液體包裝機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、25 高精度定量軟包機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1 國內(nèi)外液體包裝機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及其前景 1.1.1 國內(nèi)的發(fā)展［1］ 人們的消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)質(zhì)量的變化和提高，必將促進(jìn)食品和包裝機(jī)械向多品種，多功能，高水平的方向發(fā)展，特別是我國已經(jīng)加入WTO，包裝機(jī)械市場(chǎng)要面向全球，國外包裝機(jī)械的先進(jìn)技術(shù)和裝備不斷涌入我國市場(chǎng)，這也使我們必須采取應(yīng)對(duì)措施，不斷提高我國包裝機(jī)械水平，努力滿足國內(nèi)外市場(chǎng)需要。一是實(shí)現(xiàn)食品包裝的單機(jī)機(jī)械化，在1945年以前，食品的包裝大多是采用單機(jī)完成的；二是實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械的初步自動(dòng)化，在50年代，包裝機(jī)采用了電氣開關(guān)和光電管；三是實(shí)現(xiàn)包裝自動(dòng)流水線生產(chǎn)。在60年代，包裝機(jī)上廣

2、泛應(yīng)用新型電子元件組成的控制系統(tǒng)、新型機(jī)械、及電氣和液壓氣動(dòng)等新技術(shù)；四是在包裝機(jī)上采用電子計(jì)算機(jī)控制，70年代由于采用計(jì)算機(jī)對(duì)包整機(jī)械進(jìn)行控制，提高了單機(jī)和自動(dòng)線的自動(dòng)化水平；五是向無人化的方向發(fā)展，80年代后，包裝機(jī)的包裝產(chǎn)品多樣化，不僅外觀好看，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 我國的包裝機(jī)械與國外的技術(shù)差距主要表現(xiàn)在機(jī)械的穩(wěn)定性和可靠性上 （a）機(jī)電一體化技術(shù)，提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度及運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性。 （b）激光應(yīng)用技術(shù)，將微機(jī)控制、檢測(cè)、調(diào)整、顯示等項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械，提高包裝機(jī)械運(yùn)行的可靠性和智能化程度。 （c）熱管技術(shù)，提高包裝機(jī)械封口的質(zhì)量、可靠性及對(duì)材料的適應(yīng)性，節(jié)約能源。 高

3、精度定量軟包機(jī)實(shí)現(xiàn)的是對(duì)一些無粘性液體的包裝，本機(jī)采用的材料是復(fù)合材料，包裝材料是以玻璃紙等為基紙引為商標(biāo)，并涂上高壓聚乙烯制成，噴涂要均勻，復(fù)卷后外圓平整，不允許有高低不平或兩邊松緊不一的現(xiàn)象。高精度定量軟包機(jī)由于功能較少應(yīng)用范圍小所以生產(chǎn)率較高、成本低，對(duì)于包裝行業(yè)的中小企業(yè)來說是不錯(cuò)的選擇。本次設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是包裝機(jī)的整體部分，介紹了包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)和供料機(jī)構(gòu)，并簡單的介紹了他的電氣部分。其機(jī)械部分主要有 橫封器、縱封器、剪切機(jī)構(gòu)和可調(diào)量杯機(jī)構(gòu)，電氣部分主要有光電開關(guān)、凸輪接近開關(guān)控制機(jī)構(gòu)和減速電機(jī)。用于鮮奶、果汁、醬油、醋等液體材料的包裝，適用于批量小，品種變化多的中小型企業(yè)

4、。 1.1.2 國外的發(fā)展［1］ 國外已經(jīng)引用先進(jìn)包裝機(jī)械技術(shù)，從“使用型”轉(zhuǎn)為“消化型”。對(duì)促進(jìn)食品包裝機(jī)械的發(fā)展起到了積極的作用。實(shí)踐證明，把先進(jìn)包裝機(jī)械技術(shù)引進(jìn)并為食品生產(chǎn)所用，是一條較快建立食品包裝機(jī)械技術(shù)體系，加速包裝機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展有效的途徑。 國外先進(jìn)的包裝機(jī)設(shè)計(jì)過程包括：市場(chǎng)調(diào)研、用戶需求分析、包裝機(jī)功能的確定、可行性論證、制定設(shè)計(jì)方案、用戶效益分析、方案的可行性論證、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作(虛擬制造)、技術(shù)驗(yàn)證和施工圖修改、制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)等。 市場(chǎng)調(diào)研是一切包裝機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。沒有市場(chǎng)調(diào)研，我們所做的所

5、有設(shè)計(jì)工作都可能等于零。市場(chǎng)調(diào)研，可以根據(jù)政策導(dǎo)向、行業(yè)供求信息、專家分析、行業(yè)展會(huì)、技術(shù)交流會(huì)等線索，找到用戶的需求信息，并加以整理分析后，確定包裝機(jī)應(yīng)該完成的功能。在原理方案設(shè)計(jì)過程中，首先要充分了解相關(guān)的信息產(chǎn)品、電子產(chǎn)品的功能，了解氣動(dòng)元件的性能，并用以簡化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，還可采用多電機(jī)拖動(dòng)來縮短機(jī)械傳動(dòng)鏈。另外包裝機(jī)械系列化、模塊化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也到了該制定的時(shí)候，包裝機(jī)械已成為我國十大機(jī)械行業(yè)之一，而系列化、模塊化的行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的制定必將促進(jìn)我國包裝機(jī)械行業(yè)跨上新的臺(tái)階。隨著虛擬概念的提出，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、三維圖形設(shè)計(jì)(3D)和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)的同步發(fā)展，在設(shè)計(jì)中采用一

6、種新技術(shù)——虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造，即將各種機(jī)器元素?cái)?shù)據(jù)庫存人計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)成為三維模型 。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達(dá)到 的生產(chǎn)能力，廢品數(shù)量、生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的匹配情況、生產(chǎn)瓶頸等，并可根據(jù)客戶的意見修改模型，快速運(yùn)作，直到客戶和設(shè)計(jì)者滿意為止 。 現(xiàn)代包裝機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足“綠色設(shè)計(jì)”，即人性化設(shè)計(jì)的要求。它是面向質(zhì)量設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、制造設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)的 綜合設(shè)計(jì)。我國人口眾多，人均消費(fèi)水平比發(fā)達(dá)國家低，而且城鄉(xiāng)差異較大，包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)以價(jià)廉物美為主，不能

7、盲目追求高精尖。 要考慮到可靠性、安全性、環(huán)保性、低噪音等各方面的因素。充分體現(xiàn)原理優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制造優(yōu)化、造型優(yōu)化。標(biāo)準(zhǔn)工作是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作，但卻是行業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)性工作，行業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)、規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量、有序競(jìng)爭、市場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督，都有賴于標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)、務(wù)實(shí)、先進(jìn)。 包裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械加工和整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢(shì)，很多零部件不再由包裝機(jī)械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。這是因?yàn)榘b機(jī)械很多控制部件或結(jié)構(gòu)部件與通用設(shè)備相同，可以借用。我國目前包裝行業(yè)“小而全

8、”、“大而全”的格局應(yīng)盡快調(diào)整。 1.1.3 改進(jìn)思路 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)思路：首先在設(shè)計(jì)理念上借鑒先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn)，以用戶的需求為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)的理念，一機(jī)多用，或更換少量的零、部件就可以完成不同的功能，或滿足不同的產(chǎn)品需求。 　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭的加劇，客戶的需求也越來越高。這種需求體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提高生產(chǎn)效率，以滿足交貨期 和降低生產(chǎn)成本的需要，對(duì)一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化的需要，包裝機(jī)械要具有高的柔性和 靈活性；三是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要求能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護(hù)，噪聲、粉塵和廢棄物少

9、；五是設(shè)備購置投資盡可能少， 價(jià)格要盡可能低。所以，一定要在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用戶的需求，確定包裝機(jī)應(yīng)該完成的功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制定初步的原理設(shè)計(jì)方案。 本次設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)，全面考慮整個(gè)包裝機(jī)系統(tǒng)的布局、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計(jì)、人-機(jī)環(huán)境以及裝箱運(yùn)輸?shù)?。模塊化設(shè)計(jì)是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，它的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機(jī)中同一功能的單元設(shè)計(jì)成具有不同性能、可以互換的模塊，通過模塊的不同組合，使包裝機(jī)多功能化、系列化。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是： (a)使包裝機(jī)更新?lián)Q代速度加快。因?yàn)樾聶C(jī)型的替代，往往是局部改進(jìn)。將先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)相應(yīng)的模塊，比較容易實(shí)現(xiàn)局部改進(jìn)；

10、(b)縮短設(shè)計(jì)周期。當(dāng)用戶提出要求后，只需更換模塊，或設(shè)計(jì)制造部分模塊，即可得到新的機(jī)型，滿足用戶需求； (c)降低成本，便于維修； (d)性能穩(wěn)定可靠。 因?yàn)槟K設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)包裝機(jī)的功能劃分和模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)行了精心的研究，保證了模塊的性能，如：凸輪機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)量機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)等。對(duì)于必不可少的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)盡量利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，在對(duì)產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新構(gòu)思、系統(tǒng)建模、動(dòng)力分析、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而得到最佳設(shè)計(jì)方案。技術(shù)設(shè)計(jì)是將原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化，確定零部件的數(shù)量、形狀、尺寸、材料等，對(duì)主要部件中關(guān)鍵零件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算、功率計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算。

11、畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科大學(xué)畢業(yè)生面臨畢業(yè)時(shí)，一次綜合的全面的設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。目前在于培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和相關(guān)的課程的理論知識(shí)能力，加強(qiáng)和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 2 高精度定量軟包機(jī)工作原理 2.1 機(jī)械部分 整機(jī)包括七大部分：傳動(dòng)部分、縱封器（薄膜供送裝置）、袋成型裝置、橫封及切斷裝置、物料供給裝置以及電控檢測(cè)裝置。 2.1.1 包裝過程 1）通過無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)調(diào)整機(jī)器包裝速度； 2）用間隔齒輪改變包裝袋尺寸規(guī)格，主要是通過軸與浮箱的上下移動(dòng)調(diào)整下料； 3）用偏心輪機(jī)構(gòu)調(diào)整各機(jī)構(gòu)運(yùn)行同步，主要是保證袋長在一定范圍內(nèi)變化時(shí)橫封輥封合時(shí)的圓周線速度與縱封

12、輥的圓周線速度相適應(yīng)； 4）通過縱封輥進(jìn)行連續(xù)滾動(dòng)拉袋，縱封輥及橫封輥封合，切斷，并通過溫度調(diào)節(jié)儀分別實(shí)現(xiàn)及橫封輥的溫度控制； 5）通過光電繼電器及“凸輪微型開關(guān)”機(jī)構(gòu)使叢封輥實(shí)現(xiàn)增速或減速（即光電微調(diào)），以達(dá)到包裝紙袋長與縱封輥速度同步，確保切斷位置固定。 其包裝過程示意圖如圖2-1 圖2-1 包裝過程示意圖 2.1.2 幾個(gè)主要傳動(dòng)部件的簡要說明 1) 無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)是用來調(diào)整機(jī)器包裝速度的,其結(jié)構(gòu)如下:調(diào)整速度時(shí)首先松開鎖母2；當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄1時(shí)，動(dòng)輪3外移，主動(dòng)輪以外的動(dòng)輪4在彈簧5作用下，使它壓緊三角帶，從而使三角帶向皮帶輪外緣移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)增速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)反轉(zhuǎn)手柄1時(shí)

13、動(dòng)輪3壓緊三角帶，迫使三角帶克服彈簧5的壓力，向主動(dòng)皮帶輪小直徑方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了減速運(yùn)動(dòng)。 圖2-2 無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu) 2) 間隔齒輪及錐輥無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu) a) 間隔齒輪的作用是改變包裝袋袋長而設(shè)置，從傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖來看它的運(yùn) 動(dòng)關(guān)系是主軸每旋轉(zhuǎn)一周，一.縱封輥送進(jìn)一次薄膜紙并前進(jìn)一個(gè)袋長，二.橫封輥旋轉(zhuǎn)半圈封合一次，因此當(dāng)改變包裝帶長尺寸時(shí)，必須與其相適應(yīng)的齒輪嚙合，它的特點(diǎn)是：間隔齒輪的齒數(shù)，即相當(dāng)于袋長的尺寸。 b) 錐輥無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)與間隔齒輪配合使用，其作用在于調(diào)整己定袋長的幅度，這對(duì)提高光點(diǎn)跟蹤的準(zhǔn)確性起到了可靠的保證，其調(diào)整幅度見表： 表2-1 其調(diào)整幅度

14、 間隔齒輪數(shù)（袋長） 錐輥無級(jí)調(diào)速的袋長幅度（mm） 55 55-70 75 70-90 100 90-110 c) 偏心輪機(jī)構(gòu)（見圖2-3），該機(jī)器的縱封的作用有兩個(gè)：一個(gè)是進(jìn)行縱向封合作用，另一個(gè)是帶動(dòng)包裝紙進(jìn)行送紙。而橫封部分的封合是間歇的，按正常的工作要求是在橫封進(jìn)行封合這段時(shí)間內(nèi)，它的線速度應(yīng)與縱封輥的線速度一致，不然會(huì)使包裝材料受到拉伸而破損或松弛起皺，以至造成封合不良，為此，本機(jī)設(shè)置可偏心鏈輪機(jī)構(gòu)，以保證袋長在一定的范圍內(nèi)變化時(shí)，能使橫封輥封合時(shí)的圓周線速度與縱封輥的圓周線速度相適應(yīng)

15、。 圖2-3 偏心輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)包裝尺寸改變除了更換相適應(yīng)的間隔齒輪及調(diào)整錐輥外，同時(shí)還應(yīng)對(duì)偏心輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，首先將偏心輪左邊的鎖母松開，旋轉(zhuǎn)偏心鏈輪調(diào)節(jié)旋紐，使其標(biāo)簽上的的數(shù)值對(duì)準(zhǔn)軸上的刻度，然后將鎖母鎖緊，即調(diào)節(jié)完成。 當(dāng)所選的袋長處于偏心鏈輪中心位置尺寸時(shí)（此時(shí)袋長尺寸為80mm），這時(shí)偏心鏈輪中心與主軸重合，同時(shí)橫封輥的圓周速度與縱封輥的圓周線速度一致的。當(dāng)選取的袋長不是80mm時(shí)，這時(shí)偏心鏈輪的中心與主軸的中心不重合有一定的偏心距，這時(shí),由于主軸的轉(zhuǎn)速是等速的，而主軸的中心與主軸的中心不重合有一定的偏心距

16、，這樣同樣半圈的時(shí)間內(nèi)偏心鏈輪左右的半圈的齒數(shù)不等，則使齒數(shù)多的半圈的線速度大一些；齒數(shù)少的半圈的線速度就低，偏心鏈輪呈現(xiàn)為不等速運(yùn)動(dòng)。因此，改變包裝袋長的尺寸后應(yīng)適應(yīng)的調(diào)整偏心鏈輪的連心量，即可以實(shí)現(xiàn)橫封輥與縱封輥二者的線速度一致［2］。 d）行星差動(dòng)輪機(jī)構(gòu)（圖2-4） 當(dāng)在本機(jī)器上使用獨(dú)立商標(biāo)之包裝材料進(jìn)行工作時(shí)，按其成品袋要求，橫封封口的位置應(yīng)整處在兩個(gè)商標(biāo)的中央，可是再整個(gè)工作的過程中，由于縱封輥的拉伸，加熱溫度的影響，包裝紙?jiān)谡麄€(gè)過程中的阻尼，包裝材料在加工過程中復(fù)卷時(shí)的拉力，包裝紙的存放條件和時(shí)間等等方面的影響，包裝紙?jiān)谑褂脮r(shí)，不能保證橫封封合位置時(shí)一直處于兩個(gè)商標(biāo)的中間，

17、為了彌補(bǔ)位置上的偏差，必須對(duì)縱封輥的速度進(jìn)行必要的休整，以達(dá)到這一目的，而行差動(dòng)星輪機(jī)構(gòu)即是這一目的的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 當(dāng)封合位置正確時(shí)，由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸輪桿Z不動(dòng)，則Z120、Z100不動(dòng)，主軸的運(yùn)動(dòng)通過齒輪組傳到同軸上的Z50傳給星輪，星輪一方面子自轉(zhuǎn)，另一方面帶動(dòng)系桿齒輪Z30繞Z100做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)系桿齒輪轉(zhuǎn)止縱封主動(dòng)軸進(jìn)行反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)Z100、Z120使星輪轉(zhuǎn)速減低后加快，這樣兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)的速度就減慢或加快，以達(dá)到休整的目的。 圖2-4行星差動(dòng)輪機(jī)構(gòu) 2.2 電氣部分 本機(jī)能源采用JY7134電容單相電源電動(dòng)機(jī)，功率370W，電壓220V，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分，外線電源由于機(jī)

18、器下放電源插座引進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)電源開關(guān)電源指示燈亮，撥動(dòng)電機(jī)開關(guān)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)指示燈亮，電機(jī)接人時(shí)通過電機(jī)保險(xiǎn)絲。 熱封系統(tǒng)是采用電阻絲加熱連續(xù)封合，縱封輥采用兩個(gè)環(huán)型加熱器，每個(gè)250W，110V；橫封的是兩個(gè)棒狀加熱器，每個(gè)250W，110V安裝在橫封輥內(nèi)，縱封輥內(nèi)。縱封加熱器是鎖母固定在基板上，均可直接與電源相聯(lián)接。加熱的溫度是預(yù)先調(diào)定的，有兩臺(tái)DET-4301為式溫度調(diào)節(jié)儀分別對(duì)縱封和橫封進(jìn)行溫度自動(dòng)控制，即控制它們各自的續(xù)電器，從而使他們的加熱器通電或短電。溫度調(diào)節(jié)儀的信號(hào)分別來自它們的熱敏電阻，將溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化進(jìn)行自動(dòng)控制［3］。 2.3 光電控制說明［3］

19、 在自動(dòng)包裝中必須保持商標(biāo)位置的正確，這是對(duì)包裝質(zhì)量的基礎(chǔ)要求，為此必須是縱、橫封輥的速度與包裝商標(biāo)間隔長度一致，然而，包裝紙實(shí)際速度有可能與預(yù)計(jì)的有誤差。此誤差積累起來就會(huì)使商標(biāo)的位置偏移，以至超出允許。造成廢棄部分。以下部件就是對(duì)這一問題的測(cè)試裝置： 1) 凸輪接近開關(guān)控制機(jī)構(gòu) 單一的光電控制，只能使伺服電機(jī)做這一動(dòng)作，而包裝機(jī)卻需要如下三種動(dòng)作： a) 縱封速度不需要修正，在光電信號(hào)下，伺服電機(jī)不動(dòng)； b) 縱封速度偏低，商標(biāo)后移，要求在光電信號(hào)下，縱封輥增速，以實(shí)現(xiàn)同步，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)； c) 縱封速度偏高，商標(biāo)前移，要求在光電信號(hào)下，縱封輥減速，以實(shí)現(xiàn)同步，伺

20、服 電機(jī)反轉(zhuǎn)。 為此，在本機(jī)主軸上安裝有凸輪以接近開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)上面的動(dòng)作，本系統(tǒng)采用電感式NPN輸出，長開型接近開關(guān)精確調(diào)節(jié)接近開關(guān)與凸輪接近距離，再凸輪接近開關(guān)的全過程中接近開關(guān)的指示燈應(yīng)保持亮度，不應(yīng)有閃動(dòng)，接近開關(guān)與凸輪的距離應(yīng)該為2-3mm。 2) 減速電機(jī) 本機(jī)采用YCJ25E—9可逆電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為防止主電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，減速電機(jī)被開動(dòng)，而超負(fù)荷，所以與主電機(jī)同一開關(guān)，減速電機(jī)才能接通電源。 3 總體設(shè)計(jì)方案 3.1 功能和應(yīng)用范圍 功能 包裝鮮奶、果汁、醬油、醋等液體，包裝袋規(guī)格：長55-100mm 寬 30-80mm 包裝度 50

21、-100袋/分。 包裝 主要是復(fù)合材料再高溫下粘合，基紙為玻璃紙、滌綸膜等（設(shè)計(jì)商標(biāo)時(shí)還應(yīng) 注在光電處占據(jù)的帶邊中不應(yīng)再有商標(biāo)圖案或其他文字以免使其光電部件產(chǎn)生材料誤觸發(fā)）。 封合方式 熱封（100攝式度）。 3.2 工藝分析 3.2.1 確定機(jī)器類型 1）工位 由于生產(chǎn)批量較大，故選用多工位〈主要是供料機(jī)構(gòu)〉。 2）運(yùn)動(dòng)形式 根據(jù)自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)原理，找到多個(gè)工位的同步點(diǎn)，采用連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式。 3.2.2 確定工藝路線 本機(jī)采用立式直線型工藝路線 3.2.3 對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求 1）包裝供應(yīng) 利用縱封輥的摩擦來完成，這樣使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及節(jié)約成本

22、提高生產(chǎn)率，是包裝材料供應(yīng)與封合一次完成。 2）供料機(jī)構(gòu) 計(jì)量方式采用容量式計(jì)量。散體供料裝置依其主題運(yùn)動(dòng)方式分為旋轉(zhuǎn)式和擺動(dòng)式、直線往復(fù)式和震動(dòng)式等多種；依次傳動(dòng)方式分為機(jī)械式、液壓式氣動(dòng)式和電磁式等多種。本機(jī)采用的為旋轉(zhuǎn)式，其傳動(dòng)采用機(jī)械式傳動(dòng)。 3) 主傳動(dòng) 主傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用齒輪傳動(dòng)，為使其達(dá)到生產(chǎn)要求，同時(shí)還要用減速電機(jī)及蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。 4）縱封、橫封機(jī)構(gòu) 本機(jī)采用的縱封器是連續(xù)輥式縱封器，它的熱封機(jī)構(gòu)是等速相向回旋的一對(duì)輥筒，其滾筒兼有壓、牽引及加熱的作用。在熱封期間熱量由滾筒的電熱絲通電后供給常熱式輻射加熱，使熱容型塑料進(jìn)入兩滾筒間的熱合接觸面，

23、相互粘和形成密封的袋。其橫封采用的一種連續(xù)橫封器機(jī)構(gòu)，熱封所需的壓力可借助兩側(cè)的壓縮彈簧加以適當(dāng)調(diào)節(jié)。熱封時(shí)，熱封頭與連續(xù)運(yùn)動(dòng)著的袋筒必須有相同的線速度，否則，封口部分可能產(chǎn)生皺紋或拉長，甚至斷裂等不良現(xiàn)象。 5）剪切機(jī)構(gòu) 本剪切機(jī)構(gòu)采用輥刀式切斷裝置。實(shí)際上切割過程具有雙重意義：即刃口對(duì)塑料薄膜擠壓剪切和撕裂，因此要求輥刀線速度小于料袋下降速度。 6）封合調(diào)整 對(duì)于連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)，縱封滾輪以一定值的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使縱封連續(xù)地進(jìn)行。因此，包裝薄膜通過縱封牽引后被連續(xù)送到橫封裝置。由以上分析可知，橫封輥在回轉(zhuǎn)一周的過程中，并非如縱封一樣每時(shí)每刻保持壓合熱封狀態(tài)，它只在封合

24、面對(duì)接的時(shí)候才進(jìn)行熱封分切。在橫封輥對(duì)接的瞬間，運(yùn)行的包裝薄膜被壓合，此時(shí)，必須保證橫封輥封合面的線速與薄膜送進(jìn)速度一致，即橫封線速度應(yīng)等于縱封牽引線速度，只有如此，才能保證切封質(zhì)量。否則，當(dāng)＞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜拉伸撕裂；而當(dāng)＜時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜出現(xiàn)折皺。 假設(shè)縱封牽引速度保證在一個(gè)封切周期T內(nèi)送進(jìn)一個(gè)袋長，而橫封輥以勻速旋轉(zhuǎn)，并且一周封切兩次，于是有 (3-1) 式中R為橫封輥?zhàn)畲蠡剞D(zhuǎn)半徑。由此可見，要生產(chǎn)不同規(guī)格的袋長，橫封輥必須要有一個(gè)不同的半徑R與之對(duì)應(yīng)，這樣的設(shè)計(jì)是非常不合算也不合理的。

25、為此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)使橫封輥R不變，采用一個(gè)不等速機(jī)構(gòu)，是橫封輥在周期T 內(nèi)作不等速回轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同的袋長生產(chǎn)，從而使機(jī)器的通用性更好。 借助于不等速機(jī)構(gòu)，在熱封切瞬時(shí)，使橫封輥對(duì)輥的線速度與薄膜送進(jìn)速度達(dá)到一致。在完成封切后又迅速退離，讓包裝物料順利通過，以免干涉。因此，可保證封切質(zhì)量和包裝工作的順利進(jìn)行。 要實(shí)現(xiàn)橫封不等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所采用的機(jī)構(gòu)有多種，如偏心鏈輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、變速鏈輪機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪機(jī)構(gòu)等。在實(shí)際生產(chǎn)制造中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征，考慮其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造工藝等，主要采用偏心鏈輪機(jī)構(gòu)。偏心鏈輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性符合橫封工作要求，調(diào)整方便，能適應(yīng)不同的包裝工作速度和不同袋長，

26、而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便。 3.3 機(jī)構(gòu)造型 3.3.1 包裝材料供送機(jī)構(gòu) 為使操作方便，將卷筒紙?jiān)O(shè)置在機(jī)器正上方。利用象鼻成型器折彎成型式填充式封口機(jī)，平張卷筒薄膜經(jīng)導(dǎo)引機(jī)構(gòu)引致象鼻成型器被折彎成圓筒狀，然后借等速回旋的縱封輥加壓熱封并連續(xù)向下牽引。物料經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后,由加料斗落人已封底的袋筒內(nèi).經(jīng)過不等速回旋的橫封輥封口，再經(jīng)回旋切刀切斷，完成包裝。 3.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng) 要求高精度定量軟包機(jī)的生產(chǎn)率達(dá)到50-100袋/分，袋長50-110mm。因此設(shè)置了間隔齒輪機(jī)構(gòu)和錐輥無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)。采用兩級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)。第一節(jié)用寬帶無級(jí)調(diào)速。第二節(jié)用錐輥無級(jí)變速。 3.3.3 切斷裝置

27、本機(jī)構(gòu)采用滾刀與定刀相結(jié)合的切削方式。 3.3.4 制動(dòng)裝置 制動(dòng)裝置主要針對(duì)包裝材料卷而設(shè)置，因?yàn)榘b材料卷的重量較大，慣性也較大，對(duì)其施加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)是必要的。一般在安裝包裝材料卷的套筒上設(shè)置制動(dòng)裝置，使薄膜帶由卷盤至牽引裝置間保持適度的張力。 4整體設(shè)計(jì)與零部件的設(shè)計(jì) 4.1 包裝卷膜的供送及補(bǔ)償調(diào)節(jié) 4.1.1 包裝卷膜的供送裝置 在自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中采用卷筒式包裝薄膜，在進(jìn)行自動(dòng)包裝的過程中，首先要由卷筒形式舒展成帶，再按要求進(jìn)行成型及充填包裝。這一運(yùn)行過程，其實(shí)就是包裝材料帶的公司供送過程。實(shí)現(xiàn)這個(gè)供送過程的裝置主要包括三部分：退卷裝置、導(dǎo)引裝置以及牽引裝置。

28、 供送裝置設(shè)計(jì)的合理性直接影響著包裝的質(zhì)量，甚至影響到包裝機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。薄膜在供送的過程中必須保持平穩(wěn)無跳動(dòng)，正確到位而不會(huì)偏移，否則包裝機(jī)無法實(shí)現(xiàn)包裝動(dòng)作。 1) 牽引裝置 牽引裝置是包裝材料卷松展輸送的動(dòng)力。由圖 可見，卷筒薄膜的牽引裝置有鉗拉式和滾輪式兩種。鉗拉式主要是通過機(jī)械或氣動(dòng)的擺桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，用于間歇性的牽引供送；而滾輪式則采用一對(duì)相對(duì)滾動(dòng)的滾輪對(duì)薄膜進(jìn)行輾送牽引，實(shí)現(xiàn)連續(xù)供送，其結(jié)構(gòu)較鉗拉式簡單，在連續(xù)式包裝機(jī)中應(yīng)用廣泛。 在連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，牽引滾輪一般都兼?zhèn)淇v封滾輪的作用，其外圓周面滾花，以增強(qiáng)牽引摩擦力和增加熱封壓合的效果。 2) 退卷裝置 退卷

29、裝置即包裝材料卷的支承裝置，用于安裝包裝材料卷，使包裝材料卷在支承裝置上靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，并在牽引滾輪的作用下，以給定的速度連續(xù)回轉(zhuǎn) ，松展成帶。 3）導(dǎo)引裝置 導(dǎo)引裝置主要是一系列導(dǎo)輥組，通過導(dǎo)輥的作用，使包裝材料帶平展輸送，并起到自由轉(zhuǎn)向，校正糾偏的作用。 導(dǎo)棍的結(jié)構(gòu)很簡單，主要由心軸、輥筒和軸承組成。心軸固定安裝在支座上，使?jié)L筒在軸上能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。輥筒外表面應(yīng)保持光潔圓滑，以便使薄膜帶輸送平滑穩(wěn)定。 一臺(tái)包裝機(jī)一般有若干支導(dǎo)輥，安裝時(shí)須確保相互平行，并且按薄膜帶的走向設(shè)定安裝位置，導(dǎo)輥的數(shù)量與薄膜帶輸送速度有關(guān)，對(duì)于牽引速度高的包裝機(jī)，薄膜帶高速輸送，則需要較多的導(dǎo)棍以提高薄膜帶輸送的穩(wěn)定

30、性。反之，牽引速度較低的包裝機(jī)，配置較少的導(dǎo)棍即可滿足要求。 4）容讓及制動(dòng)裝置 在包裝材料帶輸送的過程中，由于各方面的原因 ，會(huì)導(dǎo)致輸送速度的瞬時(shí)變化，而且變化會(huì)很頻繁。特別是對(duì)于有色標(biāo)包裝材料的供送，由于需要補(bǔ)償調(diào)節(jié)，使?fàn)恳俣群隹旌雎?，從而造成?duì)包裝材料帶牽引時(shí)出現(xiàn)時(shí)緊時(shí)松的現(xiàn)象。這種瞬時(shí)變化會(huì)引至轉(zhuǎn)動(dòng)不見的慣性作用，因而影響包裝材料帶的正常供送。 當(dāng)牽引速度瞬時(shí)增大時(shí)，包裝材料卷將加速回轉(zhuǎn)，但由于材料本身及支承裝置轉(zhuǎn)動(dòng)部件的慣性作用，使薄膜帶的張力增大 ，以至拉伸變形。當(dāng)牽引速度由快變慢時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的慣性又會(huì)引起包裝材料卷的過度松展，使薄膜帶成松弛狀態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致薄膜袋輸送出現(xiàn)抖

31、動(dòng)和跑偏的現(xiàn)象。為消除慣性對(duì)包裝材料帶的影響，可以在輸送過程中設(shè)置容讓裝置，以及對(duì)卷筒包裝材料設(shè)置制動(dòng)裝置。 a) 容讓裝置 容讓輥區(qū)別于其它導(dǎo)輥的特征就是可以上下浮動(dòng)或擺動(dòng)，這一上一下的簡單浮動(dòng)卻對(duì)薄膜帶的平穩(wěn)輸送起到至關(guān)重要的作用。當(dāng)薄膜的輸送線速加快時(shí)，薄膜帶的拉力增大，容讓輥被薄膜帶上提，從而避免因慣性而導(dǎo)致薄膜拉長；當(dāng)輸送線速度減慢時(shí)，薄膜帶過度松馳以至于打折的可能性會(huì)增大，但由于容讓輥靠自重下移，給予薄膜適度張緊，從而抵消了薄膜的松弛。 b) 制動(dòng)裝置 制動(dòng)裝置主要針對(duì)包裝材料卷二設(shè)置，因?yàn)榘b材料卷的重量較大，慣性也較大對(duì)其施加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)是必要的。一般在安

32、裝包裝材料卷的套筒上設(shè)置制動(dòng)裝置，使薄膜帶由卷盤至牽引裝置間保持適度的張力。當(dāng)薄膜輸送速度增大時(shí)，其牽引力加大，使擺桿上移，從而制動(dòng)力減小，使薄膜卷加快松展，減小薄膜張力；當(dāng)薄膜速度減小時(shí)，牽引力相對(duì)減小，使擺桿下移，從而加大制動(dòng)力，使薄膜卷松展放緩，令已松展的薄膜帶處于適度張緊狀態(tài)。在此擺桿上的導(dǎo)輥也起到一個(gè)容讓的作用。 4.2 有色標(biāo)包裝材料帶在供送過程中的補(bǔ)償調(diào)節(jié) 食品包裝中所采用的包裝材料卷一般都印有商標(biāo)圖案，每個(gè)商標(biāo)圖案作為獨(dú)立的單元按一定長度等距分布。在完成產(chǎn)品的包裝過程中，必須保證橫封切斷的位置準(zhǔn)確，使包裝袋上的商標(biāo)圖案完整無缺，不會(huì)錯(cuò)位。 因此，有標(biāo)識(shí)圖案的卷膜必須要按圖

33、案的實(shí)際間距進(jìn)行供送，確保其定位的準(zhǔn)確性。商標(biāo)圖案的定位精度是衡量包裝質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時(shí)也反映出包裝機(jī)的性能優(yōu)劣。因此設(shè)計(jì)合理的定位調(diào)節(jié)裝置是非常重要的。 由于卷筒包裝材料在印刷過程中的誤差，以及在應(yīng)用于包裝過程中受力和溫度的影響，不可避免會(huì)引起其圖案間距和長度的變化。當(dāng)以固定速度牽引薄膜時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)封切點(diǎn)沒有準(zhǔn)確落在商標(biāo)圖案之間的現(xiàn)象，使分切的包裝袋圖案不完整，或超前切斷，或滯后切斷。因此，只靠牽引滾輪和橫封切斷機(jī)構(gòu)的速比配合是難以滿足有色表帶的連續(xù)定位供送的。自動(dòng)包裝機(jī)中最常用的方法是采用光電檢測(cè)控制微調(diào)裝置來達(dá)到要求。 包裝薄膜帶每個(gè)商標(biāo)圖案之間都印有一個(gè)條形標(biāo)記，一般是寬約5m

34、m的矩形，稱作“色標(biāo)”或“光標(biāo)”，其顏色要求與圖案底色反差明顯。光電檢測(cè)裝置正式通過識(shí)別光標(biāo)所發(fā)出的信號(hào)，使控制裝置執(zhí)行對(duì)包裝材料帶牽引速度的調(diào)節(jié)。 由此可見，在連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位封切，必須配備一個(gè)光電微調(diào)系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)是：通過光電繼電器及凸輪同步開關(guān)操縱伺服電機(jī)，經(jīng)減速及差動(dòng)輪系，使縱封牽引滾輪實(shí)現(xiàn)隨即的增速或減速，從而調(diào)整包裝膜在輸送過程中色標(biāo)滯后或超前的現(xiàn)象。 整個(gè)控制過程將出現(xiàn)三種情況： 1）在正常情況下，在封切瞬間，色標(biāo)正確到位，使光電傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)，光電繼電器常開觸頭閉合，但此時(shí)的同步開關(guān)，均處于斷開狀態(tài)，因此電控裝置不通電，補(bǔ)償裝置不動(dòng)作，牽引

35、滾輪以給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 2）當(dāng)色標(biāo)發(fā)生滯后現(xiàn)象時(shí)，即實(shí)際商標(biāo)圖案大于標(biāo)準(zhǔn)長度時(shí)，在光電傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)領(lǐng)繼電器動(dòng)作的瞬間，凸輪同步開關(guān)閉合，斷開，正補(bǔ)償電控裝置接通，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過微調(diào)傳動(dòng)裝置使?fàn)恳凉L輪增速回轉(zhuǎn)，從而在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)送出實(shí)際長度比標(biāo)準(zhǔn)長度達(dá)的材料帶。 3）當(dāng)色標(biāo)發(fā)生超前現(xiàn)象，即實(shí)際商標(biāo)圖案小于標(biāo)準(zhǔn)長度時(shí)，在光電傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)令繼電器動(dòng)作的瞬間，凸輪同步開關(guān)閉合，斷開，負(fù)補(bǔ)償電控裝置接通，控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過微調(diào)傳動(dòng)裝置使?fàn)恳凉L輪減速回轉(zhuǎn)，從而在相同的時(shí)間內(nèi)送出實(shí)際長度的商標(biāo)圖案。 由以上分析可見，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)節(jié)是由五部分組成的，包括光電檢測(cè)裝置、凸輪同步信號(hào)裝置、

36、電控裝置、誤差補(bǔ)償裝置和微調(diào)傳動(dòng)裝置。其中，誤差補(bǔ)償裝置可采用伺服電機(jī)補(bǔ)償裝置或電磁離合式換向補(bǔ)償裝置，前者控制準(zhǔn)備可靠，因此最常用。至于微調(diào)傳動(dòng)裝置，主要采用差動(dòng)式傳動(dòng)裝置。（如圖2-3） 4.3 象鼻成型器 象鼻成型器，其三角板的安裝角可取α=5-12。圓弧槽半徑為R=（0.1-0.3）a。象鼻成型器的兩邊都帶有護(hù)邊，目的是防止成型器曲面過長而導(dǎo)致薄膜貼合不良而跑偏，影響翻折制袋。折邊的寬度可取m=15mm—20mm 。象鼻成型器的制造一般采用不銹鋼薄板，要求表面光滑平整。其三角部分和圓弧槽部分可用整塊板料卷曲而成，因?yàn)樗鼈兊恼归_寬度是相等的。如圖是象鼻成型器的結(jié)構(gòu)及展開圖，沿虛線卷折

37、即可制得成型器，表中參數(shù)可通過計(jì)算加以選擇在表中列出了多種成型器的設(shè)計(jì)參數(shù)，這是實(shí)際應(yīng)用中所設(shè)計(jì)的。 表4-1象鼻成型器設(shè)計(jì)參數(shù) b/mm e/mm f/mm g/mm h/mm i/mm j/mm k/mm m/mm (n)/mm (d)/( ) 50 133 101 68 76 33 49 68 89 28.3 4.4 55 143 111 78 86 38 54 78 99 32.6 5.1 60 153 121 88 96 43 59 88 109 36.9 5.8 65 163

38、 131 98 106 48 64 98 119 41.2 6.4 70 173 141 108 116 53 69 108 129 45.5 7.1 75 183 151 118 126 58 74 118 139 49.8 7.8 80 193 161 128 136 63 79 128 149 54.1 8.4 圖4-1 象鼻成型器參數(shù) 在設(shè)計(jì)象鼻成型器時(shí)應(yīng)注意，除折邊部分以外，其寬度應(yīng)與薄膜的寬度大致相等，理想狀態(tài)是：制造完工的成型器，其表面寬度比薄膜寬度大0.5mm—1mm。這樣可

39、確保薄膜自然貼合成型器而不起皺。 平張薄膜通過該成型器的時(shí)，彎折比較平緩，成型阻力較小，對(duì)塑料單膜的適應(yīng)性較好。該成型器常用于立式連續(xù)制袋的充填封口機(jī)，其設(shè)計(jì)和制造比較方便，但是此成型器只適用一種袋寬。在自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中采用卷筒式包裝薄膜，在進(jìn)行自動(dòng)包裝的過程中，首先要由卷筒形式舒展成帶，再按要求進(jìn)行成型及充填包裝。這一運(yùn)行過程，其實(shí)就是包裝材料帶的公司供送過程。實(shí)現(xiàn)這個(gè)供送過程的裝置主要包括三部分：退卷裝置、導(dǎo)引裝置以及牽引裝置（縱封器）。供送裝置設(shè)計(jì)的合理性直接影響著包裝的質(zhì)量，甚至影響到包裝機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。薄膜在供送的過程中必須保持平穩(wěn)無跳動(dòng)，正確到位而不會(huì)偏移，否則包裝機(jī)無法實(shí)現(xiàn)包

40、裝動(dòng)作。 4.4 縱封器的設(shè)計(jì) 縱封器的作用主要是用來完成成型器成型后的縱邊封合。由于熱封器的運(yùn)動(dòng)方式不同，縱封器分為連續(xù)式和間歇式兩種，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式。 連續(xù)式縱封器的熱封結(jié)構(gòu)是作等速相向回轉(zhuǎn)的一對(duì)輥筒，其外圓有滾花，內(nèi)有加熱元件，在彈簧力的作用下互相壓緊。縱封滾有兩個(gè)作用，其一是對(duì)薄膜進(jìn)行牽引輸送，其二是對(duì)薄膜成型后的對(duì)接縱邊進(jìn)行熱封合。這兩個(gè)作用是同時(shí)進(jìn)行的。一般情況下，縱封輥旋轉(zhuǎn)一周進(jìn)行一到兩次封合動(dòng)作。當(dāng)每個(gè)縱封輥上對(duì)稱加工有兩個(gè)封合面時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)縱封輥的封合面的中間，分別裝有刃刀及刀板，在兩輥壓合熱封時(shí)能輕易地切斷薄膜。它對(duì)袋筒兼有施壓、牽引及加熱封邊的作用，又稱輥式

41、縱封器。 在加熱期間，熱量由輥筒內(nèi)的電熱絲通電后供給，常熱式輻射加熱，使熱熔性塑料進(jìn)入兩輥筒的熱合接觸面相互粘合而形成一在一些機(jī)型中，橫封和切斷是分開的，即在縱封輥下另外配置有切斷刀，包裝袋先橫封再進(jìn)入切斷刀，這種方法結(jié)構(gòu)簡單。［4］ 如圖所示： 圖4-2 縱封器機(jī)構(gòu) 它主要由縱封輥、加熱線圈和軸承等組成?？v封輥的輥面寬通常為10～20mm,工作表面上開有直紋、斜紋、或網(wǎng)紋，以適應(yīng)不同薄膜塑封的需要。輥筒所用材料常用中碳鋼、40C鋼、及“金屬塑料”（聚四氯乙烯滲入金屬粉末燒結(jié)成型的微孔內(nèi)）等?？砂聪率接?jì)算縱封輥的半徑。 (4-1) 由上式可見，縱封輥半徑 取

42、決于生產(chǎn)能力、袋長及輥筒速度。在正常的生產(chǎn)中，欲保持輥的半徑不變，而要增加生產(chǎn)效率或袋長尺寸，就得相應(yīng)增加縱封輥的轉(zhuǎn)速。在這種情況下，還要提高加熱的溫度以保證封口的質(zhì)量。關(guān)于輥筒速度的調(diào)節(jié)，實(shí)際上，這是借助搭配齒輪的辦法，即有級(jí)的改變分配軸與縱封輥之間的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)的，從而能達(dá)到多種袋長的封口。 兩個(gè)縱封滾輪的圓筒內(nèi)均裝有加熱器，加熱器由發(fā)熱元件和支座組成。發(fā)熱元件一般采用電阻發(fā)熱線圈，繞裝在支座上，再通過支座安裝在軸承座或安裝板上。當(dāng)縱封滾輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，加熱器固定不動(dòng)，持續(xù)的對(duì)滾輪的圓筒壁均勻加熱。加熱溫度通過測(cè)溫器測(cè)量，并由溫控表控制其變化范圍。 縱封滾輪的動(dòng)力來自齒輪，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)

43、齒輪旋轉(zhuǎn)，并通過相互嚙合的齒輪和同時(shí)驅(qū)動(dòng)軸，使縱封滾輪實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。 在縱封滾輪的封合圓柱面上都加工有均勻細(xì)密的網(wǎng)紋，以增加封口的牢固度，使熱封縫美觀而且質(zhì)量保證。另外縱封滾輪在工作中長時(shí)間處于加熱狀態(tài)，并作連續(xù)相對(duì)滾壓運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要有較好的綜合力學(xué)性能。在實(shí)際生產(chǎn)中可采用合金結(jié)構(gòu)鋼加工，如40Cr等鋼材制造。 4.5 橫封器的設(shè)計(jì) 立式上使用的一種連續(xù)橫封器結(jié)構(gòu)。每一支橫封輥上均對(duì)稱分布兩只熱封頭，由電熱絲加熱并自動(dòng)進(jìn)行恒溫控制。熱封所需要的壓力可借助兩側(cè)的壓縮彈簧加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)（如圖4-3）。 圖4-3 橫封器機(jī)構(gòu) 橫封輥的發(fā)熱源來自電熱管。電熱管從橫封輥的軸端穿入，其穿入長

44、度應(yīng)比橫封輥的封切面稍長，以確保封切面受熱均勻。由于在運(yùn)動(dòng)過程忠電熱管隨橫封輥一起旋轉(zhuǎn)，因此需要在橫封輥軸端裝配電刷環(huán)，通過電刷導(dǎo)入電源。橫封輥的溫度，通過測(cè)溫頭測(cè)定，再由溫控表調(diào)節(jié)，測(cè)溫頭可裝配在滑動(dòng)軸承座或軸瓦套上。［4］ 設(shè)計(jì)連續(xù)式袋裝機(jī)的橫封器應(yīng)能滿足如下一些工藝要求： 1) 速度的同步 熱封時(shí)，熱封頭與連續(xù)運(yùn)動(dòng)著的袋筒須具有同步的速度。否則，封口部位就可能發(fā)生起皺或拉長，甚至斷裂等不現(xiàn)象。當(dāng)袋長規(guī)格有變化時(shí)，尤其要注意這一點(diǎn)。因此，采用回轉(zhuǎn)型的熱封頭，由于半徑固定不變，往往采用不等速運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如偏心輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等）來帶動(dòng)，以便適應(yīng)調(diào)節(jié)其封合線速度滿足熱封要求。 2)

45、橫封頭的不等速運(yùn)動(dòng) 由于橫封時(shí)，要求橫封頭在袋筒運(yùn)動(dòng)方向上的線速度和袋筒的運(yùn)動(dòng)速度相同，所以橫封頭必須作不等速運(yùn)動(dòng)。此外，工作中的橫封頭是處于高溫狀態(tài)（溫度高于100℃），為了防止包裝材料發(fā)生過熱現(xiàn)象，應(yīng)使橫封頭的橫封動(dòng)作結(jié)束，就很快速讓開，所以橫封頭也必須作不等速運(yùn)動(dòng)，常用的不等速機(jī)構(gòu)有偏心鏈輪機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 3) 速度的無極可調(diào) 當(dāng)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力和包裝袋袋長規(guī)格變化時(shí)，由于橫封頭的回轉(zhuǎn)半徑不能調(diào)，所以只有改變橫封頭的回轉(zhuǎn)速度，即橫封速度的連續(xù)可調(diào)。 4.6 切斷裝置的設(shè)計(jì) 圖4-4 切斷裝置機(jī)構(gòu) 切斷包裝材料的方法有熱切和冷切兩種?？筛鶕?jù)具體條件，如包裝材料的材

46、質(zhì)、厚度、料袋的牽引運(yùn)動(dòng)形式、切割方法和切口形狀等來適當(dāng)選用。本設(shè)計(jì)采用冷切，滾刀式。滾刀式切斷裝置是連續(xù)工作的，有種組合方式： 1）滾刀與定刀 2）慢轉(zhuǎn)滾刀與快轉(zhuǎn)滾刀 本設(shè)計(jì)采用前者，適用于低速又少切屑的場(chǎng)合。盡管兩刀的形狀尺寸完全相同，但安裝的方式卻相反，且滾刀的刀刃與偏上的定刀刀刃呈1～2傾角。這樣，當(dāng)滾刀沿料袋前進(jìn)方向做等速回轉(zhuǎn)（每袋轉(zhuǎn)一圈）時(shí)，兩條刀刃則沿刀刃全長逐漸相遇，降低切斷斷時(shí)的沖擊力。此外，兩刀刃間并不接觸，要求留有微小縫隙，足以保證滾刀回轉(zhuǎn)而無袋時(shí)刃口不會(huì)相互碰撞，而有袋時(shí)則能順利切割。實(shí)際上切割過程具有雙重作用，即刃口對(duì)塑料薄膜擠壓滾切和撕裂，因此還要求滾刀速度大

47、于料袋下降速度。 (4-2) 在滾刀滾切過程中，為了保證滾刀刃口恰好在料袋規(guī)定位置上切斷，滾刀和定刀切斷料袋應(yīng)有一定的相位要求，能夠調(diào)節(jié)。 4.7 料缸 料缸的設(shè)計(jì)首先要考慮它的執(zhí)行部分的執(zhí)行件有進(jìn)料口、出料口以及控制液體流量的裝置，由于在一個(gè)工作周期內(nèi)就要包裝一袋產(chǎn)品，因此料缸中的液體必須以一定的周期進(jìn)入，由相關(guān)資料可知，工作時(shí)缸內(nèi)保持恒定的液面，可以確保灌裝的精度。圖4-5通過軸以及浮箱來實(shí)現(xiàn)液面恒定，主要是通過軸與浮箱的上下移動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。料缸部件在機(jī)器的頂部，料缸內(nèi)液體由高

48、槽供給，當(dāng)液面高于規(guī)定位置時(shí)，浮箱可以通過杠桿、堵頭封閉進(jìn)液口。對(duì)料缸中液體流量的控制，主要是通過一個(gè)灌裝閥的開合來實(shí)現(xiàn)，可用一個(gè)卡式管接頭把灌裝閥安裝在白狀機(jī)械的頂部，然后連接閥和閥芯，調(diào)整鎖緊螺母使閥不滲露，而灌裝閥的開合應(yīng)由一個(gè)電磁閥控制。對(duì)于灌裝流量的調(diào)整可通過閥兩端的調(diào)節(jié)旋鈕來實(shí)現(xiàn)。可設(shè)計(jì)為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，流量增大；逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，流量減小。 圖4-5 料缸 5 高精度定量軟包機(jī)的使用和維護(hù) 5.1 機(jī)械本身故障 高精度定量軟包機(jī)具有包裝速度快的特點(diǎn)，但也常出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，物料性質(zhì)是影響

49、包裝質(zhì)量的首要和重要的因素，散劑或液體物料的比重、密度分布、松動(dòng)性和流動(dòng)性掌握不好，將直接影響分裝的準(zhǔn)確性，造成裝量差異不合格，因此，物料性質(zhì)是生產(chǎn)中的第一個(gè)要解決的問題，在包裝中，也會(huì)因機(jī)械、電子方面的問題產(chǎn)生包裝質(zhì)量問題，如因裝袋時(shí)間與熱封合時(shí)間不協(xié)調(diào)造成包裝物料混入熱封合部位；因熱調(diào)節(jié)不良，推簧壓力不均造成封口不良，等等，因此生產(chǎn)中要隨時(shí)進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整，高精度定量軟包機(jī)使用中常出現(xiàn)的問題及原因和解決辦法列于下表。 表5-1 高精度定量軟包機(jī)常見故障及排除方法 問題來源 問題 原因 解決辦法 機(jī)械本身 部分機(jī)構(gòu)不能開動(dòng) ⒈電

50、源線斷，電機(jī)故障 ⒉保險(xiǎn)絲燒斷 ⒊齒輪各連接螺絲、鍵等松動(dòng) ⒋異物嚙入齒輪及其傳動(dòng)部位 ⒌異物嚙入裁刀 ⒍兩刀刃配合過緊 ⒈接線或更換電機(jī) ⒉更換保險(xiǎn)絲 ⒊重新緊固，從電機(jī)開始，按傳動(dòng)次序進(jìn)行檢查 ⒋及時(shí)取出異物（不及時(shí)處理將燒毀電機(jī)） ⒌取出異物 ⒍適當(dāng)加大刀刃間隙 轉(zhuǎn)盤部位 包裝物料混入熱封合部位（夾料） 裝袋時(shí)間與熱封合時(shí)間不協(xié)調(diào) 調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)盤齒輪連接的二檔齒輪，改變齒的咬合 定時(shí)裝袋調(diào)節(jié)后，再次失常 ⒈轉(zhuǎn)盤固定不良 ⒉鍵和固定螺絲松動(dòng)或固定位置不對(duì) ⒊轉(zhuǎn)盤內(nèi)的開閉器開閉不良 ⒋液體比重差異較大 ⒈固定轉(zhuǎn)

51、盤在正確位置 ⒉重新固定鍵和螺絲 ⒊將開閉機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)到正確位置后將開閉器固定； ⒋減慢包裝速度 裁刀部位 不能切斷薄膜 ⒈與定刀間隙不當(dāng) ⒉裁刀刀位破損 ⒊裁刀安裝不良，裁刀離合器離合動(dòng)作不良，定位鍵脫開 ⒈調(diào)節(jié)動(dòng)刀刃與靜刀刃間隙 ⒉油石研磨或磨床修復(fù) ⒊認(rèn)真檢查各部分，重新緊固 熱輥部分 封口不良 ⒈熱調(diào)節(jié)不好，溫度過高或過低 ⒉推簧壓力不足或壓力不均； ⒊封輥不平 ⒈根據(jù)包裝材料及厚度，選擇適當(dāng)?shù)臒岱鉁囟? ⒉調(diào)整各熱封輥壓力 ⒊修理或更換 薄膜導(dǎo)槽 薄膜不能咬入上部熱輥或脫離熱輥或兩端不齊 ⒈薄膜、薄

52、膜導(dǎo)槽、縱橫封熱輥中心不一致； ⒉薄膜導(dǎo)槽過于靠前或過于傾斜 ⒊橫封熱輥偏心鏈輪速度失常 針對(duì)原因作相應(yīng)調(diào)整 電氣部分 熱封電流過大或保險(xiǎn)絲熔斷 電熱器內(nèi)部或熱封線路有短路 更換或修理 熱封輥不熱 電熱絲燒斷，封熱保險(xiǎn)絲熔斷或炭刷接觸不良，繼電器故障，溫度控制器故障 更換或修理 電氣部分 熱封輥溫度不能自控（溫度過高） ⒈測(cè)溫度線路不通 ⒉縱封測(cè)溫器與縱封輥接觸不良 ⒊溫度控制器內(nèi)部故障 更換或修理 增、減指示燈不亮 ⒈控制器保險(xiǎn)絲斷開或內(nèi)部故障 ⒉紙未裝好 ⒊點(diǎn)中心位置不對(duì)（未對(duì)準(zhǔn)光電小孔） ⒋感度旋扭

53、未調(diào)好 針對(duì)原因作相應(yīng)調(diào)整 其他 袋長不穩(wěn) ⒈光電位置不好 ⒉縱封壓力過小 針對(duì)原因作相應(yīng)調(diào)整 包裝袋錯(cuò)邊 制袋器位置不對(duì) 調(diào)整制袋器位置 5.2 注意事項(xiàng) 1）在運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)注意機(jī)器的聲音是否協(xié)調(diào)，要迅速分辨事故前的異常運(yùn)轉(zhuǎn)聲音。 2）把薄膜裝入后，如長時(shí)間不開動(dòng)，縱封輥熱量不斷傳給薄膜，可將薄膜燒壞，此時(shí)應(yīng)將三個(gè)背螺母順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將兩個(gè)輥筒彼此分離。 3）要經(jīng)常用銅刷清掃縱封輥、橫封輥的表面。若加熱輥表面粘著材料時(shí)，則會(huì)引起熱封不良，并因此而引起縱封輥拉力減弱。 4）在檢查、清理、修理時(shí)應(yīng)先切斷電源。 5）在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在橫封輥與裁刀之間

54、，不準(zhǔn)手或其他物品靠近。 6）定時(shí)檢查機(jī)器各個(gè)緊固部位，是否有松動(dòng)，脫節(jié)現(xiàn)象。每隔一月應(yīng)在各個(gè)緊固部位涂潤滑油，減速器油應(yīng)在10天左右更換，以后每隔2000小時(shí)更換一次新油，給油量要到油標(biāo)的中心。 致 謝 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們掌握了機(jī)器設(shè)計(jì)的一般步驟，也是我們第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在本次設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，達(dá)到了了解和掌握自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法。 本次設(shè)計(jì)的主要目的和主導(dǎo)思想是對(duì)高精度定量軟包機(jī)的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，在設(shè)計(jì)中我們主要采用了齒輪，鏈輪的傳動(dòng)，進(jìn)一步加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，也對(duì)在大學(xué)四年里學(xué)到的其

55、他相關(guān)課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)和運(yùn)用。尤其在綜合分析和解決問題，獨(dú)立工作能力方面得到了很大的鍛煉。鍛煉了我們的查閱資料的能力，培養(yǎng)了我們的協(xié)同工作的能力，但也暴露了我們的不足，比如：基礎(chǔ)不牢靠，缺乏經(jīng)濟(jì)觀念等。 由于時(shí)間的關(guān)系和能力的限制，在設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)老師的批評(píng)和指正。在本次的設(shè)計(jì)中，得到了陳耿老師的大力幫助和指導(dǎo)讓我受益匪淺。使我得以順利的完成設(shè)計(jì)，再次表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) ［1］張聰.自動(dòng)化食品包裝機(jī)［M］.廣東：科技出版社，2003:138-180. ［2］吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)實(shí)用手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998:25-6

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