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1、目录中文摘要英文摘要1绪论11.1本课题的主要目的和意义11.2包装机械国内、外发展状况21.2.1包装机械概述21.2.2国外包装机械业概况21.2.3我国包装机械业概况与展望31.3本人设计任务42总体结构设计52.2立式连续制袋装填包装机总体结构计62.2.1包装卷膜的供送装置、袋成形装置、物料供给装置、产品质量检测反馈系统62.2.2有色标包装材料带在供送过程中的补偿调节62.2.3传动系统的设计92.2.4纵封装置102.2.5横封及切断装置：112.2.6可调式偏心链轮122.2.7横封和纵封协调动作控制流程：133定量供料装置143.1自定量装置选择方案的比较143.1.1容杯式
2、定量装置：143.1.2转鼓式定量装置：153.1.3螺杆定量装置：153.1.4柱塞式定容定量装置163.2方案确定173.3卷筒薄膜尺寸和包装袋尺寸计算194等切对合成型制袋自动包装机工作原理205制袋成形器及包装卷膜的供送装置225.1制袋成形器的设计225.2包装卷膜的供送装置235.2.1牵引装置245.2.2退卷装置245.2.3容让装置256产品质量检测反馈系统276.1产品质量反馈系统工作原理：276.2微机皮带秤的工作原理286.3微机皮带秤原理结构及功能296.4电子皮带秤结构设计306.4.1BSC-3磁阻式测速传感器306.4.2放大器316.4.3中央处理器326.4
3、.4复位电路326.4.5时钟电路326.4.6称重传感器336.5螺杆电机的选择346.5.1螺杆的设计计算346.5.2 螺杆电机的选择356.5.3步进电机的验证366.5.4联轴器的选择366.6丝杠螺母副的校核366.7步进电机的选择397主要传动件的参数确定及其强度校核407.1轴上两齿轮的设计计算407.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数407.1.2按齿面接触强度设计计算407.2纵封部件受力估算437.2.1纵封齿轮的校核447.2.2几何尺寸的验算457.3横封电机的选择及横封齿轮的校核467.3.1横封受力估算467.3.2横封齿轮的校核477.4轴承的设计及计算4
4、97.4.1求两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2497.4.2计算轴承受到的轴向力497.4.3轴承的当量载荷497.4.4验证轴承寿命497.5键的校核507.6主轴的设计与校核507.6.1求输出轴上的功率、转速、转矩507.6.2求作用在齿轮上的力507.6.3初步确定轴的最小直径517.6.4选定轴上各零件布局和装配方案527.6.5求轴上的载荷527.6.6按弯扭合成应力校核轴的强度527.6.7精确校核轴的疲劳强度538使用说明和维护568.1使用操作568.2维护要点578.3常见故障及排除方法57后 记61致 谢63参考文献64摘 要本文主要介绍了一种包装机械散体物料包装机的工
5、作原理及其设计过程，对其传动系统的参数进行计算和主要传动部件的选择与强度校核，对其整体外观和箱体以及支架进行合理的改进。散体物料包装机主要适用于包装食品、茶叶、医药、化工等的松散状、无粘性细小颗粒物品的小剂量自动包装。其包装材料为复合材料，只有在一定温度下才能正常粘合，这是通过加热管来实现的。本机的主要结构有送纸机构、成型机构、纵封机构、供料机构、横封机构、反馈装置、传动机构及电器控制系统。在本次设计中，我们的主要任务是提高散体物料包装机的包装精度和包装速度，使其满足设计要求，以达到生产产品包装质量的提高。本机的特点是能自动完成制袋，可调量杯计算输出所需的物料量，提高包装精度，再使用双排下料机
6、构提高其包装速度，实现包装机包装精度与速度的提高，本机还能够自动改变各机构的运动以适应包装袋长的改变。关键词 包装机械；设计；工作原理；传动机构；散体物料PLAIN PROSE MATERIAL PACKAGING MACHINES IMPROVEMENT DESIGNAbstractThis article mainly introduced one kind of packaging machinery - plain prose material packaging machines principle of work and the design process, carry on t
7、he computation and the main transmission parts choice and the intensity examination to its transmission systems parameter, makes the reasonable improvement to its overall outward appearance and the box body as well as the support. The plain prose material packaging machine is mainly suitable for pac
8、king food, the tea, the medicine, the chemical industry and so on loose shape, the inviscid tiny pellet goods small dosage automatic packaging. Its packing material is the compound materials, only then can agglutinate normally under certain temperature, this is realizes through the preheater pipe. T
9、his aircrafts primary structure has delivers the paper organization, the formation organization, vertical to seal the organization, the feeder construction, to seal the organization, the positioner, the transmission system and the electric appliance control system horizontally. In this design, our p
10、rimary mission is increases the plain prose material packaging machines packing precision and the packing speed, causes it to satisfy the design requirements, achieves the production product packaging quality the enhancement.This aircrafts characteristic can complete the system bag automatically, th
11、e adjustable measuring glass computation output needs the material quantity, increases the packing precision, uses the two-row yummy treats organization to raise its packing speed again, realizes the packaging machine packing precision and the speed enhancement, this aircraft can also change various
12、 organizations the movement to adapt the sack long change automatically. KEY WORDS Packaging machinery，design，principle of work，transmission system，plain prose material1绪论1.1本课题的主要目的和意义随着社会的发展，科技的进步，消费者的要求不断提高，国际包装机械的飞速发展，人们对包装传动系统的高自动化、位置跟踪精度要求也越来越高。将微电子技术、信息处理技术、新传感器技术、激光技术以及新工艺技术与新材料技术等应用于包装机械，各类
13、先进技术以群体综合应用方式谋求实现自动化、智能化、高效能化，这反映出现代包装机械的高科技水平和发展方向，但是也给从事包装工程研究的科技人员提出了更高的要求，不但带来了机遇，也带来了挑战。包装机械未来的发展趋势将会是这样的一幅蓝图：智慧型人机界面；高速、精美、柔性、易调、自我诊断；节省包装材料、能源；保鲜、保质、保味、密封性佳；与Internet技术充分结合达到遥测、遥控、遥修及生产管理。近年来，虽然我国包装机械行业取得的成绩是显著的，但是与国外产品相比仍存在20年的技术差距。我国现有的一些包装机械产品技术含量不高，而国外已将很多先进技术应用在包装机械上，如远距离遥控技术(包括监控)、步进电机技
14、术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等。我国食品和包装机械产品的质量差距主要表现在稳定性和可靠性差、造型落后，外观粗糙、基础件和配套件寿命短、无故障运行时间短、大修周期短，且绝大多数产品还没有制定可靠性标准。包装机械技术的落后业已成为严重制约我国包装工业持续、稳定发展的隐患。中国是世界上经济发展最快的国家之一。包装业发展迅猛，经济效益引人注目。加入WTO后，关税的降低，经济全球化给我国包装业带来前所未有的挑战和机遇。学习、吸收、引进国外先进技术和设备，增强企业竞争力，已成为中国包装界刻不容缓的工作和任务。 商品包装是一个新兴的行业，是在商品经济日益繁荣，市场竞争日趋激烈的新形势下，
15、逐步成长起来的。在商品流通中，人们对粉状颗粒状小袋商品的包装要求主要有两个方面，一是要求包装美观，以便吸引顾客，并保证商品在流通环节中包装袋不出现任何形式的破损。其二是要求包装袋内的商品计量准确，误差小（包装行业标准要求计量误差小于），以维护商品生产厂商的信誉、形象。因此商品包装的精确计量，是包装行业时刻关注的一项重要课题。因此，应开发全功能、一体化的自动包装机，通过创新和学习国外的先进设计技术，来不断提高机器运行的可靠度和精确度。使我国的包装机械达到国际先进水平，以提高我国包装机械的市场竞争力。1.2包装机械国内、外发展状况1.2.1包装机械概述包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装工业中
16、有着举足轻重的地位和作用，它给行业提供必要的技术设备，以完成产品的包装工艺过程。尽管包装机械的产值在整个包装工业中所占的比重不如包装材料大，不属于经常性消耗品，但对包装工业的现代化却是不可缺少的支撑。没有现代化的包装机械，就没有现代化的包装工业。 用于完成包装过程的包装机械可分为11类，它们是充填机械、灌装机械、封口机械、裹包机械、多功能包装机械、标签机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械和集装机械、辅助包装机械和设备等。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外，还有外表美观、传动装置紧凑、运转平稳、精度高、生产效率高等要求，以很好地完成自身功能，适应市场需求。 1.2.2国
17、外包装机械业概况 美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。 美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世界之首。10多年来，美国始终保持着世界最大包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制。新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的15%，纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。 日本与美国、德国相比，起步较晚。上世纪60年代以前，包装机械厂家不足60家，只能包装糖果、香烟等
18、。60-70年代，是日本包装机械业起步阶段，产值增长速度很快。70-80年代，增长速度虽不如上一阶段那么高，但年增长率仍达13%。80-90年代是稳定增长分阶段，将微电子技术成功地应用于包装机械的控制，以后又将光导纤维技术、工业机器人技术、模块化技术应用于包装机械，达到安全性高、无人操作、高生产率的水平，大大提高了其国际市场竞争力。因此，从上世纪60年代到90年代初，日本包装机械工业连续30多年高速增长，经历了引进-消化-发展的过程。 德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成
19、套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球。一些大公司生产的包装机械集机-电-仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右。德国是世界上最大的包装机械出口国。 意大利是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点，出口比例占80%左右。目前，世界各国对包装机械的发展都十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品
20、节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。1.2.3我国包装机械业概况与展望目前我国包装机械企业规模偏小，技术装备不很完善，管理水平比较低，自我发展和技术设计开发能力较弱，产品品种单一。产品的技术含量、附加值较低：新产品开发周期长，不能及时响应市场的需求，及时提供市场、用户所急需的产品。企业主要精力都花费在量的扩张上，对质的提升、科技进步的投入严重不足，产品在低水平上重复，许多企业生产相同的产品，从而使许多产品销不出去。低价竞争已威胁到企业生存的地步；另外，产品安全防护措施较差，安全意识不强，这些都造成国内产品与国外市场竞争能力偏低。 目前我国包装机械产品普遍存在
21、质量不稳定、性能单一、成本高、技术含量低的状况。随着我国进入世贸组织(WTO)，国际先进的技术、设备和管理经验的进入势必会对我国刚刚发展起来的包装机械工业造成巨大冲击，企业面临着前所未有的严峻考验。但是，我国人口众多，民以食为天，包装与食品机械产品市场广阔、潜力巨大。包装与食品机械工业在我国的迅速崛起已引起社会的的广泛关注。哪里有商品，哪里就有包装，可以说包装工业对国民经济整体结构的发展起着重要的作用。包装机械产品量面广，我们的行业仍欣欣向荣，堪称“朝阳工业”。1.3本人设计任务本次设计的目的：在保证计量充填的精度同时，提高包装速度。本次设计主要针对散体物料，由于它们具有密度不稳定，颗粒易破碎
22、等性质，这就决定我们在选用机构时受到限制。在提高包装速度的前提下，保证计量的精度。目前，称重计量包装精度高，但其速度低；量杯式计量精度低但其速度高。因此要根据实际情况进行选择。本次设计是在保证要求：包装50200克/袋产品，包装速度不小于100 袋/分钟，计量精度5。完成计量装置、薄膜供送装置、袋成形装置及产品质量检测反馈系统等几个方面的设计。2总体结构设计自动制袋装填包装机的类型有多种多样，按总体布局分为立式和卧式两类；按制袋的运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。间歇式包装机包装速度慢，结构尺寸大；而连续性具有包装速度快，结构紧凑，所以在这里选择连续型包装机进行设计。2.1自动制袋装填包装
23、工艺流程图2.1 自动制袋装填包装机工艺流程图2.2立式连续制袋装填包装机总体结构计2.2.1包装卷膜的供送装置、袋成形装置、物料供给装置、产品质量检测反馈系统1.包装卷膜的供送装置：在自动制袋装填包装机中采用的卷筒式包装卷膜，在进行自动包装的过程中，首先要由卷筒形式舒展成带，再按要求进行成形及充填包装。这一运行过程中，其实就是包装材料带的供送过程。实现这个供送过程的装置主要包括三部分：退卷装置、导引装置以及牵引装置。退卷装置采用卡爪定位式退卷装置；导引装置为一系列导辊组；牵引装置采用纵封辊兼备牵引滚轮的作用。具体设计将在以下章节中重点阐述。2.袋成形装置：常用的制袋成形器主要有以下几种：翻领
24、成形器、三角板成形器、象鼻成形器、U型板成形器以及缺口导板成形器等。本次设计由于采用了双排袋的包装方法，所以采用缺口导板成形器比较合适。详细内容将在以下章节中介绍。3.物料供给装置：定容法计量根据物料性质不同也有多种形式，可分为容杯式计量、转鼓式计量、柱塞式计量、螺杆式计量等。本次设计采用双排袋，可采用容杯式计量方法，采用双容杯，相应的就可以生产出双排袋的包装产品。详细内容将在以下章节中介绍。4.产品质量检测反馈系统：采用微机皮带秤对产品进行质量检测，检测的信号经微机处理后，将信号反馈给伺服电机，伺服电机转动来相应的调节可调容杯的体积，以达到精确计量的目的。详细内容将在以下章节中介绍。2.2.
25、2有色标包装材料带在供送过程中的补偿调节食品包装中所采用的包装材料一般都印有商标图案，每个商标图案作为独立的单位按一定长度等距分布。在完成产品的包装过程中，必须保证横封切断的位置准确，使包装袋上的商标图案完整无缺，不会错位。包装薄膜带每个商标图案之间都印有一个条形标记，一般是宽约5mm的矩形，称作“色标”，其颜色要求与图案底色反差明显。管电检测装置正是通过识别光标而发出信号，使控制装置执行对包装材料带输送速度的调节。也即设计一个光电微调系统1。具体设计是：通过光电继电器及凸轮同步开关控制伺服电机，经减速及差动轮系，使纵封牵引滚轮实现随机的增速或减速。从而调整包装膜在输送过程中色标滞后或超前的现
26、象。光电微调系统原理图如下：图2.2 光电微调系统原理图在本机器上使用独立商标包装材料进行工作时，按成品袋要求，横封封口的位置正好处于两个商标的中央。但是，在工作中由于纵封辊送进的拉伸，加热温度的影响，包装纸在送进过程中的阻尼，包装材料在加工过程中复卷时的拉力，包装纸的存放时间和时间等因素的影响。包装纸在使用过程中，不能保证横封封合位置都处于两个商标的中间。为了补救位置的偏差，必须对纵封辊进行速度的修正，以达到此目的。可采用行星差动轮系2。牵引滚轮由差动机构带动着忽快忽慢的回转。当薄膜上的光标滞后于封切时刻到达光电传感器时，差动机构输出一个正补偿的转速，因而牵引滚轮的实际转速比正常值稍大；当薄
27、膜上的光标超前于封切时刻到达光电传感器时，差动机构输出一个负补偿的转速，从而导致牵引滚轮的实际转速比正常值稍小。因此，牵引滚轮按光电信号时刻纠正包装材料袋的输送速度，保证其正确定位输送。控制系统采用微电脑编程控制。光电检测电控原理：包装机在运行中，包装材料带连续输送，带上光标不断通过光电传感器，并由光电检测装置发出脉冲信号，经电子装置控制光电继电器动作，实现调控。为了识别信号是超前还是滞后，还需要采用一个同步信号装置配合光电检测装置工作。因为光电信号只能提供两种状态：通或断。然而，补偿调节需要有三种状态：正常状态、正补偿状态、负补偿状态，对应于伺服电机的运动状态就是停转、正转、反转。为此设计一
28、个凸轮同步信号装置。图2.3 凸轮同步开关装置2.2.3传动系统的设计电机的选择：型号 Y100L1-4 功率 （kw/h）3满载时 电流（A） 6.8转速（r/min）1420 效率（%）82.5额定转矩22 最大转矩2.2传动系统原理图：如图2.4图2-4 连续式自动制袋装填包装机传动系统它的动力来自电机带动的减速器，动力由减速器输出后，通过链传动带动主轴运转，再通过主轴分配，形成三路传动，分别驱动定料供料器、纵封滚轮、横封辊3。2.2.4纵封装置在连续式自动制袋装填包装机中，由于薄膜连续供送，因此其纵封是连续进行的。为此采用一对滚轮式电阻加热的热融封切器来实现连续纵封, 如图2-5。在此
29、，热融封接滚轮不仅完成包装薄膜制袋的纵向热封，同时还起到对包装薄膜的牵引输送作用。也就是说，牵引和纵封是同时进行的，牵引滚轮同时也是纵封滚轮4。图2-5纵封装置1-圆螺母 2-调节套筒 3-弹簧 4-调节螺杆 5-压紧块 6-压紧螺母 7-固定螺母 8-滑槽 9-螺钉 10-发热管 11-绝缘快 12-轴承 13-轴承 14-套筒 15-销轴 16-齿轮轴 17-封板 18-纵封轴在纵封滚轮的封合圆柱面上都加工有均匀细密的网纹，以增加封口的牢固度，使热封封美观而且质量保证。由于纵封滚长时间处于加热状态，并作连续相对滚压运转，因此需要有较好的综合力学性能。采用合金结构钢加工，40Cr即可满足其要
30、求。2.2.5横封及切断装置：图2-6 装配式横封滚结构51，8-回转轴 2，6-热封板 3-电热管 4-刀板 5-切刀 7-调节螺杆 9-螺母横封装置用于复合薄膜包装袋的横向热融封合，在热封的同时起到分切包装袋的作用, 如图2-6。当然，有些包装机设有独立的分切装置，但采用横封同时分切的方式是连续式自动制袋充填包装机的共同趋势。因为横封封切合二为一不但简化了传动机构，而且对有色标薄膜带的分切更准确封切质量更高，生产效率更高。本机采用装配式横封辊，它将回转轴和热封板分别加工，然后再固装在一起。横封辊只有一个封切面，也就是每转一转封切一袋。热封板2和6分别安装在回转轴1和8上，由螺钉固定。热封板
31、内装有电热管3，其热封面中间槽隙内装嵌有刀板4和切刀5，由螺钉固定。调节螺钉7的作用是调整切刀5突出的高度，当放松螺母9以及切刀紧定螺钉时，旋动调节螺杆7，可以顶动切刀，调整其突出高度，使其与刀板紧密配合，以便顺利切断薄膜。调整结束后应锁紧螺母和螺钉。横封辊的封合面加工有花纹，样式与纵封辊一致。带刃口的刀具用T8A材料加工，刀口热处理HRC5560；平板刀用45号钢加工，不处理。2.2.6可调式偏心链轮当纵封辊的转速改变，而横封辊的转速不变时，由于横封时瞬时线速度与料袋膜的线速度不一致，而使料袋膜起皱或拉伸过度，甚至折断。为了解决这个问题，我们在横封辊的传动链中采用了可调式偏心链轮机构，用于调
32、整横封时瞬时线速度与料袋膜的线速度相一致。如图2-7所示为可调式偏心链轮的结构简图。图2-7 可调式偏心链轮示意图2.2.7横封和纵封协调动作控制流程：在连续式自动制袋装填包装机中，横封运动速度的控制在整个包装过程中是最复杂和重要的。它要求在一个周期中做变速运动，既要保证封切位置准确，又要保证在封切点纵封和横封线速一致，同时，要保证每一个横封周期刚好送入一个袋长。传统的控制方式是非常复杂的，因此本机采用微电脑编程控制系统控制步进电机来完成这一工作，可达到圆满的效果。横封和纵封协调动作控制流程如图2-8所示。图2-8 横封和纵封协调动作控制流程3定量供料装置自动制袋装填包装机广泛应用于粉状、颗粒
33、状等散装物料的包装中，部分用于流体。针对不同的物料，计量方式有多种。概括起来说，物料计量有容积定量法和称重定量法两大类。其中，因为定容法比称重法结构简单，定量速度快，因此，在此类机型中应用比较广泛。定容法计量根据物料性质不同也有多种形式，可分为容杯式计量、转鼓式计量、柱塞式计量、螺杆式计量等。下面将详细介绍。3.1自定量装置选择方案的比较3.1.1容杯式定量装置：图3-1 可调量杯供料结构示意图1-上转盘 2-上容杯 3-下容杯 4-下转盘 5-活门 6-调节机构如图3-1所示，在转盘1上装有四个圆筒状容杯，用活门5封底口，工作时，料由料斗落入容料室，转盘在转动时由刮板将料拨入容杯并刮去溢出部
34、分，装满料的容杯，随着转盘转到卸料工位时，顶杆拨开活门底盖，粉粒料倒落，完成供料过程。当需要调节定量时，可换装容杯，或者在原容杯中套容杯。当需要调节定量时，通过调节机构6使下转盘上下移动靠近或者离开转盘，使上下容杯重叠部分变化，从而改变其定量容积。活门5采用张开式打开。容杯中的物料通过料斗落入容器中6。3.1.2转鼓式定量装置：图3-2 转鼓式定量装置工作示意图1-鼓体 2-转鼓 3-调节螺钉 4-调节片转鼓式供料机构由鼓体和转鼓两部分组成。如图3-2所示，鼓体上有装料斗和落料斗，转鼓上开有容料槽，可在鼓体中转动，当容料槽口对住装料斗时，料斗中的物料填充进容料槽，鼓继续转动，鼓体内壁刮去多余料
35、，当鼓转动使容料槽口对住落料斗时，物料倒落入容器，完成供料过程。通常调节螺钉3可改变容料槽的体积。槽底不能有尖角，加工精度要求较高。转鼓外缘与转鼓外壳之间的间隙要根据物料的粒度，易碎性等因素选定，适用性较差。3.1.3螺杆定量装置：如图3-3,螺杆3设置在料斗2 的导管中，由离合器1 实现其与驱动装置的结合与脱开，当螺杆转动时，物料充填进入定截面螺旋槽中，随螺杆的转动，物料不断填充输送，最后由出料口落入容器中，只要控制螺杆的转数，即可完成定量供料。螺杆3和搅拌器4可结块物料破开。图3-3 螺杆式供料机构示意图1-离合器 2-料斗 3-螺杆 4-搅拌器 5-电动机螺杆螺旋槽的每个螺矩之间具有一定
36、的理论体积，只要精确控制螺旋转数，即可得到准确的定量。但是，对于粒度或者小块状物料易于产生磨碎现象。螺杆螺旋必须精确加工，使每一个螺矩内螺旋槽的理论容积都准确一致,螺杆外径与导管之间的间隙应选择适当，制造难度大成本较高。比较适用于结块物料或者粉状物料的包装7。3.1.4柱塞式定容定量装置图3-4 柱塞式供料机构示意图1-料斗 2-活门 3-出料斗 4-柱塞 5-缸体 6-连杆 7-进料活门这种供料机构的主体是由缸体和柱塞组成，如图3-4所示。 当柱塞4向左移动时，吸动活门2闭合，料斗1中的物料填充缸内；当柱塞四向右移动时，推动物料、打开活门使物料由出料斗3落入容器中。柱塞式适宜于流动性较差的物
37、料，结构比较简单，但是定量精度低。3.2方案确定考虑到本机主要适用于散体物料包装，其密度相对来说比较稳定，因此采用容积定量法2。根据实际加工要求的不同，该设计采用螺杆定量供料器。采用称重传感器，测量后根据包装要求由步进电机带动螺杆就可以解决采用容积法包装精度低的问题，这样就把包装速度和精度统一了起来。图3-6 螺杆式容积计量装置方案简图螺杆式供料机构如图3-6所示。螺杆设置在料斗导管中，由离合器实现其与驱动装置的接合与脱开，当螺杆转动时，物料填充进入定截面螺旋槽中，随螺杆的转动，物料不断填充、输送，最后由出料口落入容器中，只要控制螺杆的转数，即可完成定量供料。螺杆和搅拌器可将结块物料破开。图3
38、-7 螺杆部分剖面图当螺杆垂直安装时，物料从上向下受螺杆推挤作用易于充满螺旋槽，为保证供料的准确度和稳定性，螺杆必须经过精加工，螺杆外径与导管内径间配合间隙要适当，在导管内的螺距数应大于5个。螺旋槽一般采用单头矩形截面。螺杆式供料机构适宜于易结块的粉料的供料。螺杆式供料机构生产能力按下式计算： Q=Gn/ （3-1） G=V （3-2） V=stL （3-3） L=/cos （3-4）式中：G螺杆一次供料量（kg） n螺杆转速（r/min） V每圈螺旋槽的容积（） 物料视密度（kg/）供料一次螺杆的转数 s槽宽（cm） t槽深（cm） L圈螺旋周长（cm）螺旋中径（cm） 对应中径螺旋升角 3
39、.3卷筒薄膜尺寸和包装袋尺寸计算根据本包装机的设计要求：包装速度为100包/分钟，故采用螺杆计量装置，共可初步设计包装袋尺寸为：长宽=90mm60mm，如图3.2所示。并印有一排色标，色标图案为5mm的正方形。卷筒薄膜尺寸如图3-2所示。图3-7 卷筒薄膜尺寸图图3-8包装袋尺寸图4等切对合成型制袋自动包装机工作原理此机采用等切对合成技术，可生产美观的四边封袋形。袋形规格变化范围大，特别适用于50200g的小袋包装。采用卷筒薄膜，材质可为聚酯/聚乙烯、聚酯/镀铝/聚乙烯、纸/聚乙烯、尼龙/聚乙烯等可热封的复合包装材料9。图4-1 等切对合成型制袋自动包装机工作原理图1-导辊 2-缺口导板 3-
40、压辊 4-分切滚刀 5-转向导辊 6-入料筒7-成型器 8-纵封滚轮 9-横封辊 10-成品袋如图4-1，包装采用单筒卷膜，由纵封滚驱动拉膜，薄膜经系列导辊1后被送入缺口导板2。在进入直角缺口前，薄膜被分切滚刀4对中分切，一分为二的薄膜由缺口翻折，分别经左右转向导辊5导引后，形成对合状态。然后，薄膜在入料筒6和成形器7的联合导引下形成对合筒型，在纵封滚轮8的连续牵引下实现纵封封合。纵封滚轮将薄膜对中平分，形成双排袋的袋形，由纵封后的袋筒进入横封装置，被横封辊9切断，同时，对应的两排量杯分别同时进行物料的充填。最后包装产品10被电子皮带秤称量后送出。电子皮带秤检测到成品的平均质量后，发送反馈信号
41、给伺服电机，由伺服电机调节量杯的大小，以达到精确计量的目的。5制袋成形器及包装卷膜的供送装置5.1制袋成形器的设计在自动制袋包装机中，卷筒薄膜由舒展平坦输送到卷折成各种袋型的过程中，制袋成形器起着一个重要的作用。它对包装的形式、尺寸及其质量都有直接的影响。因此正确的设计和选择成形器非常重要的。常用的制袋成形器主要有以下几种：翻领成形器、三角板成形器、象鼻成形器、U型板成形器以及缺口导板成形器等10。正确设计和制造成形器的关键点为：1） 尽量减少薄膜通过成形器所受的阻力，使薄膜不产生纵向或者横向的拉伸变形以及褶皱等。2） 确保薄膜自然贴合、无拉伸、无腾空地通过成形器，自然卷合，正确成形。3） 结
42、构简单可靠，制造方便，易于调试。本次设计由于采用双排袋包装方法，所以缺口导板成形器比较适合。根据包装袋的尺寸，设计缺口导板的形状。图5-1 缺口导板如图5-1所示，缺口处安装有分切滚刀，将包装薄膜平分切开，然后被分切开的薄膜分别经两个斜面被水平的分开输送。设计时首先应保证缺口导板的斜面长度大于被分开的薄膜的宽度，其次应考虑斜面的倾斜角度，应使薄膜的分开输送所受的阻力尽量的小，以使薄膜不产生纵向或横向的拉伸变形以及褶皱等。成形器的设计如图图5-2 成形器包装薄膜可以顺利地通过成形器中间的缝隙，而不会发生跑偏褶皱等现象。成形器的尺寸设计根据是包装袋的尺寸。其长度的确定取决于包装袋的材料和包装袋的厚
43、度，成形器的缝隙尺寸取决于包装材料的厚度。以包装袋材料能顺利通过而缝隙又尽量的小为标准。缺口导板的优点是结构简单，制造方便。缺点是不易于调试。5.2包装卷膜的供送装置 在自动制袋装填包装机中采用的卷筒式包装卷膜，在进行自动包装的过程中，首先要由卷筒形式舒展成带，再按要求进行成形及充填包装。这一运行过程中，其实就是包装材料带的供送过程。实现这个供送过程的装置主要包括三部分：退卷装置、导引装置以及牵引装置。供送装置设计的合理性直接影响着包装的质量，甚至影响到包装机的正常运转。薄膜在供送过程中必须要保持平稳无跳动，正确到位而不会影响，否则包装机无法实现包装动作11。5.2.1牵引装置 牵引装置是包装
44、材料卷松展输送的动力。卷筒薄膜的牵引装置主要有钳拉式和滚轮式两种。钳拉式主要是通过机械或气动的摆杆机构实现动作，用于间歇性的牵引供送；而滚轮式则采用一对相对滚动的滚轮对薄膜进行碾送牵引，实现连续供送，其结构较钳拉式简单，在连续式包装机中应用比较广泛。在连续式自动制袋包装机中，牵引滚轮一般都兼备纵封滚轮的作用，其外圆周面滚花，以增强牵引摩擦力和增加热封压合的效果。本次设计采用纵封滚轮作为牵引滚轮，使得结构简单。5.2.2退卷装置退卷装置即包装材料卷的支撑装置，用于安装包装材料卷在支撑装置上灵活转动，并在牵引滚轮的作用下，以给定的速度连续回转，松展成袋。退卷装置的结构形式有多种，本次设计采用卡爪定
45、位式退卷装置12。图5-3 卡爪定位式退卷装置1-定位块 2-支撑座 3-槽轮 4-弹簧 5-卷膜 6-心轴 7-锥套 8-卡爪 9-轴承 10-套筒 11-滑套 12-紧定旋钮卡爪定位式退卷装置的特点是使用活动卡爪固定包装材料卷，使装卸卷动作轻易简便。如图5-3所示：心轴6固定在支撑座2上，锥套7外的套筒10开有缺口，使活动卡爪8可以插入并突出套筒表面。当旋紧紧定按钮12时，可使滑套11向右运动并推动锥套7轴向移动，其锥面因此迫使活动卡爪8做径向外移运动，即径向膨大，从而卡持紧固包装材料卷。当放松紧定旋钮时，在弹簧4的作用力下，推动滑套，并带动锥套向左移动，使卡爪径向内移复位，从而松懈材料卷
46、。装置中的定位块1的作用是使套筒10轴向定位。5.2.3容让装置在包装材料带输送的过程中，由于各方面的原因，会导致输送速度的瞬时变化，而且变化会很频繁。特别是对于有色标材料带的供送，由于需要补偿调节，使牵引速度忽快忽慢，从而造成对包装材料带牵引出现时紧时松的现象。这种瞬时变化会引起转动部件的惯性作用，因而影响包装材料的正常供送。当牵引速度瞬时增大时，包装材料卷将加速回转，但是由于材料卷本身及支撑装置转动部件的惯性作用，使薄膜带的张力增大，以至拉伸变形。当牵引速度由快变慢时，转动部件的惯性又会引起材料卷的过度松展，使薄膜带成松弛状态，因此会导致薄膜带输送出现抖动和跑偏现象。为消除惯性对包装材料带的供送的影响，可以在输送过程中设置容让装置，或者对卷筒包装材料设置制动装置。如图54所示，容让辊可以上下浮动或者摆动。当薄膜的输送线速度加快时，薄膜带的拉力增大，容让辊被薄膜带上提，从而避免因惯性而导致薄膜拉长；当输送线
