【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。目前我國(guó)蓄電池塑料盒封口設(shè)備比較落后，基本為手工和半自動(dòng)封口，本設(shè)計(jì)為一臺(tái)蓄電池外殼熱封口機(jī)設(shè)計(jì)，用于某集團(tuán)公司的蓄。電池塑料盒的盒蓋與盒身的焊接封口。該封口機(jī)既可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減。動(dòng)化和先進(jìn)性，而且產(chǎn)品的封口質(zhì)量更容易保證。社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力有積極的作用。、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣動(dòng)等課程的基礎(chǔ)知識(shí)。塑料盒封口機(jī)總裝圖1張。①計(jì)算正確完整，文字簡(jiǎn)潔通順，書寫整齊清晰。②論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處。③論文字?jǐn)?shù)不少于。工和半自動(dòng)包裝。部件結(jié)構(gòu)尺寸；再根據(jù)總體方案進(jìn)行系統(tǒng)的總驅(qū)動(dòng)、總控制設(shè)計(jì)。統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及軟件。其所實(shí)現(xiàn)的快速封口主要由上下料機(jī)構(gòu)決定，其主要由三個(gè)氣。以及其上的定位裝置和精密模架雙頭封口機(jī)構(gòu)。此封口機(jī)通過(guò)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)盒子的運(yùn)動(dòng)，加熱，冷卻及夾緊。

　　

【正文】 料盒封接時(shí)的溫度、時(shí)間、壓力可調(diào)。 (3)塑料包裝盒封接質(zhì)量應(yīng)滿足氣密性檢驗(yàn)要求：向盒內(nèi)充正壓，壓差為 ，包裝盒不漏氣為合格。 (4)塑料盒封口深度不大于 4 mm。 (5)封接工位應(yīng)有防爆裝置。 進(jìn)行該 設(shè)計(jì) 的知識(shí) 準(zhǔn)備 (1)掌握基本的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)。 (2)掌握塑料盒的封接方法等方面的知識(shí)。 (3)掌握機(jī)器設(shè)計(jì)過(guò)程和現(xiàn)代設(shè)計(jì)的一般方法。 (4)熟練使用 AutoCAD 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 總體方案的制定與設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)的步驟如圖 所示。 圖 總體方案設(shè)計(jì)步驟 塑料盒的總功能分析 塑料盒封口機(jī)要完成塑料盒盒身與盒蓋的封口，并且封口的過(guò)程要自動(dòng)完成，因此，必須具有以下幾種功能： (1)塑料盒的封口。完成塑料盒盒身與盒蓋的封口，滿足氣密性檢驗(yàn)要求。 (2)塑料盒的自動(dòng)輸送。裝有彈藥引信的塑料盒從進(jìn)入封口機(jī)直到封口完成輸出，全部自動(dòng)完成，不需要人工操作 。 (3)過(guò)程的控制。能根據(jù)生產(chǎn)需要控制生產(chǎn)節(jié)拍，塑料盒輸送的運(yùn)行與停止，封口參數(shù)的調(diào)節(jié)控制，封口裝置的運(yùn)行與停止。 功能分解 可以將總功能分解為分功能，分功能繼續(xù)分解，直至功能元。功能分解可利用樹狀結(jié)構(gòu)來(lái)表示，這樣就很容易確定各功能元的原理、方案。再通過(guò)對(duì)各功能元的原理、方案的分析、比較、評(píng)價(jià)和優(yōu)選，確定出合理方案，將各功能元方案進(jìn)行組合，整臺(tái)機(jī)器的原理方案就設(shè)計(jì)出來(lái)了 [7]。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 塑料盒封口功能的分解 塑料盒封口功能可以利用功能樹分解為如圖 所示的最小功能元。 圖 塑料盒 封口功能樹 塑料盒自動(dòng)輸送功能的分解 塑料盒自動(dòng)輸送功能可以利用功能樹分解為如圖 所示的最小功能元。 圖 塑料盒輸送功能樹 過(guò)程控制 過(guò)程控制功能的各功能元已經(jīng)分解到塑料盒的封口與輸送功能中，不需要單獨(dú)進(jìn)行分解。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 各功能元的原理方案設(shè)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)及選定 原理、方案設(shè)計(jì)與構(gòu)思的著重點(diǎn)在于：第一，同一種功能，可用不同的技術(shù)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)；第二，選用不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)應(yīng)不同的功能；第三，同一種功能，可選用不同的工作原理、不同的機(jī)構(gòu)來(lái)滿足。 評(píng)價(jià)就是對(duì)各方案進(jìn)行比較和評(píng) 定，最后選定最佳方案。評(píng)價(jià)的目標(biāo)一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容：第一，技術(shù)評(píng)價(jià)，即評(píng)價(jià)原理、方案在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性，包括性能指標(biāo)、可靠性、使用維護(hù)性等。第二，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，即評(píng)價(jià)方案的經(jīng)濟(jì)效益，包括制造成本、使用成本及設(shè)備運(yùn)行時(shí)的輔助設(shè)施費(fèi)用等。使用成本包括運(yùn)行電費(fèi)、維修費(fèi)、人員工資等費(fèi)用，這些費(fèi)用可參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算或估算。第三，社會(huì)評(píng)價(jià)目標(biāo)，即評(píng)價(jià)方案實(shí)施后對(duì)社會(huì)帶來(lái)的效益和影響，包括是否符合國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃和政策，是否有益于改善環(huán)境 (節(jié)能、環(huán)保、安全等 )，是否有利于資源開發(fā)和新能源的利用等。 方案的決策不 能只從方案本身的某一性能指標(biāo)出發(fā)，還應(yīng)考慮以整個(gè)方案的總體目標(biāo)為核心的有關(guān)方面的總體平衡。 我們可以將封口機(jī)的功能元分為：封口形式、封口裝置的移動(dòng)、封口參數(shù)的控制、塑料盒的定位、塑料盒的夾緊；運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)的制動(dòng)、傳動(dòng)的速度調(diào)節(jié)；原理方案的設(shè)計(jì)，就是設(shè)計(jì)出這些分功能的具體原理、方案，最后進(jìn)行組合。 常用的 封口形式 (1)熱熔式封接：常用電熱絲、電熱管、 — 真空熱管對(duì)板形：棒形、帶形和異形等元件進(jìn)行恒溫加熱，然后將熱元件靠近塑料封口部位，使塑料包裝材料加熱熔融，再加壓封接。這是一種最為簡(jiǎn)單的熱封方 法，一般為交流供電，可按所封接的塑料材料所需熱封溫度實(shí)行恒溫自控。熱板熱封常制成板形，以適應(yīng)封口的包裝容器的形狀，封接時(shí)加熱元件與所熱封包裝容器保持相對(duì)靜止不動(dòng)，以滿足將封接部位塑料熔融的需要；但須保證封接元件不與所封接的塑料材料粘接。 (2)高頻封接：即介質(zhì)加熱封口方法，將塑料封口部位夾壓于通高頻電流的平行板電極之間，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，形成塑料的各雙偶極子均按場(chǎng)強(qiáng)方向排列一致。由于場(chǎng)強(qiáng)是高速變化的，雙偶極子不斷改變方向，導(dǎo)致相互碰撞摩擦而產(chǎn)生熱，頻率愈高，偶極子運(yùn)動(dòng)愈快，溫度愈高。這種加熱的熱量純粹是由被加 熱物質(zhì)本身引起的，故又稱“內(nèi)加熱”。因是內(nèi)部加熱，中， b 溫度高而不過(guò)熱，加熱范圍僅局限在電極范圍以內(nèi)，故可得較高強(qiáng)度的接縫。但這種方法對(duì)一些低阻抗薄膜不能使用，因?yàn)榘l(fā)熱后的溫度達(dá)不到塑料熱熔所需溫度。它適用于極性分子組成的塑料，例如聚氯乙烯、聚酰胺等制成的薄膜或薄板，必須采用超高頻 (頻率達(dá) 40 MHz以上 )加熱才得以熱封。 (3)超聲波封接：聲波頻率高于 20 kHz的波為超聲波，通常由電一聲換能器將電磁振蕩波的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械波的能量，從而獲得超聲波。常用壓電式換能器，當(dāng) 201 kHz以上高頻加到電一聲換能器 上時(shí)，將引起壓電材料的周期伸縮的機(jī)械振動(dòng)，發(fā)出超聲波，在適度壓力下使塑料材料封口處因高頻振動(dòng)摩擦生熱而熔融，使兩塊塑料的接合面瞬間熔融接合。它的特點(diǎn)是超聲波傳到封接部位后，焊接強(qiáng)度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計(jì)，可達(dá)到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來(lái)的不便，實(shí)現(xiàn)高效、清潔的熔接。由于是從里向外發(fā)熱熔解，因此包裝內(nèi)容物不受熱。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 (4)塑料焊條焊接：集熱風(fēng)預(yù)熱與焊條擠出于一體，熱風(fēng)用于預(yù)熱焊件，焊條的加熱熔化使用一個(gè)微型的擠出機(jī)，它將焊條擠入料筒使其熔融，再擠出到焊接表面；由于焊接表面已經(jīng)預(yù)熱粘 稠，在焊槍模具的壓力作用下，焊條焊接在塑件上，再經(jīng)冷卻變硬，從而在不大的壓力下使塑料接縫得以結(jié)合。 (5)封口方法方案的比較與確定。各種方案有不同的適應(yīng)場(chǎng)合，現(xiàn)將各種封口方案加以比較、評(píng)價(jià)。 熱熔式封接簡(jiǎn)單，但加熱熔融塑料接縫的模板易粘結(jié)塑料，這不但使封口整齊美觀度差，而且粘在模板上的塑料會(huì)影響后續(xù)的加熱封接。在經(jīng)濟(jì)性方面，’這種封口形式相對(duì)成本較低。 高頻封接適于極性較強(qiáng)的塑料，而聚乙烯塑料極性較弱，而且要將塑料封口部位夾壓于高頻電流的平行板電極之間，這在引信包裝時(shí)不易實(shí)現(xiàn)。因此，它不適合于塑料盒 身與盒蓋的封口。 超聲波封接強(qiáng)度高，封接后易達(dá)到所需的密封性要求，而且封口整齊，不產(chǎn)生粘連現(xiàn)象，是理想的封接形式。但超聲波封口裝置價(jià)格比較昂貴，而且超聲波強(qiáng)大的輻射會(huì)傳射到包裝容器內(nèi)部，可能直接影響所包裝的彈藥引信產(chǎn)品的質(zhì)量。這樣，包裝不但沒(méi)起到保護(hù)產(chǎn)品的作用，反而會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，超聲波封接不適于蓄電池的包裝封口。 塑料焊條焊接易達(dá)到密封要求，但由于要將熔融的塑料焊條堆積在盒身與盒蓋的接縫處，這就要求加熱熔化焊條的擠出機(jī)要沿著盒身與盒蓋的接縫做矩形運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)復(fù)雜。而且，容器盒身與盒蓋的接縫不 是非常標(biāo)準(zhǔn)，焊條就不易準(zhǔn)確地堆積在接縫處。另外，封接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)能力不易保證。 因此，根據(jù)上面的技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)性等其他分析，封口形式選用熱熔式封接，但須解決粘結(jié)問(wèn)題。另外，熱熔式封接時(shí)，加熱裝置不但將塑料盒身與盒蓋的封口部位加熱熔 融，而且熱量還會(huì)進(jìn)一步傳輸?shù)叫铍姵赝鈿さ姆饪谔帲剐铍姵卮嬖诎踩[患，這是絕對(duì)不允許的。因此，封口裝置加熱封口后，迅速使用冷卻裝置對(duì)塑料盒進(jìn)行冷卻，使熱量不會(huì)傳到內(nèi)包裝物，而且通過(guò)冷卻、加壓，使封接處的強(qiáng)度更大，密封性更好 [2]。 封口裝置的移動(dòng) 要對(duì)塑料盒進(jìn)行 封接，采用熱熔封接方式進(jìn)行封接，封口加熱裝置就要移動(dòng)至盒身與盒蓋的接縫處；封接結(jié)束后，封口裝置需離開塑料盒，以便塑料盒向后輸送。因此，封口裝置的移動(dòng)應(yīng)為直線式。由于裝有彈藥引信的塑料盒不能側(cè)放或倒放，因而封口裝置最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)方式為上下直線移動(dòng)。能夠?qū)崿F(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)很多，如四桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、氣動(dòng)系統(tǒng)的氣缸等。 由于四桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條等機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力須由電機(jī)實(shí)現(xiàn)，或從其他的運(yùn)動(dòng)原件傳送過(guò)來(lái)，因此，運(yùn)動(dòng)鏈相對(duì)較長(zhǎng)，成本較高，而且當(dāng)需要單獨(dú)改變封接參數(shù)時(shí)，控制比較麻煩。 采用氣壓傳動(dòng)的氣缸實(shí)現(xiàn)直線運(yùn) 動(dòng)相對(duì)就比較簡(jiǎn)單。對(duì)于彈藥引信的包裝來(lái)說(shuō)，氣壓傳動(dòng)使用安全，無(wú)爆炸和電擊危險(xiǎn)，有過(guò)載保護(hù)能力。另外，通過(guò)調(diào)節(jié)氣源壓力，就可以調(diào)節(jié)封口裝置加熱板封口時(shí)壓力的大小，封口時(shí)間的大小隨時(shí)通過(guò)控制氣缸電磁閥的開啟全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 就可以實(shí)現(xiàn)。氣缸實(shí)現(xiàn)封口裝置的上下運(yùn)動(dòng)，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且調(diào)整方便，工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境中，比其他傳動(dòng)裝置具有優(yōu)越性，而且成本低，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。因此，封口裝置的移動(dòng)由氣缸來(lái)完成。 封口參數(shù)的 制定 熱熔式塑料封口的質(zhì)量由溫度、時(shí)間、壓力三因素決定 。當(dāng)溫度一定時(shí)，封接時(shí)間隨壓力的增大而降低；當(dāng)封接壓力一定時(shí)，封接時(shí)間隨封接溫度的升高而降低。對(duì)于該塑料盒的封口來(lái)說(shuō)，可以控制溫度、時(shí)間、壓力三個(gè)參數(shù)來(lái)保證封口質(zhì)量。 (1)壓力的調(diào)整。通過(guò)對(duì)彈簧的合理設(shè)計(jì)，調(diào)整彈簧的壓縮量，就可以實(shí)現(xiàn)封口裝置所需的壓力，但這種方式調(diào)整起來(lái)不方便，而且增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。封口裝置的移動(dòng)采用氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，氣缸輸出力的大小由氣源壓力、氣缸缸徑?jīng)Q定。當(dāng)氣缸選定時(shí)，只要調(diào)整氣源壓力就可以調(diào)整整個(gè)封口壓力。 (2)溫度的調(diào)整與控制。對(duì)聚乙烯的封口來(lái)說(shuō)，封接溫度達(dá)到 110 一 160℃時(shí)， 塑料就可以變粘、熔融。由于封接溫度本身就為一范圍，需要進(jìn)行調(diào)整，選擇合適的溫度，另外，當(dāng)其他參數(shù)改變時(shí)，封接溫度也需調(diào)整改變，因此必須進(jìn)行封接溫度的調(diào)整。但一旦溫度調(diào)整合適，在其他參數(shù)無(wú)改變的情況下，溫度要保持恒定值才能達(dá)到所需的封口質(zhì)量。其次，在生產(chǎn)的過(guò)程中要對(duì)溫度進(jìn)行控制，保證其在所定溫度的 2? ℃范圍內(nèi)變化。這就需要在加熱封口裝置上安裝溫度傳感器 (熱電偶 )。當(dāng)熱電偶測(cè)量的溫度達(dá)不到要求時(shí)，控制裝置對(duì)溫度進(jìn)行控制。 塑料盒的定位 由于本封口機(jī)為全自動(dòng)，因此，塑料盒輸送是要達(dá)到規(guī)定的位置，也就是在封口裝置下方停止。機(jī)械傳動(dòng)有誤差，需消除傳動(dòng)誤差，對(duì)塑料盒進(jìn)行定位，使熱封裝置能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)塑料盒封口處。 方案一，如圖 所示，在封口位置處加一擋塊 (動(dòng)定位板 )，在塑料盒到達(dá)前向前伸出將塑料盒擋住，這就解決了傳送方向的前后誤差，但擋塊解決不了與傳送方向垂直的誤差。 方案二，如圖 所示，當(dāng)塑料盒輸送到指定位置后，為了消除塑料盒相對(duì)封口裝置的位置誤差，用一開有喇叭口的板對(duì)塑料盒進(jìn)行重新定位，由于該板對(duì)塑料盒的三個(gè)方向進(jìn)行了定位 ，因此定位準(zhǔn)確。 塑料盒定位裝置選擇方案二。定位板的運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 盒前后定位 圖 盒三方向定位 塑料的夾緊 當(dāng)加熱裝置對(duì)塑料盒盒身與盒蓋向下進(jìn)行加熱、加壓時(shí)，會(huì)引起塑料盒身的變形，影響將來(lái)塑料盒的下一步裝箱。因此，在封接時(shí)要保證塑料盒不變形，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行夾緊。由于在定位時(shí)塑料盒的三面已經(jīng)夾緊，因而只要在塑料盒的第四面處加一固定板，通過(guò)動(dòng)定位板向前移動(dòng)，就將塑料盒緊緊地定在封口裝置下方。 塑料盒的移動(dòng) 塑 料盒的移動(dòng) 即輸送，一般有兩種運(yùn)動(dòng)方式：連續(xù)式、間歇式。 連續(xù)式輸送比較簡(jiǎn)單，通過(guò)輸送鏈就能完成。但本機(jī)塑料盒在輸送過(guò)程中要完成加熱封口及冷卻兩種功能，而且兩種功能都需要時(shí)間才能完成，只有加熱裝置、冷卻裝置與連續(xù)運(yùn)動(dòng)著的塑料盒一起運(yùn)動(dòng)，才能完成其功能。這樣機(jī)構(gòu)就非常復(fù)雜，成本也相應(yīng)增高。因此 ,本機(jī)的塑料盒輸送不選擇此種連續(xù)輸送方式。 間歇輸送方式適于本機(jī)。完成間歇輸送的運(yùn)動(dòng)方式很多，可通過(guò)間歇機(jī)構(gòu)來(lái)完成，也可通過(guò)液壓、氣壓傳動(dòng)來(lái)完成。 方案一，間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塑料盒的間歇輸送。目前實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)很多，主要有蝸桿凸輪機(jī)構(gòu) 、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪連桿機(jī)構(gòu)等。 方案二，采用液壓傳動(dòng)的液壓缸進(jìn)行推送，通過(guò)電磁閥控制動(dòng)、停時(shí)間。 方案三，采用氣壓傳動(dòng)，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)氣缸活塞桿的伸、縮，控制所需的動(dòng)、停時(shí)間。 在這三種方案中，方案一的機(jī)械間歇機(jī)構(gòu)特點(diǎn)各不相同，共同的特點(diǎn)為各機(jī)構(gòu)只能按照一種動(dòng)、停時(shí)間比運(yùn)動(dòng)，而本機(jī)實(shí)現(xiàn)封接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要’隨時(shí)根據(jù)溫度、壓力進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，也就是間歇機(jī)構(gòu)的動(dòng)、停時(shí)間隨時(shí)需要調(diào)整，要與封接執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需時(shí)間協(xié)調(diào)，全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 使用這些間歇機(jī)構(gòu)調(diào)整控制起來(lái)比較困難，因此，不能選用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 方案二的動(dòng) 、停時(shí)間調(diào)整起來(lái)比較方便，但使用液壓傳動(dòng)所需的成本比較高，本機(jī)所輸送塑料盒的重量相對(duì)比較小，即負(fù)載較小，不需要太大的動(dòng)力，不宜選用方案二。 方案三采用氣壓傳動(dòng)，傳動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，控制方便。另外，對(duì)于彈藥引信的包裝，氣壓傳動(dòng)相對(duì)安全性也比較高。因此，選用氣壓傳動(dòng)輸送塑料包裝盒 [3]。 塑料盒的驅(qū)動(dòng) 由于本機(jī)塑料盒的輸送采用的方案為氣缸傳動(dòng)，動(dòng)力為壓縮空氣，因而可直接選用空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源。一般工廠都有氣源，只要選用氣動(dòng)三聯(lián)件 (汽水分離器、調(diào)壓閥、油霧噴霧器 )就可接人氣源。 塑料盒輸 送的控制 (1)傳動(dòng)制動(dòng)。任何傳動(dòng)都有慣性，應(yīng)使它到達(dá)預(yù)。定位置即停止并制動(dòng)。盒輸送選擇氣壓傳動(dòng)，在制動(dòng)方面主要可采取兩個(gè)措施：一是在選擇氣缸時(shí)，選擇帶緩沖的氣缸