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发布时间:2020-06-24 11:55

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  目录 摘 要 III ABSTRACT IV 第1章 绪论 1 1.1 包装行业的发展 1 1.1.1 回顾包装行业的发展 1 1.1.2 面粉包装行业的概况 1 1.2 包装机的分类及作用 2 1.3现在包装机的发展 4 1.4 研究主要成果 6 第2章 面粉特性和面粉包装机工艺设计 8 2.1 面粉的组成及特性 8 2.1.1 淀粉 8 2.1.2 脂肪 9 2.1.3 蛋白质和面筋 9 2.1.4 精细度 10 2.1.5 面粉的堆积密度 11 2.2面粉包装工序循环图 11 第3章 传送装置设计计算 12 3.1 带式输送机原理及分类 12 3.2 带式输送机的主要构件 12 3.2.1 输送带 13 3.2.2驱动装置 13 3.2.3 支撑装置和机架 13 3.3 带式输送机的设计计算 14 第5章振动机构设计 21 5.1振动机构的原理与设计 21 5.2振动机构的组成 21 5.3.1 凸轮机构设计 22 5.3.2 电机的选择 22 5.3 带传送设计 23 5.4 同步带设计 25 5.5 链传动设计 26 第6章 缝纫机构 30 6.1 缝纫机线 缝纫机构的组成 31 6.1.1 针杆机构 31 参考文献 41 附录一 46 附录二 54 摘 要 本文的目的是为中小企业设计一种及经济又能满足实际生产需要的面粉包装机。在不影响及其的正常运转和发挥作用的情况下 ,对现有市场上的面粉包装机进行了改进创新 。本文在分析整个物料运动的基础上,介绍了一种新型面粉包装机。该机主要由上料、供料、料仓、夹紧、振动、传输机构和缝纫机构组成,本文中重点分析了传送带、振动机构的设计思路,设计计算及结构特点,并且提出了改进措施。另外,面粉袋夹紧机构采用了气动控制的伸缩机构,代替了常用的用机械手控制的夹紧机构。此外,还介绍了缝纫机构的工作原理,阐述了面粉包装机的工作原理及流程,并且对各个部件、零件进行了校核计算。 本次设计对包装机进行了全面的分析计算,在进行实地考察的基础上,综合现有材料,对面粉包装机的传送带部分和夹紧部分进行改进创新,使其更加合理化、经济化,因而应用前景也更加广泛。 关键词 面粉包装机;输送机构;夹紧机构;振动机构;缝纫机构 ABSTRACT The purpose of this paper is to for small and medium sized busines s ,design a kind of economic and flour packer that can satisfy actual production needs .Under the normal operation that dose not affect machine and the condition of playing role ,for the flour on existing market packer on the foundation of analyzing entire stock sport . It consists of feeding, feeding, silos, clamping, vibration, transmit organization and sewing institutions, this paper analyzed the conveyor belt, vibration mechanism design ideas, design calculations and structural characteristics, and proposed improvement measures .Additionally clip organization have adopted cylinder control moving the telescoping mechanism in control ,have replaced general use flour bag clip organization.Besides,this paper focused on analyzing the mechanism design ideas of conveyor belt, vibration, design calculations and structural characteristics, and proposed improvement measures. In addition, it introduces the principle of sewing agencies, describes the working principle of flour packaging machine and process, and on all parts, parts of the checking calculation The design of the packaging machine to conduct a comprehensive analysis and calculation, making site visits, based on the synthesis of existing materials, flour packing machine part and the clamping part of the conveyor belt to improve innovation and make it more rational and economic oriented, with more extensive application prospects. Keywords flour packer transmit organization clip organization vibration organization cylinder controlled clip organization Sewing institutions 第1章 绪论 包装行业的发展 1.1.1 国外包装机械发展概况 包装机械是集机、电、气、光为一体的能完成全部或部分产品或商品包装过程的一类高新技术产品。包装过程包括充填、计量、裹包、封口等主要包装工序以及打印等相关工序,包装机械主要应用于体积不大但出于防潮、防湿、防污染等目的而要求密闭包装的物体[1]。使用包装机械可以提高劳动生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要,并且满足清洁卫生的要求。 目前,全球的包装机械需求以每年5.3%的速度增长,到2005年产值达290 亿美元[2]。Sullivan 的市场调查报告中称,到2008 年欧洲包装机械的市场总值预计将由2000 年的46 亿美元增长至65 亿美元,市场潜力巨大 [3]。 专家指出,世界上德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。简单的介绍如下: 美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司(EJF)生产的液体灌装机,一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动泵式灌装[4]。 德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的啤酒、饮料灌装成套设一备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在:工艺流程的自动化、生产效率高,满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求:设备具有更高的柔性和灵活性。主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性等方面.以适应产品更新换代的需要:利用计算机和仿真技术提供成套设备.故障率低,可以进行远程诊断服务:对环境污染少,主要包括噪音、粉尘和废弃物的污染意大利生产的包装机械中. 40%是食品包装机械,如糖果包装机、茶叶包装机、灌装机等。产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。 意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产,并能保证很好地完成设计、生产、试验, 实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。 日本的食品包装机械,虽然以中小单机为主,但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便、自动化程度也较高。随着世界科技的发展,发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、高分子材料、复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用 食品包装机械的集化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。 我国食品包装机械行业现状 我国食品包装机械起步较晚,改革开放后,社会对食品包装机械的需求不断增加,加上政府的重视与扶持,我国食品包装机械得到迅速发展。全国包装T业总产值从1980年72亿元增长为现在的2300多亿元[5],如今国内的包装工业每年为几万亿元的工农业产品和上千亿美元的出口商品提供包装,在围民经济发展中起到了重要作用。 我国食品包装机械技术水平与国际水平的差距正在缩小,少数产品接近国际先进水平,产品水平也上了新台阶,为适应市场需求,中国食品包装机械行业正积极摆脱企业数量多、技术含量低的形象,并向多功能化、模块化、控制智能化及高精度化等方向发展。 例如采用面粉散装运输技术[6],面粉自面粉厂的粉仓装入面粉散装车直接运送至食品厂的面粉接收仓,节省了大量的包装袋及包装费用;全部流通过程中省去打包、堆包、 装车、卸车等10多道工序,节约了大量的人工和费用;避免了面粉在打包、搬运及倒包时的洒漏损失;消除了袋装面粉在流通过程中的污染问题。另外,越来越多的企业在包装机械上应用机电一体化的高新技术,同时,多种高附加值的新型技术亦得到企业的支持,如冷杀菌技术及活性包装技术[7]等。 1.2 面粉包装行业的概况 面粉包装行业是一门悠久而又传统的行业,大约经历了几百年的发展,到现在已经达到发展完善的时期,早在几十年前的国内面粉包装行业还是那种用六七个人去装袋的作坊式的生产,一来对面粉污染比较严重,二来生产率很低,从而比较落后,随着改革开放的不断深入,国外包装机对中国的面粉包装行业形成巨大冲击,国内一些专门的技术人员也探询中国的行业发展,他们潜心研究,不断学习借鉴国外先进技术,对面粉包装机进行不断的改进创新,使其达到了面粉生产的流线型生产,生产率大幅度提高,生产更加科学化,合理化。 如今的面粉包装机早已经实现了机电一体化,将机电结合起来,这也是国际化的趋势,通过电气来控制机器的运转,并实时进行监控和反馈。使生产更加连续,安全有效。一般的面粉包装机大致都分为六、七个部分现在的改进主要是对各个部件进行改进,有的进行替换,达到相同的功效,甚至更高,但是总的来说,机电一体化是不可阻挡的趋势,未来的方向也是如此,这也是众望所归。 经过走访了几家面粉生产厂家,聆听多位面粉厂的技术人员的耐心讲解,详细的了解到,目前市场上国内的面粉包装机很少,只有深圳等几家企业生产的,应用的最多的还是从国外进口的面粉包装机,如瑞士的BULER,还有德国生产的几台包装机,这些包装机大都是价格非常的昂贵,一般的中小型面粉生产厂没有经济实力去购买这些国外的面粉包装机,国内也有不少厂家仿制国外的面粉包装机,但是由于设备非常的复杂,精密,很难达到包装机的设计要求和实现其功能。 针对这一客观实际情况,本文设计了一种螺旋上料和供料的面粉包装机,该包装机采用螺旋上料,双螺旋供料,料仓机构,手动夹紧装置,振动机构,下传输机构。其中双螺旋供料采用了大小两个螺旋,保证了该机构的精密和准确,因为用双螺旋传送物料,原理简单,经济易行。故在许多方面被采用。 1.3 包装机的分类及作用 按照包装机械的自动化程度分类: (1)全自动化包装机。全自动化包装机是自动供送包装材料和内装物,并能自动完成其他包装工序的机器。 (2)半自动包装机。半自动包装机是由人工供送包装材料和内装物,但能自动完成其他包装工序的机器。 按包装产品的类型分: (1)专用包装机。专用包装机是专门用于包装某一种产品的机器。 (2)多用包装机。多用包装机是通过调整或更换有关工作部件,可以包装两种或两种以上的产品的机器。 (3)通用包装机。是在指定范围内适用于包装两种或两种以上的不同类型产品的机器。 按包装机械的功能分: 充填机械、灌装机械、裹包机械、封口机械、贴标机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械、集装机械、多功能包装机械,以及完成其他包装作业的辅助包装机械。我国国家标准采用的就是这种分类方法。 包装机械在包装行业中的作用地位举足轻重,尽管包装机械的产值在整个包装工业中所占的比重不如包装材料大,不属于经常性消耗品对包装工业的现代化却是不可或缺的支撑。他为包装工业提供了先进的技术设备,保证包装相关的产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染少。因而获得较强的市场竞争力,带来巨大的社会效益和经济效益。 包装工业企业的技术改造,尤其是大约1/3人处于原始手工包装的企业,主要内容亦是添置先进的包装机械或包装生产线。例如,国家在九五期间用于国有大中型包装企业技术改造的投资中,设备添置费约占一半以上。因此,包装机械生产厂家能否向包装企业提供实现产品的更新换代的先进技术设备,已成为我国包装机械能否在与占有我国包装机械市场约50%的国外包装机械竞争中获胜,并保住国内的市场大部分份额的迫切任务。 现代工业生产,如食品、凯时网址轻工、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,包装是工业生产中的相当重要的环节。包装机械是使产品包装实现机械化,自动化的根本保证,因此包装机械在现代工业中起到相当重要的作用。 (1) 大幅度地提高生产率。如啤酒灌装机的生产率能达到36000瓶/小时,这是手工灌装无法比拟的。又如蛋形巧克力的包装,用手工包装每人每班可包装20kg,而用机械包装,每人每班可包装250kg以上。 (2) 降低劳动强度,改善劳动条件。 (3) 保护环境,节约原材料,降低产品成本。 (4) 有利于被包装的卫生,提高产品包装质量,增强市场销售的竞争力。 (5) 延长产品的保质期,方便产品的流通。可减少包装场地的面积,节约基建投资。 1.4现在包装机的发展 小型包装机存在的问题尽管小型全自动包装机的出现,给日益繁荣的市场经济带来了新的气象与生机,目前市场上现有的包装机其传动原理为:一台驱动电机通过多级传动齿轮、离合器的组合,将主运动分解,进而实现包装的各种动作要求,当所包装物品发生变化,制袋材料及尺寸发生变化或机械传动链本身的动态误差发生变化时各部分动作的协调调整十分困难,所以在机器设计中,我们结合现在最新PLC控制,在传动轴上连接上凸轮机构用来进行光标自动定位原理,以决定包装机生产率的横向封切速度为基准,调整包装材料的供送纵封速度,以保证在预定的正确位置进行产品的横封和切断。 我们以100g小包装广告宣传用奥妙赠品洗衣粉的自动化包装为例加以说明:散装的洗衣粉经过包装机分装成100g的小袋,需要经过以下三步动作:自动落料—制袋—分割切断现有包装机通常采用一台电机为驱动元件,经过许多齿轮、凸轮机构、离合器的组合,将主运动分解为三个执行机构的单独动作,然后按一定的协调动作要求同步完成.如果包装机的生产效率是60袋/min,那么自动落料时间应该尽可能小于0.6s,否则可能会出现计量不准(顶封切断时,落料仍在延续)或落料粉尘造成封口不严.制袋可以连续匀速进行,如果每个包装袋的长度为150mm,那么制袋两侧的牵伸、热封轮就应以150mm/s的线速度匀速转动,把一卷(也可以是两卷)包装膜挤压成规定的筒状,以便于物料的灌装.包装袋的底封可以与分割切断同步进行,也可以分开进行.如果是同步进行,则要求底封切断机构,在两侧牵伸热封轮每转过150mm时,迅速准确地实现底封与切断动作.假设底封宽度为10mm,切刀位置在底封中间,则切断后的底封宽度,一半为已包装袋的顶封,另一半为未包装袋的底封.采用现有纯机械传动方案的包装机,要实现上述动作的理想状态,存在以下问题: 1) 包装袋长的误差无法随机补偿、调整在机械传动的制袋过程中,袋长动态误差产生的原因是多方面的,如包装袋材料的均匀性,牵伸力变化引起牵伸量的变化,机械磨损机械振动产生的误差等等,假设包装袋的印刷尺寸与机械传动产生的实际误差为0.1mm,按包装袋光电检测标记允许的误差为10mm,那么现有的包装机每包装100袋就必须停机调整一次,这就大大影响了生产效率. 2) 包装物料的计量误差调整困难现有包装机所包装物料计量检测后的调整,以目前的传动方式必须在停机条件下进行.不论采用容积量杯式落料方案,还是螺旋推进式落料方案,都无法实现动态检测、随机调整.这样,调整非常麻烦,调整时间长(很难在短时间内实现理想的计量误差)调整期间废品量大,计量精度难以提高. 3) 袋长变化十分困难当所包装物料品种、比重、计量要求发生变化时,目前传动方案要实现袋长变化,必须按传动协调性要求,更换大量的中间传动零件(齿轮、凸轮等),这样就限制了现有包装机针对包装物料的通用性. 鉴于以上各种不太先进的设计,新型包装机的传动方案设计构想针对目前小型包装机存在的上述缺陷,进行了多方面的改进和调整,尤其是结合电力控制,使控制的技术和方法有了很大的提高。 1.4 研究主要成果 食品包装机械其技术发展趋势主要体现在高生产率,自动化、单机多功能、多功能组成生产线、采用新技术上。如多工位制袋真空包装机,其制袋、称重、充填,抽真空、封口等多种功能可在一台单机上完成,功能不同,效率相匹配的几种机器可组合成为功能较齐全的生产线,如法国CRACECRYOYA和ISTM公司研制的鲜鱼真空包装生产线。采用相关新技术,在包装方法上大量采用充气包装取代真空包装,将充气成分,包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来;在控制技术上,更多地应用计算机技术和微电子技术。下面是几个成果的展示: 1. 自动计量技术在面粉包装中的应用 送料计量启动信号为开时,送料开始,送料伺服电机根据触摸屏设定的参数二作。检测填充量,伺服电机根据计量值的不同完成面粉粗流加速填充、中流均速填充、细流微量填充,填充结束进给到位。在全部的送料过程中,触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化,一旦有故障,不合理的数据出现,整个机器就会停止,手动打包机捆扎机并强行报警。 2. 电喷击磨辊新工艺 上世纪80年代以来,我国磨粉机心磨采用的光辊都是用砂喷来处理辊体表面的,但是喷砂加工的弊病也不少,费时、费电、费人工—加工1支磨辊需要1-2h左右,用电量20-30kw/h,金刚砂成本需要100元左右,放砂、倒砂、筛砂等一系列工作的劳动强度也大,而且处不好会粉尘飞扬,工作人员大量吸入对身体健康极为不利。成本高、能耗高,废砂还很难处理,给企业带来很多浪费,真是吃力不讨好。为此人们不断努力,以寻找新的磨辊处理途径。现在,一种用电喷击来加工的新工艺已经开始显现出它的优点:磨辊表面强度、硬度、耐磨性及抗疲劳能力有所提高、既延长使用寿命一倍左右又能改善研磨效果、缩短了工时、节约了用电、还降低了成本.由于不需要金刚砂,既省去繁杂的处理,又保障了环境,工人的劳动条件也得到大大改善。这项新的工艺已经申请国家专利,它的实施对提高制粉企业生产效率将具有十分良好的前景。 3. 面粉小包装中的电器改进 在原有小包装工艺流程和设备的基础上, 通过添加1 台仓底振动卸料器和改进电器控制部分, 可以解决面粉的结拱和打包机的冲击问题。控制线路设计可行, 面粉的计量基本上能满足要求。 4. 面粉包装中PLC的应用 粒料包装设备应用范围比较大, 本设计较好地解决了粒料包装的自动给袋的有关问题, 采用PLC 控制器, 控制器结构紧凑, 功能强大, 性能可靠。使用液气压传动作为执行元件, 使结构设计新颖机构大大简化, 可以满足粒料包装生产线的要求。由于可编程控制器的高性价比、高可靠性、可维护性以及灵活的编程功能, 使其在包装机械控制领域得到广泛应用。 第2章 面粉特性和面粉包装机工艺设计 2.1 面粉的组成及特性 2.1.1 淀粉 淀粉是人们食物的主要热量来源,也是小麦的主要成分。淀粉分为原淀粉和变性淀粉两种。原淀粉又可分为:谷类淀粉,以玉米、小麦、大米、高粱等粮食原料加工成的淀粉;薯类淀粉,以木薯、甘薯、马铃薯、豆薯、竹芋、山药、蕉芋等薯类为原料加工成的淀粉;豆类淀粉,以绿豆、蚕豆、豌豆、豇豆、混合豆等豆类为原料加工成的淀粉;其他类淀粉,以菱粉、藕粉、荸荠、橡子、百合、慈姑、西米等为原料加工成的淀粉。变性淀粉可分为:酸处理淀粉,对原淀粉在呈浆状条件下进行部分水解而获得的淀粉;烘焙糊精类,原淀粉在特定高温下烘焙而获得的淀粉;氧化淀粉类,通过氧化原淀粉而得到的变性淀粉; 淀粉酯类,淀粉中部分或全部羟基被酯化的变性淀粉;淀粉醚类,淀粉中部分或全部羟基被醚化的变性淀粉;交联淀粉类,用双官能或多官能团的试剂,使其大分子之间形成交联的变性淀粉;接枝共聚淀粉类,淀粉与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯和其他人工合成高分子单体起接枝共聚反应生成接枝共聚物;物理变性淀粉类,采用物理方法使淀粉分子产生活性的自由基,然后加入人工合成高分子的单体,在20~30℃温度以及无氧气存在的情况下进行。近年来,在面粉中添加木薯淀粉、马铃薯淀粉或以这两种淀粉为原料的变性淀粉非常普遍,目的就是为了使面团吸水膨润速度加快,糊化温度降低,保持稳定的粘性、凝胶性。 淀粉的添加一定要适量,随着添加的增加,面团的稳定时间反而缩短,因为亲水性强的变形淀粉加入过多会迅速吸收水分,使蛋白质无法充分吸水膨润形成面筋;其次是由于较多的变性淀粉吸水膨润形成空间障碍限制面筋形成;同时相对降低了面粉中面筋蛋白的比例。 2.1.2 脂肪 面粉中的脂肪含量较少,通常为2%左右。由于小麦中脂肪主要分布于胚芽及糊粉层中,因此面粉精度高,脂肪含量较低;加工精度低,脂肪含量较高。 虽然面粉中脂肪含量很小,但因为主要由不饱和程度很高的脂肪酸组成,其碘价约为105~140,极易氧化成低分子醛或酮,即所谓的酸败。因此,脂肪酸值也是衡量面粉质量的重要指标。但在面粉中所含的微量脂肪在改善面筋筋力方面有着密切的关系,面粉在储藏过程中脂肪受脂肪酶的作用产生的不饱和脂肪酸可使面筋弹性增加,延伸性和比延伸性变小,结果可使弱筋粉变为中等面粉,使中等面粉变为强力面粉,因此新鲜面粉的适当存放有利于面筋力的改善和提高。通常可以通过测定面粉中脂肪的酸价和碘价来判别面粉的新旧程度。 2.1.3 蛋白质和面筋 蛋白质是人类生活中不可缺少的物质。是由许多氨基酸聚合而成的生物大分子化合物。蛋白质广泛存在于各种生物组织细胞,是生物细胞最重要的组成物质。自然界中蛋白质种类繁多,已发现的蛋白质有数万种。根据蛋白质分子的形状,可分为球蛋白和纤维蛋白。球蛋白分子似球形,较易溶解,如血液的血红蛋白, 不溶于水,如指甲、羽毛中的角蛋白,蚕丝的蛋白等。根据蛋白质分子组成繁简,可分为简单蛋白质和结合蛋白。简单蛋白分子、球蛋白、谷蛋白和硬蛋白等。结合蛋白分子由简单蛋白与非蛋白物质结合而成,如血红蛋白、糖蛋白、脂蛋白和核蛋白和核蛋白等。蛋白质是生命活动的物质基础,生命活动几科都是通过蛋白质实现的,有的蛋白质在生物体内是结构物质,有的蛋白质在生物体内是功能物质。 面筋的形成包括水化作用和膨润作用两个过程。面粉加水搅拌时,麦谷蛋白首先吸水膨润,同时麦胶蛋白及水溶性蛋白和球蛋白等成分也逐渐吃水膨润,随着不断搅拌,蛋白质微粒逐渐膨胀,相互粘结,在面团中形成整块网状结构。麦角蛋白形成的面筋具有较好的延伸性,但筋力不足,很软且弱;麦谷蛋白形成的面筋既有良好的弹性,筋力强,面筋结构牢固,但延伸性差。白蛋白和球蛋白可用水冲洗分离。如果麦谷蛋白含量高,则会造成面团弹性、韧性太强,面团压延困难并时面条发生收缩,导致产品体积变小;反之,面筋网络结构不牢固,导致产品变形、波纹塌陷等现象。 2.1.4 精细度 面粉的精细度反映了面粉的加工精度,精度高粉粒细,精度低粉粒粗。粉粒粗的面粉在调制面团时与水的接触面积较小,使水分的渗透速度降低,面筋形成时间较长。由于吸水膨润缓慢,开始和面时渗透到蛋白质分子内部的水分较少,而附着在蛋白质分子表面和在分子间的游离水较多,会感到面团比较软;但在压片和成型的过程中,蛋白质继续吸水膨润会使面团干燥发硬,弹性降低。 面粉粒度越细,吸水量越大。过度研磨的面粉,其蛋白质局部变性,吸水率下降,面团弹性不足;受损淀粉也会表现吸水速度快、吸水量大、膨润作用强烈,如没有足够的面筋来包裹淀粉,面团也会显得毫无弹性;同时因受损淀粉吸水量大而快,面团中正常的水分分配比例失调,蛋白质吸水量不足,不能形成足够的湿面筋,因此,受损面粉的比例应进行控制。受损面粉含量小于蛋白质含量的2/6。 面粉的优劣,只停留在测定面筋含量来判断优劣还远远不够,更主要的是要研究面团的流变。据拉伸特性可将面粉划分以下几类: (1) 弱力粉:拉伸阻力200BU,延伸度155mm;或延伸度较大达270mm,拉伸阻力200BU。 (2) 中力粉:拉伸阻力较大,延伸度小;或拉伸阻力中等,延伸度中小。 (3) 强力粉:拉伸阻力300~500BU,延伸度200~250mm。 (4) 特强力粉:拉伸阻力700BU左右,延伸度只有115mm。其拉伸阻力过强,面团僵硬不平衡。 2.1.5 面粉的堆积密度 面粉为粉状物体,根据小麦的质量不同密度一般为0.55~0.65X103Kg/m3。一般取0.60X103Kg/m3。 2.2 面粉包装工序循环图 完成一个完整的面粉包装工作循环,分为以下9个动作: 向进料仓添入所要包装的面粉―――上料机构动作将面粉送到上进料仓中,然后凭供送重力面料自动落入到螺旋供料器的下料仓中――― 大小螺旋同时启动,将面粉从料仓输送到落料仓中。这其中大小螺旋同时完成面粉供送的80%以后大螺旋停止,剩下的20%由小螺旋来完成 ―――包装袋被夹紧,面粉靠自身重力下落到包装袋中,达到要求大包装量―――震动机构启动使面粉均匀充满包装袋―――松开夹紧装置面粉袋下落到传输带上―――下传输带启动,包装好的面粉袋落到传输带上―――运动着的面粉袋进行封口及贴标签―――面粉袋被送到下一传输带上完成本次循环 第3章 传送装置设计 3.1 带式输送机原理及分类 带式输送机是食品工厂中采用最广泛的一种连续输送机械。它用一根闭合 环形输送带作牵引及承载构件,将其绕过并张紧于前、后二滚筒上,依靠输送带与物料间的摩擦力使物料随输送带一起运行,从而完成输送物料的任务。带式输送机常用于块状、颗粒状物料及整件物料水平方向或倾斜不大的方向运送,同时还可以用作选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。 带式输送机的优点:结构简单,自重轻,便于制造;输送线路布置灵活,适应性广,可输送多种物料;输送速度高,输送距离长,输送能力大,能耗低;可连续输送,工作平稳,不损伤被输送物料;操作简单,安全可靠,保养检修容易,维修管理费用低。 带式输送机的缺点:输送带易磨损且成本大(约占输送造价的40%);需用大量滚动轴承;中间卸料时必须加装卸料装置;普通胶带式不适用于输送倾角过大的场合。 根据带式输送机的工作条件、工作要求、和被输送物料的性质,可将带式输送机分为不同的类型。按支撑装置的形式,可将其分为平行托辊输送机、槽形托辊输送机及气垫带式输送机等。按输送带的种类,可分为胶带式、帆布带式、塑料带式、钢带式和网带式输送机和花纹胶带输送机。按输送机机架结构形式,可将其分为固定式和移动式两大类。 3.2 带式输送机的主要构件 带式输送机的一般结构,主要由输送带、支撑装置、驱动装置、张紧装置和机架等构成。 3.2.1 输送带 输送带起曳引和承载的作用。输送带主要有织物芯胶带和钢绳芯胶带两大类。织物芯胶带中的衬袋材料通常用棉织物,近年来也用化纤织物衬垫,如人造棉、人造丝、尼龙、聚氨脂纤维和聚酯纤维等。目前作用输送带的有橡胶带和聚氯乙烯塑料输送带两种。其中橡胶带应用广泛,而塑料带由于除了具有橡胶带的耐磨、弹性等特点外,还具有良好的化学稳定性、耐酸性、耐碱性及一定的耐油性等,也具有良好的应用前景。 3.2.2 驱动装置 驱动装置一般由一个或若干个驱动滚筒、减速器、连轴器等组成。驱动滚筒是传递动力的主要部件,除板式带的驱动滚筒为表面有齿的滚轮外,其他输送带的驱动滚筒通常为直径较大、表面光滑的空心滚筒。滚筒通常用钢板焊接而成,为了增加滚筒和带的摩擦力,有时在表面包上木材、皮革或橡胶。滚筒的宽度比带宽100~200mm,驱动滚筒应有一定的中高度,即中间部分直径比两端直径稍大,这样能自动纠正胶带的跑偏。 3.2.3 支撑装置和机架 托辊用于支撑运输带和带上的物料质量,减少输送带的下垂度,以保证稳定运行。托辊可分为平行托辊和槽形托辊。平行托辊用于输送成件物品和无载区,以及固定形式卸料器处。槽形托辊用于输送散装物料,气输送能力要比平行托辊用于输送散装物料提高20%以上。 托辊支架由铸造、焊接或冲压而成,并刚性的固定在输送机架上。输送带机上的托辊的间距应根据带宽和物料的物理性质所决定。 板式带不用托辊,因它靠板下的导板承托滑行。托辊应尽量做到:运动阻力系数小,功率消耗小,结构简单,便于拆装维修,有较高的强度和耐磨性以及良好的密封性能等。 输送大于20kg的成件物品时,托辊的间距不应大于输送方向的1/2, 所以输送辊之间的距离取为600mm;对于输送小于于20kg的成件物品,托辊间距可取为1m,下托辊间距可取到3m。 带式输送机的机架多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上以便移动。 3.2.4 张紧装置 在带式输送机中,由于输送带具有一定的延伸率,在拉力作用下,本身拉力会增大。这个增加的长度需要得到补偿,否则带与驱动滚筒间不能紧密接触而打滑,使输送带无法正常运转。张紧装置的作用是保证输送带具有一定的张力,以便使输送带和驱动滚筒间产生必要的摩擦力以保证输送机正常运转。常用的张紧装置有重锤式、螺旋式、和压力弹簧式等,对于输送距离较短的输送机,张紧装置可直接装在输送带的从动滚筒的支撑轴上,而对于较长的输送机,则需设专用的张紧辊。 在本设计中,因两轴中心距过长即,故采用靠弹簧自动张紧装置,示意图如下: 图3.1张紧装置图 张紧轮直径一般取为小带轮直径的(0.6~0.7)倍,张紧轮的位置常放在靠近小带轮处。 3.3 带式输送机的设计计算 输送成件物品时的输送能力为 (t/h) 式中 : Q --------- 输送能力 (t/h) v --------- 带速 (m/s) l --------- 单件物品在输送带上的间距 m m---------单件物品质量 kg 每小时输送的件数: (件/h) 松袋后,面袋落在输送机的传送带上,为保证在传送带上不积存面袋,传送带将面袋输送到缝包机的压脚处的时间及缝袋时间之和,应小于包装秤的一个工作周期,一般设计为15s,输送时间10s,缝袋时间约为3.3s。据此,设计输送机的传送物料间距和传送带的运行速度。 带宽为500mm,缝袋速度则约为1.5m/s,缝袋速度应和输送速度一样,才能避免在缝包机处出现堆积现象。所以输送间距为1.5m。 代入计算得 输送带宽度 输送成件物品时,输送带的宽度比成件物品的横向尺寸大50~100mm。 面粉袋的规格是500x900mm,当装完面粉后的宽带稍微变些,为防止袋因歪斜脱离输送带,取带宽应大些。根据机械手册表8-2-1,选取带宽为650mm。 带速确定 通过对输送带能力的讨论可知,带速越大,输送能力越高,但是带速越大,带的抖动越厉害,物料也容易抛出,而且输送带也因磨损而破坏。一般可根据下列原则选定怠速: 较长技术平输送机,可选较高的带速; 输送易扬尘的粉状物料,应使带速小于1m/s; 刮板卸料时一般2m/s; 输送成件物品时,带速一般取1.25m/s以下。 由以上计算讨论可知,输送带的速度为0.15m/s. 输送机功率地计算 输送机的功率,主要消耗在克服带在各区段运行时地阻力。根据上述计算求出驱动滚筒上带的绕入点和绕出点的拉力后,即可求出电动机的功率: (KW) 式中: ――――――空载运行功率系数 (见使用机械设计手册表13-42) ――――――水平满载运行功率系数(见表13-43) ――――――带速,m/s Q ―――――输送能力 (t/h) ――――――输送机输送高度 ――――――附加功率系数(见表13-44) 查表得 ,,, 计算得 输送带电机的选择 电机功率P (kw) 式中满载功率系数,,依据电机启动力矩大小及所用联轴器的形式而定。由P05kw,取 。光面传动滚筒取,胶面传动滚筒取0.9,代入数据得 或 由于下传送带的电机转速较低,需要的功率较小,所以选择小功率电机中的YGJ系列齿轮三相异步电机。这种电机适用于驱动低转速传动机械,可供矿山、冶金、制糖、造纸、化工、橡胶等行业设备配套。它是Y系列(IP44)电动机的派生系列,由同轴式减速器和全封闭自冷式电动机构成一个整体。输出转速低,转矩大,体积小,噪声小,运行可靠。B级绝缘IC0141冷却方式。具体型号是YCJ(801-4),输出功率是0.55kw,输出转速143r/min 下传送带传动的设计计算 选用平带类型:聚酰铵(尼龙片)复合平带 初算轴径: 式中:P――――――传递的功率 kw n――――――滚筒的转速 r/min 滚筒速速: 由上述讨论可知传送距离设计为1.5m,则传送速度为0.15m/s。 滚筒直径 有机械设计手册表8-2-1 可选出滚筒直径 带宽B 滚筒长度L 滚筒直径D 300 400 200,250,315,400 400 500 200,250,315,400,500 500 600 650 750 200,250,325,400,500.630 取滚筒直径 轴间距 取 带长: 式中:δ――――――带的厚度,取2.5mm ――――――下输送带的总长度 mm 同步带设计 设计功率 式中 :P――――传递的功率 (kw) ――――工况系数 P=0.55Kw,查表得 =1.5 所以 选定带型及节距 查机械设计手册表13-1-51 带型为周节制L型,节距为 =9.525mm 小带轮齿数及节圆直径 小带轮齿数 ,选取小带轮齿数为 ,查表13-1-61得节圆直径为 ,外径; 大带轮齿数及节圆直径 电机转速,滚筒转速 所以传动比定为 , 则大带轮齿数 查表13-1-61得齿数定为25,节圆直径为 ,外径; 带速v 初定轴间距 即 取 带长及其齿数 =512mm 查表13-1-53得梯形带节线长为 ,齿数 带宽 查表13-1-52得带宽 ;尺寸代号为075 实际轴间距 第4章 夹紧机构设计 4.1 夹紧机构的原理与设计 4.1.1 夹紧机构的控制方法 夹紧机构的控制方法主要有手动控制和气动控制两种方式。手动控制即采用手柄和机械手控制。通过手动操作机械手来实现夹紧手爪的。这种控制方法成本比较低,适用于家庭及小型企业使用。气动控制方法及采用汽缸作为动力作用于加紧手爪,这种方法污染少,环保节约,适用于中小型企业使用。 我设计的夹紧机构主要为气动控制,省去了以往经常使用的手柄和机械手,从而大大的节省了制造成本,因而也更适用于中小型企业。 该机构为一机械的平行四边形机构,它主要是通过这一结构的某一部件的运动来实现整个机构的同时的运动变形,而在这一结构中通过控制可以在滑动槽中滑动的手柄,实现夹紧手爪的夹紧。 具体的动作过程如下: 初始阶段,在双螺旋供料结构结束前,夹紧手爪处于松开状态,手爪离开间距约为146mm,驱动手柄在下方,这时面粉还未下落;而在即将下落前,通过传感器检测到面粉袋已经套在下料口处;在这一过程中夹紧手爪开始做相向运动,同时与夹紧手爪连接的弧状夹紧板也开始逐渐贴近料仓,最后完全贴在料仓壁上,对包装袋实现其夹紧;填充完毕后,通过重量传感器检测到已经完成落料过程,这时候传感器将信号传给控制汽缸作用的行程开关,使气缸开始作用,这时夹紧手爪松开,填充好面粉的包装袋下落到传输带上,向前运动完成整个动作。 该机构主要通过一平行四边形的伸缩机构,其中它的实现主要是各连杆用较销连接在一起,中间的较销固定在固定基体上,通过手柄的上下运动来实现手爪的左右运动,从而实现手爪和夹紧板的夹紧,来达到其目的。 这一机构具有以下优点: 结构简单,为一常用机械部件,易于安装维修; 省去了手柄和机械手,大大节省了人力的使用,环保节约经济性好; 动作简单,易于实现。 第5章振动机构设计 5.1振动机构的原理与设计 振动机构是通过将电动机输出轴的转动转变成振动栅格的振动来实现其工作的。这一工作过程是通过在电动机和振动栅格间增加凸轮机构来完成的。由于电动机转速都很高,而此振动机构要求的振动频率不能太高,所以又加装了一组皮带轮,和电动机直接连接的是小皮带轮,由于从带轮出来的转速和振动栅的转速相比还高,所以大皮带轮通过一根转轴和滚子链轮连接,链轮在通过轴和凸轮机构相连。这样的电动机输送出来的转速传送到凸轮机构就降低了。凸轮轮缘和一根一端带有顶尖的振动轴相接触,和顶尖接触的是一根套在振动轴上的弹簧,凸轮升程时,振动轴伸出,回程时,由于弹簧的作用振动轴回到初始位置,开始下一循环。此外由于弹簧的存在使振动轴端顶尖和凸轮轮缘磨损,在顶尖端附着一层耐磨材料。在机身里面充填混凝土,是为了增加振动机构的稳定性。也可以将振动机构通过螺栓固定到地面上。 根据振动机构易于磨损的特点,振动机构要经常加润滑指润滑。振动栅格要`求使用材料要轻,同时具备一定的强度。 5.2振动机构的组成 采用Y系列三相交流异步电动机转速选择1000r/min;采用一组提醒同步带轮。同步带传动有着动作准确,传动平稳,不易打滑等特点。 机架和机身用槽钢、角钢和钢板焊接而成;中间装置又偏心轮和执行振动的轴组成。和凸轮连接的轴,由于频繁承受来自径向的冲击,所以要求抗弯强度要高一些。执行振动的轴要求其耐磨性要好一些,其他方面无特殊要求。 振动机构部分设计 5.3.1 凸轮机构设计 根据估算振动格栅运动一个周期的时间大概12s,其中拍袋的时间约为4s,拍动两次。则凸轮的转速为5r/min,基圆直径设计为150mm,形状如如所示; 5.3.2 电机的选择 选择电动机类型 振动机构对电动机无特殊要求,因此选用普通的电动机即可。采用Y系列三相交流异步电动机。 确定电机容量 一袋面粉重量为25kg,振动栅拍袋面粉的力估计为1000N,则估算需用的功率P,由公式 电机的输出功率按公式 传动装置的总效率 式中,η1为带轮的传动效率,;η2为链轮的传动效率, ; η3为齿轮的传动效率(8级精度齿轮传动);;η4为轴承的传动效率(滚动轴承);。 则有 所以 选择电机转速 凸轮的转速为5r/min,按推荐的传动比合理范围,二级减速器i=8~40,带轮传动比为2~4,链轮传动比在3左右,故电动机转速可选范围为 符合这一范围的同步转速有750、1000、1500r/min。总合考虑电机和传动装置的尺寸、质量、价格等因素同步转速选择1000r/min的电机。具体型号为Y90S-6,额定功率为0.75kw 5.3 带传送设计 设计功率 式中 :P――――传递的功率 (kw) ――――工况系数 P=0.75Kw,查表得 =1.1 所以 定带型及节距 初选普通V带,适用于各种振动筛和旋转筛。根据小带轮转速和传动功率选择带型号,由机械设计图5-8,选择A型带。 带轮直径 设计时小带轮基准dd1参照机械设计图5-8及表5-5选取,大带轮基准直径dd2=idd1(1-ε),其中传动比定为2.5,ε不大于2%。带轮直径最好选取表5-5中所列的标准值,V带轮的最小基准直径见表5-6,为提高V带的寿命,宜选用较大的带轮直径。则 小带轮直径选择dd1=90mm,大带轮直径dd2=idd1(1-ε)≈220.5mm,选择224mm。 带速 一般带速应在5~25m/s,为充分发挥V带的传输能力,应使v≈20m/s。所以选择V带不太合理,改为同步带,它的带速范围1~40m/s 5.4 同步带设计 设计功率 同V带的设计功率 选定带型及节距 查机械设计手册表13-1-51 带型为周节制H型,节距为 =12.70mm 小带轮齿数及节圆直径 选取小带轮齿数为 ,查表13-1-61得节圆直径为 ,外径; 大带轮齿数及节圆直径 因为传动比定为 , 所以,大带轮齿数 查表13-1-61得齿数定为36,节圆直径为 ,外径; 带速v 初定轴间距 即 取 带长及其齿数 =831.05mm 查表13-1-53得梯形带节线长为 ,齿数 带宽 查表13-1-52得带宽 ;尺寸代号为100 实际轴间距 5.5 链传动设计 滚子链计算的的基本根据是滚子链的额定功率曲线),如图所示他们是在特定条件下指定的。 前面算的振动筛的需用功率约为0.079kw,凸轮的转速为5r/min,链轮的传动比在3左右,则小带轮转速为,由此选择滚子链的型号为10A。基本参数的确定如下: 传动比 链传动的传动比一般小于8,如果传动比过大,则小链轮的包角过小,啮合的齿数过少,这将加速链轮的磨损,容易出现跳齿,破坏正常啮合。通常包角不小于1200,传动比在3左右。所以 链轮齿数 链轮齿数一般限制在9≤z≤120范围内,z1具体选取可由传动比的大小,参考机械设计手册,。优先选用齿数17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。则 取小链轮齿数z1=19 ;大链轮齿数 修正功率PC 式中 :P――――传递的功率 (kw) ――――工况系数,见表13-2-3 ―――― 小链轮齿轮系数,见图13-2-1 其中 查表得 ; 则 链条节距p 根据修正功率Pc和小链轮转速n1,由图13-2-2选用合适的节距 为使传动平稳,结构紧凑,宜选用小节距单排链。 初定中心距 以节距计的初定中心距 链条节数 其中,见表13-2-4; 所以 取 链条长度 计算中心距 当 时 ———用齿数计算中心距的系数,见表13-2-5, 有 圆整 链条速度 有效圆周力 作用在轴上的力 水平或倾斜传动: 验算最小链轮包角 第6章 缝纫机构 6.1 缝纫机线)针迹:缝针穿刺缝料所形成的针眼 (2)线迹:沿送料方向在缝料上相邻两针迹间的缝线)线数:构成线)线迹结构:缝纫线在线迹中相互配置关系。 (5)线迹密度:单位长度内(通常为2厘米)的线)线缝:若干连续的线)面线:穿在机针针孔内的缝线)底线:从梭芯引出的缝线)跳针:在缝纫时,底、面线 缝纫机构的组成 刺料机构、勾线机构、挑线机构和送料机构是实现缝纫目的的4大主要机构,也是各种专用缝纫机最基本的机构。缝纫机代替手工进行缝制,就是通过这些机构和其它相关的辅助部件密切配合来完成工作的。对于某些专用机来说,除上述机构外,因种类不同,还增加了具有摆针装置的摆针机构、切刀机构、剪线机构、开停车机构和供油回油等机构。要形成一个完整的线大机构工作中包含了形成线个阶段,即进针、入线(送线)、形成线环、退针、入圈、挑线、送料、线迹形成等。它们分别包含在各个机构的工作过程中,形成一个严密的工作配合,以实现各种缝纫目的。 4大机构中的每一个机构,是在独立完成某项特定任务时,又要与相关联的其他机构互相配合才能完成缝制需要。任何一个机构和相关联的机构出现配合不良或故障都将影响到整体缝纫的效果,因此它们之间既是独立机构,但又必须精确配合。 熟悉并掌握4大机构的运行原理,是学习缝制设备维修的最基本的理论知识,把它们的每个过程都充分了解,并能很好地应用到设备故障的处理中去,是实现良好缝制的重要保障。 6.1.1 刺料机构 缝针带引缝线刺穿缝料的机构称为刺料机构。针杆机构的任务是驱动机针,引导面线穿过缝料,形成面线线环,为缝线的相互交织作准备。 刺料机构的作用最终是由机针来实现,缝纫机在工作时为将缝料缝合在一起,机针要作穿刺运动。机针穿刺缝料的运动方式有垂直方向、水平方向,有直线式、曲线式。缝纫机因用途不同,其针杆机构的类型也不相同,大多数缝纫机是作垂直往复直线运动的,而某些专用机器,如锁眼机、钉扣机、绣花机等不但要垂直往复直线运动,同时还要作横向摆动,但这个横向摆动时间必须是发生在机针离开缝料后开始,进入缝料前结束。 针杆的高度定位是缝制设备在使用和维修中的一个重要参数,双直针或多直针高度是不一样的,高度定位时一般以长针为准。 针杆运动从上死点到下死点之间的距离称为针杆行程。针杆行程是缝制设备的重要参数,针杆行程和机针的有效工作行程是两回事,机针有效行程是指机针从刺布瞬间开始至机针达到最低点这段距离。 要尽量做到直针的选择与缝料厚薄、缝线粗细、缝制产品工艺质量相统一,使直针在穿刺缝料时保证做到使缝料和缝线不受到损伤,且有利于线环的形成。 刺料机构的工作过程包括四个过程: 1.1 进针 机针穿刺缝料的过程叫做进针。机针是缝纫机的关键零件之一,针杆机构的各个动作及其机构就是通过它来实现。进针时,机针要克服来自缝料正向阻力与缝料侧面的磨擦力,由于缝线、机针和缝料三者间相互作用力的变化使张力达到最高点。 1.2 入线 机针将缝线带到缝料反面的过程称为入线。入线阶段是从机针下降至针眼与缝料接触开始,到形成所需要的线迹长度为止(针杆处于下死点位置)。 入线长度并不等于形成线迹所需的缝线长度。它是满足形成线环,能被成缝器的梭尖、线钩准确进入,防止断线、跳针的重要参数。在包缝机中引入线量与实际用线倍左右,因此每段线都要反复穿刺缝料多次,磨擦次数的增加,就会影响缝线强度,易引起断线 线环形成 机针带着面线穿过缝料后达到最低点后再上升,由于缝料与机针的磨擦等作用形成线环。形成线环的目的是能够使成缝器(勾线器)能顺利进入线环,实现底面线交织。面线)当机针带着面线到达下死点时,由于缝线受到针眼向下的拉力和引入槽处针刃与缝料的挤压,此时缝线的张力最大。当机针上升时,针眼顶部的张力消失,一部分线段处于自由状态(此时只要给线段加一个很小的力就会使线段改变形状)。随着机针的上升缝线本身具有一定的回弹力,再加上针眼底部对缝线产生的托力,这是形成线)从机针的结构上看,机针针槽有长槽和短槽(或缺档)之分,它的一面为长槽,而另一面则为短槽(或缺档)。引入槽是一条直径大于面线直径的长槽,引出槽是一条直径小于面线的短槽(或缺档)结构。当机针退出缝料时,引入槽一旁的缝线与缝料不发生磨擦随机针上升,而引出槽的一旁的缝线与缝料相互挤压发生磨擦,不能随机针一起上升留在缝料下。这个磨擦力显然是短槽边(缺档处)大于长槽边,这是形成线环的又一个条件。 勾住线环的机构称勾线机械,它承担着勾线、分线、过线、脱线及放底线的作用。 常见的成缝器有旋梭、摆梭、线钩、旋转钩、叉钩等。旋梭摆梭多用于双线锁式线迹的缝纫机、套结机和锁眼机上。弯针多用于链式线迹缝纫机,绷缝机和二、三、四、五、六线包缝机上。叉钩的主要使用对象是单线链式线迹缝包机、仿珠边机等。旋转钩多用于单线链式线迹缝纫机和钉扣机上。旋转钩勾线时所不同的是最后一线环进入前一线环(自连线环),线钩勾线是线钩与直针、线钩与线钩之间相互进入互连线环连续交叉形式的不同。 2.1 入圈 成缝器尖端在针的侧面穿入针线圈的过程称为入圈。形成良好的线环就是为了让成缝器的钩尖可靠进入作准备。针线圈越大或越稳定,则成缝器穿入线圈的可能性就越大,即使成缝器相对于安装位置稍有差异也能顺利入圈。 为了使成缝器钩尖能够在针杆上升适当的时间内进入直针线环,在针杆高度正常的情况下,工业缝纫机多数规定针杆到达最低时上升2.2~2.5mm,旋梭或线mm处交汇,与直针后平面之间保持0.05~0.1 mm间隙。如果是双直针、单弯针勾线(如绷缝机),则是以线钩与短直针的配合尺寸为依据并兼顾长针进行调试。 不同机器有不同的调试原则和配合尺寸,对于不同种类设备除了按照说明书规定的参数调整外,还应视成缝器形式和缝料等条件,根据缝料、缝线和缝制中的特殊需要以及机械磨损情况,适当提前或推迟钩尖与直针的重合时间,即与针眼上方的交汇位置变化来弥补某些不足,以克服线钩不能准确进入线圈造成的跳针和收线不良等故障。 成缝器中线钩尖的另一面向外凸出或呈斜面是为了入圈后将缝圈扩大,有利底面线交织,线钩的另一凸出面还有形成底线 退针 当线圈被成缝器勾住后,机针从缝料中退出的过程称为退针。退针时缝线的一部分通过长针槽退出缝料,这是借助于挑线机构来收紧缝线。机针在刚退出缝料时,机针线圈已被成缝器勾住,处在扩大或控制运动中。缝线在长针槽与机针发生相对运动前与针眼上缘及下缘发生磨擦,这种磨擦对缝线强度影响很大。为减少磨擦,机针眼出线一侧下部作槽口设计,是为减少退针时缝线的磨损,提高缝纫质量。笔者建议选用品质好的机针来防止缝线的损伤。 挑线机构 输送、回收、收紧针线的机构称挑线机构。挑线杆在每一个工作循环中担负着收、放面线并与送布机构配合完成缝纫线迹的形成。 由于成缝器的运动和收线器的调节以及缝料的移动,使线迹形成时缝线相互穿套后锁紧,符合线迹结构要求的形态的过程称为紧圈。挑线形式分为针杆挑线、连杆挑线、凸轮挑线、滑杆挑线、圆盘旋转挑线等。在工业缝纫机中一般采用连杆挑线、针杆挑线最为多见。挑线种,一为进针前将前一个线圈抽紧;二为退针时利用收线器的张力装置收紧。在包缝机或绷缝机(含双线种收紧方式,平缝机采用第2种收紧方式。机针在第二次入线时所需缝线来自两个方面,一是收紧前一个线迹时获得;二是在克服张力调节器压力后从线团上抽取。 挑线机构的工作特性在于挑线杆孔的上下运动,GC型工业缝纫机的运动曲线呈枝叶状,当挑线杆向下运动时,一是为向下降的机针供线;二是当旋梭勾住面线时,又向旋梭供给面线,直到面线绕过梭心架后结束。当挑线杆向上运动时,它又承担着把面线从梭架上脱出和将缝料中已形成的线迹抽紧,形成一个牢固的线迹,并从线团中抽出面线为下一个线迹的形成作准备。一般情况下,挑线杆的行程和运动轨迹是相对固定的,由于它的从属地位,决定了机构各相关尺寸不太可能进行调整,应严格按照定位要求进行安装。 对于某些成缝器来说,如旋梭,还可根据缝料的种类适当选择,旋梭种类分为N种型号,它们的主要区别在于旋梭尾钩的长短,是利用它在收线过程中对面线的控制程度不同,分别针对软薄料、普通料、较厚硬料或特殊缝料。 挑线簧、夹线器、缓线钩均从属于挑线机构,适当地调节张力和收线附件,是保持良好线迹的重要条件。此外,送布机构送布时间错误,勾线机构中成缝器勾线、脱线时间出现较大误差时,同样会影响线环的收紧效果。 送料机构 输送缝料的机构称送料机构。 把缝料在原有的位置上移动一个距离,以使下一个线迹在新的位置上形成的过程称为送料。常见的送料方式有:下送料机构,上送料机构,针送料机构(针、下复合送料机构),上、下复合送料机构,上、针、下综合送料机构,差动送料机械、滚轮送料机构,带送料机构。大多数情况下,送料运动是一个复合运动,即水平运动和垂直运动的复合,它是一个封闭的曲线运动,即在每一个针距中送料牙要作上升、下降、向前、向后不断地交替运动。当送布牙完成送料运动后,又下降至针板下与缝料脱离后退到原来的位置,准备下一个送料动作。 送料运动时间应发生在直针离开缝料后开始,下次进人缝料之前结束送料运动(针、下复合或针、下综合送料方式例外)。以平缝机为例,它的定位标准为在针杆高度、送布牙高度正常的情况下,直针尖(针眼)下降到针板平面时送布牙与针板相平齐,这就是我们平常所说的三同步。否则将会产生送布不良、缝料起皱、断针和影响线迹收紧等故障。 缝纫机在送料过程中,大部分是依靠来自压脚施加的压力来配合送料运动的。由于压脚的作用,使缝料与缝料之间,缝料与送布牙之间产生磨擦力,这种磨擦力有利于送布和减少缝料间滑移。减少压脚与缝料间的磨擦力,可以采取保持压脚底板的平整、光洁,压脚底板应与针板送布牙平行,在不影响送料效果的情况下,适当降低压脚压力,选用磨擦系数小的工程塑料压脚等。 参考文献 高德包装机械设计化学工业出版社2005,8,12~45 机械设计手册编委会 机械设计手册.机械工业出版社 2005,3,71~89 赵准包装机械选用手册.:化学工业出版社,2001,5 关振球.轻工业业包装机与生产线 韩晓娟.机械设计.机械工业出版社,2002, 赵淮.包装机械选用手册.化学工业出版社,2001, 刘筱霞.中国机械工程学会包装与食品工程分会组织.包装机械,2007, 金国斌.现代包转技术.上海大学出版社,2001 包装机械参考图册.上海科学技术出版社,1998, 孙凤兰.食品包装机械学.黑龙江科学技术出版社,1990,,手动打包机图片Journal of Food Engineering Elsevier Ltd.; Contents lists available at ScienceDirectJournal of Food Engineering 90 (2009) p453–462 Chemical and scanning electron microscopic studies of wheatwhole-meal and its streams from roller flour mill G.H. Gangadharappa, R. Ramakrishna, P. Prabhasankar Journal of Food Engineering 85 (2008) 366–371 PHB packaging for the storage of food productsD.Z. Bucci, L.B.B. Tavares, I. Sell; Polymer Testing 24 (2005) 564–571 Characterization of protein-coated polypropylene films as anovel composite structure for active food packaging application, Joo-Won Lee a, Seok-Min Son b, Seok-In Hong c, Journal of Food Engineering 86 (2008) 484–493 Development of cellulose acetate based antimicrobial food packaging materials 致谢 在本次机械设计过程中,首先感谢母校燕山大学四年来对我的培养,感谢我的导师任老师及所有专业老师对我的帮助。 大学四年以毕业设计而结束。在这次设计中,涉及到学过的很多知识。但是以前的很多东西是杂乱无序的,经过这次设计和老师的指导,把这些知识紧密的联系起来,从而有了更新的认识,看着一张张经过自己认真绘制的图纸,心里颇有几分轻松和成就感。在此,我要感谢各位老师对我的耐心指导和教诲,尤其是任玉波老师,自始至终对我们认真负责,提供了必要的参考资料和一些建议。这次设计让我充分发挥个人能力,这对我是考验但更多的是机会,大学仅有的一次机会,为以后的工作和学习奠定了坚实的基础。正是有了任老师的帮助和支持,我最终才能按时完成设计。 对于我的设计,虽然校内没有机器作为参考,但是我们去了鹏泰实地考察,还有老师的帮助和指导,认真的克服了困难。刚接触设计时,误以为传动系统设计很简单,仅有链、带和齿轮传动,后来经过老师指导,才发现有很多因素需要考虑,例如轴承的选择和定位,轴径的确定和定位,虽然这看起来不难,其实并不容易。也许经过设计使我克服了眼高手低的毛病,不再处于空想假设的认识阶段,而是亲手设计东西的过程中让自己有了实践的机会。 同时,这期间,通过和老师密切频繁的接触,我深深感受到老师们的魅力与无私。他们渊博的知识,严谨的治学精神,打包机图片大全60吨和蔼的待人态度,风趣幽默的语调,都给我留下了不可磨灭的印象,他们是我将来来工作的表率。 同时,越将分离我越珍惜同学们之间的友谊,深深感谢四年来大家的关怀与友爱。 在此,衷心感谢机械工程学院包装工程专业所有老师给予我的教导。祝愿各位老师身体健康,工作顺利。祝愿同学们在未来的日子万事如意。 附录一 燕 山 大 学 本科毕业设计(论文)开题报告 课题名称:25kg面粉包装机振动机构、上袋 夹紧机构、下传送带设计 学院(系): 机械工程学院 年级专业: 07包装工程 学生姓名: 刘霞 指导教师: 任玉波 完成日期: 2010年3月21日 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 关于课题国内外的研究动态 包装机械是集机、电、气、光为一体的能完成全部或部分产品或商品包装过程的一类高新技术产品。包装过程包括充填、计量、裹包、封口等主要包装工序以及打印等相关工序,包装机械主要应用于体积不大但出于防潮、防湿、防污染等目的而要求密闭包装的物体[1]。使用包装机械可以提高劳动生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要,并且满足清洁卫生的要求。 目前,全球的包装机械需求以每年5.3%的速度增长,到2005年产值达290 亿美元[2]。Sullivan 的市场调查报告中称,到2008 年欧洲包装机械的市场总值预计将由2000 年的46 亿美元增长至65 亿美元,市场潜力巨大 [3]。 专家指出,世界上德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。 德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产,并能保证很好地完成设计、生产、试验, 实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。日本的食品包装机械,虽然以中小单机为主,但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便、自动化程度也较高。 我国小麦产量和小麦粉的年产量均居世界第一,我国制粉工业已成为我国快速发展的食品工业的重要基础产业。但我国小麦粉加工业与发达国家相比,在规模化生产和集约化经营;不断采用新技术提高资源利用率;产品的营养、卫生、安全和绿色;深加工、多产品、高效增值;与国际接轨的产品标准体系和质量控制体系等方面还有差距。通过分析我国目前小麦粉加工现状与世界发达国家的差距及制粉技术装备所存在的问题,探索性地提出了适合国内小麦粉加工技术与装备发展的新观点和新理念[4]。 例如采用面粉散装运输技术[5],面粉自面粉厂的粉仓装入面粉散装车直接运送至食品厂的面粉接收仓,节省了大量的包装袋及包装费用;全部流通过程中省去打包、堆包、 装车、卸车等10多道工序,节约了大量的人工和费用;避免了面粉在打包、搬运及倒包时的洒漏损失;消除了袋装面粉在流通过程中的污染问题。 又如针对面粉全自动包装生产线中自动计量部分工作过程中出现计量速度与计量精度这一矛盾,提出了解决这一矛盾的具体技术措施—自动计量技术[5],从而提高了面粉全自动包装生产线的计量可靠性、生产率,并降低了劳动强度。 选题依据和意义 中华人民共和国国家标准面粉厂卫生规范GB 13122-9包装运输粮食,必须认真执行定量包标准。主要粮食品种,用符合国际的麻袋、面粉袋装运的定量包标准是: ―――――――――――――――――――――――――――― 主要粮食定量包标准单位:公斤 ――――――――――――――――――――――――――― 粮食品名大米稻谷小麦玉米大豆面粉 每包净重量 907090 80 859025 注:玉米定量包辽宁、吉林、黑龙江省和内蒙古自治区为80公斤,其它 省(区、市)为85公斤。 ―――――――――――――――――――――――――――――――定量包的重量是指粮食的净重量,不含包装物重量。包装物,即皮重,应按所用包装物的实际重量计算,不准估计。 .世界包装机械生产的市场现状和发展趋势.湖南包装.2005,23(1):7-8 2 李军.欧美包装机械生产全球市场分析.中国包装工业.2006,18(2):31 3 龚晔.国外包装机械市场产需两旺.中国包装工业.2006,27(04):16-17 4李林轩.我国制粉业技术装备的现状与发展趋势.制粉设备. 2009(2):22-23 5 赵晓文.面粉散装运输的前景.粮油加工.2004(8):5-6 6 邓洪财,杨堂志,王连英. 自动计量技术在面粉包装中的应用. 机械工程师. 2008(4):45-46 7 史俊明. 带式输送机输送带常见故障及处理方法. 山西焦煤科技.2006(4):44-45 8 孙凤兰,马喜川. 包装机械概论. 印刷工业出版社,1998 9 孙凤兰,赵淮. 包装机械选用手册. 化学工业出版社,2001 10 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社,2002 11 王家骧. 轻工业机械设计. 中国轻工业出版社,1989 12 韩晓娟. 机械设计. 机械工业出版社,2002 13 许林成. 包装机械原理与设计. 上海科学技术出版社,1988 14 Journal of Food Engineering Elsevier Ltd.; Contents lists available at ScienceDirectJournal of Food Engineering 90 (2009) p453–462 15 Chemical and scanning electron microscopic studies of wheatwhole-meal and its streams from roller flour mill G.H. Gangadharappa, R. Ramakrishna, P. Prabhasankar Journal of Food Engineering 85 (2008) 366–371 16 PHB packaging for the storage of food productsD.Z. Bucci, L.B.B. Tavares, I. Sell; Polymer Testing 24 (2005) 564–571 17 Characterization of protein-coated polypropylene films as anovel composite structure for active food packaging application, Joo-Won Lee a, Seok-Min Son b, Seok-In Hong c, Journal of Food Engineering 86 (2008) 484–493 18 Development of cellulose acetate based antimicrobial food packaging materials for controlled release of lysozyme, Seyhun Gemili a, Ahmet Yemenicioglu b, Sacide Alsoy Alt?nkaya Journal of Food Engineering 90 (2009) 453–462 六、指导教师意见 …………………………………………………………………………………………… 指导教师签字: 年 月 日 七、系级教学单位审核意见: 审查结果: □ 通过 □ 完善后通过 □ 未通过 负责人签字: 年 月 日 附录二 燕 山 大 学 本科毕业设计(论文)文献综述 课题名称:25kg面粉包装机振动机构、上袋 夹紧机构、下传送带设计 学院(系): 机械工程学院 年级专业: 07包装工程 学生姓名: 刘霞 指导教师: 任玉波 完成日期: 2010年3月21日 课题国内外现状 国外包装机械发展概况 包装机械是集机、电、气、光为一体的能完成全部或部分产品或商品包装过程的一类高新技术产品。包装过程包括充填、计量、裹包、封口等主要包装工序以及打印等相关工序,包装机械主要应用于体积不大但出于防潮、防湿、防污染等目的而要求密闭包装的物体[1]。使用包装机械可以提高劳动生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要,并且满足清洁卫生的要求。 目前,全球的包装机械需求以每年5.3%的速度增长,到2005年产值达290 亿美元[2]。Sullivan 的市场调查报告中称,到2008 年欧洲包装机械的市场总值预计将由2000 年的46 亿美元增长至65 亿美元,市场潜力巨大 [3]。 专家指出,世界上德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。简单的介绍如下: 美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司(EJF)生产的液体灌装机,一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动泵式灌装[4]。 德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的啤酒、饮料灌装成套设一备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在:工艺流程的自动化、生产效率高,满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求:设备具有更高的柔性和灵活性。主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性等方面.以适应产品更新换代的需要:利用计算机和仿真技术提供成套设备.故障率低,可以进行远程诊断服务:对环境污染少,主要包括噪音、粉尘和废弃物的污染意大利生产的包装机械中. 40%是食品包装机械,如糖果包装机、茶叶包装机、灌装机等。产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。 意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产,并能保证很好地完成设计、生产、试验, 实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。 日本的食品包装机械,虽然以中小单机为主,但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便、自动化程度也较高。随着世界科技的发展,发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、高分子材料、液压打包机半自动复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用 食品包装机械的集化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。 我国食品包装机械行业现状 我国食品包装机械起步较晚,改革开放后,社会对食品包装机械的需求不断增加,加上政府的重视与扶持,我国食品包装机械得到迅速发展。全国包装T业总产值从1980年72亿元增长为现在的2300多亿元[5],如今国内的包装工业每年为几万亿元的工农业产品和上千亿美元的出口商品提供包装,在围民经济发展中起到了重要作用。 我国食品包装机械技术水平与国际水平的差距正在缩小,少数产品接近国际先进水平,产品水平也上了新台阶,为适应市场需求,中国食品包装机械行业正积极摆脱企业数量多、技术含量低的形象,并向多功能化、模块化、控制智能化及高精度化等方向发展。 例如采用面粉散装运输技术[6],面粉自面粉厂的粉仓装入面粉散装车直接运送至食品厂的面粉接收仓,节省了大量的包装袋及包装费用;全部流通过程中省去打包、堆包、 装车、卸车等10多道工序,节约了大量的人工和费用;避免了面粉在打包、搬运及倒包时的洒漏损失;消除了袋装面粉在流通过程中的污染问题。另外,越来越多的企业在包装机械上应用机电一体化的高新技术,同时,多种高附加值的新型技术亦得到企业的支持,如冷杀菌技术及活性包装技术[7]等。 研究主要成果 食品包装机械其技术发展趋势主要体现在高生产率,自动化、单机多功能、多功能组成生产线、采用新技术上。如多工位制袋真空包装机,其制袋、称重、充填,抽真空、封口等多种功能可在一台单机上完成,功能不同,效率相匹配的几种机器可组合成为功能较齐全的生产线,如法国CRACECRYOYA和ISTM公司研制的鲜鱼真空包装生产线。采用相关新技术,在包装方法上大量采用充气包装取代真空包装,将充气成分,包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来;在控制技术上,更多地应用计算机技术和微电子技术[7]。 自动计量技术在面粉包装中的应用[8] 送料计量启动信号为开时,送料开始,送料伺服电机根据触摸屏设定的参数二作。检测填充量,伺服电机根据计量值的不同完成面粉粗流加速填充、中流均速填充、细流微量填充,填充结束进给到位。在全部的送料过程中,触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化,一旦有故障,不合理的数据出现,整个机器就会停止,并强行报警。 电喷击磨辊新工艺[9] 上世纪80年代以来,我国磨粉机心磨采用的光辊都是用砂喷来处理辊体表面的,但是喷砂加工的弊病也不少,费时、费电、费人工—加工1支磨辊需要1-2h左右,用电量20-30kw/h,金刚砂成本需要100元左右,放砂、倒砂、筛砂等一系列工作的劳动强度也大,而且处不好会粉尘飞扬,工作人员大量吸入对身体健康极为不利。成本高、能耗高,废砂还很难处理,给企业带来很多浪费,真是吃力不讨好。为此人们不断努力,以寻找新的磨辊处理途径。现在,一种用电喷击来加工的新工艺已经开始显现出它的优点:磨辊表面强度、硬度、耐磨性及抗疲劳能力有所提高、既延长使用寿命一

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