自动计量秤设计说明书

摘要

自动包装生产线是实现薄膜材料包装粮食等粉料产品的一种包装设备，广泛应用食品、化工、日用品、医药、小五金等部门。随着人们对包装的需求多样化、个性化，自动包装机的应用愈加普遍。目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制，因此针对自动包装生产线关键部件的深入研究，对原理、结构、运动、功能等分析，提供结构简单可靠、操作方便、自动化程度高、用范围广的包装机是很有必要的。

本文在分析自动包装生产线上的自动计量系统使用要求的基础上，通过对关键部件的理论分析，提出一种实用、简单、可靠和通用的计量称重结构，并对关键部件进行设计验证，旨在满足市场需求，推动企业创新步伐。

关键词：自动包装生产线；计量称重结构；理论分析；设计验证。

Abstract

Automatic packaging production line is a kind of packaging equipment to realize

the film packaging materials such as grain powder products, widely used in food,chemical industry, daily necessities, medicine, hardware and other departments.Along with the people to the packaging needs of diversification and individuation,more and

more widespread application of automatic packaging machine. At present homebred equipment mostly of simple imitation of imported products, in-depth study which aimed at the key parts of automatic packaging production line,analysis of

the principle, structure, movement, function, provides a simple and reliable

structure, convenient operation, high degree of automation, with a wide range

of packaging machine is very necessary.

Based on the analysis of automatic measurement system of automatic packagingproduction line use requirements of the key parts, based on the theoretical analysis, put forward a kind of practical measurement, simple, reliable and

general weighing structure, and verify design of key parts, designed to meet themarket demand, to promote the pace of enterprise innovation.

Keywords:Automatic packaging production line; weighing structure; theoretical analysis; design verification.

目录

摘要

1任务说明 (4)

1.1 引言 (4)

1.2 背景 (4)

1.2 .1 自动计量称重机构的分类及介绍 (4)

1.2.2 典型计量充填机构 (5)

1.3 任务要求 (9)

1.3.1 性能参数 (9)

2 方案设计与选择 (11)

2.1 本次设计的特点 (11)

2.2 方案的选择 (11)

2.2.1 电机的选择..................................................... 错误！未定义书签。

3 参数计算............................. 错误！未定义书签。

3.1 齿轮设计及强度校核 ........................ 错误！未定义书签。

3.1.1 键的设计及强度校........................ 错误！未定义书签。

3.2 轴的设计及强度校核 ........................ 错误！未定义书签。

3.3 轴承的设计及强度校核 ...................... 错误！未定义书签。

3.4 轴承的设计及强度校核 ...................... 错误！未定义书签。设计总结................................ 错误！未定义书签。谢辞.................................... 错误！未定义书签。参考文献................................ 错误！未定义书签。

1任务说明

1.1 引言

现代经济生活中，绝大多数产品都需要经过包装成为商品，才能进入流通流域。而颗粒类产品的包装要借助包装技术及装备。所以电子自动计量机构在包装过程中是不可或缺的工艺手段。

自动包装生产线是包装设备中较为重要的一种形式，可广泛应用于一般粉料的自动包装，尤其适用于大批量的粮食转移、称重、封口、码放等过程。利用自动计量称重设备实现小麦、玉米等粮食类粉料的自动包装是提高装袋速度，减轻工人劳动强度的有效方法。

1.2 背景

1.2 .1 自动计量称重机构的分类及介绍

计量是物料包装的一个必要工序，其精确程度直接影响包装产品的质量。在自动包装机组中，计量机构可以是包装机的一个组成部分，也可与充填机构合二为一，可以是单独的计量机械。

根据被包装物料的特性和生产需要，计量可按其实重、容积，个数进行。

一、计数法

指包装物料按个数进行计量和包装的方法。

常用计数方法有如下：

1.单件计数

通常用于块状物料，可使物料单列定向排列并依次通过光电计数装置，光电计数器发出电信号输入计数电路进行计数，并由数码管加以显示。

当计数达到给定量时，控制信号即控制输送物料闸门，从而完成一次计数循环。

2.多件计数由计量腔一次装入多件物料进行计量。

3.转盘计数

主要适用于药片,钢珠等规则颗粒物料，它是在转盘上平均分布的扇区面

内均布一定数量的小孔，形成若干组均分的间隔孔区，改变每一扇形区的孔数即改变计数值。

4.履带计数多适用于片状和球形等规则物料计数，主要由具有若干匀布凹槽的履带带动物料依次通过传感器进行计数。

二、定容法

定容法广泛用于密度稳定的粉状、颗粒状、膏状物料的计量。

常见的有以下几种方法：

1.量杯式利用量杯的容积进行计量。

2.螺杆式利用螺杆的螺旋槽在单位转速中的总旋容积进行计量。

三、称重法

主要应用于受潮易结块，颗粒大小不均匀，密度的变化幅度较大的物料的计量。

1.间歇式称重

用于低速称量充填中，生产率低。

2.连续式称重

用于高速称量充填中。

1.2.2 典型计量充填机构

充填机构：是指将具有一定数量的被包装物料充填到包装容器内的包装机构。

按计量的方式分类：充填机构分为容积式充填机构、称重式充填机构和计数式充填机构三种。

按充填物的物理状态分类：则可分为粉料充填机构、颗粒充填机构、块状充填机构、膏状充填机构、液体灌装机构。

按充填机的功能分类：则又可分为制袋充填机、成型充填机、仅完成充填功能的充填机等。

本节是按第一种分类法来介绍几种典型充填机的结构原理。

（GB/T4122.2-1996包装术语.机械）

一、容积式充填机构

将被包装物料按预定的容量充填至包装容器内的充填机称容积式充填机，这类充填机适合于干料或稠状体物料。

主要机型有：量杯式、转鼓式、螺旋式、柱塞式、气流式、插管式及定时式等。

量杯式充填机：适合于小粒状、碎片状及粉末状等流动性能良好的物料充填。

生产中根据物料的视比重稳定性的好与差,量杯分为固定式和可调式两种根据据查阅的文献分析，国外埋刮板输送机的设计方法与研究手法并不同于国内。

二、称重式计量充填机构

容积式计量充填机构一般来说结构简单，操作方便，设备成本低廉, 因而应用相当普遍。但是它的计量精度(主要是物料的重量)并不高，特别是对一些流动性差、视比重变化较大或易结块产品的包装,往往效果就显得更差。

因此人们对计量要求较高的各类产品的包装,就采用按预定重量充填到容器中去的称重式计量充填机构。

称重式充填：是指事先称出产品的重量，然后再充填入包装容器内，这种充填机构叫做净重式充填机。如图1.1所示。

如果充填过程中称量产品是连同包装容器一起进行的,则此种充填机叫做毛

重式充填机，如图1.2 所示。

毛重式充填机多用于易结块或粘滞性强的产品的包装，如红糖包装等，但不适合容器重量较大或重量变化较大的包装。

在众多的称量装置中，最常用的有天平秤和弹簧秤两种。根据称重的形式不同,又分为间歇式和连续式两种。

1.间歇式称重装置

间歇式称重装置多用于低速称重充填机,它的效率甚低，常用的装置是双杠杆阻尼秤。

如要提高包装速度,可以在秤的称量料斗下面安放一个旋转格子盘，此格子盘将每次称重的物料等分成若干等份(如10等份),也就是说阻尼秤一次称了10份的重量,因而包装生产率就提高了十倍。

双杠杆阻尼秤,当称量值在500～1000g时，误差可控制在0.4％以内,所以称量精度还算较高。

图1.3示出了双杠杆阻尼秤的基本原理。其关系为：式中Gx 是由主秤杆所称重量G 主x 与副秤杆所称重量G 副x 的和构成，因而有：

2、连续式称量装置

间歇式称量装置只能用于低速称量充填中，故它的生产效率也相当低。

在现代化的生产中，高速称量充填机多采用连续称量装置，它可以大大提高生产率。

电子皮带秤是采用电子自动检测、控制物料流量的计量方法，并通过物料分配机构以实现等量供料。

图1.4是“电子皮带秤”的装置示意图

1-料斗 2-电机 3-闸门 4-皮带 5-秤盘 6-主秤杆 7-弹簧 8-张紧轮 9-漏斗 10-刷轮 11-导轮 12-变压器铁芯 13-差动变压器 14-油阻尼器 15-砝码 16-配重

电子皮带秤是由供料斗,盘式天平秤,传感器,皮带输送机构,电子控制系统及物料下卸分配机构等几部分组成,现进一步分述如下：

2

211c c c c e x L G L G L G ?+?=?x x x G G G 副主+=11主c c x L G G

?=2

21副c c c x L G L F G ?=?=

(1)料斗部件

料斗是储存物料及供给物料的部件。它随物料不同的流动性而有不同的形式。

对于流动性较好的粉粒物料，如结晶葡萄糖、麦乳精粉等物料，可以采用如图3.15所示闸门式的料斗装置。生产中如果秤盘部位处输送皮带上的物料层的重量有变化时，差动变压器13(即传感器)及时发出信号指令,可逆电动机闸门3启合，从而迅速改变料斗中流出的物料层截面大小。

对于流动性较差的物料,如奶粉、白糖等，则可采用电磁振动式料斗。这时传感器送出的信号指令改变电磁振动器振幅的大小，从而调节物料的流量。如果把电磁振动器配用于闸门料斗上时，那么物料流量控制的效果还会更好些，只是这种料斗的结构复杂得多。

三、计数式计量充填机构

在包装过程中,某些较大的颗粒状、块状及棒状物料,如糖果、饼干、面包等,由于生产的机械化、规格化、标准化,使这些产品各自都具有相同的份量和质量。因而这些产品在进行包装时,多采用计数定量充填机作业。

在二次包装中,一些袋装产品(如奶粉),盒式产品(什锦糖、果脯)等,也往往应用计数定量包装充填机械。

计数定量的方法一般分为两大类：

第一类:是被包装物料是有规则的整齐排列的，其中包括预先就具有规则而整齐的排列；其次是包装前经过供送机构将杂乱的被包装物品按一定的形式和要求进行排列,再进行计数的方法。

第二类:是从混乱的被包装食品的集合体中直接取出一定个数的计数方法。

1.3 任务要求

1.3.1 性能参数

本次设计在数据方面有如下要求：

机型：固定式量杯称重机构；

称重重量：25kg/包

称量速度：20包/小时；称量精度：±2%。

输送物料：颗粒物料。

2 方案设计与选择

2.1 本次设计的特点

本次自动计量称重机构的设计有以下几个特点：

（1）计量称重形式为容杯式量杯，属于定量式；

（2）物料称重次数，属于单次单秤机构；

（3）称重重量较大，这次设计选定为25kg/包；

（4）这次设计的自动计量称重机构的称量速度为20包/小时，称量精度为±2%。因此这次设计应该往轻型自动计量称重机构方面，而且能够移动；

（5物料是颗粒状物料，密度稳定、容量较大的物料包装计量

2.2 方案的选择

需要完整图纸及论文，请联系QQ545675353，另接定做毕业设计