包装贴标机毕业设计

目录第1章绪论………………1．1概述………………1．2国内外包装机械的发展及现状………………1．2．1国外发展状况………1．2，2国内发展状况………1．3贴标机的特征和设计要求………………1．4本设计的研究设想…………第2章平面贴标机的总体设计………………2．1系统功能需求分析……………2．2系统总体方案设计……………2．2．1工艺分析………………2．2．2贴标机的总体结构设计………………2．3本章小结………………………………第3章平面贴标机的机构设计…………………3．1纸盒输送装置的结构设计………3．2上糊机构的结构设计………………3．3卷筒标签送标技术的研究………3．3．1标签输送机构的基本结构………………3．3．2传动部分计算………………3．3．3供纸辊的结构设计………………3．4标签裁断装置的设计………………………………3．5标签上贴装置的设计………………………………3．6本章小结………………………………第4章贴标机关键部件的强度校核…………………………4．1键的选择和校核…………………………4．1．1键的选择………………4．1．2键联结强度计算…………………4．2轴的校核………………4．3滚动轴承寿命的计算………………4．4本章小结………………结论……………………………………………………参考文献………………………………………………致谢……………………………………………………第1章绪论1.1概述现代工业生产，如食品、医药、日用品、电子产品等生产中，主要包括的三个基本环节——原料处理，中间加工和产品包装。包装是工业生产中相当重要的环节，其中的产品贴标签在包装中又显得尤为重要。贴标签机械是使产品实现机械化、自动化的根本保证，因此自动贴标签机在现代工业生产中起着相当重要的作用。1、可以大幅度提高生产效率，如啤酒贴标的生产率可高达30000瓶／h，这是手工无法比拟的。2、降低劳动强度，改善劳动条件，如果是手工贴30000个啤酒标签，就要重复动作30000次，用自动贴标机可以使工人从繁重的体力劳动中解放出来，从而大大改善了工人的劳动条件。3、避免人手与产品的接触，有利于产品的卫生，有些产品如医药、食品等对卫生的要求条件很高，手工作业或多或少肯定对产品的质量有一定的影响，采用机械避免了人手与产品的接触，减少了对产品的污染。4、减少工厂面积，节约基建投资，当采用手工作业时，由于用到的工人比较多，所以占用的场地比较大，基建投资比较多，而采用机械作业，产品及材料的供给比较集中，因而减少了包装的占地面积，可以节约投资。1．2国内外包装机械的发展及现状1．2．1国外发展状况在世界范围内，包装机械的发展历史比较短,科学技术发达的欧美各国大体上是在20世纪初起步，直到50年代才加大发展步伐。从20世纪初到第二次世界大战结束前，在医药、食品、火柴、日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化；50年代，包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主要元件的控制系统，实现了初级自动化；60年代，包装机中采用机电光液气综合技术明显增多，机种进一步扩大，在此基础上实现了专用的自动包装线；70年代，将微电子技术引入自动包装机和包装线，实现了由电子计算机控制的包装生产过程；从80至90年代初开始，在某些包装领域里将微机、机器人更多的应用于供送、检测、管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。由于社会上各方面的积极推动和有力的配合，逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报、教育、学术、管理等组织机构，进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国民经济中占据着重要地位。1968年，世界包装联盟宣告成立，各国的包装行业与学术团体更加发展壮大。根据近几年的统计资料得知，这些国家包装工业的总产值大约占国民经济总产值的2％左右；其中包装机械所占比重虽然不是很大，但发展迅猛，平均每年集合以10％左右的速度增长，现在投产使用的包装机械已经超过千余种，同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破，并且带动更多的产业部门进入包装行列。这种形式反过来又会影响科研、教育事业、要求未来有大批包装专家。因此，一般认为，一个国家包装工业的总水平基本能反映该国工业与科学技术现代化的进程。然而由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科技水平有所差异，以至各自的发展状况也出现一定的不平衡。美国的包装工业发展较早，门类比较齐全，基础扎实，水平很高。仅就机械制造业实力相当雄厚，其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化，自选市场蓬勃兴起，客观上要求包装机械沿着自动化方向发展，并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。有许多的工业企业和军事部门辅设包装研究机构，充分利用实验分析手段积极从事新产品的开发和应用，美国有很多大学设置了包装工程的科系和课程，把包装教育当作公认的、正规的学术领域。日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束后才发展起来。因善于引进、模仿、创新、经营，仅用十年时间就奠定了初步基础。如今，日本已经建立起了独立的包装工业体系，其包装工业总产值约为美国的一半而越居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂，侧重于开发中小型、半自动的包装机械及其配套设备，其技术水平好多己进入国际的先进行列。由政府自主的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。另外设有日本包装机械工业协会，它乃是本行业的全部业务活动中心【1】。德国的包装机械工业非常的发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总值仅次于美国，但每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是，它同意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国一样，结合本国的具体条件实行按机种的专业化生产，以利于充分发挥各自的优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如，德国的药品、酒类、日化用品包装机，意大利的糖果、茶叶、胶囊包装机，英国的卷烟、饼干包装机，法国的乳制品包装机，瑞士的巧克力包装机，瑞典的火柴、饮料包装机及纸箱、纸浆模塑除此之外，荷兰、丹麦、俄罗斯、加拿大等国家在发展自己的包装工业方面，也获得了长足的进步。1．2．2国内发展状况我国包装机械起步较晚，1980年尚未形成工业体系，改革开放后，我国包装机械得到迅速发展，年平均增长速度大30%，20世纪90年代后，仍以20%的速度增长，经过20多年的发展，我国包装机械已成为机械工业仲十大行业之一，无论是产量还是品种，都取得了令人瞩目的成就，全国包装工业总产值从1980年的72亿元增长到现在的23000多亿元，如今国内的包装工业每年为几万亿元的工农业产品和上千亿美元的出口商品提供包装，在国民经济发展中起到了重要作用。包装机械设计的类别主要有：测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为1．6～4万瓶/h，其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速运行的包装机，目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的包装机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是：(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法，如高速包装机械的动力学设计理论和方法等，对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；(2)产、学、研结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训；(3)整个行业缺乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法：(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机；(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围；(3)设计工作原理图、传动系统图；(4)设计关键零件，部件；(5)设计总装图方案和动作循环图；(6)设计部件图、总装图和零件图；(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核；(8)设计控制原理图、施工图等。而今，国内一些大学的设计软件，可以对包装机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构CAD／CAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际包装机械的设计中应用还不普遍。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识。现在，我国多种多样的贴标机已经出现在生产线上。应用最多的应该是圆径瓶自动贴标签机，如图l，l所示。图1．1立十圆径瓶贴标机侧面贴标机也同样广泛的应用在生产线上，如图1．2侧面自动贴标机，图1．3平面上面贴标机。图1．2侧面贴标机图1．3平面上表面贴标机对于一些不规则的物品还用到不规则面贴标机，如图1．4所示。图1．4不规则面贴标机未来10—15年中国包装工业的发展趋势。第一、2004年，中国包装工业总产值预计将达到3000多亿元，年递增速度达7％左右，其中纸包装制品将达到1900万吨，塑料包装制品预计达到504万吨，金属包装制品预计达到288万吨，玻璃包装制品可望达到1050万吨，包装机械将达到67万台套。第二、从2006年到2010年，包装工业的总产值预计达到4500亿元，保持平均每年的增速为7％。第三、从2011年到2015年，包装工业总产值可达到6000亿元，平均每年以6％的速度增长。到2015年，纸包装制品可达到3600万吨、塑料包装制品946万吨、金属包装制品491万吨、玻璃包装制品1550万吨、包装机械120万台套。第四、包装工业结合产业结构调整，会更多地体现在产品的消耗降低、结构优化、品种改善、质量提高和竞争力的增强。符合消费升级、科技进步和可持续发展的产品将加速增长。中国将对中高档包装原辅材料和高档机械设备的进口给予足够的重视。第五、到2020年，中国包装工业将满足全面建成小康社会的需求，建成一个科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人才资源优势得到充分发挥的新型中国包装工业[1]。包装机械业是包装工业的配套行业，在轻工机械行业中占有重要的地位。多年来，包装机械为包装业提供了重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。越来越多的包装业人士认为：包装业的发展出路在于包装机械的发展。试想在十多年前，我国包装机械行业技术非常落后，我国包装行业大量进口包装机械，在此同时，包装机械行业也在吸收消化国外先进技术的基础上不断创新，如今已形成了完整的行业体系，包装机械的技术水平也不断提高，不仅满足了国内的需要，有不少包装机械还出口创汇。然而，相对于国外包装机械的发展，我国仍有不小的差距，为此，今后一个时期我国包装业正面临着大的发展机遇，所以包装机械也将会有较大的发展。所以自动贴标机的设计将为中国包装业的发展起到积极的推进作用。1．3贴标机的特征和设计要求贴标机的功能就是能够对产品(这里指包装盒体)完成自动贴标工序；而应用范围是指对不同的产品有贴标的能力。一般来说，减少功能和缩小应用范围可以简化机器结构、降低创造成本、提高生产率、易于实现自动化。反之，增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高。其主要特征可表现在以下几个方面。1、贴标质量与生产率贴标的质量主要是指所贴标签的的一致性以及贴的牢固性。总体上是指对产品外观的影响。生产率常用的是记件生产率，即单位时间内所贴的件数，又称理论生产率。生产率越高，对机械的制造精度、零件材料的选用、润滑条件、自动控制等要求就越高，同时对标签材料的要求也越高，所以要根据生产规模、技术可能以及经济合理行来确定生产率的高低。2