半自動食品打包機的工作原理及設計

李新

摘要：自動打包機應用極其廣泛，多應用于食品包裝，醫藥包裝，郵政包裹包裝等包裝類行業，并且它能有效地降低企業成本，使用更少的勞動力卻能有更好的收益，還能提高工作效率。本文主要對半自動食品打包機進行了設計，主要是對性能有更高的要求。首先對食品包裝機械行業的國內外形勢進行了分析；分析了半自動食品打包機的各個功能機構以及功能設計。

【關鍵詞】包裝行業 半自動食品 打包機 國內外形勢 功能機構

1 引言

隨著人均收入的增加以及日益發展的商品經濟，食品包裝機械的需求也越來越大，發展也越來越快。由于我國大多數人對自動化及半自動化概念理解不完善，這種情況在一定程度上阻礙了自動化與半自動化的發展，也因此我國食品包裝機械行業依舊落后，不少企業存在低水平重復建設，使得我國食品包裝機械的升級換代以及包裝技術的創新，都受到了制約，也而臨著不小的挑戰。為了滿足食品生產企業對包裝機械的要求，投入了大量的資金，促使我國食品包裝行業的水平和市場競爭力有了大幅度的提升，也促使我國的食品包裝機械有了更大的競爭力和市場。目前，我國的食品包裝機械大都科技含量不高，而且自動化程度相對發達國家也較低，這并不能滿足我國食品企業發展的對食品包裝機械的要求。許多食品企業從國外引進先進技術以及他們先進的食品包裝生產設備來改進技術，不但花費大量的資金，而且市場競爭力也并沒有太大的提高。因此，高質量的研究和開發，以及打包機的高可靠性是十分必要的。

2 半自動食品打包機工作原理

半自動食品打包機利用彈簧的彈力使得手柄前端向上彈起，并使得電機與摩擦輪獲得一個向上的拉力，能夠有效實現方便捆扎帶順利進入摩擦輪與摩擦片之問，接著可人工手動拉起手柄并且將手柄前端下壓，將捆扎帶進一步固定牢固，接著打開步進電機的開關，電機帶動齒輪并通過摩擦輪將捆扎帶逐步拉緊，并轉動凸輪，使得切刀和熱熔頭進行下壓操作，實現捆扎帶對物品的密封連接，這樣就完成一個工作的打包循環。

3 半自動食品打包機的設計分析

3.1 整體設計要求分析

對于半自動食品打包機的設計需要滿足結構工藝性要求、可靠性要求和經濟性要求，具體來說：

3.1.1 結構工藝性要求

在既定的生產條件下，零件的設計最終目的是要便于加工且加工費用較低，這樣才能實現有較高的效益。在對當前的加工工藝以及加工水平做到充分熟悉之后，進一步實現提高零件工藝性也是提高效益的必備條件之一，同時也是提高零件工藝的前提保障。合理的選擇毛坯，設計簡單合理的結構，合理的精度，在零件結構的設計中都有十分關鍵的作用。

3.1.2 可靠性要求

零件的失效通常是隨機的，所以保障零件的可靠性就顯得十分關鍵，要實現保障零件的可靠性，我們必須在工作注意對零件保養、定時的維修和更換，以實現保障零件的可靠性的一直處于在較高的狀態和水平。

3.1.3 經濟性要求

對零件生產的經濟性一一就是有效降低食品打包的生產成本，利用便宜的材料來代替昂貴的材料是降低成本的基本的方法之一。此外，還可以提高毛坯的利用率等方式來減少零件加工中的不必要的浪費：大型零件應用可以采用便于加工生產的小型零件組合而成來代替。

半自動食品打包機的總體設計如圖1所示。

3.2 各部件設計選擇分析

3.2.1 步進電機的選取

步進電機是將數字脈沖信號轉換成角位移或線位移之后進行開環控制的電機，在現代控制中有著廣泛的應用。步進電機在其額定負載之內進行工作時，電機的轉速、停止的位置只和控制其的脈沖信號的頻率和脈沖數相關，與電機的受負載變化沒有直接關系。

對于步進電機的選取首先要確定電機的靜力矩。根據步進電機正常工作時的負載，其靜力矩的大小通常為摩擦負載大小的2·3倍，根據負載可以確定步進電機的靜力矩，另外步進電機的機座及長度也能根據相關參數隨之確定。步進電機的選取對其轉速也有特定的要求，通常電機的轉矩與轉速之問成反比關系（即速度越快，轉矩越?。诓竭M電機低速運轉時，即電機的運轉速度在每分鐘幾百轉或以下時，會導致步進電機的輸出轉矩較大，其大小接近靜力矩，但是達到1000-9000時步進電機的輸出轉矩就變的比較小。

3.2.2 摩擦輪設計

摩擦輪在整個半自動食品打包機的機構設計中有很大的作用，所以摩擦輪對材料的要求通常比較高，對于彈性模量大和摩擦系數高的材料的選擇就顯得十分重要，另外，還需要材料要有更高性能（即高強度和高耐磨性）以及便于加工且便宜的材料，這就可以選擇GCr15。

3.2.3 機架設計分析

半自動食品打包機要求其機架需要選材合適，因此保證機架重量相對較輕，較低的生產成本，就是機架設計的必要原則之一。而且保證機架的結構合理性也是十分關鍵的，因為這樣就可以方便機架上的零件的安裝、修理和更換，能夠有效降低勞動人員的勞動強度，從而實現節省勞動力降低生產的成本的目的。這還有利于保證機架的工藝性（即包括機架本身內應力?。?。機架的抗振性能，耐腐蝕性以及機架導軌而的耐磨性也是機架設計要求中的不可忽視且重要的組成部分。

機座設計時，要對機座構件截而材料和機座結構等方而均需要結合具體的情況進行仔細的分析。為了充分利用材料，使材料均勻分布在材料截而上，那么結構內力分布適應材料的基本性能就顯的十分重要。而且機座的結構要保證結構連續性，這不但能夠降低機座的內力，還可以節約材料，降低成本。綜合上述，并且還要考慮工作環境等因素，所以，通常機座選擇HT200灰鑄鐵較好。

4 結束語

本文分析了對半自動食品打包機零件的設計要求，以及半自動食品打包機整體設計，在做到充分了解的基礎上進行了分析和研究，并且給出了設計方案，并且在零件選擇上，滿足了許多要求，包括對機架和機座也進行了有選擇性的選擇。

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