【正文】 以來，包裝機(jī)械已成為我國機(jī)械制造業(yè)中十大行業(yè)之一。但是中國包裝機(jī)械出口額不足包機(jī)總產(chǎn)值的5%。我國包裝機(jī)械除了瓦楞紙箱機(jī)械、小型包裝機(jī)械有一定優(yōu)勢，其他都不成體系和規(guī)?！，F(xiàn)有中國包裝機(jī)械的技術(shù)含量不高，遙控、現(xiàn)場監(jiān)測、伺服技術(shù)、自動柔性補(bǔ)償、激光技術(shù)、數(shù)字信息應(yīng)技術(shù)等應(yīng)用的不多。中國企業(yè)研究開發(fā)費(fèi)用只占總銷售額的 1%不到，無長遠(yuǎn)技術(shù)儲備，自主性先進(jìn)技術(shù)少 [2]。枕式包裝機(jī)的類型很多，它能 夠包裝的物品也是多種多樣的，既可包裝液體、粘稠膏體，也可以包裝粉、粒、塊等。另外，它所用的包裝材料種類也很多。 本次所要設(shè)計(jì)的枕式自動包裝機(jī)屬于多功能包裝機(jī)中的臥式成型 裹包 封口包裝機(jī)，其應(yīng)用范圍之廣泛，主要適用于塊狀物料的包裝，如餅干、面包、冰淇淋、方便面等，其袋形為枕形。對于有標(biāo)卷材，為保證商標(biāo)圖案的完 整性，必須采用光標(biāo)自動定位系統(tǒng)，對包裝材料進(jìn)行定位封合及切斷；而對于無標(biāo)卷材，只需采取定長切斷即可。其中 4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)又包括包裝材料的供送與成型、被包裝物品的同步供送、成品輸出機(jī)構(gòu)以及縱封橫封裝置。 枕式自動包裝機(jī)的工作原理 枕式 自動包裝機(jī)，是一種多功能包裝機(jī)，它是將塑料復(fù)合膜制成包裝容器，在一臺設(shè)備上自動完成制袋成 型裹包、封切等全過程的自動包裝設(shè)備 枕式 自動 包裝機(jī)用變頻無段調(diào)速電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) , 通過 鏈條 驅(qū)動齒鏈?zhǔn)綗o級變速器轉(zhuǎn)動 。并在包裝過程中由光電跟蹤色標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。 枕式包裝機(jī)的包裝紙膜卷安裝于軸輥上 ,被包裝物件放置于加料器中 (對于無規(guī)則形狀的物件需用手工加料 ),輸送帶自動將被包裝物件輸送到包裝位置 ,包裝在紙膜中 ； 然后經(jīng)過加熱后壓合成型 ,送至橫封切刀處熱合橫封 ,切斷。 課題設(shè)計(jì)任務(wù)及 內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為 枕式自動包裝機(jī)的設(shè)計(jì) 與 研究。 設(shè)計(jì)任務(wù)要求： 包裝機(jī) 產(chǎn)量與產(chǎn)品規(guī)格 [4] 包裝速度： 60~160 包 /分 包裝材料： 成 卷 的 薄膜 被包裝物： 長 65～ 135mm寬 10～ 70mm、厚 50mm 功能要求： 橫切刀每轉(zhuǎn)一圈，封切 1 次； 縱封機(jī)構(gòu)在機(jī)器突然斷電時(shí)能自動彈開，也能手動分離兩個(gè)壓緊的熱封輥； 封切溫度能 設(shè)定與 控制；。 要求整體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；能適應(yīng)以上列舉的各種規(guī)格的調(diào)節(jié)。 各機(jī)構(gòu)的最大功率為 300w。 該 枕式 自動 包裝機(jī)采用 PLC 控制；袋長速度自動顯示，切割準(zhǔn)確；交流電機(jī)附置變頻器，實(shí)現(xiàn)無級變速控制，運(yùn)行過程中可動態(tài) 調(diào)整；光電檢測，雙向追蹤，可有效消除包裝誤差，避免物料浪費(fèi)； 縱封加熱，能 在低溫狀態(tài)下封合，減少停車燙膜；可調(diào)制袋器，方便品 種更換；結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低。 而成型 裹包 封口機(jī)就是將具有熱塑特性的塑料復(fù)合膜經(jīng)加熱軟化制成包裝容器，在一臺整機(jī)上自動完成制袋成型、 裹包 、封口剪切等全 過程的包裝設(shè)備 。自動枕式包裝機(jī)作為一種特殊的包裝機(jī)械，其具有上述所有組成部分，其主要組成為： 動力機(jī) 構(gòu) ：電機(jī) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 供膜機(jī)構(gòu) 、 供料機(jī)構(gòu) 、成型器、 縱封機(jī)構(gòu)和橫封 切 機(jī)構(gòu) 主傳送機(jī)構(gòu)：送料系統(tǒng)、托運(yùn)及輸出裝置 包裝工藝及特點(diǎn) （ 1）包裝工藝過程：包裝工藝過程示意圖如下圖所示。供送鏈推板 1 將物品推送經(jīng)成型器成型成筒狀材料內(nèi)，物品將隨同材料一起前進(jìn)。 圖 11 包裝工藝 示意圖 1— 供送鏈推板 ； 2— 物品 ； 3— 調(diào)節(jié)輥 ； 4— 過渡輥 ； 5— 卷筒材料 ； 6— 壓力輥 ； 7 驅(qū)動輥； 8— 成型器； 9— 主牽引滾輪； 10— 傳送帶； 6 11— 縱封器輪； 12— 橫封切 斷器； 13— 毛刷； 14— 輸送帶 2） 枕式 包裝機(jī)的特點(diǎn)： 包裝機(jī)進(jìn)行包裝時(shí)的作用力一般都較小，所以電動機(jī)的功率較小 ，一般小于 1kw； 包裝機(jī)一般都采用無級變速裝置，以便靈活調(diào)整包裝速度，調(diào)節(jié)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力； 該枕式包裝機(jī) 選用 卷筒材料。 隨著商品包裝裝潢水平和要求的提高，往往在卷筒材料上事先印有精美圖案，文字。張力不穩(wěn)時(shí)，卷筒材料會發(fā)生跳動，以致出現(xiàn)套印不準(zhǔn)等問題 ；最后在 生產(chǎn)過程中薄膜是要經(jīng)常更換的，所以必須要讓薄膜的裝卸非常方便。它的意義不言而喻，既能提高生產(chǎn)效率，還能保證產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，一個(gè)枕式包裝機(jī)必須先有 優(yōu)良 的供膜裝置。要達(dá)到這些要求必須要有滿足各種條件的機(jī)構(gòu)所支持，在這里供膜裝置就必須滿足以下一些 基本 條件才能算的上合格。 張力太小會導(dǎo)致褶皺，袋長不均勻等弊病，張力過大又會增加機(jī)器負(fù)荷和增大卷筒材料的應(yīng)力，甚至引起材料斷裂或造成停機(jī)。 b) 薄膜的裝卸要非常方 便。 c) 卷筒薄膜的寬度可在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。隨著商品包裝裝潢水平和要求的提高，往往在卷筒材料上事先印有精美圖案，文字。 e) 膜的輸送速度要與各部分機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度同步，保證供膜速度與供料、封切速度一致 。顯然要保證封切精度的關(guān)鍵是首先 要保證膜的輸送速度與其他傳動速度一致 [6]。 薄膜的繞行示意圖見下： 如圖 21所示，運(yùn)動從鏈輪傳到驅(qū)動輥，驅(qū)動輥在壓力輥的作用下與薄膜形成較大的摩擦力，由于摩擦薄膜會被牽引著運(yùn)動，當(dāng)薄膜被張緊時(shí)，薄膜經(jīng)過過渡輥、張力調(diào)節(jié)輥然后帶動托輥上的卷筒轉(zhuǎn)動來完成薄膜的供送 。 輥軸的布置 薄膜的牽引輸送離不開導(dǎo)輥組，導(dǎo)輥組在薄膜的輸送中起承托、導(dǎo)引、轉(zhuǎn)向及校正作用，導(dǎo)輥組是由一定數(shù)量的導(dǎo) 輥按一定的安裝位置組裝而成。 導(dǎo)輥一般是由套筒、芯軸、軸承組成。在薄膜幅度很大時(shí)，由數(shù)個(gè)導(dǎo)輥 9 還加有定向螺紋。怎樣確定導(dǎo)輥組中導(dǎo)輥的數(shù)量呢？從防止薄膜偏斜的觀點(diǎn)看，數(shù)量多些為好，輥?zhàn)又g可以相互平衡受力的不均勻狀態(tài)，使薄膜各處受力均勻，對被送進(jìn)的薄膜起校正作用， 達(dá)到穩(wěn)定輸送的目的。薄膜和棍子之間的摩擦力會使薄膜的靜電力增加，這樣在包裝時(shí)容易引起熱封口的污染，影響包裝質(zhì)量 ]7[ 。 確定導(dǎo)輥多少的一般原則是：當(dāng)牽引速度較低時(shí)，則需要較少的導(dǎo)輥，當(dāng)牽 引速度較高時(shí)，則需要較多的導(dǎo)輥。在設(shè)計(jì)時(shí)一般選定 5~7 個(gè)為宜。 導(dǎo)輥的數(shù)量確定后，就要確定它的結(jié)構(gòu)位置，使之更有利于薄膜的輸送及成型。這樣的結(jié)構(gòu)使得 薄膜在前幾個(gè)導(dǎo)輥中基本就已定向，后面的轉(zhuǎn)角小，有利于薄膜成型。 下面是初步確定的的墻板和輥軸的安裝位置示意圖： 10 圖 22 墻板及輥軸安裝位置示意圖 1— 入膜調(diào)節(jié)輥； 2— 入膜調(diào)節(jié)支承； 3— 張力調(diào)節(jié)輥； 4— 張力調(diào)節(jié)支撐； 5— 托輥； 6— 過渡輥； 7— 壓力輥； 8— 驅(qū)動輥； 9— 支撐桿； 10— 高墻板 托輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)過程中，托輥的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)橥休伒慕Y(jié)構(gòu) 、 功能將直接影響到薄膜的正常供送。 滿足以上要求設(shè)計(jì)的方案如下圖所示： 圖 23 托輥結(jié)構(gòu)示意圖 1— 微調(diào)螺帽； 2— 微調(diào)螺桿； 3— 圓錐鎖緊裝置； 4— 托輥套筒； 5— 軸承套； 6— 機(jī)架 ； 7— 剎車輪； 8— 軸承； 9— 托輥軸 安裝卷筒包裝材料時(shí) ，將左端的微調(diào)螺 帽 旋松，把圓錐鎖緊裝置取下來，再將卷筒塑料薄膜裝上去，然后將圓錐鎖緊裝置和微調(diào)鏍 帽 上的鏍釘旋緊。 當(dāng)中心位置稍有偏離時(shí)，簡單的對中就先從調(diào)節(jié)兩端的 圓錐鎖緊裝置 的位置開始，然后再 通過轉(zhuǎn)動 微調(diào)螺 帽 進(jìn)行微動調(diào)節(jié)，其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)是使托輥套筒遠(yuǎn)離墻板運(yùn)動，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)式使托輥套筒向墻板一側(cè)運(yùn)動，從而達(dá)到微調(diào)的效果。 由于卷筒薄膜支 架上需要套剎車盤，則其軸徑及長度不僅要根據(jù)卷筒薄膜來確定，還要根據(jù)剎車盤的直徑和寬度來確定。 根據(jù)具體要求，取裝剎車輪部分的長度為 25mm， 軸 端部螺紋長度 11mm. 要使卷筒輥軸固定且實(shí)現(xiàn)供膜功能，須采用一對軸承。最后選定 套托輥滾筒 的一段輥軸直徑 為最小直徑 45mm，其長度根據(jù) 卷筒 的寬度300mm、 調(diào)節(jié)范圍及留的余量 確定為 400mm。安裝剎車盤段的軸徑 d=30mm,查手冊得鍵的截面尺寸 mmmmhb 78 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工。 托輥軸的零件如下圖所示： 圖 24 托輥軸的零件圖 壓力調(diào)節(jié)擺動輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 包裝薄膜的供送過程中由于其對不同的包裝物的不同尺寸要求，其速度要求就不等，走膜的速度不同，走膜 過程中薄膜的張力也不同。擺桿機(jī)構(gòu) ，摩擦輪工作示意圖 如下 ： 圖 25 摩擦輪工作示意圖 1— 制動 輪； 2— 摩擦輪； 3— 固定端部； 4— 重力塊 12 圖 26 張力調(diào)節(jié)擺桿結(jié)構(gòu)示意圖 1— 浮動擺桿 支撐 Ⅰ ； 2— 固定擺桿； 3— 制動輪； 4— 機(jī)架； 5— 浮動擺桿 支撐 Ⅱ ； 6— 浮動擺桿滾筒； 7— 浮動擺桿 浮動擺桿 7 在薄膜的摩擦力的帶動下會 產(chǎn)生一個(gè)繞固定軸轉(zhuǎn)動的力矩 M1，使固定軸周向轉(zhuǎn)動一定得角度，這時(shí)，固定軸上與 制動輪 3相連的重力塊也繞固定軸跟著轉(zhuǎn)了相應(yīng)的角度也產(chǎn)生一個(gè)繞固 定軸的力矩 M2，該力矩 M2與 M1相反，所以 M2 是 M1的阻尼力矩，在工作過程中，當(dāng) M1增大時(shí) M2也跟著增大，直到與 M1 相平衡。總之，不管 M1 變大還是變小，即薄膜