需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目：顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設(shè)計 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013 年 05 月 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 I 顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設(shè)計 摘要 本 論文 是對顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設(shè)計，首先 以相似類型的顆粒包裝機為參考，討論了許多包裝機的 封口方法，并指出各個封口方式的優(yōu)劣，然后重點對熱封形式進行研究和設(shè)計 。 依據(jù)包裝工藝路線，確定了設(shè)計方案，根據(jù)對比分析結(jié)果，確定了橫封、縱封以及切斷機構(gòu)的形式，從基本理論、基本工作原理、基本分析方法上對設(shè)計作了闡述 ， 并進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)計算。 封口對于包裝來說是一道不可缺少的工序，只有封口以后才能密封保存和便于運輸銷售，因此對封口系統(tǒng)的詳細(xì)研究設(shè)計就具有了一定的意義。 本設(shè)計能進一步提高 包裝機封口系統(tǒng)的 性能， 并且 結(jié)構(gòu)簡單、 結(jié)構(gòu)尺寸較小，便于安裝和維護，操作簡單方便。 關(guān)鍵詞： 包裝機；縱封； 橫封；切斷 he is on of On of is to of to of of is is an to so of a of a of of is 錄 1 緒 論 1 究背景及意義 1 裝機封口系統(tǒng)簡介 2 裝機、封口機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5 文主要研究工作 6 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設(shè)計 7 體方案分析 7 體方案提出 7 體方案確定 9 動方案確定 10 結(jié) 11 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設(shè)計 13 封器的設(shè)計 13 封器的設(shè)計 15 心鏈輪的設(shè)計計算 15 切機構(gòu)的設(shè)計 20 切相位調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 21 結(jié) 22 4 鏈輪的設(shè)計計算 23 輪的介紹 24 輪的失效形式 24 輪的詳細(xì)設(shè)計計算 24 傳動的合理布置 25 傳動的張緊 26 條的材料選用 27 5 結(jié)論 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 30 業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 31 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 32 1 緒論 1 1 緒論 究背景及意義 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高，市場對產(chǎn)品的包裝要求也 越來越高，而我國的包裝工業(yè)發(fā)展相對緩慢，故進行包裝機的設(shè)計研究具有一定的意義。 無論在國內(nèi)或國外 ， 包裝工作已涉及到各行各業(yè) ， 面廣量大 ， 對人民生活、國際貿(mào)易和國防建設(shè)都帶來深刻的影響 ， 甚至在現(xiàn)代生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況 :未經(jīng)包裝出售的商品變得越來越少了 ， 而且包裝上的失敗往往會使很好的產(chǎn)品得不到成功的銷售。因而不妨這樣說 ， 在將來 ， 如果沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)和銷售 ;可是如果沒有先進的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展 ， 也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。迄今 ， 一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家 ， 在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、 紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門 ， 已經(jīng)程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產(chǎn)過程 ， 有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。大量事實表明 ， 實現(xiàn)包裝的機械化和自動化 ， 尤其是實現(xiàn)具有高度靈活性 (或稱柔性 )的自動包裝線 ， 不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向 ， 同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。 現(xiàn)代包裝機械所能完成的工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單地模仿人的動作 ， 甚至可以說在很多場合用巧妙的機械方法包裝出來的成品 ， 不論在式樣、質(zhì)地或精度等方面 ， 大都是手工操作無法勝任和媲美的 。 隨著商品的多樣化 ， 這一點越來越引起了人們的重視 。 另外 ， 用機械手代替人手 ， 就足以最大限度地避免操作人員同產(chǎn)品直接接觸時可能產(chǎn)生的感染 ， 從而保證食品藥物的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。對有劇毒、刺激性的 ， 低溫、潮濕性、爆炸、發(fā)射性的 ， 以及必須放置在暗室的物品 ， 實現(xiàn)了包裝的機械化和自動化 ， 便可大大改善操作條件 ， 避免污染危害環(huán)境。至于對需要進行長期、頻繁、重復(fù)的以及其他苯重的包裝工作 ， 如能實現(xiàn)機械化和自動化 ， 則能大大減輕體力勞動強度 ， 增進工人健康和提高生產(chǎn)效率。有些粉末、液體物料在手 工包裝過程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現(xiàn)象 ， 若改善機械包裝則會大大減輕損傷。機械包裝的生產(chǎn)能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍 ， 無疑這將會更好地適應(yīng)市場的實際需要 ， 合理安排勞動力 ， 為社會多創(chuàng)造財富。 本課題所設(shè)計的顆粒包裝機適用于包裝散粒食品、藥品、化學(xué)試劑、茶葉等顆粒小包產(chǎn)品。而目前全自動顆粒包裝機的應(yīng)用仍舊不夠廣泛，全自動顆粒包裝畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 機應(yīng)最多的要屬食品包裝了，據(jù)調(diào)查多數(shù)小型食品制造商仍使用的是半自動，甚至是全手動的包裝機，這種包裝機不僅效率低，而且耗費人力，但是優(yōu)點是造價便宜操作簡單，所以現(xiàn)在急需要 一種造價既便宜，操作又簡便的顆粒包裝機。封口系統(tǒng)是包裝機的主要組成部分，所以它的設(shè)計對于包裝機來說是至關(guān)重要的，包裝機的效率、包裝準(zhǔn)確性直接決定了包裝機的優(yōu)劣。 裝機封口系統(tǒng)簡介 目前我國包裝機、封口機應(yīng)用極為廣泛。除單獨使用的封口機外，還有許多封口機與其它機器共同組成的生產(chǎn)自動線，大大提高了生產(chǎn)自動化程度及效率，減少了工人的勞動強度，提高了包裝質(zhì)量。塑料袋裝產(chǎn)品的封口方法有扎結(jié)、熱封、釘封、粘封等，其中以熱封封口方法較簡單可靠 ， 應(yīng)用最廣。 熱封是利用塑料具有熱塑性，使封口部位的塑料薄膜加熱、加壓相 互粘合在一起。熱封的方式很多，有熱板封合、熔斷封合、高頻封合、超聲波封合、電磁感應(yīng)縫合和紅外線封合等。 熱板封合如圖 示 ， 把加熱板加熱到一定的溫度，將要封合的塑料薄膜緊壓在一起，這是熱封原理與結(jié)構(gòu)最為簡單的一種 ， 封合速度較快 ， 可恒溫控制 ， 這種方法常應(yīng)用于封合聚乙烯等復(fù)合薄膜 ， 而對受熱易收縮與分解的薄膜，如各種熱收縮薄膜，聚氯乙烯等不宜應(yīng)用。 1 2 3 4 5圖 板封合 回轉(zhuǎn)輥筒封合如圖 一對反向等速回轉(zhuǎn)輥筒的 一方或者雙方加熱，兩輥中間通過重合膜進行加熱、加壓封合，本方法的一大特點是能連續(xù)封合。主要適用于復(fù)合包裝薄膜，因單層薄膜受熱易變形會導(dǎo)致封縫外觀質(zhì)量較差而不宜應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1 2 3圖 轉(zhuǎn)輥筒封合 帶狀縫合如圖 示，一對相向回轉(zhuǎn)的金屬帶之間，夾著要封合的薄膜直線運動，在前進中通過鋼帶兩側(cè)加熱、加壓、冷卻。本結(jié)構(gòu)稍為復(fù)雜，一般用于袋口的最后封口上，既能再運動中封合，以能適應(yīng)受熱易變形的薄膜。 1 2 3 4 圖 狀封合 滑動加壓封合如圖 示，薄膜首先通過一對熱板中間受到加熱（電加熱或空氣加熱），再經(jīng)一對反向回轉(zhuǎn)輥加壓封合。本方法結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)那些熱變形大的薄膜的連續(xù)封合。 1 2 3 4圖 動加壓封合 脈沖封合如圖 示，用捏鉻合金扁電熱絲壓著薄膜，再瞬時通以大電流畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 加熱，接著用空氣或通冷卻水強制封縫冷卻，最后放開壓板。本方法結(jié)構(gòu)上略比熱板封合復(fù)雜，但適用于易熱變形與受熱易分解的薄膜，所得封口質(zhì)量較好，因冷 卻占有時間，故生產(chǎn)率受到限制，只適用于間歇封合，在熱電絲與薄膜間常用耐熱防粘的聚四氟乙烯織物，薄膜另一端承壓臺上帶耐熱的硅橡膠襯墊，使焊縫均勻。 1 2 3 4 5 6 7圖 沖加壓封合 熔斷封合如圖 示，將熱源與要封合的薄膜靠近，使封口部融化成球狀。這種封縫的封口強度較大，適用于熱收縮薄膜，但不適應(yīng)熱分解性的薄膜。 1， 3 2 4， 5 6圖 板熔焊封合 高頻封合如圖 示，薄膜用上、下電極壓著，外加高頻電源時，聚合物有感應(yīng)阻抗而發(fā)熱融化形成封縫，因是內(nèi)部加熱，中心溫度較高而不過熱，所得封縫強度較高，對聚氯乙烯很適合，但不適用低阻抗薄膜。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1 2 3 4 5圖 頻加壓封合 電磁感應(yīng)封合，向圈狀的電阻通上高頻電流 ， 就在其周圍產(chǎn)生高頻磁場 ， 磁場內(nèi)如有磁性材料就會根據(jù)磁滯損耗而發(fā)熱 ， 若在薄膜之間加上很薄的磁性材料 ， 或在塑料中預(yù)先摻加一些磁性氧化鐵粉 ， 塑料即瞬時熔化粘 合 ， 加熱部分可不需直接和塑料袋接觸 ， 因此能連續(xù)又高速地進行封合 ， 適合于生產(chǎn)線的生產(chǎn) ，這是近幾年內(nèi)熱封塑料的新方法。 紅外線封合，將紅外線直接照射在薄膜有關(guān)位置進行熔化封口 ， 照射源的發(fā)熱極高 ， 深色容易加熱 ， 對透明薄膜只要在封口層下鋪上黑布即可。本方法能對一般加熱無法封口的聚四氟乙烯和厚度達(dá) 5 6 毫米以上的聚乙烯片進行封合，這亦是近年來國內(nèi)外研制出熱封塑料的新方法。 裝機、封口機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國封口機等包裝機械起步較晚， 1990 年尚未形成完備的工業(yè)體系， 95 籌劃后，我國封口機等包裝機械得到快速發(fā)展 ，年平均增長速度大于 30%，進入2000 年以后，仍以 20%的速度增長。經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，我國封口機等包裝機械已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一。無論是產(chǎn)量還是產(chǎn)值，都取得了令人矚目的成績 1。近 20 年來的發(fā)展，我國封口機已經(jīng)從人工參與較多的手工封口技術(shù)逐漸發(fā)展到現(xiàn)在全自動封口技術(shù)。隨著電子技術(shù)和機械制造的成熟和發(fā)展，全自動封口機也向著更加高精尖的領(lǐng)域發(fā)展。但是手動和半自動的封口機應(yīng)用較為廣泛，還并未擺脫人力需求較多的缺點。目前我國的封口機研究主要分為三個方面： 2。 國外的包裝封口技術(shù)成熟較早，高頻封合，超聲波封合，電磁感應(yīng)封合，紅外線封合等封口方法研究較早，已經(jīng)非常成熟了。德國、意大利、英國、瑞士、和法國等，都是世界上很重要的包裝機、封口機生產(chǎn)國家。德國的封口機在制造和技術(shù)性能等方面居世界領(lǐng)先地位。一些大公司生產(chǎn)的封口機采用光電感應(yīng)，以畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。德國的包裝封口機出口比例占 80%左右，是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二包裝封口機制造大國，其封口機械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良，外觀考究， 價格便宜的特點。目前世界各國對包裝機封口機的發(fā)展十分重視，尤其是封口機的精確化、智能化和自動化的研究，高科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、實用化、科研成果商業(yè)化已經(jīng)成為世界各國的包裝封口機械發(fā)展的趨勢。無論國內(nèi)還是國外，應(yīng)用最廣泛的還是熱封式的封口機，縱封器多選用滾輪式熱封器，選擇這種熱封方法的好處就是穩(wěn)定、簡單、經(jīng)濟、便于維修；橫封器千差萬別，但主要還是以熱封為主。國外高檔包裝、精密包裝多用超聲波封合，因為這種封口方式熱效應(yīng)極小，不起皺，無封合痕跡。量產(chǎn)時也經(jīng)常用到紅外線封合的方式 ，這種方式不但封合精確，而且封合深度可達(dá) 5 6比較新的封合方式。國內(nèi)外自動化較高的封口機對本課題的研究有很大幫助。 文主要研究工作 本文首先確定了包裝機的總體布局，然后提出了封口系統(tǒng)的具體設(shè)計方案，根據(jù)方案，主要的設(shè)計和研究內(nèi)容有： a. 顆粒包裝機的原理方案設(shè)計； b. 顆粒包裝機的傳動系統(tǒng)方案設(shè)計； c. 縱封機構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計； d. 橫封機構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計； e . 切斷機構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計。 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設(shè)計 7 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設(shè)計 體方案分析 包裝機中封口的方法 多樣，但是效率高，自動化高的包裝機往往用的還是熱封的封口方法。熱封方法也是應(yīng)用最廣的一種方法。普遍情況下顆粒狀物品的包裝袋都是塑料類制品，借助熱變形，熱封器很容易的就能將薄膜封合在一起，而塑料制品熱塑性良好，冷卻后強度較高，封口質(zhì)量穩(wěn)定性好。 考慮到設(shè)計任務(wù)要求的包裝速度 30 /封系統(tǒng)的連續(xù)性和自動化要求要高，相比間歇性的封口系統(tǒng)，連續(xù)制袋更為優(yōu)。在方案選擇優(yōu)化的時候回轉(zhuǎn)型的熱封器應(yīng)該優(yōu)先考慮使用。 體方案提出 方案一：臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng) ，如圖 示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10圖 式間歇制袋三邊封口系統(tǒng) 此類型的封口原理如圖 示。卷筒塑料薄膜 1 經(jīng)導(dǎo)輥 2 引入成型器 3，在成型器 3 和導(dǎo)桿 4 的作用下形成 U 形并由張口器 5 撐開。當(dāng)加料器 7 下行進入加料位置時，橫封器 6 閉合，同時裝填物料。隨后，橫封器 6 和加料器 7 復(fù)位。然后?？v封器 8 閉合熱封并牽引薄膜移動一個袋位。最后由切刀 9 把包裝袋切斷。 方案二：立式間歇制袋中縫封口系 統(tǒng) ，如下圖 示。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1 2 3 45 6 8 9圖 式間歇制袋中縫封口系統(tǒng) 如圖 示，卷筒塑料薄膜 3 經(jīng)導(dǎo)輥 2 被引入成型器 4，通過成型器 4 和加料管 5 以及成型筒 6 的作用，形成中縫搭接的圓筒形。其中加料管 5 的作用為：外作制袋管，內(nèi)為輸料管。封合時，縱封器 7 垂直壓合在套于內(nèi)筒和外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱封。然后，縱封器復(fù)位，由橫封器 8 閉合對薄膜進行橫封同時向下牽引一個袋的距離，并在 最終位置加壓切斷。可見，每一次橫封可以同時完成上袋的下口和下袋的上口封合。而物料的填充實在薄膜受牽引下移時完成的。 方案三：立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng) ，如下圖 示。 1 2 3 4 5 6 7 8圖 式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 如圖 示卷筒薄膜在縱封滾輪的牽引下，經(jīng)導(dǎo)輥進入制袋成型器形成種紙管狀?？v封滾輪在牽引的同時封合紙管對接兩邊緣。隨后由橫封輥閉合實行橫封切斷。同樣，每次橫封動作可同時 完成上袋的下口和下袋的上口封合，并切斷分離。物料的充填是在紙管受縱封牽引下行至橫封閉合前完成的。 體方案確定 a. 方案 1 和方案 2 都是間歇制袋的，工作效率沒有方案 3 高。 b. 方案 1 的橫封和縱封以及方案 2 的橫封，機械動作復(fù)雜，要求的機械結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜。相比之下方案 3 更優(yōu)。 c. 方案 2 和方案 3 的橫封器包含了切斷機構(gòu)，故此可以考慮使用橫封切斷一體。 d. 方案 3 節(jié)省了空間、時間 ， 又考慮到方便、造價低等特點，此次選用立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機。 縱封原理方案的確定 ，如下圖 示 ： 1 2 3圖 回轉(zhuǎn)滾筒封合簡圖 如圖 示，塑料薄膜 2 經(jīng)過熱輥 1 的牽引熱封在封縫 3 處熱合。這種封合方式既考慮了效率，又考慮了經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。 橫封原理方案確定 ，如下圖 示 ： 1、 3 2圖 封輥結(jié)構(gòu)簡圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 如圖 示，在一個回轉(zhuǎn)周期內(nèi)，輥體兩次對塑料薄膜進行加熱封合。 動方案確定 薄膜袋的封口過程如圖 示，物料從 1 進入包裝袋，包裝袋在 2 處開始縱封，經(jīng)過 3 的橫封，完成封口 ，最 后 再 由 切斷機構(gòu) 對包裝袋進行 切斷。 1 2 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 1011圖 動方案裝配簡圖 電機將動力通過小鏈輪傳到大鏈輪 4 上，帶動主軸上的鏈輪 5 和鏈輪 7。鏈輪 5 通過鏈條將動力傳到鏈輪 6 上，鏈輪 6 帶動縱封器 2 運轉(zhuǎn)。帶輪 7 經(jīng)鏈條將動力傳到鏈輪 8 上，鏈輪 8 帶動偏心鏈輪 10 作不等速回轉(zhuǎn)，然后偏心鏈輪 10 將動力傳送到鏈輪 9 上帶動橫封器 3 的回轉(zhuǎn)。 主電機的確定： 由于整臺機器較小，功率、扭矩都較小，故而不需要較大的電機。由于要實現(xiàn)電機變速，綜上所述，參考機 械設(shè)計手冊和同類型的小型機器，選擇型號為步進電機，其主要性能參數(shù)如下所示： 步距角（ ）： 相電流（ A）： 設(shè)定轉(zhuǎn)速（ r/ 300r/保持轉(zhuǎn)矩（ Nm）： 轉(zhuǎn)動慣量 (g： 4000； 重量（ 總傳動比分配： 機器的包裝速度是： 30 /以橫封器嚙合次數(shù)應(yīng)該達(dá)到 30，袋長范圍為 60此，計算縱封器的轉(zhuǎn)速 n。 袋長暫取 L=100裝效率暫定 Q=30 袋 /則包裝完一袋需要的 時間為 2 秒。使縱封輥旋轉(zhuǎn)一周剛好封合兩個袋長，則由公式（ 知縱封輥的畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 半徑： 2L=2R （ 將所取數(shù)值代入，則縱封輥半徑 R32 由公式（ 知縱封輥的角速度： 0（ 將 數(shù)值代入， 則縱封輥的角速度 z=s 包裝的線速度 =30 袋 /100 =3000mm/0mm/s （ 則可得縱封輥的轉(zhuǎn)速 n15r/ （ 傳動比的具體分配如下，電機到減速裝置的減速比為 6，減速裝置到縱封系 統(tǒng)的減速比為 速 裝置到橫封系統(tǒng)的減速比為 主軸轉(zhuǎn)速計算： 綜合 上述傳動比的分配 ，主軸轉(zhuǎn)速計算如下 ，見公式（ ： n 主軸 =n 電機 i 鏈輪減速 =3006=50r/ （ 主軸最小直徑計算 ，見公式（ ： （ 設(shè)計軸時一般考慮軸上的鍵槽對強度的影響，設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)槽的個數(shù)增大尺寸，其經(jīng)驗公式計算如下 ，見公式（ ： d= 3n %41%41 ）（）（ 5 （ 最終主軸最小直徑取 25 結(jié) 設(shè)計之初，傳動系統(tǒng)選擇的主要減速方式 是：渦輪蝸桿，齒輪減速，其傳動比小，但是強度大。經(jīng)過導(dǎo)師指導(dǎo)，換成了一大一小鏈輪組合來代替部分齒輪和渦輪蝸桿進行減速。鏈輪配合的最大傳動比可以達(dá)到 10；并且由于本包裝機整體尺寸較小， 所需要的力也不大， 工作條件完全可以滿足，所以最終選擇了依靠鏈輪組來對傳動系統(tǒng)進行減速工作。 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設(shè)計 12 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設(shè)計 塑料薄膜及其復(fù)合材料是自動制袋包裝機中最常用的包裝材料，特別是多層復(fù)合薄膜，因為它的氣密性良好以及高強度而廣泛應(yīng)用于食品包裝中。 塑料薄膜的封口采用熱融封合的方法，具體操作是：對塑料薄膜的兩個接觸面加熱 ，使其處于熔融的熱塑化狀態(tài)，再給封接部位施壓，使薄膜兩個封接面融合密封牢固。影響封合質(zhì)量的因素主要是加熱溫度、封合壓力和和作用時間。熱融封合的方法有多種形式 2，最常用的是電阻加熱法和脈沖加熱法，另外還有高頻電加熱封合、超聲波加熱封合、電磁加熱封合和紅外線加熱封合等。每種方法均適用于一定品種范圍的塑料材料。在自動制袋裝填包裝機中，廣泛應(yīng)用電阻加熱的熱融封合方法，因其具有機構(gòu)簡單，調(diào)控方便的特點。而且，用于食品包裝的薄膜主要是聚乙烯及其復(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 3。 連續(xù)制袋包裝機中有兩個封合裝置：縱封裝置和橫封裝置，分別實現(xiàn)包裝袋的縱縫封接和橫向封合。他們均采用電阻加熱的封合方法。 封器的設(shè)計 在連續(xù)式自動制袋裝填包裝機中，由于薄膜連續(xù)輸送，因此其縱縫封接是連續(xù)進行的。為此采用一對滾輪式電阻加熱的熱融封接器來實現(xiàn)連續(xù)縱封。在此，熱融封接滾輪不僅完成包裝薄膜制袋的縱向熱封，同時還起到對包裝薄膜的 輔助牽引輸送作用。也就是說，牽引和縱封是同時進行的，牽引滾輪同時也是縱封滾輪。 如 下圖 是縱封 執(zhí)行機構(gòu)的 結(jié)構(gòu)。兩縱封輥輪的圓筒內(nèi)均裝有加熱 器，發(fā)熱元件一般用電阻發(fā)熱線圈，繞裝在支座上，再通過支座安裝在軸承座或者安裝板上。當(dāng)縱封輥輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，加熱器固定不動，持續(xù)的對輥子的圓筒壁均勻加熱。加熱溫度通過測溫器測量，并由溫控表控制器變化范圍。 縱封器的動力來源在傳動系統(tǒng)設(shè)計時候已經(jīng)提到，通過 鏈 輪帶動了縱封器的主動軸，縱封器的主動軸和被動軸通過一對相互嚙合的齒輪同時驅(qū)動兩軸，使縱封輥實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 1 2 3 4 5 6 7 8圖 封器結(jié) 構(gòu)圖 如圖 示，縱封裝置主要由一對縱封輥 1 組成，輥子的外圓周表面緊密壓合，壓合力來自彈簧力的作用?？v封輥分別安裝在軸的左端，由螺母固定，使得輥輪可隨軸轉(zhuǎn)動。軸 7 的兩端軸承固定安裝。另外一軸可以相對滑動，滑動的目的是調(diào)節(jié)兩縱封輥的相對距離和壓力，其上端固定一個調(diào)節(jié)支桿 8。 在縱封輥的封合圓柱表面上都加工有均勻細(xì)密的網(wǎng)紋，以增加封口的牢固度，使熱封美觀而且質(zhì)量得到保證。另外，由于縱封輥輪在工作中長時間處于加熱狀態(tài)，并連續(xù)相對滾壓運轉(zhuǎn)，因此需要有較好的綜合力學(xué)性能。在實際生產(chǎn)中可采用合金結(jié)構(gòu)鋼加工，如 40鋼材制造。 對于縱封輥輪的受力情況，已知低密度聚乙烯和鋼之間的靜滑動摩擦系數(shù)f=調(diào)節(jié)支桿上的彈簧的預(yù)緊力為 200N，則對縱封輥產(chǎn)生的摩擦力為： F=2004N （ 已知縱封輥的直徑為 D=64公式 T=2 1 7 2 82 64541 （ 則縱封輥的功率 ，由公式（ ： P 縱 =9550181W （ 則主軸的功率 P=P 縱 i=431W （ 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 封器的設(shè)計 橫封器用于復(fù)合薄膜包裝袋的橫向熱熔封合。橫封器 是將經(jīng)縱封器進行縱向封合后筒狀的包裝材料，按照工藝要求的長度規(guī)格進行橫向封合，按照橫封器工作的運動形式 ， 可分為連續(xù)運動和間歇運動兩種形式。根據(jù)設(shè)計需要，本次設(shè)計中采用連續(xù)式縱封裝置。 因塑料袋裝機有連續(xù)或間歇運動之分 ， 故橫封器在機能、運動形式、實現(xiàn)運動的機構(gòu)及橫封的結(jié)構(gòu)方面往往有較大差異 ， 即使是連續(xù)式橫封器 ， 若該機僅只需完成單一規(guī)格袋的 ， 一般較簡單 ， 如要適用多規(guī)格可調(diào)的袋裝機就較為復(fù)雜。 將一對軸線平行反向等速回轉(zhuǎn)的滾輪的一方或雙方加熱，在二滾輪中通過封口薄膜進行封焊，其滾輪結(jié)構(gòu)如 下 圖 示，這種結(jié)構(gòu)又 稱橫封器，用來對連續(xù)運動的薄膜進行塑料袋橫向封口。滾輪依靠 支桿 4 上的彈簧 保持彈性接觸，其壓緊力大小可通過鎖緊螺母 1 和調(diào)節(jié)套筒 2 等來獲得。其中主動齒輪 8 帶動從動齒輪 14 等速回轉(zhuǎn)，橫封輥也就等速回轉(zhuǎn)接觸加熱。在滾輪內(nèi)裝有電熱絲卷繞后外套鋼管的加熱棒，電流由碳刷 5 和滑環(huán)（ 圖中 未畫出）與加熱棒中的電熱絲相通。滾輪外形呈菱形（見界面 利用留下的圓弧部分封口，在圓弧面上 可刻有網(wǎng)狀花紋，以利封口美觀并保證封口質(zhì)量。熱封輥的有效長度（ 150須大于最大袋寬（ 120熱封輥的半徑 r 應(yīng)使其熱封時的線速度與塑 料移動速度相等。橫封輥材料可用 40，溫度可在 100 178 攝氏溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 1 2 3 4 5 6 7 8910 11 12 13 14 1516 17 18圖 橫封器 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 橫封器的一些設(shè)計計算： 由于包裝袋袋寬范圍為： 70以橫封輥的長度 120這里設(shè)計為 150 由于包裝 袋的袋長范圍為： 60計選擇的長度為 100均袋長 20軸熱封頭頭數(shù)取 q=2， 所以橫封輥半徑 r 可由下式 （ 得出： r=22120238 （ 應(yīng)用于連續(xù)制袋式袋裝機上的橫封機構(gòu)有如下一些工藝要求應(yīng)滿足 ， 設(shè)計連續(xù)式袋裝機的橫封 器應(yīng)能滿足如下一些工藝要求： （ 1） 速度的同步 熱封時，熱封頭與連續(xù)運動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，尤其要注意這一點。因此，采用回轉(zhuǎn)型的熱封頭，由于半徑固定不變，往往采用不等速運動機構(gòu)（如偏心輪機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)等）來帶動，以便適應(yīng)調(diào)節(jié)其封合線速度滿足熱封要求。 （ 2） 橫封頭的不等速運動 由于橫封時，要求橫封頭在袋筒運動方向上的線速度和袋筒的運動速度相同，所以橫封頭必須作不等速運動。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)使橫封頭的橫封動作結(jié)束，就很快速讓開，所以橫封頭也必須作不等速運動，常用的不等速機構(gòu)有偏心鏈輪機構(gòu)和傳動導(dǎo)桿機構(gòu)，本次設(shè)計采用的是偏心鏈輪機構(gòu)。 （ 3） 速度的無極可調(diào) 當(dāng)包裝機的生產(chǎn)能力和包裝袋袋長規(guī)格變化時，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)。 心鏈輪的設(shè)計計算 偏心 鏈輪機構(gòu)是一種不等速機構(gòu)，它被廣泛應(yīng)用在立式包裝機連續(xù)橫封輥的傳動鏈中。通過調(diào)節(jié)偏心鏈輪不等速機構(gòu)，可使連續(xù)式包裝機的橫封輥滿足如下一些工藝要求：熱封時，熱封頭與連續(xù)運動著的袋筒必須具有同步的線速度，否則，封口部位就可能發(fā)生起皺或拉長甚至斷裂等不良現(xiàn)象，當(dāng)袋長規(guī)格有變化時，尤其應(yīng)當(dāng)注意這一點。 如圖 示 ， 偏心鏈輪不等速回轉(zhuǎn)機構(gòu)它由兩個相同齒數(shù)的主從動帶輪 2、4 和一個張緊輪 5，再繞以套筒輥子帶 3 構(gòu)成。其中主動帶輪 2 由分配軸帶動作勻速回轉(zhuǎn)，其偏心距可以借助滾花手輪 1 進行調(diào)整。從動帶輪 4 則繞定軸作不等速回轉(zhuǎn) ，并經(jīng)中間傳動裝置帶動熱封器的熱封頭實現(xiàn)不等速回轉(zhuǎn)。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 1 2 3 4 5圖 心鏈輪不等速回轉(zhuǎn)機構(gòu) 運動規(guī)律分析：圖 示為偏心鏈輪機構(gòu)工作原理簡圖。設(shè) O、 中心距 ，節(jié)圓半徑 2B=R；主動帶輪的偏心距 e，角速度為 某瞬間的角位移為 ，相應(yīng)的從動帶輪的角位移為 ，當(dāng)主動帶輪節(jié)圓上任一點 A 轉(zhuǎn)到與帶 切時，該點的瞬時線速度為值 vA= = A 點的瞬時回轉(zhuǎn)半徑），設(shè)它與帶同向分速度為 vA，令 v ，則其值 由公式（ ： 圖 心鏈輪機構(gòu)工作簡圖 c o sc o s 10 A （ c o i （ 由圖 見，同一根 帶在張緊時 A、 B 兩點的線速度應(yīng)該相等，即 vB=vA若 令該輪的瞬時速度為 ，則 由公式（ ： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 c o i （ 故得： c o i （ 上式表明 ， 當(dāng)主動偏心輪以 則從動鏈輪作變角速度轉(zhuǎn)動。偏心鏈輪輸出運動的特性曲線見圖（圖 ， 實質(zhì)上它反映了 根據(jù)不同袋長需要 ， 輸出滿足工藝要求的角速度帶動橫封器 ， 是設(shè)計偏心鏈輪機構(gòu)時必須考慮的可調(diào)問題 ， 欲得到所需的角速度 ， 在實際應(yīng)用中有兩個不同的途徑 :直接調(diào)節(jié)選用熱合瞬時角，調(diào)解主動鏈輪上的偏心距。 調(diào)節(jié)選用熱合瞬時的 角 ， 即是利用式 (圖（圖 性曲線 ， 使其中偏心距 e、鏈輪半徑 R 及兩輪回轉(zhuǎn)中心距 L 不變的條件下 ， 根據(jù)輸出的角速度， 找到相應(yīng)的主動 輪瞬時轉(zhuǎn)角 ， 在該瞬時使橫封器的熱封件與料袋上的光電色標(biāo)處在封合狀態(tài)。由此可見 ， 當(dāng)袋長變化時應(yīng)先打開不等速回轉(zhuǎn)機構(gòu)輸出軸到橫封器輸入軸間的傳動鏈。待偏心輪上 1夾角時 ， 讓橫封器的熱封件相嚙合 ， 再合上暫時打開了的傳動鏈 ， 橫封傳動時開時合 ， 且找準(zhǔn) 夾角也十分麻煩 ， 一般采用甚少。 圖 心鏈輪機構(gòu)輸出運動特性曲線 調(diào)節(jié)主動鏈輪的偏心距同樣亦可達(dá)到改變輸出角速度滿足熱封的需要 ， 它是利用特性曲線的兩個極值點作為專門的熱封點 ， 偏心距的改變可使輸出的極大角速度在 1+ e/R)0之間；同樣也可使輸出的極小角速度在 0( 1 ) 0之間。與此同時 ， 速度極限角 1、 2 分別有向 /2、 3/2靠攏的微小變化 ， 包裝機在規(guī)定的袋長范圍內(nèi) ， 其中偏小規(guī)格利用 的極點進行熱合 ，偏大規(guī)格利用 這一極點輸出角速度進行熱合。 如將經(jīng)換算后袋長值刻在相應(yīng)的偏心距的標(biāo)尺上 ， 只要調(diào)節(jié)偏心距到預(yù)定的畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 袋長刻度上并加以固定 ， 就能立即使用。這種方法調(diào)整方便 ， 得到廣泛應(yīng)用。這種機構(gòu)就叫可調(diào)式偏心鏈輪 ， 見圖 圖 調(diào)式偏心鏈輪結(jié)構(gòu)簡圖 調(diào)整時首先松開調(diào)整螺桿上的鎖 緊螺母 ， 然后轉(zhuǎn)動調(diào)整螺桿 ， 使偏心鏈輪所需調(diào)整的刻度值對準(zhǔn)傳動軸中心 ， 調(diào)節(jié)好之后將其鎖緊即可。偏心鏈輪偏心位置相對橫封輥的位置調(diào)整見圖 心鏈輪與鏈輪 1 的齒數(shù)相同 ， 前后橫封輥齒輪的齒數(shù)相同 ， 后橫封輥齒輪齒數(shù)是齒輪 1 齒數(shù)的 2 倍。這樣 ， 偏心鏈輪沿傳動軸轉(zhuǎn)一圈 ， 鏈輪 1 與齒輪 1 也相應(yīng)轉(zhuǎn)一圈 ， 而前后橫封輥齒輪只轉(zhuǎn)半圈。這就是說 ， 偏心鏈輪沿傳動軸轉(zhuǎn)一圈 ， 橫封輥轉(zhuǎn)半圈 ， 對一袋進行封口。經(jīng)主機點動運轉(zhuǎn) ， 當(dāng)前橫封輥上的 A 點與后橫封輥上的 B 點重合時 ， 調(diào)節(jié)偏心軸的位置 ，使偏心鏈輪的偏心方向與鏈條緊邊運動軌跡方向垂直 ， 并使偏 心軸處于鏈條緊邊的一側(cè) ， 然后將齒輪 1 與后橫封輥齒輪相嚙合即可。 由于偏心鏈輪不等速回轉(zhuǎn)機構(gòu)輸出角速度的大小與偏心距 e、鏈輪半徑 R、兩輪軸中心距 L 各參數(shù)有關(guān) ， 因此設(shè)計偏心鏈輪不等速機構(gòu)時 ， e、 R、 g 也是必須計算確定的重要參數(shù)。由前分析可知 ， 主動鏈輪的輸出角速度的兩個極限值 : 110（ 兩式左端0 、0 為從動輪與主動輪的角速度之比 ， 用字母 i 表示 ， 改寫成 : 11 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 如前所述 ， 制袋工藝要求熱封件在熱合瞬間與包裝料袋運動線速度相同 ， 則有 ： h =60 式中： 得： 010 （ 在設(shè)計時可在規(guī)定袋長范圍內(nèi)取中間袋長或稱平均袋長 熱封計算值 ，可使 e=0、 i=1， 由式 (知 ： 00 （ 設(shè)偏心鏈輪的轉(zhuǎn)速為 n0(r/ 由于： 0 =0 （ 則： 260 0 （ 代入（ 可得： f=（ l/0 （ 也可寫 if=l/ 與式（ 立，求得不同袋長所對應(yīng)的主動鏈的偏心距： （ 1R （ 根據(jù)機械設(shè)計手冊上鏈輪齒數(shù)選取的優(yōu)先數(shù)列，先取鏈輪的齒數(shù) Z=31，鏈條節(jié)距 P 取 8心距為 300此偏心鏈輪的節(jié)圓半徑 R 應(yīng)為： R= s P（ 則當(dāng)袋長為 100，偏心鏈輪的偏心距為： ( （ 令偏心鏈輪（分配軸）的轉(zhuǎn)速為 則根據(jù)公式（ 可得 0r/ 在裝配和調(diào)整不等速機構(gòu)時，可遵循以下方法： 1） 首先把偏心鏈輪調(diào)節(jié)在 0e 處，即鏈輪中心和主軸中心重合。轉(zhuǎn)動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，同時使最小袋長值的一邊靠近鏈條主動邊。 2） 確保橫封輥正處于熱合狀態(tài)，即封切刀相互接合狀態(tài)。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 3） 配上鏈條，完成安裝。 4） 按要求調(diào)節(jié)偏心值 e 到需要的袋長值，如此即可啟動機器工作。 偏心鏈輪不等速機構(gòu)的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單， 精度要求較低，使用調(diào)整方便。但其調(diào)速范圍因為取決于鏈輪偏心值 e ，因此受到結(jié)構(gòu)的限制。而且 e 值大側(cè)帶張緊輪擺動范圍大，其張力波動大，對運動不利。另外，此結(jié)構(gòu)不適于高速運動和可逆?zhèn)鲃?，速度越高，帶跳動越歷害。 切機構(gòu)的設(shè)計 利用卷筒包裝材料來實現(xiàn)物料的包裝，都存在著成為單個包裝產(chǎn)品的切斷工序，切斷的方式根據(jù)熱封方式、包裝材料輸送形式和切斷方法可分為熱切和冷切兩類，熱切如高頻加熱到、脈沖電加熱熔斷和電加熱切刀等；冷切如回轉(zhuǎn)刀、鍘刀、剪刀、和鋸齒刀等多種。 熱切：它是靠薄膜受熱熔化和施加一定壓力而使薄膜分開 的一種方法。采用熱切的切斷機構(gòu)可與橫封機構(gòu)合在一起 ， 在橫封同時 ， 進行熱切斷。熱切中有高頻加熱刀 ， 電熱絲熔斷及電加熱切刀等。其中高頻加熱刀用在間歇式袋裝機上 ，對聚氟乙烯薄膜袋進行封口 ， 同時完成切斷 ， 實際是一只具有刃口的電極；電熱絲中間的一根 1 2 毫米左右直徑的圓電熱絲 ， 根據(jù)需要可選擇斷續(xù)或連續(xù)通入脈沖電流 ， 電熱絲與薄膜直接接觸使熔化的薄膜切斷；電加熱切刀是具有刃及熱量可使薄膜切斷。 冷切及其機構(gòu)：冷切是利用金屬刀刃的鋒利度使薄膜在橫截面上受剪切力而分開薄膜的料袋方法。 下圖 輥刀式切斷裝置。 1 2圖 輥刀式切斷裝置 回轉(zhuǎn)刀切斷機構(gòu)如圖 示 ， 由轉(zhuǎn)刀與固定組合而成 ， 兩刀的形狀尺寸完全相同 ， 僅安裝方向相反 ， 回轉(zhuǎn)刀順料袋前進方向作等速回轉(zhuǎn) ， 每袋一周 ， 動刀與定刀間有微隙 ， 保證無袋時不會打壞刀尖。有袋時順利分切。工作時。回轉(zhuǎn)刀刃與定刀刃間不是全線同時相遇的 ， 而是在刀刃的的全長上按 1 2 左右的傾角畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 依次相遇的 ， 這樣似剪刀一般 ， 更有利于將薄膜分割開。 回轉(zhuǎn)刀切斷包裝袋的速度應(yīng)大于薄膜前進的速度。為保持切刀鋒利 ， 兩刃間有 微隙 ， 這樣切斷薄膜袋時 ， 并不是靠兩把金屬刀刃完全相遇來完成的 ， 而是靠活動刀刃線速度大于薄膜袋運動速度 ， 產(chǎn)生的擠與拉相結(jié)合將薄膜分割開。所以 ，刀的回轉(zhuǎn)線速度小于薄膜前進速度是不行的 ， 即使等于薄膜前進的線速度的話，也是切而不斷。只有回轉(zhuǎn)刀比薄膜有較高的線速度 ， 將薄膜剪切變形。強度大大削弱 ， 然后使前一包裝袋趕快離開本體到拉斷作用。 因該回轉(zhuǎn)刀切斷機構(gòu)不是與橫封機構(gòu)設(shè)計在一起的 ， 而切斷時必須切在橫封接縫正中 ， 才能使薄膜袋外形美觀。因而切斷在機構(gòu)橫封器的下面 ， 有一切斷刀與橫封器間的同步問題 ， 解決同步問題就必須設(shè)計切斷 機構(gòu)的相位調(diào)節(jié)裝置。 切相位調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 剪切相位調(diào)節(jié)機構(gòu)如下圖 示， 相位調(diào)節(jié)裝置可通過調(diào)節(jié)兩 鏈 輪的相對位置來實現(xiàn)。 1 2 3 4 輪 5 6 7 8 9 10圖 剪切 相 位調(diào)節(jié)機構(gòu) 如圖 示 ， 帶動回轉(zhuǎn)刀軸回轉(zhuǎn)的 鏈 輪 4 的軸向固定靠彈簧 6 的推力 ， 當(dāng)切斷刀工作不與橫封器同步