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1、精选优质文档-倾情为你奉上机电工程学院毕业设计方案论证报告题 目: JFD-1型挂面封头机改进设计学生姓名： 黄永恒 学 号： 9 专业班级： 包装1101 指导教师： 徐雪萌 2015年 3 月14日目次1.任务内容和要求 JFD-1型挂面封头机是利用气缸、PLC控制、连杆机构、轮齿链条机构以及V型槽等组成的自动封尾系统。主要设计内容为研究挂面自动裹包机整机的工作原理及JFD-1型挂面封头机改进设计。设计要求为全自动，高效，安全，出错率低并能适应不同挂面规格。2.任务书分析此次设计为JFD-1型挂面封头机改进形设计，在原有基础上对传输系统和夹紧装置进行改进，以达到更高的生产效率，降低出错率，
2、实现快速高效生产。挂面封头机是与挂面捆扎机和挂面裹包机相连的，实现挂面全自动包装。散装的挂面经过称重分堆，由捆扎机捆成圆柱状，再由裹包机包装，最后由封头机封合，完成挂面的自动包装。现有的封头机采用的是V型槽固定挂面，上面有一条细长的金属压紧片共同完成对挂面的固定。但是现有装置并不能很好的完成自动封尾任务，出错率较高，很难适应高速生产。改进型设计就是要解决这些问题，让可靠性大大提高3.封头机现状分析挂面是我国的传统食品，我国也是世界上最大的挂面生产国和消费国。但是多年来，行业内的人大多认为其产品技术含量低，附加值低，因而在面制品行业一直不受关注。近年来随着人们生活水平的提高，挂面行业的发展日益迅
3、速，挂面产品的种类日益丰富，市场潜力巨大。且挂面生产投资小，产量大，利润高，因此越来越受到面制品行业的重视。目前挂面的包装有两种形式，一是塑料包装，二是纸包装。随着国家倡导绿色环保，节能减排，绿色包装也就成为挂面包装的一项标准，随之纸包装逐渐成为主流包装。相对与挂面生产技术的不断完善，我国的挂面包装封尾技术缺一直没有得到实质性的进步，根据市场调查，目前国内的大部分挂面生产厂家采用的依然是手工包装封尾，自动化程度很低，已经很难适应高速高效的挂面生产设备。问题的存在与中国的挂面行业现状是有关系的。根据2012年发布的市场分析指出，主要存在以下问题：1.产业集中度低，发展不平衡。2.科技创新能力低。
4、3.企业规模偏小，市场缺乏强势品牌。4.总体设计方案与选择 4.1 现存问题分析现有JFD-1型挂面封头机采用单发动机驱动，发动机驱动链轮，链轮之上固定有一对V型槽（图一），上一单元裹包完成的挂面由V型槽固定位置，上压一金属条来紧固，从而完成封尾任务。 图4.1 V型槽示意图现有问题为：1.端口变形。挂面相对而言是比较松散的，尽管裹包之后，依然比较容易变形。在V型槽固定时，由于自身重量，以及V型槽形状，挂面的两端形状根本不可能是比较规整的圆形，这就为封尾带来了很大困难，如图二所示。封尾折纸原理，正是把端口当圆形处理才得以实现，非圆形就会出现失误，包装不完整，形状不美观等问题。 图4.2 端口变
5、形示意图2.压紧力不足。V型槽材质为不锈钢，表面光滑，挂面放置于V型槽之后，靠一个条形的金属条压紧，保证在运动作业时不发生打转情况。但是，挂面外包装为纸质材料，与金属间的摩擦系数很低；金属条靠之上的弹簧压缩产生的伸张力来压紧挂面。弹簧时间久了会产生疲劳，压紧力不够，挂面在V型槽中运动时，很容易因折纸的力产生打滑转圈，直接导致封尾失败。在研究过程中发现，用手压紧挂面时，失误率是有所下降的，也证实了压力对封尾来说是一个很重要的元素。4.2改进方案论证针对以上存在的问题，然后通过查阅资料，网上搜索等途径，以及同老师同学讨论，提出了几个改进方案设计。方案一：增大挂面与V型槽摩擦系数。在V型槽与挂面接触
6、的部分贴上砂纸，以增大摩擦系数，这样挂面在运动过程中就很难转动，不需要很大的压紧力即可实现可靠的固定。此方法简单方便，很容易实现，也不需要很大费用。但是，挂面裹包完之后，落入V型槽的位置并非是最终工作的位置，需要在挡板的推动下往前移动，完成前后方向的固定。贴上砂纸后，摩擦力显著增大，亦会使推动需要的力大大增加，这会磨损挂面的外包装。且不停的移动也会严重磨损砂纸，需要不停更换，这样就降低了工作效率。方案二：压紧带与挂面同步运动。把之前压紧用的金属条去掉，以一个可以与传动齿轮链条同步转动的平带带轮替代，如图三所示。这样，原有的挂面与金属条的动摩擦转变为静摩擦，在运动过程中，压紧效果较之以前有所提高
7、。平带与 图4.3 方案二示意图传送带同由一个电动机驱动，经转向齿轮实现同步运动，保证挂面与压紧带时刻处于相对静止状态，这样就能够很好的起到压紧的效果，防止挂面转动。方案三：改变V型槽形状为圆形槽，采用上下夹紧方法。针对挂面在V型槽内变形问题，改进时就设计了一种凹型圆槽，这样挂面放置时，不会因为自身重量而变形，再加上在上面倒置的圆槽，能很好的保证端口基本保持为圆形，如图四所示。 图4.4 方案三示意图下面的圆槽依然固定在传动链上，上边的圆槽则固定在类似方案二的同步链条上，与传动链同由一个电动机驱动，实现同步运动，保证在挂面进入夹紧圆槽时不会产生错位导致出错。此方案不仅能保证挂面端口不变形，而且
8、上下压紧，挂面基本不会转动，两个问题都得到了解决。4.3方案确定经过比较，最终采用的方案是方案三。此方案较为理想的解决现有设备存在的两大问题，也比较容易实现，加工起来没有难度。由于挂面有不同规格，直径不一，还需要设计不同的圆槽与之对应，在实际生产时更换也是比较方便的。挂面裹包之后落入圆槽内，经过弧形挡板往前推移，在开始折纸之前到达预定位置，此时上面的圆槽也正好到达，与下面的圆槽配合夹紧挂面，之后开始预定折纸动作。完成封尾后，上面的圆槽脱离，挂面落入盛放的纸箱或筐等。4.4主要技术参数拟定改进后的圆槽采用塑料材质。由于是由同一电动机驱动同步转动，所以不需要设定固定上圆槽的链条的转速。按同时有三包
9、挂面在同时封尾设定，上链条上至少应该固定有六个圆槽，间距与原有V型槽间距保持一致。圆槽圆弧直径与挂面一致，弧度小于半圆。圆槽直接固定在链条上。5.论证结果综上所述，本次对JFD-1型挂面封头机的改进，主要有两点，一是用圆槽替代之前的V型槽，二是采用同步链轮夹紧装置，解决了挂面端口变形和压紧力不足挂面转动的问题。挂面固定的好，封尾出错率自然降低，生产效率大大提高。同时也可以适应不同挂面规格，不影响生产。参考资料1 张国全.包装机械设计.北京：印刷工业出版社，20132 陆祥生，杨秀莲.机械手：理论及应用.北京：中国铁道出版社，19853 刘筱霞.包装机械与设备.北京：化学工业出版社，20124 花家寿.传动技术.上海：上海交通大学出版社，19905 卢立新.包装机械概论.北京：中国轻工业出版社，20116 王春华.机械设计基础.北京：北京理工大学出版社，20137 杨仲林，徐锦林.包装自动控制技术及应用.北京：中国轻工业出版社，20088 中国国家标准化管理委员会.常规纸页成型器法.北京：中国标准出版社，20099 卢立新.包装机械概论.北京：中国轻工业出版社，2011专心-专注-专业