包裝機連續取袋機構設計

白大洪

摘要：? 為了提高包裝速度，為包裝機連續不斷的提供預制袋，實現自動包裝機連續取袋機構的設計。方法 在基于盤形槽凸輪和連桿機構的基礎上，設計了一套預制袋在連續自動充填形式下的連續自動取袋機構，實現連續取袋動作，并對機構涉及的槽型盤凸輪機構和連桿機構參數進行了詳細的計算。結果 針對包裝機的運行特點設計出了連續取袋機構，每分鐘可以連續取45個預制袋。結論 提高了包裝機的上袋速度，在提高包裝效率的同時還能很好的與其它工位保持同步性。

關鍵詞： 包裝機;預制袋;機構設計

[中圖分類號] TH122

引言

塑料預制袋在各個行業都有著廣泛的應用。然而，跟其他包裝方式相比，預制袋包裝相對效率低下。市場上存在的預制袋填充機多是間歇式多工位作業，即取袋、開袋、封口多工位分置進行。這些動作的時間最大值為該機包裝周期的停頓時間，這些停頓時間一定程度上造成生產效率低下。[1]為了提高生產效率減少間歇時間，實現連續取袋，針對取袋給袋工藝要求，對取袋機構進行合理的設計選型和參數設計，從而滿足包裝機連續取袋的需求。[2]

1總體設計

本設計基于的回轉式包裝機有六個工位，六個工位由一個電機驅動，工位間沒有間歇，在提高效率的同時還能使六個工位保持同步運行。本設計在考慮機構的結構時主要要考慮本工位和其它工位同步的問題。

鑒于回轉式包裝機的的工作方式，預制袋的取袋動作過程為：（1）將預制袋疊放整齊，放在袋庫中：（2）取袋機構將預制袋從袋庫中取出并轉移，完成取袋動作。[3]

通過分析預制袋的取袋動作和包裝機的結構要求。本裝置選用盤形槽凸輪連桿機構來實現。[4]圖1為取袋裝置的結構圖。

裝置的工作原理，電機通過一對齒輪將運動傳遞到槽凸輪上，槽凸輪帶動連桿機構運動，真空吸盤跟隨連桿上下運動，真空吸盤與預制袋接觸是吸住預制袋，成功吸住后連桿機構帶動真空吸盤向下運動取出預制袋，完成取袋動作。

2 取袋機構設計

2.1吸盤選擇

取袋機構利用真空吸盤吸住預制袋將其取出。對于柔性或三維規則物體，吸盤（圖2）主要有平直型、平直帶肋型、深凹型和風琴型4種類型。平直型多用于表面平整非變形物件，平直帶肋形主要用于易變形物件，深凹型用于吸附面呈全面的物件，風琴型用于變形較大、柔性輕薄物件和吸附位置存在變化的場合。[5-7]預制袋柔軟輕薄，故吸盤選用風琴型，綜合考慮預制袋的幾何尺寸和取袋的作業要求，選取的吸盤直徑為20mm，吸盤安裝長度為40mm。

2.2盤型槽凸輪設計

根據包裝機參數每分鐘裝袋45袋，可以算出每個取袋周期為T=4/3s。由公式ω=，算出凸輪轉動的角速度為ω=/2rad/s。根據包裝機的結構選擇擺動從動件盤型凸輪，凸機構的封閉方式采用形封閉，運動規律選擇簡諧運動。

分析取袋過程可知凸輪行程分4段：第一段吸盤接觸預制袋并吸住預制袋，這段時間為t1=1/3s。第二段取出預制袋，預制袋隨著吸盤向下運動到接袋位，這段時間t2=1/3s。第三段預制袋在接袋位停留等接袋機構取走預制袋，這段時間t3=1/3s。第四段真空吸盤上升回到原始位置完成一個取袋周期，這段時間為t4=1/3s。每個周期轉動角度為Φ=ωt。

根據凸輪機構的安裝位置和經驗選擇基圓半徑Rb=50mm，從動輪半徑Rr=10mm，由以上公式可求出凸輪的行程（圖3）、壓力角（圖5）和曲率半徑（圖4）?？傻贸鲎畲髩毫千裮ax=19.29°，最小曲率半徑ρtmin=-350mm。圖7為凸輪輪廓圖。[8]

2.3連桿機構設計

為了完成取袋動作預制袋從袋庫到接袋位置的垂直距離為80mm，所以連桿機構的移動距離為80mm。圖4為機構的結構圖。根據機構圖畫出連桿機構計算簡圖（圖5）。

凸輪帶動連桿1運動，根據凸輪的參數可得出連桿1擺動的角度Φ=15.26?，連桿2選用兩個端面球軸承NHS8T，故取l2 =79.4mm。根據包裝機的結構取e=146.5mm。取l1=300mm可解的s1-s=80.093mm。滿足預制袋移動距離的要求。

3結束語

通過槽型槽凸輪機構和連桿機構的組合，讓旋轉運動轉換為直線運動，能很好的完成連續取袋動作。該機構機構簡單，空間尺寸小，和其它工位共用一根傳動軸，與其它工位的同步性好，提高運行的穩定性。

參考文獻

[1]陳營，陸佳平，李國華，錢建華.裝袋機連續開袋機構設計（J）.包裝工程，2016，37（17）：177-181.

[2]張竹青，陸佳平，陸新宇，等，實現旋輪線軌跡的取袋機構設計與參數分析（J），機械設計，2015，32（3）：82-85.

[3]陳營，陸佳平，李國華，錢建華.連續取袋接袋機構設計（J）.包裝與食品機械，2016，3：33-37.

[4]NEIL S，Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook Fifth Edition（M）.Beijing：CHINA MACHINE PRESS，2014.

[5]辜松，張青，李愷，等，盆花包裝機開袋機構設計與實驗（J），農業工程學報，2014，30（24）：38-46.

[6]李雪梅，曾德懷，丁峰，真空吸盤的設計與應用（J），液壓與氣動，2004（3）：48-49.

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[8]聞邦椿，機械設計手冊（M），北京：機械工業出版社，2010.