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包裝帶捆扎機機械畢業論文

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更新時間：2014-09-12
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包裝帶捆扎機機械畢業論文
目錄 1
第1章緒論 3
1.1課題背景 3
1.2 國內外發展現狀 3
1.2.1 包裝帶捆扎機國外發展狀況 3
1.2.2 包裝帶捆扎機國內發展現狀 4
1.2.3 包裝帶捆扎機存在的主要問題 6
1.3 本課題所做的主要工作 6
第2章整體方案設計 7
2.1 設計思路 7
2.2 方案選擇 7
2.2.1機械系統設計 7
2.2.2 控制系統設計 9
2.3本章小結 9
第3章機械系統設計 10
3.1 整體設計 10
3.2 送退帶機構各零部件的設計 10
3.2.1 捆扎機架的設計 10
3.2.2傳動軸的設計 11
3.2.3滾動軸承的選用 14
3.2.4傳動齒輪的設計 16
3.2.5鍵的選用 19
3.2.6摩擦輪的設計 19
3.3其他零部件的設計 20
3.3.1 電動機的選擇 20
3.3.2 送退帶機構同步帶的選用 21
3.3.3捆扎帶材料的選擇 23
3.3.4捆扎形式的選擇 23
3.4.5捆扎帶接頭形式的選擇 23
3.4本章小結 24
第4章三維建模 25
4.1 UG簡介 25
4.2捆扎機各零部件的三維建模 26
4.2.1捆扎機送退帶機構的三維建模 26
4.2.2捆扎機捆緊封接機構零件 28
4.2.3 電動機的模擬建模 29
4.3捆扎機的裝配 31
4.3.1底板與捆扎機主機架的裝配 31
4.3.2 送退帶機構的裝配 31
4.3.3捆扎機捆扎機構的裝配 32
4.3.4捆扎機封接機構的裝配 32
4.3.5捆扎機側板及支架的裝配 33
4.3.7 UG裝配簡介 33
4.4本章小結 34
第5章控制部分設計 35
5.1控制系統概述 35
5.2步進電機控制系統 35
5.2.1步進電機的特點 35
5.2.2步進電機的選擇 35
5.2.3步進電機的控制 36
5.3氣動控制的系統 36
5.3.1氣缸概述 37
5.3.2氣缸型號的選擇 37
5.4本章小結 37
總結 38
致謝 39
參考文獻： 40

第2章整體方案設計
2.1 設計思路
本文著重對包裝帶捆扎機的機械部分進行設計，將包裝帶捆扎機的機械部分設計成三部分，其中送退帶機構主要實現包裝帶的送帶與退帶，以及通過退帶將捆扎物捆緊待加熱，粘貼。夾壓剪切機構主要實現包裝帶的頂緊固定，并在包裝帶通過熱熔搭接器加熱融化后實現對帶的夾壓，以便使帶迅速粘結。在送退帶機構電機反轉進行退帶時，為避免退回的帶在機箱內纏繞齒輪及其它部件，本文將設計一個儲帶箱放在機箱內，存放多余的包裝帶，既增加了捆扎安全性，又使下次捆扎有足夠的緩沖時間。
為保證包裝帶捆扎機能夠高效正常運轉，特對本捆扎機的設計提出如下要求：
（1）各操作按鈕靈活、可靠，電路控制動作正常，電氣設備安全可靠.指示燈顯示正常。
（2）送帶長度可調整，送退帶正常，無撕裂現象。
（3）送帶停止時，帶盤剎車可靠。
（5）每道捆扎時間應不大于15s。
（6）捆緊力應可調，對采用寬度小于 13. 5 mm打包帶的捆扎機，單道最大捆緊力應不小于 200 N;用寬度不小于 13. 5 mm打包帶的捆扎機，單道最大捆緊力應不小于 250 N。
（7）燙頭溫升時間合上總開關后，燙頭從室溫升到 300℃ ，時間應不超過 5 min。
（8）燙頭表面溫度在 200-370℃范圍內應可調。
（9）接頭外觀無過熔現象，上、下層對齊，中心偏移量應不大于 1. 5 mm，接頭末端未燙部分長大于2mm。
（10）外觀質量
a.工作臺面平整、光亮，不應有銹點、凹陷等缺陷;
b. 表面涂漆或噴塑牢固、光滑、色澤均勻.不應有劃痕、磕碰等有損美觀的缺陷。
（11）最大捆扎體積為400 mm×400 mm×1200 mm
2.2 方案選擇
整個系統分為：機械系統和控制系統。
機械系統分為：送帶、退帶張緊機構，捆扎封接機構。
控制系統分為：步進電機控制系統，氣動控制系統。
2.2.1機械系統設計
機械系統分為：送帶、退帶張緊機構，捆扎封接機構。捆扎機原理圖如圖2.1所示

一、送帶、退帶張緊機構
送帶、退帶張緊機構主要完成捆扎帶送入和退出，由電機、摩擦輪、齒輪、同步帶輪、小軌道等部件組成。送退帶機構原理示意圖如圖2.2所示，在機器進入工作準備狀態時，捆扎帶通過摩擦輪正轉，依靠摩擦力使捆扎帶從儲帶箱中拉出送入軌道；當帶碰到觸動開關后，壓緊機構的第一壓頭將帶端壓緊，同時電機帶動摩擦輪開始反轉，將多余的帶從軌道中拉出退入儲帶箱中，已達到使紙箱捆緊的目的。

圖2.2 送退帶機構原理示意圖
二、捆扎封接機構
捆扎封接機構原理示意圖如圖2.3所示。捆扎帶在進行捆扎時，其帶頭和帶尾都需要用夾壓機構進行夾緊，以便完成熱熔搭接工作。夾壓機構共有三個壓頭，由安裝在同一軸上的三個凸輪分別控制，其中的第一壓頭夾壓帶頭，第二壓頭夾壓帶尾，兩層帶中間先由隔離器隔開，然后再由隔離器引導熨頭進入兩層帶子中間，以待熱熔搭接。
捆扎帶收緊捆繞在包裝件上后，為了使它在流通過程中不松散，就必須將捆扎帶的兩端構成牢固的連接，才能保證捆扎的可靠與安全。捆扎帶在封接壓頭，即第三壓頭的作用下，由電熱板對其加熱使帶表面熔融，然后經過加壓冷卻而得到熔接連接。

圖2.3 捆扎封接機構原理示意圖
2.2.2 控制系統設計
研制包裝帶捆扎機的一個重要任務就是要實現打捆過程的半自動化或盡可能自動化。氣動控制方式與電氣、液壓控制方式一樣，是實現生產過程自動化的常用的方式之一。隨著電氣控制技術在氣動元件中不斷的進步和發展，一系列高性能的氣動元件的出現，如快速響應的電磁閥，位置感應氣缸等，使得氣動元件更加易于進行遠距離的操作控制。因此，氣動系統在很多自動化設備中正得到越來越廣泛的應用。
在打捆過程中，包裝帶壓板以及熱熔搭接器的驅動由氣缸來實現，相對于電機控制而言，氣缸在實現來回伸縮控制方而有其獨特的特點和優勢;具有動作實現簡單，可大大減少輔助機構的設計(相對于電機控制而言)。氣缸的運動過程由電磁閥進行控制，簡單易行。另外，實現捆扎速度可調通過凸輪軸上的步進電機來實現，機電配合的整個工作過程如下:
（1）接通電源,單片機開始工作,燙頭開始加熱升溫,溫度的自動調節通過單片機自動控制.
（2）按下“送帶”按鈕,電機正轉,實現送帶,送帶2s后電機停轉。
（3）手動將帶拉出，將包裝帶纏繞捆扎物一周，當帶碰到行程開關后，步進電機運轉，第一頂桿將捆扎帶頂緊。
（4）2s后電機反轉，實現退帶，對包裝件進行捆緊，2s后停轉，此時第三頂桿將帶另一端頂緊。
（5）第二頂桿上升將包裝帶切斷并迅速下移，熱熔搭接器開始對包裝帶加熱，第二頂桿再次上升，將兩片包裝帶夾緊粘貼。
（6）氣缸收縮，將壓帶側板抽出，捆扎完成。
2.3本章小結
本章主要根據打捆機的工作流程提出了包裝帶捆扎機的總體設計方案，主要內容包括:
（1）給出了包裝帶捆扎機的技術參數和要求;
（2）提出了打捆機的系統總體設計方案，包括機械系統、控制系統、采用的捆扎方式和材料等。
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