火腿肠肠衣自动压缩设备总体设计

黄河科技学院毕业设计说明书第1页1.绪论目前，国内火腿、香肠等食品生产厂家普遍使用的是片状PVDC膜来包装食品。PVDC是当今世界上塑料包装材料中综合阻隔性能最好的一种包装材料。PVDC是一种优秀的食品包装材料,特别是耐高温蒸煮和对氧气、水蒸气、各种气味具有很好的阻隔性。PVDC是世界上目前惟一大工业化生产、可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料。用它制造的薄膜在中国获得广泛的应用,其中最大用途就是用于火腿肠肠衣,这些应用充分显示了PVDC材料的性能和无与伦比的优势。由于它的性能独特,在塑料包装材料行业特别是食品包装行业占据着重要位置。用它作为中间层,制造多层复合材料,更是目前塑料包装行业技术进步和技术创新的前沿阵地。我国直到1991年，伴随着火腿肠加工技术的引入，PVDC肠衣薄膜才得到大量应用，开创了我国PVDC高阻隔材料应用的。在随后的近十年中，PVDC在中国进入迅猛发展的时期，截止目前，我国PVDC材料年产量上万吨，居美国和日本之后成为世界第三大PVDC生产的应用国。目前我国PVDC产品结构较单一，复合膜的生产牌起始阶段，产量较小。前期我国只能生产加工PVDC涂敷膜，由于产品本身的特性，基应用领域受到，近年来我国先后引进和开发了PVDC共挤复合膜和层压复合生产技术，使我国PVDC复合膜的生产、应用迈上了一个新台阶。通过采用PVDC共挤薄膜对肉制品进行包装,可以延长肉制品的保鲜期,大大提高了肉制品在长途运输中的储存期,扩展了肉类加工企业的销售领域,可以覆盖到国内外远距离的市场。黄河科技学院毕业设计说明书第2页2.机械系统方案的简述2.1运动方案选择现代机械通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。此外，为了保证机器的正常运转还需要控制系统，用来控制机械各组成部分协调运作。由于设计的多解性和复杂性，满足某种功能要求的机械系统运动方案可能会有很多种，因此，在考虑机械系统运动方案时，除了满足基本的功能要求外，还应该遵循以下原则：1.机械系统尽可能简单机构运动链尽量简短在保证实现功能要求的前提下，应尽量采用构件数和运动副少的机构，这样能够简化机械的构造，减轻重量，节省材料，避免浪费，降低成本。此外，也可以减少由零件的制造误差形成的运动链的积累误差。选择运动副高副机构可以减少构件数和运动副数，设计简单。但是低副机构的运动副元素加工方便，容易保证配合精度以及有较高的承载能力。在一般情况下，应优先考虑低副机构，而且尽量少用移动副；执行构件的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用高副机构。选择原动机机械系统的运动与原动机的形式密切相关。目前，电动机、内燃机使用最广泛，应结合具体情况灵活选择。2.尽量缩小机构尺寸机械的尺寸和重量随选择的机构类型不同而有很大差别，在相同的传动比情况下，周转轮系减速器的尺寸和质量比普通定轴轮系减速器要小的多。在连杆机构和齿轮机构中，可利用齿轮传动时节圆作纯滚动的原理，或者利用杠杆放大或缩小的原理来缩小机构尺寸。3.机构应具有良好的动力特性机构在机械系统中不仅传递运动，同时还要传递动力，因此要选择有较好动力学特性的机构。采用传动角较大的机构要尽可能选择传动角较大的机构，以提高机器的传动效率，减少功耗。黄河科技学院毕业设计说明书第3页采用增力机构对于执行构件行程不大，而短时克服工作阻力很大的机构，应采用增力的方法，即瞬时有较大机械增益的机构。采用对称布置的机构对于高速运转的机构，其作往复运动和平面一般运动的构件以及偏心的回转构件的惯性力和惯性力矩较大，在选择机构时，应尽可能考虑机构的对称性，以减少运转工程中的动载荷和振动。4.机械系统应具有良好的人机性能任何机械系统都是有人类设计的，并且用来服务人类，而且大部分机械都是有人老操作和使用，因此在机械设计的同时，必须考虑人的生理特点，以求得人与机械系统的和谐统一。图2-1压缩设备机构图2.2电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。2.3选择电动机容量黄河科技学院毕业设计说明书第4页由于压缩设备主要靠滚轮与轴之间的摩擦力来压缩肠衣，所需要的力较小，故选择的电机Y132S-8,同时带动四台压缩设备。实现资源的最大化利用的同时也保证工人工作的安全性，提高生产效率。表2-1电机型号及参数电动机型号额定功率kw最大转矩额定转矩N.m满载转速r/min质量kgYU80240.371.81400142.4电机的外形图2-2电机示意图（1）图2-3电机示意图（2）黄河科技学院毕业设计说明书第5页图2-4电机示意图（3）表2-2电机的安装及外形尺寸型号尺寸（mm）HABCDEADGADACHDLYU802480715628920907.2901001151502.5总传动比的确定及各级传动比的分配2.5.1理论总传动比总i选取压缩滚轮的直径D=50mm；2wnw（2-1）由式2-1得min/3.74min/05.067.11212rrDvrvwnw；总传动比84.18min/3.74min/1400rrnniw电总；2.5.2各级传动比的分配（1）V带传动的理论传动比带i初取3带i（2）直齿圆柱齿轮的理论传动比齿i黄河科技学院毕业设计说明书第6页初取3齿i（3）链轮的理论传动比链i09.23384.18齿带总链iiii2.6各轴转速，转矩与输入功率设定电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，减速器低速轴为2轴，大链轮轴为3轴。2.6.1各轴理论转速min/4.74min/09.26.155min/6.155min/37.466min/7.466min/31400min/14002312010rrinnrrinnrrinnrnn链齿带电2.6.2各轴的输入功率kWkWPPkWkWPPkWkWPPkWP327.096.0341.0341.097.0352.0352.099.096.037.037.032321210010其中V带传动的效率为0.96，滚动轴承的效率为0.99，圆柱齿轮的传动的效率为0.97，链传动的效率为0.96.2.6.3各轴的理论转矩nPT9550（2-2）黄河科技学院毕业设计说明书第7页由式（2.2）得miTTmiTTmiTTmNmNnPTN99.4196.009.293.2096.0N93.2097.099.0320.797.099.0N20.799.096.0352.299.096.052.2140037.095509550231201000链齿带2.6.4各轴运动和动力参数汇总表表2-3运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(N·mm)理论传动比电动轴14000.370.252×4103第Ⅰ轴466.70.3520.720×4103第Ⅱ轴155.60.3412.093×4102.09第Ⅲ轴74.40.3274.199×410黄河科技学院毕业设计说明书第8页3.传动设计3.1V带传动设计3.1.1原始数据电动机功率——37.0dPkw电动机同步转速——1400dnr/min电动机满载转速——1400电nr/minV带理论传动比——带i3单向运转、双班制、工作机为带式运输机3.1.2设计计算(1)确定计算功率caPPKPAca（3-1）根据双班制工作，即每天工作16小时，工作机为带式运输机，由[1]P156表8-7查得工作系数KA=1.1表3-1工作情况系数工况AK空、轻载启动每天工作小时数/h10~16载荷变动微小液体搅拌机、通风机和鼓风机)5.7(kW、离心式水泵和压缩机、轻载荷输送机1.1PKPAca=1.1×0.37=0.407kw黄河科技学院毕业设计说明书第9页（2）选取普通V带带型由图3-1根据caP，nd确定选用普通V带Z型。图3-1普通V带选型图（3）确定带轮基准直径1dd和2dda.初选由参考文献【1】表8-6和表8-8，小带轮基准直径1dd=90mmsmndvd/60.610006014009010006011因为5m/s＜v＜30m/s，故带速合适。b.计算2dd2dd2709031ddi带mm根据普通V带轮的基准直径系列标准，圆整2dd=280mm(4)确定普V带的基准长度和传动中心距0.7（1dd+2dd）0a2（1dd+2dd)（3-2）根据公式(3-2)0.7（90+280）mm0a2（90+280)mm黄河科技学院毕业设计说明书第10页245mma0700mm初步确定中心距a0=500mm02122104)(22addddaLddddd（3.3）根据公式（3-3）得mmaddddaLddddd24.15995004902802809025002422202122100根据V带基准长度系列标准圆整后取dL=1600mm计算实际中心距ammLLaadd500224.15991600500200mmLaad4761600015.0500015.0minmmLaad548160003.050003.0max故中心距的变化范围为476~548mm(5)验算主轮上的包角13.57180121adddd=901585003.5790280180∴主动轮上的包角合适(6)计算V带的根数Z由dd1=90mm和n1=1400r/min,查参考文献【1】表8-4a得354.00P根据n1=1400r/min,i=3和Z型带，查表8-4b得03.00P查表8-5得942.0K，表8-2得14.1lK黄河科技学院毕业设计说明书第11页lcarcaKKPPPPPZ)(00（3-5）0P——基本额定功率；0P——额定功率的增量；K——包角修正系数；lK——长度系数；∴lcaKKPPPZ)(00=987.014.1942.0)03.0354.0(407.0取Z=1根(7)确定带的初拉力0F由[1]P158式(8-27)得2min0)5.2(500)(qvzvKPKFca（3-6）q——V带单位长度质量表3-2V带的单位长度的质量带型YZABCDEq/(Kg/m)0.020.060.100.180.300.610.92由表3-2查得q=0.06kg/m由公式（3-6）得：2min0)5.2(500qvzvKPKFca26.606.06.61942.0407.0)942.05.2(500=54N应使带的实际出拉力min00FF黄河科技学院毕业设计说明书第12页(8)计算作用在轴上的压轴力FP2sin210zFFP（3-7）由公式（3-7）得：2158sin54122sin)(21min0min0FZFvP=105N3.1.3带传动主要参数汇总表表3-3带传动主要参数汇3.1.4带轮材料及结构(1)带轮的材料带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等。V20m/S时，选用HT150，V20-30m/S时，选用HT200，V35m/S,直径较大，功率较大时用35钢、40钢或高速小功率用工程塑料。批量大时，可选用压铸铝合金或其它合金。(2)带轮的结构带型dLmmZdd1m