【正文】 （512）所以式(54)可改寫(xiě)為或 （513） （514）一般希望在工作時(shí)張力T和運(yùn)動(dòng)速度V穩(wěn)定不變，設(shè)工作中阻力矩恒定，據(jù)式(51)隨工作半徑R的變化及時(shí)調(diào)整控制力矩Mc。在放卷過(guò)程中以可控的驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)卷筒包裝材料轉(zhuǎn)動(dòng)，又可調(diào)節(jié)張力的大小。 （55）式中Mr卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的阻力矩；Mc施加于卷筒上的控制力矩。(l)運(yùn)動(dòng)微分方程圖5l 卷筒包材卷筒包裝材料的放卷過(guò)程如圖51，有如下關(guān)系 （51） 式中R卷筒包裝材料的工作半徑；Rm卷筒包裝材料的最大半徑(放卷過(guò)程的初始半徑)；包裝包材的厚度；卷筒包裝材料運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角。 包材的牽引張力采用卷筒包裝材料的包裝機(jī)械，工作性能與卷筒包裝材料的張力狀況有密切的關(guān)系。所以，選擇薄膜的選擇是十分重要的。枕式包裝機(jī)多采用熱封玻璃紙、鋁箔復(fù)合材料、聚乙烯和玻璃紙復(fù)合材料等。例如塑料包裝，可以采用電熱絲脈沖熱封包裝以及高頻加熱熱縮包裝等方法。圖410 課題選用成型器尺寸5 包材的選取與薄膜供送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 包裝薄膜的選擇包裝薄膜的選擇在產(chǎn)品包裝的過(guò)程中也是很重要的。圖49 課題選用成型器蔬菜袋的尺寸為250mmX140mmX50mm，所以設(shè)計(jì)成型器的截面寬度為150mm，比蔬菜的寬度稍大點(diǎn)。 圖4－8 矩形管無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)制袋成型器參數(shù)設(shè)置圖 本課題設(shè)計(jì)所選用成型器本課題設(shè)計(jì)所選用的為翻領(lǐng)成型器，它的外形如圖49所示，這種成型器為普通翻領(lǐng)成型器的一種變形，它的截面為三角形，包裝薄膜經(jīng)過(guò)成型器后，能把塑料薄膜折起來(lái)，把蔬菜袋包起來(lái)，就能實(shí)現(xiàn)蔬菜袋包裝的功能。1－包裝材料；2－導(dǎo)輥；3－進(jìn)料口；4－無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)成型器；5－三面封口成型袋圖 4－7 無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)制袋成型器工作原理示意圖新型矩形料管無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)制袋成型器的空間立體圖以及在設(shè)計(jì)計(jì)算中所設(shè)定的各參數(shù)如圖4－8所示。該類型翻領(lǐng)制袋成型器的結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)有的各種翻領(lǐng)成型器都有所不同，屬于一種新型的、有創(chuàng)新性的翻領(lǐng)制袋成型器。制袋材料進(jìn)入成型器的方向與袋成型后輸出的方向空間相交90176。 新型無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)成型器基本原理無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)成型器主要用于臥式裹包機(jī)，現(xiàn)研究料管截面為帶圓角的長(zhǎng)方形，其工作原理如圖4－7所示。當(dāng)袋子增大時(shí)，成型器的寬度也增大，使得成型器在包裝機(jī)上的布局產(chǎn)生困難，并且成型器的制造難度加大。隨著袋寬尺寸的增加，翻領(lǐng)成型器的弱點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。當(dāng)袋子增大時(shí)，成型器的寬度也相應(yīng)增大，使得成型器在包裝機(jī)上的布局產(chǎn)生困難，并且成型器的制造難度加大。 新型無(wú)領(lǐng)翼式翻領(lǐng)制袋成型器的研究翻領(lǐng)成型器由于其自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，在包裝機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用，主要用于立式制袋－充填－封口包裝機(jī)，也有少量用于臥式裹包機(jī)。圖45 對(duì)稱封口形式圖46 非對(duì)稱封口形式 以上存在的問(wèn)題需要進(jìn)一步研究而得到解決，最終的目的是為進(jìn)一步提高翻領(lǐng)成型器的精度，改善其力學(xué)性能?？筛鶕?jù)袋形的對(duì)稱性將翻領(lǐng)成型器的封口形式分為對(duì)稱形式和非對(duì)稱形式。（6）對(duì)于不同封口方式的翻領(lǐng)成型器研究。(5)現(xiàn)有翻領(lǐng)成型器的制造工藝大多使用鋼板折彎成型，也有鑄造成型的，還開(kāi)始出現(xiàn)基于逆向工程所制造的翻領(lǐng)成型器。翻領(lǐng)成型器的數(shù)學(xué)模型仍有待研究、簡(jiǎn)化。(3)使用微分解析幾何理論所建立的翻領(lǐng)成型器的數(shù)學(xué)模型深入精確，但是難于理解，不能夠廣泛應(yīng)用。然而，翻領(lǐng)成型器的設(shè)計(jì)、制造及調(diào)試都較復(fù)雜。[13] 成型器設(shè)計(jì)目前存在的問(wèn)題綜觀國(guó)內(nèi)外30多年來(lái)的研究成果，現(xiàn)有對(duì)翻領(lǐng)成型器的研究已經(jīng)比較全面，而且也比較深入，但是仍然存在很多不足和問(wèn)題，存在的主要問(wèn)題歸納如下。高精度、高質(zhì)量的成型器部件必然會(huì)在包裝機(jī)上有著廣泛的應(yīng)用前景。專家預(yù)測(cè)，1990～2020年將會(huì)是食品包裝機(jī)械大發(fā)展的黃金時(shí)代。另外，近年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，同時(shí)我國(guó)的食品工業(yè)與包裝工業(yè)也得到了飛速發(fā)展。因此,翻領(lǐng)成型器的研究不能停留在單一的數(shù)學(xué)模型或是制造方面，應(yīng)該考慮更多的影響因素，所以翻領(lǐng)成型器需要更多的變化形式，要有更多的創(chuàng)新性研究。翻領(lǐng)成型器與包裝材料、包裝形式、包裝對(duì)象及加工方法間相互協(xié)調(diào)的好壞也是影響包裝速度與包裝質(zhì)量的關(guān)鍵因素。而在多種制袋成型器當(dāng)中，翻領(lǐng)成型器具代表性，綜合性能優(yōu)越，使用廣泛，成為包裝機(jī)械中的研究要點(diǎn)。其中袋裝機(jī)是包裝機(jī)械中使用較廣泛的一種。市場(chǎng)對(duì)包裝形式多變和及高速、高質(zhì)量的袋包裝的需求就需要有高質(zhì)量的翻領(lǐng)成型器來(lái)保證，國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究也在不斷深入拓展。翻領(lǐng)成型器是袋成型－充填－封口包裝機(jī)中的關(guān)鍵部件，隨著市場(chǎng)的不斷更新變化，產(chǎn)品的包裝結(jié)構(gòu)也隨之變化，相應(yīng)的包裝機(jī)械設(shè)備也要與之相適應(yīng)；而隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈化，產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)速度則成為成功的必然條件，而此時(shí)的包裝機(jī)械同樣需要成為堅(jiān)實(shí)的競(jìng)爭(zhēng)工具。在實(shí)際應(yīng)用中，小計(jì)量的袋式成型機(jī)所使用的薄膜窄，成型相對(duì)較容易，但到了中型機(jī)中，因成型不好而造成的質(zhì)量問(wèn)題就比較突出了，究其原因主要是翻領(lǐng)成形器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，加工成型不規(guī)范，造成的摩擦阻力大，薄膜受力不均勻等。[11] 翻領(lǐng)成型器設(shè)計(jì)的目的及意義翻領(lǐng)成型器的用途就是將平張薄膜片材通過(guò)其內(nèi)、外工作表面而翻折成筒狀，并經(jīng)過(guò)橫封、縱封，最終成袋型的。其設(shè)計(jì)關(guān)鍵就是確定領(lǐng)口交接曲線，在確定領(lǐng)口交接曲線方程后，確定其主要相關(guān)參數(shù)及變量，再根據(jù)已知參數(shù)、變量間的關(guān)系來(lái)確定交接曲線。在整個(gè)過(guò)程中，要求材料盡量不能產(chǎn)生變形，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，材料不跑偏、不卡塞，制出外形平整美觀、符合尺寸要求的袋子。包裝材料在被引導(dǎo)輸送的過(guò)程中，沿著翻領(lǐng)成型器的工作曲面運(yùn)動(dòng)，工作曲面及拉力強(qiáng)制材料按其內(nèi)外曲面形狀成型，使平張材料逐漸卷曲成圓筒狀。傳統(tǒng)形式的翻領(lǐng)成型器的內(nèi)工作曲面是周長(zhǎng)為兩倍袋寬的圓柱面，外工作曲面由兩部分組成：一部分是與平張材料共面的平面ABC，另一部分是兩個(gè)對(duì)稱的空間曲面ACSA和BCSB，兩部分分別稱為背平面和肩曲面。翻領(lǐng)成型器的曲面由外表面為領(lǐng)狀，內(nèi)表面為管狀的內(nèi)外工作曲面組合而成。1－料管；2－翻領(lǐng)成型器；3－導(dǎo)輥；4－包裝材料；5－縱封結(jié)構(gòu)；6－橫封結(jié)構(gòu)圖4－2 翻領(lǐng)式袋裝機(jī)工作原理圖立式成型－充填－封口包裝機(jī)械中的關(guān)鍵部件翻領(lǐng)成型器的設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜，首先要研究它的工作原理及數(shù)學(xué)模型，才能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)制造提供數(shù)學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。平張包裝材料經(jīng)導(dǎo)輥3供送至翻領(lǐng)成型器2，經(jīng)過(guò)翻領(lǐng)成型器的成型曲面翻折形成筒狀，材料兩邊搭接或?qū)?，?jīng)過(guò)縱封器5進(jìn)行縱封，同時(shí)經(jīng)過(guò)橫封器進(jìn)行橫封，計(jì)量后的物料由加料斗通過(guò)料管1導(dǎo)入底部已封好的袋內(nèi)，橫封器在將袋子封口的同時(shí)，將下一個(gè)袋子的底部封住，同時(shí)切刀將兩相連袋子切斷分開(kāi)?？紤]到翻領(lǐng)成型器的眾多優(yōu)點(diǎn)，本課題設(shè)計(jì)就選用翻領(lǐng)成型器，它設(shè)計(jì)、制造簡(jiǎn)單，方便易用。翻領(lǐng)成型器的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化范圍較大，可以適應(yīng)不同性能的材料。其中翻領(lǐng)式成型器主要用于立式袋成型包裝機(jī)，也用于臥式袋成型包裝機(jī)。制袋式袋成型機(jī)當(dāng)中制袋成型器是其關(guān)鍵部件，是使包裝材料卷折成各種袋型的專用機(jī)構(gòu)。但由于制袋式袋裝機(jī)的使用廣泛，主要用于形成簡(jiǎn)單袋形的包裝生產(chǎn)。其他幾種成型器的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)單一，很難滿足多變的市場(chǎng)需求，所以國(guó)內(nèi)、外對(duì)成型器的研究主要針對(duì)翻領(lǐng)成型器進(jìn)行理論研究和實(shí)驗(yàn)探討。常用于立式連續(xù)包裝機(jī)。成型器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。成型器設(shè)計(jì)制造、使用較容易，有一定通用性。主要應(yīng)用于立式連續(xù)制袋的充填封口機(jī)，其設(shè)計(jì)和制造比翻領(lǐng)成型器方便，但是，若完成同一尺寸的三面封口扁平袋，則比翻領(lǐng)成型器結(jié)構(gòu)尺寸大。象鼻式成型器：平張薄膜拉過(guò)成型器時(shí)變化較平緩，成型阻力較小，不易產(chǎn)生變形，能使用單膜、復(fù)合膜制袋，成型器設(shè)計(jì)制造、使用較容易，但薄膜易拉偏，一只成型器只能適應(yīng)一種袋寬。成型器設(shè)計(jì)制造及調(diào)試都較復(fù)雜，規(guī)格上無(wú)通用性。常用的成型器除了翻領(lǐng)成型器，還有象鼻式；三角形式；U形；直角缺口導(dǎo)板式成型器。制約和影響制袋充填封口機(jī)的包裝質(zhì)量和速度的一個(gè)重要因素就是翻領(lǐng)成型器的設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量與精度。與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，我國(guó)“制袋充填封口”包裝機(jī)械總體上還存在一定差距，包裝速度低，小袋包裝大都在60～120袋／min之間，超過(guò)80袋／min時(shí)包裝質(zhì)量下降，中袋包裝35～60袋／min；國(guó)外機(jī)械包裝速度小袋已達(dá)到1200袋／min，中袋160袋／min。國(guó)產(chǎn)“制袋充填封口”包裝機(jī)約有75％為小尺寸包裝的機(jī)型，而多以單列、三邊封袋型為主，應(yīng)向多列式高速方向發(fā)展[6]。目前，此種機(jī)器在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)量較大，在各類包裝機(jī)械產(chǎn)品中產(chǎn)量名列前茅，并且小型機(jī)的產(chǎn)量在該種包裝機(jī)中所占份額尤其大，國(guó)外這種小型機(jī)產(chǎn)量不大，由于中國(guó)產(chǎn)品價(jià)格便宜，目前大量出口世界各地，東南亞等地的需求量比較突出。但隨著時(shí)代發(fā)展該類機(jī)械生產(chǎn)廠家不斷增多，而且多為中、小型企業(yè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、私營(yíng)企業(yè)也占不小比例，有些企業(yè)缺乏技術(shù)，缺乏自我發(fā)展能力，質(zhì)量管理水平較低，對(duì)包裝機(jī)械生產(chǎn)工藝把握不嚴(yán)。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，通過(guò)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)，該種包裝機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較大的提高。它適用于各種塑料復(fù)合薄膜袋或鋁箔復(fù)合薄膜袋，如聚酯/聚乙烯、尼龍/聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚酯/鋁箔/聚乙烯、尼龍/鋁箔/聚乙烯等復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于輕工、食品、藥物、化工等各行各業(yè)，目前在我國(guó)內(nèi)銷及出口產(chǎn)品包裝中運(yùn)用非常廣泛。4 成型器設(shè)計(jì) 翻領(lǐng)制袋成型器的研究現(xiàn)狀翻領(lǐng)成型器是袋成型充填封口機(jī)的關(guān)鍵部件，據(jù)有關(guān)專家分析“十一五”期間我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的機(jī)械產(chǎn)品或類型中就包括袋成型充填封口設(shè)備。(即包裝膜對(duì)中)本課題設(shè)計(jì)工作主要包括以下幾個(gè)方面:首先分析主要機(jī)構(gòu)(推料、送料、放膜、袋成型、牽引、封切等)之間的相互配合關(guān)系，保證被包裝物的傳送與袋長(zhǎng)相匹配，橫封切斷器在剪切的一定范圍內(nèi)與薄膜傳送速度同步，嚴(yán)格保證橫封刀切輥斷一個(gè)包裝袋與送內(nèi)送料鏈條推進(jìn)一個(gè)相等的長(zhǎng)度，同時(shí)保證端橫切斷器在兩袋子之間并熱封及切斷。（8） 擋板17可調(diào)節(jié)包裝物通過(guò)的寬度。（6） 橫封高度調(diào)節(jié)：松開(kāi)左右兩個(gè)鎖緊螺釘16，把搖把8取過(guò)來(lái)?yè)u橫封調(diào)節(jié)軸15，可調(diào)節(jié)橫封位置到輸送臺(tái)面的高度，調(diào)整好后一定要將兩個(gè)鎖緊螺釘16再鎖緊。（4） 光電開(kāi)關(guān)4用于檢測(cè)包裝膜上的標(biāo)點(diǎn)。如無(wú)物料包裝機(jī)一直呈待命狀態(tài)。 本課題設(shè)計(jì)包裝機(jī)主要工作介紹1 擺臂 2固定模架 3 導(dǎo)向輥 4光電開(kāi)關(guān) 5成型器6 物料檢測(cè) 7牽引輪 8 搖把 9 縱封輪 10 壓刷11 橫封12 排氣海綿 13 出料輸送臺(tái) 14 安全監(jiān)測(cè)15 橫封調(diào)節(jié)軸16 鎖緊螺釘 17 擋板 18 調(diào)節(jié)手柄（1）包裝膜繞過(guò)固定膜架2上的二個(gè)膜輥和擺臂1上兩個(gè)膜輥，途經(jīng)光電開(kāi)關(guān)4，穿過(guò)導(dǎo)向輥3到成形器5成形，再經(jīng)過(guò)牽引輪7到縱封輪9完成縱封，通過(guò)橫封11完成橫封和切斷，出料輸送臺(tái)13將包裝物輸出。根據(jù)上述橫封刀輥的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)需采用電子凸輪進(jìn)行控制，具有同步區(qū)和非同步區(qū)。由于這個(gè)范圍所占得角度很小，可以近似為刀刃的切線速度與薄膜的速度保持同步。工藝是連續(xù)的的過(guò)程圖35 枕式包裝機(jī)工藝流程框圖 橫封刀輥運(yùn)動(dòng)曲線分析如圖36所示為橫封剪切工藝過(guò)程示意圖，橫封切斷刀輥在點(diǎn)P開(kāi)始與包裝袋筒接觸并加熱，至中點(diǎn)Q施壓、封合和切斷。這種結(jié)構(gòu)和課題設(shè)計(jì)的包裝機(jī)形式相似，