【《颗粒包装机热封系统设计案例》5400字】

颗粒包装机热封系统设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u23436颗粒包装机热封系统设计案例 1243561.1纵封滚轮的设计 280791.2横封装置设计 4229511.3封合调整 5252231.4引导装置 10袋装型商品的封闭处理方法比较多,常见的封闭处理方法有热封、钉闭和黏贴封闭。充填封口机的封口处理装置主要是一种利用塑料包装袋封口的部位,由于封口处所采用的塑料材质具有高温热塑性,对它们进行了加温或者高压使其封闭,上述过程又被称为热封。连续制袋包装机中设有纵封、横开闭两个密封装置,能同时完成产品袋子的纵向和横向的封合。本产品的设计主要采用的封合方式是热板式,它的主要优点之一就是封合结构简单,封合速度快,可控制温度不变。惯常应用于橡胶封合膜和聚乙烯等塑性薄膜,对于在温度迅速上升后容易迅速收缩或被雨水分解的塑性薄膜则一般不宜直接使用。对于热封机产品质量的影响因素很多,主要影响因素有包装原材料的融化、熔点、热稳定和流动性,在与包装材料相同的环境和条件下,确定包装热封机产品质量的一个重要条件就是确定热封机的温度、压力、密封头外观形状及加热方式等。通常的情况下,当温度越低、压力越小且持续时间越长时,封接的质量就会越好。热封温度:由于压力过高,薄膜容易发生软化或者是收缩而成的变形,影响了密封美观,甚至被烧穿;但如果密封件的温度太低,密封件上的塑料就无法完全在空气中熔化,即使是压制,密封力也很低,不同薄膜的热封闭温度不同。热封时间：在一定程度的压力下，当热封温度增高，时间减少时，薄膜受热时间短，生产率自然就提高；如果时间过长，一些塑料材料会分解；充填机的热封时间设计为可变的，便于符合各种包装材料的热封机构。热封压力：热封压力过高，密封口变形增大，密封口强度下降。上限的收缩率，下限的热封强度，上、下限之间的距离越大，热封性就越好。热封头形式：单层薄膜的封口表面大多数使用光板，上板采用不锈钢，下板采用硅橡胶。为了使外表美观，封口宽度设为。复合薄膜是使封接强度增加，外观漂亮，封口表面一般有纵横花纹，封口宽度设为。加热方法：将板状、棒状、带状和辊形热封头用电热丝、电热管或真空热管以相对稳定的温度加热，接而传递到封口部位，对包装纸材料进行封合。通常使用交流电，可根据调整温度完成恒温控制。总而言之,在确定了包装物料、充填机等之后,袋包装商品的密封和质量主要是受到温度、压力和时间三个基本要素的影响,三个基本因素之间是相互关联、相互制约,通过实验选择合适的参数。1.1纵封滚轮的设计制袋机上的纵封器主要用来实现制袋过程中的纵向封合。连续制袋机的纵封器为辊桶式,运作时两个辊筒以相同的速度保持持续地运转,对折后的各种包装纸原料从两个辊筒之间穿过,与此同时,装配在这两个辊筒内的电热丝可以通过辐射传导温度并将其封合到薄膜上而产生一定的纵缝,此为横向纵封器拥有封合、传递等作用。下图为纵封牵引滚轮的装置：图6-1辊式纵封器如框框图6-1所示,纵向横封弹簧装置主要由两个纵封弹簧滚轮1构成,滚轮的外圆和滚轮表面之间几乎是紧密地相互贴合,粘结力由于纵封弹簧的受力推动而不会受到很大影响。纵封滚轮1装配装置到滚动轴12的最左边,使用螺母紧固,轴转动的同时滚轮也能转动。轴12两端分别安装一个调心球轴承进行紧固,而在较短时间内长度的箱体上左端分别安装调心球轴承10位即可以进行滑动,右端轴承座上分别固定安装一个调心球轴承,所以这个轴承座在箱体4的导滑槽内即可做微小的滑动。因为受弹簧力的原因,可以调节轴承座10的位置,使两个滚轮紧密接触,两滚轮之间的力可以调整。当调节套筒8固定时,弹簧9收缩,使其压力增加,拧松调节套筒则压力降低。锁紧螺母7用来固定调节套筒8。两个带有纵封式滚轮机构的小圆筒内都分别具有一个加热器,发热元件通常是使用带有电阻式发热的线圈,缠绕到支座上,从而将其通过支座直接固定到轴承座或者安装面板上。当纵封的滚轮沿着轴向转动时,加热器的位置保持不动,一直向下对滚轮圆筒体壁平均进行升温。加热后的温度可以实时地通过测量仪和检查器进行测量,而且能够使用监视仪和控温计来精确地控制它们的变化。纵封滚轮的横向驱动力主要部分是由不完全的纵封齿轮14传递而来,由一个齿轮带有纵封齿轮14的纵封传动啮合机构可以使两个纵封齿轮14进行横向转动,通过两个纵封齿轮之间的传动啮合机构来分别驱动两个纵向轴的垂直转速和横向运动,使两个轴的纵封滚轮都可以实现了横向转动。纵向密封辊的密封筒表面采用均匀的细布加工，提高了密封强度，保证了热封的外观和质量，而且纵向密封辊在运行中长期受热，并能持续滚压运作，所以须有比较好的强度、刚度和稳定性。如合金钢40Cr，可用于实际生产。1.2横封装置设计横封器就是经纵向封合后的包装材料，按照需要的长度规格进行横向封合。横封器的构造通常较繁杂，横封机构需满足以下条件：（1）在热封过程中，包装机的热封应与连续移动的包装袋具有相同的距离速度，否则在热封过程中，密封段可能弯曲、过度膨胀甚至断裂。（2）如果袋的尺寸发生变化，而包装机热封的回转半径保持不变，则可以通过调整相应的零件来达到所需的热封速度。有些塑料包装机虽然不能具有独立的封闭分割和横封切削传动装置,但是可以采用多个横封同时进行切割纵封分割的切削方法,这也是目前连续式、自动化的可控制袋塑料包装机技术发展的一个共性技术趋势。因为它将横封和纵切断合二为一不但大大简化了连接传动带的机构,而且可以使得有色液体标记的薄膜和皮带的纵向分切也更准确,封切后的薄膜质量也就就越好,生产线的工作效率也就就越好。一些包装机配备了独立的切割装置，但连续自动制袋和灌装机是一种普遍趋势，因为交叉涂布与切割的结合，不仅简化了传动机构，而且使彩色编码薄膜带的切割更精确，切割质量和生产效率更高。横封辊的结构形式主要有两种,即整体型的加工方法和装配型。前者的横封辊把回转轴和热封板改造成了一个整体,如下图,切刀3和剪刀板2都被嵌入两个卷筒槽中,并用螺钉紧固。1－辊体2－刀板3－切刀4－辊体5－电热管图6-2整体加工式横封辊结构横截辊在缝表面也被加工出来,和纵封辊在外形上的款式相同。对于需要完成切割动作的刀具、加工和材料都是有特殊的要求,一般切割刀具都可以采用t8a材料的边缘和刃口进行切割加工,边缘和热处理方式为;平面切削刀板采用45号钢。这种整体加工型的横封辊通常比较小,适用于各种大型袋类包装机。对于大型包装机则采用了装配型横封辊。1.3封合调整关于连续制袋包装机，纵封滚轮以一定的速度运行，使纵封能够持续运行。所以，包装材料经过纵封传递到横封装置。上述可知，在横封辊旋转一圈的过程中，并不像纵向密封那样始终保持压合和热封状态，只能在连接密封面时进行热封和切割。在横封辊连接的刹那间，压合当前的包装膜，这时，必须确保封辊封合面的线速度与薄膜传递速度相同，即，这是保证封切质量的唯一方法。不然，当时，会致使薄膜拉伸断裂；而当时，会致使薄膜出现皱痕。假如横向的封闭牵引的速度能够确保纵封辊在一个封切的周期t内向右传递一个袋长l,而且要使横向的封闭辊以均匀的速度左右转动,且每圈转动两次封闭辊,则有(6-1)式中：R——横封滚轮最大回转半径。综上所述可知，如果袋长l的规格不同，横封辊就必须要有不同的半径R与次异议对应，这样的设计既不合理又不划算。因此，在本设计中，要让横封辊的半径R不变，使用一个速度不同的机构，使得横封辊在一定周期T内作不等速转动，以此适用不同袋长的需求，使得机器的通用性能越来越好。利用速度不均的机构，在热封切的瞬间，使横封辊对滚的线速度与薄膜进给速度完全相同。封切后迅速抽出，使包装材料料顺利通过，从而保证了封切质量和包装的顺利进行。为了能够实现齿轮横封不断沿等速方向回转的导杆运动,所以就需要设计采用的导杆机构驱动类型通常有多种,如偏心链轮导杆机构、转动方式引擎齿轮导杆驱动机构、双曲柄导杆机构、变速链轮导杆机构、椭圆转动齿轮导杆机构等。在实际的产品生产和设计制造中,根据其转轴运动的物理特征,考虑它们的整体结构运动特性,以及所用制造工艺技术等,主要可以选择偏心链轮导杆机构、转动曲柄导杆链轮机构以及双臂式曲柄导杆机构三种。这些非常大直径不等速包装机构的高速包装运动控制特性都主要是为了能够满足各种横封塑料包装各种工作的不同要求,调整方便,能够很好地同时适应各种横封包装的不同工作运行速度与不同的袋装时长,且它们的包装结构简单紧凑,制造方便。有很多种类型的机构能够进行横封非匀速旋转,比如,偏心链轮传动机构、旋转引擎导杆传动机构、双曲柄传动机构、变速链轮传动机构、椭圆齿轮传动机构。根据其运动学的特点,结合其结构的特点及生产技术,提出了三种主要生产方式,包括偏心链轮机构、转动导杆机构及双曲柄传递器。这些非均速度机构在其运动性质中的特点满足截面要求,易于调整,可适应不同的包装速度和袋长,结构布置密集,制造简单。如果驱动轴以相同的速度旋转，它将驱动偏心链轮以相同的角速度旋转。由于偏心，链条驱动的转速会周期性地改变从动链轮1的转速。如果偏心增大或减小，周期中的速度差可以改变。从动链轮1驱动横向密封辊通过齿轮旋转，由于其速度有规律的变化，可按如下方式设计：如果横向密封辊在热封时接收到与薄膜喷射相同的速度，则在热封后将它迅速分离。张力轮放置在机构中，通过弹簧保持链条的张力。图6-3偏心链轮传动示意图图6-3是偏心链轮不均速机构的传动图。设：R——主动和从动链轮节圆半径d——两轮的旋转中心距e——主动链轮的偏心距β——主动链轮的转角。主动链轮以等角率为快速匀速地转动,则从被动链轮的等角率为旋转速度计算公式列表如下:(6-2)对上式求极值可得：即即所以变速范围：(6-3)图6-4偏心轮机构的.输出速度特性曲线上图是偏心轮机构的输入和传动速度特征曲线,表明输入和传动速度的范围是由偏心距e和链轮的总圆半径r决定,与输入中心距d完全无关。例如,当r为常数,通过对e进行调节,就可以获取不同速度和温率的变化。如果连续地调整e值,可以求出曲线簇。由这张图我们可以清楚地看出,当偏心差e被重新调整时,它的响应值由大改变小,响应特征曲线也就越来越平坦,直至e=0形成均匀角速。随着e值的减小,速度极限角β1和β2慢慢向和靠近,直至e=0时,β1=,β2=。只要横封辊在角度位置β1处进行密封切割,就可以满足包装和做工的要求。因为e的变化，在封切位置β1处发生改变，的改变适用不同袋长l的改变。详细推算过程如下：(6-4)式中：V——薄膜运行线速（mm/s）L——薄膜袋的袋长（mm）Q为包装机生产率（袋/min）(6-5)式中：R——横封辊最大回转半径（mm）i′——由从动链轮到横封辊的传动比（定值）以一台带两个纵横封合的辊面的主轴横纵向封辊机作为一举例,当从主轴驱动链轮反复旋转一周时,横封合的辊至少要对应反复旋转半周,即将横封合反切一次,此时。因此由式6-5所示式即可得:(6-6)把式(6-4)代入式(6-6)得：(6-7)式(6-7)所示恰好就是在相同的生产量下不同塑料袋长l所需的输出角速度。由封切位置β1可以清楚地看出,当e的值从最高位变成了一个最低位时,也由一个最高位变成了一个最低位。随着的更新而改变,由式(6-7)我们可以清楚地看出,袋长l也由最高的值改变为了最小的值。所以,通过更换e值可以调整袋长l,如果把e值用袋长数量标注在一个偏心链轮的半径内,则调整的更加直观。为了实现机械结构的合理化安排,采用了偏心值在偏心链轮进行了调整。这时当时,非均速输入的角速度机构正好能够满足与袋长不同时对于薄膜袋中间和长度的需求。偏心链轮的输出是由于角速率产生了规律性的改变。若在改变偏心线e大小时,主动和从动链轮之间啮合,这并不符合工作要求。准确的选择是横封辊位于封切点的极限角β1处,也就是当偏心链轮与封切点之间位于极限角β1处。在安装和使用调节不均速机构时,可以参照以下的方法:（1）首先将偏心的链轮调整到e=0,也就是说要使链轮的中心与主轴的中央吻合。偏心链轮旋转后,偏心线与双轴的中心连接线保持垂直。与此同时,将最小的袋子长度从其中一边移动到靠近活动侧。（2）确认横向密封辊是否热接合。（3）安装链条后完成安装。（4）如果按照要求将偏心值调整到所需袋子的长度值，机器就可以运转。偏心链式的不等速机构,它结构简单,要求精确低,调整很容易。然而,速度的调节区间范围是由链轮的偏心值e决定的,所以这种情况会受到结构限制。另外,e值较大的两个侧链张紧轮在其张力变化区间的幅值范围相对较大,其张力变化也比较大,对于运动不利。另外,该链条的结构步骤也很适合于可逆地向链条传递移动,速度也就越高,链条抖动就会变得更厉害。1.4引导装置当运作袋式包装机时,牵引式运动装置可以使袋子中的材料与袋成型器进行相对移动,将袋子经过一个一个的工序来完成,完成了材料的添加、整形、排气、封口、切割等各个工序。引导装置