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ENGLISH0755-88840386水果黄瓜自动包装机的设计研究
发布时间：2019-08-12 19:07:00 |来源：中国知网
在现代温室生产中，水果黄瓜是其中一种重要的 经济作物，所生产的水果黄瓜形状和质量基本一致。为了便于黄瓜的储存和运输，都要采用可降解的盒 子，用电热包装机进行保鲜包装，然后贴上标签，其包装过程中人的劳动强度较大。本课题针对水果黄瓜 的特点，对水果黄瓜自动包装机的总体方案和传动方案进行了设计，并对关键部件进行了校核计算，能实现水果黄瓜的自动包装和贴标签，还设计有自动称重 计价等功能。
1 总体方案设计
水果黄瓜自动包装流程图，如图 1 所示。
1. 1 落料装置
利用一个开有 6 个槽的转轮来完成主运动，每 3 个槽一组，将黄瓜载于槽内，两组呈对称分布，槽的大小要求与包装的黄瓜尺寸吻合，黄瓜陷落于槽中。随着转轮的转动，从顶部的进料口到达底部的落料口， 再从落料口掉到正下方的托盘中，转 1 圈完成两个包装，此机构中有一个辅助转轮与主转轮相互配合，可使落料口中的黄瓜因不会堆积而准确落入槽中，保证了包装的质量。
1. 2 托盘输送机构
输送机构由两部分构成，托盘传送带机构和托盘上推机构。托盘传送带机构设有张紧轮，以便时刻保持传送带的正常运行，利用传送带将托盘依次输送到托盘上推机构，等待该机构将托盘上推到工作面，以 便黄瓜准确掉入。上推机构是一个摆杆机构，行程为120mm。
1. 3 托盘推送装置
托盘推送装置是一个连杆机构，将装有黄瓜的托 盘推入封切装置，等待封切刀片将已裹在黄瓜与托盘上的保鲜膜切断并且封合，行程为 330mm，主轴转速为 1 /3 r /s，方向为逆时针，每 3s 完成一次完整运动。
1. 4 封切装置
封切装置由摆杆机构和一对封切工作头组成，摆 杆机构的行程为 70mm，主轴转速为 1 /3r /s，方向为逆时针，每 3s 完成一次完整运动。封切工作头由上下两个工作面组成，下工作面是静止固定在底座上的，上面镶嵌有封切板和封切刀槽。上工作面是联接在摆杆机构上的，上面镶嵌有封切板和封切刀，与下工作面相互吻合，可以完成保鲜膜的切断和封合。
1. 5 热封装置
热封装置由传送带机构和加热板组成，装有黄瓜的托盘在传送带上经过时，加热板对其加热，使保鲜膜收缩，与托盘紧密贴合，与外界空气隔绝，达到保鲜的要求。带轮转速为 1 /3 r /s，方向为逆时针，盘装黄瓜在传送带的时间与加热的时间相同为 3s。
1. 6 称重贴标记数装置
称重贴标记数装置由传送带、电子秤、打印机贴标滚轮，记数头和控制面板组成。电子称将测得的质量传输给打印机，打印出的标签上有黄瓜单价、质量、总价、黄瓜产地等相关信息，通过打印口附在盘装黄瓜，在盘装黄瓜通过贴标滚轮时将其压紧。记数头利用光电扫描，将统计到的数量显示在控制面板上。
2 设计要点
2. 1 部件的选用
原动机的选择: 选用 Y90L － 6 三相电机，6 级，同步转速 1 000r /min，满载转速 910r /min。 减速机选用: 为了降低电机的转速，得到较大的扭矩，以满足工况要求，选用一级蜗杆下置减速机，输入功率为 2kW，输入转速 960r /min，传动比为 1∶ 100， 传动效 率 为 0. 82，精度等级为传动 8c，GB10089 －
1988。
减速机技术要求为:
1) 零件装配前使用煤油清洗，滚动轴承采用汽油 清洗。
2) 保持侧隙不小于 0. 115mm。
3) 蜗杆轴与蜗轮轴上轴承方向的游隙为0. 25 ～ 0. 4mm。
4) 涂色检查接触斑点，沿齿高不小于 55% ，沿齿长不小于 50% 。
5) 空载试验。在 n = 1 000r /min，L － AN68 润滑油条件下进行，正反转各 1h，要求减速器平稳，无撞击声，温升不大于 60℃ ，无漏油。
6) 箱体外表面涂深灰色油漆，内表面需要涂耐油 油漆。
7) 箱内装全损耗系统用油 L － AN68 至规定高 度。间歇机构的选用: 为适应各种包装工艺，采用连 杆间歇机构，根据要求，使用几何作图法确定各个机 构的具体尺寸。连杆机构运动时序图，如图 2 所示。 传动带的选用: 选用同步带，以保持各机构的准确配合运作，由于是黄瓜包装，承受的载荷较小，选用 轻型 L075; 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
- 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
- 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
- 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
- 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
- 同步带轮的宽度统一使用双边挡圈带轮， 宽度为 26. 7mm。
2. 2 关键部分校核
2. 2. 1 托盘推送装置的校核
托盘推送装置中的连杆机构为本系统中的主要受力部分，对其进行校核。黄瓜平均每条的质量是 150 ～ 200g，一个托盘重约 25g，一个完整的盘装黄瓜最大质量为 530g。托盘的材料为可降解塑料，与其接触的工作面为铸铁材料，摩擦系数为 0. 25。传动轴最细处的直径为 35mm，所用是 普 通 平 键，尺 寸 为 宽 8mm，高 7mm，长 度 为40mm。杆间的联结销钉直径为 8mm。联结销钉和连接平键为此机构中的最细构件，先对联结销钉进行校核。联结销钉的材料为 20 钢，［τ］
= 30MPa。 经过计算，由于［F］> F1 和［F］> F2，3 杆之间联结销钉的安全系数分别为安全系数分别为［F］/F1= 475. 6 和 S =［F］/F2 = 604. 8，所以足够安全。平键的安全系数为 S =［F］/F3 = 162. 8，所以足 够安全。 因此，连杆机构符合设计要求，足够安全。
2. 2. 2 电机的校核
经计算，M有效 > M总 。因此，电机的功率满足设计 要求。
3 结论
针对水果黄瓜的特点，开发出的水果黄瓜自动包装机，能实现水果黄瓜的自动包装和帖标签，还结合有自动称重计价等强大功能，3 条一包，能实现每小时完成 1 200 包的工作量，大幅度地提高了劳动生产率降低了成本，也大幅度降低了工人的劳动强度、改善了劳动条件。该机的使用利于被包装产品的卫生，避免了包装过程中人手和黄瓜的直接接触，提高了产品包装质量，增强了市场销售的竞争力。
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