毕业设计（论文）-大型线材卷缠绕包装机设计(含全套CAD图纸)

本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 大型线材卷缠绕包装机设计 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 开题日期 优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763摘 要包装机取代传统的手工包装，不仅能够保证包装质量，而且能够节省劳动力，降低劳动强度，同时使劳动条件和劳动环境得到很好的改善。包装机还具有生产效率高，制作简单，自动化程度高，占地少等优点。因此，包装机械已广泛用于食品、造纸、轻工、机电、家电、化工等各个领域。目前，包装机械的品种繁多，各有特色，并正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展，专用机种也越来越多。包装机械己成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。深筒缠绕包装机主要用于对大且长的环形产品进行缠绕包装，特别是可同时用多种薄膜材料对环形产品进行一次完成的复合缠绕包装。这种环形产品主要是高级线材卷和钢卷，通过对其包装可以起到防止磨损、防尘、防潮、保洁的作用。本课题重点研究的基本内容是大型线材卷缠绕包装机。环形为载有包装机构链条的运动导轨，环形导轨分为左右两部分。包装机工作时，左右导轨向中间相向运动而形成封闭的导轨系统，四个对称分布的分别有四个电机通过减速器驱动的齿轮驱动载有包装机构的链条在导轨上运动，工件由装料小车上的驱动系统驱动，通过控制系统实现包装机构和装料小车上工件的协调运动，从而实现对工件进行多种材料的一次包装。关键词： 包装机；大型线材；自动化优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763ABSTRCTPackaging machine to replace the traditional manual packing, can not only ensure the packaging quality, and can save labor, reduce labor intensity, while the labor conditions and environment was improved. Packaging machine has high production efficiency, simple manufacture, high degree of automation, other advantages. Therefore, packaging machinery has been widely used in various fields of food, paper making, light industry, machinery, electrical appliances, chemical industry etc. At present, a wide variety of packaging machinery, has its own characteristics, and is developing to improve the technical parameters, a series of special machines, automated direction, more and more. Packaging machinery has become a kind of universal machine widely used in all sectors of the national economy. Deep sleeve wrapping machine is mainly used for wrapping the ring products and long, especially the ring products composite wrapping a complete with a variety of thin film materials. This ring products is mainly advanced wire coils and coil, through its packaging can serve to prevent wear, dustproof, moisture proof, cleaning effect.The basic content of this paper focuses on the large wire coil winding machine. An annular motion guide contains packing mechanism chain, annular guide track is divided into two parts. The work of packaging machine, left and right guide rail to the middle to movement and the formation of a rail system closed, four symmetrical respectively have four motor through a speed reducer drive gear drive chain carrying packaging mechanism motion in the guide rail, the workpiece by the driving system of charging car drive, through the control system to realize the coordinated motion packaging mechanism and charging carriage on the workpiece, so as to achieve a variety of packaging material of workpiece.KEY WORDS：Packaging Machine； Large Wire ；Automation优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763目 录摘 要 .2第一章 绪论 .41.1 课题背景 .41.2 包装机概述 .71.2.1 包装机械概述 .71.2.2 我国包装机械的现状与发展 .71.2.3 国外研究现状 .91.3 包装机械的特点及发展方向 .101.4 效益分析与环保分析 .121.5 包装设计的重要性 .12第二章 大型线材卷缠绕包装机的方案设计 .142.1 大型线材卷缠绕包装机设计方案 .142.2 深筒缠绕机的工作原理 .142.3 U 型轨道设计 .152.4 U 型门的设计 .162.5 动滑轮车设计 .162.6 薄膜卷筒机架设计 .172.7 龙门架的设计 .18第三章 大型线材卷缠绕包装机零部件设计 .193.1 链传动的设计与计算 .193.2 链轮的设计计算 .213.3 气缸连接座的设计校核 .223.4 气缸连拨叉的设计校核 .243.5 龙门架的设计校核 .253.6 电气控制接线图设计 .28结 论 .30致 谢 .31优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763参考文献 .32第一章 绪论1.1 课题背景 包装是一门新兴学科,它是现代商品生产储存、销售和人类社会中不可缺少的重要组成部分。关于包装的定义,起初过去只是认为能很好的保护内容品即可。然而随着技术水平和生产力能力的提高，今天的包装不仅仅是将内容品包好而已，同时它还是一种保存容器，一种输送容器另外还可以促进产品的销售。我国包装定义如下：为保护产品，方便运输，促进流通按一定的技术方法而采用的容器，材料及辅助物的总称，也指为了达到上述的目的而采用容器材料及辅助物的过程中施加一定技术方法操作等的活动。随着人们生活水平的提高，人们对包装这个概念有了越来越深的认识，包装的重要性有了越来越深的体现。无论在国内或国外，包装工业涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易和国防建设都带来深刻的影响。我国包装工业起步较晚，虽然近几年发展较快，但仍然落后于英美等发达国家，尽快发展我国的包装工业需要全民族的努力。目前，我国的大型线材卷缠绕包装机设计企业大部分规模偏小， “小而全”是其主要特征之一，同时存在着不顾行业发展要求，重复生产那些成本低、工艺水平比较落后、易于制造的机械产品，行业内目前大约有 1/4 的企业存在低水平重复生产现象。这是对资源的极大浪费，造成包装机械市场的混乱，阻碍行业的发展。多数企业年产值在几百万元到 1000 万元之间，低于100 万元的企业为数还不少。每年有近 15%的企业转产或倒闭，但又有 15%的企业加入这个行业，极其不稳定，现象阻碍了行业发展的稳定性。随着科学技术的不断发展，各种塑料药瓶、水产加工品的出现，对大型线材卷缠绕包装机技术和设备都提出了新的要求。目前，大型线材卷缠绕包装机机械竞争日趋激烈，未来的大型线材卷缠绕包装机机械将配合产业自动化，促进包装设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的大型线材卷缠绕包装机设备。实现大型线材卷缠绕包装机机械机电一体化。传统的包装机械多采用机械式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了光电控制、优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763气动控制等控制形式。但是，随着塑料药瓶加工工艺的日益提高，对包装参数的要求不断增多，原有的控制系统已难以满足发展的需要，应采用新的技术改变大型线材卷缠绕包装机机械的面貌。当今的大型线材卷缠绕包装机机械是集机、电、气、光、磁于一体的机械电子设备，在设计时，应着力于提高包装机械的自动化程度，将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。 机电一体化的实质就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。总体讲，它是将微机技术引入到包装机械，应用机电一体化技术，开发智能化包装技术，按产品自动包装工艺要求组合成全自动包装系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。可用于水产加工塑料药瓶的精确计量、高速充填和包装过程自动控制等，将使包装机械结构大为简化，提高包装产品质量。如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与包装材料、热封温度和运行速度等有关。如材料(材质、厚度)发生变化，那温度和速度也要随之改变，但变化多少却难把握。如采用微机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统，这样，不管哪个工艺参数改变，都能保证最佳的封口质量。包装机取代传统的手工包装，不仅能够保证包装质量，而且能够节省劳动力，降低劳动强度，同时使劳动条件和劳动环境得到很好的改善。包装机还具有生产效率高，制作简单，自动化程度高，占地少等优点。因此，包装机械已广泛用于食品、造纸、轻工、机电、家电、化工等各个领域。目前，包装机械的品种繁多，各有特色，并正在向提高技术参数、系列化、自动化方向发展，专用机种也越来越多。包装机械己成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。深筒缠绕包装机主要用于对大且长的环形产品进行缠绕包装,特别是可同时用多种薄膜材料对环形产品进行一次完成的复合缠绕包装。这种环形产品主要是高级线材卷和钢卷,通过对其包装可以起到防止磨损、防尘、防潮、保洁的作用。因这些高级线材卷如果在搬远的过程中被磨损,必须从此处剪断作为两段来使用,于是通过对其包装以防止其被磨损。由于其产品的特殊性,我国对深筒缠绕包装机的研究起步比较晚,目前国内主要研究和生产深筒缠绕包装机的是嘉能包装机械(昆山)有限公司,其生产的由上海西重所重型机械成套有限公司与上海宝山钢铁股份有限公司联合研制的复合式自动穿梭缠绕包装机已经投入生产。这种复合式自动穿梭缠绕包装机采优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763用磨擦传动原理,由二个 U 型柔性钢环组成一个开合的封闭轨道，钢环的开合供环形产品进出，柔性钢环的组合运动带动其上的多个包装材料筒进行复合包装，再辅以环形产品上下料车的自动旋转，实现复合式自动穿梭缠绕包装。但在生产的过程中，主要存在两个问题：一是包装速度问题，现有包装机的包装速度很慢,根本不能满足实际生产的需要；二是关键零部件寿命问题，因为这种包装机采用的磨擦传动原理，于是在运转的过程中关键零部件的磨损比较严重，于是关键零部件的更换又加大了产品的成本。因此，在现有条件下，针对上述问题,进一步研究新型结构的深筒缠绕包装机迫在眉睫。1.2 包装机概述1.2.1 包装机械概述包装机械即完成部分包装过程的一类机器，现代工业生产，如塑料药瓶、轻工、医药、化工、电子和国防等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装机械是产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现在工业生产中起着重要的作用。近半个多世纪以米随着生产与流通日益社会化、现代化产品包装正以崭新的面貌倔起，受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品，选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器并借助适当的技术手段实施包装作业以达到规定的数量和质量,同时设法改善外部结构，降低包装成本,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运,防止产品破损变质,不污染环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力，广开销路，不断促进扩大再生产.大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可获得巨大的经济效益. 例如:1) 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力.2) 能改善劳动条化避免污染危害环境。3) 能节约原树林减少浪毁，降低成本。4) 能提高生产效率，加速产品的不断更新。由此可见实现包装机械化和建立现代包装工业，乃是关系到国家长远规划的一优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763件大事,也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容1.2.2 我国包装机械的现状与发展我国包装工业起步较晚，虽然最近一些年发展很快，成就也很大，但与发达国家相比无论在产品品种，技术水平和产品质量方面都有很大差距。包装机械产品的性能，外观质量有一定的差距；一些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用；另外我国包装机械产品品种有很大的缺口。因此我们必须采用强有力的措施，进一步加快包装机械行业的发展速度，为早日赶上世界先进水平而奋斗！我国包装机械工业的发展趋势：引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批包装机械骨干企业；大多数企业要重点发展小型包装机械；在包装机械生产中，大量引入高新技术，以满足重点商品的包装为出发点，发展包装机械新品科。我国最大的缠绕包装机在上海诞生。上海理查包装机械有限公司,日前研制并开发成功目前国内最大型的缠绕包装机,少付导到业内专家的首肯。这台卧式用于无纺布包装的特大型缠绕包装机,可包装直径 2.5m,宽度 27m 的筒装物。目前已被英国 BBA 无纺布公司在国内天津的独资企业博爱(中国 )膨化芯材有限公司订购。BBA 无纺布公司是全球无纺布行业中最大的国际集团之一,在卫生用品,技术和工业用无纺布的市场上居国际领先地位。去年,其在天津的博爱公司引进了世界一流生产高吸湿率,采用高科技技术的无纺布专用生产设备,但缺乏缠绕包装机械与其配套。海理查包装机械有限公司是我国最早研制和生产缠绕包装机械的专业厂家，在国内外颇有知名度，去年经过挪威船级社(DNV)国际认证机构评审，已通过ISO9001 质量体系认证。上海理查公司接到 BBA 公司这一任务后，立即成立了以总经理范培琪为核心的研制领导小组，他们凭借理查公司多年生产缠绕包装机械的先进经验并结合当今的最新先进技术，经过半年的共同努力,终于研制成功这台目前国内独一无二的最大型缠绕机械，并受到英国“老外”们的一致好评。采访后的第二天，记者得悉，这台长 5m，宽 2m，高 5m 的“庞然大物”已适往天津交货。目前,我国投入使用的深筒缠绕包装机基本上都是嘉能包装机械(昆山)有限公司生产制造的，但这种包装机还处在试验改进阶段。进口深筒缠绕包装机设备价格高，而且配件依赖进口的周期长，如果配件准备不充分，将会影响生产。并且，在进口设备中也经常出现各种故障，造成检修频繁，直接影响生产的正常运行，据相关参考文献优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763分析，深筒缠绕包装机中的常见问题有:(l)包装机传动组件磨损厉害:传动组件主要指带传动组件，动滑轮组件等，由嘉能包装机械(昆山 )有限公司生产的包装机在实际生产中，带与动滑轮组件间进行摩擦传动时磨损严重，使用时间仅为 1 一 2 个月。(2)由于靠摩擦传动，启动和停止时间长，发热量大，大大减少了带的寿命，并且带传动的噪音比较大，振动增强。针对上述深筒缠绕包装机中存在的实际问题，本样机采用新的传动方式和结构，来消除和减少以上问题,进而通过增加包装机的速度来提高包装效率，以满足实际生产的需要。因此本文开展的深筒缠绕包装机的设计研究工作,具有工程应用实际意义。同时,深筒缠绕包装机的研究涉及到动力学，材料科学，数学优化，有限元分析，自动化控制等多方面内容，具有广泛的理论和学术意义。目前,国内在缠绕包装机的设计和研究方面取得了丰富的理论研究成果和良好的实际应用价值，本文在参考了多种缠绕包装机设计思想的基础，在满足深筒缠绕包装这一特殊要求的前提下，拟在包装机整体结构设计，技术参数优化，及传动方式方面做尝试，最终目标的是要解决包装机的速度和关键零部件寿命的问题，尽可能提高包装机的包装速度进而提高包装效率，采用新的传动方式提高关键零部件的寿命。1.2.3 国外研究现状国外对缠绕包装机的研究起步比较早,有近百年的历史,主要的生产制造厂有美国、德国、日本、意大利等国的企业。这些公司都有完整的系列产品,同时又着力发展专用机型,产品规格系列化,使得这些公司的产品在市场上有很强的竞争力。国外较著名的包装机制造商有:美国 LantechInc、美国 ITW、德国 CYKLOP、瑞士ORGAPACK、意大利 sIAT 德国 MKS、日本 KOHAN 和日本三兹各有限公司等。美国是民办上包装机械发展历史较长的国家,早己形成了独立完整的包装机械业体系,其品种和产量均居世界之首。因此,美国对包装机的研究和开发在世界上也处于领先的地位。美国的包装机大以高、大、精、尖产品居多,包装机与计算机紧密结合,实现了机电一体化控制。日本与美国、德国相比,起步比较晚。日本通过自己的研究,成功地将微电子技术应用优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763于包装机械的控制,并将光导纤维技术、工业机器人技术、模块化技术应用于包装机械,从而达到了安全性高、无人操作、高生产效率的水平。目前,日本采用压低高出设定温度来减少包装机在包装过程中产生的热对包装机启动的影响,这种技术大大提高了能源的利用率。日本的包装机具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点,从而大大提高了其在国际包装机械市场的竞争力。德国对包装机的研究主要集中在计量、制造、技术性能等方面,并且其在这些领域都处于领先的地位。另外,德国一些大公司研制的包装机集机一电一仪及微机控制于一体,采用光电感应技术,以光标控制,并配有防静电装置。意大利是继美国、日本、德国之后的世界上最大的包装机研究和制造国,其对包装机的研究主要集中在食品工业包装机械上。国外对包装机的研究主要集中在控制的自动化、动力学理论研究、包装机的结构优化、生产效率的提高和运动的可靠性等领域。如在振动方面,国外采用无限迭代的方法来计算液体包装机包装过程中由于液体晃动而产生的加速度对包装机的影响;被包装产品的重量如果有严格要求,则在包装的过程中要对产品的重量进行实时检测,因此在设计包装机时要对称重系统进行优化设计,使其能够满足包装的要求。1.3 包装机械的特点及发展方向包装机械是特殊类型的专用机械。由于包装物品的多样性和人们对包装质量的较高要求形成了包装机机构复杂，动作精确，运动速度快，工位多，工作协调可靠，故障发生率低等特点。因此要设计改善自动包装机及自动包装线的整机造型，总体布局。国外包装机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械化，初级自动化，自动包装生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过 50 年的发展，国外包装机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有以下几个特点：包装机械生产稳定增长；包装机械门类齐全，品种繁多；包装机械生产自成体系。我国包装机械的发展方向：(1)在发展专用机机种的同时，积极开发通用包装机。包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装的实际需要，正在不断扩大其通用能力，积极开发各种通用包装机。研制通用包装机的目的，一是要适合被包装物品包装材料和包装形式的多样化；二是要照顾到制造使用单位的技术力量，设备配备和生产成本，因而国际包装节日益重视包装机的通用性，以便借助有限的机械设备获得较大的经济效益。 （2）包装机械日益连动化、高速化、自动化。根据我优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763国的实际情况既要大力研制先进的全自动半自动的包装机，还要对某些行之有效，小巧的手动包装工具与装置给以足够的重视,以以发挥其相辅相成的作用。包装自动化的高低会直接影响产品的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生产率。实践表明搞好包装自动化不但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相互渗透和配合，同时要因地制宜的吸收对改进包装机械确实有价值的部分，使之保持一定的生命力。包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点。包装机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综合研究工艺、材料、设各乃是开拓包装新技术的根本途径。首先指出，包装物品不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。而正人们对塑料药瓶、药品、日用消费品等的包装还常提出更多更高的要求，以致在客观上便形成了包装机械突飞猛进、更新较快的局面。任何事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化(或称积木式)的包装机械体系，通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生产能力，那么必会有助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期，降低生产成本，增强市场竞争能力,如有的制袋成型充填机,只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数包装机机构复杂、动作精确、远行速度快、工位多,所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。为此，要设法改善自动包装机及自动包装线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。包装材料是包装工业的基础。选择合适的包装材料为有效地利用资源，提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开销路创造了有利的条件.在一般情况下纸木、塑料,玻璃,陶瓷、金属等材料均各有其利弊，应按具体条件经综合分折而决定取舍。从五十年代路有机合成、金属治炼等工业部门取得了迅速发展并给包装工业部门提供了相当丰富的新型材料、容器,涂料、油墨和粘合剂.从而使包装的技术方法、结构设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。例如拉伸包装、收缩包装、喷雾包装、真空充气包装,热成型包装、压敏贴标、高频热封等新技术和新装备就是在那个时期应运而生的。其优点是，保护作用好,便于储藏、运输、携带、使用，而且资源丰富，成本低,能回收处理。但是，对于一般用途的大型容器,为增强牢固性和刚性，有的则以硬质塑料来代替.今后.根据旅游、地质勘探,国防建设的实际需要还得大力研究方便进一步促进包装机械的革新与创造。从发达国家生产的包装机械水平来看，国际包装界普遍认为，优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763提高包装机械系列化标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代包装机械的结构体系仍是今后一个重要的发展方向。如卧式枕型包装机，现已形成拥有完整系列及品种的组合化设备。微电子技术和检测元件的发展和利用，提高了产品的包装质量，也提高了包装机的自动托程度。通常包装机的生产速度越高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为保证包装作业能够可靠地进行，自动包装机应具有故障诊断和显示功能，推行在线的自动检测与控制。据国外有关单位估计，因机器发生故障而造成停工的时间，80%用于寻找故障原因，10%用于寻找排除故障方法，检修操作时间仅占 10%现在英国 Kister 工厂生产的热收缩包装机都设有“自我诊断”电子设备，这种设备已有系列产品付诸实用。为进一步提高包装设备的生产率，必须开发与包装机主机相配套的辅助装置，以减少中间贮存节环所占用的空间和人力。将自动包装机的主机与面条供送装置、整理装置、成品堆放装置、打印装置等相关设备按生产工艺过程要求，连接成连续化生产的包装自动线，这就要求各台相关设备动作协调，需精确、可靠、先进的检测控制技术来保证。由于包装机械动作复杂而频繁，执行元件较多，若采用传统的继电器控制电路会导致设备的故障率高，动作不准确、包装质量不稳定、停机维修时间多等弊病。因此，研制和发展包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。今后应大力开发以下技术。1) 微机控制技术2) 模糊优化控制技术3) 新型执行机械4) 新型传动系统5) 传感器的研究与开发6) 在线显示技术7) 现代设计方法8) 现代制造技术9) 先进的新工艺将材料,工艺,技术三结合是开拓发展机械的根本途径.1.4 效益分析与环保分析目前我国包装机械还处于小批量生产阶段。其成本相对较高。每台售价可达到优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 130413976330000200000 元之间。但它的需求量逐日增加，很有生产的前景。其价格与其生产的效益成正比，是值得推广的。在生产过程中无污染，安全可靠。由于其包装材料多为塑料，有一定的污染。1.5 包装设计的重要性无论在国内和国外，包装已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民生活水平的不断提高，物质和精神生活上都有了更高的要求，很难想象现代生活中如果没有了包装会是什么样的，但是我国的包装业起步相对来说还是比较晚的。在二十世纪英、美等发达国家就已经利用包装作为促销商品的手段，尤其是在二十世纪三十年代的世界性经济危机中，美国普遍利用近代包装技术作为商品广告的媒介，大大的促进了商品的推销，在美国包装工业是仅次于汽车钢铁等的第四大产业，我国的包装工业与发达国家比较起来可以说还处于很幼稚的阶段。为了快速的发展我国的包装工业，需要加快步伐研制出适合中国国情的先进的包装设备。目前国内的不少厂家引进了一部分国外的设备，但是由于吸收跟消化都跟不上，带来了一系列的问题：比如工人素质问题，原材料问题，零部件配套问题等等等等所以说目前进行包装机方面的探讨研制出适合我国国情的、集几点液一体的机械设备势在必行。对于做毕业设计的学生来说，毕业设计无疑是一次很好的学习和锻炼自己的机会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和融会贯通。以前所学的全都是课本上的理论性的知识，而这样的一次毕业设计使我们将课本知识和实际问题紧密的联系到一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外通过做毕业设计还提高了我们分析问题和解决问题的能力；培养收集、阅读和分析参考资料，运用各种标准和工具书，编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据处理能力；培养翻译外文资料的能力，进一步培养学生的计算和制图等基本技能。对于即将走向工作岗位的同学门来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚实的基础。所以毕业设计对每位毕业生来说都是非常重要的，是大学生活中不可缺少的一个重要的环节。虽说我们的这次设计只能作为一次练习，但是我个人认为这的确是一次具有实际意义的设计练习。所以我们必需要认真的对待这次的实际任务，努力的完成好这次设计的任务。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763第二章 大型线材卷缠绕包装机的方案设计2.1 大型线材卷缠绕包装机设计方案大型线材卷缠绕包装机由：U 形轨道、U 形门、动滑轮车、纸筒基架、龙门架、驱动电机、减速器和气缸的等零部件组成。方案如图 2.1 所示：如图 2.1:大型线材卷缠绕包装机方案图优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397632.2 深筒缠绕机的工作原理环形为载有包装机构链条的运动导轨，环形导轨分为左右两部分。包装机工作时左右导轨向中间相向运动而形成封闭的导轨系统，四个对称分布的分别有四个电机通过减速器驱动的齿轮驱动载有包装机构的链条在导轨上运动，工件由装料小车上的驱动系统驱动，通过控制系统实现包装机构和装料小车上工件的协调运动，从而实现对工件进行多种材料的一次包装。如图2.2所示：如图2.2：缠绕原理2.3 U 型轨道设计U 型轨道设计主要考虑动滑轮车组各部份重量、运行引起的侧向力及动载荷。包装机上的 U 形轨道由直线段和圆弧段组成,由于总体尺寸比较大,所以在加工安装时是分段加工安装的。这就对加工安装时的精度要求的比较高,只有保证了轨道加工安装精度才能保证动滑轮车组在轨道上运行时的平稳性,从而减小由于动滑轮车组运行而产生的动载荷。包装机中的 U 形轨道的结构示意图见图 2.3 所示,u 形轨道的截面示意图见下图所示。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 2.3：U 形轨道U 形轨道由两部分组成,固定在 U 形门上,图中侧面 1 与为防止动滑轮车组侧偏的轮相接触来减少动滑轮车组运行时产生的侧向力。平面 2 为动滑轮车组运行的轨道平面动滑轮车组有两个轮子沿着轨道 2 运动。侧面 3 为 U 形轨道与 U 形门相接触的平面,通过螺栓连接固定 U 形轨道,同时可以通过调整其固定螺栓来调整左右轨道面使其处在同一水平面上,来提高动滑轮车组运行的光滑性,进而减少动滑轮车组因运动而产生的动载荷。2.4 U 型门的设计U 形门通过滑块布置在龙门架梁上的导轨上,通过气缸来驱动 U 形门的开合。U形轨道固定在 U 形门内,同时 U 形门上还固定着驱动齿轮、减速器及伺服电机。U 形门将其连接在一起够成了一个完整的系统,来实现对目标产品的包装。深筒缠绕包装机上的 U 形门由钢板和型材焊接而成,U 形门骨架是一个由型材焊接而成的框架,然后将钢板与框架相连,再将 U 形轨道、减速器、伺服电机等安装在 U 形门上。U 形门整体结构示意图见下图所示。图中 U 形门挂架用于与滑台相连,U 形门架框为 U 形门的整体骨架,轨道固定板用于固定调整 U 形轨道的安装位置,以达到设计要求,实现动滑轮车组的正常运行。如图 2.4 所示：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 2.4：U 形门2.5 动滑轮车设计动滑轮车是深筒缠绕包装机对产品进行包装的运动执行部分,动滑轮车通过连接板连接形成链条。为了减小由于动滑轮车运动而产生的侧向力和动载荷及摩擦而造成的能量的损失,在动滑轮车中所有相对转动的部分均采用滚动摩擦。这样可以大大减小动滑轮车高速运动时对轴的磨损,从而可以克服普通链条由于磨损而造成的链条的变长。动滑轮车的侧向轮与轨道的侧面相接触,通过侧向轮的支撑可以防止动滑轮车在运动的过程中产生倾斜,一端的两个主动轮沿着轨道运动,滚子与心轴间通过轴承安装在一起,滚子和轴之间只存在滚动摩擦,可心减少滚子由于长时间转动磨损而产生动载荷。2.6 薄膜卷筒机架设计薄膜卷筒机构的作用是将纸筒固定在动滑轮车组上,随动滑轮车组运行,完成对产品的包装。纸卷机构的设计应主要考虑基架的刚度和强度、快速更换纸卷和防纸卷的惯性自转。如图 2.6 所示：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 2.6：薄膜卷筒机构图中 1 为带油封型带座轴承,固定在基座 2 上,用于支撑纸卷轴。图中 3 为纸卷的支撑臂,由钢板焊接而成。图中 1、2 和 3 组成了纸卷的支撑机构,此机构与 4 通过螺栓相连接,4 为连接动滑轮车用于固定纸卷的链条连接板。在更换纸卷时将纸卷的支撑机构与 4 分离,实现对纸卷的快速更换。图中 5 为纸卷的轴向锁紧螺母,用于调整固定纸卷的轴向位置,6 为球头柱塞是一端为球内有一弹簧将球弹起顶在轴上,当力纸卷所受的拉力小于一定值时,纸卷就不会因为前一段的自转的惯性而自动转动,因此其作用是防止当纸卷停止包装时,由于纸卷转动的惯性而继续转动。每个纸卷机构上一端有三个球头柱塞用来防止纸卷由于惯性的转动。2.7 龙门架的设计所谓龙门架就是一个由梁柱构成的类似于门的平面构架,仅有单跨龙门架和双跨龙门架两种。从龙门架所用的材料来看,柱子就可采用钢筋混凝土结构、钢一混凝土组合结构(如箱形截面内浇灌细石混凝土)或钢结构,而梁由于龙门架跨度都较大,故常采用钢箱梁或钢析架式梁,以减轻自重和降低内力峰值。龙门架是包装机的机架,由支柱和横梁两部分组成。包装机的龙门架采用钢结构,柱子采用型材,梁则采用钢箱梁结构。如图 2.7 所示：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 2.7：龙门架第三章 大型线材卷缠绕包装机零部件设计3.1 链传动的设计与计算近年来，随着我国链条热处理技术和产品性能质量的不断发展、提高，伴随着新的链传动张紧机构的不断合理、完善，链条传动已在国产中、插秧机得到广泛使用。本设计采用技术新颖、结构简单，工作可靠的单排滚子链条传动机构。圆弧形张紧板簧片的一端铰接的板簧座用螺栓固定在箱壁上，簧片的另一端平靠在链箱下壁上，当链条别磨损的松动较大时，可以从箱壁外调节顶住螺栓，改变簧片一端的优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763位置，保证始终处在良好的张紧状态。链节距 t 的确定根据：传动功率为 1.5KW计算功率 NKcF=1.2 1.5=1.8KW式中 为载荷系数F特定条件下单排链传递的功率 ONpaZCOKN1/.8056.87.2.kw式中： 小链轮的齿数系数ZK传动比系数1中心距系数a链的多排系数pK因为，角速度 秒弧 度 /2560/14.320根据 可由功率曲线图查的链节距 t 的值为 12.7，故选用链 08A。，和ON大、小链轮齿数 、 的计算：大Z小在原有最小齿数的基础上来综合考虑受力磨损、重量的总体结构等因素，选出=9，再从所需工作转速 =210r/min，计算出 Z 大。小Z链n查设计插秧机手册传动轴转速 转/分。210转因为 ：210 / =210 转/分大Z小所以： =210 / =210 9/210=9大 小 转n圆整后取： =10 齿大=10 齿小Z实轴转速： =E / =210 10/10=210 转/分链n大 小 优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763选定中心距 A根据本设计总体布置和机动草图的要求，用作图法初定中心距 mm。184OA链轮轴孔直径 查表有： =15mmhdhd作用在轴上的压力 Q考虑机械传动效率为 0.8 和输出轴功率按 0.85 计算，扭矩功率为 。扭N0.84.50.7Nkw扭圆周力 NkgfP2491=1.25 554=692.5kgf=6786.5NKQy式中 轴上的压力系数链条节数 pL 200 /(/t2/2 ）（ 小大小大 ZAZtA=35 节链条长度 LL= t=35 13.62=476.7mmp定中心距 AA=( -Z)/2 t=(35-9)/2 13.62=177mmpL故决定将中心距 A=178mm链条速度 VV=znt/60 1000=9 210 13.62/60 1000=0.42m/s3.2 链轮的设计计算链轮材料应能满足强度和耐磨性的要求。对于在低速、轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造。中速、中载时应采用中碳钢淬火处理。而本设计中施肥播种传动部分属于低速、轻载、较平稳的传动，所以应采用中碳钢。分度圆直径 d优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397630d32.5m18sinpz齿顶圆直径 a1max.25dpd大 大 1in6za大 大取 48ad大齿根圆直径 f为链条滚子直径 350mm1f大 1d482.35.7mfd大齿宽 b 查表得：b=22mm 如图 3.2 所示：图 3.2:链轮零件图3.3 气缸连接座的设计校核气缸连接座结构如图 3.3 所示，总长为 120mm。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 8 气缸连接座在实际工作中气缸连接座只受到拉压力的作用，因此只要校核气缸连接座的拉压应力即可。从图 8 可以看出，气缸连接座在连接处的面积最小，即属于危险截面。激振力即式作用在气缸连接座上的最大力。1208().5sMPan右端连接处最大应力max12.64.189()0.50NFaA左端连接处的最大应力优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763max125.61.2567()0NFMPaA通过对气缸连接座的以上校核，可知所设计的气缸连接座符合设计要求。3.4 气缸连拨叉的设计校核本次设计的气缸连拨叉如图 3.4 所示：图 3.4：气缸连拨叉零件图气缸连拨叉长度为 142mm0)(435)(cbaFaBAcb；BA43512540BFFN许用应力 用插入法查得： 012.5bMPa许用应力值 6应力校正系数 100.582b优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763当量弯矩 0.59138.607.TNm22()5AMT.B 设计的最小直径 min30d气缸连拨叉直径 3142.AAbm； 验算合格。mind3.5 龙门架的设计校核图 3.5：龙门架本次设计的气缸连拨叉如图 3.5 所示：在加载振动工作过程中的主要振动元件是在 A 处和 B 处用于受力不均而出现的受力不均相等，从而使龙门架在连接过程中趋于相对的平稳。龙门架自身重力和预重量之和与静态分析时相同处理。此时受力情况约束 A 处和 B 处的支反力分别为 和 ，其中 。RAFBAEx根据力平衡方程：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763 2 20XRABYA RBFFFqCDqMCAFCE 且 RARBF根据力平衡方程： 1 10()xRAaRcy caa RAcFGFMab 011sin2RARAF co 0sRcRc in2FRARc 1RARAF2(3)6xlEI最大撓度；作用力；F固定端到点的距离；x模量；E转动惯量；I优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763有效长度。l可得26(3)EIFxlx3 100.15.46.7bhI 最大挠度 ， ，6()m92(/)ENm.25()labm则使电缆线产生最大力91033106.7.403.()25nF N 1 .2RARCnF20000coscos2sicos444nqDF .1.58.3.()N26()FN0 sin2267.34()RABFqCDN 0cos59.4()2RAB 018.7FN sin4903()2 2261. 261.0.367.0.3749.803x解得 0.98xm在 AB 段内的挤压应力：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763（4-max590.437.94()NFMPaA730486.7()1.5s MPan36）剪切应力（4-max258.90.172()03sFPaA730486.7()1.5s Pan37）弯曲应力 ， maxMw2260.35.06bh所以（4-623.941.5()150MPa73486.71.5s MPan38）综上可得，龙门架在工作状态下的应力符合安全要求。 3.6 电气控制接线图设计系统供电电源采用三相四线制上机供电。供电电源等级为AC3805，50Hz。其中QFl给电动机M1提供电源，QF2电机M2提供电源，QF3给24V开关电源提供电源，和PLC供电普通电机的主回路包括交流接触器和热继电器，制动电机还包括制动单元的辅助回路。整机的接地保护与系统的接地保护网相联接。系统电气控制主电路图见3-2。PLC的接线图如图3.6所示。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633.6：主接线图图:3.7：PLC 接线图最终设计的大型线材卷缠绕包装机设计的总图如图 3.8 所示:优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 3.8：大型线材卷缠绕包装机总图结 论通过这次大型线材卷缠绕包装机设计，我认识到了单纯的理论知识学习和 实际设计之间的差距。 通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计 规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得