机设实验颗粒包装及苹果制瓣.docx
《机设实验颗粒包装及苹果制瓣.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机设实验颗粒包装及苹果制瓣.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机设实验颗粒包装及苹果制瓣
题目一：
颗粒包装机
一、实验设备：
颗粒包装机
颗粒包装机用途:
颗粒包装机主要用于以下流动性较好的颗粒物料：
洗衣粉、种子、食盐、饲料、味精、干料调味品、白糖等，速度快,精度高，采用可调式容杯计量
本颗粒包装机的特点：
该包装机可自动完成制袋、计理、充填、封合、切断等包装全过程。
A、通过更换容积杯来满足不同计量的包装，使产品的包装既可靠又实用。
B、容积式包装机具有快速、准确、经济、实用的优点。
C、通过改变热封结构，包装袋可制成三边封、四边封、枕形封等形状。
D、结构简单、计量精度高、操作灵活、计量大小通过调整量杯高度改变量杯的容积来实现，灌装速度可以调整机箱你内的皮带变速装置。
技术参数：
成卷纸：
宽120mm
外形尺寸：
长70-150mm宽60mm
计量方式：
容杯式
重量：
每包装50克
生产率：
每分钟20袋
二、工艺路线
供料
定量
输出料斗
供纸袋成型封口切断输出包装好的袋
三、功能分解
四、形态学矩阵
表1形态学矩阵
分功能
1
2
3
A
上料
人工
输送带
输送斗
B
定量
称重
量杯
螺旋定量
C
出料
真空吸附
自重
曲柄滑块
五、方案评价
以经济性和加工方便性能从形态学矩阵进行选出两种相对于其他比较好的两种方案分别为：
方案1：
A1B2C2
方案2：
A2B2C2
方案1示意图如图2
图2方案1示意图
由人工把料放进料斗中，料斗的的料由重力连续不断的落到下面的转盘式量杯中，由于量杯的体积是一定，所以就完成了定量。
在物料下落到转盘式量杯中，量杯下面有一个挡板挡住物料，防止物料流出。
当定量完毕，转盘转动。
当转到下一个位置时，上面的刮板就会把多余的料刮走，使量杯定量准确。
而此时下面的挡板也会脱开使料从量杯中进入到以封好的袋中。
完成定量装袋。
装盘选用六个孔，可以实现连续下料、装袋。
提高了生产效率。
本量杯采用量杯套，通过改变量杯套，可以改变定量的大小，实现了定量可以调整，3增加了装置的应用范围。
方案2示意图如图2
图3方案2示意图
由传送带将物料连续不断地输送到转盘式量杯中且转盘上下分别有刮板和挡板，而刮板和挡板安装时有一定的角度，当料进入量杯中，量杯中的料可能多也可能少，但当转盘转动时由刮板刮平，这样就完成了准确定量。
当转盘转到下一个工位时，由于刮板和挡板错开一个角度，即刮板先刮平，然后挡板脱开，完成定量包装。
综上所述由方案1和方案2比较可以看出方案1用料斗供料可实现连续供料而且只要人将料放进料斗就可以了不用观察料进的快慢以及供料速度，都有重力决定。
方案2用传送带需要控制料输送时的快慢及速度，而且选用传送带供料在安装时刮板和挡板有着安装角度要求是安装复杂，而料斗供料完全可以把刮板和料斗做成一体，料斗即实现了供料还实现了刮平定量的作用。
由两方案比较得知方案1在经济上由于方案2，加工安装上也优于方案2，故选用方案1。
六、总体方案简图
图4总体方案简图
七、循环图
生产率为每分钟装30袋，Tp=2S
图5循环图
八、袋成型过程
1、成型过程
图6袋成型过程
成卷纸输送过来由成型器把纸折成桶的形状，然后由一对立辊，连续对混进行边的封合，同时袋下面的口由令一对横封辊对辊封合。
2、成型器
图7象鼻成型器
本装置采用的袋成型器为象鼻成型器,当纸通过象鼻成型器后就会形成对折，再由横封辊和纵封辊封合便可快速成型。
采用象鼻成型器使制袋的过程简单而迅速，提高生产效率。
3、供纸
图8
九、执行装置
1、供料装置———料斗
图9料斗
供料装置选用料斗，料斗供料由物料自身重力作用下料，能更好的保证下料的度，而料斗供料只需人把物料放到料斗，不需要在下料时观察控制下料的速度及下料的量的多少。
方便操作。
2、定量装置———量杯
图10转盘式量杯
定量转盘由生产率可知其转速为每分钟5转，在转盘上加工6个孔，即可加6个套杯形成6个定量量杯，提高生产率。
本量杯选用套杯主要是为定量的可调性，在包装其他的要求的颗粒袋装时可以通过调节量杯上下移动，使其与盘孔的体积增大，从增大了定量的大小。
转盘旋转采用的是一对齿轮啮合，同一对齿轮来带动转盘旋转，为连续性运动。
3、纵封辊
图10立辊
纵封辊一个作用是封合袋，另一个作用是带动成卷纸运动。
两个人辊子表面采用滚花形式，一是可以更好的封合，而是为了增加辊子与纸之间的摩察力更好的带动其转动。
纵封辊采用一对齿轮来带动，属于连续运动。
4、横封辊
图11-1横封辊
图11-2热封部分
横封辊采用菱形刀即把一个圆柱按中心线分别切去一块，便构成了上图形式。
横封辊也是由一对齿轮来带动的，属于连续性运动形式，由于滚刀的特殊形式当其旋转一周时，使其正好封合带的上下两边，这样他的转速为每分钟30转。
5、切断刀
图12-1转刀
图12-2切断及热封部分
切断刀采用旋转式切断，原理与横封辊类似，当转刀旋转一转时就会切一下，所以转刀为每分钟30袋。
采用齿轮传动，属连续式运动。
6、落料装置
落料装置为一个挡板，挡板的开闭有凸轮带动你实现的。
为连续性运动形式。
图13落料装置
十、传动路线图
1:
1
2:
3
2:
1
1:
4
1:
20
2:
1
14:
3
1:
1
2：
1
2：
1
7:
3
2:
1
7:
2
4:
1
1:
1
1:
2
3:
2
30:
1
0.5-1.5
1:
1
图14传动路线图
题目二：
苹果制瓣机
一、实验设备:
苹果制瓣机
二、苹果制瓣机设计任务分析：
1、设计任务：
我们先要了解苹果制瓣机的设计任务。
一是我们应该考虑苹果制瓣机的效率问题，效率包括两个方面，一个社会效益（用户评价的要求），另一个就是经济效益，应考虑苹果制成几瓣。
2、功能：
大部分罐头都是果肉，没有果皮和果核，所以应该设计个机构进行脱皮、去核、制瓣的功能。
而从经济效益方面也要考虑效率的问题，也就是苹果在一小时能生产多少瓣。
社会效益问题是指你生产的产品有没有消费者的认可，生产产品成本的高低,分瓣机构是否紧凑，产品外观是否美观和符合人体要求，这些都是我们要分析、创新、验证的。
这样才能合理设计出苹果制瓣机。
三、总共能提炼
图1系统黑箱
四、苹果制瓣机的工艺路线：
苹果的装夹
↓
去皮
↓
去前胡
↓
去核
↓
去后胡
↓
分瓣
五、功能分解：
六、形态学矩阵：
表1形态学矩阵
分功能
1
2
3
A
苹果装夹
三爪定位
仿形刀架
圆环架
B
定位
三角刀具
螺旋刀具
圆柱刀具
C
去皮
普通刀
弹簧刀
仿形刀
D
去另一端胡
螺旋刀
圆柱刀
仿形刀
E
去整核
圆柱刀
挤压
负压
F
切瓣
成型刀
挤压
七、方案选择：
以经济性和加工方便性能从形态学矩阵里选出两种相对其他方案比较好的方案为
A1→B1→C2→D3→E1→F1
八、执行工艺的路线及方式：
第一，装夹定位是为了削皮准备的，这个过程要简单的选用装夹工具，目的是方便削皮更加的简单易行。
第二，苹果是不规则的，要选用什么样刀具进行削皮，让刀主动的去削皮显然是不行的，所以要让苹果旋转起来。
这样才能使苹果相形刀在运动的苹果上切削。
另外加紧的工件是要牢固的，不能松动。
第三，固定好后就是去皮了，首先要确定苹果的形状和抛物线的运动轨迹，当然天下的苹果没有两个是完全一样的，所以就要让刀的运动更加按合理的线条运行。
第四，苹果的表皮要去的完全，不能有半点的残留，这上面的技术要求是相当严的。
如果说苹果的质量欠佳，那么等到以后在经过分类处理，尽量的节省成本，减少损失。
第五，就是将苹果从原来的装夹工具上转换到另外的装夹机构当中，当然这次的装夹要注意下步去核的部分，避开与去核刀的冲突。
也就是不能再用中轴定位，装夹的位置也不能接触到苹果核，内部的固定方法就不再试用了。
第六，苹果的分瓣是选用是十字刀具来完成的。
先将十字刀具固定苹果的一端插入十字刀，但是不易过深，否则会影响核的整体结构。
第七，去核的过程并不是一下子就可以搞定的，要根据果核的不规则性来选取刀具的形状。
同样的，一般的刀具是不能完成这样的任务的，只有仿形的刀具才能完成。
但是仿形刀具并不能直接进入，必须预先打孔，之后仿形刀具才能进到里面去核。
对于仿形刀具是有要求的，仿形的刀具是一半的，而不是整个的原形，这样才能更好的参与到挖核当中去，而不会伤害到果肉，另外还应该考虑到在去核过程中产生的残渣。
二次的装夹的固定装置是十字刀完成的，这时的刀具是不能运动的，如果不这样会损坏苹果，所以只有刀具可以在苹果内部进行旋转。
最后，就是切瓣，把苹果切成四瓣，当第二次的装夹以后，得到的就是一少部分的苹果已经被十字刀具切入，当然这次只要深深的切入就会分开四瓣，适当的外力就可得到我们需要的无皮，无核的苹果果肉。
九、执行装置及其传动装置图：
1、苹果的装夹：
苹果的装夹目的是为完成下面工序做准备。
由于苹果很脆，从外面装夹容易破坏苹果所以选择从苹果内部装夹的。
但为了不影响去皮的过程中不的影响整个工序过程和在转动的过程中不打滑，而且还能不伤到苹果，因此选用三棱刀。
如图；
图2三棱刀
三棱刀有三个刀面，它对苹果内部的破坏很小，受力面积大而且均匀。
能够良好的装夹苹果，具有很好的稳定性。
三棱刀从苹果后端部（后胡）装入，并带动苹果旋转以进行下道工序的去皮。
由于在去皮过程中三棱刀需要转动，其余时间可以不转动为了实现这种动停运动我们采用下面的方式如图
图3三棱刀传动图
因为我们总体上选用的是转盘式结构所以我们选用上图形式，当转盘转到去皮的工位时，让一直转动的辊子与上图啮合，然后带动其转动，当转到下一个工位时，自动更脱开这样就实现了动停的运动。
2、转盘：
选择转盘式，将三棱刀放在对面推行机构上，从而满足各个工位的工作，还缩短机器长度。
通过计算和对人的时间和工作效率的分析来定转盘上有多少个定位，转盘示意图：
图4转盘
本装置配备了两个转盘。
而两转盘在工作时有先后顺序故他的转动由两个槽轮机构来实现的，在完成制瓣过程中两个转盘还需要移动，为了能更好的使转盘的转动和移动配合得当我们选用圆柱凸轮结构。
如图
图5凸轮形式
3、苹果定位：
定位是续装夹之后下一道必要的工序，是将装夹好的苹果移动到指定的位置后加工。
当有人工把苹果插到三棱刀上后，为了使定位更牢固，为了减小劳动力，和一个准确的定位，选用一个推进的机构来完成苹果的定位。
保证机器运转时不脱落和移动，从苹果的后端插入三棱刀来看，苹果的后端可以采用机构推苹果的前端将苹果自动推入刀具中。
这样保证装夹定位的深度和要求。
执行构件的选用平面形状来推进苹果，使其在在推进中不发生转动和其他方向的移动。
而用对苹果表面不会产生影响，接触表面也大，不易压坏苹果表面，有利于去皮加工。
其运动形式，为直线往复式的运动。
机构如图
图6定位机构图
为了满足上述能实现往复运动我们选择了齿轮齿条来实现，这样是安装方便紧凑。
3去皮：
去皮必须要做到适度，去掉不合要求的部分即可。
去皮不足，不合要求，要增加工作量，去皮过度，原料消耗大，增加成本。
当苹果被装夹和定位完成后送入加工去皮工序时，因为苹果的一端装夹在三棱刀具上，要根据苹果的自身几何形状，本身的特征进行削皮.
当刀具在转动中，刀具的力量不宜太大，否则会使苹果碎裂而脱落，而且在切削到最后的根部时要注意死角的切削，还要根据苹果的几何形状来去皮，这样就要求了刀具有两种；一个是有仿型刀具来去皮，但由于苹果大小不一，无法用一把仿型刀来加工苹果的外皮。
另一个是用具有弹性的刀具，给其一定量的力来去苹果的外皮。
从苹果的特殊形状上看，如果采用简单的刀具不会实现凹凸不平的削皮加工，要在节省经济成本的基础上，削皮应该皮在0.5mm以内，甚至更加的精准，这样刀具的要求就更为精准和复杂。
根据大部分的苹果测算，设计出于苹果的圆弧状相似的刀具，让刀具在其表皮上方便的加工去皮。
所以刀具的刀刃应该为仿型的，那么下面应该让整个刀具有个弹性的变化。
所以为了实现这一特殊的要求，采用了仿形刀具。
选用苹果的圆弧状相似的刀具，让刀具在其表皮上方便的施工。
所以设计出来的仿形刀具在加工上，既能起到辅助作用，又能完全去掉皮。
去皮的刀具如图：
图7仿形刀
4、去核的另一端：
在苹果的表皮和一端的凹处去掉后，下一道接下来的就应该是去苹果的另一端的胡，但是此时的苹果还在装夹的机器上面，这就需要被加工苹果的转移，也就是从一端的夹具撞到另一端上，当然不会用人来实现，因为这时的苹果是纯净的，不能将其破坏，所以此时的苹果不能遭到任何的破坏。
为了考虑去皮后的连贯性。
采用将苹果自身从一个夹具拨到另一个的夹具上，这样能够降低在转移的过程中不产生的副作用，更好的保护好苹果的质量。
由于上两道工序完成后的苹果尾部还有一些皮的残留，我们采用换工位方式，将现在的苹果换到另一个转盘上，然后再在另一个转盘上完成去核的另一端胡。
换位是也要考虑到定位的准确所以选用凸轮机构来使实现，为了使结构紧凑，我们把他的运动与主轴上的转盘上的凸轮做成一体，这样不仅实现了转盘的往复运动也实现的换位是的定位准确，使机器紧凑和简便。
去核另一端胡的刀具如图
图8去胡的刀具图
5、去整核：
根据上面的描述，下面就是去掉整个的核，因为此时没有切瓣，所以核在果肉中，对其加工只能用仿形的插入刀具并有旋转的功能。
此时的苹果已经去掉了皮，所以在硬度上一定会有所减弱，所以要从苹果的自身来考虑，还不能直接用仿形刀来加工，还需要仿形刀具来处理，是苹果能承受应有的最小力。
所以在施刀之前先考虑应不应该打孔，因为前面的装夹已经有了孔，所以苹果的受害就大大的减小了。
打孔时采用一把很薄的刀具，插入苹果的一端，采用管刀的旋转，给苹果的轴向进给，这样无论从苹果的自身考虑，还是从整体的系统来说都是相当合理的。
这样去核刀具进入后，就会将核破坏掉，此仿形刀具是根据对果核的统计计算得到的统一的尺寸，使得应用到大部分的苹果的场合。
打孔刀如图
图9打孔刀
去核刀具如图：
图10去核
6、切瓣：
这是就完成可苹果制瓣机的最后加工过程。
切半：
首先，要从苹果的自身来考虑。
其实，夹具不能和去核发生那个干涉。
最后，夹具有利于切半的实现使机构运动。
根据这两点可以得出:
一，此时的夹具还要采用插具，使其固定，而且此时的状态不适合旋转，所以插具不能旋转，插具的中间应该是凹的。
二，把核的中间空出，为以后的去核留下足够的刀具施展空间，避免干涉。
三此插具应该是小的，避免伤害到苹果，并有利于切瓣。
从这三点看就可以确定插具的形式，应该是四片刀组成，刀片的刃不有接近四分之一的圆弧槽，四片在圆上对称排放。
这样即可。
这种插具能实现和去核刀具的不干涉，实现顺利切瓣，提高了工作效率，结构更加紧凑。
夹具如图所示：
图11切瓣刀
十、循环图
图12循环图
十一、传动系统路线图：
图12传动系统路线图
升级会员 