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ENGLISH0755-88840386水果黃瓜自動包裝機的設計研究
發(fā)布時間：2019-08-12 19:07:00 |來源：中國知網(wǎng)
在現(xiàn)代溫室生產(chǎn)中，水果黃瓜是其中一種重要的 經(jīng)濟作物，所生產(chǎn)的水果黃瓜形狀和質量基本一致。為了便于黃瓜的儲存和運輸，都要采用可降解的盒 子，用電熱包裝機進行保鮮包裝，然后貼上標簽，其包裝過程中人的勞動強度較大。本課題針對水果黃瓜 的特點，對水果黃瓜自動包裝機的總體方案和傳動方案進行了設計，并對關鍵部件進行了校核計算，能實現(xiàn)水果黃瓜的自動包裝和貼標簽，還設計有自動稱重 計價等功能。
1 總體方案設計
水果黃瓜自動包裝流程圖，如圖 1 所示。
1. 1 落料裝置
利用一個開有 6 個槽的轉輪來完成主運動，每 3 個槽一組，將黃瓜載于槽內，兩組呈對稱分布，槽的大小要求與包裝的黃瓜尺寸吻合，黃瓜陷落于槽中。隨著轉輪的轉動，從頂部的進料口到達底部的落料口， 再從落料口掉到正下方的托盤中，轉 1 圈完成兩個包裝，此機構中有一個輔助轉輪與主轉輪相互配合，可使落料口中的黃瓜因不會堆積而準確落入槽中，保證了包裝的質量。
1. 2 托盤輸送機構
輸送機構由兩部分構成，托盤傳送帶機構和托盤上推機構。托盤傳送帶機構設有張緊輪，以便時刻保持傳送帶的正常運行，利用傳送帶將托盤依次輸送到托盤上推機構，等待該機構將托盤上推到工作面，以 便黃瓜準確掉入。上推機構是一個擺桿機構，行程為120mm。
1. 3 托盤推送裝置
托盤推送裝置是一個連桿機構，將裝有黃瓜的托 盤推入封切裝置，等待封切刀片將已裹在黃瓜與托盤上的保鮮膜切斷并且封合，行程為 330mm，主軸轉速為 1 /3 r /s，方向為逆時針，每 3s 完成一次完整運動。
1. 4 封切裝置
封切裝置由擺桿機構和一對封切工作頭組成，擺 桿機構的行程為 70mm，主軸轉速為 1 /3r /s，方向為逆時針，每 3s 完成一次完整運動。封切工作頭由上下兩個工作面組成，下工作面是靜止固定在底座上的，上面鑲嵌有封切板和封切刀槽。上工作面是聯(lián)接在擺桿機構上的，上面鑲嵌有封切板和封切刀，與下工作面相互吻合，可以完成保鮮膜的切斷和封合。
1. 5 熱封裝置
熱封裝置由傳送帶機構和加熱板組成，裝有黃瓜的托盤在傳送帶上經(jīng)過時，加熱板對其加熱，使保鮮膜收縮，與托盤緊密貼合，與外界空氣隔絕，達到保鮮的要求。帶輪轉速為 1 /3 r /s，方向為逆時針，盤裝黃瓜在傳送帶的時間與加熱的時間相同為 3s。
1. 6 稱重貼標記數(shù)裝置
稱重貼標記數(shù)裝置由傳送帶、電子秤、打印機貼標滾輪，記數(shù)頭和控制面板組成。電子稱將測得的質量傳輸給打印機，打印出的標簽上有黃瓜單價、質量、總價、黃瓜產(chǎn)地等相關信息，通過打印口附在盤裝黃瓜，在盤裝黃瓜通過貼標滾輪時將其壓緊。記數(shù)頭利用光電掃描，將統(tǒng)計到的數(shù)量顯示在控制面板上。
2 設計要點
2. 1 部件的選用
原動機的選擇: 選用 Y90L － 6 三相電機，6 級，同步轉速 1 000r /min，滿載轉速 910r /min。 減速機選用: 為了降低電機的轉速，得到較大的扭矩，以滿足工況要求，選用一級蝸桿下置減速機，輸入功率為 2kW，輸入轉速 960r /min，傳動比為 1∶ 100， 傳動效 率 為 0. 82，精度等級為傳動 8c，GB10089 －
1988。
減速機技術要求為:
1) 零件裝配前使用煤油清洗，滾動軸承采用汽油 清洗。
2) 保持側隙不小于 0. 115mm。
3) 蝸桿軸與蝸輪軸上軸承方向的游隙為0. 25 ～ 0. 4mm。
4) 涂色檢查接觸斑點，沿齒高不小于 55% ，沿齒長不小于 50% 。
5) 空載試驗。在 n = 1 000r /min，L － AN68 潤滑油條件下進行，正反轉各 1h，要求減速器平穩(wěn)，無撞擊聲，溫升不大于 60℃ ，無漏油。
6) 箱體外表面涂深灰色油漆，內表面需要涂耐油 油漆。
7) 箱內裝全損耗系統(tǒng)用油 L － AN68 至規(guī)定高 度。間歇機構的選用: 為適應各種包裝工藝，采用連 桿間歇機構，根據(jù)要求，使用幾何作圖法確定各個機 構的具體尺寸。連桿機構運動時序圖，如圖 2 所示。 傳動帶的選用: 選用同步帶，以保持各機構的準確配合運作，由于是黃瓜包裝，承受的載荷較小，選用 輕型 L075; 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
- 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
- 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
- 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
- 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
- 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪， 寬度為 26. 7mm。
2. 2 關鍵部分校核
2. 2. 1 托盤推送裝置的校核
托盤推送裝置中的連桿機構為本系統(tǒng)中的主要受力部分，對其進行校核。黃瓜平均每條的質量是 150 ～ 200g，一個托盤重約 25g，一個完整的盤裝黃瓜最大質量為 530g。托盤的材料為可降解塑料，與其接觸的工作面為鑄鐵材料，摩擦系數(shù)為 0. 25。傳動軸最細處的直徑為 35mm，所用是 普 通 平 鍵，尺 寸 為 寬 8mm，高 7mm，長 度 為40mm。桿間的聯(lián)結銷釘直徑為 8mm。聯(lián)結銷釘和連接平鍵為此機構中的最細構件，先對聯(lián)結銷釘進行校核。聯(lián)結銷釘?shù)牟牧蠟?20 鋼，［τ］
= 30MPa。 經(jīng)過計算，由于［F］> F1 和［F］> F2，3 桿之間聯(lián)結銷釘?shù)陌踩禂?shù)分別為安全系數(shù)分別為［F］/F1= 475. 6 和 S =［F］/F2 = 604. 8，所以足夠安全。平鍵的安全系數(shù)為 S =［F］/F3 = 162. 8，所以足 夠安全。 因此，連桿機構符合設計要求，足夠安全。
2. 2. 2 電機的校核
經(jīng)計算，M有效 > M總 。因此，電機的功率滿足設計 要求。
3 結論
針對水果黃瓜的特點，開發(fā)出的水果黃瓜自動包裝機，能實現(xiàn)水果黃瓜的自動包裝和帖標簽，還結合有自動稱重計價等強大功能，3 條一包，能實現(xiàn)每小時完成 1 200 包的工作量，大幅度地提高了勞動生產(chǎn)率降低了成本，也大幅度降低了工人的勞動強度、改善了勞動條件。該機的使用利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，避免了包裝過程中人手和黃瓜的直接接觸，提高了產(chǎn)品包裝質量，增強了市場銷售的競爭力。
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