【文章內(nèi)容簡介】 第 8 頁 第 2 章 自動制袋機的設(shè)計與計算 自動制袋機的分類 全自動制袋機是服務(wù)于包裝行業(yè)的一種制袋設(shè)備?，F(xiàn)在市面上主要有以下幾種制袋機： 1 . 專用三邊封低速 ,中速 ,高速三種制袋機 . 2 . 專用中封低速 ,中速 ,高速三種制袋機 . 3 . 三邊封 ,中封兩用低速 ,中速 ,高速三種制袋機 . 4 . 高速三邊封的自立 ,拉鏈制袋機 . 5 . 醫(yī)藥特用制袋機 . 還有一些四 邊封 ,等少見有特殊用途的制袋機 .萬變不離其宗，他們的組成主要有以下幾個部分：放卷部件，成形部件，縱封部件，插邊部件，張力部件，牽引部件，切斷部件，橫封部件等一些輔助部分。 自動制袋機的組成 我今設(shè)計的是低速普通制袋機，它是三邊封，中封兩用制袋機，它最大可以做寬 300MM的袋子，無論是印刷袋，空白袋都可以做。速度由變頻控制，主電機還有減速機保證其工作時的穩(wěn)定性和速度的調(diào)節(jié)，整機主要有以下幾個部分組成的： 1. 卷料裝置 .其主要有一根氣漲軸來穿在膜中心的硬紙板上 ,然后通過給軸沖氣使軸漲緊 ,從而保證料不松動 .氣 漲軸的另一端裝有齒輪 ,齒輪通過電機帶動使其按設(shè)定的速度放料 . 2. 放料裝置 .其主要有一個張力部件 ,三角架 ,龍門架 ,光電自動糾偏儀和一些輔助滾動的滾筒構(gòu)成 .張力部件旁邊裝一個接近開關(guān) ,從而組成一個可以自動放料的系統(tǒng) ,當張力部件由于料的拖動而離開接近開關(guān)時 ,接近開關(guān)就顯示紅光 ,此時電機就轉(zhuǎn)動來帶動和張力中心軸轉(zhuǎn)動從而達到放料的目的 ,當張力部件隨著料的下放又回到接近開關(guān)的旁邊 .(注 :接近開關(guān)為高頻振蕩型 )即回到接近開關(guān)中的磁場中時 ,電機就停止轉(zhuǎn)動 .其工作周期由電控箱調(diào)節(jié) .并且電機轉(zhuǎn)動的快慢即每個工作周期放料的 快慢主要由變頻器來調(diào)節(jié) ,此電機的作用非常重要 ,所以要對其電機設(shè)定一個特殊的控制箱 ,確保它工作時和整臺機器的同步性 .三角架主要起一個變向作用 ,把料由橫向通過三角架變?yōu)榭v向 .(變畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務(wù)處 第 9 頁 為縱向的目的是要裝上兩只眼睛 即光電跟蹤器 )好讓其工作時便于自動調(diào)整 .兩只光電跟蹤器通過對料上光標的跟蹤確保料在其拖動中發(fā)生移動后自動調(diào)整 (光電跟蹤器和限位開關(guān)以及永磁低速同步電動機連接到自動糾偏控制器上 ,其根據(jù)限位開關(guān)的工作情況來控制電機的正反轉(zhuǎn)從而來控制緊貼在連在電機軸上輥筒上的料的位置 )從而確保成品袋的質(zhì)量 .然后料通過對切裝置使 其一分為二 .再通過兩個互成 90 度的 V 型架變向 .再通輔助輥筒把上下兩張料復合到一起來 ,從而構(gòu)成成品袋的正反面 . 3. 此時料就通過中封成形臺 (注 :在做三邊封袋子時用不到 )到達縱封熱封部件來完成第一道工序 縱封熱封 .(見第 15 詳細說明 )第二道工序 縱封冷卻 .因為高溫會把料燙鄒起來 ,所以必須要有冷卻這一步 ,否則出來的袋子都是不平的 ,縱封冷卻結(jié)構(gòu)和縱封熱封差不多 ,其工作的主要部件就是一個裝有冷卻水的冷卻塊 .冷卻塊中的冷卻管采用銅制 ,直徑 10MM. 4. 料再隨著牽引的拖動要進過插邊部件 ,插邊 部件的作用是使料能盡可能朋機器的中心位置穿過 ,這樣便于其它工序的加工 ,同時也是防止料的拖動方向發(fā)生大的偏移 . 5. 中間牽引部件 。毫無疑問牽引就是帶動料的拖動 ,使料一步步向前移動 ,移動的速度由電機控制 .這里的電機一般用同步電機比較好 . 6. 中間牽引過后是一中間張力 .因為經(jīng)牽引過來的薄膜可能比較松 .膜如果松動它就會發(fā)生偏移 ,那么加工時就不會達到標準 .所以中間張力部件的作用就是使膜再次漲緊 ,那么中間張力是如何把料漲緊的呢 ,它主要有三個輥筒組成 ,左右兩個是輔助作用 ,是輔助料的滾動 ,中間一個起壓緊作用 ,中間那 個輥筒和一個氣缸連接 ,通過調(diào)節(jié)氣缸的壓力來控制中間張緊軸的壓力 ,從而有效的控制膜的松緊程度 .并且中間張緊軸另一端裝有一接近開關(guān) (高頻振蕩型 )通過和切刀前的光電跟蹤連為一個整體 ,作用見第 11分解 . 7. 過了中間張力一般會設(shè)置一個中間整形部件 ,目的只有在做三邊封的時候用到 ,它是對三邊封袋子了縱向做一整形處理 ,使其達到平整的效果 .整形部件其實也是由上下兩把燙刀組成的 .不過它們的功率要小一點 .為什么小一點 .因為此時袋子縱向已經(jīng)過多次燙壓 ,口早已封好 ,如果還采用過高的溫度很容易畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務(wù)處 第 10 頁 把袋子燙破 .所以這里的溫度選擇有一定 的講究 . 8. 經(jīng)過整形過就要進行橫封 ,橫封部件的結(jié)構(gòu)設(shè)置和縱封幾乎一樣 ,主要區(qū)別在于縱封的燙刀是縱向的 ,而橫封燙刀是和縱封燙刀是垂直的 ,并且橫封燙刀一般有三把 ,后面還有一個冷卻刀 .其材料的選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計都和縱封一樣 ,還有一點區(qū)別那就是每個橫封燙刀兩端各配一個倍送氣缸 .目的在于調(diào)節(jié)橫封的倍送方式 .倍送氣缸還有一個作用那就是有輔助支撐上橫梁的作用 .通過橫封熱封就是橫封冷卻使其剛被燙皺的橫向邊封再次恢復平整 . 9. 在橫封后面一般機器都有沖孔部件 ,因為許多袋子都要有撕裂口 ,這樣便于使用袋子時撕開 ,還有的要做 月牙型的口子 ,還有其它要求等等 . 10. 沖孔過后一般都裝有光電跟蹤 .此處的光電跟蹤和上面提到的 7 中的接近開關(guān)是一個整體 ,7 中的接近開關(guān)通過光電對光標的識別和測量 ,知道前面刀口處的袋子長度是否是我們想要的長度 ,如果短了 ,這里的接近開關(guān)就要作一補償 .所以說 7 的作用是用來補償 11 這邊的光電脈沖 ,因為此處是通過脈沖測量袋子的長度 . 11. 光電過來一般裝有一分切刀架 .刀架上可能裝有幾把刀但不一定使用 ,這具體要看做袋子的需求 .如果一次做一個就不要分切了 ,如果一次做 2個以上就要用到這里的分切刀了 . 12. 分切刀后面 就是切斷部件了 ,切斷部件是由上下兩把刀組成的 ,其作用不言便知 ,是用于最后把袋子切斷用的 .但切刀的裝配精度要求比較高 ,它同樣是采用剪刀原理制成的上下對切刀 .我們由剪刀想想如果剪刀的上下兩個刀口稍有不對整就剪不斷 ,那么同樣這里的切刀也是一個樣 ,所以切刀上裝有粗調(diào)和微調(diào)等多種調(diào)節(jié)方法 ,確保刀口盡可能的嚙合 ,`這樣切料的時候會很輕松容易 ,如果切不斷不公耽誤制袋的速度和進程 ,而且還在浪費大量的薄膜紙 ,這是對用戶的不負責 . 13. 一臺機器的靈魂那就電控箱 ,這臺機器的運轉(zhuǎn)全由它來控制 .電控箱類似于電腦 ,它主要由顯示器 ,主板 ,驅(qū)動器 ,變頻器 ,繼電器 ,接觸器 ,信號轉(zhuǎn)換器 ,變壓器等組成 .現(xiàn)在先進的電控箱可以和電腦連網(wǎng) ,把電控箱上的程序和數(shù)據(jù)下載下來實現(xiàn)遠程控制和對機器整體性能的測定等 .以上就是整臺機器大致的畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務(wù)處 第 11 頁 工作原理 .下面我要著重介紹縱封熱封部件 .它的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工作原理 ,設(shè)計時材料的選用 ,以及驅(qū)動它的傳動機構(gòu)的驅(qū)動方法 ,傳動原理等等 . 14. 縱封熱封部件 :它是機器不可缺少的一個組成部分 .它具體有四根橫梁作為整個縱封的支撐梁 .我設(shè)計它為長 564MM,寬 HT200 鑄造而成 ,因為橫梁要不停的受到多次 小能量的沖擊 ,生產(chǎn)實踐表明 ,像鍛錘桿 ,鑿巖機活塞 ,釬尾等受小能量多次沖擊的機構(gòu)零件 ,一味地追求高的 αK 值 ,并不能提高零件的使用壽命 .因為抵抗小能量多次沖擊的能力主要取決于材料的強度 .(參考 工程材料 東南大學出版社 )(αK 值是指塑性 )通過計算 .HT200 這種鋼鐵N0（循環(huán)次數(shù)） =10 的 7 次方才作為對應(yīng)的應(yīng)力的疲勞極限。并且鑄成整體比市面上多數(shù)采用的拼裝橫梁要結(jié)實，耐用，不容易損壞，拼裝橫梁隨著沖擊的次數(shù)多了容易發(fā)生變形和螺栓松動甚至散架等現(xiàn)象。聯(lián)接板，壓板表面鍍鉻，不但有防銹的作用，還很美觀，大方，增加 了機器的靈氣。市面上聯(lián)接板，壓板上八個螺栓多數(shù)是均勻分布于整塊板上，這樣看上去好像是受力均勻，可以有效的緩沖每一次的沖擊力，但生產(chǎn)實踐證明，那樣的設(shè)計看上去比較合理但不是想像中的那么完美，因為聯(lián)接板，壓板是通過定位軸來確定準確的位置，如果定位軸的位置發(fā)生偏移，那么就會嚴重影響制袋的效果。導致袋子燙的不均勻，甚至燙偏。所以我通過理論計算，覺得把它分布在定位軸的周圍，如果聯(lián)接板是長 600MM 寬 60MM 時，我設(shè)計把定位軸定在中心距為 500MM，四個螺栓到定位軸的橫向距離是 30MM，到定位軸的縱向距離是 18MM 的結(jié) 構(gòu)設(shè)計 .并且根據(jù)強度計算 (材料抵抗變形和斷裂的能力稱為強度 )聯(lián)接板 ,壓板在每分鐘達到135 次時它的彈性變形就會非常明顯 ,為了保證工作時應(yīng)力不超過材料的彈性極限時 ,聯(lián)接板的厚度至少要達到 30MM,而壓板的厚度至少要達到 22MM,才能確保它們工作時振幅小于 15MM,當上下振幅小于 15MM 時 ,即使速度達到 150 次 /分它們所承受的最大應(yīng)力也不會超過它們的彈性極限 (彈性極限 δe 指彈性變形階段所能承受的最大應(yīng)力 .δe= Pe/F0) 工程力學 工程材料 東南大學出版社 . 電熱板的選材以及設(shè)計 :電熱板以 純鋁作為板座 .里面用 10鋼做電熱管 ,由 P=I*I*R(I 是電源的電流 ,R 是電熱管的電阻 ,由公式可知 ,我們要想設(shè)計在 10 到 30 秒內(nèi)能使電熱管由常溫加熱到 80 攝氏度以上 ,就必須有較大的畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務(wù)處 第 12 頁 功率和較好的導熱能力 ,由數(shù)據(jù)鋁的導熱性為 1000 焦 /秒 .米 ,使鐵塊由 20攝氏度加熱到 80攝氏度在 20MM 的距離中只需 20 秒左右的時間 ,通過理論分析和數(shù)據(jù)計算 ,電熱板中的鋼管的直徑應(yīng)不小于 8MM,回形長度不小于 1280MM才能保證機器達到想要的功率 .每支電熱板的功率應(yīng)不小于 1000 瓦 ,單支電壓不小于190V, 單支溫升最高達到 400攝氏度 . 電熱板的厚度不應(yīng)超過 30MM,如果超過30MM 那么再加上燙刀的厚度可能在 20 秒的時間溫升達不到 80 攝氏度 ,所以電熱板的厚度設(shè)計為 25MM .為了防止觸電事故 ,在電熱板的兩端用瓷保護 .瓷保護的直徑為 16MM,瓷兩端的銅帽的直徑選用 6MM,那么電熱板的加熱就是利用電流的熱效應(yīng)讓其電熱板發(fā)熱 .然后通過熱的傳導性使整個電熱板發(fā)熱 ,再由電熱板把熱量傳導給燙刀 ,使燙刀也達到同樣的溫度 ,這一加熱過程通常要在 30秒到 60秒的時間內(nèi)完成 .那么光加熱怎么知道燙刀到底有沒有達到我們想要的溫度呢 ,或者說它到底加熱到多 少度我們也應(yīng)該知道吧 ,對 ,這里我就引進了熱電偶傳感器測溫度 ,參考 自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) 一書 ,機械工業(yè)出版社《機械設(shè)計手冊》 .其實熱電偶傳感器的工作原理很簡單 .就是利用兩種不同材料的導體組成閉合回路 ,當兩個結(jié)點溫度不相同時 ,回路中將產(chǎn)生電動勢 .這種現(xiàn)象在物理學上稱為熱電效應(yīng) .這兩種不同材料的導體所組成的回路稱為 ” 熱電偶 ” 組成熱電偶的導體稱為 ” 熱電極 ” 熱電偶產(chǎn)生的電動勢稱為熱電動勢 .熱電偶的兩個結(jié)點中 ,置于溫度為 T的被測對象中的結(jié)點稱之為測量端 .所以在此機器上 ,形成的電動熱以模擬信號發(fā)到電控箱上 ,再通 過信號轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在顯示器上顯示出來 .我們從市面上或得在工作的機器尤其是加熱的橫封和縱封部件會很燙 .因為都是鐵的 ,所以時間長了整個橫封 ,縱封都會變得很熱 ,在時因為制袋的需要溫度須升到 300 度以上 ,這樣就很危險 ,如果一不小心手按上去都會瞬間被燙傷 .于是就得想辦法怎樣才能杜絕這類事故的發(fā)生呢 .那就得在哪把熱量隔住 ,不讓它傳導上來不就可以了嗎 ,于是經(jīng)過多次實驗證明用水泥隔熱板隔熱 ,它雖然不能把熱量完全堵住 ,讓它傳導上來 ,但是它也大大降低了它們表面的溫度 ,試驗證明當把溫度升到最高 400 攝氏度工作 1 小時 ,它們橫梁的表面溫度也不會超過 60 攝氏度 ,所以說這種方法還是可行的 ,因為利用其它的方法雖然可以更大的降低表面的溫度 ,但大大增加了畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務(wù)處 第 13 頁 企業(yè)的成本 ,這對一個企業(yè)的發(fā)展可能是不可取的 ,所以就選用水泥隔熱板 ,因為它不僅便宜 ,而且非常耐高溫 .使用壽命也相當?shù)拈L .那么這水泥隔熱板到底放在哪里合適呢 ,是放在電熱板與壓板之間可以大大的降低壓板以上的溫度 ,同時也起到一種緩沖燙刀的作用 .燙刀我這里設(shè)計的有兩種 ,一種是長 620MM,寬 10MM,高 18MM 的燙刀 .另一種是設(shè)有刀背的燙刀 ,這樣是使得擁有 20MM 刀口的燙刀但把刀背放 在電熱板里面 ,這樣主要的目的是使兩種不同的刀基本上能同時達到我們設(shè)定的溫度 ,否則不同的受熱面積卻用相同的加溫方法可能不會同時達