瓦楞纸箱说明书.doc

北京印刷学院毕业设计（论文）1 绪论工业革命以后，机器化大生产逐步取代了传统手工作坊，包装机械的应用使包装更加标准化和规范化，各国还相继制定了包装工业标准，以便于包装在生产流通各环节的操作。现在的包装产业在各工业化国家中已发展成为集包装材料、包装机械、包装生产和包装设计为一体的包装产业。目前在美国，包装业已成为第三大产业，在国民经济中所占的比重也在逐年增加。纸箱主要归属于储运包装，其应用范围很广，几乎包括所有的日用消费品。例如水果蔬菜、食品饮料、玻璃陶瓷、家用电器以及自行车、家具等。随着社会消费的发展，越来越多的商品利用它作为销售包装，这使纸箱的使用范围更广泛了。纸箱通常采用瓦楞纸纸板作为包装材料，其中应用最多的是单瓦楞、双瓦楞和三瓦楞等类型。瓦楞纸重量轻、成本低，具有良好的保护性，成型简便，而且可折叠，仓储运输成本都很低。20世纪初期，瓦楞纸包装撼动了传统的木箱包装业的霸主地位，木箱行业被迫联合铁路部门，对瓦楞纸箱的使用制定了苛刻的限制条件。纸箱设计对于标准化的要求是严格的，因为它直接影响到货场上的整齐码放、货架上容积的有效利用，以及集装箱的合理运输。同时还要充分考虑到在运输过程中的保护功能，例如封口开裂、鼓腰、结合部位破损等问题，都与纸箱结构的设计有关。在实际生活中，人和社会真正需要的不是包装本身，而是包装的功能。从包装自身的生产领域到最后随同商品进入的消费领域，其间要经历许多不同的环节。包装为适应各个环节的不同需要，就必须具备多种多样的功能。从总体来看，包装的主要功能有以下六个方面：容纳功能、保护功能、传达功能、便利功能、促销功能、社会适应功能。上述包装的六个主要功能是互相关联又互相制约的。不同的商品对包装功能的要求有不同的侧重，包装设计根据各种商品的具体要求进行科学合理的优化抉择。随着包装技术的不断发展，对瓦楞纸箱的外观要求也越来越高，比如精美的印刷图案、整齐漂亮的钉线封箱等。因此全自动半自动钉箱机也更多的在纸箱厂应用起来。与手动钉箱机相比，全自动半自动钉箱机不仅生产效率高，而且钉箱钉距均匀、美观。全自动钉箱机与半自动钉箱机的主要区别在于：送纸的自动化。全自动钉箱机的送纸是由送纸装置把纸板折叠并送入钉箱部进行钉箱的；而半自动钉箱机是由人工进行纸板折叠和送进的。1.1钉箱工艺我国瓦楞纸箱包装行业的发展，从20世纪80年代初开始，经过了初始、起步、发展、快速发展、高速发展等几个阶段。生产设备经历了从半机械的单台机到单面机及自动生产线；后工序从丝网手工单色印刷、单独压线开槽到集多色水墨环保柔印开槽压线于一体的自动化，以及彩印贴面、预印连线；从钉箱到自动粘箱，从生产设备引进到消化吸收和不断创新，从仿制到自主研发，我国瓦楞纸箱包装行业发生了巨大的变化。纸箱的最后一道工序是接合，现在主要使用钉接、粘接和胶带外贴3钟形式。由于传统习惯认为粘接不牢靠，所以国内接合方式普遍的还是钉接法。随着科学技术的发展，粘箱工艺逐步发展，由于自身所具有的优点而逐渐在市场上超越钉箱工艺。粘箱工艺本身具备了很多利于纸箱生产的优点： （1）有利于造纸企业回收旧纸箱。可以直接打浆、无须除钉、利于环保； （2）成本低。与钉箱工艺比较，使用胶粘剂比使用钉箱扁线可大大降低成本。特别是近几年随着胶粉、新工艺的不断涌现，而钢材价格不断攀升，两者之间更是有帐可算； （3）纸箱不破损、不损坏瓦楞，可相对提高纸箱的强度，有利于包装产品的远途运输； （4）更有利于内装物不被钉刮坏，特别是内装软质物或液体物，例如鲜奶箱等； （5）可大大提高生产效率，特别是全自动粘箱机，可节省人力。1 台粘箱机就可顶替3 台钉箱机； （6）可与相应的印刷机组配套组成纸箱生产线“一条龙”配置。但是，粘箱工艺最大的缺点是不牢靠，受潮时易破损！瓦楞纸箱粘合部尺寸越大，粘合部不牢固度越大。箱内所装实物质量越大，粘合部不牢固度越大。当箱内实物是易碎、怕划、贵重物品时，要求纸箱的牢固度很高，粘箱往往不能达到要求。在这一点上，钉箱工艺就能满足要求。结合部分主要是钉合和粘合两种方法。除了传统的单台钉箱机完成瓦楞纸箱成型的结合外，近年来，国内已开发出自动、半自动钉箱机。根据箱钉排列的开头钉箱设备机头的构造分为单斜钉、双斜钉、单直钉、双直钉，单横钉和双横钉。目前使用双斜钉的较为普遍，因其排列结构增强了瓦楞纸箱的结合强度。钉箱使用的箱钉为带有镀层的低碳钢扁丝。规格分为16#、18#和20#。20#箱钉扁丝订要用于瓦楞纸合的结合。钉车主机包括：纸板输送机构、上下钉头、成品记数。 纸板输送机构包括：传动胶轮及送纸胶轮、后挡板调节装置、左右挡板、传动机构等组成。送纸轮调整间隙用电动调整装置，适合各种类型不同厚度纸板。钉头复合式传动设计，结合齿轮箱式及链条式传动的优点易于维修、保养，故障率低高效传动。电控系统： 彩色触摸屏提供良好的人机界面，完成钉距自动设定、加强钉的设定以及取消、故障查找等。 PLC可编程控制器系统稳定可靠。 交流伺服马达控制纸板前进、停止，保证钉距的均匀、精确。 自动记数光眼对成品进行自动记数统计产量，并且可以设定分离送出，配合后段的结束机作业。 钉箱机的关键是钉车以及钉头的质量。钉头采用特殊钢材精密研制而成，专利型摆动式成型块，动作轻巧、实在。钉箱基本操作：钉箱前的准备过程： 根据纸箱的摇盖调整主挡板的位置；调整左右挡板的位置以及上下钉头的位置，要注意左右挡板不能夹的太紧，应保证纸板插入、拔出顺畅；机械调整完成后进行触摸屏电脑的设定： 纸箱高度=原纸箱高40mm;纸箱钉数;纸箱钉距;是否要加强钉;单片、双片选择等设定工作;以上工作均设定完毕后，就可以进行钉箱了。钉箱的实际过程： 由伺服马达进行纸板的进给，钉车马达带动钉头完成钉箱。钉头电机驱动的并装有离合器及制动器的传动轴在离合器作用下驱动曲柄机构实现钉箱动作，当完成第一钉动作时，纸板后挡板拾起纸板，由曲柄机构以步进方式动作带动送纸辊轮转动，达到预定的钉距后停止，立即进行第二钉作。钉接法最主要的设备是钉箱机，无论钉箱机的形式如何，都是由机头、机身、托臂、传动、离合、送料等几部分组成，其中关键部分是机头。我们不妨以机头作为研究对象。机头内最主要的部件是冲头，随着冲头上下往复运动，在很短时间内（半秒左右）完成进线（含剪断）、压形、冲钉、悬空四个过程一个工作循环，因而结构设计行进速度、加速度和停留时间不同，所需时间及易损零件也不相同，这样就为制造商带来一定难度。现用冲头往复机构有凸轮、偏心轮和偏心轴三种形式。凸轮式又称槽轮式，缺点是机械加工稍难，机头组成零件相对较多，一些易损件虽用料小，但也须选好钢材，经相应的热处理工艺来提高耐力，延长使用寿命。另两种缺陷因劲小，驱动时轴头受冲击力较大，容易造成轴或连杆折断。（由于机头的设计非常复杂，不包括在本次设计之内。）对钉箱机的一般要求有：（1） 可钉单钉、双钉、加强钉一次性完成，能适合不同客户对钉种的要求；（2） 一分钟快速变换尺寸，操作容易不须经验；（3） 纸张不受损伤，不蹭脏纸箱外表面的印刷图文，不沾脏、划伤纸箱；（4） 钉线缠绞、钉线用完能自动报警；（避免无钉线时产生漏钉、少钉的 不良品）（5） 半成品钉合到做成成品摆放好只须一个人操作，操作简单方便，减 少薪资。目前国内外的一些全自动、半自动钉箱机图1-1 台湾 TJ-DA高速半自动钉箱机（单片）主要零件说明：1）日本三菱PLC控制系统、日本三菱磁粉刹车、日本光电。2）除带座轴承外，双向轴承全部用日本品牌，单向轴承全部采用德国品牌。3）台湾天得开关、行程开关、台湾阳明近接开关、台湾电磁离合器、台湾士林接触器。4）钉头整组全部采用日本进口模具钢作，电脑锣精密加工。5）钉头刀片、底模，采用德国乌钢制作（耐磨损）。功能介绍：1）可钉单钉、双钉、加强钉一次性完成，能适合不同客户对钉种的要求。2）一分钟快速变换尺寸，操作容易不须经验。3）送纸部自动计数，成束后送出捆绑。4）人机界面操控，方便操作，可显示发生故障的地方，便于维修。5）钉线缠绞、钉线用完，自动报警装置。（避免无钉线时产生漏钉、少钉的不良品）。6）后段自动计数，做好的成品个数可按设定数量分叠送至输送机未端。7）半成品到做成成品摆放好只须两个人操作，操作简单方便，减少薪资。1.2收纸工艺瓦楞纸箱收纸部分的主要作用，是将已经完全加工好的纸箱西欧那个最后的那个加工单元上接过来，并使其整齐地堆叠成垛，完成计数功能，为以后的打包整理做好准备。其与印刷机收纸部分（以J2108为例）的主要区别有：1） 印刷机收纸部分结构复杂，包括传送装置、减速装置、印张防污装置、平整装置、收纸台、印后加工装置，而瓦楞纸箱收纸部分结构简单，仅需收纸台、闯齐装置、汽缸装置组成；2） 印刷机收纸部分位置精度要求高，以便于顺利的交接纸、减速、收纸等，而瓦楞纸收纸部分仅需确定瓦楞纸挡板的位置；3） 印刷机收纸台随印张落放的高度的增加而自动下降，而瓦楞纸收纸台位置则在调整后一直不变。因此，对该部分一般有如下要求：1) 有较强的适应性，在所有工作范围内对不同厚度、长度的纸张都能将其可靠的定量、准确、整齐的堆放并输送；2) 收纸时纸张不受损伤，不蹭脏纸箱外表面印刷图文，不沾脏、划伤纸张；3) 收纸时传输速度应恒定，纸箱之间相互叠压并留有间隙，便于取放；4) 糊或钉过程必须能够不停机收纸，同时便于安全取样检查；5) 必须具有计数系统，能够完成自动计数。国内外收纸机实例： 图1-2 SZ1600型收纸SZ1600-型收纸机是用于横切机所切断后的单面瓦楞纸（A、B、C、E楞型）通过输送皮带引入导辊再转入下导辊上面，由两侧横向有序输出，从而达到减轻劳动强度，保证瓦楞纸堆放整齐，避免出纸曲卷，提高工作效率，改善企业形象等目的的一种与横切机配套的新型包装机械。技术参数：1） 最大出纸（mm）160015002） 最小出纸（mm）5005003） 生产速度 （m/min） 0-804） 电机功率 （kw） 2.65） 机器外型 （长mm宽m高mm） 250011002100 结构原理：SZ1600-型收纸机，由上下二层收纸皮带形成回路，通过调速电机的动力，把横切后的瓦楞纸输入下排导辊，可分两组，左右出纸，亦可同向出纸，操作十分简便，生产速度也可根据横切机来定，机动性很大。由于其合理而简便的结构，因此，给操作培训和维修保养带来许多的方便。2 基本参数1.最大纸张宽度1800mm2.最小纸张宽度300mm3.钉速：400钉/分4.钉距：50mm-100mm（可任意调节）5.钉线规格：2.0mm（0.65mm-0.75mm）6.钉数：1-99钉7.适用纸板：3层/5层瓦楞纸板8.钉种：单钉、双钉、加强钉（可一次性完成）9.机器重量2000KG10.计数个数（根据需要定）11.结构尺寸与前面给纸、二次压痕、折合部分一致.3 方案论述及机构选择3.1 设计要求：包括钉箱部分和收纸部分钉箱部分：1. 接纸，自动向前传输；2. 横向定位，保持纸张在钉的过程中横向位置不变，以使钉距均匀、美观，并且可根据不同纸张规格进行调节；3. 纵压，保持纸张在钉的过程中纵向位置不变，以免破坏纸张，并且可根据不同纸张厚度、宽度进行调节；4. 钉，能实现钉头的横向调节来满足不同大小的纸张，实现钉座的纵向调节来满足不同厚度的纸张。收纸部分：纸张自动闯齐，计数，向前传输。3.2 机构选择：3.2.1传输装置主要部分是皮带：目前国内绝大多数钉箱机、糊箱机中纸张的传输都是靠皮带来完成的。皮带表面形成一平面，纸张可随意进入并平稳放置其上，依靠纸张的自身重量与皮带之间提供摩擦力，这样纸张可随皮带一起向前传输。一般来说，带传动是一种摩擦传动，由具有弹性和柔性的带绕在带轮上所产生的摩擦力来传递运动和动力，带传动主要用在中、小功率的传递中，传动平稳，噪音小。与其他传动相比，带传动是一种比较经济的传动形式，带的弹性和柔性使带传动具有以下特点：1)运行平稳，噪声小；2）能缓冲冲击载荷；3）构造简单，对制造精度要求低，特别是在中心距较大的地方；4）不用润滑，维护成本低；5)过载时打滑，在一般情况下，可以保护传动系统中的其他零件。根据带的截面形状，带传动可以分为平带传动、V带传动、多楔带传动、同步带传动等。平带传动结构简单，价格便宜，且柔性好，常用在高速场合，因为平带具有较小的离心力和较好的柔性；V带传动是在一般机械中应用最广的传动，由于V带的楔形增压原理，结构紧凑，且多已标准化并大批量生产；多楔带兼有平带和V带的有点，摩擦力大，传动功率大，并改善了多跟V带长短不一引起的受力不匀，多用在传递功率大且结构要求紧凑的场合；同步带传动具有精确的传动比，但对制造、加工、安装的要求很高，成本也很高。在本次设计中，对带传动的精度、结构要求很低，对带的支撑特点和传输特点要求相对高一些，因此对其宽度要求相对高一点，平带一般较宽，经济且柔性好，很是符合本次设计，故选平带传动。本次设计采用两根相对较窄的平带（宽为80mm）作支撑，支撑皮带两端，两根皮带的带轮简化成套筒和堵头，共同套在主动、从动轴上，主动轴上套筒两侧堵头直径略大于套筒直径，用来定位皮带，防止皮带因高速旋转脱离套筒。其中，一侧的堵头做成轴头的形状，轴头上装轴承，通过轴承座来与侧连接板的连接，这样皮带转动方便。这样设计还有另一个目的，那就是调节侧连接板之间的距离就是调节两个皮带之间的距离。下图仅是一侧皮带的安装，另一侧的皮带安装结构与此相似。图中4和7中心加工出异型孔，用来与轴固定，这样轴转则带动4和7转动，从而实现5也就是皮带的转动，达到传输的目的。 图3-1 皮带安装图在皮带的安装过程中，还要考虑张紧机构。由于传动带的材料不是完全弹性体，因而带在工作一段时间后会因塑性伸长而松弛，使带的传动张紧力降低。为了保证带传动正常工作，需有张紧装置。张紧装置分定期张紧和自动张紧两类。典型的定期张紧装置有：1） 驱动电机安装在张紧导轨上，利用调节螺钉调节中心距（如下图a）；2） 主动轮或者从动轮的支座可绕轴摆动，利用调节螺钉调整中心距，调整后将摆动臂固定如（下图b）；3） 当中心距不可调时，采用位置可调的张紧轮。对于V带，张紧轮应布置在带的内侧，并尽量远离主动轮；对于平带，为增大包角，张紧轮布置在靠近小带轮从动边的外侧（下图c）。典型的自动张紧装置：这种典型的张紧装置利用自身自重对摆动中心的力矩来张紧V带（下图d）。图3-2 张紧装置示例定期张紧结构简单，成本低，但需要定期张紧，且张尽力不易控制。自动张紧装置机构相对复杂，但未张紧的带安装简单，安装后不须人工定期张紧，运转可靠性高。适时的对皮带进行适量的张紧，能保证纸张的正常、顺利、准确的传输，也能保证机器运转的效率。本次设计中，张紧装置采用定期张紧装置，张紧机构采用的是涡轮蜗杆机构调节加摆杆机构实现。其主要结构是：两根轴，一长一短，长轴穿在墙板上，短轴穿过皮带，长短轴之间通过摆杆连接，长轴的一端安装涡轮，调节蜗杆就可以使长轴转动，这样就可以带动短轴的摆动，从而实现皮带的张紧，由于涡轮蜗杆机构具有自锁性，所以调节后皮带不会反弹。本来为增大包角，张紧机构应将皮带向内侧张紧，但是，考虑到前后主、从动轴的直径相等，向内侧张紧到一定程度，上、下两皮带在运转过程中就会发生干涉、摩擦，影响机器的正常运行，故采用下摆式张紧机构。当短轴向下摆动时，张紧皮带，机器正常运转；当短轴向上摆动时，皮带松弛，可进行两根传输皮带之间的距离调节。其结构图如下：图3-3 张紧装置简图主动轴的设计轴是组成机器的重要零件之一，其功用主要是支撑回转零件及传递运动和动力，因此大多数轴都要承受转矩和弯矩。按照承受弯、扭载荷的不同，轴可以分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既受弯矩又受转矩的轴称为转轴；只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴，心轴又分为转动心轴和不转动心轴两种。只承受转矩而不承受弯矩或者弯矩很小的轴称为传动轴。本次设计轴的主要作用是通过旋转来提供动力使皮带转动，而不需要传递扭矩，故本次设计的轴为转动心轴。对于主动轴，其动力来源是电机，电机的输出端安装链轮，主动轴上也装有链轮，按照合适的传动比通过链条连接，这样电机控制主动轴的转动转速，实现生产的要求，两端通过轴承穿在两侧墙板上，形成支撑。对于皮带的安装方式，由上图，其要求：1）轴带动带轮转动；2)带轮能在轴上滑动。1）是由传动工艺决定，2）是由生产工艺决定的，因为纸箱的宽度尺寸决定两根皮带的距离，此距离需根据纸箱的宽度进行调节。受皮带安装方式的影响，轴的形式有如下两种方案：方案一，圆轴加超长键。此方案表述的是上图中轴为一根圆轴，在轴上面加工出一条通长的键槽，堵头7和轴头4中心加工出圆形孔并留有键槽孔，通过键来固定，圆轴转动则可带动皮带转动；方案二，六角钢。此方案表述的是是那个图中轴为一根六角型钢，堵头7和轴头4中心加工出与六角钢尺寸相应的正六角孔，这样六角钢转动则皮带转动。方案一 方案二图3-4 方案比较图两种方案相比较，结构都比较简单，但是前一种方案零件加工困难，加工制造成本高，后一种方案六角钢属于型材，经济实用，堵头上的正六角孔只需线切割加工即可完成，加工容易，成本较低，故本次设计选择方案二。3.2.2 横向定位装置定位机构：定位机构的主要作用：根据纸张的尺寸来通过调节确定其内侧距离，保证每一张待钉纸张封口都在同一位置顺利通过钉头舌头，完成整齐、完美的钉箱。方案一，开口的定位铁板，固定在支撑板上随其一起移动实现调节；方案二，一排定位辊子，辊子安放在支撑板上，前面辊子的位置相对后面的有错移，形成开口，辊子可与支撑板一起移动。图3-5 定位机构方案图方案一中两侧定位各需要一块铁板，制造加工容易，经济，但是其在定位过程中与纸张之间形成的是干摩擦，不利于纸张的向前传输，不利于保护纸张，尤其是表面的图文；方案二中两侧各需一排辊子，相对方案一制造加工较为复杂，成本也相对有点高，但是，其在定位过程中与纸张之间形成动摩擦，有利于纸张的向前传输，有利于保护纸张，尤其是纸张表面的图文；综合考虑以上两种方案的利弊，我觉得在此次设计中方案二较好。调节机构：调节机构主要是实现的是横向位移的调节，国内外对于这种调节机构使用最多的是丝杠调节。丝杠是将旋转运动通过丝杠螺母转变为直线运动的常用传动副零件。由于其能准确地传递运动, 特别是能够实现微量进给运动, 所以被广泛应用在各种传动机构中。丝杠按其摩擦特征, 可分为滑动丝杠、滚动丝杠和静压丝杠三大类。其中, 滑动丝杠的结构比较简单, 加工制造比较方便, 故在传动机构中的应用也比较广泛。其主要特点有： 传动比小, 适用于低速进给传动机构； 传动精度高, 运动平稳, 常用于运动精度要求较高的内联传动上； 具有自锁性能, 特别适用于竖直运动的部位； 能够实现较长距离的传动； 传动效率低, 一般为0.200.40。适用于小功率、低速、对传动效率要求不高的部件； 刚度较低，当丝杠较长时, 无论是拉压刚度还是抗弯、抗扭刚度都较低, 需采取相应的补救措施。在本次设计中，两侧定位机构位移需单独进行调节，考虑到整体尺寸，调节机构采用四根丝杠加两根导轨。四根丝杠位于两根导轨内侧，分两组使用，每组丝杠调节同一侧，每根丝杠上装有链轮，两个链轮由链条连接，驱动链条可使两根丝杠同时转动，实现共同调节。下图为丝杠排布及动力传递图。图3-6 丝杠排布图导轨的设计本来非常简单，只要有两根光轴即可。但是考虑到在工作过程中皮带的转动和调节时的滑动问题，导轨便可以省略，而是由皮带的主、从动轴充当，这样既实现了丝杠的调节又简化了机器。侧连接板将套在主、从动轴上的皮带连接并支撑起来，丝杠螺母固定在侧连接板上，侧连接板上面固定装有定位机构的支撑板，这样，旋转丝杠可以实现侧连接板的移动，从而实现定位机构的位置调节。本次设计中，定位机构固定在支撑板上，支撑板固定在侧连接板上，安放皮带的套筒、堵头等也固定在侧连接板上，共同形成一个整体，机构简单，调节方便，定位机构、皮带的横向位置可一次性调节。这样设计由于支撑板的尺寸固定，所以皮带边缘与定位机构边缘的最近距离是固定的，在纸张尺寸允许的范围内，纸张越小越有利于纸张的向前传输。但是纸张尺寸较大时，两根皮带之间的距离也越大，纸张中间的支撑相对就减小，这样不利于纸张的向前传输。为了解决这一问题，本次设计还设计纵压装置，压住纸张的边缘，弥补纸张中间支撑少的缺陷。3.2.3 纵压装置纵压机构纵压机构的主要作用：1. 提供纵向压力，1）能压住纸张，增加纸张与传输皮带之间的摩擦力；2）与皮带提供的支撑力形成反向力，抵消纸张因自身重力而导致的中间部分下垂，使纸张顺利向前传输；2. 固定纸张，防止纸张在钉的过程中抖动，以免划伤纸张。图3-7 受力分析图机构选择：方案一，龙船。其结构是一排辊子，辊子挂在横梁上，辊子和横梁之间通过弹片连接，弹片和横梁之间装有弹簧。其结构如下图：图3-8 龙船结构图方案二，平带辊子组合。其结构是一块纵向支撑板，上面挂一组辊子，辊子代替平带的带轮，平带装在辊子外表面。其结构如下图：图3-9 平带辊子图比较两种方案，方案一中纵向压力的来源包括辊子的自身重力和弹簧的弹力，当横梁和下部传输皮带之间的距离一定时，纵向压力较大，但是，辊子表面变形性差，压力过大容易使已印刷好图文的纸张表面被划伤，影响纸张外观价值；方案二中纵向压力的大小主要由上皮带下表面与下皮带上表面之间的距离和皮带的变形决定，由于皮带的变形量很小，所以适当调节两皮带之间的距离，即调节纵向压力的大小，调节方便，另外皮带本身柔性好，变形性好，有利于保护纸张，保护纸张表面的印刷图文。调节机构的选择：调节机构的选择主要受纸张规格的影响，不同宽度、厚度的纸张要求对纵压机构进行横向、纵向的调节。纸张宽度决定横向调整距离，纸张厚度决定纵向调整距离。图3-10 调节机构装配图上图为本次设计的调节机构图。其主要机构是张口的方形块，其中可穿过两根轴，横向、纵向各一根，其中轴上装有齿条，方形块每侧各有三个孔，其中中间的孔穿有调节螺栓，调节螺栓上装有齿轮，齿轮与齿条啮合，旋转调节螺栓可调节轴的进出，从而实现移动调节，两侧的孔两层板上直径不同，小的一侧是螺纹孔，拧紧螺栓，利用方形块的变形来夹紧轴，实现固定。其中，上图中竖直轴为横向定位辊子轴的加长轴，这样既可简化机器，也可以节省成本。3.2.4 钉装置本次设计中，钉头座的结构主要参考北京市纸箱厂瓦楞纸箱生产线中钉箱机中的钉头座，形状几乎没有改变，为正“”形状。钉头外购，不需设计。钉装置中主要的设计要求是钉头、钉座的位置调节，其位置主要由纸箱的封口位置决定。纸箱封口的位置主要是在横向上的变化。对于位置调节，其调节机构和横向位置调节一样，都采用丝杠加导轨。本部分的设计仅需一根丝杠，由丝杠手轮调节丝杠转动，从而实现位置调节。为了增加调节的灵敏性，在导轨的设计中加上了直线轴承。3.2.5 收纸装置 主要包括收纸台、汽缸连接板、瓦楞纸挡纸板、汽缸等。收纸台由电机提供动力，通过链条带动辊子转动，从而实现收纸皮带的传动；收纸台外侧墙板上装有固定汽缸连接板，汽缸固定在连接板上，汽缸自由端安装一圆形的瓦楞纸挡板，通过汽缸传动轴的伸缩来实现挡板的移动，挡板上安装传感器，传感器能感应到纸张与挡板的相撞并能记录次数，根据传感器传来的数据，通过电气控制汽缸，实现挡板的规律性运动，根据挡板处于不同位置时瓦楞纸箱前进的位移不同，从而在收纸台上出现明显的瓦楞纸箱的位置错移，实现收纸的计数功能。挡纸板具有闯齐功能，能保证纸张固定地落在收纸台的某一相同位置，再由收纸皮带向前传输。收纸工人将不同位置的瓦楞纸箱分别打包，提高工作效率！其示意图如下：图3-11 汽缸装配示意图3.3 电机的选择在一般装置的设计中原动机多是选用电动机，工作时经传动装置调整转速和转矩，可满足机器的各种运动和动力要求，电动机按电源分为直流、交流两种，一般工程上常用三相异步交流电动机，其中Y系列为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电源电压为380v.此类电机主要用于非易烧，腐蚀性工作环境，无特殊要求的机械设备。由于对钉箱机传动中的受力规律和传动系统中的摩擦损失，尤其是在高速轻载下的摩擦损失缺乏研究，因此难以用计算的方法准确确定功率，目前确定钉箱机功率主要采用类比法和试验法。由于钉箱机所需功率较小，而且负载平稳，且工作环境是一般车间生产的场所，无其它特殊要求，故可选用普通的Y系列三相异步电机，并采取无级变频调速，选用电压为380V。考虑到经济方面较低成本的要求，故选用同步转速为1500r/min。对比现有机型所选用的电机型号为Y100L1-4，它可以很好的满足钉箱机的工作需求，并且经过多年的实践证明，Y100L1-4型电机完全符合现有机型的要求，因此改进后的机型仍选用Y100L1-4型号的电机，其主要技术参数为：表1 Y100L1-4型电机参数型号额定功率/KW满载时重量/kg额定电流/A转速/r/min效率/Y90L-41.53.65140079274. 设计计算在传动系统中，仅有电机通过链条带动主动轴转动，实现皮带的向前传输。因此在设计计算中，仅需计算链传动的一些基本参数。（下面计算过程中所需的图、表全来自 吴宗泽主编，王序云、高志副主编.机械设计.北京：高等教育出版社，2001）已知参数：钉速：400钉/分，钉距：50mm100mm，电机转速，电机额定功率P=1.5KW.1）确定传输皮带的速度：由已知：钉速：400钉/分；钉距：50mm-100mm（可任意调节），可知纸箱向前传输的速度： 所以 2）确定主动轴的转速：由V=4.875m/s可知：主动轴的线速度=V=4.875m/s由公式，已知r=50mm，所以 由于主动轴上安装大链轮，因此大链轮转速=931r/min.3）确定传动比i电机转速，传动比i为小链轮转速与小链轮转速之比。即： 4）确定链轮材料：链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的材料制造。因此，大链轮材料为15#，渗碳、淬火、回火，HRC50-60；小链轮材料为40Cr，渗碳、回火,HRC40-50。5)确定链轮齿数、假定链速v=38m/s,故选取=18. 从动轮齿数=i，所以=12。6）确定计算功率已知电机额定功率P=1.5KW由表5-18查得，=1.31.5=1.95KW.7）确定链节数确定中心距a=40p,则链节数为95.024取为96节。8）确定链条节距P由式（5-38），单根链条传递功率由图5-29，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的左侧，由表5-16，单排链=1.根据小链轮及KW查图5-29，选链号08A。再由表5-13查得链节距p=12.70mm。9）确定中心距a 中心距减小量a=（0.0020.004）a=1.0762.152mm实际中心距=537.244535.88mm，取a=536mm。10）验算链速，与假定链速相符11）压轴力有效圆周力取，则压轴力.结 论时间过得真快，转眼间毕业设计的交稿时间就到了，回想这过去的几个月的准备生活，感觉起来既辛苦又充实。本次毕设的题目确定下来后，我就围绕毕业设计的题目搜索了很多资料，但是这些资料大多数是机器的图片、机器简介、和机器的基本参数等，这些资料对机器的主体部分设计有帮助，但是对具体结构设计实际的用处太大。为了更为详细地整台机器的具体机构组成，我曾亲自去北京市纸箱厂参观实习，对现有的半自动钉箱机和收纸机有了一个大体的了解，后来我又去河北唐山玉田远恒实习了一个月，在这个月的时间里，我真正的接触到了钉箱机和收纸机，并且详细、具体的了解了其内部机构的组成及传递原理，明白了其工作原理、工作过程，加上我们在平常上课中所学的知识，这对我的毕业设计与了很大的帮助。俗话说的好“磨刀不误砍柴工”！当我把实习和调研工作完成之后，我的毕业设计任务也就相当于完成一半了。剩下的工作就是机构的设计、机构的绘制，机构方案的选择。在现有实地调研的基础上，我很快就确定了钉箱部分的总体方案，并对方案进行了理论论证，对主机部分的设计及传动计算进行了理论分析及讨论。结合现有全自动、半自动钉箱机，结合所论证完的总体方案，我逐个击破，将各个具体部分的机构设计完成并绘制成图纸。在导师张阳博士的指导下，我将各个方案相比较，去粗取精，最终完成了整台机器的设计，完成了本次毕业设计。这此设计完全不同于以前，工作量大，持续时间长，可以说是我们走向工作岗位的提前一次练兵。这次设计非常要求我们的动手能力、思维扩展能力，对我们来讲也是一次非常大的考验。我不仅仅把它当成毕业设计，而且还把它当成一项任务来对待，在复习以前的知识以及学习新知识的过程中我得到了很多，专利以及实用新型的申请让我很有成就感，这都是在我们日常的学习之外我所得到的。在这次设计中，我对课本上学到的知识进行了实践化，我明白了很多书本上讲的但是当时我不太明白的问题，对工程材料的认识和使用，对零件的加工方法、热处理工艺的了解，对课本上机构的认识、使用，对机械运动形式的认识，尤其是带、链、齿轮、蜗杆、螺纹传动的原理和各自特点都有了较为深刻的认识，这些都是我在这次毕业设计中学到的。在这次设计中，尤其是在方案论证中我大胆地使用了齿轮、链轮和涡轮蜗杆传动，并得到了张老师的认可。在这次设计中，我还深深地明白了课本上所说的经济性。在设计中，材料的选择不当可能造成机器成本高额，甚至产生浪费；零件的加工方法不同也会影响机器的成本。这就要求我们在设计的时候要对零件所需材料相当了解，对零件的加工方法也相当了解。设计与实际毕竟是不一样的！很多时候设计出来的东西看起来不错但是加工却非常困难，甚至不能加工。这一点也是本次毕业设计中存在的一大问题。由于我的实践知识面很有限，设计中的很多方案在理论中可行但是在实际中是根本行不通的！由于我对零件的加工制造成本不是很了解，很多零件设计出来成本很高。通过这次对钉箱机主机部分的设计，我对钉箱机的工作原理有了进一步的了解，也使我所学到的一些知识得到了巩固和提高。在设计中我充分运用了类比的办法，以现有的机型为参照物，针对现在传统钉箱机在市场上存在的价格与速度冲突的问题，大胆的提出了主机部分的设计方案，并且进行了具体的设计调研，方案论证，结构设计，市场分析等工作，在这个过程中，自己付出了很多，但从中学到的东西却是无法计算的。本次毕设是对我四年学习的一次很好的检验，通过几个月的辛苦努力，我得到了很好的锻炼，也学到了很多的东西。在论文编写期间，每解决一个问题，我都感到自己的知识体系在不断的巩固和扩展，这些经历将会使我受益终生。这次设计的是一种新型改进机型，可以说是对我的一次考验，从结构设计，方案论证，到计算绘图几乎囊括了四年所学的全部内容。通过这一次的毕业设计，我感觉收获颇多。这次设计，极大的培养了我独立思考、独立设计机械机构的能力，有利于我将所学的知识融会贯通、灵活运用.这次设计，我在掌握更多的知识的同时，也更加感到了自己所学习的知识太少.因此，我决心在今后更加努力学习，是自己的专业知识更加完善。参考文献1 成大先.机械设计手册.化学工业出版社,2002.2 吴宗泽主编，王序云，高志副主编.机械设计.高等教育出版社，20013 申永胜.机械原理教程.北京:清华大学出版社,1999.4 王淑华,许鑫.印刷机结构与设计.印刷工业出版社,1994.5 张选生,施向东.印后加工基础.北京印刷学院教材.6 宋乐侃,王桂芝.英汉汉英印刷词汇.印刷工业出版社,1993.7 焦永和.机械制图. 北京:北京理工大学出版社,2001.8 程常现.新编印刷专业英语.印刷工业出版社,2001. 9 吴宗泽.机械设计禁忌500例.机械工业出版社,2002.10 王先逵.机械制造工艺学.机械工业出版社,2001.11 王大康.机械设计综合课程设计.机械工业出版社,2003.12 甘永立,几何量公差与检测.上海:上海科学技术出版社,2001.13 上海交通大学汉英机电大词典编写组.英汉机电大词典.上海:上海科学技术文献出版社,1993.14 扬瑞丰编著. 瓦楞纸箱生产实用技术.北京：化学工业出版社，200615 黄颖为编著. 包装机械结构与设计. 北京：化学工业出版社，200716 尹章伟编著. 包装机械. 北京：化学工业出版社，200617 赵汝嘉 数字化手册编委会编. 机械设计手册（软件版)V3.0. 北京：机械工业出版社，200618 吴宗泽主编，王序云、高志副主编.机械设计.北京：高等教育出版社，200119 Joseph.E.Shihley Charles R.Mischke Mechanical Engineerjin Design .机械工业出版社20 T.E.Shoup. Design of Machine Elements . 机械工业出版社.致谢本次毕业设计与以往相比时间少了一个月，但是工作任务却没有减少，因此，为毕业设计所做的准备就比以前仓促了！为论文做了很多工作，上网查资料，实地调研，实习等，虽然有点累，有点忙，但是结果却很令人兴奋，很有成就感。本次设计的同时还申请了专利和实用新型，申请工作已经完成，这是在我们平常的学习之外所学的东西，心里很高兴。在这次设计中，很多人帮助了我，使我的论文顺利完成，我对