自动开箱机结构设计.doc

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毕业设计（论文）

题目全自动开箱机结构设计

专业机械设计制造及其自动化专业

学　　号

学生　

指导教师

答辩日期

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摘要

瓦楞纸箱在传统包装材料上一直占有重要地位。

目前生产的纸箱开箱机存在性能不稳定等许多细节问题，如纸箱摆放时容易翻倒。

以往的储料方式采用动力输送，由于各个厂商使用的纸箱材质及厚度各不相同，使得使用过程中常出现纸箱送料不到位和送过料等现象。

纸箱成型方法不佳导致成型后形状不够标准。

针对上述问题，设计了瓦楞纸箱自动开箱机，根据重力下滑原理采用重力下滑机构自动供料，设计气动滑轨取料和气动折侧盖机构。

此外通过在上箱机构、真空吸箱机构、摇臂输箱机构、纸箱导轨、压实撞杆、主机架上添加丝杠、光杠，使开箱机所开纸箱的尺寸柔性可调。

纸箱自动开箱机通过PLC控制，使吸取纸箱、纸箱成型、纸箱折侧盖、推送纸箱、纸箱胶带封底等工作过程完全实现自动化。

合理设计各个机构的尺寸与结构，避免最终总装的时候发生干涉。

关键词：

开箱机械；自动开箱机；纸箱成型；瓦楞纸箱

Abstract

Corrugatedcartonpackagingmaterialhasoccupiedanimportantpositioninthetraditional.Thecurrentproductionofcartonboxmachineperformanceisnotstableandmanyotherdetails,suchasthecartonsputtipover.Theloadingwayusingpowerdeliveryinthepast.Duetodifferentvendorsusedifferentcartonmaterialandthickness,useprocessoftenappearsthephenomenonsuchascartonmaterialdoesnotreachthedesignedpositionandhadsentthematerial.Cartonaftermolding,moldingmethodsresultinpoorshapestandardenough.Fortheaboveproblem,corrugatedcartonboxmachineisdesigned.Accordingtotheprincipleofgravityinthegravityslidemechanismautomaticfeeding.Designofpneumaticslidefeedingandpneumaticfoldingsidecover.Inadditiontoaddscrewandlightbarintheboxbody,vacuumbox,rockerarmlostcase,cartonguidecompactionimpactbars,mainfame,sothatoutofthemachinebythesizeofthecartonsflexibleadjustable.AutomaticcartonboxmachinecontrolledbyPLC,sothatdrawcarton,cartonforming,cartonfoldingsidecover,pushcarton,cartonsealingtapeandotherworkprocessisfullyautomated.Reasonabledesignthesizeandstructureofthevariousorganizationsinordertoavoidinterferenceinthefinalassembly.

Keywords:

opencartonmachine,opencartonmachineautomatically,cartonformer,

corrugatedcarton

目录

摘要 ……………………….............................………………………………….…..Ⅰ

Abstract……………………………….........………………………………………..Ⅱ

第1章绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义 1

1.2开箱机的发展现状 1

1.3本课题的研究内容和方法 2

1.4本章小结 2

第2章自动开箱机的整体设计

2.1自动开箱机总体设计方案 3

2.1.1自动开箱机总体结构 3

2.1.2各组成机构的功能实现方法 4

2.2自动开箱机的工作流程 5

2.3设计方案的改进 6

2.4本章小结 6

第3章自动开箱机各个机构设计

3.1主机架的设计 7

3.1.1主机架的结构组成 7

3.1.2主机架的工作原理 7

3.2上箱机构的设计 8

3.2.1上箱机构的结构组成 8

3.2.2上箱机构的工作过程 9

3.2.3自动下滑机构的优点 9

3.3真空吸箱机构设计 9

3.3.1真空吸箱机构的结构组成 9

3.3.2真空吸箱机构的工作原理 10

3.3.3动力的选择 10

3.3.4气缸的选型 10

3.3.5真空吸盘的选型 12

3.4摇臂输箱机构设计 13

3.4.1摇臂输箱机构的结构组成 13

3.4.2摇臂输箱机构的工作原理 14

3.4.3动力选择与气缸选型 14

3.5纸箱前盖折边机构设计 15

3.5.1纸箱前盖折边机构的结构组成 15

3.5.2纸箱前盖折边机构的工作原理 15

3.5.3动力选择与气缸选型 16

3.6纸箱侧盖折边机构 16

3.6.1纸箱侧盖折边机构结构组成 16

3.6.2纸箱侧盖折边机构的工作原理 16

3.6.3动力选择与气缸选型 17

3.7纸箱导轨机构 18

3.7.1纸箱导轨机构结构设计 18

3.7.2纸箱导轨机构的工作原理 19

3.7.3动力选择与选型计算 19

3.8压实撞杆机构 20

3.8.1压实撞杆机构结构设计 20

3.8.2压实撞杆机构工作原理 20

3.9封箱及后盖折边机构 21

3.9.1封箱及后盖折边机构结构设计 21

3.9.2封箱及后盖折边机构工作原理 21

3.10纸箱成型装置 24

3.10.1纸箱成型装置结构设计 24

3.10.2纸箱成型装置主要工作原理 24

3.11本章小结 24

第4章重要零部件的校核

4.1齿轮轴的校核 25

4.1.1计算齿轮受力 25

4.1.2齿轮轴受力图 25

4.1.3许用应力 28

4.1.4校核轴径 28

4.2滚动轴承的寿命计算 28

4.3本章小结 29

第5章开箱机的使用

5.1开箱机的注意事项 30

5.2使用说明 30

5.3一般性故障及排除方法 30

5.4胶带封底装置工作异常 31

5.5本章小结 .....31

结论 32

参考文献 33

致谢................................................................................................................................34

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第1章绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

在传统的包装材料中，瓦楞纸箱一直占据重要的地位。

瓦楞纸箱作为运输包装材料，既经济、轻便又堆放省力、易于处理。

瓦楞纸箱是高功能、低成本的良好运输容器，是当今世界各国所采用的最重要的包装形式之一。

经济发达的国家纸箱工业产值占整个包装工业产值的40%左右。

我国的包装工业起步于上个世纪的70年代末，80年代初，进口了大量包装材料和包装机械，这对加快我国的包装工业的发展起了十分重要的作用。

我国的包装机械在技术引进，消化吸收中得到发展。

纸箱自动开箱机是进20余年来随着包装工业的发展和运输集装化发展集机、电、光、气一体化的高技术，高智能，高竞争的新型包装设备。

近10年来，中国瓦楞纸箱机械工业发展迅速。

国内纸箱机械企业模仿引进设备，由于国外引进的设备价格昂贵而国内纸箱企业大多数无法接受，从而为国内机械设备企业打开销路。

形成目前比较先进的纸箱包装机械。

但是，根据目前纸箱生产的发展对纸箱包装机械的要求越来越高，为纸箱包装机械企业进一步开拓高速、高档、高效、高科技的纸箱机械设备指明了方向和发展趋势。

通过设计优化开箱机的各个结构，使全自动纸箱开箱机的开箱能力更快速，更稳定，更优化。

1.2开箱机的发展现状

目前国外多家包装机械厂生产的全自动纸箱开箱机存在性能不稳定等许多细节问题，如纸箱摆放时容易翻倒。

以往的自动开箱机储料方式采用动力输送，而在实际生产过程中，由于各个使用厂商的纸箱材质，厚度等各不相同，导致在生产过程中经常出现纸箱送料不到位或送过料等问题。

此外，由于开箱机采用的纸箱成型方法不佳导致成型的纸箱形状不标准。

我国的纸箱包装机械行业目前总体的生产状况是结构简单，技术含量低的产品多，高技术附加值、高生产率的产品少；单机多，成套流水线少，完整的配套性尤差；重生产加工，轻研究开发，自主开发的创新产品很少。

福建省机械科学研究所研发的ZF5050全自动纸箱开箱机继承了传统FJ6050胶带封箱机的工作效率高，封箱质量好等优点。

并且封贴平整、牢固、无明显折皱、左右对称偏差小于5mm。

随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，客户对成品机械性能的要求也越来越高。

一是高生产率，以满足交货期的要求和降低工艺流通成本的需要；二是适应产品更新的需要，纸箱包装机械要具有高的柔性和灵活性；三是对一些产品，还要求纸箱包装机械和生产机械相衔接；四是设备故障少，出现故障能进行远程诊断服务；五是购置设备投资尽可能少，价格要尽可能低一些；六是对环境污染少，包括噪声和粉尘。

包装机械的最大特点是动作复杂、频繁，且有较多的执行元件。

在这种场合使用继电器控制逻辑必然需要大量的中间继电器，而这些中间继电器在用PLC控制的情况下，就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。

国外在各种包装机上已经大量采用了PLC来取代传统的继电器控制屏。

我国包装机械目前控制部件大多还沿用继电器方式。

如果能用PLC来取代的话，则可以简化机械结构，机械和电气设计都可以得到简化。

更重要的是可以使原来无法实现的某些功能得以实现，使机器在某种程度上实现智能化，大大降低其故障率，提高其性能。