度较低

气流式充填机

采用真空吸附原理来量取定量容积的物料

计量精度较高，可减少物料氧化

主要用于医药、化工行业的粉料，要求计量精度极高

由于我的课题是黏稠液体物料，所以选取柱塞式容积充填机，其结构如下图3-1所示。

柱塞通常由连杆机构、凸轮机构或气动液压缸等推动，以驱动其作往复直线运动。

运动中，柱塞两极限位置间就自然形成了一定空间的容腔，此容腔就是用以计量物料的容积的计量腔。

图3-1柱塞式填充机构

3.2成型器的比较与选取

表2常见的成型器的比较

成型器类型

成型特点

应用范围

适应性

备注

三角板成型器

可将平张薄膜折叠成型

多种机型上应用，尤其当制袋规格较大变化时

很好

★U形板成型器

由三角板和与其圆滑连接的U型导槽及侧向导板组成，其结构也较简单

较好

满足设计要求，制造成本低

象鼻成型器

是U形成型器的改进型，成型器的结构尺寸比翻领式大薄膜易于跑偏，且不能适应袋型规格变化

设计制造比翻领式简单

翻领成型器

易使薄膜产生变形、发皱或撕裂，故对塑料薄膜适应性差，只能成型一种规格的袋宽、且设计、制造及调试复杂

较差

设计、制造和调试比其他成型器复杂

U形成型器如图3-2所示：

对折后的薄膜上口有一块隔离板，帮助袋口张开，薄膜袋的间歇运动（由辊轮间歇回转牵引和步进电机决定）制成开口的空袋后可充填物料。

对比各种成型器的受力情况，制造成本，适应产品变化类型，综合分析后选取使用U形成型器。

图3-2U形成型器

3.3热封合机构的比较与选取

回转辊筒封合：

如图3-3所示，给一对反向等速回转辊筒的一方或双方通电使辊筒发热，相对回转，牵引并压合薄膜，使其热熔封合，该装置适合于复合包装薄膜的封合，结构简单易于实施，成本较低。

带状封合：

如图3-4所示，一对相向回转的金属带之间，夹着要封合的薄膜直线运动，在前进中通过钢带两侧加热、加压、冷却，实现封合。

该方法一般用于袋口的最后封口上，实现在动态中封合但结构较为复杂，制造较为困难，造价较高。

经过综合分析机构运动方式，运动复杂程度，生产制造成本高低，与生产效率，管理维修运营等现实因素，确定选择第一种方案。

图3-3

图3-4

3.4包装纸输送机构

（1）包装纸是软塑料的，如果输送不恰当会使包装纸堆积、撕裂或者拉断；

（2）输送包装纸不需要很大的牵引力，注意纸张开平稳运动；

（3）液体包装机构中的纵封可以在封装包装袋的同时将包装纸向下拉，这样就可以使输送机构中的包装纸按需求送纸，不会出现堆积或者是拉断的可能。

输送机构示意图如下所示：

图3-5

此机构共有四个转动杆，包装纸缠绕在转动杆1上，通过在动转杆2，转动杆3以及转动杆4上的绕节可使包装纸绷紧张平，这样可使包装纸稳定的输送下来，并且不会产生输送堆积现象。

具体的绕缠方式如图3-6所示。

图3-6

3.5切断与产品输送机构

（1）切断机构是包装袋成型的最后一道工序，通过前两道工序热封后的液体包装袋还成直条状，通过对称凸轮机构使其与L形热封合机构同时运动，需要切断机构剪切为袋状。

（2）输送机构比较

表3常见的输送机构比较

输送方式

特点

符合设计要求

经济性

带式输送机

结构简单，工作可靠，造价低廉，适应性强，可输送袋、盒、箱等多种产品

满足

造价低，在工厂生产中大量应用

与主轴连接，速度可调，运动平稳

链式及板链式输送机

直接承载大型箱体之类的物件，不适宜输送袋装产品

对于小包装袋而言不经济，实用性较低

速度也可调，但平稳性差，产生噪声

4.方案论证结果

4.1方案组成的确定

立式袋成型包装机是指在同一台设备上、同一竖直方向上将塑性包装材料制成袋型、物料的充填封口等多工序的多功能包装机，包装形式有枕形袋、三封袋、四封袋、砖形袋等多种类型。

其执行机构的确定方案组成如下表：

表4黏稠液体执行机构组成方案

执行机构名称

机构组成

运动实现过程

包装纸输送机构

由1个固定在机架上的传动杆套牢卷筒薄膜，令其他3根传动杆作绷紧装置通过步进异步电动机牵引实现

卷在筒上的单层包装纸通过设计的绷紧机构以平张薄膜的形式输送到象鼻成型器，U成型器把接收到的平张薄膜通过三角板和圆弧槽卷成斜弧状，利于竖封和灌料；

L形热封器，对圆筒状包装纸进行竖封，并在竖封的同时利用摩擦牵引包装纸，使之向下运动，保证包装纸的持续成型；

在热定型式封口机构持续运转的同时，凸轮间歇回转，使两块切刀周期性的接触，从而切断横封边的封区，产品制成并利用带式输送机持续传递出。

整体机构多利用齿轮，曲柄滑块传动特性良好，运动精确性高，工作效率高，操作性强，安全性高，加工容易，互换性良好而制造成本低廉

成型器

U形成型器

充填机构

柱塞式充填器

热定型封合机构

L型热封器

切断装置

通过对称凸轮机构使其与热封机构同时运动

输送机构

上述方案列表中所确定的机构，完全可以满足课题任务和实际生产的需要，制造成本低廉而生产效率较高，分析合理，故确定上述方案选择。

4.2主要设计参数

表5包装机主要性能指标

包装材料

包装速度/（袋/min）

计量范围/ml

制袋尺寸/mm

包装袋材料

电动机功率

热封器功率

电源

电压

重量

外形尺寸/mm

液体

膏体

40~60

20~50

长80~145

宽30~100（80*70）

铝箔、聚乙烯、BOPP

主电动机1360W供纸电动机40W

180W

2

380V/50Hz，三相四线，应具备零线

小于170kg

长*宽*高

665*770*1580

20~100

5.参考文献

[1].许林成.包装机械原理与设计[M].上海：

上海科学技术出版社，1988

[2].许林成等.包装机械[M].长沙：

湖南大学出版社，1998

[3].孙芬兰,马喜川.包装机械概论[M].北京：

印刷工业出版社，1990

[4].孙智慧.食用品包装技术[M].北京:

化学工业出版社，2004

[5].曾励.机电一体化系统设计[M].北京：

高等工业出版社,2007

[6].张建民等.机电一体化系统设计（第三版）[M].北京:

高等教育出版,2007

[7].孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）［M］．北京：

高等教育出版社，2006.5

[8].许林成.包装机械原理与设计［M］.上海：

上海科技技术出版社，1988.9

[9].秦曾煌.电工学（第六版）电工技术［M］.北京：

高等教育出版社，2004.1

[10].胡凤兰.互换性与技术测量基础［M］.北京：

高等教育出版社，2005.2

[11].黄颖为.包装机械结构与设计［M］.北京：

化学工业出版社，2007.7

[12].赵波,龚勉,浦维达.UGCAD使用教程[M].北京：

清华大学出版，2002

[13].高德.包装机械设计[M].北京：

化学工业出版社，2005.8

[14].刘莜霞.包装机械[M].北京：

化学工业出版社，2006

[15].戴宏民.包装机械技术发展趋势及我国的应对[J].轻工机械.2003，（4）：

I-4

[16].朱龙根,黄雨华.机械系统设计[M].北京：

机械工业出版社,2000

[17].张富洲.机械零件课程设计指导书[M].西安：

西北工业大学出版社,2002

[18].朱张校.工程材料[M].北京：

清华大学出版社,2006.1