果蔬套袋机械装置设计之包装机总体设计

邱凌霞

塑料袋在人们日常生活中随处可见，超市、水果店、蔬菜店等各式各样的塑料袋被人们所需要。由于塑料袋便于携带，塑料袋的市场需求量的增大将会促进塑料袋生产设备的进步。设计出一种新的塑料袋加工机械设备很有必要。

设计主要要求是在操作简单下，能够大量生产并能够通过对其速度的控制来实现对塑料袋规格的控制。塑料袋的规格的控制主要依靠速度来协调，分为送料的传送速度和封口速度。封口速度是由平面四杆机构—曲柄滑块机构来控制，曲柄滑块可以把转速转换为往复直线运动，曲柄滑块的转速由伺服电动机控制；使用一个传统电动机来控制塑料薄膜的传送速度，其速度为固定速度，适当的调节封口速度来实现对塑料袋规格的控制。

伺服电动机曲柄滑块控制电路速度

1前言

现在塑料袋在人们的生活中已经成了不可缺少的东西，在塑料袋整个制作流程中，制袋机或封口机非常重要。

封口机是将充填有包装物的容器进行封口的机械，在产品装入包装容器后，为了是产品得以密封保存，保存产品质量，避免产品流失，需要对包装容器进行封口。

封口机的封口装置一般分为柔性容器封口装置、刚性容器封口装置，塑料薄膜袋及复合薄膜袋封口装置属于柔性容器封口装置，一般采用在封口处直接加热并施以机械压力，使其融合封口。

一般封口机由机架、减速调速传动结构、封口机构、输送装置及电器电子控制系统等部件组成。接通电源，各机构开始工作，电热元件通电后加热，使上下加热块急剧升温并通控制系统调整到所需温度；封刀和切刀开始往复直线运动给塑料薄膜进行封口；输送带送转、并由调速装置调整到所需的速度。

当装有物品的包装放置在输送带上，袋的封口部份被自动送入运转中的两根封口带并带入加热区，加热块的热量通过封口带传输到袋的封口部份，使薄膜受热熔软，再由导向橡胶带与输送带将封好的包装袋送出机外，完成封口作业。封口机的装置主要是控制速度的装置，封口的速度及送料的传送速度，二者速度相配合，才能生产出不同规格的塑料袋。

2包装机总体设计

2.1设计方案

设计的主要内容是合理的调节刀具封口速度，使之与传送装置的速度（恒定速度）互相配合能够制造出不同长短的塑料袋。传送装置是由几个轴组成，前面几个轴的作用是送料，就是把塑料薄膜送到工作台上；最后一个轴旋转起收卷作用，同时提供送料速度，因为送料速度是恒定速度且速度较小，因此我选择了普通电动机来控制最后一个轴的转速。刀具需要作往复直线运动才能够循环的对塑料薄膜进行封口，而能够达到这个条件的机械系统有：曲柄滑块机构、槽轮机构、凸轮机构。考虑到结构简单易懂、制造起来容易、操作更方便等等，我选择了平面四杆结构中的应用广泛的、最典型的结构—曲柄滑块结构，同时我采用了交流伺服电动机代替传统电动机来直接控制曲柄的转速，这样的控制方式减少了一些不必要的损耗和大大减少了传动环节，使之能够更好地控制其转速，进一步控制刀具运动速度，使产品的规格更符合需求。还有就是交流伺服驱动比传统电动机驱动相比具有以下特点：

（1）可以实现柔性化和智能化，提高工作性能由于使用CNC控制可任意凋节的伺服电动机替代了原动机不能调节和控制的普通感应电动机，因此曲柄滑块的自动化、智能化程度和工作效率得到了提高，并且可以获得任意的滑块特性，扩大了设备的工艺适应性：针对不同的加工工艺，利用相应的优化曲线，提高机械工作性能。

（2）高精度由于交流伺服电动机采用全封闭数控系统，可以准确地控制滑块的任意位置。曲柄滑块机构中的滑块位置精度一般可以达到0.01mm。

（3）传动环节得到简化，节能和减少维修伺服电动机驱动方法中没有飞轮、离合器环节，相应减少了维修工作景；能量节省主要体现在以下几个方面：由于采用变频凋速，伺服电动机具有高效率、少损耗的特点；与机械制动和液压传动的节流调速相比，伺服电机减速时采用电磁制动，可储存回收制动能量，能量在很大程度上得到节省。

（4）生产环境得到改善伺服电机驱动方式较液压机而言，完全消除了油液污染，又由十传动系统较一般机械压力机简单，所以减少了传动和工艺噪声。

（5）模具寿命和生产率得到提高由于振动减少，模具和设备的寿命可以得到提高；根据生产工艺需要，可以方便地调整滑块行程，使其在必要的最小行程内工作，缩短循环时间，提高生产效率。

2.2整体结构

如图2-1所示，塑料薄膜以一恒定速度通过传送轴，经过工作台时，曲柄滑块机构中的热切刀和封口刀对其进行封口，热切刀是为了给人们提供一个便于撕裂塑料袋的裂缝，封口刀则是彻底的把口子封住，两个刀之间见有一距离的间隔。整体结构可看作是三个部分，第一部分由曲柄滑块和伺服电动机组成，伺服电动机通过联轴器的连接，可以控制曲柄滑块中曲柄的转速，曲柄的旋转通过连杆使刀具做往复直线运动，刀具的封口速度就可以随电动机的转速改变而改变；第二部分是传送装置，由5个传动轴、1个滚筒轴、电动机、减速器组成，普通电动机通过二级减速器给滚筒轴一固定转速，滚筒轴的转动有两个作用，第一是对塑料袋进行收卷，第二个作用是提供传送速度；最后一部分是机架，机架起支撑和固定作用。恒定速度与封口速度的关系为：L=n60v。

式中：L塑料袋的长短，单位m；V传送的恒定速度，單位m/s；n曲柄的转速，单位r/min。

参考文献：

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