果蔬套袋機械裝置設計之包裝機總體設計

邱凌霞

塑料袋在人們日常生活中隨處可見，超市、水果店、蔬菜店等各式各樣的塑料袋被人們所需要。由于塑料袋便于攜帶，塑料袋的市場需求量的增大將會促進塑料袋生產設備的進步。設計出一種新的塑料袋加工機械設備很有必要。

設計主要要求是在操作簡單下，能夠大量生產并能夠通過對其速度的控制來實現對塑料袋規格的控制。塑料袋的規格的控制主要依靠速度來協調，分為送料的傳送速度和封口速度。封口速度是由平面四桿機構—曲柄滑塊機構來控制，曲柄滑塊可以把轉速轉換為往復直線運動，曲柄滑塊的轉速由伺服電動機控制；使用一個傳統電動機來控制塑料薄膜的傳送速度，其速度為固定速度，適當的調節封口速度來實現對塑料袋規格的控制。

伺服電動機曲柄滑塊控制電路速度

1前言

現在塑料袋在人們的生活中已經成了不可缺少的東西，在塑料袋整個制作流程中，制袋機或封口機非常重要。

封口機是將充填有包裝物的容器進行封口的機械，在產品裝入包裝容器后，為了是產品得以密封保存，保存產品質量，避免產品流失，需要對包裝容器進行封口。

封口機的封口裝置一般分為柔性容器封口裝置、剛性容器封口裝置，塑料薄膜袋及復合薄膜袋封口裝置屬于柔性容器封口裝置，一般采用在封口處直接加熱并施以機械壓力，使其融合封口。

一般封口機由機架、減速調速傳動結構、封口機構、輸送裝置及電器電子控制系統等部件組成。接通電源，各機構開始工作，電熱元件通電后加熱，使上下加熱塊急劇升溫并通控制系統調整到所需溫度；封刀和切刀開始往復直線運動給塑料薄膜進行封口；輸送帶送轉、并由調速裝置調整到所需的速度。

當裝有物品的包裝放置在輸送帶上，袋的封口部份被自動送入運轉中的兩根封口帶并帶入加熱區，加熱塊的熱量通過封口帶傳輸到袋的封口部份，使薄膜受熱熔軟，再由導向橡膠帶與輸送帶將封好的包裝袋送出機外，完成封口作業。封口機的裝置主要是控制速度的裝置，封口的速度及送料的傳送速度，二者速度相配合，才能生產出不同規格的塑料袋。

2包裝機總體設計

2.1設計方案

設計的主要內容是合理的調節刀具封口速度，使之與傳送裝置的速度（恒定速度）互相配合能夠制造出不同長短的塑料袋。傳送裝置是由幾個軸組成，前面幾個軸的作用是送料，就是把塑料薄膜送到工作臺上；最后一個軸旋轉起收卷作用，同時提供送料速度，因為送料速度是恒定速度且速度較小，因此我選擇了普通電動機來控制最后一個軸的轉速。刀具需要作往復直線運動才能夠循環的對塑料薄膜進行封口，而能夠達到這個條件的機械系統有：曲柄滑塊機構、槽輪機構、凸輪機構。考慮到結構簡單易懂、制造起來容易、操作更方便等等，我選擇了平面四桿結構中的應用廣泛的、最典型的結構—曲柄滑塊結構，同時我采用了交流伺服電動機代替傳統電動機來直接控制曲柄的轉速，這樣的控制方式減少了一些不必要的損耗和大大減少了傳動環節，使之能夠更好地控制其轉速，進一步控制刀具運動速度，使產品的規格更符合需求。還有就是交流伺服驅動比傳統電動機驅動相比具有以下特點：

（1）可以實現柔性化和智能化，提高工作性能由于使用CNC控制可任意凋節的伺服電動機替代了原動機不能調節和控制的普通感應電動機，因此曲柄滑塊的自動化、智能化程度和工作效率得到了提高，并且可以獲得任意的滑塊特性，擴大了設備的工藝適應性：針對不同的加工工藝，利用相應的優化曲線，提高機械工作性能。

（2）高精度由于交流伺服電動機采用全封閉數控系統，可以準確地控制滑塊的任意位置。曲柄滑塊機構中的滑塊位置精度一般可以達到0.01mm。

（3）傳動環節得到簡化，節能和減少維修伺服電動機驅動方法中沒有飛輪、離合器環節，相應減少了維修工作景；能量節省主要體現在以下幾個方面：由于采用變頻凋速，伺服電動機具有高效率、少損耗的特點；與機械制動和液壓傳動的節流調速相比，伺服電機減速時采用電磁制動，可儲存回收制動能量，能量在很大程度上得到節省。

（4）生產環境得到改善伺服電機驅動方式較液壓機而言，完全消除了油液污染，又由十傳動系統較一般機械壓力機簡單，所以減少了傳動和工藝噪聲。

（5）模具壽命和生產率得到提高由于振動減少，模具和設備的壽命可以得到提高；根據生產工藝需要，可以方便地調整滑塊行程，使其在必要的最小行程內工作，縮短循環時間，提高生產效率。

2.2整體結構

如圖2-1所示，塑料薄膜以一恒定速度通過傳送軸，經過工作臺時，曲柄滑塊機構中的熱切刀和封口刀對其進行封口，熱切刀是為了給人們提供一個便于撕裂塑料袋的裂縫，封口刀則是徹底的把口子封住，兩個刀之間見有一距離的間隔。整體結構可看作是三個部分，第一部分由曲柄滑塊和伺服電動機組成，伺服電動機通過聯軸器的連接，可以控制曲柄滑塊中曲柄的轉速，曲柄的旋轉通過連桿使刀具做往復直線運動，刀具的封口速度就可以隨電動機的轉速改變而改變；第二部分是傳送裝置，由5個傳動軸、1個滾筒軸、電動機、減速器組成，普通電動機通過二級減速器給滾筒軸一固定轉速，滾筒軸的轉動有兩個作用，第一是對塑料袋進行收卷，第二個作用是提供傳送速度；最后一部分是機架，機架起支撐和固定作用。恒定速度與封口速度的關系為：L=n60v。

式中：L塑料袋的長短，單位m；V傳送的恒定速度，單位m/s；n曲柄的轉速，單位r/min。

參考文獻：

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