包装机械的总体设计

第三章包装机械的总体设计第一节包装机械设计的基本要求•一、包装机的功能与应用范围•包装机的功能，是指其所能完成的包装工序的种类；而应用范围则是指其包装不同物品的能力，包括所能包装的物品的类型与所能采用的包装材料的种类。•减少功能和缩小应用范围，可以简化机器结构、降低创造成本、提高生产率、易于实现自动化。•增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高二、包装质量与生产率(一)包装质量包装质量与被包装物品、包装材料的性能以及所用的包装技术方法有关，也与包装机的质量及其使用条件和操作者的技术熟练程度有关。就包装机而言，主要考虑以下两个方面：1.包装成品的质量2.被包装物品和包装材料的损耗(二)生产率三、自动化和自动控制四、制造与维修1．提高包装机的系列化、零部件的通用化和标准化程度。2．改善结构工艺性结构工艺性由零件的结构复杂程度、加工表面数量、精度要求、对制造单位的适应能力、零部件的可拆性及标准化、通用化程度等来评定。五、操作条件与工作可靠性六、经济性及其他第二节包装机械设计的步骤一、计划阶段二、方案设计阶段方案设计阶段，主要做可行性分析与进行初步设计两方面的工作。1．可行性分析可行性分析要弄清和解决以下几个问题：（1）用户的需求，即要包装哪些产品，采用哪些包装材料，要求何种包装方式，生产现状与发展趋势以及对机械包装的各种要求等。（2）根据用户需求，确定包装机(包装自动线)的设计内容和该机的使用部门，明确它的功能、应用范围和须达到的技术经济指标。（3）现有同类型包装机(包装自动线)的发展情况、当前技术水平及今后发展方向。（4）构思设计方案，并从工作原理、技术性能和经济效益三个方面分析对比各种方案的优缺点和可行性，从中找出较为合理的方案。2．初步设计三、技术设计阶段技术设计内容包括各组成部分的运动设计、结构设计、零件强度与刚度校核、动力计算、绘制设计图样和编写技术文件等。技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的联接零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。为了确定主要零件的基本尺寸，必须做以下工作：（1)机器的运动学设计（2)机器的动力学计算（3)零件的工作能力设计（4)部件装配草图及总装配草图的设计（5)主要零件的校核有一些零件优化设计技术，四、技术文件编制阶段五、审核鉴定第三节包装机械设计的总体布局•一、布置执行机构•（1）为使执行机构简单紧凑，应尽量减少机构的构件数和运动副数，并尽量缩小其几何尺寸和所占空间位置。原动件应尽可能接近执行构件。•（2）为简化传动系统、便于调试与维修和减少传动件磨损对传动精度的影响，要求原动件尽可能集中地布置在一根或少数几根铀上。•实际上，执行构件往往是比较分散的，以致它们的原动件较难集中。这时，可将相近的几个执行机构集中布置成为一个大部件。这样，一台包装机就相当于由若干个大部件所构成。•二、布置传动系统•布置机械传动系统，包括安排动力机、变速与调速装置、传动装置、操纵与控制装置以及辅助装置等的位置。•布置气液压传动系统，包括安排动力机、液压马达、油泵、空气压缩机、油气管道以及气液压控制箱等装置。布置传动系统时须注意的问题有：（1）选用的方案，应力求结构简单、传动链短、传动精度和效率都较高，且容易配备。（2）充分利用机体和支承架的内部空间，将动力机和传动件尽量布置在内部或侧面，以利缩小机器外形。（3）在布置传动件时应使各执行机构动作协调。（4）为便于调试，机械传动系统的手动调整装置，最好安置在操作者能观察到有关执行机构工作情况的位置。三、布置操作件（1）常用操作件尽量布置在操作者的近旁，当机器的外形较大而须在几个位置操纵时，可采用联动等措施。（2）包装机工作台面的高度一般在700～900mm的范围内选取。（3）操作者应经常注意包装操作最集中和最易发生故障的部位。在决定物品走向时，一般是使其自左向右运动或者是顺时针转动，（4）温度、压力、转速、计数等指示仪表，以及信号灯、报警器、安全阀、排液阀和有关标牌等，都应布置在操作者容易观察、安全可靠、便于维护的位置。四、选择支承形式包装机的支承件有底座、箱体、立拄、横梁等。支承件的作用是使各有关零部件正确定位并保持其相对工作位置。对支承件的要求是：（1）足够的刚度，支承件在承受最大载荷时的变形不超过允许值。（2）足够的抗振性，使机器能稳定可靠地工作。（3）重量适中，力求节省材料，容易搬运。（4）便于零部件的装配调试、操作保养和机器的吊运安装。（5）外形美观，给人以调和、匀称、稳定、安全的感觉。五、绘制总体布局图总体布局图要求表示出包装机各部件的相对位置关系和所占空间大小。在总体布局图上，应将总体布局的结果表示清楚，并标注出机器的主要外廓尺寸和各部件间的联系尺寸。第四节包装机械主要参数的确定一、结构参数结构参数反映包装机的结构特征和包装物件的尺寸范围。如包装机列数，包装工位数，执行机构头数，主传送机构的回转直径或直线移距，工作台面的宽度与高度，物件的输入高度，成品的输出高度等等。二、运动参数运动参数反映包装机的生产能力和执行机构的工作速度，如主轴转速、物件供送速度、计量与充填速度等。三、动力参数动力参数反映执行机构的工作载荷和包装机正常运转的能量消耗，如成型、封口等执行机构的工作载荷，动力机的额定功率、额定扭矩和调速范围，气液压传动的工作压力和流量以及为完成清洗、杀菌、热封等工序所需的水、汽、电和其他能源的消耗量，等等。四、工艺参数工艺参数反映完成包装工序所用的工艺方法及其特性，如完成包装工序的有关温度、时间、压力、拉力、速度、真空度、计量精度等参数。确定包装机功率的方法有：1.类比法通过调查研究、统计和分析比较同类型包装机所需功率的状况，从而确定包装机功率。2.实测法选择同类型包装机或试制样机测其动力机的输入功率，再依它的效率和转速计算输出功率和扭矩。考虑到被测与所设计的包装机有某些差异，应将实测结果加以适当修正，作为确定包装机功率的依据。3.计算法