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小型紅薯粉打捆機(jī)的設(shè)計(jì)

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小型紅薯粉打捆機(jī)的設(shè)計(jì)

小型紅薯粉打捆機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué) 生:喻享中
指導(dǎo)老師:高英武
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128)

摘要: 由于我國(guó)綠色環(huán)保食品行業(yè)的迅速發(fā)展,食品機(jī)械越來越受到人們的關(guān)注,捆扎包裝機(jī)械對(duì)食品銷售、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸顯得尤為重要。本文在相關(guān)捆扎機(jī)械理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一般常用機(jī)械的傳動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)紅薯粉絲進(jìn)行單帶式捆扎，其機(jī)械原理設(shè)計(jì)分為四個(gè)部分：送帶、收帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；紅薯粉絲間歇步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；壓帶、熱合、剪切凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；捆扎帶引導(dǎo)槽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。應(yīng)用現(xiàn)代ADAMS建模與仿真、VB進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析得出凸輪參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅薯粉絲的捆扎工作。
關(guān)鍵詞：捆扎；間歇；凸輪；引導(dǎo)槽；建模與仿真

Design of A Small Sweet Potato Powder Binding Machine
Student: Yu Xiangzhong
Tutor: Gao Yingwu
(Orient Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)

Abstract: Due to the rapid development of China’s green food industry, food machinery draws more and more people’s attention, package tying machine attaches much importance on food sale, storage, and transport. This article is on the basis of package tying, makes use of common mechanical drive control system, straps sweet potato starch noodles with one band, the principle of its mechanical design is divided into four parts: the design of the system of carousel and machine reel, sweet potato starch noodles intermission step conveyor, the cam mechanism for pressure, thermal sealing, shearing and bind guiding trough. It applied by modern modeling and simulation ADAMS, VB sports analysis cam parameters, therefore realized the package of sweet potato starch noodles.
Key Words: Tying; Intermission; Cam; Bind guiding trough; Modeling and Simulation

1 前言
在改革開放的浪潮中，包裝工業(yè)迅速崛起。人類進(jìn)行包裝活動(dòng)的歷史雖然很久，甚至可以追溯到人類產(chǎn)生之初，但包裝實(shí)際上形成為行業(yè)的時(shí)間并不長(zhǎng)。尤其是作為現(xiàn)代包裝行業(yè)，還是在世界工業(yè)革命之后，世界資本主義興起并將電子、化工、機(jī)械、生物工程、能源開發(fā)等現(xiàn)代科技應(yīng)用于開發(fā)商品新包裝，是自20世紀(jì)30年代開始的。所以說現(xiàn)代包裝工業(yè)的歷史，最多也只有半個(gè)世紀(jì)[1]。
當(dāng)今世界，隨著現(xiàn)代商品經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，大量涌現(xiàn)于市場(chǎng)的一切新商品，都需要有適時(shí)的新包裝[2]。這就必然促使現(xiàn)代包裝工業(yè)以與資本主義商品經(jīng)濟(jì)同樣的高速度相應(yīng)發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代包裝工業(yè)，自進(jìn)入20世紀(jì)70年代末期，經(jīng)過幾年的調(diào)整、準(zhǔn)備之后，于80年代初開始迅速發(fā)展。但由于起步晚、基礎(chǔ)薄弱，工程技術(shù)人才和管理人才極端缺乏，所以大大落后于世界先進(jìn)水平。
目前，在我國(guó)的包裝工業(yè)中，包裝機(jī)械還是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。已使用的包裝機(jī)械，無論在數(shù)量上、品種上都很少。包裝機(jī)械的生產(chǎn)也滿足不了包裝工業(yè)的日益增長(zhǎng)的需求。包裝工業(yè)的發(fā)展，必將推動(dòng)包裝機(jī)械的更快的發(fā)展。
隨著進(jìn)入WTO，我國(guó)的包裝工業(yè)將面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，大力研制包裝機(jī)械成了目前迫切的任務(wù)。現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展都很迅速，國(guó)家支持的西部大開發(fā)也取得了一些進(jìn)展，需要包裝美觀、實(shí)用，又要快速、經(jīng)濟(jì)[3]。
捆扎機(jī)械也在飛速發(fā)展，捆扎范圍增大，自動(dòng)化程度也在不斷提高，由人工打捆向機(jī)械自動(dòng)化邁進(jìn)并逐漸替代人工勞動(dòng)力。
捆扎機(jī)械在國(guó)民生產(chǎn)中的用途：1、保護(hù)功能。它可以將包裝物捆緊，扎牢并壓縮，增加外包裝強(qiáng)度，減少散包裝所造成的損失。2、方便。它可提高裝卸效率，節(jié)省運(yùn)輸時(shí)間、空間和成本。3、便于銷售、美觀、顧客易攜帶。
2 關(guān)于紅薯粉打捆機(jī)的研制開發(fā)的可行性報(bào)告
2.1 紅薯粉打捆機(jī)的目的和意義
近半個(gè)多世紀(jì)以來,隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、現(xiàn)代化,產(chǎn)品的包裝正以嶄新的面貌崛起,受到人們普遍重視。
現(xiàn)代包裝的基本含義是：對(duì)不同批量的產(chǎn)品,選用某種有保護(hù)性、裝飾性的包裝材料或包裝容器,并借助適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段實(shí)施包裝作業(yè),以達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量,同時(shí)設(shè)法改善外部結(jié)構(gòu),降低包裝成本,從而在流通直至消費(fèi)的整個(gè)過程中使之容易儲(chǔ)存搬運(yùn),防止產(chǎn)品破損變質(zhì),不污染環(huán)境,便于識(shí)別應(yīng)用和回收廢料,有吸引力,廣開銷路,不斷促進(jìn)擴(kuò)大再生產(chǎn)[1]。
2.2 國(guó)內(nèi)外的紅薯粉打捆機(jī)的研究現(xiàn)狀
無論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外,包裝工作已涉及到各行各業(yè),面廣量大,對(duì)人民生活、國(guó)際貿(mào)易和國(guó)防建設(shè)都帶來深刻的影響,甚至在現(xiàn)代生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況:未經(jīng)包裝出售的商品變得越來越少了,而且包裝上的失敗往往會(huì)使很好的產(chǎn)品得不到成功的銷售[18]。因而不妨這樣說,在將來,如果沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)和銷售;可是如果沒有先進(jìn)的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展,也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。
迄今,一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家,在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門,已經(jīng)程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動(dòng)化的生產(chǎn)過程,有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲(chǔ)存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。
大量事實(shí)表明,實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和自動(dòng)化,尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活性(或稱柔性)的自動(dòng)包裝線,不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向,同時(shí)也可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益[5]。
3 捆扎帶材料的選擇
人們很早就開始用鐵捆扎帶（簡(jiǎn)稱鐵腰子）來捆扎，組裝貨物。五十年代以后，各種合成材料捆扎帶相繼出現(xiàn)。
按捆扎帶的材料分為：金屬捆扎帶、聚丙烯塑料捆扎帶、聚酯捆扎帶、尼龍捆扎帶、加強(qiáng)捆扎帶、人造絲捆扎帶。
市場(chǎng)上常用捆扎帶有：塑料繩、發(fā)泡繩索、拉伸膜和收縮膜、膠帶。
表 1 捆扎帶材料性能對(duì)比表
Table 1 Banding belt material performance contrast table
捆扎材料斷裂強(qiáng)度（0.5×0.02英寸或13×0.5mm）張力的工作范圍接續(xù)張力伸長(zhǎng)回復(fù)率耐熱性耐濕性處理的難易程度
聚丙烯
聚酯
尼龍
鋼中等
中等
中等
最高最小
中等
中等
最大中等
良好
良好
最高高
中
最高
可忽略中等
良好
良好
優(yōu)秀高
高
低
高優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
中等
目前，國(guó)外常用的捆扎材料有鋼、聚丙烯、聚酯（PETP）和尼龍（PA）等四種。國(guó)內(nèi)，最常用的還是鋼帶和聚丙烯帶兩種，由于聚丙烯成本低，來源廣泛，捆扎美觀牢固，所以逐漸成為國(guó)內(nèi)一種主要的捆扎材料。表1列出四種最直接影響捆扎帶包裝性能的捆扎材料的特性。在非金屬捆扎帶中，以塑料捆扎帶的應(yīng)用最多、最廣。在塑料帶中由于聚丙烯帶具有成本低、機(jī)械通用性好、帶子色彩鮮艷、不吸收水分和消費(fèi)者便于割斷特點(diǎn)，對(duì)于不是特別沉重的貨物，目前國(guó)內(nèi)外多數(shù)皆采用聚丙烯帶進(jìn)行捆扎。
因此，本設(shè)計(jì)選擇聚丙烯帶作為捆扎機(jī)的捆扎帶，即PP帶。
4 小型紅薯粉打捆機(jī)的機(jī)械原理方案設(shè)計(jì)
4.1 機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)
為了便于運(yùn)輸、包裝、銷售，小型紅薯粉打捆機(jī)的工作是對(duì)定量，定長(zhǎng)的紅薯粉進(jìn)行捆扎，其主要包括如1圖所示部分。
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