包裝箱封口機(jī)設(shè)計(jì)【含16張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 摘 要 本次課題設(shè)計(jì)的是包裝箱封口機(jī)，采用兩側(cè)皮帶驅(qū)動來進(jìn)行封箱的方案，上下封箱、經(jīng)濟(jì)、快速、平穩(wěn)。這種方案在技術(shù)上是相當(dāng)成熟的一種，它被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。這次設(shè)計(jì)的包裝箱封口機(jī)，可以根據(jù)紙箱規(guī)格，手動調(diào)節(jié)寬度及高度，可單機(jī)作業(yè)，也可與自動化包裝流水線配套使用。工作時(shí)，當(dāng)箱體進(jìn)入工作空間后，箱體在側(cè)面齒狀皮帶的摩擦力作用下前進(jìn)。當(dāng)箱體運(yùn)行至刀架位置時(shí)，箱體將刀架和前膠帶壓輪壓退位，而后膠帶壓輪在四桿機(jī)構(gòu)的作用下與前膠帶壓輪保持同步運(yùn)動而退位，并使前面的膠帶與紙箱貼合并封箱。隨著箱體前進(jìn)，膠帶不斷地抽出封在箱體上。當(dāng)箱體的后部離開刀架時(shí)，前膠帶壓輪由于四桿機(jī)構(gòu)的作用與后膠帶壓輪的運(yùn)動一致，而刀架受彈簧彈力作用，復(fù)位彈起，切斷膠帶。當(dāng)箱體運(yùn)動至離開后膠帶壓輪時(shí)，后膠帶壓輪也由于受可調(diào)彈簧回位作用而復(fù)位，使連在箱體上最后的膠帶也貼在箱體上，完成后段封箱任務(wù)。該論文詳細(xì)說明了本次封箱機(jī)設(shè)計(jì)的步驟及其依據(jù)。包括設(shè)計(jì)方案的選擇、電機(jī)的選擇、工作臺部件的設(shè)計(jì)、頂式部件設(shè)計(jì)和刀片的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：封箱機(jī)；四桿機(jī)構(gòu)；工作臺部件；刀架部件；刀片設(shè)計(jì) Abstract The packing box sealing machine that this subject is designed, adopt both sides belt to drive to carry on the scheme of a box, seal the box, economy, fast, steady up and down. This kind of scheme is applied to producing in reality extensively, is a quite ripe one technically. The packing box sealing machine designed this time, can regulate width and height by hand,according to the carton specification, but unit homework, can also pack the assembly line to use with automation tegether. Work, when the box into the working space, the box at the side of the toothed belts advance under friction. When run to the turret position, box blade frame and pressure roller pressure to step down before the tape, but after the knife and tape roller in the role of four-bar mechanism with a tape roller under the synchronized movement to abdicate, and to front .The tape and carton sealing paste the merger. With the advance box, tape keep out letters in the box on. When the box from the back of the blade, the first tape roller as the role of four-bar linkage with the movement of the roller after the tape line, the blade holder by a small spring elastic effect reset the bounce and cut tape. When the cabinet after the departure of tape roller sports, the post-tape roller is also adjustable spring back due to the role of the reset bit, so even the last of the tape in the cabinet are also posted on the box, the completed section of sealing task. he paper details the design of this sealing machine steps and its basis. Including the choice of design, motor selection, workbench component design, component design and top-style blade design. Keywords: Sealing machine; four-bar linkage; table components; turret components; blade; 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 包裝箱封口機(jī)的作用 1 1.3 包裝箱封口機(jī)械的分類 2 1.4 包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 2 1.4.1 國外包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 2 1.4.2 國內(nèi)包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 3 第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 6 2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書及設(shè)計(jì)參數(shù) 6 2.1.1 技術(shù)參數(shù) 6 2.1.2 設(shè)計(jì)目的 6 2.1.3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 6 2.1.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 6 2.1.5 基本要求 7 2.1.6 注意事項(xiàng) 7 2.2 機(jī)構(gòu)選型原則 7 2.3 傳動裝置方案論證 8 2.3.1 選擇原則 8 2.3.2 液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn) 8 2.3.3 氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 9 2.3.4機(jī)械傳動優(yōu)缺點(diǎn) 10 2.4 總方案的確定及有關(guān)說明 10 2.4.1 工藝路線及設(shè)備布置情況 10 第3章 封口方案的選擇 13 3.1 采用熱壓進(jìn)行封口 13 3.1.1 板式熱封 13 3.1.2 滾輪式熱封 14 3.1.3 帶式熱封 14 3.1.4 滑動滾壓式密封 15 3.1.5 滑動式熱封 15 3.1.6 脈沖熱封 16 3.1.7 熔切式熱封 16 3.1.8 脈沖熔切式熱封 17 3.1.9 超聲波熱封 17 3.1.10 高頻熱封 18 3.1.11 手動式封箱機(jī) 18 3.1.12 環(huán)帶式薄膜封口機(jī) 19 3.1.13 熱壓式封口機(jī)的應(yīng)用范圍及選用原則 20 3.2 采用加熱使包裝容器封口處熔融封口 20 3.2.1 常用熔焊封合方法選用時(shí)應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面 21 3.3 利用金屬變形實(shí)現(xiàn)封口 21 3.3.1 卷邊封口使用范圍及選用原則 22 3.4 采用滾壓金屬進(jìn)行封口 23 3.4.1 滾壓式封口機(jī)的使用范圍及選用原則 23 3.5 采用瓶蓋封口 23 3.6 采用塑料繩金屬線等輔助物進(jìn)行封口 24 3.7 采用膠帶封口 25 第4章 包裝封口機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 27 4.1 電動機(jī)的選擇 27 4.2 傳動方案的選擇 27 第5章 包裝箱封口機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 5.1 包裝箱封口機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 29 5.2 包裝箱封口機(jī)的工作原理 30 5.3 工作臺部件 30 5.3.1工作臺高度的調(diào)節(jié) 30 5.3.2 調(diào)節(jié)導(dǎo)帶的寬度 32 5.3.3 輥輪的固定 33 5.3.4 側(cè)面?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 5.4 頂式部件設(shè)計(jì) 33 5.5 刀架部件設(shè)計(jì) 34 5.5.1 工作原理 34 5.6 刀片的設(shè)計(jì) 35 第6章 膠帶封箱機(jī)的操作和維護(hù)規(guī)則 36 6.1 膠帶封箱機(jī)安裝注意事項(xiàng) 36 6.2 封箱機(jī)的日常維護(hù) 36 6.3 封箱機(jī)常見故障及其排除方法 36 6.4 封箱過程中膠帶經(jīng)常出現(xiàn)的問題及解決方法 38 6.5 封箱機(jī)噪音問題 39 結(jié)論 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 43 V 第1章 緒論 1.1 課題背景 隨著社會的發(fā)展，包裝封口機(jī)在各種機(jī)械中發(fā)揮著越來越重要的作用。包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)械。同時(shí)伴隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，包裝封口機(jī)械在流通領(lǐng)域中起著越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展和各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求。包裝箱封口機(jī)更是包裝機(jī)械中不可缺少的部分。它主要是采用膠帶對紙箱封口，可以根據(jù)紙箱大小隨意調(diào)整封箱尺寸，封箱平整，可一次完成上、下封箱動作，即可單機(jī)作業(yè)，也可與流水線配套使用，廣泛應(yīng)用于家用電器、紡織、百貨、醫(yī)藥等行業(yè)。 目前包裝箱封口機(jī)械競爭日趨激烈，未來的包裝箱封口機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備，而包裝箱封口機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：機(jī)電一體化、機(jī)械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化、結(jié)構(gòu)運(yùn)動高精度化[1]。 1.2 包裝箱封口機(jī)的作用 現(xiàn)代工業(yè)（如食品、輕工、醫(yī)藥、化工、電子和國防等）生產(chǎn)中，主要包括原料處理、車間加工和產(chǎn)品包裝，其中產(chǎn)品封口包裝成為非常重要的環(huán)節(jié)。包裝箱封口機(jī)械是使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化的根本保障，它為包裝工業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。 1．提高生產(chǎn)率 提高生產(chǎn)率是包裝封箱口機(jī)械的重要作用。如國內(nèi)某些公司生產(chǎn)的全自動包裝箱封口機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)50箱/min，這是手工包裝箱封口無法比擬的。 2．改善勞動條件 如采用包裝箱封口機(jī)械來包裝硫酸等危險(xiǎn)品時(shí)，既提高了生產(chǎn)效率，又改變了勞動條件，避免工人與硫酸直接接觸，使操作安全。 3．降低產(chǎn)品成本 如采用包裝箱封口機(jī)械包裝液體、粉狀物品時(shí)，可減少液體外溢、粉塵飛揚(yáng)等現(xiàn)象的發(fā)生并減少和防止產(chǎn)品的散失，既節(jié)約原材料，使產(chǎn)品成本降低，又能保護(hù)環(huán)境。 4．提高產(chǎn)品質(zhì)量 如采用包裝箱封口機(jī)械包裝藥品、食品時(shí)，避免了產(chǎn)品與人手的直接接觸，加強(qiáng)了對產(chǎn)品的保護(hù)和產(chǎn)品衛(wèi)生；另外，由于包裝箱封口機(jī)械的設(shè)計(jì)精度高，保障產(chǎn) 品的外觀整齊、封口嚴(yán)密，提高了產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，增強(qiáng)了市場銷售的競爭能力。 5．節(jié)約基建投資 如采用包裝箱封口機(jī)械包裝產(chǎn)品，則產(chǎn)品和包裝容量的供給都比較集中，包裝工序安排比較緊湊，可以充分利用空間，減少了人工包裝產(chǎn)品所需要的占地面積，這樣可以節(jié)約基建投資。 1.3 包裝箱封口機(jī)械的分類 1．按照機(jī)器的自動化程度，可分為全自動封箱機(jī)和半自動封箱機(jī)； 2．按照機(jī)器的用途，可分為紙箱自動封箱機(jī)、打包封箱機(jī)、自動折蓋封箱機(jī)等； 3．其他分類：不銹鋼封箱機(jī)、氣動封箱機(jī)、角邊封箱機(jī)、側(cè)邊封箱機(jī)、膠紙封箱機(jī)等[2]； 1.4 包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無機(jī)非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，包裝箱封口機(jī)械的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。 1.4.1 國外包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 國外的包裝箱封口機(jī)械工業(yè)技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)幾段；簡單機(jī)械化、初級自動化、自動包裝封口機(jī)械、計(jì)算機(jī)控制的高度自動化封口機(jī)械。 20世紀(jì)40年代中期，在食品、卷煙、火柴等行業(yè)最先使用了包裝箱封口機(jī)械對產(chǎn)品包裝箱進(jìn)行封口。如英國的巧克力包裝封口，美國的餅干包裝封口被稱為包裝箱封口界的先驅(qū)。50年代，包裝箱封口機(jī)上廣泛采用了光電管、電氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)了包裝封口機(jī)械的初級自動化。60年代，在包裝箱封口機(jī)械上廣泛采用了各種新型電子元件組成控制系統(tǒng)，并采用機(jī)械、電氣、液壓、氣動等綜合技術(shù)，出現(xiàn)了自動包裝封口機(jī)械。70年代，由于采用電子計(jì)算機(jī)對包裝封口機(jī)械進(jìn)行控制，進(jìn)一步了解單片機(jī)和自動化包裝箱封口機(jī)的水平。80年代，包裝箱封口機(jī)械行業(yè)大量的應(yīng)用了高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、激光技術(shù)、超聲波技術(shù)以及光電纖維等，從而使包裝箱封口機(jī)械及生產(chǎn)線高度自動化，使用效果更加理想可靠，包裝封口質(zhì)量更加提高。經(jīng)過60多年的發(fā)展，國外包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)形成了獨(dú)立完整的體系，成為機(jī)械制造行業(yè)的一個(gè)重要分支。 美國包裝工業(yè)起步于20世紀(jì)初期，自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機(jī)械完整而獨(dú)立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值3%。據(jù)美國行業(yè)調(diào)查分析，其包裝箱封口機(jī)械最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 美國當(dāng)前前景看好的包裝封口機(jī)械是：水平枕式微機(jī)控制、配有伺服電機(jī)和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機(jī)械。今后微電子、電腦、工業(yè)機(jī)器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，使包裝機(jī)械日趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。 德國的包裝箱封口機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設(shè)備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計(jì)算機(jī)和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。 意大利生產(chǎn)的包裝箱封口機(jī)械中，40％是食品包裝封口機(jī)械，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝機(jī)等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考究、性能優(yōu)良、價(jià)格便宜。意大利包裝機(jī)械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、檢驗(yàn)、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。 日本是包裝箱封口機(jī)械的后起之秀。它是第二次世界大戰(zhàn)后才發(fā)展起來的，但是 發(fā)展速度很快，20世紀(jì)60年代至70年代，包裝箱封口機(jī)械的產(chǎn)值平均每年增長20%。70年代初期達(dá)到世界先進(jìn)水平，成為第二包裝大國，包裝箱封口機(jī)械的平均年產(chǎn)量是60萬臺（套），其年增長率為10%。發(fā)展速度快的原因是日本善于引進(jìn)、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。 德國的包裝箱封口機(jī)械也很發(fā)達(dá)。它擁有幾家在世界上號稱規(guī)模最大的包裝機(jī)械廠，它的包裝機(jī)械產(chǎn)品大量用于出口。 此外，英國、法國、瑞典、瑞士等國家的包裝箱封口機(jī)械業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型包裝箱封口機(jī)械，都有久享盛譽(yù)的包裝箱封口機(jī)械供應(yīng)國內(nèi)外市場[3]。 1.4.2 國內(nèi)包裝箱封口機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 1．我國包裝箱封口機(jī)械概況 解放前，我國包裝箱封口機(jī)械基本上是空白的。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機(jī)械化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進(jìn)口的啤酒、汽水灌裝機(jī)及卷煙小包裝機(jī)等。 解放后的30年間，我國包裝封口機(jī)械的發(fā)展相當(dāng)緩慢。1956年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機(jī)。20世紀(jì)60年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機(jī)，20世紀(jì)70年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機(jī)等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。 進(jìn)入20世紀(jì)80年代，由于國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對外貿(mào)易不斷擴(kuò)大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，迫切要求包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，從而大大促使了包裝機(jī)械的發(fā)展，包裝機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)中占有的位置越來越重要。 20世紀(jì)90年代以來，包裝機(jī)械工業(yè)每年平均以20%-30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個(gè)包裝工業(yè)平均增長速度的15%-17%，比傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)的平均增長值高4.7%。包裝機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的非常重要的新興行業(yè)。 隨著我國商品經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高，包裝箱封口機(jī)械包裝技術(shù)的前景十分樂觀。近年來，國家加大了對食品和藥品質(zhì)量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包裝技術(shù)都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進(jìn)行包裝設(shè)備的技術(shù)改造和生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國包裝箱封口機(jī)械的水平和市場競爭力。 盡管我國包裝箱封口機(jī)械包裝技術(shù)的水平有了提高，但是我國的包裝箱機(jī)械包裝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。無論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都有一定的差距。并且我國包裝機(jī)械行業(yè)30％左右的企業(yè)存在低水平的重復(fù)建設(shè)。這種狀況不但浪費(fèi)了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機(jī)械市場的無序混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機(jī)械的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng)新。 我國的包裝機(jī)械多以單機(jī)為主，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)、新工藝、新材料方面應(yīng)用的少，滿足不了我國當(dāng)前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術(shù)改造，不得不花費(fèi)大量的資金從國外引進(jìn)一些技術(shù)先進(jìn)的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導(dǎo)致很大一部分國內(nèi)的市場份額被國外品牌所占領(lǐng)。我國的食品包裝機(jī)械發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機(jī)械包裝技術(shù)的水平有待迫切開發(fā)的需要。 日前，隨著包裝機(jī)械技術(shù)含量日趨增加，國外已經(jīng)已將很多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在包裝機(jī)械上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、自動柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等，國內(nèi)現(xiàn)有的一些包裝機(jī)技術(shù)含量較低，先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用較少，國內(nèi)包裝機(jī)械低水平重復(fù)建設(shè)對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構(gòu)成了阻礙。另外，包裝機(jī)械市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機(jī)械和一些小型包裝機(jī)有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機(jī)械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機(jī)械企業(yè)（集團(tuán)）所壟斷，包裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械加工和整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機(jī)械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機(jī)械廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機(jī)械的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。包裝機(jī)械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達(dá)國家的包裝機(jī)械，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，是擺在我國包裝箱封口機(jī)機(jī)械企業(yè)面前的緊迫任務(wù)[4]。 2．國內(nèi)包裝箱封口機(jī)械發(fā)的趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求，包裝箱封口機(jī)在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機(jī)械競爭日趨激烈，未來的包裝機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備，而包裝機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：機(jī)電一體化、機(jī)械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化[5]。 3．國產(chǎn)包裝機(jī)械與國際的主要差距 （1）生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后，外觀粗糙，基礎(chǔ)件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件質(zhì)量差。比如河南星火包裝機(jī)械有限公司就在參照國外先進(jìn)包裝機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造和創(chuàng)新產(chǎn)品，星火牌系列的灌裝機(jī)上的氣動部分均采用德國FESTO和臺灣AirTac的氣動元件。 （2）控制技術(shù)應(yīng)用得少。比如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機(jī)械水平處于領(lǐng)先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)更新很快。如美國液體灌裝設(shè)備公司(EJF)生產(chǎn)的液體灌裝機(jī)，一臺設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動泵式灌裝。就是說，任何黏度的液體，只要通過微機(jī)控制來改變灌裝方式就可以實(shí)現(xiàn)。近幾年來，這種技術(shù)在國內(nèi)出現(xiàn)了，比如江蘇群杰包裝機(jī)械廠、廣州澳特包裝機(jī)公司等等[6]。 第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書及設(shè)計(jì)參數(shù) 2.1.1 技術(shù)參數(shù) 1．電機(jī)功率：2×120W 2．生產(chǎn)率：18箱／分鐘 3．封箱尺寸：L150-500 W150-480 H120-480（mm） 4．膠帶尺寸：48-80（mm） 牛皮紙膠帶、BOOP膠帶 2.1.2 設(shè)計(jì)目的 在當(dāng)今世界，生產(chǎn)力水平的高低是評價(jià)一個(gè)國家發(fā)達(dá)程度的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)[11]。而現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展情況將直接影響生產(chǎn)力水平。隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，對生產(chǎn)力要求也在日新月異。如何適應(yīng)社會發(fā)展，如何提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出高性能，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的工業(yè)產(chǎn)品，已是擺在我們面前的嚴(yán)峻問題。怎么提高我國生產(chǎn)力水平和工業(yè)發(fā)展水平，是我們急待解決的問題。膠帶封口機(jī)依據(jù)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理完成其加工過程，生產(chǎn)率高，操作簡便易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，膠帶封口機(jī)設(shè)計(jì)水平標(biāo)志著包裝機(jī)械的先進(jìn)性，合理性以及生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)性，它在很大的程度上反映了生產(chǎn)技術(shù)水平。因此，我們進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)是十分有必要的，目的就是提高自身技術(shù)水平，為今后工作打下良好的基礎(chǔ)。 2.1.3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 根據(jù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)工作臺部件、導(dǎo)帶寬度、下刀架固定位置等，選擇合適的電動機(jī)設(shè)計(jì)側(cè)面?zhèn)鲃硬考?，并?jì)算所需的其他部件并校核是否滿足工作要求。按工作準(zhǔn)確性和合理性、穩(wěn)定性、高效性設(shè)計(jì)刀架部件和刀片形狀。用CAD軟件繪制包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖。 2.1.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 1．相關(guān)外文資料翻譯和查找搜集相關(guān)技術(shù)資料 2．撰寫開題報(bào)告； 3．根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)，確定機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)機(jī)器整體結(jié)構(gòu)； 4．撰寫設(shè)計(jì)說明書； 5．繪制總裝圖、部裝圖和零件圖； 2.1.5 基本要求 1．結(jié)構(gòu)簡單，制造容易； 2．操作、維護(hù)方便、安全； 3．適合酒類和液體飲料生產(chǎn)包裝線上使用； 2.1.6 注意事項(xiàng) 1．在設(shè)計(jì)開始前，應(yīng)認(rèn)真研究題目，明確設(shè)計(jì)要求，閱讀參考資料，了解它們大體內(nèi)容，以便需要時(shí)查閱； 2．.對設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)小組應(yīng)進(jìn)行討論對比，以明確優(yōu)劣正誤，取長補(bǔ)短，改進(jìn)設(shè)計(jì)； 3．設(shè)計(jì)草圖完成后，應(yīng)交指導(dǎo)教師審查后再修改加深； 4．設(shè)計(jì)說明書應(yīng)按規(guī)定格式編寫，連同所繪圖紙交指導(dǎo)教師審查認(rèn)可后方可呈交； 5．認(rèn)真做好準(zhǔn)備，進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯； 2.2 機(jī)構(gòu)選型原則 1．滿足需要原則 所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)最大限度地滿足用戶要求。應(yīng)在調(diào)查分析和預(yù)測市場需要情況下的基礎(chǔ)上，確定是否應(yīng)該進(jìn)行該種機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 2．經(jīng)濟(jì)合理原則 所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)該機(jī)構(gòu)先進(jìn)，功能好，成本低、使用維修方便，在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)用最低的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)定功能，做到物美價(jià)廉。 3．可靠性原則 在規(guī)定使用條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品能完成規(guī)定功能的可靠程度高，即運(yùn)行中不出現(xiàn)故障。 4．最優(yōu)化設(shè)計(jì) 在給定的設(shè)計(jì)目標(biāo)下，用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，從若干可行方案中找到優(yōu)選方案。 5．標(biāo)準(zhǔn)化原則 所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，零部件應(yīng)能最大限度地與同類產(chǎn)品的零部件通用。 2.3 傳動裝置方案論證 2.3.1 選擇原則 1．小功率傳動應(yīng)在滿足工作性能的前提下選用結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，盡可能降低制造成本。 2．大功率傳動應(yīng)優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運(yùn)轉(zhuǎn)和維修費(fèi)用。 3．當(dāng)機(jī)構(gòu)要求變速時(shí)，若能與電動機(jī)調(diào)速比相適應(yīng)，可采用定傳動比裝置；當(dāng)要求變速范圍大，用電動機(jī)調(diào)速不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用變速比傳動。 4．當(dāng)載荷變化頻繁，且可出現(xiàn)過載時(shí)，應(yīng)考慮增加過載保護(hù)裝置。 5．傳動裝置的選用必須與制造技術(shù)水平相適應(yīng)，應(yīng)盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的傳動部件或元件[7]。 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展迅速，包裝箱封口機(jī)的工作方式多種多樣，如液壓，氣壓、電動、機(jī)械等傳動，采用何種傳動方式?jīng)Q定了其工作效率。 但液壓傳動比不如機(jī)械傳動精確，低速時(shí)有爬行，維護(hù)要求高，系統(tǒng)的密封元件的制造、安裝、調(diào)整要求高。 2.3.2 液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn) 1．優(yōu)點(diǎn) （1）液壓傳動可以輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動，這是其它傳動方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。 （2）液壓傳動能很方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)速。 （3）在相同功率條件下，液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、液壓元件之間可采用管道連接或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動方式難以組成的復(fù)雜統(tǒng)。 （4）液壓傳動能使執(zhí)行元件的運(yùn)動十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動部件換向時(shí)無換向沖擊.而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 （5）操作簡單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化。特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。 （6）液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠。由于各液壓元件中的運(yùn)動件均在油液中工作，能自行潤滑，故元件的使用壽命長。 （7）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修、推廣使用。 2．缺點(diǎn) （1）液壓元件制造精度要求高。由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護(hù)比較嚴(yán)格。 （2）實(shí)現(xiàn)定比傳動困難。 液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì)，在相對運(yùn)動表面間不可避免的要有泄漏，同時(shí)油液也不是絕對不可壓縮的。因此不宜應(yīng)用在在傳動比要求嚴(yán)格的場合，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的傳動系統(tǒng)。 （3）油液受溫度的影響。由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 （4）不適宜遠(yuǎn)距離輸送動力。由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠(yuǎn)距離輸送動力。 （5）油液中混入空氣易影響工作性能。油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 （6）油液容易污染。油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。 （7）發(fā)生故障不易檢查和排除。 2.3.3 氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 1．優(yōu)點(diǎn) （1）以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設(shè)置回收的油箱和管道。 （2）因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴(yán)重污染環(huán)境。 （3）與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題。 （4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。 （5）成本低，過載能自動保護(hù)。 2．缺點(diǎn) （1）由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動裝置會得到較滿意的效果。 （2）因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大，總輸出力不宜大于10～40kN。 （3）噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。 （4）氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動控制系統(tǒng)不宜用于元件級數(shù)過多的復(fù)雜回路。 2.3.4機(jī)械傳動優(yōu)缺點(diǎn) 1．優(yōu)點(diǎn) （1）傳動比較準(zhǔn)確，適用于定比傳動。 （2）實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的結(jié)構(gòu)簡單，并能傳遞較大的扭矩。 （3）故障容易發(fā)現(xiàn)，便于維修。 2．缺點(diǎn) 一般情況下不太穩(wěn)定；制造精度不高時(shí)，振動和噪聲較大；實(shí)現(xiàn)無級變速的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本低。 依照本次結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、操作、維護(hù)方便、安全的要求選擇機(jī)械傳動。 當(dāng)采用由幾種傳動形式組成的多級傳動時(shí)，要充分考慮各種傳動形式的特點(diǎn)，合理的分配其傳動順序，選擇時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）帶傳動的承載能力小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸較其它傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能吸振緩沖，因此益布置在低速級。 （2）鏈傳動運(yùn)動不均勻，有沖擊，不適應(yīng)與高速級，應(yīng)布置在低速級。 （3）斜齒圓柱齒輪傳動的平穩(wěn)較直齒輪較好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。 （4）開始直齒圓柱齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好因磨損嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。 （5）圓錐齒輪傳動只用與需要改變軸的布置方向的場合，由于圓錐齒輪加工比較困難，所以應(yīng)將取布置在傳動的高速級，并限制傳動比，以減小其直徑和模數(shù)。 （6）蝸桿傳動可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，機(jī)構(gòu)緊湊傳動平穩(wěn)，但傳動效率較低，故適用于中小功率的高速傳動中。 按照各種傳動的不同特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)膫鲃有问絒8]。 2.4 總方案的確定及有關(guān)說明 2.4.1 工藝路線及設(shè)備布置情況 1．工藝路線 確定包裝機(jī)械的工藝路線，為自動包裝生產(chǎn)線的總體設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)包裝的工藝方案和工藝路線擬定的是否切合實(shí)際，直接影響自動的結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益等，所以工藝路線應(yīng)該力求簡單、可靠、先進(jìn)。 擬定包裝路線應(yīng)該注意一下幾點(diǎn)： （1）必須對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及包裝方式做出認(rèn)真分析，并合理安排工藝路線，使全線結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 （2）包裝過程中盡量使產(chǎn)品少轉(zhuǎn)向、少回轉(zhuǎn)、以最大限度減少包裝線的占地面積。 （3）各主機(jī)間要保持良好的同步性，如果同步確有困難，則可在期間進(jìn)行柔性連接或設(shè)置無級調(diào)速裝置。 （4）對于串聯(lián)型的自動線，各自動機(jī)的工作節(jié)拍應(yīng)接近，按工序依次提高其使用效率，否則，最好選用多臺機(jī)器并聯(lián)或重選自動機(jī)的類型。 產(chǎn)品的包裝工藝和生產(chǎn)能力不同，使得工藝路線也不盡相同，必須認(rèn)真分析方案，合理選用，減小占地面積，講究經(jīng)濟(jì)效益。否則，便會造成浪費(fèi)，甚至達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求。單臺主機(jī)不能造成適應(yīng)全線生產(chǎn)率時(shí)，應(yīng)采用并聯(lián)的方法加以解決。圖2-1為啤酒自動灌裝線工藝路線圖[9]。 1-卸瓶機(jī)；2-洗瓶機(jī)；3-空瓶檢查臺；4-灌裝封口機(jī)；5-檢液裝置； 6-殺菌冷卻；7-裝箱機(jī)；8-貼標(biāo)機(jī)；9-封箱機(jī) 圖2-1 啤酒自動灌裝線工藝路線圖 2．設(shè)備安裝位置 包裝根據(jù)簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則。以輸送裝置和動機(jī)的相互位置來布置。包裝生產(chǎn)線應(yīng)該以卸下瓶為開始，然后經(jīng)過洗瓶機(jī)、空瓶檢查臺、空瓶加溫器、灌裝機(jī)、加蓋機(jī)、封蓋機(jī)、檢液裝置、貼標(biāo)機(jī)、然后裝箱，最后采用封口機(jī)械進(jìn)行封口，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)完成。其封箱設(shè)備所處位置見2-2圖[10]。 1-卸瓶機(jī)；2-洗瓶機(jī)；3-空瓶檢查臺；4-空瓶加溫器；5-灌裝封口機(jī)；6-加蓋機(jī)； 7-封蓋機(jī)；8-檢液裝置；9-貼標(biāo)機(jī)；10-裝箱機(jī)；11-封箱機(jī) 圖2-2 酒類自動灌裝線的布局簡圖 第3章 封口方案的選擇 3.1 采用熱壓進(jìn)行封口 熱封法也稱加熱粘合，與涂膠粘合和膠帶粘合方法完全不同。熱封法不用外加材料，僅靠包裝材料本身加熱后熔化而粘合。因此，其研究對象主要是塑料薄膜、塑料捆扎帶等。 熱壓封口機(jī)主要用于塑料袋的封口，其技術(shù)水平和機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單，性能比也比較穩(wěn)定，目前已基本形成系列，品種比較齊全，封口長度從200mm到1200mm，操作方式從手動、腳踏到全自動連續(xù)方式，加熱方式從常熱式到脈沖式，均可選到合適機(jī)型。根據(jù)熱合方式不同，熱封封口方式有以下幾種。 3.1.1 板式熱封 這是一種最普通的熱封方法,工作原理如圖3-1所示。將封合的薄膜3緊壓在耐熱橡膠4及加熱到一定溫度（恒溫控制）的加熱板1 之間，實(shí)現(xiàn)熱封。這是熱封作業(yè)中最普通的方法，因結(jié)構(gòu)和原理都很簡單，封口速度也較快，所以，廣泛用于聚乙烯、聚乙烯／玻璃紙復(fù)合薄膜的封合。由于加熱是持續(xù)的，不適合用于熱收縮薄膜和容易熱分解的薄膜（如聚氯乙烯）。 1-加熱板；2-密封部位；3-薄膜；4-耐熱橡膠；5-底座 圖3-1 板式熱封 3.1.2 滾輪式熱封 如圖3-2所示，經(jīng)過加熱的一對滾輪（加熱滾輪可以是其中的一個(gè)），使疊合的薄膜2從兩個(gè)滾輪1之間通過而熱封。此法的特點(diǎn)是連續(xù)熱封?？捎糜谒芰媳∧ぃㄈ缇垡蚁ＡЪ垙?fù)合薄膜），由于支持薄膜的材料如玻璃紙、鋁箔等，加熱后不產(chǎn)生熱變形，因而不影響包裝件外觀。但對單一薄膜來說，會產(chǎn)生皺紋，影響外觀，故不適用。 1-加熱滾輪；2-薄膜；3-密封部位 圖3-2 滾輪熱封 3.1.3 帶式熱封 如3-3圖所示,它是將疊合的兩層薄膜2夾在一對回轉(zhuǎn)的聚四乙烯帶（或鋼帶）1之間，經(jīng)過帶內(nèi)側(cè)的加熱部位4和冷卻部位5使薄膜2封合。其方法可以進(jìn)行連續(xù)熱封，由于薄膜在熱封過程中被金屬帶夾持，所以對單一薄膜連續(xù)加熱也不會產(chǎn)生變形。但此法所用設(shè)備較復(fù)雜，多用于半自動封口機(jī)。 1-聚四氟乙烯帶（或鋼帶）；2-薄膜；3-密封部位；4-加熱部位；5-冷卻部位 圖3-3 帶式熱封 3.1.4 滑動滾壓式密封 如圖3-4所示，它是將疊合的兩層薄膜從一對加熱板4之間通過，然后用壓輪3壓緊黏合。具體操作是待熱封薄膜是在兩塊加熱板之間的縫隙滑過而加熱，經(jīng)加熱軟化的薄膜，通過一對不加熱的滾花輪，一邊壓緊一邊滾壓出各種不同花紋。此法可用于熱封變形大的塑料薄膜，并可連續(xù)操作。因結(jié)構(gòu)簡單，封口可靠，故廣泛用于制袋機(jī)和自動包裝機(jī)。 1-薄膜；2-密封部位；3-壓輪；4-加熱板 圖3-4 滑動滾壓式熱封 3.1.5 滑動式熱封 滑動式熱封主要用于裹包包裝，如圖3-5所示。它是由薄膜3包住被包裝物2，使其在加熱板四上滑動，靠包裝物所加的輕微壓力和熱板4的熱量來黏合兩層薄膜的疊合部分。 1-密封部位；2-被包裝物；3-薄膜；4-加熱板 圖3-5 滑動式熱封 3.1.6 脈沖熱封 如圖3-6所示，鎳鎘合金條2將薄膜4壓在耐熱橡膠5上，瞬間通過大電流加熱鎳鎘合金條2，利用這種熱進(jìn)行熱封。其特點(diǎn)是合金條2冷卻后才離開熱封的部分，所以即便是容易變形的薄膜也能利用此方法進(jìn)行熱封。這種方法與板式熱封法相比，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要冷卻時(shí)間。因此，封合速度受到限制。盡管如此，因能得到穩(wěn)定而滿意的封合效果，所以，對封合強(qiáng)度和密封性要求高的包裝液體物料的制袋機(jī)，以及真空包裝的封口等仍然廣泛采用。 1-壓板；2-鎳鎘合金；3-防黏材料；4-薄膜；5-耐熱材料；6-底座；7-密封部位 圖3-6 脈沖熱封 3.1.7 熔切式熱封 如圖3-7所示，靠熱刀5與薄膜2接觸時(shí)，使薄膜熔斷，同時(shí)使上下兩層薄膜的邊緣黏合在一起，得到封口。這種封口沒有較寬的封合帶，封口強(qiáng)度低，適用于氣密性要求不高的包裝袋封口。 1-送膜輥；2-薄膜；3-橡膠輥；4-密封部位；5-加熱刀 圖3-7 熔切式熱封 3.1.8 脈沖熔切式熱封 如圖3-8所示，它是將加熱板1或火焰靠近疊合的薄膜4的一端使之熔融黏合的方法。其特點(diǎn)是焊縫強(qiáng)度大，僅適合于熱收縮膜，不適合于熱分解性薄膜。 1-加熱板；2-密封部位；3-冷卻板；4-薄膜；5-密封剖面 圖3-8 脈沖熔切式熱封 3.1.9 超聲波熱封 如圖3-9所示，這種熱封機(jī)機(jī)構(gòu)是由高頻振蕩器將高頻電能輸送至磁致伸縮振子，轉(zhuǎn)換為縱向機(jī)械振動。再經(jīng)過指數(shù)曲線型振幅擴(kuò)大棒，產(chǎn)生超聲波，施加于重合的待封薄膜表面使薄膜熔化而封合。 這種熱封方法的特點(diǎn)是在薄膜疊合的中心發(fā)熱，適于像雙向拉伸薄膜那樣受熱易收縮薄膜的連續(xù)封合。 1-磁致收縮振子；2-振幅放大器；3-底座；4-薄膜；5-密封部位 圖3-9 脈沖熔切式熱封 3.1.10 高頻熱封 這種熱封方法如圖3-10所示，用上下兩個(gè)電極壓住薄膜，加上高頻電壓，由聚合物的介電系數(shù)損失發(fā)熱而熔化完成熱封。熱封部分的最高溫度是在熱封面，所以薄膜不會過熱，能得到強(qiáng)度高的封合縫。這種方法加熱快，主要用于介電損失大的聚合物，如聚氯乙烯等。高頻熱封法與超聲波熱封法一樣，發(fā)熱是以薄膜重合面為中心產(chǎn)生的，所以適合于熱收縮薄膜的熱封，并可連續(xù)作業(yè)，常用于一部分制袋機(jī)和包裝機(jī)上。 1-壓頭；2-高頻電極；3-封縫；4-薄膜；5-工作臺 圖3-10 高頻熱封 3.1.11 手動式封箱機(jī) 手動式封口機(jī)是常用而且簡單的封口機(jī)。其封合方法一般采用熱板加壓封合或脈沖加熱封合。 這類封口機(jī)多為袖珍型，造型美觀、重量輕、占地面積小、適用于放在桌子上或柜臺上使用。 圖3-11為手壓封口機(jī)示意圖。它由手柄、壓臂、電熱帶、指示燈、定時(shí)旋鈕等元件組成。該機(jī)不用電源開關(guān)，使用時(shí)只要把電源線插頭插入插座。根據(jù)熱封材料的熱封性能和厚度，調(diào)節(jié)定時(shí)器按鈕，確定加熱時(shí)間，然后將塑料袋口放在封接面上，按下手柄，指示燈亮，電路自動控制加熱時(shí)間，時(shí)間到后指示燈滅，電源被自動切斷，越1-2秒放開手柄，即完成塑料袋的封口。 1-手柄；2-壓臂；3-電熱帶；4-指示燈；5-定時(shí)旋鈕；6-外殼 圖3-11 手壓式封口機(jī) 3.1.12 環(huán)帶式薄膜封口機(jī) 此類機(jī)器目前多用于薄膜及其復(fù)合材料包裝袋充填物料后的最后熱封。它具有封口、印子、壓字和計(jì)算功能。廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用化工等行業(yè)的包裝封口，單機(jī)使用效果好。在各種包裝生產(chǎn)線中配套使用效果也比較理想。 如圖3-12所示，熱壓工作封口機(jī)工作原理如圖。將塑料薄膜部分夾在一對轉(zhuǎn)動的環(huán)形鋼帶1之間，鋼帶1帶著薄膜（袋）4同步移動。在移動過程中，鋼帶1與其內(nèi)側(cè)放置的預(yù)先確定了溫度和壓力的加熱體2及預(yù)先確定了壓力的冷卻體3接觸，從而使夾在鋼帶之間的兩層塑料薄膜熱壓黏合及冷卻定型。在封口還未完全冷卻時(shí)，使封口通過一對預(yù)先調(diào)整好壓力的壓花輪壓花，然后再通過墨輪和印字碼輪打印生產(chǎn)日期，最后完成封口工作[11]。 1-環(huán)形鋼帶；2-加熱體；3-冷卻體；4-薄膜；5-壓花輪；6-尼龍導(dǎo)帶輪 圖3-12 環(huán)帶式薄膜封口機(jī) 3.1.13 熱壓式封口機(jī)的應(yīng)用范圍及選用原則 熱壓式封口機(jī)主要用于各種塑料袋的封口，加熱原理和熱封裝置結(jié)構(gòu)不同，所使用的薄膜種類也不同。 具體選用時(shí)應(yīng)綜合下列情況進(jìn)行考慮 （1）所選封口機(jī)的熱封方法應(yīng)與包裝材料的種類相適應(yīng) （2）熱封溫度、封口壓力和封口時(shí)間應(yīng)滿足材料的厚度及熱封性能要求 （3）對于熱板式封口機(jī)，其封口長度應(yīng)滿足包裝袋的要求，并適當(dāng)留有余地 （4）對于環(huán)帶式封口機(jī)，由于封口長度不受限制，在包裝袋尺寸一定的情況下，生產(chǎn)能力的大小主要取決于封口速度。 （5）選擇結(jié)構(gòu)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、操作維修方便的機(jī)型[12]。 3.2 采用加熱使包裝容器封口處熔融封口 這種封口方法主要應(yīng)用在對密封要求特別高的藥瓶的封口過程中。 從安培拉絲灌裝機(jī)為例。它的氣動拉絲封口示意圖如3-13。安培拉絲封口機(jī)構(gòu)由拉絲、加熱和壓平三個(gè)機(jī)構(gòu)組成。拉絲機(jī)構(gòu)的動作包括拉絲鉗的下移動作及鉗口的啟閉。按其傳動形式分為氣拉絲和機(jī)械拉絲兩種。其主要區(qū)別在于借助氣閥凸輪控制壓縮空氣進(jìn)入拉絲鉗管路而使鉗口啟閉，而后者是通過連桿-凸輪機(jī)構(gòu)帶動鋼絲繩從而控制鉗口的啟閉。啟動拉絲機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、維修方便。但亦存在噪聲大并有排氣污染等缺點(diǎn)；機(jī)械拉絲結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高，但它無污染、造價(jià)低、適用于無氣源的場所。氣動拉絲封口過程如下： 1.當(dāng)灌裝好藥液的安培到達(dá)封口工位時(shí)，由于壓瓶凸輪-擺桿機(jī)構(gòu)的作用，被壓瓶滾輪壓住不能移動，但由于收到蝸輪蝸桿傳動的作用卻能在固定位置繞自身軸線做緩慢轉(zhuǎn)動。此時(shí)瓶頸受到來自噴嘴火焰的高溫加熱而呈熔融狀態(tài)。于此同時(shí)，氣動拉絲鉗沿鉗座導(dǎo)軌下移并張開鉗口把安培頭鉗住，然后拉絲鉗上移將熔融態(tài)的瓶口玻璃拉成絲頭。 2.當(dāng)拉絲鉗上一到一定位置時(shí)鉗口再次啟閉兩次，將拉出的玻璃絲頭拉斷并甩掉。拉絲鉗的啟閉由偏心凸輪及氣動閥機(jī)構(gòu)控制。加熱火焰由煤氣、氧氣及壓縮空氣的混合氣體燃燒而得，火焰溫度約1400度，煤氣壓力0.98KPa，氧氣壓力為0.02-0.05MPa.火焰頭部與安培瓶頸的最佳距離為10mm。安培瓶封口后，由壓瓶凸輪-擺桿機(jī)構(gòu)將壓瓶滾輪拉開，安培則被移動齒板送出。 1-拉絲鉗；2-噴嘴；3-安；4-壓瓶滾輪；5-擺桿；6-凸輪；7-拉簧； 8-減速器；9-；10-凸輪；11-氣閥 圖3-13 安培拉絲灌裝氣啟動拉絲封口機(jī) 3.2.1 常用熔焊封合方法選用時(shí)應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面 （1）所選測了應(yīng)滿足被封材料的厚度及熱封性能要求。 （2）應(yīng)從投資成本、回收期、收益率等方面綜合考慮，應(yīng)盡可能選用技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)備。 （3）設(shè)備的封口速度應(yīng)與產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，以充分發(fā)揮封口機(jī)效率。生產(chǎn)批量大的產(chǎn)品應(yīng)選用高速連續(xù)工作的機(jī)型[13]。 3.3 利用金屬變形，實(shí)現(xiàn)封口 將罐身和灌蓋的結(jié)合邊緣變折變形，互相緊密勾合，實(shí)現(xiàn)密封封口。 卷邊工藝過程如圖3-14裝有內(nèi)容物的灌身由帶有推頭15 的送灌鏈按一定間隔一次進(jìn)入六槽轉(zhuǎn)盤11的進(jìn)灌工位處。放在罐蓋存槽口內(nèi)的罐蓋由分蓋器13將最下面的一只分離出來，隨后由推蓋板14送進(jìn)六槽轉(zhuǎn)盤的進(jìn)罐工位并加于罐身的上方。隨著六槽轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)至卷封工位時(shí)，托罐盤10將罐身及蓋一起升起，由封盤7上的兩道卷邊滾輪8完成二重卷邊。最后，當(dāng)卷封后的罐頭被間歇轉(zhuǎn)至出罐工位時(shí)，即沿著斜道滑至輸送帶上帶走。 1-壓蓋桿；2-套筒；3-彈簧；4-上壓頭固定支架；5、6-齒輪；7-封盤；8-卷邊滾輪；9-箱體；10-托罐盤；11-六槽轉(zhuǎn)盤；12-罐蓋存槽；13-分蓋器；14-推蓋板；15-推頭 圖3-14 卷邊工藝過程圖 3.3.1 卷邊封口使用范圍及選用原則 罐身會轉(zhuǎn)型封罐機(jī)僅適用于圓形罐而不適于異型罐，具體選用時(shí)應(yīng)考慮一下情況： 1.機(jī)器規(guī)格是否使用等。 2.必須滿足罐頭的工藝要求。根據(jù)生產(chǎn)流水線，各機(jī)組生產(chǎn)能力相互配合，協(xié)調(diào)均衡。如果生產(chǎn)果蔬及湯類罐頭一般選擇在卷封時(shí)罐體固定不動型式的封罐機(jī)，以保證在封罐時(shí)不會甩出果汁；如果生產(chǎn)家禽、魚類罐頭，應(yīng)選擇具有較高真空度的封罐機(jī)，以延長保質(zhì)期。 3.選用機(jī)構(gòu)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、操作維修方便、通用型較大的機(jī)器。 4.所選用封罐機(jī)應(yīng)符合國家食品衛(wèi)生要求、易清洗、易裝拆、不至于最食品造成污染。 5.盡量選用具有先進(jìn)自動控制機(jī)構(gòu)的封罐機(jī)。如控制真空度、過載停機(jī)、有罐有蓋封卷無蓋無罐停機(jī)等，以便于操作安全和保護(hù)機(jī)器。 通過滾壓材料，使其與容器口部的形狀軋緊貼合，從而封閉包裝容器的機(jī)器。廣口瓶金屬蓋及扭斷蓋多采用滾壓封口[14]。 3.4 采用滾壓金屬進(jìn)行封口 通過滾壓材料，使其與容器口部的形狀軋緊貼合，從而封閉包裝容器的機(jī)器。廣口瓶金屬蓋及扭斷蓋多采用滾壓封口。 這種封口方式主要應(yīng)用在罐頭的封口中。圖3-15是機(jī)頭滾壓封口機(jī)構(gòu)原理圖。齒輪3、4在齒輪2、1的驅(qū)動下，以相同轉(zhuǎn)向不同速度別帶動機(jī)頭盤8及工作凸輪5轉(zhuǎn)動，機(jī)頭蓋8上對稱安裝著一對卷封滾輪10。由于機(jī)頭盤8與工作凸輪5有速度差。因此，工作凸輪5通過彈性臂，曲臂驅(qū)動著滾輪10做徑向進(jìn)給運(yùn)動，從而完成滾封。工作凸輪的曲線采用阿基米德螺旋線，工作角度45度，卷封滾輪工作圈數(shù)為9圈。 1、2、3、4-齒輪；5-工作凸臺；6-壓輪；7-彈性臂；8-機(jī)頭盤；9-曲臂；10-滾輪 圖3-15機(jī)頭滾壓封口機(jī)構(gòu)原理圖 3.4.1 滾壓式封口機(jī)的使用范圍及選用原則 滾壓式封口機(jī)種類較多，性能各異，選用時(shí)應(yīng)綜合考慮一下方面。 1．機(jī)器功能應(yīng)滿足罐裝產(chǎn)品密封要求。 2．封口速度應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，在生產(chǎn)流水線上使用應(yīng)與各機(jī)組協(xié)調(diào)能力均衡。 3．盡量選用技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，操作維修方便的機(jī)器[15]。 3.5 采用瓶蓋封口 瓶蓋封口主要應(yīng)用在對瓶子的封口中。其中在酒液包裝中最為廣泛。大多采用皇冠蓋。利用壓蓋機(jī)使皇冠蓋的折皺邊壓入瓶口凹槽內(nèi)，并使瓶蓋密封材料產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲嚎s變形量，完成對瓶口的密封。 圖3-16為壓蓋機(jī)的工作原理示意圖。蓋子放在貯蓋斗1內(nèi)，支承載固定盯盤15上的小型電動機(jī)16帶動理蓋盤2旋轉(zhuǎn)。理蓋盤的周邊等距的裝著若干個(gè)導(dǎo)向環(huán)3，被理蓋盤膠東的蓋子按同一向經(jīng)過導(dǎo)向環(huán)落入輸蓋槽4內(nèi)，然后由氣嘴6的壓縮空氣吹進(jìn)亞蓋頭5的底端槽口內(nèi)。壓蓋頭與星形盤7均由齒輪9帶動旋轉(zhuǎn)，瓶子被送入星形盤并真好位于壓蓋頭的下方，壓蓋頭與瓶子同步旋轉(zhuǎn)的過程中，由于固定凸輪14使其做上下運(yùn)動并對蓋子施加壓力，實(shí)現(xiàn)壓蓋動作。中心固定軸12一般可采用蝸桿蝸輪10及螺母螺旋11使其升降，以便于適應(yīng)不同瓶高壓的需要。 1-貯蓋頭；2-理蓋頭；3-導(dǎo)向環(huán)；4-輸蓋槽；5-壓蓋頭；6-氣嘴；7-星形盤；8-底座； 9-齒輪；10-蝸桿蝸輪；11-螺母螺旋；12-中心固定軸；13-輥?zhàn)樱?4-固定凸輪； 15-固定頂盤；16-電動機(jī) 圖3-16壓蓋機(jī)的工作原理示意圖 該壓蓋機(jī)適用于各種皇冠蓋瓶蓋封口包裝，如白酒、啤酒、汽水等飲料的封口包裝生產(chǎn)；機(jī)械機(jī)構(gòu)原理簡單，不傷瓶[16]。 3.6 采用塑料繩金屬線等輔助物進(jìn)行封口 采用塑料繩金屬線等輔助物來對包裝進(jìn)行捆扎，以封閉包裝容器，只要用于小包裝件的集束封口。根據(jù)所用封口輔助物的不同，可分為塑料繩結(jié)扎封口和金屬線條結(jié)扎封口兩種類型。 1．塑料繩結(jié)扎封口 采用塑料繩作為捆扎材料，能自動完成繞繩、捆緊、結(jié)扣、斷繩等動作。打結(jié)時(shí)，模擬人工結(jié)扣的方法，利用機(jī)械手將塑料繩打成活結(jié)或自動結(jié)。 2．金屬線條扎結(jié)封口 以金屬線作為捆扎材料，采用左旋扭曲或右旋扭曲的方式扎結(jié)包裝容器，可以與不同類型的糖果袋包裝機(jī)、面包機(jī)配合使用。 圖3-17是打結(jié)結(jié)構(gòu)簡圖，可以看出打結(jié)機(jī)構(gòu)主要由繩嘴、打結(jié)桿、打結(jié)氣體、錐齒輪及小齒輪等組成。在打結(jié)氣體的尾部有一滾輪與控制凸輪相連，在控制凸輪的作用下通過滾輪使整個(gè)打結(jié)器靠支軸6做前后擺動，實(shí)現(xiàn)繩嘴從繩套中脫出來而拉緊繩頭。而繩嘴則安裝在打結(jié)器頭部，利用滾柱使繩嘴在轉(zhuǎn)動過程中沿打結(jié)器頭部的外圓柱面凸輪表面張開或閉合。為了是繩嘴閉合有力而能使繩端夾緊，則又在閉合處安裝有打結(jié)桿，打結(jié)桿在彈簧片作用下使?jié)L珠緊貼打結(jié)器體的頭部凸輪，從而使繩嘴夾緊繩端[17]。 1.結(jié)器桿；2、3-上下繩嘴；4-打結(jié)凸輪；5-錐齒輪；6-支軸；7-打結(jié)體；8-小齒輪 圖3-17打結(jié)結(jié)構(gòu)簡圖 3.7 采用膠帶封口 膠帶封口主要用于對紙箱進(jìn)行封口，采用膠帶對紙箱封口的機(jī)器成為膠帶封箱機(jī)。膠帶封箱機(jī)是指用即貼膠帶封紙箱封口，經(jīng)濟(jì)快速、容易調(diào)整，可一次完成上、下封箱動作，也可以采用印字膠帶，更可提高產(chǎn)品形象，即可單機(jī)作業(yè)可與流水線配合使用，是自動化包裝企業(yè)的首選。封箱機(jī)的關(guān)鍵部件是驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)功率越大越好。 1．封箱機(jī)適用范圍：廣泛主要適用于家電、電子、食品、乳品、油類、化妝品、飲料、電器等制造行業(yè)。 2．封箱機(jī)的分類：半自動封箱機(jī)、自動封箱機(jī)、全自動封箱機(jī)、折蓋封箱機(jī)、角邊封箱機(jī)、側(cè)邊封箱機(jī)。 3．膠帶封箱機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件：機(jī)架、工作臺、寬度調(diào)節(jié)手柄、高度調(diào)節(jié)手柄、刀架部件組成。 封箱機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖3-18 1-機(jī)架；2-彈簧；3-壓輪桿；4-壓輪；5-紙箱 圖3-18 封箱機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖 接上電源插頭，打開電源開關(guān)，機(jī)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)手工推動箱子，到達(dá)側(cè)動力裝置位置時(shí)，側(cè)動力皮帶帶動箱子自動封箱，機(jī)芯刀片自動切斷膠帶紙，箱體離開封箱機(jī)，完成一個(gè)紙箱的膠帶封箱任務(wù)。。封箱機(jī)的工作環(huán)境應(yīng)遠(yuǎn)離煙火、干燥通風(fēng)和無腐蝕性物質(zhì)侵蝕，濕度≤98%，正常的環(huán)境溫度為0-40℃范圍內(nèi)，對電磁輻射無特殊的要求[18]。 第4章 包裝封口機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 電動機(jī)的選擇 根據(jù)包裝箱封口機(jī)的工作地點(diǎn)和環(huán)境要求，并且根據(jù)在紙箱封口過程中所受力很小，主要是靠摩擦力來實(shí)現(xiàn)箱體的運(yùn)動。根據(jù)給定要求是120W電動機(jī)，確定選取微型電機(jī)。因?yàn)閷﹄姍C(jī)要求不高因此選取A02、B02、C02、D02系列分馬力異步電動機(jī)。 A02、B02、C02、D02系列分馬力電動機(jī)異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等、指標(biāo)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。 A02系列為三相電機(jī)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)構(gòu)傳動。 B02系列為單向電阻啟動電動機(jī)，僅適用于對啟動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。如小型機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、醫(yī)療器械等。 C02系列為單向電容啟動電動機(jī)，啟動轉(zhuǎn)矩較大，適用于要求滿載啟動的機(jī)械設(shè)備，如空氣壓縮泵、冰箱、特殊醫(yī)療機(jī)械等。 D02系列為電相電容啟動電動