易爆物品盒封包裝機(jī)的研究與設(shè)計(jì)

梁艷娟

LIANG Yan-juan

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧 530001）

0 引言

隨著包裝技術(shù)和包裝機(jī)械的發(fā)展，軍用火工等易爆物品的包裝越來越來越顯必要，也越來越受到人們的重視，它對(duì)保證軍工產(chǎn)品的質(zhì)量、降低工人的操作危險(xiǎn)性和勞動(dòng)強(qiáng)度起著重要的作用。而目前我國易爆物品的包裝設(shè)備非常落后，基本為手工和半自動(dòng)包裝，不但存在許多安全隱患，而且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)能力非常小，因此需要我們?yōu)榛鸸ぎa(chǎn)品，特別是彈藥等易爆物品的塑料盒包裝封口，設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)的塑料盒封口包裝機(jī)，實(shí)現(xiàn)火工產(chǎn)品包裝設(shè)備的自動(dòng)化。

下面以彈藥引信為例，詳細(xì)探討易爆物品塑料盒封包裝機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)。

1 封口原理

本塑料盒封包裝機(jī)的工作原理，就是通過加熱裝有彈藥引信的塑料盒身及蓋的四周封接面，使其融熔，再加壓封接、冷卻，保證封口的密封性、封接強(qiáng)度及引信的安全。

2 工藝流程

塑料盒的封口形式很多，有熱熔式封接、高頻封接、超聲波封接、塑料焊條焊接等，根據(jù)上面幾種封接方法的安全性、技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)等其他分析，封口形式選用熱熔式封接。即對(duì)塑料盒的封口部位通過熱板加熱、加壓、冷卻，完成封口。其工藝流程為：

3 總體方案設(shè)計(jì)

總體方案設(shè)計(jì)步驟如圖1所示。

圖1 總體方案設(shè)計(jì)步驟

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

1）生產(chǎn)能力：50盒/小時(shí)；

2）塑料盒材料：高壓聚乙烯；

3）塑料盒形狀尺寸：盒蓋與盒身的焊接封口如圖2所示；

圖2 塑料盒外形圖

4）塑料盒裝彈藥引信總質(zhì)量：10千克；

5）封接壓力：500—1000牛頓；

6）塑料盒封口深度不大于4毫米；

7）封接工位應(yīng)有防爆裝置。

3.2 塑料盒封口機(jī)總功能分析

塑料盒封口機(jī)要完成塑料盒身與盒蓋的封口，并且封口的過程要自動(dòng)完成，因此，必須具有以下幾種功能：

3.2.1 塑料盒的封口

完成塑料盒盒身與盒蓋的封口，滿足氣密性檢驗(yàn)要求。

封口形式一般有：熱熔式封接、高頻加熱封接、超聲波加熱封接、塑料焊條焊接。根據(jù)上面幾種封口形式的技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)等其他分析，封口形式選用熱熔式封接，熱熔式封接簡(jiǎn)單，但加熱熔融塑料接縫的模板易粘結(jié)塑料，不但使封口整齊美觀度差，且粘在模板上的塑料會(huì)影響后續(xù)的加熱封接。因此，必須解決粘結(jié)問題。

另外，熱熔式封接時(shí)，加熱裝置不但將塑料盒身與盒蓋的封口部位加熱熔融，而且熱量還會(huì)進(jìn)一步傳輸?shù)絻?nèi)包裝的易爆物品，使易爆物品存在安全隱患，因此，封口裝置加熱封口后，迅速使用冷卻裝置對(duì)塑料盒進(jìn)行冷卻，使熱量不會(huì)傳到內(nèi)包裝物，而且通過冷卻、加壓，使封接處的強(qiáng)度更大，密封性更好。

3.2.2 塑料盒的自動(dòng)輸送

裝有彈藥引信等易爆物品的塑料盒從進(jìn)入封口機(jī)，直到封口完成輸出，全部自動(dòng)完成，不需要人工的操作。塑料盒的移動(dòng)即輸送一般有兩種運(yùn)動(dòng)方式：連續(xù)式、間歇式。本機(jī)塑料盒在輸送過程中要完成加熱封口及冷卻兩種功能，而且兩種功能都需要時(shí)間才能完成，本機(jī)適于間歇輸送方式。

完成間歇輸送的運(yùn)動(dòng)方式很多，可通過間歇機(jī)構(gòu)來完成，也可通過液壓、氣壓傳動(dòng)來完成。

氣壓傳動(dòng)對(duì)于彈藥引信易爆物品的包裝，相對(duì)安全性也比較高，因此，選用氣壓傳動(dòng)輸送塑料包裝盒。

3.2.3 過程的控制

能根據(jù)生產(chǎn)需要控制生產(chǎn)節(jié)拍，塑料盒輸送的運(yùn)行與停止；封口參數(shù)的調(diào)節(jié)控制；封口裝置的運(yùn)行與停止。

3.3 彈藥引信等易爆物品的塑料盒封口機(jī)的工藝流程

由于封口方式選用了熱熔式封口，為了保證所包裝易爆物品的安全，必須加冷卻裝置，同時(shí)保證被包裝產(chǎn)品的安全及封口的強(qiáng)度。因此，封口機(jī)共需三個(gè)工位：送盒、加熱封口、冷卻。封口機(jī)的工藝流程如圖3所示。

圖3 封口機(jī)工藝流程圖

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從前面的機(jī)器功能、工藝流程分析、各功能元的方案設(shè)計(jì)可得出，塑料盒封口機(jī)主要裝置有：進(jìn)盒裝置、盒輸送裝置、盒定位加緊機(jī)構(gòu)、加熱裝置、冷卻裝置、出盒裝置、機(jī)架、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。機(jī)器構(gòu)成如圖4所示。

5 定位裝置設(shè)計(jì)

由于本封口機(jī)為全自動(dòng)，因此，塑料盒輸送是就要達(dá)到規(guī)定的位置，也就是在封口裝置下方停止，由于機(jī)械傳動(dòng)有誤差，需消除傳動(dòng)誤差，對(duì)塑料盒進(jìn)行定位，使熱封裝置能準(zhǔn)確對(duì)這塑料盒封口處。

圖4 包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖

圖5 盒定位裝置

如圖5所示，當(dāng)塑料盒輸送到指定位置后，為了消除塑料盒相對(duì)封口裝置的位置誤差，用一開有喇叭口的“[”板對(duì)塑料盒進(jìn)行重新定位，由于該板對(duì)塑料盒的三個(gè)方向進(jìn)行了定位，因此，定位準(zhǔn)確。在氣缸的推動(dòng)下，框架機(jī)構(gòu)將塑料盒的四面夾持定位，即保證了準(zhǔn)確的定位性，又防止了塑料盒在豎直向下的壓力下產(chǎn)生整體的變形，很好的保護(hù)了內(nèi)裝產(chǎn)品，同時(shí)有提高了塑料盒的熱封質(zhì)量。

6 設(shè)備運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果

由以上方法設(shè)計(jì)的彈藥易爆物品塑料盒封口機(jī)，經(jīng)過生產(chǎn)、調(diào)試證明是可行的，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合企業(yè)的設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，封口質(zhì)量合格，達(dá)到廠家要求的氣密性，在對(duì)每個(gè)包裝封口后的罐進(jìn)行氣密性檢測(cè)后，產(chǎn)品的合格率達(dá)到99%以上。

7 結(jié)論

證明該封口機(jī)的機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、方法是正確的，可以應(yīng)用于一些易燃、易爆產(chǎn)品的塑料盒包裝封口機(jī)的設(shè)計(jì)。具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。

[1] 王連杰,蔡建,黎明.現(xiàn)代武器裝備對(duì)軍品包裝的要求及質(zhì)量控制[J].包裝工程,2005,(06)：196-197.

[2] 肖冰,黃曉霞,彭天秀.國外彈藥包裝的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究[J].包裝工程,2005,(05).

[3] 王黎濤.高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍品包裝的影響及對(duì)策[J].國防技術(shù)基礎(chǔ),2004,(6)：18-19.

[4] 趙美寧,王 闖,王 佳.塑料盒封口機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2007,(10)：83-85.

[5] 趙美寧,王佳.彈藥易爆物品包裝封口機(jī)的設(shè)計(jì)[J].西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(1)：18-20.

[6] 趙美寧,袁艷.彈藥易爆物品包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程,2009,(1)：94-96.

[7] 尹章偉.包裝材料、容器與選用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[8] 高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.