自动平卷纸管机的设计(CAD,CAXA,零件图,装配图,原理图)

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摘 要
纸管是社会生产生活中广泛应用的产品，随着我国经济的发展，纸管产品因其经济、环保性越来越受到重视，并不断的拓宽应用领域。但我国纸管的生产设备的研发还处于较低的水平，设备的自动化水平和生产效率较低；而国外的高速设备价格昂贵。且由于纸管用途广泛，产品形态也各不相同，许多专用纸管产品还停留在手工卷管阶段。因此研发高速高自动化的纸管设备和专用纸管设备是非常必要的。
本文根据上述要求，并结合企业生产实际需求，提出了一种纸管成型的自动化设备方案。该设备主要用来生产一种用于烟花爆竹的专用纸管产品，自动化水平较高，并具有较好的经济性。
本文首先对纸管成型的工艺进行分析，提出了设备整体结构方案，并进行了整体传动系统方案的设计。根据方案设计，分析了各个模块包括放卷机构、上胶机构、送料机构、切刀装置、导纸机构、卷绕机构、开合机构的功能和结构特点，进行了结构计算和具体结构设计。
本文对设备的关键部件进行了计算和分析，通过分析计算为结构设计提供了依据。最后，本文设计了基于PLC的纸管设备控制系统。对主要控制任务作了分析，确定了硬件连接，编制了软件程序。

关键词：纸管；自动化设备,；结构设计；PLC。
 
Abstract
Paper tube is widely used in social production and life, with the development of the economy in our country, paper tube products have attracted more and more attentions and have been applied to more and more areas for their economical and environmental characters. However, the research and development in the production equipment of paper tube is still at preliminary level, i.e. the autoimmunization level of the equipment and the productivity is low ,but the high-speed equipments abroad is too costly. Moreover, for the broad application and diverse form of paper tube products, production of many specialized paper tube products remains at hand-made stage. Therefore, it is quite necessary and essential to develop the research in high-speed automated equipment and production facility for specialized paper tube products.
Based on the above-mentioned requirements and considering the actual production and demand, a program of automation equipment of the paper tube is put forward. The equipment, which is economical and highly-automated, aims to produce specialized paper tube for fireworks.
In this paper, the paper tube forming process was firstly analyzed, then whole structure was advanced, lastly the overall drive system was designed. According to the design, the functions and characteristics of the various modules was analyzed, including unreeling device, edging device, the plastic device, feeding device, cutter device, paper delivering device, winding device, Opening-closing device, the structures were specifically computed and designed.
In this paper, the key components of the equipment were carried out a simulation analysis, which provide a basis for the structure design. Finally, the control system which adopts PLC was designed. The main task of controlling was analyzed, the hardware was connected, and software was produced.

Key words：Paper tube；Automation equipment；Structural design；PLC.
 
设计内容
通过市场调研和对国内外相关设备的工艺流程和设备结构的比较分析和论证，提出了一种自动平卷纸管设备方案，通过放卷机构、上胶装置、切纸机构、送纸机构、卷绕机构等的设计，实现了从放纸、上胶、送料、分切、卷绕全过程的自动运行。
本设计的内容主要包括三部分：第一部分为自动平卷纸管机机械结构的设计与计算，主要介绍了一些非标准件，如轴类零件的设计计算，直线圆柱导轨的选用，在已知条件下进行电机的选用。第二部分为气压系统的整体设计与气压元件的选用和计算，整体设计包括气压系统原理图的绘制，气压回路的构成等。气压原件的选择主要为气压缸、各种阀类元件。第三部分为控制部分的设计，其中包括了控制器的选用、控制流程图的绘制、硬件电路图的绘制、控制程序的编写，在硬件电路图的设计中根据机械部分设计时所选用的电机来确定其驱动芯片。
 

目 录
第1章 绪论    1
1.1 纸管设备现有的研究水平    1
1.2 题目的来源及意义    1
1.3 设计的目标    2
1.4 设计内容    3
第2章 自动平卷纸管机机械结构的设计    4
2.1 机架结构设计    4
2.2 放卷机构结构设计    4
2.3 上胶机构结构设计    5
2.4 入纸机构机构结构设计    5
2.4.1 托辊结构设计    6
2.4.2 滚筒结构设计    7
2.5 切纸机构结构设计    7
2.6 对齐机构结构设计    8
2.7 送纸机构结构设计    9
2.8 卷纸机构结构设计    9
第3章 自动平卷纸管机传动系统的设计    11
3.1 电动机的选用    11
3.1.1 入纸步进电机的选择    11
3.1.2 卷纸步进电机的选择    14
3.2 滚筒轴的设计计算    16
3.2.1 轴的材料选择    16
3.2.2 轴的结构设计及分析    16
3.2.3 轴的强度校核    17
3.3 托辊轴承寿命计算    18
3.4 键联接的选择和验算    19
3.4.1 选择键联接的类型和尺寸    19
3.4.2 键联接的强度计算    19
3.5 联轴器的选择    19
第4章 自动平卷纸管机气压系统的设计    20
4.1 气压系统原理图    20
4.2 气压元件的选择    22
4.2.1 气缸的选择    22
4.2.2 气压阀的选用    22
4.2.3 其它辅助气压元件的选择    24
第5章 自动平卷纸管机控制系统的设计    26
5.1 PLC的定义及其特点    26
5.1.1 PLC的定义    26
5.1.2 PLC的特点    26
5.2 PLC的基本结构    26
5.3 PLC的工作原理    27
5.4 PLC型号选择    29
5.5 控制系统程序流程图    33
5.6 控制系统硬件电路图    34
第6章 结 论    37
参考文献    38
致 谢    39
附 录    40