【正文】 、使用安全等方面的考慮，體現(xiàn)得越來(lái)越多； 市場(chǎng)前景 顆粒包裝機(jī)市場(chǎng)前景廣闊，我國(guó)國(guó)民對(duì)日常用品特別是食品類(lèi)的需求已從最初的完全靠自主生產(chǎn)加工發(fā)展 到現(xiàn)在的部分后大部分市場(chǎng)采購(gòu)。而對(duì)于擁有 13 億人口的大國(guó)來(lái)說(shuō)，這顯然是一個(gè)巨大的發(fā)展空間，顆粒包裝機(jī)在其中必然扮演著重要角色。從原來(lái)的完全靠進(jìn)口彌補(bǔ)缺失迅速發(fā)展至現(xiàn)在的部分、大部分靠自主開(kāi)發(fā)。 課 程 設(shè) 計(jì) 6 產(chǎn)品成本及經(jīng)濟(jì)效益分析 該顆粒包裝機(jī)的成本構(gòu)成主要有：標(biāo)準(zhǔn)件費(fèi)用、非 標(biāo)準(zhǔn)件的材料和加工費(fèi)用、裝配費(fèi)用、自動(dòng)控制裝置的費(fèi)用以及管理費(fèi)用。根據(jù)目前市場(chǎng)上各種原材料的價(jià)格，對(duì)各種材料用量和費(fèi)用進(jìn)行 估計(jì)如下表： 表 62 材料 用量 /kg 單價(jià) /元 /噸 成本 /元 普通碳素鋼 10 8000 80 不銹鋼 90 1500025000 1800 總計(jì) 102 1880 工時(shí)計(jì)算主要包括機(jī)加工、鑄造費(fèi)用和裝配費(fèi)用。工時(shí)的成本標(biāo)準(zhǔn)按表 進(jìn)行估算，工時(shí)計(jì)算詳細(xì)塑膠見(jiàn)表 所示 課 程 設(shè) 計(jì) 7 非標(biāo)準(zhǔn)件加工費(fèi)用 表 63 加工方法 成本 /元 車(chē) 2030/小時(shí) 銑 3050/小時(shí) 磨 4060/小時(shí) 鉗 20/小時(shí) 鏜 80/小時(shí) 非標(biāo)準(zhǔn)件的加工費(fèi)用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大概可估算得； 1600 元 /臺(tái) 綜合各種費(fèi)用列出成本核算表 表 64 項(xiàng)目 費(fèi)用 標(biāo)準(zhǔn)件費(fèi)用 959 非標(biāo)準(zhǔn)件材料費(fèi) 1880 非標(biāo)準(zhǔn)件加工費(fèi) 1600 裝配費(fèi)用 600 自動(dòng)控制費(fèi)用 1300 管理費(fèi)用 500 總計(jì) 6839 根據(jù)調(diào)查，目前市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品不同廠家的售價(jià)大概在 15000 到 25000 之間。 課 程 設(shè) 計(jì) 8 預(yù)期社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益分析 經(jīng)濟(jì)效益是通過(guò)商品的勞動(dòng)和勞動(dòng)對(duì)外交換所取得的社會(huì)勞動(dòng)節(jié)約，用它盡量減少勞動(dòng)的耗費(fèi)，這是為了取得更多的經(jīng)營(yíng)成果，提高經(jīng)濟(jì)效益對(duì)社會(huì)等具有十分重要的意義，目前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在迅速的發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，這給市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了一定的影響，根據(jù)市場(chǎng)的需求以及商場(chǎng)中包裝行業(yè)的發(fā)展前景，設(shè)計(jì)出了該顆粒自動(dòng)包裝機(jī)。其 預(yù)期社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益包括以下幾點(diǎn)： （ 1）減少對(duì)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的依賴(lài) 快速發(fā)展的中國(guó)包裝工業(yè)和食品加工業(yè)需要進(jìn)口大量高質(zhì)量包裝機(jī)械和食品加工機(jī)械，這給外國(guó)機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)了很大的商機(jī)。 （ 2）樂(lè)觀的市場(chǎng)前景 從市場(chǎng)需求看，隨著世界商品經(jīng)濟(jì)日益繁榮，世界包裝市場(chǎng)巨大，僅我國(guó)在“入世”后預(yù)測(cè)， 2021 年 GDP 將比。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，全球包裝機(jī)械需求年增長(zhǎng)率為 % 左右， 2021年將達(dá)到 290 億美元， 2021 年接近 400億美元，而其中中國(guó)和印度將占有最大的份額。 （ 3）提高相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)效率 該顆粒自動(dòng)包裝機(jī)采用先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，相比上一代的包裝機(jī)產(chǎn)品，生產(chǎn)效率有很大提高，從而提高了生產(chǎn)效率。 本章小結(jié) （ 1） 可行性論證報(bào)告主要是為了分析當(dāng)前需求，以作出新的設(shè)計(jì)依據(jù)，再根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益做進(jìn)一步判斷。 課 程 設(shè) 計(jì) 9 第 3 章總體設(shè)計(jì) 顆粒自動(dòng)包裝機(jī)的總功能 顆粒自動(dòng)包裝機(jī)的黑箱圖 圖 黑箱圖 顆粒自動(dòng)包裝機(jī)的分功能 顆粒自動(dòng)包裝機(jī) 操作指令 S ~220V E 物料、包裝紙 M S’ 顯示 M’ 包裝好的成品 噪聲、發(fā)熱 顆 粒自動(dòng)包裝機(jī) 計(jì)量 /數(shù) 包裹 堆放、輸送 量杯計(jì)量 成品計(jì)數(shù) 課 程 設(shè) 計(jì) 10 圖 功能分解圖 顆粒自動(dòng)包裝機(jī)功能求解 （ 1）顆粒自動(dòng)包裝機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖 圖 功能結(jié)構(gòu)圖 （ 2） 探索功能元解并列出形態(tài)學(xué)矩陣如下 ： 表 31 顆粒自動(dòng)包裝機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣 功能元 \功能元解 1 2 3 4 A 能量傳遞 蝸桿傳動(dòng) 錐齒傳動(dòng) 圓柱齒輪傳動(dòng) 雙曲柄機(jī)構(gòu) B 計(jì)量方式 量杯計(jì)量 螺桿式 可調(diào)容量式 氣流式 C 計(jì)數(shù) 機(jī)械 光學(xué) 電感應(yīng) 電子掃描 堆放、輸送 量杯計(jì)量 電動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 裝袋 橫、縱封 成型 送 紙 切斷 成品 顆粒 ~220V 包裝紙 指令 計(jì)數(shù) 包裝速度 電控器 機(jī)控器 顯示器 顯示 噪聲 發(fā)熱 計(jì)數(shù) 課 程 設(shè) 計(jì) 11 D 橫、縱封、切斷 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) E 放紙、送紙 自身摩擦力 輸送帶 F 換向 蝸桿傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿 取 6 種分功能的各一解法組合得到傳動(dòng)裝置的一種方案，可組合的最多方案數(shù) N=4*4*4*4*2*3=1536 （ 3）方案評(píng)選 考慮到，顆粒包裝機(jī)的工作環(huán)境，且需結(jié)構(gòu)緊湊等方面的因素，有兩種方案可作為參考 方案 1： A1B3C3D1E1F2 方案 2： A1B3C3D2E1F1 最后得出，方案 1 適用 于橫封，方案 2適用于縱封 顆粒包裝機(jī)的方案選擇 一般情況下 卷筒薄膜在縱封滾輪的牽引下，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入制袋成型器形成種紙管狀。隨后由橫封輥閉合實(shí)行橫封切斷。物料的充填是在紙管受縱封牽引下行至橫封閉合前完成的。根據(jù)這一包裝原理可設(shè)計(jì)出多種的袋型。采用這種制袋方法主要是以 簡(jiǎn)化成型器 為出發(fā)點(diǎn)， 使得成型器的加工變得簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，用一對(duì)對(duì)稱(chēng)的成型器，再用兩個(gè)送紙卷，兩邊同時(shí)供紙，這樣的包裝對(duì)稱(chēng)美觀， 起到一種對(duì)稱(chēng)美的作用。又考慮到方便、造價(jià)低等特點(diǎn)，此次選用立式連續(xù)制袋 四 邊封口包裝機(jī)。也就是說(shuō)從塑料卷筒到最終成品要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程 圖 連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 1 主電機(jī) 2皮帶 3蝸輪蝸桿減速器 4偏心輪機(jī)構(gòu) 5橫封器 6縱封器 7離合器 8上料機(jī)構(gòu) 9不完全齒輪 10行星齒輪差動(dòng)器 11伺服電機(jī) 12無(wú)級(jí)變速器 課 程 設(shè) 計(jì) 13 動(dòng)力由減速器輸出后，通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸 ? 運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過(guò)主軸分配，形成三路傳動(dòng)，分別驅(qū)動(dòng)定量供料器 縱封滾輪 6 以及橫封輥 5。 2）主軸Ⅰ通過(guò)錐齒輪 Z30 帶動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的軸Ⅱ變速器的輸出軸 Ⅲ。 3）主軸Ⅰ通過(guò)錐齒輪 Z36 帶動(dòng)軸 Ⅲ的 偏心鏈輪機(jī)構(gòu) 4 輸出一個(gè)不等速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪 Z18，經(jīng)齒輪 Z22和一對(duì) Z30驅(qū)動(dòng)橫封輥相對(duì)回轉(zhuǎn)。 作用在縱封滾輪上的牽引力應(yīng)該與滾輪受到塑料薄 膜給它的力相等，才能使塑料薄膜勻速下滑。綜合上述條件后，參考有關(guān)資料選用型號(hào)為 Y8014 的三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要性能如下 : 表 32 電機(jī)的主要性能 功 率 電 流 轉(zhuǎn) 速 功率因數(shù) 效 率 起動(dòng)電流 550W 1400r/min 63% 29A 總體傳動(dòng)比分配 定量供料裝置轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，可以填 6 袋，而機(jī) 器的包裝速度是 36~60 袋 /min，所以定量供料裝置最多要每分鐘轉(zhuǎn) 10 轉(zhuǎn)，所以定量供料裝置中心軸的轉(zhuǎn)速為6~10r/min。初定袋長(zhǎng) 80~140mm,而且再根據(jù)產(chǎn)量計(jì)算縱封器的轉(zhuǎn)速α，計(jì)算如下： α max: 140 60=2R α max （ 31） R―縱封器壓輥半徑，初定為 R=55mm 課 程 設(shè) 計(jì) 14 140 60=2 55 α max α max= α min： 80 36=2R α min （ 32） α min= 根據(jù)所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸的轉(zhuǎn)速設(shè)定如下傳動(dòng)計(jì)算框圖： 圖 傳動(dòng)計(jì)算框圖 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 綜合傳動(dòng)計(jì)算框圖，主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算如下： n 主軸 =n電機(jī) i 減速器 （ 33） 課 程 設(shè) 計(jì) 15 其中 nmax電機(jī) =840~1400 r/min ∴ n 主軸 =42~70r/min 主軸功率計(jì)算 P 主軸 =P 電機(jī) η 帶 η 減 η 聯(lián) （ 34） 其中 η 帶 — 帶傳動(dòng)效率，取為 η 減 — 蝸輪蝸 桿減速器效率，取為 η 聯(lián) — 聯(lián)軸器效率，取為 P 主軸 =550 = 主軸最小直徑估算 d0? A3Pn= 3= （ 35） 設(shè)計(jì)軸時(shí)一般考慮軸上的鍵槽對(duì)強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)槽的個(gè)數(shù)增大尺寸，其經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下： d=d0 ???? 3n %41%41 ）（）（ ? 24mm （ 36） 因?yàn)橹鬏S與減速器由聯(lián)軸器連接，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)件聯(lián)軸器的復(fù)合最小 軸直經(jīng)為 d=25mm。由于橫封機(jī)構(gòu)需要的力相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很大，所以橫封機(jī)構(gòu)分配到的功率為總功率的 1/5 其它兩個(gè)占總功率的 4/5；縱封相對(duì)定量供料裝置來(lái)說(shuō)需要的力大一些，所以它分配到剩下功率的 1/5， 則： P 橫封 =P 主軸 51 = = （ 37） P 縱封 = P 主軸 54 53 = （ 38） 課 程 設(shè) 計(jì) 16 P 定量 = P 主軸 5452= （ 39） 熱封設(shè)計(jì) 塑料薄膜及其復(fù)合材料是自動(dòng)制袋包裝機(jī)中最常用的包裝材料，特別是多層復(fù)合薄膜，因?yàn)樗臍饷苄粤己靡约案邚?qiáng)度而廣泛應(yīng)用于食品包裝中。影響封合質(zhì)量的因素主要是加熱溫度、封合壓力和和作用時(shí)間。每種方法均適用于一定品種范圍的塑料材料。而且，用于食品包裝的薄膜主要是聚乙烯