紙筒卷管機(jī)論文

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1、紙筒卷管機(jī)的設(shè)計(jì)機(jī)電技術(shù)教育胡升華指導(dǎo)老師易克傳摘要：紙筒是食品、種子、紡織和輕工等行業(yè)普遍使用的一種管狀包裝材料，傳統(tǒng)的紙管加工一般采用手工加工，費(fèi)力費(fèi)時(shí)，不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的紙管卷管機(jī)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)卷管原理和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析，對(duì)卷管機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和方案進(jìn)行了論證，著重對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)裝置、進(jìn)紙機(jī)構(gòu)、卷管機(jī)構(gòu)等部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并完成了總裝配圖的繪制。為紙罐加工和現(xiàn)代化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：紙筒；卷管機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)前言隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)美的追求和對(duì)環(huán)保意識(shí)

2、的加強(qiáng)，各行業(yè)對(duì)商品包裝要求也越來越高，紙罐包裝因其獨(dú)特可變的外形和環(huán)保優(yōu)勢成為包裝行業(yè)的首選。紙管產(chǎn)品可廣泛用于紡織、印染、五金、塑料造紙、醫(yī)藥、食品、飲料等行業(yè)的包裝[1、2]。用于紙罐包裝的紙管產(chǎn)品的加工工序主要有卷管、切管和封蓋等，其中卷管是首道也是最重要的一道工序，它主要將紙條進(jìn)行卷制成形，形成紙管。傳統(tǒng)的卷管機(jī)多為手工或半自動(dòng)卷管，耗費(fèi)大量的人力物力，生產(chǎn)效率不高。目前，許多廠家在從事紙管卷管機(jī)的研究，有些產(chǎn)品已上市，但是在文獻(xiàn)資料中很少介紹其設(shè)計(jì)和加工工藝的。本設(shè)計(jì)以傳統(tǒng)的卷管機(jī)為

3、依據(jù)，對(duì)其整體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、卷紙機(jī)構(gòu)和芯軸等進(jìn)行設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)也是對(duì)自已的科研能力和綜合知識(shí)能力進(jìn)行一次鍛煉。1卷管機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理紙管是食品、種子、紡織和輕工等行業(yè)普遍使用的一種包裝材料。而紙管卷管機(jī)是專業(yè)生產(chǎn)紙管的機(jī)械設(shè)備，因卷管機(jī)加工效率高，卷管質(zhì)量好被廣泛應(yīng)用在以上相關(guān)行業(yè)。紙管卷管機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、上紙機(jī)構(gòu)、卷紙機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)等部分組成[3、4]。其基本的工作原理見圖1所示。圖1紙管卷管機(jī)工作原理簡圖滾筒為主動(dòng)部件，一般有兩個(gè)，分別布置在芯軸的兩側(cè)；兩側(cè)滾筒通過皮帶連接，

4、而皮帶在芯軸上作交叉纏繞。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過減速后帶動(dòng)一側(cè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，該滾筒通過皮帶帶動(dòng)另一側(cè)的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過皮帶帶動(dòng)套筒上的紙帶作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此過程中，當(dāng)紙帶送入運(yùn)動(dòng)的皮帶和套筒之間，在皮帶的摩擦力之下將紙帶緊緊的按螺旋規(guī)律旋緊在轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒上。套筒在皮帶帶動(dòng)下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將卷好的紙管順利的送出，如圖所示。圖中的紙帶在上一道工序（浸膠）中已單面或雙面浸膠，被卷制后形成緊密的紙管。卷出的紙管厚度主要取決于單條紙帶的厚度和紙帶的層數(shù)，紙管的內(nèi)徑取決于套筒的外徑，而紙管的致密度則決定于兩滾筒的中心的

5、連線與芯軸之間的夾角。2卷管機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)紙管卷管機(jī)按其滾筒（機(jī)頭）的數(shù)量來分類，主要有兩機(jī)頭紙管卷管機(jī)、三機(jī)頭紙管卷管機(jī)、四機(jī)頭紙管卷管機(jī)等形式：兩機(jī)頭的紙管卷管機(jī)常用于對(duì)紙管緊密度要求不高的場合，在實(shí)際的使用中也是最廣泛的；三機(jī)頭和四機(jī)頭的紙管卷管機(jī)加工紙管的緊密度高、所得產(chǎn)品質(zhì)量好，但是成本高，加工工藝復(fù)雜。紙管卷管機(jī)也可按紙管卷管機(jī)所加工的紙管大小來分，主要有小型紙管卷管機(jī)、中型紙管卷管機(jī)、大型紙管卷管機(jī)：小型紙管卷管機(jī)加工的紙管用于煙花，鞭炮和特定小物件的包裝材料上，一般紙管直徑d＜

6、20mm；中型紙管卷管機(jī)加工的紙直徑20mm＜d＜100mm一般用于紡織行業(yè)中做布坯包裝內(nèi)芯；大型紙管卷管機(jī)所加工的紙管直徑d＞100mm，一般運(yùn)用在有特殊要求的場合。本次設(shè)計(jì)的紙管卷管機(jī)加工的紙管內(nèi)徑為40mm。本次設(shè)計(jì)是基于滿足棉籽種子包裝紙罐的卷管機(jī)設(shè)計(jì)，故對(duì)紙管直徑尺寸要求不大，對(duì)紙管筒體質(zhì)量要求也不是很高。所以本次設(shè)計(jì)的方案是設(shè)計(jì)二機(jī)頭中型紙管卷管機(jī)。其擬采用的動(dòng)力傳動(dòng)方案見圖2所示。圖2紙筒卷管機(jī)動(dòng)力傳遞示意圖3卷管機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1卷管機(jī)原始參數(shù)本次設(shè)計(jì)以加工棉籽種子包裝紙罐的卷管

7、機(jī)為樣本，根據(jù)有關(guān)企業(yè)提供的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體參數(shù)見表1。表1卷管機(jī)的性能參數(shù)卷紙層數(shù)3－10層操作人數(shù)1-2人芯軸固定方式卡緊式+法蘭式雙向固定卷管速度3－18米/分鐘卷?xiàng)U直徑12－110mm切割方式單盤刀主動(dòng)切割卷繞機(jī)頭單機(jī)單雙皮帶主機(jī)規(guī)格1600×900×2500主機(jī)功率2kw紙管壁厚1－5mm主機(jī)轉(zhuǎn)速150-300r/min滾筒直徑320mm3.2各級(jí)傳動(dòng)載荷參數(shù)的計(jì)算已知主機(jī)轉(zhuǎn)速為150-300r/min，設(shè)計(jì)中按243r/min進(jìn)行計(jì)算，初步選定的電機(jī)轉(zhuǎn)速=960r／min，所以可得

8、總傳動(dòng)比。初步選定減速器傳動(dòng)比，帶傳動(dòng)傳動(dòng)，滾筒和套筒之間傳動(dòng)比，所以有。根據(jù)卷管機(jī)設(shè)計(jì)中預(yù)選的傳動(dòng)裝置，可計(jì)算出卷管機(jī)總的傳動(dòng)效率[5、6]。式中：1為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，根據(jù)《機(jī)械實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇1=0.96；2為減速器傳動(dòng)效率，根據(jù)《機(jī)械實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇2=0.74；3為聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，根據(jù)《機(jī)械實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇3=0.96；4為帶傳動(dòng)傳動(dòng)效率，根據(jù)《機(jī)械實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇4=0.95；5為滾筒與皮帶之間的傳動(dòng)效率，根據(jù)《機(jī)械實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇5=0.90。于是得：=0.58