水平給袋式包裝機的改進設計

朱永昌

(安徽理工大學機械工程學院 安徽 淮南 232001)

引言

包裝機械是包裝工業的基礎，也是包裝工業的制高點，包裝機械的發展水平決定了包裝工業的發展速度和發展水平[1]。由于我國包裝機械起步較晚，技術水平較低，同發達國家相比還有較大差距，大部分技術都落后20年左右[2]。國內包裝企業大部分生產規模都比較小，它們的生產與研發能力都比較弱，開發出來的產品存在可靠性差、使用壽命短、運行速度低、裝配維護難度大等問題。

一、結構與工作原理

如圖1所示，水平式給袋包裝機由后部傳動系統、機架、取袋裝置、上接袋裝置、開袋裝置、填料裝置、下接袋裝置、小車裝置、撒料收集裝置和下料接盤等組成。

1.取袋裝置、2.上接袋裝置、3.開袋裝置、4.填料裝置、5.下接袋裝置、6.小車裝置、7.撒料收集裝置、8.下料接盤、9.后部傳動系統、10.機架圖1 水平給袋式包裝機

該設備工作過程是先由取袋裝置將制好的袋子取至工作工位，再由小車將袋子傳遞至上接袋裝置，并在此工位進行打碼；后由小車將袋子傳遞到開袋裝置工作工位，打開袋口；由小車傳遞到填料裝置與下接袋裝置，下接袋裝置將袋子夾緊后填料裝置方可填料；填料完成后由小車將袋子傳遞至熱封裝置進行封口，最后由小車傳遞至下料接盤完成整個包裝過程。(工藝流程如下)

二、現有水平給袋式包裝機結構分析

基于上述水平給袋式包裝機的組成，后部傳動系統包括電機、主軸、擺桿軸、開合軸、各凸輪，各凸輪通過中間的擺桿、連桿將運動傳遞給對應的執行機構，各凸輪在主軸圓周上的相對位置決定了各執行機構的運動關系，即時序，現有水平給袋式包裝機其凸輪之間的相對位置在設計時并沒有完全確定，而是通過后期調試來找到其正確相對位置并用多個頂絲固定，這種方法費時費力，調試困難，并且主軸上的凸輪僅靠頂絲固定是非常不可靠的，各執行機構很難保證正確的相對運動；該主軸屬于細長軸，軸的剛度不好，為加工和裝配又增加了難度。

此外，各執行機構之間的相對位置關系也需要保證，現有設備各執行機構通過普通螺栓固定在基板上，因螺紋有間隙，執行機構與基板接觸的面未加工，造成其三個方向上均沒有定位，這樣可能造成上游執行機構的運動與下游執行機構的運動銜接不上或發生干涉，從而造成運動關系完全紊亂的情況發生。

三、新型水平給袋式包裝機的設計

(一)新型水平給袋式包裝機的設計目標

基于上述對現有水平給袋式包裝機的介紹，該新型水平給袋式包裝機應具有自動化程度高、高速高效、可靠性好的包裝效果，滿足更高市場需求，適應先進包裝機械的發展趨勢，并且要降低設備的裝配難度，提高設備的精度。

(二)新型水平給袋式包裝機的設計難點

通過對上述水平給袋式包裝機的功能及主要設計目標進行分析，可總結出其主要設計難點如下：

(1)主軸屬于細長軸，剛度不好，軸上安裝有五個凸輪和若干零部件，其中凸輪均需定位，定位精度要求比較高，造成主軸加工困難，裝配難度大；

(2)該設備是多工位配合實現功能，每一個工位的初始位置要準確，如何準確定位每一個工位的初始位置是該設計難點之一。

(三)新型水平給袋式包裝機的設計

如圖2所示，新設備的主軸分為左右兩段，分別為主軸左半段、主軸右半段，兩軸先獨立加工(圓周上的鍵槽先不加工)到各自零件圖要求后，主軸左半段、主軸右半段通過圖示方法連接，先將主軸左半段放入左右主軸連接套，然后將主軸右半段慢慢放入左右主軸連接套，左右主軸連接套上開有觀察孔，方便主軸左半段凹槽與主軸右半段凸鍵連接，接著加工整根軸上面的鍵槽；將軸分成兩段，這兩段軸的剛性必然提高，加工時變形小，這樣大幅度降低了整根軸的加工難度，提高了加工精度，并且軸上的各凸輪通過空心套進行定位，這樣大大降低了主軸的加工量；因為是分成兩段，裝配的難度也降低了許多，并且可以進行模塊化裝配，維護時更加方便。

1.主軸左半段、2.主軸右半段、3.左右主軸連接套圖2 新主軸連接

新設備的基板上焊接有許多的塊，這些塊焊接后需要用數控銑床進行加工，保證各定位面的相對位置尺寸及表面粗糙度，這樣與其配合的零部件的初始位置就能得到很好的保證，裝配時無需調整。

四、結論

本文通過對水平給袋式包裝機進行改進設計后，有效解決了現有水平給袋式包裝機的技術缺陷，解決了現有水平給袋式包裝機主軸加工難度大、裝配難度大、可靠性差等問題，使得新設備裝配簡單、調試簡單、可靠性好、運行平穩。