粉末包装机纵封-横封机构的设计

1、103第0期 粉末包装机纵封-横封机构的设计陈雪叶，魏兴（辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001）摘要：提出了粉末包装机的整机方案与结构，设计了包装机的纵封与横封机构。纵封机构采用凸轮与圆柱滚子的配合来实现，纵封头与两夹臂接杆采用铰链连接，两个连接杆使用销钉连接。横封机构也采用凸轮机构实现，此外，使用弹簧保证横封时的过渡和缓冲。关键词：粉末包装机; 纵封; 横封中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1Design for horizontal sealing and vertical sealing mechanism of power packaging mac

2、hineCHEN Xueye, WEI XingFaculty of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning University of technology, Jinzhou, Liaoning, 121001Abstract: The program and structure of the power packing machine were presented. The vertical sealing and horizontal sealing mechanism were designed. The vertical sea

3、ling mechanism adopts cam and roller to achieve co-ordination, vertical head with two clip arms Arbors using hinged two connecting rods with pin connections. The horizontal sealing mechanism is also used to achieve the cam mechanism, in addition, when you use the spring to ensure the transition tran

4、sverse sealing and cushioning.Key words: Powder packaging machine; Horizontal sealing; Vertical sealing粉末包装机是一种使用包装纸将粉末，如：咖啡粉、奶粉、豆粉等进行小量包装的自动化包装机器1-2。目前，学者们已经对缠绕包装机做了很多工作，如：荆萃等对连续式包装机纵封牵引、横封驱动的控制方法进行深入研究，有效地解决了不等速传动机构的设计问题3。尚欣等分析了包装机械快速设计制造系统的开发环境、组织结构、功能以及一些典型模型和子系统，建立了包装机快速设计支持模块，开发了一个包装机产品快速设计制造集

5、成平台的原型系统4。王吉岱等利用智能高速型PLC、伺服系统与人机界面技术，去除原有机械凸轮机构，改由电子凸轮功能控制横封切刀，解决了传统机械凸轮安装困难、响应滞后、量测性差等问题，使横封切刀的运动曲线可以即时改变5。李占贤等对包装机横封凸轮机构进行了运动分析，得到摆杆角速度和角加速度的变化规律及其存在的缺陷。推导树出满足工作要求和运动特性的凸轮轮廓方程，利用MATLAB得出优化后的凸轮轮廓曲线6。然而，粉末包装机在实际使用中出现了很多问题，其在纵封机构的结构设计、横封机构的结构设计封合方法和包装速度等方面还需要进一步研究与完善。本文在充分了解粉末包装机基本工作原理的基础上，提出了粉末包装机的整

6、机方案与结构，设计了包装机的纵封机构与横封机构。采用凸轮与圆柱滚子的配合来实现纵封机构的设计，使用铰链连接纵封头与两夹臂接杆。使用凸轮机构与弹簧设计横封机构。设计的机构能够有效地完成包装纸的纵封与横封。1 粉末包装机的整机方案粉末包装机的主要工作流程为：（1）物料经由料斗送入，输送至料盘。（2）包装纸由牵引辊牵引从卷筒向纵封头输运。（3）物料被包装纸包卷，在纵封头处实现纵封。（4）经纵封后的物料继续向前输运，在横封头处横封。（5）横封后，送至物盘，完成包装。图1和图2分别为粉末包装机的方案原理示意图，工艺路线图。1电机; 2蜗轮轴; 3V带; 4蜗轮; 5凸轮; 6卷筒; 7牵引辊; 8料斗;

7、 9料盘; 10送料器; 11纵封头; 12V带; 13物盘; 14横封头; 15操作面板图1 粉末包装机方案原理示意图图2 工艺路线图本文设计的包装机适用于咖啡粉、奶粉、豆粉等粉末状物料的小量包装。适用的参数条件为：生产能力为30袋/分，纸盒规格(长宽)为5050mm；使用的电机功率为0.75KW，电机转速为1390r/min。2 结构设计粉末包装机主要有由纵封机构、横封机构、料盘装置，走袋装置，料卷装置，V带、轴、轴承、电机、端盖、机架等组成。本文主要对纵封机构与横封机构进行结构设计。2.1 纵封机构设计纵封机构采用凸轮与圆柱滚子的配合来实现，使用铰链连接纵封头与两夹臂接杆。其中，凸轮基圆

8、半径为40mm，升程为40mm，凸轮厚度为15mm，推程角为0-110，远休止角为110-140，回程角为140-250，停止角为250-360。纵封机构由纵封凸轮、纵封杆、纵封头、纵封销、纵封支架等零件组成。基于Solidworks三维实体建模软件，设计了各个零件。采用自下而上的装配方式，完成纵封机构的装配，如图3所示。图3 纵封机构装配示意图2.2横封机构的设计横封机构也采用凸轮机构实现。此外，使用弹簧来实现横封时的过渡和缓冲。其中，凸轮基圆半径为60mm，升程为40mm，凸轮厚度为16mm，推程角为0-110，远休止角为110-140，回程角为140-250，停止角为250-360。横封

9、机构由横封凸轮、横封杆、横封头、横封销、横封支架、横封弹簧、盖形螺母、底板等零件组成。图4为横封机构的装配示意图。图4 横封机构装配示意图2.3其他零件的选择根据粉末包装机方案原理，设计、计算、选用其他零件。走袋机构用步进电机输入动力，用齿轮副传动，最终由对滚辊子实现走袋功能。其中圆柱直齿轮的模数为2，齿数为20。选用Y系列三相异步电动机该电机，型号为Y802-4，额定功率为0.75KW，转速为1390r/min，安装类型为B5型。选Z型V带，计算得两带轮直径分别为71mm和160mm，中心距为213.5mm，带长为800mm，带数为4。2.4 与机架的装配将设计的纵封机构与横封机构通过轴、轴

10、承座、销螺栓、螺母等零件与机架进行装配，装配结果表明：横封机构与纵封机构设计与计算合理。装配效果如图5所示。图5 横封、纵封与机架装配示意图3结论本文提出了粉末包装机的整机方案与结构，设计了一种用于咖啡粉、奶粉、豆粉等粉末状物料小量包装的包装机的纵封机构与横封机构。基于Solidworks，设计了各个零件，采用自下而上的方式设计了纵封机构与横封机构。采用凸轮与圆柱滚子的配合，及与辅助零件的装配，实现纵封机构的设计，使用凸轮机构与弹簧等零件实现横封机构的设计。与机架的装配表明，设计的机构能够有效地完成包装纸的纵封与横封。基金项目辽宁工业大学博士启动基金（2120602），辽宁省重点实验室资助项目（LS2010080, LKF2011020）,国家科技支撑计划项目（2012BAF12B08-5）。参 考 文 献1 赵宗课. CGF30B型微粉末自动包装机的计量原理及精度保证J. 轻工机械. 2002, 4: 54-55. 2 高淑英, 李立. 立式多通道小袋包装机模块划分研究J. 包装工程. 2011, 32(17): 70-73.3 荆萃. 连续式包装机纵封牵引、横封驱动控制的新型研究J. 天津职业院校联合学报. 2012, 14(5): 80-84.4 尚欣, 刘