包裝機(jī)連續(xù)取袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

白大洪

摘要：? 為了提高包裝速度，為包裝機(jī)連續(xù)不斷的提供預(yù)制袋，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包裝機(jī)連續(xù)取袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。方法 在基于盤形槽凸輪和連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套預(yù)制袋在連續(xù)自動(dòng)充填形式下的連續(xù)自動(dòng)取袋機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)取袋動(dòng)作，并對(duì)機(jī)構(gòu)涉及的槽型盤凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。結(jié)果 針對(duì)包裝機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計(jì)出了連續(xù)取袋機(jī)構(gòu)，每分鐘可以連續(xù)取45個(gè)預(yù)制袋。結(jié)論 提高了包裝機(jī)的上袋速度，在提高包裝效率的同時(shí)還能很好的與其它工位保持同步性。

關(guān)鍵詞： 包裝機(jī);預(yù)制袋;機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] TH122

引言

塑料預(yù)制袋在各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。然而，跟其他包裝方式相比，預(yù)制袋包裝相對(duì)效率低下。市場(chǎng)上存在的預(yù)制袋填充機(jī)多是間歇式多工位作業(yè)，即取袋、開(kāi)袋、封口多工位分置進(jìn)行。這些動(dòng)作的時(shí)間最大值為該機(jī)包裝周期的停頓時(shí)間，這些停頓時(shí)間一定程度上造成生產(chǎn)效率低下。[1]為了提高生產(chǎn)效率減少間歇時(shí)間，實(shí)現(xiàn)連續(xù)取袋，針對(duì)取袋給袋工藝要求，對(duì)取袋機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)選型和參數(shù)設(shè)計(jì)，從而滿足包裝機(jī)連續(xù)取袋的需求。[2]

1總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)基于的回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)有六個(gè)工位，六個(gè)工位由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工位間沒(méi)有間歇，在提高效率的同時(shí)還能使六個(gè)工位保持同步運(yùn)行。本設(shè)計(jì)在考慮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)時(shí)主要要考慮本工位和其它工位同步的問(wèn)題。

鑒于回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)的的工作方式，預(yù)制袋的取袋動(dòng)作過(guò)程為：（1）將預(yù)制袋疊放整齊，放在袋庫(kù)中：（2）取袋機(jī)構(gòu)將預(yù)制袋從袋庫(kù)中取出并轉(zhuǎn)移，完成取袋動(dòng)作。[3]

通過(guò)分析預(yù)制袋的取袋動(dòng)作和包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。本裝置選用盤形槽凸輪連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。[4]圖1為取袋裝置的結(jié)構(gòu)圖。

裝置的工作原理，電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪將運(yùn)動(dòng)傳遞到槽凸輪上，槽凸輪帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，真空吸盤跟隨連桿上下運(yùn)動(dòng)，真空吸盤與預(yù)制袋接觸是吸住預(yù)制袋，成功吸住后連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)真空吸盤向下運(yùn)動(dòng)取出預(yù)制袋，完成取袋動(dòng)作。

2 取袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1吸盤選擇

取袋機(jī)構(gòu)利用真空吸盤吸住預(yù)制袋將其取出。對(duì)于柔性或三維規(guī)則物體，吸盤（圖2）主要有平直型、平直帶肋型、深凹型和風(fēng)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(fēng)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(chǎng)合。[5-7]預(yù)制袋柔軟輕薄，故吸盤選用風(fēng)琴型，綜合考慮預(yù)制袋的幾何尺寸和取袋的作業(yè)要求，選取的吸盤直徑為20mm，吸盤安裝長(zhǎng)度為40mm。

2.2盤型槽凸輪設(shè)計(jì)

根據(jù)包裝機(jī)參數(shù)每分鐘裝袋45袋，可以算出每個(gè)取袋周期為T=4/3s。由公式ω=，算出凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω=/2rad/s。根據(jù)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)選擇擺動(dòng)從動(dòng)件盤型凸輪，凸機(jī)構(gòu)的封閉方式采用形封閉，運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

分析取袋過(guò)程可知凸輪行程分4段：第一段吸盤接觸預(yù)制袋并吸住預(yù)制袋，這段時(shí)間為t1=1/3s。第二段取出預(yù)制袋，預(yù)制袋隨著吸盤向下運(yùn)動(dòng)到接袋位，這段時(shí)間t2=1/3s。第三段預(yù)制袋在接袋位停留等接袋機(jī)構(gòu)取走預(yù)制袋，這段時(shí)間t3=1/3s。第四段真空吸盤上升回到原始位置完成一個(gè)取袋周期，這段時(shí)間為t4=1/3s。每個(gè)周期轉(zhuǎn)動(dòng)角度為Φ=ωt。

根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的安裝位置和經(jīng)驗(yàn)選擇基圓半徑Rb=50mm，從動(dòng)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）。可得出最大壓力角аmax=19.29°，最小曲率半徑ρtmin=-350mm。圖7為凸輪輪廓圖。[8]

2.3連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了完成取袋動(dòng)作預(yù)制袋從袋庫(kù)到接袋位置的垂直距離為80mm，所以連桿機(jī)構(gòu)的移動(dòng)距離為80mm。圖4為機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)機(jī)構(gòu)圖畫出連桿機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖5）。

凸輪帶動(dòng)連桿1運(yùn)動(dòng)，根據(jù)凸輪的參數(shù)可得出連桿1擺動(dòng)的角度Φ=15.26?，連桿2選用兩個(gè)端面球軸承NHS8T，故取l2 =79.4mm。根據(jù)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)取e=146.5mm。取l1=300mm可解的s1-s=80.093mm。滿足預(yù)制袋移動(dòng)距離的要求。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)槽型槽凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)的組合，讓旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，能很好的完成連續(xù)取袋動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間尺寸小，和其它工位共用一根傳動(dòng)軸，與其它工位的同步性好，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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