開題報告-拖鞋自動生產(chǎn)線整形及封裝裝置設(shè)計

拖鞋自動生產(chǎn)線自動整形及封裝裝置設(shè)計開題報告一、綜述1、課題的背景及意義隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)一步推進(jìn)和人民生活水平以及物質(zhì)需求的逐步提高，我國的鞋類制造業(yè)也迫切需要進(jìn)入下一階段。中國作為世界上較大的鞋類制造生產(chǎn)國，二十一世紀(jì)初中國鞋類制造行業(yè)通過低廉的生產(chǎn)力成本吸引了大量的世界資金，促進(jìn)了我國輕工業(yè)的蓬勃發(fā)展。但是就目前我國的鞋類生產(chǎn)方式而言，由于鞋類制作的工藝過程較為復(fù)雜，大多數(shù)的制鞋工廠仍然是采用人工流水線的方式來進(jìn)行鞋類生產(chǎn)過程中的分揀，縫合及包裝，在我國社會與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展過程中，生產(chǎn)力成本不斷增加，在與印度、越南等國家的競爭中逐漸失去了優(yōu)勢，正因如此，自動化的生產(chǎn)線對于我國鞋類制造的發(fā)展十分重要。由于自動化的生產(chǎn)線的不斷更新進(jìn)步，包裝工業(yè)得也以超速發(fā)展，包裝機(jī)械業(yè)迎來了良好的發(fā)展機(jī)遇[1-2],作為食品、藥品、日用品的配套行業(yè)包裝設(shè)備業(yè)面臨巨大商機(jī)，據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會預(yù)計，從2011年到2015年，食品與包裝機(jī)械業(yè)總產(chǎn)值有望突破6000億元，每年平均增速達(dá)16%。我國包裝工業(yè)快速發(fā)展中的主要問題，是技術(shù)含量高的成套設(shè)備仍依賴進(jìn)口，每年花費大量外匯進(jìn)口成套高端設(shè)備。我國包裝機(jī)械對國外高端技術(shù)的過度依賴，已經(jīng)嚴(yán)重制約了包裝工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。大多數(shù)包裝產(chǎn)品的技術(shù)含量體現(xiàn)在加工工藝和技術(shù)裝備上，工藝是核心，裝備是關(guān)鍵，包裝設(shè)備在包裝工藝中居于主導(dǎo)地位。雖然大量先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)大大加快了包裝工業(yè)的發(fā)展速度，縮小了我國包裝工業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距，但國外技術(shù)裝備價格昂貴，一些中小企業(yè)無力引進(jìn)，不利于我國包裝行業(yè)技術(shù)水平的整體提高，也不利于發(fā)展自己的知識產(chǎn)權(quán)，同時不利于培育自己的專業(yè)設(shè)計人員，長此以往必將失去發(fā)展的控制權(quán)和市場的主動權(quán)。傳統(tǒng)的包裝機(jī)包裝品種單一.通用性不好[3],不能滿足日益增長對包裝多樣化、個性化的需求。小型包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)眾多，在低端技術(shù)產(chǎn)品上競爭激烈，以引進(jìn)國外先進(jìn)多伺服控制技術(shù)為核心的包裝機(jī)械已在國內(nèi)少數(shù)企業(yè)出現(xiàn)，自主知識產(chǎn)權(quán)的拖鞋自動整形及封裝裝置的產(chǎn)業(yè)化與普及化，有利于引領(lǐng)包裝機(jī)械制造行業(yè)走向行業(yè)前列。2、研究現(xiàn)狀及已有成果目前國內(nèi)外開始發(fā)展能夠適應(yīng)多品種、小批量的通用包裝機(jī)械和設(shè)備，具有一定的柔性，能滿足現(xiàn)代商品包裝多樣化的要求，從而使得包裝機(jī)械的形式日趨增多。本設(shè)計研究的為一種包裝機(jī)應(yīng)該能夠滿足鞋類生產(chǎn)中的自動整形與包裝封袋部分，主要包括整形、送料、送膜、制袋、縱封、橫封、切割、排氣、調(diào)節(jié)長度等功能的包裝設(shè)備。國外包裝機(jī)的主要特點[4-7]。（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模組化。用一臺包裝機(jī)可以完成對不同尺寸物料的包裝，只需利用原有機(jī)型的模組化設(shè)計，在短時間內(nèi)迅速進(jìn)行規(guī)格更換，或轉(zhuǎn)換為其它包裝形式的機(jī)型。例如利用枕型包裝機(jī)稍加調(diào)整，就可實現(xiàn)三角袋的包裝。（2）包裝速度快。目前，國外小袋包裝機(jī)單列包裝速度一般為30-80袋/分，很多公司推出的多列式包裝機(jī)（從2列到10列），使得包裝速度有了很大提高。如意大利ILAPAK公司的300和400系列枕型包裝機(jī)，包裝速度達(dá)到120袋/分；日本三光機(jī)械的FC-1000型小袋枕型包裝機(jī)，有12列，速度可達(dá)到1000袋/分。（3）運動精度高。采用各種新技術(shù)，通過伺服電機(jī)、編碼器及數(shù)字控制（NC）、可編程控制器PLC等高精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制各種動作，使得整機(jī)的制袋精度提高。（4）控制智能化、彈性化。國外大多機(jī)器，都能夠通過智能型控制儀表，觸摸屏上的菜單式應(yīng)用軟件，進(jìn)行跟蹤調(diào)整機(jī)器的各種參數(shù)。電子顯示屏可以改變袋的長度、包裝速度、包裝產(chǎn)量、熱封溫度等。采用光電系統(tǒng)的色標(biāo)跟蹤，保證包裝產(chǎn)品上印刷圖案的完整。而且，在工作過程中，可以在線進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷分析，一旦發(fā)生問題就自動停機(jī)，顯示出故障原因和解決方法。（5）包裝形式多樣化。國外的袋包裝目前有三邊封合袋、四邊封合袋、枕形袋、風(fēng)琴式和自立袋等。用戶根據(jù)市場的需要有很大的選擇空間。國內(nèi)包裝機(jī)的主要特點[8-12]。我國的包裝機(jī)械工業(yè)起步較晚。改革開放后，隨著國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，人類社會持續(xù)進(jìn)步，工業(yè)市場對包裝機(jī)械需求不斷增加，加上政府的廣泛重視與政策扶持，中國包裝機(jī)械得以迅速崛起，成為我國機(jī)械工業(yè)十大支柱產(chǎn)業(yè)之一。包裝機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用十分廣泛，包括食品、醫(yī)藥、電子電器、化工軍工、倉儲物流等各個行業(yè)。我國的包裝機(jī)械正進(jìn)一步朝著高速、高效、高質(zhì)的方向發(fā)展。巨大的市場發(fā)展空間和優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境吸引了眾多跨國企業(yè)和民營資本進(jìn)入印刷包裝機(jī)械行業(yè)，國外企業(yè)力爭國內(nèi)市場、本土企業(yè)奮發(fā)前行。大型、多功能，及自動化、聯(lián)動化、系列化的機(jī)種和機(jī)型，在市場環(huán)境下亦與日俱增，未來趨勢可觀，發(fā)展?jié)摿o限，行業(yè)競爭也愈加激烈。九十年代后，我國包裝機(jī)有了較快的發(fā)展。通過參考國外產(chǎn)品，進(jìn)行消化、吸收及自主開發(fā)、研制，技術(shù)上有了很大的提高，特別是產(chǎn)品功能和自動化方面也有了很大的進(jìn)步。但大多數(shù)產(chǎn)品技術(shù)含量較低，產(chǎn)品差異程度低，成熟產(chǎn)品技術(shù)易模仿和抄襲，造成低水平重復(fù)，阻礙了對包裝機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。在產(chǎn)品技術(shù)方面，國內(nèi)包裝機(jī)的主要特點：（1）速度低、品種少；（2）精度低；（3）可靠性低；（4）自動化和智能化水平低；（5）開發(fā)能力不足。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，對包裝多樣化的要求越來越多，技術(shù)換代在急，改革迫在眉睫，我們應(yīng)抓住這一大的機(jī)遇，大力發(fā)展包裝行業(yè)。改進(jìn)新技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)革新，發(fā)展高端技術(shù)，加快技術(shù)自主創(chuàng)新，提高包裝機(jī)械的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。研究內(nèi)容拖鞋自動生產(chǎn)線的自動整形及封裝裝置的設(shè)計主要考慮的是自動封裝機(jī)的設(shè)計，根據(jù)題目所給的要求以及多方面的查閱資料后，自動整形的機(jī)構(gòu)可以選擇較為簡單的限位即可，而自動封裝機(jī)構(gòu)則選擇設(shè)計一個三伺服枕式包裝機(jī)即可滿足要求。高度結(jié)合現(xiàn)有各種高新技術(shù)、新機(jī)構(gòu)以及新的控制方案，從而實現(xiàn)高速、高效、高質(zhì)量、低浪費且具有一定柔性化的鞋類包裝生產(chǎn)線。三伺服枕式包裝機(jī)的運動過程，包裝機(jī)的送料和送膜同步進(jìn)行，薄膜經(jīng)成型器成型后變?yōu)橥材ぃ瑫r物料被送進(jìn)筒膜內(nèi)，接著進(jìn)行縱向熱封，然后一起向前經(jīng)過橫封橫切部位，由橫封橫切刀對筒膜進(jìn)行橫向封切，最后輸出包裝成品。工作循環(huán)圖如圖2.1所示。圖2.1工作循環(huán)圖由系統(tǒng)功能來看，本課題的研究內(nèi)容和設(shè)計工作主要包括以下幾個方面：（1）三伺服枕式包裝機(jī)的組成部件和工藝流程。（2）伺服電機(jī)的選擇，傳動系統(tǒng)方案的擬定，運動及動力參數(shù)的確定。（3）送料裝置的組成及輸送計算。（4）送膜裝置的組成，力學(xué)分析及定位控制方式。（5）袋裝裝置即制袋制袋器的設(shè)計。（6）縱封裝置熱封形式的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計。（7）橫封橫切裝置熱封形式的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計。三、實現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)包裝機(jī)械的特點：1.包裝機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運動速度快，動作精度高，為滿足性能要求，對零部件的剛度和表面質(zhì)量等都有較高的要求；2.用于食品的包裝機(jī)要便于清洗，與食品接觸的部位要用不銹鋼或經(jīng)化學(xué)處理的無毒材料制成；3.進(jìn)行包裝時的作用力都較小，所以電動機(jī)的功率較小；4.便于靈活調(diào)整包裝速度、調(diào)節(jié)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力；5.在設(shè)計過程中注意標(biāo)準(zhǔn)化，通用性及多功能性。包裝機(jī)械的作用：1.大幅度的提高生產(chǎn)率；2.降低勞動強度，改善勞動條件；3.保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低成本；4.有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高包裝產(chǎn)品質(zhì)量，增強市場競爭的競爭力；5.延長產(chǎn)品保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通；6.減少包裝場地面積，節(jié)約基建投資。包裝機(jī)械的要求：設(shè)計包裝機(jī)械時，要使機(jī)械具有先進(jìn)的技術(shù)性、良好的實用性和機(jī)械制造工藝性。1.具有一定的適用范圍；2.具有較高的生產(chǎn)率；3.具有一定的工作精度；4.提高機(jī)械自動化程；5.提高“三化”程度，及包裝機(jī)的品種系列化、零部件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化；6.便于制造、操作、維修；7.降低包裝機(jī)的運行噪聲；8.提高包裝機(jī)的工作質(zhì)量；9.外形美觀。圖3.1枕式包裝機(jī)三維建模一般的枕式包裝機(jī)大致分為臥式枕型和立式縱型，在這里應(yīng)該選擇臥式的枕式包裝機(jī)，一般枕式包裝機(jī)主要由送料裝置，送膜裝置，制袋成型器，拉膜牽引機(jī)構(gòu)，縱封裝置，橫封橫切裝置，成品輸出裝置組成。（1）送料裝置送料裝置主要包括鏈輪、張緊裝置、輸送鏈條、推桿、導(dǎo)軌等構(gòu)件。輸送鏈條上安裝一定數(shù)量的推桿，推桿與鏈條鉸接在一起，在移動過程中借助導(dǎo)軌定向，置于鏈條上的塊狀物料，由隨鏈條運動的推頭推送向前移動，當(dāng)推桿走到終點時，將物料推入包裝膜內(nèi)，然后繞鏈上銷軸回轉(zhuǎn)滑下，通過張緊裝置定期張緊鏈條。（2）送膜裝置送膜裝置一般包括卷筒狀材料的支撐裝置、導(dǎo)向裝置、牽引輸送裝置。卷盤薄膜放置在支撐軸上，繞經(jīng)導(dǎo)輥導(dǎo)向，張緊輪張緊，再由牽引輸送輥（即驅(qū)動輥和壓膜膠輥）牽引，使薄膜向前輸送。時速度變化導(dǎo)致薄膜時松時緊時，由擺臂張緊裝置來調(diào)整薄膜保持適度的牽拉張緊狀態(tài)。圖3.2送膜裝置（3）制袋成型器制袋成型器是包裝機(jī)上袋成型的關(guān)鍵部件，是將薄膜材料折疊成各種袋型的專用裝置。其作用是使平面狀的包裝薄膜材料轉(zhuǎn)變?yōu)閳A筒狀，并產(chǎn)生封接邊，以便于包裝物料的進(jìn)入和縱向封口。圖3.3制袋成型瞬間（4）拉膜牽引、縱封裝置縱封裝置是完成制袋成型后筒狀薄膜縱邊封合功能的重要部件。輥式縱封器由縱封輥、加熱器和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)組成，可實現(xiàn)薄膜材料的連續(xù)縱封。輥面上可有直紋、斜紋或網(wǎng)紋等花紋。在縱封輥的前道工序，有輥式拉膜牽引裝置，保證包裝薄膜的不斷供送。工作過程，薄膜材料由等速相向回轉(zhuǎn)運動的拉膜輥，導(dǎo)入另一做等速相向回轉(zhuǎn)運動的輥式加熱輪內(nèi)，對薄膜加熱并進(jìn)行縱封動作，形成一道密封的縱縫，并繼續(xù)牽引薄膜往前運動，完成薄膜材料的施壓、加熱、封邊及拉膜牽引動作。在熱封期間，熱量由輥筒內(nèi)的熱電阻[14]通電后供給。圖3.4縱封裝置（5）橫封橫切裝置橫封橫切裝置是將經(jīng)縱封器縱向熱封合后的筒狀包裝材料，按照工藝要求的包裝袋長度規(guī)格進(jìn)行橫向封合和切斷。為簡化機(jī)構(gòu)設(shè)計、減小該裝置體積，將橫封和切斷裝置結(jié)合在一起設(shè)計。按照橫封橫切裝置運動形式的不同，可分為旋轉(zhuǎn)式橫封器和往復(fù)式橫封器兩種。根據(jù)橫封加熱方式的不同，可分為高頻加熱式、電加熱式、熱板式、脈沖電加熱式等。圖3.5橫封橫切裝置（6）成品輸出裝置成品輸出采用帶式輸送裝置[15]。屬輕載、短距離輸送，下部采用托板支承。輸送帶采用化纖織物帶（尼龍帶）。為改善輸送帶的性能，可對輸送帶表面涂敷表面防護(hù)層，如聚四氟乙烯。四、對進(jìn)度的具體安排時間任務(wù)第1周查閱資料、外文文獻(xiàn)，完成英文翻譯，確定方案撰寫開題報告初稿第2周修改開題報告，制作開題PPT，進(jìn)行開題答辯第3-4周完成相關(guān)理論計算，包括強度校核等第5-6周繪制裝配草圖，完成零件的詳細(xì)設(shè)計，進(jìn)行中期答辯第7-8周完善全部有關(guān)裝配及其零部件的設(shè)計，繪制正式圖第9-10周完成設(shè)計的裝配圖和零件圖的繪制第11-12周繪制設(shè)計的三位模型第13-14周編寫設(shè)計說明書和摘要，完成設(shè)計說明書初稿第15-16周完善設(shè)計說明書，進(jìn)行畢業(yè)答辯五、參考文獻(xiàn)[1]班琦，李志松，我國立式帶成型-充填-封口包裝機(jī)現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J]，包裝與食品機(jī)械，1999.17（1），23-27[2]秦保振，小袋自動充填包裝機(jī)的發(fā)展趨勢和多列小袋自動充填包裝機(jī)的特點[J]，機(jī)電信息，2004,24，21-23[3]簡析當(dāng)前真空包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，中國包裝工業(yè)[J]，2008.7，54-55[4]國內(nèi)外制袋填充包裝機(jī)的狀況分析，中國包裝工業(yè)[J]，2008.2，46-47[5]孫兵，國產(chǎn)顆粒袋包裝機(jī)與進(jìn)口袋包裝機(jī)的比較[J]，中國制藥裝備，2008（4），44-48[6]MaLihui,TanRunhua,ZhangHuangao,ZhangXiaohui,TRIZApplicationinConceptualDesignofPackagingMachineforDroppingPillofChineseTraditionalMedicine[J],ManagementofInnovationandTechnology,21-23June2006,600[7]潘小青.國外包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(12):215[8]劉道春.食品真空包裝機(jī)械發(fā)展及其應(yīng)用趨勢[J].湖南包裝,2014(1):19-22.[9]李廣宇.綠色包裝機(jī)械設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].工業(yè)技術(shù),2014.[10]史聯(lián)群.包裝機(jī)械行業(yè)的未來發(fā)展[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2014.[11]黃站立.世界包裝機(jī)械發(fā)展趨勢及我們的對策[J].湖南包裝,2007.[12]唐喚清,呂建華.我國包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國包裝工業(yè),2015(18):81-82+84[13]孫智慧，徐克非主編，包裝機(jī)械概論[M]，印刷工業(yè)出版社，2007，3-6[14]FabioSaccomanno,ElectriePowerSystems:AnalysisandControl,SeP29,2004[15]付君，郭超，田青松，新型掛面包裝機(jī)的輸送和稱重設(shè)計[J]，農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009.11,38[16]NiuLi&DingHaibo.(2020).ControlsystemdesignofpillowtypeautomaticpackagingmachinebasedonPLCandmotionmodule.Industrialcontrolcomputer(07),151-153[17]ChenYalin.(2020).Controlsystemdesignofthreeservopillowpackagingmachine.Packagingandfoodmachinery(01),61-63[18]ChenMingxia&ZhengYifeng.(2017).CharacteristicdesignofelectroniccamofpillowpackagingmachinebasedonPLCandservo.PackagingEngineering(23),167-171[19]GaoXue&YuanFei.(2019).DesignofpillowpackagingmachinecontrolsystembasedonSTM32andPLC.Packagingandfoodmachinery(03),19-23[20]YunShanqi,XuShixu,WangWei,WangPeng&ZhangJianxin.(2020).Controlsystemofpillowpackagingmachinebasedonelectroniccamflyingshear.ControlEngineering(10),1776-1780[21]孟康,陳田,吳入軍.枕式包裝機(jī)的縱封-橫封機(jī)構(gòu)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2018,56(03):12-14.[22]劉祎,李虹,李瑞琴,郝亮亮.現(xiàn)代包裝機(jī)械設(shè)計質(zhì)量綜合評價體系研究[J].包裝工程,2015,36(21):75-78+121.[23]劉揚,賀兵.枕式包裝機(jī)橫封機(jī)構(gòu)平衡設(shè)計[J].包裝工程,2008,29(12):83-85.題目拖鞋自動生產(chǎn)線自動整形及封裝裝置設(shè)計是否實物型畢設(shè)是□否eq\o\