直线封边机设计【含和WORD说明书】

陕西理工学院毕业设计题 目 直线封边机设计 学生姓名 学号 所在学院 机械工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化（机自0000） 指导教师 黄崇莉 _ _ 完成地点 陕西理工学院 2010 年 5 月 25 日直线封边机设计00（陕西理工学院机械工程学院机械设计制造及其自动化专业机自000班，陕西 汉中 723000）指导教师：黄崇莉摘要：随着经济的发展人们对家具的品种，外观等要求更高尤其木质家具；用单板条，木条，浸渍纸封条，塑料封边带等材料将板式部件的周边封贴起来，以达到美观，耐用，提高产品外观的目的，于是便产生了封边工艺工序。早在50年代在板式家具生产中已经采用了手工操作的封边作业。随着木材综合利用的不断深化和发展，木制品生产的主要原材料由单一的实木向采用各种人造板和复合材料方向发展，特别是板式家具生产飞快发展，板式部件周边的封边工序成为板式家具中重要工序，因此封边机便成为板式部件封边作业中不可缺少的设备。本设计的是一款简易直线封边机。工作台右侧固定一个封边带托架，其作用是摆放封边带；工作台右上角固定一圆柱杆来引导封边带进入驱动轮与压轮中间。驱动轮上方安装了一个角铁座，侧面起挡料（封边带）作用，座上方有2个上下可调节的挡销；驱动轮前面的压轮是由摆杆固定，向外向内可以通过摆杆调整距离。封带从驱动轮出来后，又经一个变向引导轮（固定轮和压紧轮）走到断带机构正常送带时，动刀头是被气缸拉回去的，同时摆臂推动压紧轮前移改变封带方向；当行程开关弹开时（即部件传送终止），气缸接收到断带信号，动刀头前移与定刀头同时作用完成断带。正常移动的封带再经过挡条到达涂胶机构，在涂胶机构的共同配合下完成涂胶。从涂胶机构出来的封边带与板部件汇合，操作者人工施加力完成压带工序。直线封边机控制系统采用三菱plc控制，既实现了自动化，又方便。关键字：直线封边机;plc控制。Design Edge BandingMachine00(Grade00,ClassS00,Major Mechanical design Manufacturing and Manufacturing Automation School Shaanxi University of Technology Han zhong 723000,Shaanxi)Tutor: Huang ChongliAbstract:With the development of economypeoplevarietiesof furniture,such as the appearance ofmore demandingespeciallywood furniture;single panels,wood,impregnated paper seals ,plastic edgebeltmaterialaround theplatepartup,in order to achieve beautiful,durable,improve product appearance ,in is product sealing process.In the early 50sin thefurniture productionhas been usingmanualedge banding operation.With the continuous deepening anddevelopment of comprehensive utilization ofwoodraw materials,mainlywood products production and development form single soild wood to use all kinds of man-made board and composite materials,espeically for furniture production rapidly,edge banding process plate parts. Surroundingbecomeimportantin theprocessof panel furnitureedge banding machine,thereforebecomeindispensablecomponentsFengbianoperationpanelinequipmenDesign of the project is a straight sealing-edge machine.On the right edge of a table with a fixed bracket, its role is to put sealing-edge band .Fixed a cylindrical rod upper right corner of the table to guide the sealing-edge band into the middle of wheels and the Pressure wheels.The top of wheels mounted a angle-iron seat, the effect of its side (Sealing-edge band)is to block the Material off , there are two stopping-pins on the top of the angle iron seat can be adjusted up and down. Pressure wheels in front of the wheels is fixed by the pendulum ,and the distance can be adjusted by the pendulum inward or outward.After sealing-edge band from the wheels out , next to pass the guiding wheel (fixed wheel and Pressure wheels) ,walked off with the body when the normal belt, knife cylinder head is pulled back, while promoting the Pressure wheels forward with changing the direction of sealing-edge band.When the limiting-switch bounce (it is a component transfer termination), the cylinder off-band signal is received, fixed blade knife head forward and off simultaneously with the completion of.The sealing-edge band is in the normal movement ,while get to the crosspiece and then after sealing-band adhesive bodies arrive complete with adhesive glue in the joint institutions. Edge adhesive tape and board members from the agency out of the confluence, the operator manually applied force to complete the pinch processes。Keywords: edge banding machine;plc control.目 录1.引言11.1课题研究的目的及意义11.1.1目的11.1.2意义11.2国内外发展状况11.2.1国外封边机研究现状11.2.2我国封边机发展状况21.3发展趋势21.4本课题研究的内容32.直线封边机总体方案设计42.1 目前封边机结构原理分析42.1.1直线封边整机结构42.1.2全自动直线封边机工作原理52.2直线封边机总体方案设计62.2.1设计依据62.2.2设计要求72.3直线封边机的工作原理与特点73.直线封边机结构的设计83.1送带的设计8图3.3驱动装置93.2涂胶的设计103.3封带设计103.4断带设计113.5传动系统设计123.6计算123.6.1轴许用切力计算：123.6.2许用弯曲应力计算123.6.3电机链轮与链轮的设计133.6.4轴承的选用143.7重要参数设计153.8附件的设计154控制系统设计164.1硬件设计164.1.1 PLC设计164.1.2 变频器164.1.3电气原理图18结论22致谢23参考文献24I1引言用机器代替操作过程中最辛苦最繁琐的封边工序的机械统称为封边机。封边机是板式部件作的必经程序。传统繁琐的封边工序是劳民伤财 ，又耽误时间。封边机可以代替操作过程中最辛苦最繁琐的封边工序，减少封边时间、增大产量、减少成本、增加利润。可以看出研究设计封边机对板式部件起着至关重要的作用。1.1课题研究的目的及意义1.1.1目的了解板式家具加工工程，特别是封边工艺，研究封边工艺过程，胶的类型，掌握封边机的主要结构和结构的功能，了解直线封边机的控制系统，能将自己所学的有关知识应用到其控制系统中。1.1.2意义森林资源虽然是一种可再生资源，但是它的再生期很长，无法在短时间内通过大量的投资而增加其产量。为了提高木材综合利用率，实木在建筑，家具，装饰业的使用大大减少，木基人造板胶合板，刨花板，纤维板，细木工板的产量日益增多，许多产品被木基人造板所取代。板式家具1948年在德国首创，60年代后在世界流行。但是木基人造板，尤其是刨花板，中纤板在家具和装饰业中一搬都要进行装饰面和侧面加工，高档板式家具和高档装饰材料在厨房家具或卫生系统及实验中家具，凡涉及防水，放热要求和光滑表面要求地方都要进行封边处理，板式家具生产过程中封边成为非常重要的一道工序，于是各式各样的封边机得到快速发展. 封边质量的好坏直接影响产品的质量、价格和档次。通过封边, 可以很好地改善家具的外观质量, 避免家具在运输和使用过程中边角部损坏、贴面层被掀起或剥落, 同时可起到防水、封闭有害气体的释放和减少变形等作用, 而且还能美化家具、愉悦心情。但是目前市场上的自动直线封边机虽然加工效率高，加工质量好，但是价格昂贵，故障率高。因此需设计出一种新型的封边机能保留现有自动直线封边机工作效率高，加工质量好的优点外，还具有简化结构，成本低，显著降低故障率和拓宽适用条件，易于维护等特点。我国应像高铁行业的动车组一样,引进、消化、吸收、再创新、再超越。要有产学研结合和敢于创新的精神，木工机床行业一定能生产出适合我国国情的、高质量、高性能的封边机 ，使我国的家具制造业，装饰装修行业朝向高端产品迈进，创造新的辉煌。1.2国内外发展状况1.2.1国外封边机研究现状直线封边机是家具制造中不可或缺的一种机器。直线封边机可使家具变得美观漂亮，因此获得多数人的青睐。因此，市场上出现各种各样的封边机。人们对封边机的研究也在不断的探索之中。目前，最先进的封边技术应当属于德国豪迈公司在2010年率先推出的激光封边技术。豪迈公司制造的封边机已全部用电子装置取代了机械限为装置，而且有多种在线控制方式供用户选择，如新一代的SE-9400系列是一种通用封边机，它用3mm厚的PVC材料封边，有很高的切割和裁断能力。这个系列的封边机还有快速换卷的功能，能迅速调整胶水的颜色，具有快速驱或厚或薄的PVC能力，也可以用实木材料进行封边。美国的Holz-Her Us公司推出了一种新型的封边机(Primus-Line普洛米斯生产线)据称该机的换（封边）条是气动的，一旦工况调整好，能从控制盘中自动拉出和推进，无须打开机器的隔声罩，这就减少了封边条的时间，也避免了操作者调整的失误。目前在换封边条的机构方面的改进越来越快，电子装置非常有效，能大大减轻操作者的工作量，并改善封边质量。现在封边机也可装备微处理器，装备微处理器以后，对故障的检修能力大大提高。Richard T-Bytnes公司生产的玛丽亚封边机设定了一个“故障状态”，如果发生了故障，封边机自动停机，故障信号灯显示。机电一体化是封边机的一个很大的技术进步。现在比较先进的自动直线封边机已进入木工机床市场。但是，越来越多的问题也暴露出来。比如，封边机的涂胶装置。现有的涂胶装置具有胶锅，胶锅具有加热装置对对胶进行加热。胶锅位于工作台的上方，刨花板，细木工板，中密度纤维板等人造板从锅胶的下方向前运动，锅胶中的胶从上向下，靠胶自身的重力留到人造板的边缘上。这种涂胶装置涂胶不均匀，影响封边带与刨花板，细木工板，中密度纤维板等人造板之间的粘合质量。另外，这种涂胶装置流出的多余的胶不能向胶锅中回流，容易造成胶溢出。对于这种现象，山东工友集团股份有限公司技术人员就设计了一种涂胶装置，可完全避免这种情况的出现。他们设计了一种直线封边机胶箱转动复位装置，包括床身，胶箱，涂胶轴，胶轴座，胶轴上盖，减速机和调节装置,其特征在于设有转动装置，复位装置，固定板，上插块和连接套,转动装置包括转轴，上转套，下转套，上转板，下转板，支柱，下插块，插块轴承和轴承盖板,固定板与床身固定连接,减速机经连接套与固定板固定连接,减速机轴上端经上转套，轴承与上转板固定连接,下部经下转套,转板轴承与下转板固定连接,对应减速机轴上方的固定板上固定有转轴,涂胶轴上部的胶箱外侧设有转套,转套与转轴相套接,胶箱外侧相对转套另一端设有复位装置,具有结构新颖，涂胶均匀，节省原料，安装快捷，调整方便，稳定性高等优点。 现在的木工机械发展速度很快，人民的生活水平质量也慢慢提高。因此，对封边机的研究我们不能停歇，还得继续努力，设计出让人们都满意的机器。1.2.2我国封边机发展状况我国封边机的研究很早就开始了。随着工业技术的发展，从以前的手工，到半自动，全自动。从单一到多元，封边机的品种现在很多；直线型封边机，曲直线型封边机，直线曲缘型封边机，边缘披覆型封边机，复合型封边机等；国家标准GB12448-90将封边机归类在木工多工序机床类封边机组；分类代号：MD读作木多，其组系代号如下：单面直线封边机为MD51，双面直线封边机为MD52，曲直线封边机为MD53，曲面封边机为MD54；现在的木工机械发展速度很快，人民的生活水平质量也慢慢提高。因此，对封边机的研究我们不能停歇，还得继续努力，设计出让人们都满意的机器。尤其是在中国，做家具的小个体居多，对封边要求要，经济，简单便于操作，维修，等要求；市场上大多不适合他们需求。研发既经济，又性能可靠，便于操作的封边机是当前摆在我们面前的重要课题。1.3发展趋势十多年前，封边机被认为是一种复杂的木工机械，只有欧洲少数厂家能够制造。它主要适用于大批量生产的场合，封边材料的颜色种类有限，要购买起来也得成卷成卷。现在，情况已经发生了改变：大小工厂都在使用封边机，新一代的封边机能迅速调整，并能满足特定的生产要求，封边材料的颜色有几百种之多，尺寸规格也各异，可以少至单卷供应。家具制造中的封边工艺也日益变得简单易行。封边技术在材料方面的最大进步是较厚的PVC封边材料和木质封边材料已普遍使用，而且厚度越来越大。木质封边材料的厚度从3mm至5mm，而且厂家希望使用更厚的封边材料。办公家具和公共设施用家具要求使用木材作材料，边部较厚，可以有较好的耐磨性和耐久性。封边技术在设备方面的进步表现在封边机的调整时间大为缩短，而且能对较厚的PVC材料有很好的封边效果。封边机的工作程序虽然变化不大，仍旧为施胶一压紧一封变一切割余边，但是在 各个环节上的改进却大大改善了封边质量，提高了机器的可靠性。封边技术已经发展到更高的水准，总而言之可总结以下几点： 模块化设计：封边机是多工序机床，成形铣削、端截、开槽、倒棱、砂光、涂胶、加压等装置都要设计成模块，可根据加工要求任意组合，既灵活又节约 ； 输送装置 、装料 、卸料、翅转、堆垛等附属装置也要标准化形成系列 ； 电子装置代替机械限位装置 ，安全又可靠 ； 电脑的应用 ，零件按不同规格编成条形码 、电脑控制加工程序、自动控制故障、自动显示故障精确位置、重大故障可自动停机，主要工作参数数字显示便于监测和自动记录生产情况 。这是封边机发展的主流方向，同时我们也要兼顾全局；拓中小型板式家具生产厂家市场设计开发小型的价格低廉的自动，半自动化设备来满足中小型板式家具生产厂家需求。1.4本课题研究的内容结合国内封边机生产与加工现状，特别是封边技术研究与生产状况，本课题主要研究以下内容：对现有封边理论及封边机结构技术进行深入剖析和比较，为简易型直线封边的研制提供理论依据。根据已知其他类型封边机封边原理及实验依据，设计新型简易型封边机简易直线封边机，并对其进行工艺设计及整机制造。对研制的简易封边机进行封边性能参数优选试验，得出最优参数组合，并分析该封边机各封边参数对封边指标的影响。2直线封边机总体方案设计本章在对现有封边机的结构、封边原理进行深入分析的基础上（尤其是全自动的直线封边机），并以针对中小板式家具生产厂家的情况为依据提出了简易直线封边机的总体设计方案，并对简易直线封边机进行了结构与参数的设计研制。2.1 目前封边机结构原理分析由封边机的发展现状可知，现今封边机的发展已比较成熟，封边机种类较多，按照其封边方法可分为全自动、半自动、手动。目前市场上的全自动、半自动是广泛被大，中型企业采用；手动，多被小个体采用。手动封边机结构多是涂胶，送带一体的小机；上面有2手柄托住，沿部件周边移动来完成封边工序，如图2.1图2.1手动封边机这种封边机结构简单，价格也经济，操作方便，就是操作者太辛苦，操作时要拖动小机在部件周边移动。2.1.1直线封边整机结构这里以全自动直线封边机为例对其结构进行分析。全自动直线封边机的机构如图2.2全自动直线封边机的机构完成其相对应的工作工序，以次为：送料，封边带前移，涂胶，压和，修边，齐头；工件输送系统：主要由输送带和托辊组成。封边带驱动装置：主要由电机，托盘，转轴，电机驱动转轴，带动托盘来驱动封边带。涂胶装置：主要由胶锅和输胶装置组成。胶锅具有加热装置，输胶装置具有外壳，外壳中具有输胶腔，转轴上有和转轴成一体的螺旋形推进体。胶锅应与外壳中的输胶腔连通，螺旋形推进体和转轴的具有螺旋推进体的部分位于输胶腔内，转轴上段应该有涂胶棍。图2.2全自动直线封边机的结构图压边贴合装置：包括3个压辊，第一个辊由进给履带的链轮轴驱动，线速度大于工件进给速度，气缸施压，压力可根据封边带的厚度调节。两个小棍子是从动的，弹簧施压。第一个压辊的传动辊装有摩擦离合器。切头切尾装置：包括两个相隔一定距离的锯片，有一台电机安装在平行四边形的摆动支架上(四连杆机构)。切头时，工件推动支架向下摆动，齐头完了，第一个气缸推动支架快速继续向下摆动，停在最低位置，锯片位于工件的下面。工件尾端通过第二个锯片时，第二个气缸推动支架，向工件进给方向快速前进，并顶在工件尾部。这时支架与工件同步向前摆动，第二个锯片完成切尾工作。这时两个气缸同时向相反方向运动，将支架拉回起始位置，准备下一个工件的加工。修边机构：包括两台电机，其轴上装有铣刀。电机装在能上下左右滑动的支架上。并借助导轮沿着工件的边滑动。滑动支架上装有直线轴承。两个电机主轴与水平面的夹角可调整，使之完成倒角加工。这种机型产品从上料到成品流出一气呵成。尤其是是通过PLC控制，高效率，高质量。2.1.2全自动直线封边机工作原理全自动直线封边机工作原理与工作过程：输送：板式部件由输送带传到托辊上，托辊推动其向前移动。这里主要是利用部件与传动零件之间的摩擦力作用完成向前输送的。如图2.3图2.3输送板料封边带的传送：放在托盘上的封边带是通过电机带动的驱动转轴，同时在其他辅助压紧轮，限位板等的共同配合下完成向前送带；这里驱动轴带动的驱动轮与封边带，压紧轮之间是靠摩擦力作用来完成送带的。涂胶：涂胶机构主要由胶锅和输胶装置组成。正常开机后涂胶机构是一直在工作的。胶锅中融化的胶被中心部位的升胶叶轮和网罩的共同作用下胶水被从胶锅里吸着沿网罩向上移动，在移动过程中又通过网罩孔向外泄露；流出的胶水让网装涂胶轮吸收（其内是海绵体），封边带送经涂胶轮时完成涂胶。 压边：完成涂胶的封边带与部件交汇，在压边滚轮（一般是上，中，下三个方位）和板部件送料轮，外侧轮等零件的共同作用下完成压边。如图2.4图2.4压边图 切头切尾：压边好的部件经过由气缸带动的刀头运动截断封边带，让压贴在部件上前端和尾端封带多余部分去除；修边：完成切头切尾的部件经过多向可移动支架，其上方电机带动的刀盘将部件上下两平面抛出的封边带去除，完成修边；从上分析不难看出，整个过程运用了比较先进的科技技术在其中，制作成本较高。这对经济条件差的小家具生产厂经济能力是无法购买的。2.2直线封边机总体方案设计2.2.1设计依据虽然目前市场上销售的直线封边机生产效率高，加工产品质量很好（全自动，半自动直线封边机），但是它们结构都很复杂，价格都很高，维修成本也较高等不适合小家具厂购买条件。手动去封边仍存在一定的缺点：.封边机要靠人工托住工作，人的劳动强度大，效率也提不上去；.部件或封边机要固定比较麻烦；在设计封边机时，考虑到前面的缺陷，借鉴全自动，半自动直线封边机的经验，精简了部件设计了一款简易直线封边机并进行了试验与研究。2.2.2设计要求本设计取消了送料机构，改成工作台上加靠板，加工部件可以用手沿靠板推移，这样简化了机构，同时减轻了操作者劳动强度；封边带驱动要保留，压紧机构取消简化；涂胶部分也要保留，切头和切尾，修边都取消，只有封带截断保留；结合研究的需要，该直线封边设计要求如下：保留机构要精简化，零件可以任意拆换；能够实现一台机器针对不同品种的部件进行封边，还适用不同规格的封边带即可实现封边高度可调性，封边带厚度可调性，同样适合其它类封边带；该直线封边机还要适合曲线封边；结构简单，使用与维修方便、工作稳定性好、易于操作、重量轻、成本低。2.3直线封边机的工作原理与特点 本设计的是一款简易直线封边机。工作台右侧固定一个封边带托架，其作用是摆放封边带；工作台右上角固定一圆柱杆来引导封边带进入驱动轮与压轮中间；驱动轮上方安装了一个角铁座，侧面起挡料（封边带）作用，座上方有2个上下可调节的挡销；驱动轮前面的压轮是由摆杆固定，向外向内可以通过摆杆调整距离；封带从驱动轮出来后，又经一个变向引导轮（固定轮和压紧轮）走到断带机构；正常送带时，动刀头是被气缸拉回去的，同时摆臂推动压紧轮前移改变封带方向；当行程开关弹开时（即部件传送终止），气缸接收到断带信号，动刀头前移与定刀头同时作用完成断带；正常移动的封带再经过挡条到达涂胶机构，在涂胶机构的共同配合下完成涂胶；从涂胶机构出来的封边带与板部件汇合，操作者人工施加力完成压带工序；该机对用户要求不高，操作简单，不需要设计程序，同时降低了劳动强度。3直线封边机结构的设计简易直线封边机的关键部件主要由送带，涂胶，封带，断带这四部分组成，这四个机构的可调性和可靠性是本机的关键，现对该机的关键部件过行设计。3.1送带的设计由于封带引导销，引导板，摆动滚轮，上挡销，蝶形螺母等部件构成。其布局图如图3.1:图3.1 送带驱动装置图3.2送带驱动装置引导板安装设计是可以向前，后调整，这样可适应不同厚度的封带；上挡销设计的可以上下调整如图3.2，这样可适应不同高度的封带。 封带的传送动力是由链轮带动的驱动轴，驱动轮传递给封带的摩擦力提供的，如图3.3:图3.3驱动装置3.2涂胶的设计涂胶是由胶室，加热元件，升叶轮，提胶网罩，涂胶轮，轴，链轮等部件构成，如图3.4：链轮带动轴，升胶螺旋叶轮旋转，吸取胶向上移动，由于提胶网罩是网状所以，胶水在上移的同时向外流出进入涂胶轮；因提胶网罩，涂胶轮是与升胶螺旋叶轮自由随动的，当封带经过涂胶轮时完成涂胶工序。3.3封带设计 封带机构本设计做了简化只有以下部件，如图3.5：封边时封边带与部件交汇于封边轮下处，操作者施加力推动部件沿料流出方向移动即完成封边工序；这里封边轮上与下通过M22螺纹连接可以调整封边高度；挡板设计的可以上下调节，同样适应不同高度的封边带。图3.4涂胶机构图3.5封带机构3.4断带设计 本款机断带机构是由刀座，动刀头，定刀片，导轨等部件构成，如图3.6：图3.6断带机构正常工作状态是打开的（即动刀头后移让出封带行走路线），图中是断开时状态；其工作信号提供是通过走料引导板上的行程开关来实现的；当板部件前端压到行程开关时气缸拉回动刀头，让封边带通过；当板部件后端离开行程开关时，行程开关弹起，气缸推动动刀头向前移动与定刀片同时作用完成断带。图3.7传动系统3.5传动系统设计本款机的传动系统由电机，链轮，链条，轴等构成，根据传动需要选取Y90S-6型号电机，链条传动，这种传动经济，可靠，如图3.7：3.6计算3.6.1轴许用切力计算： (公式3.1)T-实心轴的受转力矩（N.mm）；-轴的抗扭截面系数（）。P-轴传递的功率(Kw)；n-轴的转速(r/min)；-许用切应力(Mpa)。C-与轴材料有关的系数，查上书314页，表16.2，轴传递的功率取电机功率P=0.75 Kw;n=1000。实际设计中：动力副轴最小d=20；提升轴最小d=15；封带驱动轴最小d=16；设计满足要求。3.6.2许用弯曲应力计算 或 （公式3.2）W-轴的抗弯截面系数，带键的换算公式： (公式3.3) （公式3.4）由下文中传动系统计算结果得到轴的负荷很小，因此不对此进行计算。3.6.3电机链轮与链轮的设计预选电机型号：Y90S-6，功率0.75kw，转速500r/min；该电机同时为，封带驱动机构，涂胶机构提供动力。由于电机的有效功率是72.5%即0.750.725=0.54 kw封带驱动与涂胶共预分配0.27kw。封带驱动与涂胶链轮计算功率： （公式3.5）工作情况系数，查机械设计.邱宣怀主编，第4版188页表11.5，取为1.1。传递的功率，此处为电机传递到封带驱动与涂胶链轮的功率。变速：预设计要求封带驱动与涂胶转速在180300r/min（该数据是生产厂家提供），本设计取250 r/min，查械设计.邱宣怀主编，第4版，289页，图14.17 ，链条选用08A-1电机选用相对应的链轮，齿数。用链轮的传动比公式计算载物轴实际产生的速度。 （公式3.6）式中式中，分别是链轮1，2的速度；分别是链轮1,2的齿数。由传动比数据代入公式： =212=24因此，封带驱动与涂胶链轮设计选用与其对应的（08A-1型号链条）24齿链轮；另根据设计需要动力副链轮选用了36齿。链条的受力分析：如不考虑动载荷，链条在工作中主要作用力有：工作拉力，离心拉力；垂直拉力A工作拉力 （公式3.7）式中: P是传动功率KW；v，是链条速度（m/s）。链条的传动计算功率公式： （公式3.8），是额度功率KW； P，是明义功率，KW；，是工况系数，（平稳传动，取1.01.2 ；中等冲击取1.214；严重冲击1.41.7；动力机平稳，单班工作取小值，动力机不平稳，三班工作取大值；，是小链轮齿数系数，是多排链条的排数系数；从上公式可以看出，P是不大于额度功率的，（也就是不大于电机额度功率）这里我们取最大值，P=0.27KW ; 链条速度是等于小链轮的转速。(注：小链轮分度圆直径=49mm，转速=500 r/mim)。V=3.1449500100060=1.28(m/s)kg由计算结果可以看出，工作产生的拉力不会对链条，链轮，和轴产生变形或损坏，设计符合要求 B离心力 （公式3.9）式中：q，是链条每米长的重量，；v，是链条的速度，m/s。（注：当链条速度v7 m/s，时离心力不能忽略），本设计中的链条速度是1.287所以，可以忽略不做计算。 C垂直拉力：（注：重力方向与轴心不平行的）（计算简图如3.8）。 (公式3.10)式中，f，是悬索垂度，对于水平传动（轴线与重力方向垂直的），系数6（允许f/a0.2），对于倾斜角度小于40的传动，=4；对于倾斜角度大于40的传动=2；垂直传动=1；q，是链条每米长的重量，；a，是中心距，m；g，是重力加速度，9.8m/s 。图3.8计算简图因此，链条紧边和松边的拉力： 紧边拉力总和 （公式3.11） 松边拉力总和 （公式3.12）作用在轴上的负荷可以近似的取紧边和松边的拉力和，离心拉力对其没影响，由此得，又由于（一般）垂直拉力不大，故近似取由于本设计中重力方向与轴线是平行的，因此重力不会使链条产生拉力，即=0由计算结果可以看出，工作产生的负荷不会对轴产生变形或损坏，设计符合要求。3.6.4轴承的选用本款机选用了以下轴承：61805-2Z，和61802-2Z，2种深沟球轴承其参数。 深沟球轴承参数表3.1表3.1 61802-2z深沟球参数表由上表可以看出61802-2Z，基本额度载荷是2.1（kn），1.30（kn）。深沟球轴承参数表3.2表3.2 61805-2z深沟球参数由上表可以看出61805-2Z，基本额度载荷是，4.3（kn），2.9（kn），移动产生的载荷很小对轴承没影响。3.7重要参数设计 根据厂家的实验得出封带传送速度在每秒6m16m，封带驱动与涂胶的速度在180300r/min，本设计中选用转速250 r/min。驱动轮 V=3.14250401000=31.4(m/min)上面计算结果是驱动轮的理论转速，由于封带传送是靠驱动轮与封带摩擦带动前进的由封带的材料不同其摩擦系数不同，0.2传导效率0.5的，（0.231.4封带传送速度0.531.4），即6.28封带传送速度15.7。3.8附件的设计 摆动轮设计。本设计中压紧轮设计成由圆柱件支撑，横板连接固定，螺钉松紧，调整压紧距离，这样结构紧凑，简单，便于操作；板部件走向设计。板部件走动方向是简单的利用一件型材当靠板，操作者只要沿型材推动板部件前移即可；这样设计大大的精简了部件，同时操作简单，不吃力；机架的设计。机架的设计需要全面考虑如何定位的问题，机架要达到稳定，定位准确的要求，机架采用40404的方管焊接而成。面板是用钢板焊接上的，其上面设计了其它部件安装孔；外侧面（除操作面外）均设计了防护板，以保工作是安全。4控制系统设计4.1硬件设计4.1.1 PLC设计二十世纪七十年代初出现了微处理器。自从个人计算机发展后，为了方便并反映可编程控制器的功能和特点等，我们把可编程序控制器称为为Programmable Logic Controller。 二十世纪七十年代中末期，可编程控制器占用体积小、运算速度快、抗干扰能能力强、模拟量的运算和PID功能和它极高的性价比等等因素，使它在现代工业中的地位突出。 二十世纪八十年代初，PLC在工业发达的国家中获得了广泛地应用。从那时起，全世界开始投入研发和生产PLC的国家和企业越来越多，产量也得到了快速增加。PLC已经步入了成熟阶段。 二十世纪八十年代至九年代的中期，PLC发展最快。在这时期里，可编程控制器PLC的数据处理模拟量能力、数字的运算能力、依靠网络通讯能力和人机接口能力得到了极大的提高。 二十世纪末期，PLC发展更加适应于现代工业需要。PLC工作阶段可编程逻辑控制器工作过程一般分为： 1、输入采样阶段；2、用户程序执行阶段； 3、输出刷新阶段。图4.1 FX2N接线图本系统选用FX2N系列PLC。FX系列PLC拥有极快的速度、高级功能、逻辑选件和定位控制等特点。而FX2N是从16到256点输入/输出的选择方案4.1.2 变频器 变频调速基本原理异步电机转速公式如下所示: (公式4.1)其中: n 电机转速，单位为r/min； f定子频率，单位为Hz； s 转速滑差率； p极对数。由上式(4.1)可知，若改变电源频率 ，则电机的输出转速就随之改变。三相异步电动机电动势的有效值是: (公式4.2)式中: 感应电动势有效值，单位为V； 定子频率，单位为Hz； 定子每线绕组匝数； 基波绕组系数； 美极气隙磁通量，单位为Wb。图4.2 三菱FX2N系列PLC图4.3 FR-D700系列变频器功能图4.1.3电气原理图电气原理图一般由主电路和辅助电路组成，读图的方式也不同。1.读主电路原理图的步骤：（1）确认主电路中主要的电气设备；（2）确认用电设备（电机等）主要由那些电器元件控制；（3）查找主电路中保护元件和控制器；（4）确认电源电压等信息。2读辅助电路原理图的步骤第一步：确认控制电源电压；第二步：理解控制回路中所采用的各种器件的作用，如继电器等；第三步：根据辅助电路的运行时序来确认主电路的动作；第四步：理解各个控制元件之间的逻辑关系；第五步：研究其他电气设备和电器元件。图4.4 AutoCAD Electrical界面 3.地址表: 根据系统要求以及各种控制器的控制要求，以及控制信号及报警信号等，对PLC的I/O点进行定义，如下表 表4.1PLC输入输出定义表输入输出 地址定义地址定义X0急停按钮Y2运行指示灯X1变频报警信号Y3报警指示灯X2温度到达信号Y4变频指示灯X3长度到达信号Y5加热运行X4启动按钮使用CAD电气绘图软件，根据系统的功能要求以及各种元件的使用手册绘制电气原理图，电路原理图见附件。图4.5电气原理图4.2 PLC程序设计三菱公司免费提供了编程软件GX Developer，供设计人员进行PLC编程，软件界面如下图：图4.6 GX Developer界面梯形图如下：结论 （1）对现有直线封边机的封边原理及结构特点进行了简单的描述，并在该封边机研究的基础上提出了简易直线封边机的设计依据与设计要求，并提出了简易直线封边机的整机结构和工作原理的总体方案。（2）研制的简易直线封边机结构多采用分拆设计，压紧轮，当料部件等均有调节位置空间，对板部件多样的适应性，和封带多规格的适应性；同时压机构的特殊处理使本款机型不仅只适用于直线封边，还适用于曲线封边工序，达到一机多用的目的。（3）通过受力分析对比，验证了几大结构，系统的可靠性，及可行性。（4）并且本章对简易直线封边机的关键机构、传动系统和附件做了详细的设计，得出了各部件的参数方案，并对整机关键部件及附件进行了加工。该机型设计新颖、布局合理；结构紧凑，坚固可靠；维护简单，操作方边。（5）控制系统设计运用到plc，取代了的继电器控制系统，也使整个机器智能化，大大减少了机器的质量，也方便了人们的使用。（6）本次毕业设计，绘图是很重要的一部分，运用了cad等的绘图软件，之前选修过这个软件，由于也没有太多的运用，最后还是和没学一样。通过这次的毕设，让我更加理解了机械专业对绘图技能的要求，以及让我更加熟练的运用这两种软件，为以后工作打下了良好的铺垫。 虽然设计的封边机还没有设计成成品，但是由于它具有电路简单，体积小，价格便宜等优点，所以相信肯定会取得成功。致谢近三个月时间的毕业课题设计是我大学生活中忙碌而又充实一段时光。这里有治学严谨而又亲切的老师，有互相帮助的同学，更有积极、向上、融洽的学习生活氛围。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。首先感谢指导老师黄崇莉黄老师。本论文是在黄老师耐心指导下多次修改完成的。在此，我对她们的耐心指导和帮助表达我最真诚的谢意，感谢她们在这几个月来所付出的努力。在这段时间里，我从她们身上，不仅学到了许多的专业知识，更感受到了她们工作中的兢兢业业，生活中的平易近人的精神。此外，她们的严谨治学态度和忘我的工作精神值得我去学习。在此，请允许我对说一声：“老师，您辛苦了！”再次感谢她们。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，我不会忘记你们。总之，在以后的学习、工作、生活中我将更加努力，用自己的行动回报社会、学校、老师及同学。参考文献1 濮良贵，纪名刚机械设计（第八版）M北京：高等教育出版社，2006.2 机械设计邱宣怀等编辑第四版M.北京：高等教育出版社，1997.3 杨黎明，杨志勤编著，机构选型与运动设计M，北京：国防工业出版社，2007.6.4 郑文纬，吴克坚 主编，郑星河 等编.机械原理M.北京：高等教育出版社，1997.5 王永平.机械制图.西北工业大学出版社，2004.6 章日晋.机械零件机构设计.北京：机械工业出版社，1992.7 安子军等.机构创新原理M.北京：科学出版社，2001.8 崔建云.食品机械M.北京：化学工业出版社,2006.9 曲维方等机构创新原理M.北京：科学出版社，2001.10 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册下册.北京：中国农业机械出版社，1985.11 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