【文章內(nèi)容簡介】 包裝機的自動化程度和自動控制方案時，應(yīng)根據(jù)具體情況區(qū)別對待。既要盡量采用先進技術(shù)、趕超國際先進水平，又要結(jié)合我國國情、講究經(jīng)濟效益、便于推廣應(yīng)用。4． 制造與維修在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能使制造與維修方便?？刹扇∫韵聝煞矫娴拇胧?） 提高包裝機的系列化、零部件的通用化和標準化的程度。提高“三化”程度是我國的一項重要的技術(shù)政策，也是包裝機械的一個發(fā)展方向。2） 改善結(jié)構(gòu)工藝性機械的結(jié)構(gòu)工藝性，由零件的結(jié)構(gòu)復雜程度、加工表面數(shù)量、精度要求、對制造單位的適應(yīng)能力、零部件的可拆性及標準化、通用化程度等來評定。結(jié)構(gòu)工藝性差，不僅使制造成本增加，而且還使制造和維修周期延長，甚至難以達到預定的加工要求。5． 操作條件與工作可靠性包裝機的操縱、裝卸物料、排除故障、維護保養(yǎng)等工作應(yīng)省時、省事、省力；被包裝物品規(guī)格變化時，有關(guān)工作部件的調(diào)整或更換要方便迅速。此外，防誤動作、過載保護、故障報警和自動停機等。包裝機對環(huán)境的污染不僅使操作條件惡化，而且還會影響機器的使用性能和壽命。尤其是噪音，必須嚴加控制。一般要求生產(chǎn)車間的環(huán)境噪音不超過90dB(A)，單機噪音不超過85dB(A)?？刂圃胍簦紫纫O(shè)法降低主要噪聲，如減小激振力，降低聲源系統(tǒng)中振動輻射部件對激振力的響應(yīng)等。另外，采用噪聲隔離和吸聲裝置以控制噪聲的傳送，也是一種簡單而有效的辦法。工作可靠性是評定包裝機質(zhì)量的重要指標之一。若可靠性低，必然降低機器的效率，增加操作的困難，對組成包裝自動線的包裝機尤應(yīng)重視。6． 經(jīng)濟性及其他在設(shè)計時，要注意到經(jīng)濟性問題。這就要求制造成本低，功率消耗少，使用壽命長，運輸、安裝、維修方便和生產(chǎn)率高。 此外，包裝機的占地面積小，外型應(yīng)美觀。這同操作條件、機械結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品銷售均有密切關(guān)系。美觀的外形和協(xié)調(diào)的色彩可以提高市場競爭能力。 包裝機按包裝袋來源分為制袋式和給袋式兩種，前者自動化程度高，技術(shù)要求也復雜，某些特殊形狀的袋型采用后者較為理想。根據(jù)制袋成型的機理，制袋式包裝機的機型又分為折彎、折疊、對合及截取成型等幾種。 供料方案的選擇與比較供送系統(tǒng)是現(xiàn)代包裝機械不可缺少的組成部分，也就是說是整個設(shè)備的“咽喉”，其結(jié)構(gòu)與工作性能的好壞，對提高成品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和自動化水平均起重要作用，并對整體布局產(chǎn)生直接影響。包裝機械的供送對象一般是指包裝物品、包裝容器和包裝材料如板片、卷帶等。這些對象不僅大小、形態(tài)、性質(zhì)千差萬別，而且初始給料方式和送至包裝工位的要求也不盡相同，需配備相應(yīng)的供送系統(tǒng)才能實現(xiàn)良好的工藝效果。 通常，包裝物品按其狀態(tài)可劃分為液體、粉體、散粒體、呈剛性或半剛性的條狀及塊狀體，如啤酒、味精、藥丸、鉛筆、卷煙、香皂、面包等。包裝容器雖五花八門，但外形大都比較規(guī)則，如玻璃瓶、金屬罐、塑料盒、瓦楞紙箱等。上述的包裝物品和包裝容器，既然存在許多相似之處，以至所需的供送系統(tǒng)往往帶有一定的通用性。由于板片、卷帶等包裝材料多屬于柔性、半剛性的金屬或非金屬材料，與包裝物品和容器差別較大，顯然，其供送系統(tǒng)必另具特點。 槽式電磁振動給料器其優(yōu)點：類型多樣，結(jié)構(gòu)簡單，輕巧緊湊，容易制造，適用性強，性能可靠，調(diào)節(jié)方便，可以遙控，耗電較少，無需潤滑，經(jīng)久耐用，成本不高?？傊?，1）上料平穩(wěn)，因工件的上料靠微小的振動，沒有強烈的攪拌、撞擊、摩擦等現(xiàn)象。 2）上料速度快。 3）通用性廣 4）簡單耐用。由于電磁鐵取代了電動機、變速箱、齒輪等，沒有機械傳動裝置，沒有摩擦運動部件，故結(jié)構(gòu)簡單，不需要潤滑，易與維護。其缺點：1）不能運送有油污、水漬、很輕的薄片和細小工件。 2）有時有噪音及振動。電磁振動給料器是一種頗有發(fā)展前景的散體供送裝置，而且為包裝生產(chǎn)過程自動化創(chuàng)造了良好的條件。1． 構(gòu)造及特性 圖1 槽式電磁振動給料器 料槽是同物料直接接觸的主體部件，多用不銹鋼板或鋁合金板（—2mm）制成，橫截面呈凹形，以便承載物料和增加結(jié)構(gòu)鋼度。料槽的外殼尺寸主要取決于工作條件，需定向的采用窄槽，否則宜用寬槽。當生產(chǎn)能力不變時，槽寬大體上與物料密度、料層厚度、供送速度成反比。然而過多地增加料層厚度往往會引起供送速度的下降，所以通常取料層厚度為10～20mm，相應(yīng)的流速為5～20m\min。如果槽式電磁振動給料器僅起排料作用，則料槽的有效長度應(yīng)根據(jù)下料口的高度和物料自然坡角來確當，以保證停機時不讓內(nèi)存物料從振動料槽的開口自動流出。為此，對于短槽最好將其底部做成水平的；對于長槽，為加速供料也可以做成向下傾斜的，但此角度必須小于物料同槽底的摩擦角，一般在100以內(nèi)。整個料槽的工作表面應(yīng)保持平滑光整，以防止粉料產(chǎn)生結(jié)疤。在料槽與底座之間固連著兩組或四組主振板彈簧。將各片組裝時應(yīng)留有適當?shù)拈g隙，以免互相接觸產(chǎn)生摩擦和噪音。該彈簧對底座的斜置角（即與鉛垂線的夾角）一般為200～設(shè)計時要求電磁鐵的激振力作用線與板彈簧垂直交叉，且通過整個槽體的合成重心，保證在工作過程中料槽不扭振，物料不偏流。鐵芯與銜鐵的氣隙要大小適中，并能根據(jù)主振體的振幅的變化加以適當調(diào)整。矩形鑄鐵底座的下部對稱分布四個或更多個橡膠彈簧，可對機座起隔振作用。 帶式輸送機帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護方便，適用于冶金、礦山、煤炭、港口、電站、建材、糧食等部門，是最常見的連續(xù)運輸設(shè)備。帶式輸送機可分為通用型和特殊型兩大類。DTⅡ型、TD75型，QD80輕型固定式帶式輸送機可廣泛用于冶金、礦山、煤炭、港口、電站、建材、糧食、化工、輕工，石油等各個行業(yè)。根據(jù)輸送工藝的要求，可以單機輸送，也可以多臺或與其它輸送機組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)?！?。 固定式帶式輸送機適用的工作環(huán)境溫度，一般為25～+40℃。對于在特殊環(huán)境中工作的帶式輸送機，如要具有耐熱、耐寒、防水、防腐、防爆、阻燃等條件，可另行采取相應(yīng)的防護措施。 輸送機允許輸送的物料塊度取決于帶寬、帶速、槽角和傾角。當輸送硬巖時，帶寬超過1200mm后，一般應(yīng)限制在350mm以內(nèi)，而不能隨帶寬的增長而加大。皮帶輸送機運用輸送帶的連續(xù)或間歇運動來輸送各種輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。其結(jié)構(gòu)如圖2所示：圖2 DTⅡ型帶式輸送機整機結(jié)構(gòu)1．頭部漏斗； 　6．輸送帶； 　11．螺旋拉緊裝置； 16．電動機； 2．機架；　　 7．承載托輥； 12．尾架； 　 17．液力偶合器； 　　　3．頭部清掃器； 8．緩沖托輥； 13．空段清掃器； 　18．制動器；4．傳動滾筒； 　9．導料槽； 　14．回程托輥； 　　19．減速器；5．安全保護裝置；； 15．中間架； 　　 20．聯(lián)軸器；輸送帶的材質(zhì)有：橡膠、橡塑、PVC、PU等多種材質(zhì)，除用于普通物料的輸送外，還可滿足耐油、耐腐蝕、防靜電等有特殊要求物料的輸送。采用專用的食品級輸送帶，可滿足食品、制藥、日用化工等行業(yè)的要求。結(jié)構(gòu)形式有：槽型皮帶機、平型皮帶機、爬坡皮帶機、轉(zhuǎn)彎皮帶機等多種形式，輸送帶上還可增設(shè)提升擋板、裙邊等附件，能滿足各種工藝要求。輸送機兩側(cè)配以工作臺、加裝燈架，可作為電子儀表裝配，食品包裝等裝配線。驅(qū)動方式有：減速電機驅(qū)動、電動滾筒驅(qū)動。調(diào)速方式有：變頻調(diào)速、無極變速。機架材質(zhì)有：碳鋼、不銹鋼、鋁型材。設(shè)備特點：輸送平穩(wěn)，物料與輸送帶沒有相對運動，能夠避免對輸送物的損壞。噪音較小，適合于工作環(huán)境要求比較安靜的場合。結(jié)構(gòu)簡單，便于維護。能耗較小，使用成本低。 攪拌器的選擇與比較由于洗衣粉等顆粒易受潮而引起結(jié)塊，從而影響稱重以及包裝效果。故需要在進料口處設(shè)置及安裝攪拌機構(gòu)，使洗衣粉顆粒減少結(jié)塊，均勻顆粒，流暢進料。安裝方式攪拌器有多種安裝方式：立式安裝、偏心式攪拌、傾斜式攪拌、底攪拌、臥式容器攪拌、旁入式攪拌?？紤]到包裝機的總體布局，選用立式安裝及底攪拌。以下對這兩種攪拌方式作比較。立式安裝將攪拌裝置安裝在立式設(shè)備筒體的中心線上，驅(qū)動方式一般為皮帶傳動和齒輪傳動，用普通電機直接聯(lián)接或與減速機直接聯(lián)接。其優(yōu)點：類型多樣，結(jié)構(gòu)簡單，輕巧緊湊，容易制造，適用性強，性能可靠，調(diào)節(jié)方便，易與標準化生產(chǎn)，葉輪處的粘積物料易于清洗與檢修。從功率方面看。但在實際運用中，～22KW，有人統(tǒng)計這種范圍內(nèi)的電機數(shù)量約占電機總數(shù)量的一半。，～22KW為中型。轉(zhuǎn)速低于100rpm為低速，100～400rpm稱中速，大于400rpm稱高速。底攪拌攪拌裝置在設(shè)備的底部，稱為底攪拌設(shè)備。底攪拌設(shè)備的優(yōu)點是，攪拌軸短、細，無中間軸承，可用機械密封，易于維護、檢修、壽命長。底攪拌比上攪拌的軸短而細，軸的穩(wěn)定性好，既節(jié)省原料又節(jié)省加工費，而且降低了安裝要求。所需的檢修空間比上攪拌小，避免了長軸的吊裝工作，有利于廠房的合理排列和充分利用。由于把笨重的減速裝置和動力裝置安裝在地面基礎(chǔ)上，從而改善了封頭的受力狀況，同時也便于這些裝置的維護和檢修。底攪拌裝置安裝在下封頭處，有利于上封頭接管的排列與安裝，特別是上封頭帶夾套、冷卻氣相介質(zhì)時更為有利。底攪拌有利于底部出料，可使出料口處得到充分的攪拌，使輸料管路暢通。 底攪拌雖然有上述優(yōu)點，但也有缺點，突出的問題是葉輪下部至軸封處的軸上常有固體物料粘積，時間一長，變成小團物料，混入產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量。為此需用一定量的室溫熔劑注入其間，注入速度應(yīng)大于聚合物顆粒的沉降速度，以防止聚合物顆粒結(jié)塊。另外，檢修攪拌器和軸封時，一般均需將釜內(nèi)物料排凈。攪拌器的選型各種攪拌過程對攪拌的要求有共性，而各種攪拌器的性能也有共性，這樣往往是適于某一種攪拌操作的可能有幾種形式的攪拌器，而同一種攪拌器也可用于幾種攪拌過程。當然嚴格地說，還是各有所長的，諸如黏度高低、容積大小、轉(zhuǎn)速范圍等等，都會影響攪拌器使用的效果。目前的選型方法多數(shù)是根據(jù)實踐經(jīng)驗，選擇習慣應(yīng)用的槳型，再在常用范圍內(nèi)決定攪拌器的各種參數(shù)。 門的開啟選擇與設(shè)計在間歇式稱重中，稱斗與排料裝置一般都是組合在一起的，常用的排料方式有控制式和非控制式兩類。對于吸潮性、黏結(jié)性強而流動性差的物料，排料后稱斗內(nèi)往往會殘留一點物料。這不僅影響前一次稱重，同時也影響以后的稱重。為了消除這種弊病常用控制式排料方法?？刂剖脚帕鲜敲看闻帕虾?，根據(jù)稱斗內(nèi)殘留物料的增減，重新修正量值來進行計量，或直接控制稱斗的排料量來確定所稱的物重。因此每次計量都要進行二次稱重，并需設(shè)置一套比較繁雜的調(diào)整控制系統(tǒng)。非控制式排料是將稱斗底部的活門打開，利用物料自重自動排出稱斗。這種排料方式多用于流動性較好的散顆粒物料。通常，稱斗底部活門按不同的結(jié)構(gòu)和動作方式，大體上有如圖3所示的幾種類型：雙側(cè)擺式活門、單側(cè)擺式活門、下擺式活門、翻轉(zhuǎn)式活門、直移式活門、對開門式活門等。圖3 活門結(jié)構(gòu)簡圖下擺式活門結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，經(jīng)久耐用，供料速度快，靈活可靠，成本不高，維護方便。而直移式活門對物料有阻擋，供送速度較慢，且液壓缸活塞桿對攪拌器的安裝有阻擋作用。通過以上分析與比較，我選用下擺式活門。 稱量系統(tǒng)選擇與設(shè)計包裝計量通常是物料包裝的一道重要工序。根據(jù)物料特點和生產(chǎn)需要，被包裝物料可按其實重、容積、個數(shù)進行計量，大多應(yīng)用于如下三種場合：（1） 在一定計量誤差范圍內(nèi)，將被包裝物料分割成若干規(guī)定量的部分。這是包裝計量中最常用的。（2） 對被包裝物料按規(guī)定量直接進行計量。這純屬度、量、衡的范疇。（3） 對已計量的物料或包裝成品進行檢驗，以測定和區(qū)別其計量精度。它主要用來分類或選別。在自動包裝的情況下，計量裝置可以是包裝機的一個組成部分，也可以是單獨的計量機。一般說來，它是一種機、電、氣結(jié)合、自動化程度較高的裝置或設(shè)備。實用中，計量工作的好壞將直接影響包裝產(chǎn)品的質(zhì)量。按照包裝工藝要求，計量應(yīng)能達到準確、快速、經(jīng)濟的效果。 為此，首先要了解被包裝物料的物理、化學等特性，并進一步分析各種計量方式及裝置的特點，以便合理地設(shè)計和選用。常用計量方法包括：計數(shù)法、定容法、稱重法等，以下對定容和稱重作出比較。 定容法 定容法廣泛用于密度穩(wěn)定的粉狀、顆粒狀、膏狀物料的計量。一般來說，定容法計量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、計量速度快等優(yōu)點，但計量準確度較低。定容法計量常用量杯式、螺桿式、柱塞式等裝置。1. 螺桿式螺桿式定容裝置實質(zhì)上是一種螺旋給料器。如圖4所示，料由料倉經(jīng)傳送帶1進入垂直螺旋給料器5，借攪拌器4攪拌后由輸出導管8流出。料位圖4 螺桿輸送式定量包裝機 檢測器檢測料位高度并控制進料量。摩擦式電磁離合器用來控制螺桿的轉(zhuǎn)角，同時用閘門6來控制出料口的開度，以實現(xiàn)定容計量。螺桿充填機的漏斗狀料斗里有一個旋轉(zhuǎn)的螺桿，它以恒速送出一定的物料。螺桿一般是豎直地安裝在漏斗中，送料管則向下直接對準容器。當容器到位后，傳感器發(fā)出信號使電磁離合器合上，帶動螺桿旋轉(zhuǎn)。料加好后，離合器脫開，制動器使螺桿停止轉(zhuǎn)動，物料停止流下。充填的體積完全由螺桿的轉(zhuǎn)動圈數(shù)決定。有的螺桿充填機帶有定時機構(gòu)，每充填一次就使螺桿按預定的速度轉(zhuǎn)動一定的時間；也有的充填機是以每次充填時螺桿的轉(zhuǎn)動圈數(shù)來計量的。離合器和制動機構(gòu)的靈敏度可使螺桿的速度控制在1/200轉(zhuǎn)之內(nèi)，或在時間上控制在1/200s。螺桿充填機一般均具有手動或自動兩種工作方式，用戶可根據(jù)習慣自行選擇使用。 稱重法有的物料易受潮結(jié)塊，顆粒大小不均勻，密度的變化幅度較大，或者如貴重物料（咖啡、藥劑顆粒、各式化妝品），在這種情況下，可采用稱重法來保證計量精度。1． 稱體稱體是稱的主要部分，常用的有杠桿式、彈簧式及組合式。 杠桿稱是利用杠桿平衡原理制成的。這種稱由于具有計量精度高、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整維修方便等優(yōu)點，目前仍在使用。但是它的計量平衡過程較慢，運動位移量