包装带捆扎机机械毕业论文
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目录 1
第1章 绪 论 3
1.1课题背景 3
1.2 国内外发展现状 3
1.2.1 包装带捆扎机国外发展状况 3
1.2.2 包装带捆扎机国内发展现状 4
1.2.3 包装带捆扎机存在的主要问题 6
1.3 本课题所做的主要工作 6
第2章 整体方案设计 7
2.1 设计思路 7
2.2 方案选择 7
2.2.1机械系统设计 7
2.2.2 控制系统设计 9
2.3本章小结 9
第3章 机械系统设计 10
3.1 整体设计 10
3.2 送退带机构各零部件的设计 10
3.2.1 捆扎机架的设计 10
3.2.2传动轴的设计 11
3.2.3滚动轴承的选用 14
3.2.4传动齿轮的设计 16
3.2.5键的选用 19
3.2.6摩擦轮的设计 19
3.3其他零部件的设计 20
3.3.1 电动机的选择 20
3.3.2 送退带机构同步带的选用 21
3.3.3捆扎带材料的选择 23
3.3.4捆扎形式的选择 23
3.4.5捆扎带接头形式的选择 23
3.4本章小结 24
第4章 三维建模 25
4.1 UG简介 25
4.2捆扎机各零部件的三维建模 26
4.2.1捆扎机送退带机构的三维建模 26
4.2.2捆扎机捆紧封接机构零件 28
4.2.3 电动机的模拟建模 29
4.3捆扎机的装配 31
4.3.1底板与捆扎机主机架的装配 31
4.3.2 送退带机构的装配 31
4.3.3捆扎机捆扎机构的装配 32
4.3.4捆扎机封接机构的装配 32
4.3.5捆扎机侧板及支架的装配 33
4.3.7 UG装配简介 33
4.4本章小结 34
第5章 控制部分设计 35
5.1控制系统概述 35
5.2步进电机控制系统 35
5.2.1步进电机的特点 35
5.2.2步进电机的选择 35
5.2.3步进电机的控制 36
5.3气动控制的系统 36
5.3.1气缸概述 37
5.3.2气缸型号的选择 37
5.4本章小结 37
总结 38
致 谢 39
参考文献： 40
第2章 整体方案设计
2.1 设计思路
本文着重对包装带捆扎机的机械部分进行设计，将包装带捆扎机的机械部分设计成三部分，其中送退带机构主要实现包装带的送带与退带，以及通过退带将捆扎物捆紧待加热，粘贴。夹压剪切机构主要实现包装带的顶紧固定，并在包装带通过热熔搭接器加热融化后实现对带的夹压，以便使带迅速粘结。在送退带机构电机反转进行退带时，为避免退回的带在机箱内缠绕齿轮及其它部件，本文将设计一个储带箱放在机箱内，存放多余的包装带，既增加了捆扎安全性，又使下次捆扎有足够的缓冲时间。
为保证包装带捆扎机能够高效正常运转，特对本捆扎机的设计提出如下要求：
（1）各操作按钮灵活、可靠，电路控制动作正常，电气设备安全可靠.指示灯显示正常。
（2）送带长度可调整，送退带正常，无撕裂现象。
（3）送带停止时，带盘刹车可靠。
（5）每道捆扎时间应不大于15s。
（6）捆紧力应可调，对采用宽度小于 13. 5 mm打包带的捆扎机，单道最大捆紧力应不小于 200 N;用宽度不小于 13. 5 mm打包带的捆扎机，单道最大捆紧力应不小于 250 N。
（7）烫头温升时间 合上总开关后，烫头从室温升到 300℃ ，时间应不超过 5 min。
（8）烫头表面温度在 200-370℃范围内应可调。
（9）接头外观无过熔现象，上、下层对齐，中心偏移量应不大于 1. 5 mm，接头末端未烫部分长大于2mm。
（10）外观质量
a.工作台面平整、光亮，不应有锈点、凹陷等缺陷;
b. 表面涂漆或喷塑牢固、光滑、色泽均匀.不应有划痕、磕碰等有损美观的缺陷。
（11）最大捆扎体积为400 mm×400 mm×1200 mm
2.2 方案选择
整个系统分为：机械系统和控制系统。
机械系统分为：送带、退带张紧机构，捆扎封接机构。
控制系统分为：步进电机控制系统，气动控制系统。
2.2.1机械系统设计
机械系统分为：送带、退带张紧机构，捆扎封接机构。捆扎机原理图如图2.1所示
一、送带、退带张紧机构
送带、退带张紧机构主要完成捆扎带送入和退出，由电机、摩擦轮、齿轮、同步带轮、小轨道等部件组成。送退带机构原理示意图如图2.2所示，在机器进入工作准备状态时，捆扎带通过摩擦轮正转，依靠摩擦力使捆扎带从储带箱中拉出送入轨道；当带碰到触动开关后，压紧机构的第一压头将带端压紧，同时电机带动摩擦轮开始反转，将多余的带从轨道中拉出退入储带箱中，已达到使纸箱捆紧的目的。
图2.2 送退带机构原理示意图
二、捆扎封接机构
捆扎封接机构原理示意图如图2.3所示。捆扎带在进行捆扎时，其带头和带尾都需要用夹压机构进行夹紧，以便完成热熔搭接工作。夹压机构共有三个压头，由安装在同一轴上的三个凸轮分别控制，其中的第一压头夹压带头，第二压头夹压带尾，两层带中间先由隔离器隔开，然后再由隔离器引导熨头进入两层带子中间，以待热熔搭接。
捆扎带收紧捆绕在包装件上后，为了使它在流通过程中不松散，就必须将捆扎带的两端构成牢固的连接，才能保证捆扎的可靠与安全。捆扎带在封接压头，即第三压头的作用下，由电热板对其加热使带表面熔融，然后经过加压冷却而得到熔接连接。
图2.3 捆扎封接机构原理示意图
2.2.2 控制系统设计
研制包装带捆扎机的一个重要任务就是要实现打捆过程的半自动化或尽可能自动化。气动控制方式与电气、液压控制方式一样，是实现生产过程自动化的常用的方式之一。随着电气控制技术在气动元件中不断的进步和发展，一系列高性能的气动元件的出现，如快速响应的电磁阀，位置感应气缸等，使得气动元件更加易于进行远距离的操作控制。因此，气动系统在很多自动化设备中正得到越来越广泛的应用。
在打捆过程中，包装带压板以及热熔搭接器的驱动由气缸来实现，相对于电机控制而言，气缸在实现来回伸缩控制方而有其独特的特点和优势;具有动作实现简单，可大大减少辅助机构的设计(相对于电机控制而言)。气缸的运动过程由电磁阀进行控制，简单易行。另外，实现捆扎速度可调通过凸轮轴上的步进电机来实现，机电配合的整个工作过程如下:
（1）接通电源,单片机开始工作,烫头开始加热升温,温度的自动调节通过单片机自动控制.
（2）按下“送带”按钮,电机正转,实现送带,送带2s后电机停转。
（3）手动将带拉出，将包装带缠绕捆扎物一周，当带碰到行程开关后，步进电机运转，第一顶杆将捆扎带顶紧。
（4）2s后电机反转，实现退带，对包装件进行捆紧，2s后停转，此时第三顶杆将带另一端顶紧。
（5）第二顶杆上升将包装带切断并迅速下移，热熔搭接器开始对包装带加热，第二顶杆再次上升，将两片包装带夹紧粘贴。
（6）气缸收缩，将压带侧板抽出，捆扎完成。
2.3本章小结
本章主要根据打捆机的工作流程提出了包装带捆扎机的总体设计方案，主要内容包括:
（1）给出了包装带捆扎机的技术参数和要求;
（2）提出了打捆机的系统总体设计方案，包括机械系统、控制系统、采用的捆扎方式和材料等。
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