一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機的設(shè)計

鄭惠萍段小磊趙小明　劉占陽　陳琳、河北科技大學機械學院　、河北省機電一體化中試基地

一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機的設(shè)計

鄭惠萍1段小磊1趙小明1劉占陽2陳琳1
1、河北科技大學機械學院2、河北省機電一體化中試基地

整形是軟包裝袋產(chǎn)品碼垛中一道必不可少的工序，整形的結(jié)果直接影響成品垛的結(jié)實和整齊程度。皮帶整形機的上皮帶輸送機產(chǎn)生的壓力和上下皮帶輸送機構(gòu)之間的距離直接影響整形的美觀程度和整形過程的順利進行，而現(xiàn)有的軟包裝袋整形機都屬于專用設(shè)備而且不具備壓力調(diào)節(jié)的功能。本文給出了一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機的設(shè)計，該設(shè)計利用杠桿原理實現(xiàn)了整形壓力的調(diào)節(jié)，通過千斤頂位置的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)上下皮帶輸送機距離的連續(xù)變化，使得整形機的產(chǎn)品適應(yīng)性得到了大大的增強。

整形機；壓力調(diào)節(jié)；軟包裝袋

引言

在軟包裝袋的碼垛生產(chǎn)線中，整形機的壓平整形過程是至關(guān)重要的，通過整形機整形后的包裝袋最后才可以碼出整齊、結(jié)實的垛形。目前國內(nèi)包裝機械廠家生產(chǎn)的軟包裝袋整形機大體分為兩種，一種為皮帶式整形機，另一種為滾筒式整形機，都屬于滿足特定尺寸包裝袋整形的專用設(shè)備［1］。由于上下輸送機的距離是固定的，在工作時上輸送機通過其自身的浮動裝置可以隨著包裝袋的厚度向上浮動［2-3］，但該浮動量非常有限，當包裝袋尺寸的厚度改變較大或者更換產(chǎn)品時，這樣的整形機將不能再使用［4］?，F(xiàn)有整形機的壓力調(diào)節(jié)主要是靠上輸送機的配重來實現(xiàn)的，配重塊的調(diào)節(jié)只能使其產(chǎn)生特定的壓力，適用性相對來說比較差。在實際工作中由于包裝袋的尺寸不同及物料種類的不同導致需要的壓力大小及上下輸送機之間的距離也就不同，由此可見，這樣的專用整形機是很難滿足生產(chǎn)要求和市場需求的［5］。為了解決此問題，本文給出了一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機的設(shè)計，本文設(shè)計的軟包裝袋整形機是皮帶輸送式的［6］，它的壓力大小是靠杠桿、秤砣構(gòu)成的具有連續(xù)調(diào)節(jié)功能的壓力調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)的，上下輸送機的距離由千斤頂調(diào)節(jié)裝置來完成。

圖1　軟包裝袋整形機示意圖

1　軟包裝袋整形機的組成

本文設(shè)計的軟包裝袋整形機示意圖如圖1所示，其中包括下皮帶輸送機、上皮帶輸送機、壓力調(diào)節(jié)裝置、連接機構(gòu)及機架。

該整形機采用上、下雙動力壓平，上下皮帶輸送機分別由電動機提供動力通過聯(lián)軸器連接來驅(qū)動，上下皮帶輸送機通過電氣控制來實現(xiàn)速度同步。下皮帶輸送機構(gòu)通過螺栓連接在機架上，下皮帶輸送機兩側(cè)安裝有擋板，其目的是保證軟包裝袋在壓平時側(cè)面的平整，同時兩側(cè)擋板的距離可以調(diào)節(jié)滿足寬度不同尺寸包裝袋的整形。上皮帶輸送機通過關(guān)節(jié)軸承和連桿與機架相連接，軟包裝袋的入口處設(shè)計成帶有20°傾角的形狀，作用是可以保證包裝袋順利進入整形機，在包裝袋進入整形機時，由連桿和關(guān)節(jié)軸承連接上皮帶輸送機構(gòu)成的平面四桿機構(gòu)可以根據(jù)包裝袋的厚度向上浮動。四個壓力調(diào)節(jié)裝置通過銷軸安裝在機架上，分別用連接在千斤頂上的鉸接塊頂住上皮帶輸送機機架四個角的位置，另一端通過螺紋連接用螺母緊固。通過調(diào)節(jié)千斤頂?shù)母叨葋磉m應(yīng)通過整形機的軟包裝袋的厚度，通過改變秤砣質(zhì)量和位置來調(diào)節(jié)上皮帶輸送機的壓力，從而可以保證軟包裝袋整形完好無損。

2　壓力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計

2.1壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)

圖2　壓力調(diào)節(jié)裝置示意圖

壓力調(diào)節(jié)裝置如圖2所示，其中包括銷軸、杠桿、秤砣、秤砣桿、限位支撐板、千斤頂、鉸接塊。銷軸通過螺紋連接固結(jié)到機架上，杠桿與銷軸間裝有深溝球軸承，保證杠桿在銷軸上可以靈活轉(zhuǎn)動，兩端用擋圈卡住保證軸向固定。千斤頂通過螺紋連接在杠桿的右端，工作時根據(jù)軟包裝袋的厚度尺寸來確定千斤頂?shù)奈恢谩Ｏ尬恢伟逋ㄟ^螺栓與機架相連，限定杠桿順時針轉(zhuǎn)動時的極限位置（即杠桿水平位置）。鉸接塊通過鉸鏈連接在千斤頂?shù)捻敳颗c上皮帶輸送機的底部接觸，保證鉸接塊與上皮帶輸送機構(gòu)始終處于平面接觸狀態(tài)，減小其壓強，延長零件工作壽命。杠桿的左側(cè)有一個長槽，秤砣桿可以在槽內(nèi)左右移動，通過改變秤砣的質(zhì)量和位置來實現(xiàn)壓力連續(xù)調(diào)節(jié)的目的。

2.2壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)范圍

一個秤砣的質(zhì)量為m，一處掛n個秤砣，上皮帶輸送機的質(zhì)量為M，千斤頂與銷軸的中心距為L1，秤砣桿位于O2時其距銷軸的中心距為L2，根據(jù)杠桿平衡原理可得，單個千斤頂上產(chǎn)生的支承力大小為：。

上皮帶輸送機獲得的支承力大小為：F=4f。

上皮帶輸送機對包裝袋產(chǎn)生的壓力大小為：N=Mg-F。

其中秤砣桿的位置可以在A到B之間移動，L2的取值在［Lmin，Lmax］之間，故單個千斤頂產(chǎn)生的支承力大小的范圍為：fmin≤f1≤fmax。

上皮帶輸送機獲得的支承力范圍為：4fmin≤F1≤4fmax。

所以，上皮帶輸送機對包裝袋產(chǎn)生的壓力范圍為：Mg-4fmin≤N1≤Mg-4fmax。

3　結(jié)論

本文設(shè)計的軟包裝袋整形機實現(xiàn)了整形時壓力大小及上下皮帶輸送機間距一定范圍的連續(xù)調(diào)整，可以滿足不同物料和不同尺寸包裝袋的整形作業(yè)，為軟包裝袋整形設(shè)備提供了一個通用性好的新產(chǎn)品。

［1］大連佳林設(shè)備制造有限公司.整形壓平機 中國. 2011104503561.2012-07-11.

［2］吳勇.自動碼垛與物流.現(xiàn)代制造［J］.2003（3）：38-40.

［3］左青，王貴生.全自動碼垛機的應(yīng)用［J］.中國油脂，35（2）：64-66.

［4］李海軍，徐書霞，王玉芬.MD-HZ000碼垛生產(chǎn)線的設(shè)計［J］.艦船科學技術(shù)，2006（28）：83-86.

［5］陳輝.淺析全自動包裝碼垛機器人［J］.科協(xié)論壇，2009，10：78-79.

［6］梁庚煌.運輸機械手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，1983.

鄭惠萍，1964出生，教授，博士，研究方向：機械設(shè)計、機械系統(tǒng)動力學。

石家莊市科學技術(shù)研究與發(fā)展計劃資助項目（137080036A）