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1、目录目录摘 要IIIABSTRACTIV第1章 绪论11.1 包装行业的发展11.1.1 回顾包装行业的发展11.1.2 面粉包装行业的概况11.2 包装机的分类及作用21.3现在包装机的发展41.4 研究主要成果6第2章 面粉特性和面粉包装机工艺设计82.1 面粉的组成及特性82.1.1 淀粉82.1.2 脂肪92.1.3 蛋白质和面筋92.1.4 精细度102.1.5 面粉的堆积密度112.2面粉包装工序循环图11第3章 传送装置设计计算123.1 带式输送机原理及分类123.2 带式输送机的主要构件123.2.1 输送带133.2.2驱动装置133.2.3 支撑装置和机架133.3 带式
2、输送机的设计计算14第5章振动机构设计215.1振动机构的原理与设计215.2振动机构的组成215.3.1 凸轮机构设计225.3.2 电机的选择225.3 带传送设计235.4 同步带设计255.5 链传动设计26第6章 缝纫机构306.1 缝纫机线迹及其形成原理306.1.1基本定义和术语306.2 缝纫机构的组成316.1.1 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。
3、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 IIIABSTRACTABSTR
4、ACTThe 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 foun
5、dation 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 m
6、easures .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
7、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 calculationThe design of the packaging machine to conduct a comprehensive a
8、nalysis 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 tran
9、smit organization clip organization vibration organization cylinder controlled clip organization Sewing institutions第1章 绪论第1章 绪论1.1 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
10、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
11、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
12、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。1.1.2 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
13、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
14、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，
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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、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
20、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
21、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100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100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/,那么自动落料时间应该尽可能小于0.6,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1
22、50,那么制袋两侧的牵伸、热封轮就应以150/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150时,迅速准确地实现底封与切断动作.假设底封宽度为10,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,
23、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0.1,按包装袋光电检测标记允许的误差为10,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
24、,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
25、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，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
26、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
27、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,
28、使其在包装机械控制领域得到广泛应用。69第2章 面粉特性和面粉包装机工艺设计第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
29、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2030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
30、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105140，极易氧化成低分子醛或酮，即所谓的酸败。因此，脂
31、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。
32、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
33、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
34、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
35、度较大达270mm，拉伸阻力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
36、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
37、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
38、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100200mm,驱动滚筒应有一定的中高度，即中间部分直径比两端直
39、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
40、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
41、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（0.60.7）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1. 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
42、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 2. 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50100mm。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。3. 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
43、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：1) 较长技术平输送机，可选较高的带速；2) 输送易扬尘的粉状物料，应使带速小于1m/s；3) 刮板卸料时一般2m/s;4) 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.4. 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
44、送高度 附加功率系数（见表13-44）查表得 ，计算得 5. 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（8
45、01-4），输出功率是0.55kw，输出转速143r/min6. 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1) 初算轴径：式中：P传递的功率 kwn滚筒的转速 r/min 2) 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。3) 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D300400200,250,315,400400500200,250,315,400,500500600650750200,250,325,400,500.630取滚筒直径4) 轴间距取5) 带长： 式中：带的厚度，取2.5mm 下输送带的总长度 mm 7. 同步带设计1) 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 9.525mm2) 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；3) 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；4) 带速v