螺旋式自动定量包装机设计.docx
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螺旋式自动定量包装机设计
摘要
包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是包装机械。
简单来说，包装机就是把产品包装起来的机器，起着保护，美观的作用。
包装机主要分为两个方面，一是流水线式的整体生产包装，二是产品外围包装设备随着时代的发展，科技的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用。
我国包装机行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90代中期的到了迅速发展。
已经成为机械行业中的10大行业之一，无论产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国的包装工业的快速发张提供了有力的保障目前。
目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费十大国之一。
新型包装机往往是机、电、气、一体化的设备.充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为化简，工作精度和速度大大提高。
机电一体化的实质就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。
本课题研究的螺旋式自动定量包装机为净重式电子秤，由双螺旋给料机、电子称、下料斗、袋夹、输送机、缝包系统、控制系统（包括PLC、称重控制仪、重量传感器等）组成，通过智能电控系统控制，自动完成给料、称量、夹袋、放料等工序。
用于纯碱、面粉、淀粉、饲料以及食品、化工、轻工、建材等行业粉状物料的自动定量、计量、包装。
关键词：
螺旋式给料机；称重传感器；气动；PLC
Abstract
Packagingisnecessaryforproductsenteringthecirculationfield,andpackagingarethemainmeansofpackagingmachinery.Simplyputthepackagingmachineistheproductionpackagingupthemachine,playsaprotectionroleofthebeautiful.Thepackagingmachineintwomainaeras,theoverallproductionpipelinepackagingproductsperipherypackagingequipment.Withthedevelopmentofthetimes,theprogressoftechnology,packagingmachineryisplayingamoreandmoregreaterroleinthepackagingarea.Ourcountrypacksthemachanicalprofessionstartinthe20thcentury70's,andthe90'sintermediatestagesobtainstherapiddevelopmentintheendofthe80's.Hasbecomeinthemechanicalindustryoneof10bigprofessions,regardlessofistheoutput,inthevariety,hasallobtainedtheamazingachiecement,packedtheindustryforourcountrythefastdevelopmenttoprovidethepowerfulsafeguard.Atpresent,ourcountryhasbecametheworldpackingmechanicalindustrialproductionandexpendsoneofgreatnations.Thenewpackingmachineryoftenismachine,theelectricity,thegasintegrationequipment.Thefulluseinformationproductnewestachievement,userairoperatedseparationtransmissiontechnologiesandsoonimplementingagency,servomotor-drive,maycausethecompletemachinethetransmissionchaintoreducegreatlythestructureisgreatlythesimplification,theworkprecisionandthespeedenhancesgreatly.Theessenceoftheelectromechanicalintegrationisfromthesystempointofview，Byusingtheprincipleoftheprocesscontrol，Machineryandelectronicsandinformationdetectionandrelatedtechnologyoforganiccombination,realizethewholeoptimization.
Thetopicresearchthespiralautomaticquantitativepackagingmachineisnetweighttypeelectronicscale,bydoublespiralfeederhopperFengBaobagclipconveyorsystemundertheelectronicscalecontrolsystem,（includingweightsensorPLCweighingcontroller,etc）,throughtheelectriccontrolsystemofintelligentcontrol,automaticallyfinishfeedingweighingclipbagfeedingprocess.Feedforsodaashflourstarchandfoodchemicallightindustrybuildingmaterialsindustrypowderautomaticquantitativemeasurementpackagingmaterials.
Keywords:
Thespiralfeeder;Weighingsensor;Pneumatic;ThePLC
1绪论
1.1本课题的研究内容和意义
随着人们生活水平的日益提高,对产品的包装要求也越来越高，自动定量包装机是轻工业产业中必不可少的自动机械之一，我国近些年来包装工业发展迅速，但又在某种程度上受到机械工业发展相对滞后的影响。
包装机械发展较为缓慢，因此进行颗粒包装机的设计研究具有一定的意义。
通过本次也涉及，能够是我们对包装机械有一个铰深的了解，对螺旋式结构，包装机工作过程进行分析研究并有所创新，同时也培养了对我们所学知识的理解、收集、查阅文献资料的能力，发现、分析、解决问题的能力。
1.2国内外的发展概况
国内：
我国的包装机械概况与展望目前我国包装机械企业规模偏小，技术装备不是很完善，管理水平比较低，自我发展和技术设计开发能力较弱，产品品种单一。
产品技术含量、附加值较低；新产品开发周期长，不能及时响应市场需求，及时提供市场、用户急需的产品。
企业主要精力都花费在量的扩张上，对质的提升、科技进步的投入严重不足，产品在低水平上重复；另外，产品安全防护措施较差，安全意识不强。
目前我国的包装机械产品普遍存在质量不稳定、性能单一、成本高、技术含量低的状况。
但包装行业产品量广，我们的行业仍然欣欣向荣，堪称“朝阳工业”。
国外：
国外包装机械业概况美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。
美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世界之首。
10多年来，美国始终保持着世界最大包装机械生产和消费大国的地位。
其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制。
新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的15%，纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。
一些大公司生产的包装机械集机-电-仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。
其大型自动包装机不仅包装容积大，课题的目的、意义；国内外技术现状及发展趋势而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。
德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右。
德国是世界上最大的包装机械出口国。
意大利是仅次于德国的第二大包装机械出口国。
意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点，出口比例占80%左右。
目前，世界各国对包装机械的发展都十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现。
生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。
1.3本课题应达到的要求
1.完成对自动定量包装机机械部分的设计与优化，并完成机械部分的二维图、三维图。
其中机械部分的设计先要对原产品进行测绘，并运用现代设计方法按照要求对其进行优化设计。
其中包括储料仓的设计、双螺旋给料机构的设计、夹袋机构的设计与缝包装置的设计等。
2.完成PLC控制系统与液压气压控制系统的设计，并对PLC控制系统进行程序编制。
其中液压气压系统主要对夹袋装置的收缩与伸张进行控制，而PLC程序编制采用通用的梯形图进行，以便于交流运用。
2机械结构的设计
2.1双螺旋给料机的设计
2.1.1已知参数和工作条件
本次设计的定量包机装大螺旋包装量为1.5t/h，小螺旋为0.9t/h。
2.1.2螺旋给料机机输送量和功率计算
水平螺旋给料机的生产率可以按照下边的经验公式进行计算:
（t/h）（2.1）
式中:
——机槽内物料的横断面积（m²）；
——被输送的物料的轴向的运动速度；
——物料的单位容积重量（t/m³）。
机槽内物料的横断面积为
（2.2）
式中:
——螺旋叶片直径（m）；
——机槽的填充系数，其具体数据可见下表2-1；
——倾斜布置的输送机对的修正系数，由于本次设计的输送进料部分是水平方向布置，故其值为1.0；
——螺旋叶片的形式对输送量的影响系数，见表2-2。
表2-1（各种散料的特性系数）
物料名称
推荐填充系数
A值
小麦
0.30～0.40
65
稻谷
0.30～0.40
60
面粉
0.30～0.40
40
麸皮、米糠、胚芽
0.20～0.35
40～50
棉籽
0.30～0.35
55
碎油饼
0.25～0.30
40
表2-2（螺旋叶片形式的修正系数）
叶片形式
满面式
齿式
带式
浆式
1.0
0.8
0.7
0.3
查询粮食工程设计手册中的关于螺旋输送轴的有关设计技术要求等，选择满面式叶片的螺旋体，根据螺旋给料机螺旋体与螺旋轴的系列推荐尺寸，选择螺旋体直径D=160mm，对应的螺旋轴直径d=36mm。
再根据以下公式进行计算
（2
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