李新

摘要：自動打包機應(yīng)用極其廣泛，多應(yīng)用于食品包裝，醫(yī)藥包裝，郵政包裹包裝等包裝類行業(yè)，并且它能有效地降低企業(yè)成本，使用更少的勞動力卻能有更好的收益，還能提高工作效率。本文主要對半自動食品打包機進行了設(shè)計，主要是對性能有更高的要求。首先對食品包裝機械行業(yè)的國內(nèi)外形勢進行了分析；分析了半自動食品打包機的各個功能機構(gòu)以及功能設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】包裝行業(yè) 半自動食品 打包機 國內(nèi)外形勢 功能機構(gòu)

1 引言

隨著人均收入的增加以及日益發(fā)展的商品經(jīng)濟，食品包裝機械的需求也越來越大，發(fā)展也越來越快。由于我國大多數(shù)人對自動化及半自動化概念理解不完善，這種情況在一定程度上阻礙了自動化與半自動化的發(fā)展，也因此我國食品包裝機械行業(yè)依舊落后，不少企業(yè)存在低水平重復建設(shè)，使得我國食品包裝機械的升級換代以及包裝技術(shù)的創(chuàng)新，都受到了制約，也而臨著不小的挑戰(zhàn)。為了滿足食品生產(chǎn)企業(yè)對包裝機械的要求，投入了大量的資金，促使我國食品包裝行業(yè)的水平和市場競爭力有了大幅度的提升，也促使我國的食品包裝機械有了更大的競爭力和市場。目前，我國的食品包裝機械大都科技含量不高，而且自動化程度相對發(fā)達國家也較低，這并不能滿足我國食品企業(yè)發(fā)展的對食品包裝機械的要求。許多食品企業(yè)從國外引進先進技術(shù)以及他們先進的食品包裝生產(chǎn)設(shè)備來改進技術(shù)，不但花費大量的資金，而且市場競爭力也并沒有太大的提高。因此，高質(zhì)量的研究和開發(fā)，以及打包機的高可靠性是十分必要的。

2 半自動食品打包機工作原理

半自動食品打包機利用彈簧的彈力使得手柄前端向上彈起，并使得電機與摩擦輪獲得一個向上的拉力，能夠有效實現(xiàn)方便捆扎帶順利進入摩擦輪與摩擦片之問，接著可人工手動拉起手柄并且將手柄前端下壓，將捆扎帶進一步固定牢固，接著打開步進電機的開關(guān)，電機帶動齒輪并通過摩擦輪將捆扎帶逐步拉緊，并轉(zhuǎn)動凸輪，使得切刀和熱熔頭進行下壓操作，實現(xiàn)捆扎帶對物品的密封連接，這樣就完成一個工作的打包循環(huán)。

3 半自動食品打包機的設(shè)計分析

3.1 整體設(shè)計要求分析

對于半自動食品打包機的設(shè)計需要滿足結(jié)構(gòu)工藝性要求、可靠性要求和經(jīng)濟性要求，具體來說：

3.1.1 結(jié)構(gòu)工藝性要求

在既定的生產(chǎn)條件下，零件的設(shè)計最終目的是要便于加工且加工費用較低，這樣才能實現(xiàn)有較高的效益。在對當前的加工工藝以及加工水平做到充分熟悉之后，進一步實現(xiàn)提高零件工藝性也是提高效益的必備條件之一，同時也是提高零件工藝的前提保障。合理的選擇毛坯，設(shè)計簡單合理的結(jié)構(gòu)，合理的精度，在零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計中都有十分關(guān)鍵的作用。

3.1.2 可靠性要求

零件的失效通常是隨機的，所以保障零件的可靠性就顯得十分關(guān)鍵，要實現(xiàn)保障零件的可靠性，我們必須在工作注意對零件保養(yǎng)、定時的維修和更換，以實現(xiàn)保障零件的可靠性的一直處于在較高的狀態(tài)和水平。

3.1.3 經(jīng)濟性要求

對零件生產(chǎn)的經(jīng)濟性一一就是有效降低食品打包的生產(chǎn)成本，利用便宜的材料來代替昂貴的材料是降低成本的基本的方法之一。此外，還可以提高毛坯的利用率等方式來減少零件加工中的不必要的浪費：大型零件應(yīng)用可以采用便于加工生產(chǎn)的小型零件組合而成來代替。

半自動食品打包機的總體設(shè)計如圖1所示。

3.2 各部件設(shè)計選擇分析

3.2.1 步進電機的選取

步進電機是將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移之后進行開環(huán)控制的電機，在現(xiàn)代控制中有著廣泛的應(yīng)用。步進電機在其額定負載之內(nèi)進行工作時，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只和控制其的脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)相關(guān)，與電機的受負載變化沒有直接關(guān)系。

對于步進電機的選取首先要確定電機的靜力矩。根據(jù)步進電機正常工作時的負載，其靜力矩的大小通常為摩擦負載大小的2·3倍，根據(jù)負載可以確定步進電機的靜力矩，另外步進電機的機座及長度也能根據(jù)相關(guān)參數(shù)隨之確定。步進電機的選取對其轉(zhuǎn)速也有特定的要求，通常電機的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之問成反比關(guān)系（即速度越快，轉(zhuǎn)矩越?。?，在步進電機低速運轉(zhuǎn)時，即電機的運轉(zhuǎn)速度在每分鐘幾百轉(zhuǎn)或以下時，會導致步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩較大，其大小接近靜力矩，但是達到1000-9000時步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩就變的比較小。

3.2.2 摩擦輪設(shè)計

摩擦輪在整個半自動食品打包機的機構(gòu)設(shè)計中有很大的作用，所以摩擦輪對材料的要求通常比較高，對于彈性模量大和摩擦系數(shù)高的材料的選擇就顯得十分重要，另外，還需要材料要有更高性能（即高強度和高耐磨性）以及便于加工且便宜的材料，這就可以選擇GCr15。

3.2.3 機架設(shè)計分析

半自動食品打包機要求其機架需要選材合適，因此保證機架重量相對較輕，較低的生產(chǎn)成本，就是機架設(shè)計的必要原則之一。而且保證機架的結(jié)構(gòu)合理性也是十分關(guān)鍵的，因為這樣就可以方便機架上的零件的安裝、修理和更換，能夠有效降低勞動人員的勞動強度，從而實現(xiàn)節(jié)省勞動力降低生產(chǎn)的成本的目的。這還有利于保證機架的工藝性（即包括機架本身內(nèi)應(yīng)力?。C架的抗振性能，耐腐蝕性以及機架導軌而的耐磨性也是機架設(shè)計要求中的不可忽視且重要的組成部分。

機座設(shè)計時，要對機座構(gòu)件截而材料和機座結(jié)構(gòu)等方而均需要結(jié)合具體的情況進行仔細的分析。為了充分利用材料，使材料均勻分布在材料截而上，那么結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布適應(yīng)材料的基本性能就顯的十分重要。而且機座的結(jié)構(gòu)要保證結(jié)構(gòu)連續(xù)性，這不但能夠降低機座的內(nèi)力，還可以節(jié)約材料，降低成本。綜合上述，并且還要考慮工作環(huán)境等因素，所以，通常機座選擇HT200灰鑄鐵較好。

4 結(jié)束語

本文分析了對半自動食品打包機零件的設(shè)計要求，以及半自動食品打包機整體設(shè)計，在做到充分了解的基礎(chǔ)上進行了分析和研究，并且給出了設(shè)計方案，并且在零件選擇上，滿足了許多要求，包括對機架和機座也進行了有選擇性的選擇。

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