纸箱胶带封箱机设计：提高生产效率、降低成本、保护环境的智能包装解决方案

纸箱胶带封箱机设计：提高生产效率、降低成本、保护环境的智能包装解决方案

概括

包装机械可以大大提高生产效率，并加速产品的持续更新；降低劳动力强度并改善劳动条件；节省材料，降低成本并保护环境；有利于包装产品的卫生并提高产品质量。该项目旨在密封纸箱胶带机，该纸箱使用传送带驱动器来密封盒子，该盒子经济，快速且稳定。该解决方案是一种非常成熟的技术，广泛用于生产实践中。

这次设计的纸箱胶带密封剂可以根据纸箱规格手动调节宽度和高度，并且可以独立操作或与自动化一起使用（http：\/\/.china。 （http：\/\/.china。在工作过程中，当盒子进入工作空间时，盒子在底部的传送带下方前进。当盒子运行到工具支架位置时，盒子将放弃工具支架和前胶带按轮，而后胶带按轮则以同步运动为动作，前胶带将车轮在四杆机构的动作下进行放弃，并将前胶带粘合到纸箱上并密封。随着盒子的前进，胶带不断被拉出并密封在盒子上。当盒子的后部离开工具固定器时，由于四杆机构的作用，前胶带按钮与后胶带压板的运动一致，并且工具支架受弹簧弹性力的影响，并重置并弹出以切断磁带。当盒子移动以离开后胶带式车轮时，由于可调节的弹簧返回效果，后胶带式车轮也被重置，因此，连接到盒子的最后一个胶带也附着在盒子上，完成后盒密封任务。本文详细介绍了该盒密封剂设计的步骤和基础。包括设计方案，电动机选择，桌部零件设计，顶级零件设计和刀片设计的选择。

关键字：盒子密封机；四杆机制；表组件；齿轮；滚筒

完整的图纸加上

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目录

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第1章简介1

1.1项目背景1

1.2盒子密封机的开发状态1

1.2.1外国密封机的发展状态1

1.2.2国内盒密封机的开发状态2

1.3项目研究的内容和采用的方法4

1.4技术参数要求4

第2章计划设计5

2.1传输机构解决方案设计5

2.2.1解决方案1：间歇传输5

2.1.2解决方案2：连续传输6

2.2包装机制设计6

2.3设计计划确定7

2.3.1确定输送机制的设计计划8

2.3.2确定盒子密封机构的设计计划8

2.3.3确定调整机制的设计计划8

第三章传输设备设计9

3.1电动机选择9

3.1.1电动机的性能和分类9

3.1.2选择电动机时应全面考虑的问题9

3.1.3选择10种传输机制的电动机

3.2传输比的分布12

3.3计算每个轴12的运动和动态参数

3.4选择还原器14

3.4.1还原性能和分类14

3.4.2还原类型14的选择

3.5驱动器设计15

3.5.1平坦腰带驱动器15

3.5.2 v带驱动器16

3.6主轴第19部分的设计

3.6.1选择轴材料19

3.6.2测定每个轴段的直径和长度19

3.6.3纺锤体的负载分析21

3.6.4轴验证22

3.6.5轴承强度检查24

3.7耦合选择25

3.8辊设计和计算26

第4章：包装密封机构设计27

4.1工作台高度的调整机制27

4.2纸箱宽度调整机制27

4.2.1导杆的设计27

4.2.2宽度调整机制27

4.3纸箱高度调节结构28

4.4工具支架组件设计29

4.5刀片设计29

4.6皮带压力机构的设计30

第5章安装，操作和每日维护32

5.1安装盒密封机的预防措施32

5.2盒密封机的每日维护32

5.3盒密封机及其故障排除方法的常见故障32

结论34

参考35

致谢36

第1章简介

1.1项目背景

包装机械可以大大提高生产效率，并加速产品的持续更新；降低劳动力强度并改善劳动条件；节省材料，降低成本并保护环境；有利于包装产品的卫生并提高产品质量。增强市场销售的竞争力；延长产品的保质期，促进产品的循环；减少包装站点的面积并节省基础设施投资。因此，设计和安装自动包装机械在提高产品质量和生产效率，消除处理错误并降低劳动力强度方面表现出非常明显的影响。

随着社会的发展，盒装机器在各种机器中起着越来越重要的作用。包装是产品进入循环场的必要条件。实现包装的主要手段是使用包装机。同时，随着时代的发展和技术的发展，盒装机器在循环场中起着越来越重要的作用。随着科学和技术的持续发展以及各种食品加工产品的出现，已经提出了针对包装技术和包装设备的新要求。盒子密封机是包装机的必不可少的一部分。它主要使用胶带密封纸箱。密封尺寸可以根据纸箱的大小随意调整。密封盒是平坦的。上部和下密封动作可以一次完成，可以在一台机器上操作或与装配线一起使用。它被广泛用于家用电器，纺织品，百货商店，医学和其他行业。

目前，盒装机器的竞争变得越来越激烈。将来，盒装机器将与工业自动化的趋势合作，以促进包装设备的整体水平的改善，并开发多功能，高效和低消费包装设备。盒子密封机技术也正在发展以下趋势：机电一元，多样化的机器功能，标准化的结构设计，智能控制和高精度结构运动[1]。

1.2盒子密封机的开发状态

随着世界科学技术的发展，发达国家将核能技术，微电子技术，激光技术，生物技术和系统工程融合到传统的机器制造技术中。新的合金材料，聚合物材料，复合材料，无机非金属材料和其他新材料也得到了促进和应用。盒子密封机的集成，智能，网络和灵活性将成为未来开发的主流。

1.2.1国外密封机的开发状态

外国盒密封机行业技术的开发通常已经贯穿以下阶段：简单机械化，初级自动化，自动盒密封机和计算机控制的高度自动化密封机。

在1940年代中期，包装机是第一个在食品，香烟，火柴和其他行业中使用盒子密封机来密封产品包装盒的机器。例如，英国巧克力包装密封和美国饼干包装密封称为包装盒密封行业的先驱。在1950年代，光电管和电气开关被广泛用于盒子密封机上，以实现盒子密封机的主要自动化。在1960年代，各种新的电子组件被广泛用于形成盒子密封机的控制系统，并采用了机器，电气，液压和气动性等综合技术来创建自动盒密封机。在1970年代，由于电子计算机被用来控制盒子密封机，因此我们进一步了解了微控制器和自动盒密封机的水平。在1980年代，盒子密封机行业采用了大量的高科技技术，例如微电子技术，激光技术，超声波技术和光纤，从而使盒子密封机和生产线高度自动化，使用效果更加理想和可靠，以及包装密封质量。经过60多年的发展，外国箱子密封机的开发已形成了一个独立而完整的系统，成为机器制造业的重要分支。

美国包装行业始于20世纪初，自第二次世界大战以来已经迅速发展。它逐渐建立并形成了一个完整而独立的工业系统，包括包装材料，包装工艺和包装机。包装行业的总产出价值占国民经济总产量价值的3％。根据美国行业调查和分析，盒装密封剂的最大用途是食品行业，其次是饮料行业，家庭清洁用品和化妆品行业，药品用品和烟草业。在美国具有有前途的前景的盒子密封剂是：水平枕头微型计算机控制，配备伺服电机和电源控制装置的包装机，具有良好的膜张力。将来，微电子，计算机，工业机器人，智能，图像传感技术和新材料将被广泛用于包装机中，使包装机越来越自动化，高效和节能。

在计量，制造和技术性能方面，德国的盒子密封剂是世界一流的。该国生产的完整啤酒和饮料填充设备的生产速度很快，自动化高和良好的可靠性。它主要反映在：工艺流的自动化和高生产效率的自动化中，这满足了短交付时间和降低过程流量成本的要求；设备具有更高的灵活性和灵活性。它主要反映在生产，结构灵活性和供应灵活性的灵活性中，以满足产品更新的需求；它使用计算机和仿真技术来提供完整的设备集，并具有低故障率，并且可以提供远程诊断服务；它的环境污染较少，主要包括噪声，灰尘和废物污染。

在意大利生产的盒子密封机中，有40％是食品盒密封机，例如糖果包装机，茶包装机，填充机等。产品的特征是出色的外观，出色的性能和廉价的价格。意大利包装机行业的最大优势是它可以根据用户需求设计和生产，并可以确保设计，生产和测试完成良好，并实现监督，检查，组装，调整和用户需求分析。

日本是盒装机器中的后起之秀。它仅在第二次世界大战后发展，但是

开发速度非常快。从1960年代到1970年代，盒子密封剂的输出价值每年增加20％。在1970年代初期，它达到了世界高级水平，并成为第二大包装国家。盒子密封剂的平均年产量为600,000台（集合），年增长率为10％。快速发展的原因是日本擅长引入，模仿，创新和运营。

德国的盒子密封剂也非常发达。它拥有几个包装机工厂，这些工厂被认为是世界上最大的包装机构，其包装机产品被广泛用于导出。

此外，英国，法国，瑞典，瑞士和其他国家的盒装密封机业具有自己的优势。他们一直在开发新的盒装密封机，并且都有长期的盒装密封机来提供家庭和国外市场[3]。

1.2.2国内盒密封机的开发状态

（1）我国家的盒子密封机概述

解放之前，我国家的盒子密封机基本上是空白的。大多数产品不需要包装，只有少数产品被手工包装，因此没有说它们没有包装。仅上海，北京，天津和广州等几个主要城市包括啤酒，苏打水机器和从英国和美国进口的香烟包装机。

解放后的30年中，我国的盒装密封剂的发展非常慢。 1956年，我的国家生产了第一台小型香烟包装机。在1960年代，我的国家生产了水果葡萄酒和啤酒填充机。在1970年代，木材逐渐开发了真空包装机，但是尚未形成包装行业系统。

在1980年代，由于国民经济的迅速发展和对外贸易的持续扩展，人们的生活水平得到了显着改善，产品包装要求越来越高，并且紧急需要进行机械化和自动化，这极大地促进了包装机器的开发。包装机的地位在国民经济中占据了越来越重要的地位。

自1990年代以来，包装机业的平均增长率为20％-30％，开发速度比整个包装行业的平均增长率高15％-17％，比传统机械行业的平均增长价值高4.7％。包装机业已成为我国国民经济中必不可少且非常重要的新兴行业。

随着我国商品经济的繁荣和人们的生活水平的改善，盒装密封剂包装技术的前景非常乐观。近年来，该国增加了对食品和药物的质量和安全性的监督，并为食品的生产，加工和包装技术提出了新的要求。许多生产企业已将资金连续投资，以改造包装设备和创新生产技术，这在一定程度上提高了我国家的盒装密封机的水平和市场竞争力。

尽管我国家的盒装密封机的包装技术水平有所提高，但与发达国家相比，我国家的包装技术显然仍处于弱点。产品品种，技术水平和产品质量存在某些差距。此外，我国包装机业中约有30％的企业具有低级的重复结构。这种情况不仅浪费了有限的资金，人力和其他重要资源，而且在包装机市场中引起了混乱和混乱，阻碍了行业的健康发展，并限制了包装机的升级以及我国家中小型食品企业中包装技术的创新。

我国的大多数包装机是单台机器，具有低技术内容和自动化程度。它们在新技术，新工艺和新材料中的使用量较少，这些新技术无法满足我国粮食企业开发的当前要求。为了改变技术，一些食品公司必须花费大量资金来引入一些完整的食品包装生产线，这些产品具有先进的技术，高生产效率和国外的高包装准确性，从而导致大部分国内市场份额被外国品牌所占据。我国的食品包装机开发空间仍然很广，需要紧急开发食品包装机包装技术的水平。

最近，随着包装机的技术内容的越来越多，国外已将许多先进技术应用于包装机器，例如长距离遥控技术，步进运动技术，自动灵活性补偿技术，激光切割技术，信息处理技术等。中国的一些现有包装机的某些现有包装机具有低技术内容和较少的高级技术。家庭包装机的低水平重复构造阻碍了行业产品的升级和创新。此外，包装机市场越来越垄断。目前，除了瓦楞纸箱包装机和一些在中国具有一定规模和优势的小包装机外，其他包装机几乎都在系统和规模上。尤其是一些全球包装市场的大型包装机公司（集团）垄断了市场需求量很大的完整包装生产线，并且包装机零件的生产是专门的。国际包装行业非常重视改善包装机加工和整个包装系统的共同功能。因此，包装机零件生产的专业化是开发中不可避免的趋势。许多零件不再由包装机工厂生产，而是由某些通用零件工厂生产的。一些特殊零件是由高度专业的制造商生产的。真正著名的包装机厂可能是装配工厂。产品正在发展为多功能和单一高速极化。包装机的最终作用是提高生产效率并使产品多样化。面临市场需求以及如何赶上发达国家甚至超过包装机，以及如何提高独立创新的步伐，并努力在短时间内开发具有独立知识产权和国际高级水平的一批产品，是我国家的盒子密封机器公司面临的紧急任务[4]。

1.3项目研究的内容和所采用的方法

该项目的研究内容是：盒子密封机的原理和结构。首先，为设计过程的每个部分制定计划，例如传输计划，结构计划，皮带按压机构，盒密封机构等，并使用计划的比较要求来确定最佳计划，然后基于此计划进行特定的设计，例如强度验证，尺寸选择，材料选择，材料选择等。

要采用的方法是一种理论推导和计算图分析的方法。机械设备的现代设计方法还为我们提出了许多新想法，例如使用CAD/CAM的机理运动分析，机理机理分析和设计。在设计过程中，我们应该以全面的方式使用这些方法来使设计更详细。此外，应尽可能优化我们的设计，以实现满足要求的成本效益。

1.4技术参数要求

（1）包装速度：≥15盒/分钟

（2）合适的纸箱大小：长度180〜500mm，宽度150〜500mm，高度125〜500mm

（3）密封胶带的宽度：36mm，48mm，60mm

（4）使用的磁带类型：OPP胶带

（5）工作台高度：750mm-785mm

第2章解决方案设计

2.1传输机制解决方案设计

2.2.1解决方案1：间歇性传输

（1）凹槽机制

凹槽轮由一个主动表盘，一个驱动的凹槽轮和框架组成。主动表盘以一定的加速度以恒定的速度旋转。当活动表盘上的圆形销未进入凹槽轮的凹槽时，凹槽轮上的内凹锁弧被表盘的凸锁弧卡住，凹槽轮是固定的；当活动表盘上的圆形销进入凹槽轮时，表盘锁定弧与凹槽轮锁定弧分开，并且表盘拉动凹槽轮旋转，直到将圆形销与凹槽轮的凹槽分开。该周期实现了凹槽轮的间歇运动，如图1：

图1凹槽机制

（2）曲柄连杆机构

这种机制实际上是一种双曲柄机制。在曲柄的驾驶下，中间连杆可以通过圆圈在杆上的任何点移动。依靠连杆上的特殊结构，它可以促进其上的项目以实现间歇性传输，如图2所示

图2曲柄连杆机构

（3）其他机构

可以实现间歇运动的其他机制包括齿轮不完整，曲轴机制等，这些机制尚未在此处选择，因此不会给出详细的描述。

2.1.2解决方案2：连续传输

运动驱动的输送带直接由速度变化系统驱动，以实现连续传输。速度变化系统是通过皮带变速箱，齿轮变速箱和扁平皮带变速箱实现的。

2.2盒子密封机构的设计

盒子密封机构的特定功能是用密封胶带密封纸箱，切断胶带，然后返回初始状态等待下一项工作。

该机制主要依赖于纸箱的运动，滚筒的滚动和弹簧的修复力（未绘制弹簧）来按下胶带。纸箱通过每种机制后，该机制依赖于弹簧的弹性力来恢复初始座椅。特定计划图如图3所示：

图3框密封过程的示意图

2.3设计计划的确定

上述各个机构的设计方案具有其优势和缺点，需要进行比较和分析以选择最终方案。

2.3.1确定输送机制的设计计划

间歇传输的一个很大的优点是可以与其他设备定期处理，但是如果电动机速度保持不变，则其传输距离和停留时间是固定的。考虑到现实纸箱的大小的不确定性，在这里选择间歇性传送带并不是很有意义，因为如果纸箱的大小变化，则无法保证该设备可以正常工作。此外，间歇性传输工作效率较低，无法满足快速密封的要求。因此，输送机制选择连续传输。该机芯由电动机提供，并通过皮带变速箱，齿轮变速箱和传送带依次传输到密封机构。

2.3.2确定盒子密封机制设计计划

盒子密封机构的解决方案可以简单地设计为两个滚筒。当盒子从右到左行驶时，将滚筒1推开，辊2将用滚筒1移动并抬起刀片；胶带连接到盒子上，然后继续向前移动，直到盒子穿过滚筒2，滚子2向下移动，滚筒1随滚筒2向下移动。由于滚子1的向下移动，刀片将向下驱动，因此胶带将被切断。当盒子完全传递时，机制将返回到初始状态（依靠弹簧返回到初始状态，未显示在图中）。

图4盒密封机构的改进图

2.3.3确定调整机制的设计计划

（1）高度调节机制使用螺钉，并确定为手动调节。由于单线螺钉具有良好的自锁特性，因此请选择一个单线螺钉，其螺纹直径为30mm，螺距为10mm，矩形螺纹牙齿和5mm的螺纹齿高度。

（2）使用具有相反旋转方向的螺钉对水平宽度进行调整，可以在两侧进行对称调整。

第三章传输设备设计

根据上述选定的输送机制方案，采用了连续传输，即运动驱动的输送带直接依赖于速度变化系统的运动输出来实现连续传输。速度变化系统是通过皮带变速箱，齿轮变速箱和扁平皮带变速箱实现的。结构如下所示：

图3-1传输设备的简单图

1- Belt 2- 3-V Belt 4 5摩托车

3.1电动机的选择

3.1.1电动机的性能和分类

电动机可以分为两类：交流电动机和直流电动机。以下是对这两种电机的讨论：

（1）交流电动机

交流电动机是简单，耐用，可靠，易于维护，价格低廉和硬性特征，但起步和速度调节性能较差，在光负载期间的低功率因素，并且通常在机械中广泛使用而没有速度调节要求。在可变频率电源下，可以平稳的速度调节。

（2）直流电动机

直流电动机具有良好的速度调节性能，范围很大，并且使用电子控制，可以完全适应各种机械负载特性的需求。但是，它是昂贵的，维护的复杂，需要直流电源，因此仅在交流电机无法满足要求时才使用。其中，串联激发电动机的特征是其较大的起始扭矩，较大的过载能力，柔软的特性以及适用于电力牵引机械等。双链电机的起始扭矩和过载能力大于夹具电动机的启动扭矩和过载容量，但是速度调节范围略微狭窄。

3.1.2选择电动机时应全面考虑的问题

选择电动机时应全面考虑的问题：

（1）根据机械的负载特性选择电动机的类型，以及启动，制动，反向，电动机的速度调节等。

（2）根据载荷扭矩，速度变化范围和起始的频率程度要求，请考虑温度上升限制，超载能力和电动机的启动扭矩，选择电动机的功率。所选电动机的功率应保持边缘，负载速率通常为0.8至0.9。过多的备用功率将降低电动机的效率，对于感应电动机，其功率因数将恶化。

（3）为温度，湿度，灰尘，雨水，腐蚀，易燃和爆炸性气体以及其他因素选择必要的保护方法。

此外，在选择电动机时，您还必须考虑各种因素，例如操作可靠性，设备供应条件，安装和维护困难以及生产过程前后产品价格，建筑成本以及电动机功率变化。

3.1.3用于此传输机制的电动机类型

由于该设计中的电动机用于为传输机制提供动力，因此负载稳定，并且在室温下连续运行，并且生产批量很小，因此根据工作要求和工作条件选择了三相异步电动机，并且代码为Y系列。同时，对于其广泛的适用性，使用了380V电压50Hz的频率。

一个选择电动机的功率（容量）

运动功率选择是否合适将影响电动机的运行和经济性。如果电源太小，则无法保证工作机的正常操作。如果电源太大，电动机的价格将高，并且效率和功率因数较低，从而导致浪费。

可以根据电动机的额定功率选择具有稳定负载（或较小变化）和长期连续操作（例如传输机）的机械，而无需验证电动机的加热和启动扭矩。选择时保证

在哪里 - 电动机额定功率，KW；

- 工作机需要的电动机功率；

所需的电机功率计算如下

在其中 - 工作机所需的有效功率取决于工作机器的过程电阻和操作参数；

- 从电机到工作机的总效率。

传输设备的总效率取决于传输设备的组成。多阶段系列传输的总效率是：

b确定电动机的速度

选择电动机时，除了选择合适的电机系列和容量外，还需要适当的速度。因为具有相同容量的相似电动机可以具有不同的旋转速度。当电动机相对于工作机器而言太高时，传输比不可避免地会增加，从而导致复杂的变速箱设备，增加了外轮廓尺寸和高生产成本。当选择电动机速度太低时，优势和缺点恰恰相反。因此，在确定电动机速度时，您应该分析和比较，权衡利弊，然后选择最佳解决方案。

考虑包装速度，包装盒长度：180mm〜550mm，因此传送带速度应达到：