第2章 设计任务简介
2.1 设计题目
粉料立式包装机整体及传动系统设计
粉料包装机是针对粉状物料而实现自动包装而设计的单辊筒多配置的包装机械。可实现三边封口的包装。
要设计完成的包装膜供给装置采用倾斜方式。被包装的物料通过计量装置的精密计量后落入下料嘴，通过下料嘴落入包装袋内。本机采用可调量杯式计量方式，该计量方式可根据需要调整包装袋内物料的体积。封口采用辊筒方式，横封和纵封在同一封口辊上完成，封口花纹采用完整，连续的棋盘纹。切断刀具采用锯齿刀。整体的电器控制均采用优质的电器元件。其中封口辊筒温度控制采用智能温度控制仪，机械速度控制采用变频器调节。
2.2 主要组成部分
(1)传动系统
(2)供膜装置
(3)转盘式计量装置
(4)热封装置
(5)切割装置
(6)电器控制装置
2.3 主要技术参数
(1)生产率：50～120袋/分钟
(2)计量范围：5～27ml/袋
(3)制袋尺寸：60mm×55mm
(4)主电机功率：0.75kw
(5)电加热器功率：150w*2
(6)电源电压：380v/50Hz三相四线制
(7)外形尺寸：长×宽×高 （1425mm×735mm×1430mm）
(8)整机质量：350kg
2.4 用途
适用于食品、医药、化工农药等各种粉末、细粉等物品的包装。如豆粉、奶粉、调味粉料、药品冲剂等。
2.5 包装材料：
纸/聚乙烯，BOPP/聚乙烯，铝箔/聚乙烯，涤纶/镀铝/聚乙烯，尼龙/聚乙烯等复合材料。

图2-1 包装机总体简图
2.6.本章小结：
本章主要介绍了设计题目，设计任务以及包装机的设计设计参数和用途。
3.2.4 总传动比的分配

3.3 减速器的选用
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来增大转矩和降低转速，以满足工作需要。
减速器的种类很多，按传动类型可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星轮减速器，以及它们相互结合起来的减速器，根据结构的需要，本机选择蜗轮蜗杆减速器，采用蜗杆下置式，啮合处冷却和润滑都较好，蜗杆轴承润滑也方便，一般用于蜗杆圆周速度v﹤5m/s，选择CW型圆弧圆柱蜗杆减速器，CW型圆弧圆柱蜗杆减速器具有整体机体，模块化设计的特点，用于传递两交错轴间的运动和功率的机械传动，如冶金、矿山、起重、运输、化工、建筑、建材、能源及轻工等行业的机械设备。
使用范围为：减速器的输入轴转速≤1500r/min；减速器工作环境温度-40°C-40°；当工作环境温度低于0°C，启动前润滑油必须加热到0°C以上，或采用低凝固点的润滑油，当工作环境温度高于40°C时，必须采用冷却措施，减速器输入轴可正、反两方向旋转。
减速器的型号为CW-12.5-IF JB/T 7935-1999 重量20Kg,主要生产厂家：西安重型机械研究所。
3.4 机械无极变速器的选用
本机器选用普通V带无极变速器，传动比i=0.25～4,结构为：单面可动锥盘式。其结构简单，变速范围小，，它广泛应用于金属切削机床、纺织机械、造纸机械、印刷机械、化学机械、食品工业及造船工业等，起着传递动力和曾减速的作用。其特点为：

1. 结构简单，制造精细，性能优良，经久耐用；
2. 依靠V带与摩擦锥体间的摩擦传递动力，输出轴装有螺旋自动调压装置，在工作负荷变化时，仍能使V带两侧保持一定得压力，故保证了转速均匀，无相对滑动;
3. V带由涤纶，橡胶制成，外加金属骨架，刚柔结合，故功率损耗小，耐磨性强；
   采用封闭式自给润滑，经长时间使用后才需要更换润滑油，故维修保养简单；
4. 安装不受角度限制;
5. 传动平稳，无噪声。
   另外根据所选电动机的型号，所选变速器的型号为：GMWB-1-0.75。
   3.5 链传动
   链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮(大链轮和小链轮)组成，通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力，链传动在机械制造中广泛应用。
   3.5.1 链传动的特点
   与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高，又因链条不需要像带那样张的很紧，所以作用在轴上的径向压力较小，链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑，同时链传动能在高温和潮湿的环境中工作。
   与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低，在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便的多。
   链传动的主要缺点是：只能实现平行轴间链轮的同向传动，运转时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪声，不易用在载荷变化很大，高速和急速反向的传动中。
   3.5.2 链传动的主要设计任务
   确定链条型号，链节数和排数，链轮齿数Z以及链轮的结构，材料和几何尺寸，链传动的中心距a,压轴力，润滑方式和张紧装置等。
   3.5.3 链传动的张紧
   链传动的张紧的目的，主要是为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的震动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当中心线与水平线的夹角大于60°时，通常设有张紧装置。张紧的方法很多，中心距不可调时，设张紧轮。张紧轮可以是链轮，也可以是滚轮，张紧轮的直径应与小链轮的直径相近，张紧轮有自动张紧和定期张紧。
   3.5.4 链传动部分的设计
   总传动系统简图：
   

图3-1 传动系统简图

3.6.3 直齿圆柱齿轮传动的设计计算
1)选择齿轮材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力
初选齿轮材料为45，调质，硬度220～240HBS，精度等级为8级，齿数
查图16.2-17及图16.2-26按MQ级质量要求取值，查得

2)按弯曲疲劳强度初步确定模数，并初选主要参数
按表16.2-33

3.7.2 轴的校核
按安全系数法进行轴的强度校核（以切割装置驱动轴为例进行校核）：


第4章 物料计量装置
4.1 粉状物料的定量装置
在轻工业生产中很多物料是呈粉粒装、液体状、粘稠状、颗粒状、块状或梗枝状。粉状物料如豆奶粉、速溶咖啡、橙汁冲剂、洗衣粉、爽身粉、塑料粉粒等；液体物料如汽水、啤酒、牛奶、白酒、果汁、酱油等。粘稠状物料如果酱、香脂、牙膏、鞋油等。颗粒状、块状、梗枝状物料如纽扣、药片、香皂、香烟、铅笔、火柴等。这些物料在生产过程中的供计量或最后做成为成品包装需要解决按一定量的计量供送问题，因此要有定量计量装置。根据定量装置的不同，定量装置有容积定量、称重定量和计数定量三种。对粉状物料主要采用容积定量和称重定量的计量方法，对液体、粘稠状物料采用容积定量的计量方法，对颗粒状、块状、梗枝状物料采用计数定量的计量方法。对于定量装置的要求，是具有较高的计量精度和速度，结构简单，并能根据计量要求进行调整和自动调节。
粉状物料的定量装置，比其他物料的定量装置要困难的多。它与粉状物料的物理、化学特征由直接的关系。例如物料视密度（即堆积密度）的不稳定性，产品的易吸潮性，产品与接触材料的易粘结性以及产品的不易流动性等都给计量问题带来困难。还有些产品的粉尘飞扬有害身体健康。故此类物料的供送、包装或包装过程中计量的解决，必须考虑物料的具体特性。一般说来，粉状物料的定容计量比称重计量结构简单，计量速度快，造价低但计量精度低。容积定量比较适合小重量的粉料包装和视密度较稳定的物料，能达到包装重量的指标要求。
第5章 供膜装置
5.1.供膜装置的选用
轻工业生产常常是成批大量的，在生产过程中要把工件按一定的节拍和方位送到工作位置，经过加工、装配、或包装后再取下。如果工件的供送和取下采用手工操作，不仅体力劳动繁重，而且生产率也不可能提高。因此为了提高生产率，降低劳动强度，保证加工质量，采用自动上、下料装置是必不可少的措施。也只有实现上、下料的自动化，才能实现机械加工、装配、包装的全自动化。
由于轻工业行业加工对象范围的广泛性与多样性，轻工业机械的上料自动化比其他行业的上料自动化在装置的结构和设计上要复杂的多。这些装置应满足轻工业机械生产的一些基本要求：①卷料与条料，②板片料，③件料，④长棒料，⑤液体、胶状料，⑥粉粒料等上、下料装置。液体、胶状料及粉粒料属于流动性而不成形的物料，它们的上料装置需解决定量供料问题。
纸料与塑料薄膜送料装置是轻工业机械，特别是包装机械常用的上料装置，以供给包裹用纸与各种商标用纸。提供的纸料与塑料薄膜，可以是片状的，也可以是卷状的，相应的有片状送料装置与卷料送料装置两类不同形式。
5.2 供膜装置的主要组成
1.包装薄膜安装轴
2.包装薄膜张力自动调整装置
3.薄膜终了检测装置
4.图案校准光电控制装置
5.包装薄膜送人装置
6.包装薄膜导辊筒
7.包装薄膜导向器
5.3供膜装置的工作过程
将一卷包装薄膜经初级导向辊筒，橡胶辊筒，由薄膜引导器对折，接着由热辊筒进行封口，制成袋状后，各袋子通过切口装置，然后经旋转切割装置按规定尺寸切割后，由成品排出槽排入下道工序。
5.4 本章小结
本章对供膜装置进行了简单介绍，并概括了供膜装置的组成部分和工作原理。

第6章 热封装置
6.1热封装置概况
将容器的开口部分封闭起来的机器成为封口机。食品原料经过加工成成品后，为了能够长期保存，必须装入相应的容器并封口杀菌，使装入容器内的食品与外界隔绝，不在受到外界空气及微生物的污染而引起腐败。不论是铁罐、玻璃罐等容器，或是其他包装材料如铝、塑料等以及由塑料薄膜、铝箔等制成的复合薄膜，如不能严密封口蜂蜜，就不能达到长期保存的目的。所以封口是食品加工过程中主要工序之一。
常用的封口方法可分为：热压式封口；压纹式封口；辊压式封口；卷边式封口；压力式封口；旋合式封口。
本机采用热封方式，主要装置是封口热辊筒装置。
热封广泛使用在塑料薄膜的封口上，大多数采用电热丝加热，加热温度在130～150°C之间。有常热式、脉冲加热式、油热式等数种。对于卷筒平张塑料薄膜来说，制成袋形尚需经过纵封和横封操作。纵封又分为间歇式和连续式两种，横封一般均采用间歇式。
6.2热封装置主要组成部分
1.封口热辊筒装置
2.左右挤压调整螺栓
3.定位螺栓
4.热辊筒座固定螺栓
5.热辊筒齿轮
6.驱动变向齿轮
7.热辊筒座
8.调整用垫片
9.辊筒安装座
口热辊筒装置用等速旋转的单热辊筒牵引包装薄膜，并将薄膜热压熔接，此时纵向与横向封口将同时进行。
热辊式加压封合工作原理：本机采用热辊热封。机用电热丝对辊形热封头恒温加热，经过与热的一对辊轮(加热也可以是其中的一个)作连续对滚运动，将要封合的薄膜送入两辊轮之间，在薄膜向前输送的过程中被加热封合。由于热辊式加热能连续工作，因此生产率较高，可用于复合薄膜的制袋。
6.3 本章小结
本章对热封装置进行了简单介绍，并概括了热封装置的组成部分和工作原理。

第7章 切割装置
7.1 切割装置主要组成部分：
（1）割装置离合器手柄
（2）切割位置调整旋转
（3）割位置微调手柄
（4）螺旋齿轮
（5）旋转刀具
（6）固定刀具
（7）固定刀具安装螺栓
（8）固定刀具轴
（9）旋转刀具轴
（10）切割装置地板
7.2 切割装置的调整
1）切割装置的微调:用切割位置微调手柄对切割的位置进行微调。在手柄不能调整的范围内时转动手柄，使螺旋齿轮位于中心部位。
2）切割位置的粗调：
①将切割装置离合器手柄放在“ON”的位置。
②向里按进切割位置固定侧的咬合齿，再旋转刀具，按旋转方向转动，切割位置下降，按逆方向转动，则切割位置上升。
3)转动旋转刀具至如下图所示位置，调整使其在斜线围内再固定。
注意:在切割之前，包装品接触旋转刀具的安装部位时，会造成切割位置偏移。
4）封口部位被斜切时的调整：根据薄膜的特性，有时填充密封后发生倾斜，则松动固定螺栓进行调整。
①松动切割台固定用螺母，使切割台整体倾斜，用切割台调整螺栓进行调整,调整后不要忘记拧紧固定螺栓及调整螺栓。
②不同的薄膜以及在填充后及空袋的情况下，在切割台其切口的倾斜度是不同的。
5）切割刀具的更换及切割情况调整：松动固定切割装置的螺母，使固定刀的刀口在距离机器基板200㎜处水平安装。
6）松动旋转刀具安装螺栓后，使旋转刀刃刚接触到固定刀刃之后固定。
7）然后，再次用手转动旋转刀刃，切割使用的薄膜。观察其切割状况，用铜锤轻轻敲击固定刀进行调整。为使其能理想的切割薄膜，脱开离合器，用手转动旋转轴，来确认其切割程度。
注意事项:
①热辊筒起密封薄膜的作用，也起着牵引薄膜的作用。
②挤压的程度要达到能够拉紧薄膜为止。注意挤压过强易造成薄膜破裂。
③用挤压调整螺栓调整，使密封强度达到所要求的强度。
④薄膜安装轴的中心和纵向热封口的咬合位置都要距衬底195㎜，其理由是在纵向封口之前，薄膜从中央部分开始对折，然后才能进行封口。
因热辊筒的部位会有与热辊筒几乎一样的温度，为尽可能地延长辊筒座的使用寿命，要使用专门的耐热油，注入辊筒座的注油孔。如果使用一般的透平油，因其不具备耐热性，会立即变质固化，固化后再辊筒座与热辊筒之间积聚，会妨碍辊筒的转动，使辊筒很快磨损。
7.3 本章小结
本章简要介绍了切割装置的主要组成部分和调整方法。