【正文】 日 設(shè)計(jì) （ 論 文）完成日期 年 月 日 設(shè)計(jì) （ 論 文） 題 目： 巧克力包裝機(jī)設(shè)計(jì) A 設(shè)計(jì)專(zhuān)題 （ 畢業(yè)論 文） 指 導(dǎo) 教 師 王廣云 系（部）主 任 黃穎輝 年 月 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）答 辯 委 員會(huì)記錄 電力工程 系 機(jī)電一體化 專(zhuān)業(yè) ， 學(xué) 生 關(guān)利偉 于 年 月 日 進(jìn) 行了 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）答 辯 。 答 辯 委 員會(huì) 人，出席 人 答 辯 委 員會(huì) 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 委員 ： ， ， ， ， ， ， 。這種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動(dòng)化程度較高，既可以完成單層 或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡(jiǎn)單美觀，結(jié)實(shí)牢靠，消費(fèi)者使用方面。考慮自動(dòng)機(jī)工藝條件的變化，采用無(wú)級(jí)調(diào)速，使自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率為 70～ 130 件/min。因?yàn)檫B桿、凸輪機(jī)構(gòu)一經(jīng)調(diào)整后，就能?chē)?yán)格保證動(dòng)作的可靠性，并且能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的動(dòng)作。這 種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動(dòng)化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡(jiǎn)單美觀、結(jié)實(shí)牢靠，消費(fèi)者使用方便。包裝的作用是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行保護(hù)并使之便于運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)與銷(xiāo)售。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)日益趨向商品化、社會(huì)化和國(guó)際化。所以產(chǎn)品包裝已不可能依靠手工操作，因手工包裝不僅在速度、質(zhì)量、衛(wèi)生條件和花色品種等方面都無(wú)法和機(jī)械化包裝相比擬，現(xiàn)代化的包裝機(jī)械已超越簡(jiǎn)單地模仿人的動(dòng)作，有許多功能是手工操作根本不能實(shí)現(xiàn)的。大量的連續(xù)化生產(chǎn)要求包裝作業(yè)也要成為由一系列 自動(dòng)包裝機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)、輸送機(jī)、自動(dòng)儲(chǔ)存裝置、自動(dòng)檢測(cè)裝置組合起來(lái)的自動(dòng)包裝生產(chǎn)線。 小現(xiàn)實(shí)的生活中，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械化不但把生產(chǎn)率大大提高了，而且使更多的工人從繁重、單調(diào)的工作中解放出來(lái)，同時(shí)，包裝機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)范圍、產(chǎn)品品種，大大縮減了生產(chǎn)周期，有利于產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，以滿足不斷增長(zhǎng)的需要。 近半個(gè)多世紀(jì)以 來(lái) ， 隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、現(xiàn)代化 ， 產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起 ， 受到人們普遍重視。 無(wú)論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外 ， 包裝工作已涉及到各行各業(yè) ， 面廣量大 ， 對(duì)人民生活、國(guó)際貿(mào)易和國(guó)防建設(shè)都帶來(lái)深刻的影響 ， 甚至在現(xiàn)代生活中出現(xiàn)了過(guò)去難以想象的新情況 :未經(jīng)包裝出售的商品變得越來(lái)越少了 ， 而且包裝上的失敗往往會(huì)使很好的產(chǎn)品得不到成功的銷(xiāo)售?？墒侨绻麤](méi)有先進(jìn)的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展 ， 也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。 大量事實(shí)表明 ， 實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和自動(dòng)化 ， 尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活性(或稱(chēng)柔性 )的自動(dòng)包裝線 ， 不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向 ， 同時(shí)也可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 2)能改善勞動(dòng)條件 ， 避免污染危害環(huán)境 對(duì)有劇毒、刺激性的 ， 低溫、潮濕性、爆炸、發(fā)射性的 ， 以及必須放置在暗室的物品 ， 實(shí)現(xiàn)了包裝的機(jī)械化和自動(dòng)化 ， 便可大大改善操作條件 ， 避免污染危害環(huán)境。 3)能節(jié)約原材料 ， 減少浪費(fèi) ， 降低成本 有些粉末、液體物料在手工包裝過(guò)程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現(xiàn)象 ，若改善機(jī)械包裝則會(huì)大大減輕損傷。 由此可見(jiàn) ， 實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械化和建立現(xiàn)代包裝工業(yè) ， 乃是關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的一件大事 ， 也是搞好社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為了對(duì)包裝機(jī)械的發(fā)生和發(fā)展找出規(guī)律性認(rèn)識(shí)并制訂適當(dāng)?shù)膶?duì)策 ，有必要深入地了解它的一些特點(diǎn)。其中包括包裝材料學(xué)、包裝工藝學(xué)、包裝設(shè)計(jì)學(xué)、包裝印刷學(xué)、包裝動(dòng)力學(xué)、包裝機(jī)械學(xué)、包裝檢測(cè)學(xué)、包裝管理學(xué)、 以及包裝標(biāo)準(zhǔn)化等重要分支。 （ 2）在發(fā)展專(zhuān)用機(jī)種的同時(shí) ， 積極開(kāi)發(fā)通用包裝機(jī)械 包裝機(jī)械在發(fā)展專(zhuān)用機(jī)種的同時(shí) ， 為滿足現(xiàn)代包裝的實(shí)際需要正在不斷擴(kuò)大其通用能力 ， 積極開(kāi)發(fā)各種新型的通用包裝機(jī)。 現(xiàn)在 ， 依靠機(jī)電等綜合技術(shù)對(duì)產(chǎn)品包裝實(shí)行記憶式自動(dòng)控制逐漸增多 ， 其主要特點(diǎn)是 ， 將檢測(cè)出來(lái)的信息通域記憶構(gòu)件或記憶演算 ， 指令遠(yuǎn)距離執(zhí)行 機(jī)構(gòu)完成所規(guī)定的動(dòng)作 ， 如自動(dòng)剔除不合格品、無(wú)料不送袋、斷瓶不充填、缺盒不上標(biāo)等等。 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 4 包裝機(jī)械工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 在世界范圍內(nèi) ， 包裝工業(yè)的發(fā)展歷史比較短些 ， 科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美各國(guó)大體上是在本世紀(jì)初葉起步的 ， 及至五十年代步伐才大為加快。 現(xiàn)在投產(chǎn)使用的包裝機(jī)已超過(guò)千余種 (約半數(shù)屬于食品包裝機(jī)械 )， 同時(shí)包裝聯(lián)合機(jī)及自動(dòng)線的配套設(shè)備已與單機(jī)等量齊觀了。 中國(guó)有著悠久的包裝歷史。特別是防腐包裝、防震包裝和禮品包裝更帶有民族的傳統(tǒng)特色 ， 一直延續(xù)至今。到了五十年代末期 ， 開(kāi)始引進(jìn)仿造 ， 形成小規(guī)模的生產(chǎn)能力 然而從全局看 ， 我國(guó)的包裝工業(yè)同國(guó)際的先進(jìn)水平相比依然存在著明顯的差距 ， 尚且是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中較為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。 D2400 雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī) B N－ 150 叩頭式糖果包裝機(jī) G BF BF BF包裝對(duì)象為圓臺(tái)狀巧克力糖（圖 6），包裝材料為厚 的金色鋁箔紙。包裝工藝 方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖 8）。 設(shè)計(jì)任務(wù) 粒狀巧克力糖 被加工對(duì)象是呈圓臺(tái)形粒狀巧克力糖，如圖 1 所示。1=30mm，216。 圖 1 包裝工藝動(dòng)作 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 6 包裝材料 巧克力糖包裝采用厚度 的銀色鋁箔 卷筒紙?？紤]自動(dòng)機(jī)工藝條件的變化，采用無(wú)級(jí)調(diào)速，使自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率為 70～ 130 件 /min。 對(duì)自動(dòng)機(jī)的基本要求 機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、穩(wěn)定，操作方便、安全，維修容易，造價(jià)低。 H 216。2 圖 2 產(chǎn)品形狀 圖 3 包裝產(chǎn)品最后形狀 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 7 第 3 章 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工藝確定 在廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品的包裝工藝進(jìn)行詳細(xì)的分 析。但是作為高明的設(shè)計(jì)者，不能只局限于模仿人工包裝動(dòng)作。 因此，在開(kāi)始設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)工藝時(shí)，首先應(yīng)對(duì)人工包裝動(dòng)作進(jìn)行分析研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合、提高，使之更加完善，更能適合機(jī)械動(dòng)作的要求。因此，考慮機(jī)械動(dòng)作時(shí)應(yīng)適合它的特點(diǎn)，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。 包裝工藝首要的是要解決坯件的上料問(wèn)題。如果采用料倉(cāng)式上料方法，則需要人工定時(shí)放料，每分鐘放 120 粒糖也夠緊張的。 包裝材料 食品包裝材料應(yīng)十分注重衛(wèi)生。因此，在設(shè)計(jì)供紙部件時(shí)對(duì)速度應(yīng)十分注意。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送紙速度應(yīng)小于 500mm/s。本機(jī)采用卷筒紙。將紙片水平置放對(duì)包裝工藝有利。 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 8 工藝方案及實(shí)驗(yàn) 包裝工藝方案擬定 圖 4 包裝工序分解圖 圖 4 為最初的巧克力糖包裝工藝圖 .根據(jù)人工包裝動(dòng)作順序 ,針對(duì)產(chǎn)品包裝質(zhì)量要求 ,該機(jī) 包裝工藝如下 : 1) 將 90mm 90mm 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖 216。 2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成行如圖 4(b)所示 . 3)將余下的鋁箔紙分成兩半 ,先后向 216。又由于鋁箔紙又薄又脆 ,在強(qiáng)迫成行時(shí) ,鋁箔紙有被拉破的現(xiàn)象 ,特別當(dāng)糖塊與模腔之間間隙太小時(shí) ,使鋁箔紙沒(méi)有足夠的變形間隙而被撕破 。有時(shí)在頂桿 頂糖時(shí)發(fā)生損傷糖塊的現(xiàn)象等等 .這說(shuō)明第一次工藝實(shí)驗(yàn)還很不完善 . 在第二次工藝實(shí)驗(yàn)時(shí) ,將剛性錐形模腔改成具有一定彈性的鉗糖機(jī)械手 .圖6為鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝簡(jiǎn)圖 . 圖 6 鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝 1轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)盤(pán) 3彈簧 4接糖桿 5鉗糖機(jī)械手 (共 6組 ) 6糖塊 7頂糖桿 8鋁箔紙 9環(huán)行托板 10折邊器 (a) (b) (c) (d) 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 10 如上圖所示 ,機(jī)械手設(shè)計(jì)上是具有彈性的錐形模腔 ,這樣能適應(yīng)巧克力糖外形尺寸的變化 ,解決第一次工藝實(shí)驗(yàn)中存在的拉破鋁箔紙的 現(xiàn)象 .在機(jī)械手下面有圓環(huán)形托板 ,以防止糖塊下落。 圖 7 是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的巧克力糖包裝成型機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。這樣的工藝方案就比較完善了。因此，選擇全自動(dòng)機(jī)型。 根據(jù)工藝路線分析，實(shí)際上需要兩個(gè)工位，一個(gè)是進(jìn)料、成型、折邊工位另一個(gè)是出料工位。 各機(jī)構(gòu)及整體布置 自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 根據(jù)巧克力糖包裝工藝，確定自動(dòng)機(jī)由下列執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成： 1) 送糖機(jī)構(gòu)； 2) 供紙機(jī)構(gòu)； 3) 接糖和頂糖機(jī)構(gòu)； 4) 抄紙機(jī)構(gòu)； 5) 撥糖機(jī)構(gòu)； 6) 鉗糖機(jī)械手的開(kāi)合機(jī) 7) 轉(zhuǎn)盤(pán)步進(jìn)傳動(dòng)機(jī) 下面介紹主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。送糖 盤(pán) 4 與機(jī)械手作同步間歇回轉(zhuǎn)，逐一將糖塊 送至包裝工位Ⅰ。 圖 8 鉗糖機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu) 1輸送帶 2糖塊 3托盤(pán) 4鉗糖機(jī)構(gòu) 5鉗糖機(jī)械手 6彈簧 7托板 8機(jī)械手 9機(jī)械手開(kāi)合凸輪 10輸料帶 I進(jìn)料 ,成型 ,折邊工位 II出糖工位 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 12 圖 9 為接糖和頂糖機(jī) 構(gòu)示意圖。 接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時(shí)，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。 包裝機(jī)總體布置 圖 10 總體布置圖 圖 9 接糖和頂糖桿機(jī)構(gòu) 1圓柱凸輪 2接糖桿 3糖塊 4頂糖桿 5平面槽凸輪 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 13 第 5 章 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) 粒狀巧克力糖包裝機(jī)是專(zhuān)用自動(dòng)機(jī)，根據(jù)自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則和巧克力糖包裝工藝的具體要求 ，擬定如圖 11所示的傳動(dòng)系統(tǒng)。而無(wú)級(jí)變速的錐輪直徑m in m a x4 0 , 7 0D m m D m m??。 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 14 第 6 章 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工作循環(huán)圖 分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 確定各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán) pT 已知 TQ ＝ 120件 /min，則分配軸的轉(zhuǎn)速為 n=120(r/min) 分配軸每轉(zhuǎn)的時(shí)間就是該機(jī)的工作循環(huán)，即等于各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)，所以 pT ＝ 60 60 1120 2n ??（ s） 確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的組成區(qū)段 撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位都是間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它們的運(yùn)動(dòng)循環(huán)由兩個(gè)區(qū)段組成： 1KT —— 撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位等三個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)時(shí)間； 1oT —— 撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位等三個(gè)機(jī)構(gòu)的的停歇時(shí)間。 因此，應(yīng)有 8pT ＝ 8kT ＋ 8dT ＋ 8oT () 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 8 8 8 8p k d o? ? ? ?? ? ? () 頂糖桿機(jī)構(gòu) 5的運(yùn)動(dòng)循環(huán)的組成區(qū)段為： 平頂山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 15 5kT —— 頂糖桿機(jī)構(gòu)的頂糖工作行程時(shí)間； 5sT —— 頂糖桿機(jī)構(gòu)在工作位置的停留時(shí)間 5dT —— 頂糖桿機(jī)構(gòu)的返回行程時(shí)間； 5oT —— 頂糖桿機(jī)構(gòu)在初始位置的停留時(shí)間。 ：根據(jù)工藝要求，試取送料時(shí)間 1KT ＝ 16 ，則停歇時(shí)間為 1oT ＝