【正文】 及其復(fù)合材料居多，也就是說主要以聚乙烯為熱封合材料，因此用電阻加熱封合法是完全能滿足要求的 [6]。他們均采用電阻加熱的封合方法。為此采用 兩 對(duì)滾輪式電阻加熱的熱融封接器來實(shí)現(xiàn)連續(xù)縱封。也就是說，牽引和縱封是同時(shí)進(jìn)行的，牽引滾輪同時(shí)也是縱封滾輪。另外，由于縱封滾輪在工作中長(zhǎng)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。 課 程 設(shè) 計(jì) 17 橫封 裝置設(shè)計(jì) 橫封裝置用于復(fù)合薄膜包裝袋的橫向熱融封合，在熱封的同時(shí)起到分切包裝袋的作用。因?yàn)闄M封切斷合二為一不但簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且對(duì)有色標(biāo)薄膜帶的分切更準(zhǔn)確，封切質(zhì)量更高，生產(chǎn)效率更高。 橫封輥 1 的兩端裝有滑套軸承 17，通過軸瓦套 16 固定在支撐座 19 和安裝板 15 課 程 設(shè) 計(jì) 18 上。受彈簧力的作用，橫封輥 2 相橫封輥 1 壓合，兩輥的左右圓環(huán)部分的圓周面保持緊密接觸。圓螺 母 4 用來鎖緊調(diào)節(jié)套筒。 橫封輥的發(fā)熱源來自電熱管 20。由于在運(yùn)行過程中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) 18，通過電刷導(dǎo)入電源。 橫封輥的結(jié)構(gòu)有兩種形式，分別是整體加工式和裝配式。 圖 整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu) 1， 4－輥體 2－刀板 3－切刀 5－電熱管 課 程 設(shè) 計(jì) 19 橫封輥的縫合面同樣加工有花紋，樣式與縱封輥一致。一般情況下，帶刃口的刀具可用 T8A 材料加工，刀口熱處理 HRC55~60；而平面刀板可用 45 號(hào)鋼加工，不處理。而裝配式的橫封輥主要應(yīng)用于較大包裝的機(jī)器。因此，包裝薄膜通過縱封牽引后被連續(xù)送進(jìn)橫封裝置。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度與薄膜送進(jìn)速度一致，即橫封線速度 hv 應(yīng)等于縱封牽引速度 zv ，只有如此，才能保證封切質(zhì)量。 假設(shè)縱封牽引速度 zv 保證在一個(gè)封切周 期 T 內(nèi)送進(jìn)一個(gè)袋長(zhǎng) l ，而橫封輥以bv 勻速旋轉(zhuǎn)，并且一周封切兩次，于是有 hz vTRTlv ??? ? (310) 式中 R 為橫封滾輪最大回轉(zhuǎn)半徑。 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)，使橫封輥在周期 T內(nèi)作不等速回轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同袋長(zhǎng)的生產(chǎn)，從而使機(jī)器的通用性更好。在完成封切后又迅速退離，讓包裝物料順利通過，以免干涉。 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。這些不等速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性均符合橫封工作要求，調(diào)整方便，能適應(yīng)不同的包裝工作速度和不同袋長(zhǎng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便。由于偏心的作用，使得通過鏈條帶動(dòng)的從動(dòng)鏈輪 1 的轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化。從動(dòng)鏈輪 1 通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)，由于其轉(zhuǎn)速周期性變化，因此，可以設(shè)計(jì)成：當(dāng)橫封輥在熱封切時(shí)獲得與送膜相等的速度，在熱封切后則快速分離 [6]。 圖 偏心鏈輪傳動(dòng)示意圖 圖 是偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖。主動(dòng)鏈輪以等角速 1w 勻速旋轉(zhuǎn)，則從動(dòng)力鏈輪的角速度 2w 可通過下式計(jì)算： ???????????? ??c o s2s i n12212 eddeRedww (311) 課 程 設(shè) 計(jì) 21 對(duì)上式求極值可 w2max=w1 ???????Re1 即 imax=1+Re w2min=w1 ???????Re1 即 imin=Re1? 因此變速范圍 nR 為 （ 312） 圖 偏心輪機(jī)構(gòu)的輸出速度特性曲線 上 圖 表 明，變速范圍決定于偏心距 e 和鏈輪節(jié)圓半徑 R ，而與中心距 d 無關(guān)。若不斷調(diào)整 e 值，可得到圖示的曲線簇。隨著 e 值的變小，速度極限角 1?和 2? 分別向 2? 和 23? 趨近，直到 0＝e 時(shí)， 21 ?? ? ，而 232 ?? ? 。 課 程 設(shè) 計(jì) 22 由于 e 值的改變，使得在封切位置 1? 處的 2w 發(fā)生變化，而 2w 的變化正好適應(yīng)不同袋長(zhǎng) l 的變化。而橫封輥封切的瞬時(shí)角速 39。39。i 為由從動(dòng)鏈輪到橫封輥的傳動(dòng)比（定值）。＝i 。 可見在封切位置 1? 處， e 值由最大值變到最小值時(shí)， 2w 亦由最大值變到最小值。因此，袋長(zhǎng) l 可以通過改變 e 值的大小來適應(yīng)。 為了合理實(shí)際機(jī)械機(jī)構(gòu)，在偏心 鏈輪上采取偏心值 e? 的調(diào)整方法。 課 程 設(shè) 計(jì) 23 偏心鏈輪隨著轉(zhuǎn)角 ? 的變化，其輸出的角速度 2w 在發(fā)生有規(guī)律的變化。正確的方法應(yīng)在橫封輥處于封切位置，即偏心鏈輪處于極限角 1? 處時(shí)進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)動(dòng)偏心鏈輪使其偏心線（即調(diào)節(jié)螺桿軸線）垂直于兩鏈輪軸的中心連線，同時(shí)使最小袋長(zhǎng)值的一邊靠 近鏈條主動(dòng)邊。 3）配上鏈條，完成安裝。 偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)的有點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求較低，使用調(diào)整方便。而且 e 值大側(cè)鏈條張緊輪擺動(dòng)范圍大，其張力波動(dòng)大，對(duì)運(yùn)動(dòng)不利。 引導(dǎo)裝置 引導(dǎo)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。 圖 導(dǎo)輥結(jié)構(gòu) 1－螺母 2－彈簧擋圈 3－軸承 4－心軸 5－輥筒 課 程 設(shè) 計(jì) 24 心軸固定安裝在支座上，使輥筒在軸上能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。無論用何種材料，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。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，則需要較多數(shù)量的導(dǎo)輥以提高薄膜帶輸送的穩(wěn)定性。 本章小結(jié) （ 1） 在總體設(shè)計(jì)中，首先運(yùn)用黑箱圖，功能分解圖以及形態(tài)學(xué)矩陣，將所需產(chǎn)品進(jìn)行徹底分析，得到合適的原理方案設(shè)計(jì)。 課 程 設(shè) 計(jì) 25 第 4 章 制袋及導(dǎo)向部件的 設(shè)計(jì) 成型器的設(shè)計(jì) 在制袋過程中，制袋成型器在卷筒薄膜由舒展平坦輸送到卷折成各種袋型的過程中起到一個(gè)十分關(guān)鍵的作用，它對(duì)包裝的形式、尺寸以及包裝質(zhì)量有直接的影響。 設(shè)計(jì)和制造成型器的關(guān)鍵為： （ 1） 盡量減少薄膜通過成型器所受的阻力，使薄膜不產(chǎn)生縱向或橫向的拉伸變形以及皺折等。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造方便，調(diào)試容易。在這一過程中，薄膜自然卷合成圓筒狀。 圖 翻領(lǐng)成型器工作原理 如圖示，用一張邊長(zhǎng)等于成型器筒周長(zhǎng)的方形紙，緊貼包卷在圓筒外表面， 課 程 設(shè) 計(jì) 26 將上端打開并且無折皺地翻展，即可形成翻領(lǐng)成型器的工作曲面。圖中 (b)為展開的平面曲線圖，其中 r 為圓筒半徑。圓弧槽半徑推薦值為? ?aR ~? 。折邊的寬度可取 20~15?m mm。實(shí)際生產(chǎn)中，往往將 GD 段截?cái)啵?G 處設(shè)置導(dǎo)輥將薄膜直接引入 D 處 [6]。其三角部分合圓弧槽部分可用整塊板料卷曲而成，因?yàn)樗?們的展開寬度是相等的。在下表中，列出了多種象鼻成型器的設(shè)計(jì)參數(shù)，這是實(shí)際應(yīng)用中所設(shè)計(jì)的成型器，可供參考選擇 。理想狀態(tài)是：制造完工的成型器，其表面寬度比薄膜大 ～ mm。 新型成型器的設(shè)計(jì) 對(duì)于以上兩種成型器的研 究可以發(fā)現(xiàn)二者雖然使用方便，成型效果好且廣泛使用，但是它們都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)或者說不足，那就是設(shè)計(jì)和加工此類的成型器復(fù)雜，加工工藝復(fù)雜，成本較高，為此，我在象鼻成型器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì) 改進(jìn)成了一種新型的成型器，命名為長(zhǎng)方形成型器，該成型器的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約成本且最后的包裝袋對(duì)稱美觀。 成型器安裝孔 成型器螺栓調(diào)節(jié)孔 課 程 設(shè) 計(jì) 29 下面是成型器其他安裝調(diào)節(jié)部件的設(shè)計(jì)： （ 1）成型器的安裝桿 圖 上端安裝桿 圖 下端安裝桿 注： 上，下兩端的安裝桿采用不銹鋼材料，不允許生銹，才可以滿足生產(chǎn)要求。 圖 整體裝配圖 采用對(duì)稱的成型器設(shè)計(jì)及調(diào)整，能夠完成空 間三維（ xyz）方向的調(diào)節(jié) 縱向調(diào)整孔 螺栓孔 成型器 上端安裝桿 下端安裝桿 調(diào)節(jié)螺栓 縱向安裝桿 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 成型器及其部件的尺寸計(jì)算 成型器的尺寸計(jì)算 圖 成型器主視圖 圖 左視圖 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 俯視圖 其他部件的尺寸計(jì)算 圖 上端安裝桿主視圖 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 上端安裝桿俯視圖 圖 縱向安裝調(diào)整架 成型器材 料的選擇 該成型器采用厚度為 的 304 不銹鋼材料，也就是 06Cr19Ni10304 不銹鋼 是一種很常見的 不銹鋼 ，業(yè)內(nèi)也叫做 18/8 不銹鋼 。 成型器的加工工藝 毛胚 切割 沖壓、折彎 拋光 沖安裝調(diào)節(jié)孔 加工 M6 螺紋孔 焊接壓紙板 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 成型器的表面粗糙度達(dá)到 ,以保證足夠的光滑，才能使包裝紙順利成型及導(dǎo)向，去毛刺是為了避免刮破 包裝紙。 其他部件的加工工藝 （ 1） 上端安裝桿的加工工藝 毛胚 焊接 沖孔 去毛刺 上端安裝桿與下端安裝桿的工藝相同，材料是 304 不銹鋼 （ 2） 縱向安裝架的加工工藝 毛胚 切割 沖孔 加工 M6 螺紋孔 去毛刺 縱向安裝架采用 304 不銹鋼，厚度是 6mm。查表得公差 Ts= 上偏差 es=，計(jì)算得下偏差 ei=esTs=。采用基孔制，是為了節(jié)約成本。 (2)這樣的改進(jìn)，在理論上確實(shí)簡(jiǎn)單了許多，雖然是一對(duì)的對(duì)稱的成型器，但是成本不會(huì)因此增加，并且包裝袋是對(duì)稱的，有美觀作用。通過三維實(shí)體建模和裝配，使我們熟練掌握了 UG,SOLIDWORKS 等 三維軟件的應(yīng)用以及在它基礎(chǔ)上創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 本次 產(chǎn)品開發(fā) 課程設(shè)計(jì) 是我運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)第一次 完成 一個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的，這樣的經(jīng)歷確實(shí)具有重大意義，除了自己的不懈努力還有指導(dǎo)教師和師兄們的幫助，老師說能夠有一個(gè)創(chuàng)新的想法就是好的，在此基礎(chǔ)上，我改進(jìn)了一些最初的想法 ， 終于創(chuàng)新了這樣一個(gè)新的成型器，雖然不知道是否能夠?qū)崿F(xiàn)最初的預(yù)想效果，但是這樣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠豐富我的經(jīng)驗(yàn)，起碼知道了設(shè)計(jì)的步驟和方法，這一次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，再次感謝指導(dǎo)老師和各