粉末包装机自动供料系统的设计说明书

粉末包装机自动供料系统的设计粉末包装机自动供料系统的设计摘摘 要要本设计是关于粉末包装机自动供料系统的设计。粉末包装机是将小颗粒产品通过计量装入包装袋内，再进行封装的包装机械。能较大提高生产效率、降低人工劳动强度，保护产品，提高产品储运效率，便于使用促进产品销售和促进企业收入的增加是人类的社会进步。本设计主要研究物料供送系统的结构设计和包装材料供送机构的设计。首先由包装机的生产能力确定计量装置的大小来完成物料的计量，从而完成物料的供送。其次由包装材料的传送路线确定引导辊的位置来完成包装材料的供送，最后经过传动装置的调节使得包装袋的供送和物料的供送协调运作，使得整个包装系统顺利高效运作大大的提高了劳动效率。本设计主要设计颗粒包装机的包装材料成型与供送系统，包括供送包装材料的辊子，引导辊，成型器；物料供给系统，包括料斗，计量器，导流槽；以及计量器的传动系统。本次设计采用了象鼻成型器和改进后的转鼓式计量装置。本设计能进一步提高其包装性能，结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全，操作方便、便于维修和管理。关键词关键词：粉末包装机；成型器；计量器；IA Design of The Automatically Feeding System For Granule Packing Machine AbstractThis design is about automatic feeding system of packaging machine.Granule packaging machine feeds small products through the measurement into the packing bag,and then packaging system to finish packing.It could greatly improve the production efficiency,and reduce labor intensity.This design mainly research materials for structure design and packaging material feeding system.Determined firstly by packing machine production capacity to complete material metering device size,thus completing the material supply.To determine the route followed by packaging materials to finished packaging material guide roller position feeding.Packaging material forming the main design particles this design packaging machine and feeding system,including the supply roller,and sent packing material guide roller,forming device;material supply system,including the hopper,measuring device,guide groove;and the metering transmission system.This design uses a drum type metering device for trunk shaper and it improved better than any other types which exist in this society.This design can improve the packaging performance,such as simple structure,light weight,small size,low cost of equipment,operation safety,convenient operation,and easy to repair and management for users.Key Words:Granule packing machine;Shaper;Meter21 绪论绪论1.1 题目背景和意义题目背景和意义随着商品经济的发展，产品的高速的流通进入市场，对产品的包装提出了更高的要求。要求弄够快速精美的对产品加以包装。人工包装已经不能满足市场的需求，并且人工劳动强大较大。因此市场对自动化包装设备的需求更为迫切。由于我国的包装行业发展落后于发达国家，随着中国经济的发展，对包装工艺的自动化提出了更高的要求。本课题针对包装自动化等问题，设计一种粉末包装机械。能够快速的包装。商品包装是一个新兴的行业，同时也意味着是一个竞争非常激烈的行业，它是在市场的引导下逐步成长起来的。在商品的流通中，人们对商品的包装要求甚高，主要突出的有连个方面，一是包装美观大方，二是包装袋内的计量准确，在赚取利润的同时也要维护客户的利益，话说顾客是上帝嘛，因此对一个发展前景好的公司来说，快速的包装、准确的计量，是包装公司永远追求的一个目标经济全球化的大趋势，商品经济的快速发展，特别是互联网购物的生活方式加快了商品生产和物流量的增多。产品的包装越来越受到了更高的要求。包装机械是不可或缺的设备。包装机械在包装领域里起着非常重要的作用。产品包装的机械化是自动化的基础，自动化的包装机械可以高效的包装产品，降低了人工强度，减少人力投入，提高产品储存效率。促进了我国包装行业发展。改善劳动条件；由于自动包装过程中，包装原料用量、包装材料是精确设定的，减少了人工包装时原料浪费，包装质量稳定，减少人为操作，提高的包装产品的卫生。在包装过程中，包装的外形美观、整齐、封口严密等。大大提高了产品的包装质量。有益于提高产品的竞争力，促进经济的发展。31.2 国内外发展现状国内外发展现状包装机械化是包装产业的自动化的必经之路，虽然包装机械的生产没有比包装材料在包装行业占得比例大,不属于日常消耗品,但是包装工业现代化是不可缺少的支持。包装种类比较繁多，主要有下包装，标签机械、集装箱机械、捆轧机械、封口装置机械、裹包机械、清洗机械等设备。包装机械要你具有紧凑的传动装置。运行稳定,精度高、效率高的要求,完成其功能,适应市场的需求。1.2.1 国外发展现状国外发展现状西方国家的包装机械比较发达，特别是在意大利、美国、德国和日本四大国。美国是世界历史悠久的包装机械国家,包装机械已形成独立完整的系统,品种和生产是世界之巅。多年来，美国的包装机械和销售在世界范围属于前列，包装机械从机械化经过自动化向智能化的方向发展。在不断研发新的包装设备中，成型、充填、封口销售的最快的设备，包装机和膜包装机以及纸箱封盒包装机在市场上占据了较大的份额上个世纪以来，美国的包装机械发展一直处于领先位置。但是在散体材料的包装上与西方国家相比，大展有些缓慢。直到 20 世纪 60 年代,不到 60 家包装机械制造商，只可以包装糖果、香烟等等。60-70 年代日本的包装机产值和进步非常快。70-80 年代,增长率并没有上阶段高,但年增长率仍是 13%，这样的速度真的非常惊人。8090 年代，由于微电子计数兴起，微电机计数与包装机的融合，后面又加入了工业机器人、模块化集成电路，为包装机械插上的腾飞的翅膀。高生产率的水平，在很大程度上提高了它在国际市场中的竞争力。从 20 世纪中期以来，日本在引进、消化、吸收的基础上，快速研发出新的包装机械，大大促进了本国的包装机械发展。4德国的啤酒、饮料灌装设备高度自动化的设备与德国的制造业、电子技术的发展是分不开的。德国的包装设备采用了大量的集成化电路，仪器仪表和工控机的运用。各种传感器的运用，提高了设备的自动化水平，加快了生产效率。由于德国包装机械自动化技术较为成熟，设备运行稳定，生产效率高等特点。此设备的出口比例较高。占据世界第一。意大利的包装机械仅次于德国。意大利的食品包装机械比较发达。性能较好。价格适当。现在的包装机械向着高新技术、高效率、节能化的发展趋势。a、食品机械化。发达国家的食品包装机械占到一半以上，根据统计，1992年，美国和日本在食品包装机械的生产比例中占到了 60%。食品包装主要应用于粮食、水果、糖果、饮料、家禽、水产品、各种熟食等的包装。b、现代的市场对包装机械基础了更高的要求，除了系统优化的基础外，还需要不断提高包装机的工作速度、包装的容器和材料。包装机向着高速化的方向继续前进。除了工作性能要求之外，还需要考虑设备的运行稳定性，寿命。尽可能的把技术与经济较好的融合。c、随着电子技术的发展，为现代的包装机械自动化和智能化提供了较好的平台。使包装的精度大大提高。在实际的运用中比较普遍。例如安瓿多头高速灌装机的惰性气体冲洗、封口、冲氮等工艺过程全部是通过程序来进行控制。还可以通过程序来进行实现贴标签、打印，记录数据等。d、随着商品经济的发展，产品的个性化和多样化的需求，需要研发通用性较强的包装设备，为了满足市场的需求，研发出能够适应多品种、小批量的包装设备，紧跟高新技术的发展，不断提高包装也的水平。e、在科技高速发展的今天，工厂的智能制造行业的兴起，生产车间慢慢的向着柔性化和无人化的方向发展。包装生产线上智能机器人的引入，使物料输送、包装检测、生产数据监控和生产管理方面上有了质的飞跃。减少了人力的投入，使生产效率大大提高、成本较低，包装质量更加稳定。f、高新的技术为包装行业插上了腾飞的翅膀，包装行业向着专业化和大型化的方向发展，经济效益显著提高，加快了企业的发展速度。1.2.2 国内发展现状国内发展现状5中国包装行业落后于西方国家较远，已有20年有余，虽然中国的包装机械能够满足国内的市场需求，有部分已经出口，包装机械的品种也较多，弥补了一些产品包装的缺陷。但是和世界包装机械相比较而言，与西方国家相差较远，在包装机械出口份额上，中国的包装机械达不到5%。中国的包装机械存在着两个大的主要问题。第一个是产品结构问题，据统计国内的包装机械瓶中多大1300种，配套件比较少，包装机械的零部件制造精度较低，运行中产生振动加大，整机的寿命较短，可靠性不高，也决定了产品的包装精度达不到要求。第二个问题是企业管理的问题，国内包装的小企业比较多，生产规模较小，低端产品的包装，难以形成规模化和标准化；国内的包装机械还处于仿制的阶段，科研资金的投入量比较少，国外的研发费用占到销售利润的百分之十左右。因此，国内需要加大包装机械的投入，迎头赶上西方发达国家的包装机械水平。大型的包装机械比较少。并且包装质量上有很多问题，设备包装的成品可靠性比较差，稳定性不高，产品包装不够精美。目前，国内的包装行业的发展到了紧要关头，企业发展的矛盾较为突出，面对较快的发展形势，企业无法很好应对发展的新趋势。企业发展理念较为落后，技术更新较慢，包装工艺上没有太多的成熟技术，基础研究不够。企业经济增长主要靠规模进行支撑，很少有企业把包装质量放在首位。企业的管理方式较为滞后，需要进行精细化管理。除了以上问题之外，包装公司需要建立完善的发展理念，充分了解市场经济发展的规律，提高企业的发展忧患意识、竞争意识，以市场为导向，不断提升公司的竞争力。企业需要重新审视妥善解决好以上的矛盾问题，在挑战中寻找发展机会，国内的政策支持下，努力抓住机遇，大力促进包装机械的发展。我国的包装行业存在着很多问题，技术的装备的缺陷、管理水平较低，包装企业规模较小，新设备的研发能力较弱，包装产品品种单一。由于新产品的研发周期较长，滞后于市场，不能满足市场的需求，企业的发展理念存在着偏差，主要发展在量的扩展，对包装的质量上与科技水平发展上没有较大的进步。对科研的投入较少。由于企业低端的包装较多，竞争力比较的，所包装的产品在市场上没有太多竞争力。因此，很多企业加入了价格战，较低的价格已经使得包装行业没有太多的发展。进而影响了我国包装行业发展。我国包装行业包装机械产品质量不够稳定、技术水平较低、生产成本比较高、包装品种比较单一。随着市场全球化的发展趋势，面对国外的先进技术和管理经验对我国包装企业提出挑战和冲击。我国包装行业也面临着严峻考验。面对即是挑战又是机遇的发展机会，我们需要不断提升自己，未来很有很长的路要走我国包装业起步较晚，在技术上和管理上落后于西方国家，但近年来中国加6入的国际贸易组织，商品的全球化，市场的全球化，这些对我国的包装行业提出了更高达要求，我国需要不断提高本国的技术水平，才能适应经济全球化的发展，根据目前国内的国情，包装行业发展的趋势是：a、为了加快国内包装行业发展，追赶国际先进水平，实现包装行业生产线高度自动化的自动包装设备，我们需要不断吸取先进的技术，在此基础上研发出新的包装设备，可以建立多种合作方式，发展中外合资企业。不断积累和学习国外的技术和管理经验，不仅在技术还是在管理方面上都要有积累。b、随着经济全球化的发展，现在中国制造业发展的较快，商品的多样化、小批量化的市场需求，我国需要发展以单机为主的中小型包装机械设备。还需要不断提高国内的自动化水平，以及智能制造的技术，以便于和后面的包装机械进行较好的融合。c、由于国内包装行业的起步较晚，面对新的时代新的要求，我们需要把机械与电子、信息、新材料、计算机、机器人等技术相融合。使包装机械模块化，功能化、高度自动化。除了技术上的引进吸收之外，需要提高企业管理水平，吸取先进的管理经验，使企业的发展走向国际化。d、包装机械的发展还需要较长的路要走，除了一般的商品的包装外，还需要加强主要包装产品的基础研究，根据不同商品的特征，采取不同的包装技术，例如食品包装、医药的包装、易碎、易变质的产品，不断研发出新的包装工艺，延长商品的保质期等基础技术，这样我国的包装行业才会有更大的进步。2 包装机概述包装机概述2.1 包装机的分类包装机的分类在物料包装时，工艺过程比较繁多。主要包括计量、填料、封口、打印日期、堆码等工序。传统的采用人工方式包装，投入人力较大，劳动强度高，成产效率低。为了解决以上问题，需要设计自动包转机械。市面上的自动包装机械种类繁多，可以根据包装物料分类和包装自动化分类。由于包装的物料有液体、颗粒、粉末。目前根据自动化程度可以分为半自动和全自动的包装设备。根据任务书的7要求，需要设计一种粉末自动包装机械。2.2 包装机的组成包装机的组成主要组成部分(1)包装机输送机构：通过拉紧机构把滚筒上包装袋纸输送到包装袋成型机构，进行上料。(2)袋成型机构：把包装袋上的包装纸，圈成筒状，便于后续的上料(3)热定型式封口机构：通过滚轮，对圆筒状的纸袋进行竖封，滚轮与纸袋的摩擦力会牵引包装袋，使之向下运动，保证包装纸的持续成型；完成以上动作，进入横封工艺，所以，结合成型机构，就实现了：卷状平张筒状竖封横封。(4)送料机构 物料通过导管定量注入包装袋上，并采用热封口装置进行封口。(5)切断机构：切断机构采用凸轮传动方式，推动切刀进行横封口的切断。(6)输送机构：采用传送装置把产品传送到成品区。2.3 颗粒包装机的工作原理颗粒包装机的工作原理 包装材料 成型器 纵封物料计量填装横封分切成品8图 2.1 粉末包装流程图3 方案设计及选择方案设计及选择3.1 物料供送系统结构方案物料供送系统结构方案自动化包装生产线上核心部分是物料的快速计量和稳定输送，这也是自动化包装机械性能体现，在设计中，我们需要考虑一下几点：1、物料的供应稳定性高2、包装物料准确快速计量以及自动化供应、工作速度可以调整。3、便于检测、控制、维修和调试。4、设备运行安全性高，需要保证物料包装过程的卫生。物料包装的过程中需要考虑到物料的特性，主要是物料的物料特性，物料状态性质会决定了包装机械的设计包装物料可以分为：流体、半流体、散体、固体；按物料形状可分为：粉体、颗粒、规则块体、不规则块体等。包装机械要实现快速准确的物料计量，需要根据物料特性来计量，计量的分类较多：主要由计数、容积、称重等方式。一般粉末状的物料可以按照称重或者容积来计量，物料均匀的情况下，可以采用计数的方式计量。由于本设计主要是粉末产品的包装加工，经过分析，采用容积来进行计量。一般容积的计量装置有活塞式、转鼓式、量杯式。本设计提出以下两种方案进行对比。9方案一：定容式量杯充填机方案一：定容式量杯充填机 1.料斗 2.刮板 3.定量杯 4.活动底盖 5.转轴 6.转盘 7.护圈图 3.1 转盘式定容积量杯计量装置工作原理：量杯计量装置主要由料斗和转盘组成，在转盘转动时，料斗与定量杯对应时，物料落入定量杯，再次转动时，刮板会把多余的粉末挂掉。当定量杯转入落料位，定量杯的物料落入包装袋内。方案二：转鼓式计量装置方案二：转鼓式计量装置图 3.2 定容积式转鼓计量装置10转鼓式容积计量不同于量杯式计量方式，计量的墙体与外圆滚筒配合，形成均匀的舱室，当电机主轴带动转动式容积分离装置转动时，料斗的物料落入容积仓，当容积仓转到下面部分时，物料落入包装袋。转鼓式容积计量结构简单，故障率较低、结构紧凑。适合散堆密度稳定、流动性好、粉末包装计量。方案比较选择：以上两种方案都是采用定量计量的，转鼓式机构较转盘式定量结构简便、运行稳定，故障率较低。结构紧凑。故选择转鼓式。3.2 包装材料供送机构方案：包装材料供送机构方案：方案一：立式连续制带方案一：立式连续制带 1.卷筒薄膜 2.导辊 3.成型器 4.加料器 图 3.3 立式连续制带 工作原理：滚轮牵引滚筒薄膜绕过导辊，把薄膜送入到纸袋成型装置中。方案二：方案二：.卧式间歇制袋卧式间歇制袋 1.卷筒薄膜 2.导辊 3.成型器 4.导杆 11 图 3.4 卧式间歇制袋三边封口包装工作原理：滚轮牵引滚筒薄膜绕过导辊，把薄膜送入到纸袋成型装置中。方案比较选择：立式连续封口包装机结构较为紧凑，效率不高、机构简单，经济适用要高于卧式间歇纸袋包装机13 04 机械部分设计机械部分设计4.1 计量装置设计计算计量装置设计计算 1.料斗 2.转鼓 3.轴 4.壳体 5.同步带轮 6.端盖 图 4.1 定容积式转鼓计量装置转鼓式容积计量不同于量杯式计量方式，计量的墙体与外圆滚筒配合，形成均匀的舱室，当电机主轴带动转动式容积分离装置转动时，料斗的物料落入容积仓，当容积仓转到下面部分时，物料落入包装袋。图 4.2 计量装置转鼓图 13 1单个计量腔的体积 V 为：LrRV)(21222 （4.1）式中：V单个计量腔容积；扇形的弧度；R扇形外圆半径；r扇形内圆半径；L槽的长度。由于题目要求制袋尺寸：(长宽高)=mmmmmm)7020()12070()18060(4.2 生产能力计算生产能力计算关于可更换扇形槽转鼓生产能力的计算：nmVnmWQ （4.2）式中：W每个定容杯中的料重)(kg，VW；n转鼓的转速)min(r；m转鼓上计量槽的个数；V计量槽的容积)(3cm；物料密度)(3cmkg。扇形槽的容积：LrRV)(21222 （4.3）式中：V单个计量腔容积)(3cm；扇形的弧度；R扇形外圆半径cm；r扇形内圆半径cm；L槽的长度cm。4.3 制袋成型器设计计算制袋成型器设计计算制袋成型器的作用主要是将滚筒上的包装膜转变成圆筒形包装袋，并形成封装边。13 24.3.1 制袋成型器制袋成型器 本设计采用象鼻成型器，简图如图 4.3 所示，当平面薄膜通过牵引动该成型器时，薄膜便成为筒状。常用于立式连续三面封口装置。此成型器结构简单，制造较为简便，安装角可以去125，圆弧槽半径可以去aR)3.01.0(根据参数 a，a 和 R 可求出 值、h 值和 n 值，如下图所示：图 4.4 象鼻成型器参数及其示意图 4.3.2 成形器的结构尺寸计算成形器的结构尺寸计算 13 3图 4.6 三角板成形器对折过程示意图在直角三角形 D,EC 中，aDE,bDC,所以有sinba （4.4）在直角三角形 ADC 或 BDC 中：aDBAD,bDC,所以有sinba （4.5）tansin （4.6）即：)arctan(sin 由公式可以看出成型器的顶角与安装角之间的函数关系，不同的值对应着不同形状尺寸三角形成型器。一般情况3020，通过公式可知最大值不大于30。因此，三角成型器采用等腰三角形，在最大值时，三角成型器为等边三角形。除了以上参数外，三角形板的高度，也会影响三角形成型器：hahsinmax （4.7）式中：maxa最大空袋的高。b、U 形成型器时对三角成型器的一个优化改装，在前段安装了一个圆弧导槽与导板，三角形成型板安装角度取值范围为3020，圆弧导槽半径为R，U形成型器展开成平面，宽度等于薄膜宽度。13 4图 4.7 U 型成型器示意图当成型器展开宽度为 2a，则有：RL21 （4.8）圆弧槽的特征不能较好的和三角形板进行相切，在实际应用中，需要考虑两个因素，第一个因素是圆弧槽展开宽度要达到 2a 的宽度，第二个因素是圆弧槽需要与三角形板相切。因此采用圆弧进行改善。RLR22 （4.9）式中：RU 型槽圆弧部分的半径，可根据工艺上需要来取值，亦可按aR)4.01.0(推荐取用；a空袋高度(立式为宽度)。c、U 形成型器时对三角成型器的一个优化改装，在前段安装了一个圆弧导槽与导板，三角形成型板安装角度取值范围为3020，圆弧导槽半径为R，U 形成型器展开成平面，宽度等于薄膜宽度。采用三角板进行安装，125，三角形板的高取 b。顶角值为2。圆弧槽装接长度为 L.取用圆弧部分半径aR)2.01.0(。13 5图 4.8 象鼻成型器示意图象鼻成型器的护边主要用于限制包转料材，以免料材跑偏，象鼻成型器的护边宽度取值范围为mmmHK2010。综上，将题目所需尺寸代入，首先选择8为三角形板的安装角，则9.7)arctan(sin，根据空带带宽为 180mm，计算出三角形板高mmh700，取圆弧装接位置26l，圆弧半径mmR18。护边mmHK15。4.4 引导装置引导装置 引导装置由许多导辊组成，包装材料带通过导辊平稳传送。导辊机构装配简图如图 4.9 所示。1.心轴 2.角接触球轴承 3.辊筒 4.套筒 5.垫圈 6.螺母 图 4.9 导辊结构 13 6 滚筒通过轴承与心轴进行装配，滚筒可以快速转动。辊筒的选用材料要求表面光滑，便于薄膜带的传送，可以选择不锈钢材料或者工程塑料凳材料进行制造。包装机的导辊安装有特定的要求，包括安装的平稳性、需要考虑到薄膜袋的运动方向，如果带传动运动速度高，需要安装的导辊较多，提高传动的平稳性能。4.5 轴的设计轴的设计4.5.1 轴的结构设计轴的结构设计在传动轴的设计时，需要考虑与轴安装时的定位方式，与轴所承受的载荷大小。如果轴结构设计不合理，会影响到传动性能，以及装配困难。严重时会出现断轴现象。轴的结构设计是轴的重要内容。轴与零部件的安装时，其配合方式很重要，有些零件需要轴向和径向定位，以防止轴上零件窜动和空转，引起不必要的噪音。轴上零件的轴向定位方式比较多，主要由轴肩定位、套筒定位、轴端挡圈定位、圆螺母定位等方式。这些定位方式较为简单，轴上不需要加工孔，槽类的特征，不会引起不必要的应力集中现象。本设计主要采用轴肩和套筒的定位方式。一般带轮装置会采用轴端挡圈，承受载荷较大，轴端挡圈的固定方式较多，主要有螺钉固定，载荷较小的工况，载荷较大的工况下，采用双螺钉和止动片放松装置。轴的计算可按照轴的强度、刚度、稳定性来计算，主要看轴的工作环境。但是大多数情况下，轴的工作性能取决于轴的强度，轴的强度能够达到要求，可以有效防止轴在传动中出现断裂和塑性变形。一般情况下，碳钢与合金钢的材料在轴的加工中应用较多。轴的毛坯件选用圆钢和锻件。碳钢在进行热处理后具有较好的力学性能，并且对应力集中敏感性较低。因此采用 45 钢本设计设备中需要安装三个轴。由于加工的是粉末包装，受载较小，不需要做校核计算。1.转鼓安装轴转鼓安装轴 13 7图 4.10 转鼓安装轴转鼓安装轴从左端开始分别安装的零件是深沟球轴承，轴承轴肩，转鼓轴肩，转鼓，转鼓通过键与轴进行连接。右端安装的是套筒、同步带轮和轴承。通过带传动为转鼓提供动力。轴承采用深沟球轴承，型号为 6006，内径为30。2.传动轴传动轴图 4.11 传动轴传动轴的从左端起分别安装的零件是锥齿轮、左端通过挡圈来定位，同步带轮，通过带传动把动力传递到传动轴上。带轮采用轴肩进行定位，带轮右端安装有轴承，采用深沟球轴承。3.包装袋悬挂辊安装轴包装袋悬挂辊安装轴图 4.12 包装袋悬挂辊安装轴包装袋悬挂安装轴的左端加工有螺纹，采用螺母的固定方式与左侧板固定，两端的轴肩启到定位作用。右端采用深沟球轴承进行安装，最右段采用螺母进行安装连接。13 84.5.2 轴的强度校核轴的强度校核a.轴的结构设计完毕后，需要进行轴的强度校核，根据计算的直径，进行设计轴端的各部分尺寸参数，对于受载较大，或者较长的轴，需要进行刚度和失稳等校核计算。轴的强度校核包括如下内容：1 做出轴的力学模型；2 分别作轴的垂直和水平受力图，并求出轴的支座的垂直和水平支反力；3 分别做出轴的垂直和水平弯矩图；4 作轴的合成弯矩图；5 校核轴危险截面的强度。本机属于轻型机，转速和传递转矩都较小，包装材料悬挂轴承受力较大，且是悬臂机构，所以只对包装材料悬挂轴进行强度校核。b.轴强度校核计算根据轴的受力情况做出轴的剪力图和弯矩图。图 4.13 轴的受力弯矩图由图 4.13 受力弯矩图可以看出，轴的最左端受力弯矩较大，此界面为危险界面，轴的界面为直径 20mm 的圆形。已知轴的承受载荷与受力作用点的距离分别是 30kg 和 180mm。对于这种悬臂梁的强度计算问题，可根据一下公式计算：WM (4.10)13 9式中W为抗弯截面模量，它仅与截面的几何形状有关。直径为 d 的圆形截面，其W为：322/64/34maxdddyIWz (4.11)而式中M为弯矩，计算方法是：SFM (4.12)代入数据得：)(10785.03202.014.3323633mdW)(32.8228.08.930mNSFMMPaPaWM9.104)(109.10410785.032.8266 取安全系数5.1nMPan4.157查表得，45 钢许用应力 MPa355危险截面的最大应力小于许用应力，所以轴是安全的。4.6 电机的选择电机的选择 在已知步进电机的步距角的情况下，设定给予电机一定的脉冲数，电机会转过设定的角度，脉冲分为正脉冲和负脉冲。正脉冲驱动电机正向转动，负脉冲驱动电机反向转动，给予脉冲的频率不同，电机的转速也会相应改变。由于步进电机控制简便，定位精度高等特点。步进电机在工业传动中应用较为广泛，例如数控机床、复印机、包装机械等设备当中。由于本设计是设计颗粒包装机，所以用一个电机，就是封口技术中的电机。由于颗粒包装机所需要的功率和转数小，所以我们选择步进电动机。电机的型号为 LL86HB156。1310 图 4.14 电机的尺寸 包装速度的计算：本次设计设定包装速度为 30 袋/min。参考文献参考文献1 呼英俊,白杉,刘志平.几种自动定量包装机的计量设计M.北京:计量技术.2003,12:3941.2 茹山穆,李文卿.水泥包装计量系统的设计M.太原:山西建材.2000,4:2021.3 方玉莹,左言言.包装机械计量装置的原理与设计探讨J.轻工机械.2005 年第三期:46 48.4 赵治华.称重式定量包装计量技术.包装与食品机械J.1997 年第 15 卷第 1 期：2326.5 许林成.包装机械原理与设计M.上海:上海科学技术出版社.1988.6 张永林，李诗龙.粉粒料包装计量精度分析与计量装置设计.粮食与饲料工业J.1993 年第3 期:4952.7 张聪.食品包装机M.广州:广州科技出版社.2003.13118 许一平,张云,王晓东等.颗粒包装机包装中药丸的应用M.Chinese Traditional patent medicine 1999，21(4):211212.8 高德.包装机械设计M.北京:化学工业出版社.2005.9 戴宏民.包装机械技术发展趋势M.北京:轻工机械.2003,(4):14.10 刘石明，宋志兵，谭文若等.全自动包装计量装置的研制J.国防科技大学学报.1999 年第 3 期:112115.11 张红光.食盐小包装供料自动控制系统技改小结J.苏盐科技.2010.3(1):1415.12 孙智慧，高德.包装机械M.北京:中国轻工业出版社.2010.13 高月，赵延君，王占生等.PLC 在包装计量秤中的应用J.价值工程.2010.10:6566.14 王晓光.智能多通道规则形体物品包装计量装置J.包装与食品机械.2001.5:1719.15 徐秋庆,蔡建义.进口颗粒包装机的特点与应用J.机电信息 2007.17:4749.16 郭旭之.CP 系列粉末颗粒包装机问世J.粮油食品科技出版社.1992.04:2123.17 Walter Soroka.Fundamentals of Packaging TechnologyM.Third Edition,USA:Institute of Packaging Professionals,2002.18 X.F.Sun,G.Cheng,W.Li.Study on Work Improvement in a Packaging Machine Manufacturing Company.School of Mechanical and Electronic Engineering,Beijing,China.11551159.19 Milan Kostic,Maja Cavic,Miodrag Zlokolica.Design Optimization of Packaging Machine Sealing Mechanism Assembly.Faculty of Technical Sciences,University of Novi sad,Yugoslavia.April 1-4,2004,Tianjin,China.1312致谢致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。短短的时间里，我学到了很多的东西。不仅学到就更多的理论知识，扩展了知识面，提高了自己的实际操作能力；而且学会了如何去学习新的知识，学会了面对困难和挑战，学会了团结合作，互助互利。借此论文之际，向所有帮助、关心、支持我的老师、朋友同学，表达我最真诚的谢意。首先感谢老师。本论文是在老师耐心指导下多次修改完成的。在此，我对他的耐心指导和帮助表达我最真诚的谢意，感谢他在这几个月来所付出的努力。非常感谢我的同学。当我在毕业设计过程中遇到问题和困难时，是他们给我提出许多关键性的意见和建议，使我对整个毕业设计的思路有了总体的把握，并耐心的帮我解决了许多实际问题，使我获益良多。同时，感谢四年来传授我知识的老师们，更要感谢我的家人及朋友对我学业上的支持和鼓励，感谢所有关心、帮助过我的人。同时感谢我的大学，感谢我的母校。