【導(dǎo)讀】設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。課題來源于生產(chǎn)實際。目前我國蓄電池塑料盒封口設(shè)備比較落后，基本為手工和半自動封口，本設(shè)計為一臺蓄電池外殼熱封口機設(shè)計，用于某集團公司的蓄。電池塑料盒的盒蓋與盒身的焊接封口。該封口機既可以提高勞動生產(chǎn)率，減。動化和先進性，而且產(chǎn)品的封口質(zhì)量更容易保證。社會競爭力有積極的作用。、機械設(shè)計、液壓與氣動等課程的基礎(chǔ)知識。塑料盒封口機總裝圖1張。①計算正確完整，文字簡潔通順，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。工和半自動包裝。部件結(jié)構(gòu)尺寸；再根據(jù)總體方案進行系統(tǒng)的總驅(qū)動、總控制設(shè)計。統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及軟件。其所實現(xiàn)的快速封口主要由上下料機構(gòu)決定，其主要由三個氣。以及其上的定位裝置和精密模架雙頭封口機構(gòu)。此封口機通過氣缸來實現(xiàn)盒子的運動，加熱，冷卻及夾緊。

　　

【正文】 料盒封接時的溫度、時間、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。 進行該 設(shè)計 的知識 準(zhǔn)備 (1)掌握基本的機械設(shè)計基礎(chǔ)知識。 (2)掌握塑料盒的封接方法等方面的知識。 (3)掌握機器設(shè)計過程和現(xiàn)代設(shè)計的一般方法。 (4)熟練使用 AutoCAD 進行機械設(shè)計。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 總體方案的制定與設(shè)計 總體方案設(shè)計的步驟如圖 所示。 圖 總體方案設(shè)計步驟 塑料盒的總功能分析 塑料盒封口機要完成塑料盒盒身與盒蓋的封口，并且封口的過程要自動完成，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，滿足氣密性檢驗要求。 (2)塑料盒的自動輸送。裝有彈藥引信的塑料盒從進入封口機直到封口完成輸出，全部自動完成，不需要人工操作 。 (3)過程的控制。能根據(jù)生產(chǎn)需要控制生產(chǎn)節(jié)拍，塑料盒輸送的運行與停止，封口參數(shù)的調(diào)節(jié)控制，封口裝置的運行與停止。 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)來表示，這樣就很容易確定各功能元的原理、方案。再通過對各功能元的原理、方案的分析、比較、評價和優(yōu)選，確定出合理方案，將各功能元方案進行組合，整臺機器的原理方案就設(shè)計出來了 [7]。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(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 塑料盒自動輸送功能的分解 塑料盒自動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 過程控制 過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，不需要單獨進行分解。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 各功能元的原理方案設(shè)計、分析、評價及選定 原理、方案設(shè)計與構(gòu)思的著重點在于：第一，同一種功能，可用不同的技術(shù)過程來實現(xiàn)；第二，選用不同的運動規(guī)律，對應(yīng)不同的功能；第三，同一種功能，可選用不同的工作原理、不同的機構(gòu)來滿足。 評價就是對各方案進行比較和評 定，最后選定最佳方案。評價的目標(biāo)一般包括三個方面的內(nèi)容：第一，技術(shù)評價，即評價原理、方案在技術(shù)上的可行性和先進性，包括性能指標(biāo)、可靠性、使用維護性等。第二，經(jīng)濟評價，即評價方案的經(jīng)濟效益，包括制造成本、使用成本及設(shè)備運行時的輔助設(shè)施費用等。使用成本包括運行電費、維修費、人員工資等費用，這些費用可參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行計算或估算。第三，社會評價目標(biāo)，即評價方案實施后對社會帶來的效益和影響，包括是否符合國家科技發(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。 我們可以將封口機的功能元分為：封口形式、封口裝置的移動、封口參數(shù)的控制、塑料盒的定位、塑料盒的夾緊；運動的驅(qū)動、傳動的制動、傳動的速度調(diào)節(jié)；原理方案的設(shè)計，就是設(shè)計出這些分功能的具體原理、方案，最后進行組合。 常用的 封口形式 (1)熱熔式封接：常用電熱絲、電熱管、 — 真空熱管對板形：棒形、帶形和異形等元件進行恒溫加熱，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，封接時加熱元件與所熱封包裝容器保持相對靜止不動，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，在強電場作用下，形成塑料的各雙偶極子均按場強方向排列一致。由于場強是高速變化的，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，偶極子運動愈快，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 溫度高而不過熱，加熱范圍僅局限在電極范圍以內(nèi)，故可得較高強度的接縫。但這種方法對一些低阻抗薄膜不能使用，因為發(fā)熱后的溫度達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 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，將引起壓電材料的周期伸縮的機械振動，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。它的特點是超聲波傳到封接部位后，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現(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（圖紙）請聯(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微型的擠出機，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)場合，現(xiàn)將各種封口方案加以比較、評價。 熱熔式封接簡單，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影響后續(xù)的加熱封接。在經(jīng)濟性方面，’這種封口形式相對成本較低。 高頻封接適于極性較強的塑料，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，這在引信包裝時不易實現(xiàn)。因此，它不適合于塑料盒 身與盒蓋的封口。 超聲波封接強度高，封接后易達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格比較昂貴，而且超聲波強大的輻射會傳射到包裝容器內(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，包裝不但沒起到保護產(chǎn)品的作用，反而會影響產(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要沿著盒身與盒蓋的接縫做矩形運動，傳動復(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，封接時間過長，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)問題。另外，熱熔式封接時，加熱裝置不但將塑料盒身與盒蓋的封口部位加熱熔 融，而且熱量還會進一步傳輸?shù)叫铍姵赝鈿さ姆饪谔?，使蓄電池存在安全隱患，這是絕對不允許的。因此，封口裝置加熱封口后，迅速使用冷卻裝置對塑料盒進行冷卻，使熱量不會傳到內(nèi)包裝物，而且通過冷卻、加壓，使封接處的強度更大，密封性更好 [2]。 封口裝置的移動 要對塑料盒進行 封接，采用熱熔封接方式進行封接，封口加熱裝置就要移動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，因而封口裝置最簡單的運動方式為上下直線移動。能夠?qū)崿F(xiàn)直線運動的機構(gòu)很多，如四桿機構(gòu)、齒輪齒條、氣動系統(tǒng)的氣缸等。 由于四桿機構(gòu)、齒輪齒條等機械機構(gòu)實現(xiàn)直線運動的動力須由電機實現(xiàn)，或從其他的運動原件傳送過來，因此，運動鏈相對較長，成本較高，而且當(dāng)需要單獨改變封接參數(shù)時，控制比較麻煩。 采用氣壓傳動的氣缸實現(xiàn)直線運 動相對就比較簡單。對于彈藥引信的包裝來說，氣壓傳動使用安全，無爆炸和電擊危險，有過載保護能力。另外，通過調(diào)節(jié)氣源壓力，就可以調(diào)節(jié)封口裝置加熱板封口時壓力的大小，封口時間的大小隨時通過控制氣缸電磁閥的開啟全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 就可以實現(xiàn)。氣缸實現(xiàn)封口裝置的上下運動，不但結(jié)構(gòu)簡單而且調(diào)整方便，工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比其他傳動裝置具有優(yōu)越性，而且成本低，過載能自動保護。因此，封口裝置的移動由氣缸來完成。 封口參數(shù)的 制定 熱熔式塑料封口的質(zhì)量由溫度、時間、壓力三因素決定 。當(dāng)溫度一定時，封接時間隨壓力的增大而降低；當(dāng)封接壓力一定時，封接時間隨封接溫度的升高而降低。對于該塑料盒的封口來說，可以控制溫度、時間、壓力三個參數(shù)來保證封口質(zhì)量。 (1)壓力的調(diào)整。通過對彈簧的合理設(shè)計，調(diào)整彈簧的壓縮量，就可以實現(xiàn)封口裝置所需的壓力，但這種方式調(diào)整起來不方便，而且增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。封口裝置的移動采用氣缸來實現(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，只要調(diào)整氣源壓力就可以調(diào)整整個封口壓力。 (2)溫度的調(diào)整與控制。對聚乙烯的封口來說，封接溫度達到 110 一 160℃時， 塑料就可以變粘、熔融。由于封接溫度本身就為一范圍，需要進行調(diào)整，選擇合適的溫度，另外，當(dāng)其他參數(shù)改變時，封接溫度也需調(diào)整改變，因此必須進行封接溫度的調(diào)整。但一旦溫度調(diào)整合適，在其他參數(shù)無改變的情況下，溫度要保持恒定值才能達到所需的封口質(zhì)量。其次，在生產(chǎn)的過程中要對溫度進行控制，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)熱電偶測量的溫度達不到要求時，控制裝置對溫度進行控制。 塑料盒的定位 由于本封口機為全自動，因此，塑料盒輸送是要達到規(guī)定的位置，也就是在封口裝置下方停止。機械傳動有誤差，需消除傳動誤差，對塑料盒進行定位，使熱封裝置能準(zhǔn)確對準(zhǔn)塑料盒封口處。 方案一，如圖 所示，在封口位置處加一擋塊 (動定位板 )，在塑料盒到達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封口裝置的位置誤差，用一開有喇叭口的板對塑料盒進行重新定位，由于該板對塑料盒的三個方向進行了定位 ，因此定位準(zhǔn)確。 塑料盒定位裝置選擇方案二。定位板的運動為直線運動。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(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)加熱裝置對塑料盒盒身與盒蓋向下進行加熱、加壓時，會引起塑料盒身的變形，影響將來塑料盒的下一步裝箱。因此，在封接時要保證塑料盒不變形，應(yīng)對其進行夾緊。由于在定位時塑料盒的三面已經(jīng)夾緊，因而只要在塑料盒的第四面處加一固定板，通過動定位板向前移動，就將塑料盒緊緊地定在封口裝置下方。 塑料盒的移動 塑 料盒的移動 即輸送，一般有兩種運動方式：連續(xù)式、間歇式。 連續(xù)式輸送比較簡單，通過輸送鏈就能完成。但本機塑料盒在輸送過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間才能完成，只有加熱裝置、冷卻裝置與連續(xù)運動著的塑料盒一起運動，才能完成其功能。這樣機構(gòu)就非常復(fù)雜，成本也相應(yīng)增高。因此 ,本機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。完成間歇輸送的運動方式很多，可通過間歇機構(gòu)來完成，也可通過液壓、氣壓傳動來完成。 方案一，間歇機構(gòu)實現(xiàn)塑料盒的間歇輸送。目前實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)很多，主要有蝸桿凸輪機構(gòu) 、槽輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、齒輪連桿機構(gòu)等。 方案二，采用液壓傳動的液壓缸進行推送，通過電磁閥控制動、停時間。 方案三，采用氣壓傳動，通過電磁閥調(diào)節(jié)氣缸活塞桿的伸、縮，控制所需的動、停時間。 在這三種方案中，方案一的機械間歇機構(gòu)特點各不相同，共同的特點為各機構(gòu)只能按照一種動、停時間比運動，而本機實現(xiàn)封接的執(zhí)行機構(gòu)需要’隨時根據(jù)溫度、壓力進行時間的調(diào)整，也就是間歇機構(gòu)的動、停時間隨時需要調(diào)整，要與封接執(zhí)行機構(gòu)所需時間協(xié)調(diào)，全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 使用這些間歇機構(gòu)調(diào)整控制起來比較困難，因此，不能選用間歇運動機構(gòu)。 方案二的動 、停時間調(diào)整起來比較方便，但使用液壓傳動所需的成本比較高，本機所輸送塑料盒的重量相對比較小，即負(fù)載較小，不需要太大的動力，不宜選用方案二。 方案三采用氣壓傳動，傳動相對簡單，成本低，控制方便。另外，對于彈藥引信的包裝，氣壓傳動相對安全性也比較高。因此，選用氣壓傳動輸送塑料包裝盒 [3]。 塑料盒的驅(qū)動 由于本機塑料盒的輸送采用的方案為氣缸傳動，動力為壓縮空氣，因而可直接選用空氣壓縮機為動力源。一般工廠都有氣源，只要選用氣動三聯(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)傳動制動。任何傳動都有慣性，應(yīng)使它到達預(yù)。定位置即停止并制動。盒輸送選擇氣壓傳動，在制動方面主要可采取兩個措施：一是在選擇氣缸時，選擇帶緩沖的氣缸