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小型紅薯粉打捆機的設計

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更新時間：2014-12-22
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小型紅薯粉打捆機的設計

小型紅薯粉打捆機的設計
學生:喻享中
指導老師:高英武
(湖南農業大學東方科技學院,長沙 410128)

摘要: 由于我國綠色環保食品行業的迅速發展,食品機械越來越受到人們的關注,捆扎包裝機械對食品銷售、儲藏、運輸顯得尤為重要。本文在相關捆扎機械理論的基礎上，運用一般常用機械的傳動控制系統，對紅薯粉絲進行單帶式捆扎，其機械原理設計分為四個部分：送帶、收帶機構的設計；紅薯粉絲間歇步進輸送機構的設計；壓帶、熱合、剪切凸輪機構的設計；捆扎帶引導槽機構的設計。應用現代ADAMS建模與仿真、VB進行運動分析得出凸輪參數，實現對紅薯粉絲的捆扎工作。
關鍵詞：捆扎；間歇；凸輪；引導槽；建模與仿真

Design of A Small Sweet Potato Powder Binding Machine
Student: Yu Xiangzhong
Tutor: Gao Yingwu
(Orient Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)

Abstract: Due to the rapid development of China’s green food industry, food machinery draws more and more people’s attention, package tying machine attaches much importance on food sale, storage, and transport. This article is on the basis of package tying, makes use of common mechanical drive control system, straps sweet potato starch noodles with one band, the principle of its mechanical design is divided into four parts: the design of the system of carousel and machine reel, sweet potato starch noodles intermission step conveyor, the cam mechanism for pressure, thermal sealing, shearing and bind guiding trough. It applied by modern modeling and simulation ADAMS, VB sports analysis cam parameters, therefore realized the package of sweet potato starch noodles.
Key Words: Tying; Intermission; Cam; Bind guiding trough; Modeling and Simulation

1 前言
在改革開放的浪潮中，包裝工業迅速崛起。人類進行包裝活動的歷史雖然很久，甚至可以追溯到人類產生之初，但包裝實際上形成為行業的時間并不長。尤其是作為現代包裝行業，還是在世界工業革命之后，世界資本主義興起并將電子、化工、機械、生物工程、能源開發等現代科技應用于開發商品新包裝，是自20世紀30年代開始的。所以說現代包裝工業的歷史，最多也只有半個世紀[1]。
當今世界，隨著現代商品經濟高速發展，大量涌現于市場的一切新商品，都需要有適時的新包裝[2]。這就必然促使現代包裝工業以與資本主義商品經濟同樣的高速度相應發展，我國的現代包裝工業，自進入20世紀70年代末期，經過幾年的調整、準備之后，于80年代初開始迅速發展。但由于起步晚、基礎薄弱，工程技術人才和管理人才極端缺乏，所以大大落后于世界先進水平。
目前，在我國的包裝工業中，包裝機械還是一個薄弱環節。已使用的包裝機械，無論在數量上、品種上都很少。包裝機械的生產也滿足不了包裝工業的日益增長的需求。包裝工業的發展，必將推動包裝機械的更快的發展。
隨著進入WTO，我國的包裝工業將面臨著更嚴峻的挑戰，大力研制包裝機械成了目前迫切的任務。現代各行各業發展都很迅速，國家支持的西部大開發也取得了一些進展，需要包裝美觀、實用，又要快速、經濟[3]。
捆扎機械也在飛速發展，捆扎范圍增大，自動化程度也在不斷提高，由人工打捆向機械自動化邁進并逐漸替代人工勞動力。
捆扎機械在國民生產中的用途：1、保護功能。它可以將包裝物捆緊，扎牢并壓縮，增加外包裝強度，減少散包裝所造成的損失。2、方便。它可提高裝卸效率，節省運輸時間、空間和成本。3、便于銷售、美觀、顧客易攜帶。
2 關于紅薯粉打捆機的研制開發的可行性報告
2.1 紅薯粉打捆機的目的和意義
近半個多世紀以來,隨著生產與流通日益社會化、現代化,產品的包裝正以嶄新的面貌崛起,受到人們普遍重視。
現代包裝的基本含義是：對不同批量的產品,選用某種有保護性、裝飾性的包裝材料或包裝容器,并借助適當的技術手段實施包裝作業,以達到規定的數量和質量,同時設法改善外部結構,降低包裝成本,從而在流通直至消費的整個過程中使之容易儲存搬運,防止產品破損變質,不污染環境,便于識別應用和回收廢料,有吸引力,廣開銷路,不斷促進擴大再生產[1]。
2.2 國內外的紅薯粉打捆機的研究現狀
無論在國內或國外,包裝工作已涉及到各行各業,面廣量大,對人民生活、國際貿易和國防建設都帶來深刻的影響,甚至在現代生活中出現了過去難以想象的新情況:未經包裝出售的商品變得越來越少了,而且包裝上的失敗往往會使很好的產品得不到成功的銷售[18]。因而不妨這樣說,在將來,如果沒有現代化的包裝就沒有商品的生產和銷售;可是如果沒有先進的工業與科學技術的綜合發展,也不可能出現高水平的現代化包裝。
迄今,一些科學技術發達的國家,在食品、醫藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業部門,已經程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產品包裝三大基本環節所組成的包裝連續化和自動化的生產過程,有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統都聯系起來組成高效率的流水作業線。
大量事實表明,實現包裝的機械化和自動化,尤其是實現具有高度靈活性(或稱柔性)的自動包裝線,不僅體現了現代生產的發展方向,同時也可以獲得巨大的經濟效益[5]。
3 捆扎帶材料的選擇
人們很早就開始用鐵捆扎帶（簡稱鐵腰子）來捆扎，組裝貨物。五十年代以后，各種合成材料捆扎帶相繼出現。
按捆扎帶的材料分為：金屬捆扎帶、聚丙烯塑料捆扎帶、聚酯捆扎帶、尼龍捆扎帶、加強捆扎帶、人造絲捆扎帶。
市場上常用捆扎帶有：塑料繩、發泡繩索、拉伸膜和收縮膜、膠帶。
表 1 捆扎帶材料性能對比表
Table 1 Banding belt material performance contrast table
捆扎材料斷裂強度（0.5×0.02英寸或13×0.5mm）張力的工作范圍接續張力伸長回復率耐熱性耐濕性處理的難易程度
聚丙烯
聚酯
尼龍
鋼中等
中等
中等
最高最小
中等
中等
最大中等
良好
良好
最高高
中
最高
可忽略中等
良好
良好
優秀高
高
低
高優
優
優
中等
目前，國外常用的捆扎材料有鋼、聚丙烯、聚酯（PETP）和尼龍（PA）等四種。國內，最常用的還是鋼帶和聚丙烯帶兩種，由于聚丙烯成本低，來源廣泛，捆扎美觀牢固，所以逐漸成為國內一種主要的捆扎材料。表1列出四種最直接影響捆扎帶包裝性能的捆扎材料的特性。在非金屬捆扎帶中，以塑料捆扎帶的應用最多、最廣。在塑料帶中由于聚丙烯帶具有成本低、機械通用性好、帶子色彩鮮艷、不吸收水分和消費者便于割斷特點，對于不是特別沉重的貨物，目前國內外多數皆采用聚丙烯帶進行捆扎。
因此，本設計選擇聚丙烯帶作為捆扎機的捆扎帶，即PP帶。
4 小型紅薯粉打捆機的機械原理方案設計
4.1 機械總體方案設計
為了便于運輸、包裝、銷售，小型紅薯粉打捆機的工作是對定量，定長的紅薯粉進行捆扎，其主要包括如1圖所示部分。
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