毕业设计（论文）-立式计量袋成型充填封口机多功能包装机设计（全套图纸）

摘 要本文说明了颗粒包装机的整个设计过程。设计题目的选择,设计方案的论证以及设计设计结果的分析。该机为立式计量袋成型充填封口机多功能包装机.其运动方式采用连续式;计量装置采用可调量杯容积式计量法;袋成型装置采用象鼻成型器,并对其进行了改型,经过这种改型可以形成枕形袋;连续的运动方式采用辊式的纵封装置和横封,横封辊兼有热封和切断的功能。此次设计中还采用了光电标定等技术,与光电标定相配合的传动装置是伺服电机控制的行星传动机构和凸轮机构;在设计中采用了无级调速机构,实现了包装生产率的变化和包装袋规格的变化。关键字: 立式,充填,成型,封口,包装机械。全套图纸加153893706目 录AbstractMy graduate designs title is grain package machine. The main content is this machines mechanic part ,which is motor transmission and execute parts。According to market investigation and some information, the packed thing I choose is very small pills like grain, the nature of the material decides that the machines style is standing。Because the products nature and the machines style, the transmission of the material mainly depends on its own weight. The measure method of the packed thing adopts the style of volume. For guaranting the accurate and for achieve the change of the volume. I choose the adjustable gauging cup。I design the machines execute part, such as package shape-mademaching, transverse-seal roller ,etc。 The shape-made maching adopts trunk shape-made machine and made some anger transverse-seal rokker cutting off the package while heat-sealing。The motors sport mainly depend on mechanic components transmit to every execute component。In this design，I also adopt optical-electronic marking technology to control the control-cut-seal stations accurate. The mechanic components that cooperate with which is cam, servo motor controlling planet rotating machine fitting together and just able velocity machine. For product outer package I also make construction design and some adorn design.Key word: standing，filling，shape-made，closing，package machine。目 录1 绪论11.1 包装概述11.2 包装机械11.3 效益分析与环保分析5 1.4 包装设计的重要性62 总体设计72.1 象鼻成型器9 2.2 量杯式定容给料器102.3 纵封器12 2.4 横封器16 3 典型零件的校核20 3.1 电动机的类型及结构20 3.2 立轴的机构设计20 3.3 立轴上所受扭矩的计算20 3.4 齿轮受力分析213.5 求立轴上支反力和力矩22 3.6 按弯矩组合应力校核轴的强度24 总结26 致谢27 参考文献28附录30本科毕业论文1 绪论1.1包装概述包装是一门新兴学科,它是现代商品生产储存、销售和人类社会中不可缺少的重要组成部分。关于包装的定义,起初过去只是认为能很好的保护内容品即可。然而随着技术水平和生产力能力的提高，今天的包装不仅仅是将内容品包好而已，同时它还是一种保存容器，一种输送容器另外还可以促进产品的销售。我国包装定义如下：为保护产品，方便运输，促进流通按一定的技术方法而采用的容器，材料及辅助物的总称，也指为了达到上述的目的而采用容器材料及辅助物的过程中施加一定技术方法操作等的活动。 随着人们生活水平的提高，人们对包装这个概念有了越来越深的认识，包装的重要性有了越来越深的体现。无论在国内或国外，包装工业涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易和国防建设都带来深刻的影响。我国包装工业起步较晚，虽然近几年发展较快，但仍然落后于英美等发达国家，尽快发展我国的包装工业需要全民族的努力。1.2 包装机械121包装机械概述包装机械即完成部分包装过程的一类机器，现代工业生产，如食品、轻工、医药、化工、电子和国防等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装机械是产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现在工业生产中起着重要的作用。近半个多世纪以米随着生产与流通日益社会化、现代化产品包装正以崭新的面貌倔起，受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品，选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器并借助适当的技术手段实施包装作业以达到规定的数量和质量,同时设法改善外部结构，降低包装成本,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运,防止产品破损变质,不污染环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力，广开销路，不断促进扩大再生产. 大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可获得巨大的经济效益. 例如:1) 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力.2) 能改善劳动条化避免污染危害环境。3) 能节约原树林减少浪毁，降低成本。4) 能提高生产效率，加速产品的不断更新。由此可见实现包装机械化和建立现代包装工业，乃是关系到国家长远规划的一件大事,也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容122 我国包装机械的现状与发展我国包装工业起步较晚，虽然最近一些年发展很快，成就也很大，但与发达国家相比无论在产品品种，技术水平和产品质量方面都有很大差距。包装机械产品的性能，外观质量有一定的差距；一些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用；另外我国包装机械产品品种有很大的缺口。因此我们必须采用强有力的措施，进一步加快包装机械行业的发展速度，为早日赶上世界先进水平而奋斗！我国包装机械工业的发展趋势：引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批包装机械骨干企业；大多数企业要重点发展小型包装机械；在包装机械生产中，大量引入高新技术，以满足重点商品的包装为出发点，发展包装机械新品科。123 包装机械的特点及发展方向包装机械是特殊类型的专用机械。由于包装物品的多样性和人们对包装质量的较高要求形成了包装机机构复杂，动作精确，运动速度快，工位多，工作协调可靠，故障发生率低等特点。因此要设计改善自动包装机及自动包装线的整机造型，总体布局。国外包装机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械化，初级自动化，自动包装生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过50年的发展，国外包装机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有以下几个特点：包装机械生产稳定增长；包装机械门类齐全，品种繁多；包装机械生产自成体系，包装机械的主要用户行业为食品生产，饮料饮品，家庭清洁用品和化妆品产业，烟草业，医药用品等。近年来表明食品行业对包装机械的需求增大。食品产业的发展推动了包装机械更新换代，从而推动包装机械科技的投入和科研的快速发展。我国包装机械的发展方向：(1)在发展专用机机种的同时，积极开发通用包装机。包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装的实际需要，正在不断扩大其通用能力，积极开发各种通用包装机。研制通用包装机的目的，一是要适合被包装物品包装材料和包装形式的多样化；二是要照顾到制造使用单位的技术力量，设备配备和生产成本，因而国际包装节日益重视包装机的通用性，以便借助有限的机械设备获得较大的经济效益。（2）包装机械日益连动化、高速化、自动化。根据我国的实际情况既要大力研制先进的全自动半自动的包装机，还要对某些行之有效，小巧的手动包装工具与装置给以足够的重视,以以发挥其相辅相成的作用。包装自动化的高低会直接影响产品的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生产率。实践表明搞好包装自动化不但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相互渗透和配合，同时要因地制宜的吸收对改进包装机械确实有价值的部分，使之保持一定的生命力。包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点.包装机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综合研究工艺、材料、设各乃是开拓包装新技术的根本途径。首先指出，包装物品不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。而正人们对食品、药品、日用消费品等的包装还常提出更多更高的要求，以致在客观上便形成了包装机械突飞猛进、更新较快的局面。任何事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化(或称积木式)的包装机械体系，通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生产能力，那么必会有助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期，降低生产成本，增强市场竞争能力,如有的制袋成型充填机,只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数包装机机构复杂、动作精确、远行速度快、工位多,所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。为此，要设法改善自动包装机及自动包装线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。包装材料是包装工业的基础。选择合适的包装材料为有效地利用资源，提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开销路创造了有利的条件.在一般情况下纸木、塑料,玻璃,陶瓷、金属等材料均各有其利弊，应按具体条件经综合分折而决定取舍。从五十年代路有机合成、金属治炼等工业部门取得了迅速发展并给包装工业部门提供了相当丰富的新型材料、容器,涂料、油墨和粘合剂.从而使包装的技术方法、结构设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。例如拉伸包装、收缩包装、喷雾包装、真空充气包装,热成型包装、压敏贴标、高频热封等新技术和新装备就是在那个时期应运而生的。当前，液体软包装尤其是无菌软包装发展很快.借助塑料、铝箔、纸及其多层复合材料制作的各种形式的袋、管、杯、瓶、罐,大都用于充填果汁、牛奶、酱类、油脂、冰淇凌、洗涤剂和化妆品等物料。其优点是，保护作用好,便于储藏、运输、携带、使用，而且资源丰富，成本低,能回收处理。但是，对于一般用途的大型容器,为增强牢固性和刚性，有的则以硬质塑料来代替.今后.根据旅游、地质勘探,国防建设的实际需要还得大力研究方便食品和方便口粮等包装新技术，随之将进一步促进包装机械的革新与创造。 从发达国家生产的包装机械水平来看，当代包装机械的发展动向具有以下几个特点: 1.国际包装界普遍认为，提高包装机械系列化标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代包装机械的结构体系仍是今后一个重要的发展方向。如卧式枕型包装机，现已形成拥有完整系列及品种的组合化设备。只要更换主要操作部件，适当调整有关参数。便可在较宽的尺寸范围内卷筒式柔性材料完成块片、棒状以及外形不规则的单个或多个物品的包装。不少机种具有一机多用之特点，既可以进行一般的枕型包装，又能用于收缩包装。 开发与主机配套的辅助装置是扩充主机功能的重要一环。针对不同物料开发的各式各样的物料供送装置供用户选用，可提高包装机的工作效率。如瑞士SIG公司生产的饼干喂料装置达十多种;日本富士株式会社生产的糖块供送装置，可将一堆杂乱的糖块逐一有序地送人包装工位。 开发不同类型和规格的成型器对发挥卧式枕型包装机的使用性能具有重要的作用。 袋成型填充包装机将供料计量、封口切断各部分做成专用或通和单元，再组配有关操作部件、传动系统和控制系统，能适应不同的袋型尺寸和包装材料包装液体、膏体、粉状、颗状物料。 德国ROVEMA公司的产品基本机型达12种派生的机型则有百余种，包装袋的品种规格约30种，可配置的计量充填机构有十几种。 一般性能先进的贴标机都具有通用性强、贴标速度快、调整简单之优点，可在同一工位贴双标或多标。原西德克朗斯公司生产的贴标机每次可贴标7个，贴标速度达40000瓶/h。压敏胶粘贴标机是新型贴标机，其中要执行部分护为标签卷带供送装置、贴标装置以及贴标光电定位装置，更换这些部件或改变其工作方位，可完成平面、棱面、曲面、全周等形式的贴标作业。 包装机械发展到今天，其系列化、标准化和通用化水平不断提高。有些国家生产的包装机，通用件、标准件约占整机零部件的I0 90，有的高达90，产品更新的速度很快.2.包装机械日趋高速化、自动化和联动化。机械设备的高速化是实现人类社会高速发展的根本措施，是提高设备生产率的主要途径，故包装机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。如今啤酒灌装机的灌装速度高达每小时10万瓶，日本产NW - 405型卧式枕型包装机的包装速度已达每小时1.5万包。当然机械设备的高速化要受到多种客观因素的制约，必须综合权衡设备的使用量、劳动生产率、工作寿命、工作环境以及材料与能量的消耗等方面的利弊，才能做到工作速度的最佳选择. 包装机械的高速化，随之对相应设备的联动化和自动化提出了更高的要求。 微电子技术和检测元件的发展和利用，提高了产品的包装质量，也提高了包装机的自动托程度。通常包装机的生产速度越高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为保证包装作业能够可靠地进行，自动包装机应具有故障诊断和显示功能，推行在线的自动检测与控制。据国外有关单位估计，因机器发生故障而造成停工的时间，80%用于寻找故障原因，10%用于寻找排除故障方法，检修操作时间仅占10%现在英国Kister工厂生产的热收缩包装机都设有“自我诊断”电子设备，这种设备已有系列产品付诸实用。 为进一步提高包装设备的生产率，必须开发与包装机主机相配套的辅助装置，以减少中间贮存节环所占用的空间和人力。将自动包装机的主机与物料供送装置、整理装置、成品堆放装置、打印装置等相关设备按生产工艺过程要求，连接成连续化生产的包装自动线，这就要求各台相关设备动作协调，需精确、可靠、先进的检测控制技术来保证。3.重视高新技术的应用，使包装机械的功能日趋先进、可靠。 由于包装机械动作复杂而频繁，执行元件较多，若采用传统的继电器控制电路会导致设备的故障率高，动作不准确、包装质量不稳定、停机维修时间多等弊病。因此，研制和发展包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。今后应大力开发以下技术。1) 微机控制技术2) 模糊优化控制技术3) 新型执行机械4) 新型传动系统5) 传感器的研究与开发6) 在线显示技术7) 现代设计方法8) 现代制造技术9) 先进的新工艺将材料,工艺,技术三结合是开拓发展机械的根本途径.1.3 效益分析与环保分析目前我国包装机械还处于小批量生产阶段。其成本相对较高。每台售价可达到1500020000元之间。但它的需求量逐日增加，很有生产的前景。其价格与其生产的效益成正比，是值得推广的。在生产过程中无污染，安全可靠。由于其包装材料多为塑料，有一定的污染。1.4 包装设计的重要性无论在国内和国外，包装已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民生活水平的不断提高，物质和精神生活上都有了更高的要求，很难想象现代生活中如果没有了包装会是什么样的，但是我国的包装业起步相对来说还是比较晚的。在二十世纪英、美等发达国家就已经利用包装作为促销商品的手段，尤其是在二十世纪三十年代的世界性经济危机中，美国普遍利用近代包装技术作为商品广告的媒介，大大的促进了商品的推销，在美国包装工业是仅次于汽车钢铁等的第四大产业，我国的包装工业与发达国家比较起来可以说还处于很幼稚的阶段。为了快速的发展我国的包装工业，需要加快步伐研制出适合中国国情的先进的包装设备。目前国内的不少厂家引进了一部分国外的设备，但是由于吸收跟消化都跟不上，带来了一系列的问题：比如工人素质问题，原材料问题，零部件配套问题等等等等所以说目前进行包装机方面的探讨研制出适合我国国情的、集几点液一体的机械设备势在必行。对于做毕业设计的学生来说，毕业设计无疑是一次很好的学习和锻炼自己的机会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和融会贯通。以前所学的全都是课本上的理论性的知识，而这样的一次毕业设计使我们将课本知识和实际问题紧密的联系到一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外通过做毕业设计还提高了我们分析问题和解决问题的能力；培养收集、阅读和分析参考资料，运用各种标准和工具书，编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据处理能力；培养翻译外文资料的能力，进一步培养学生的计算和制图等基本技能。对于即将走向工作岗位的同学门来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚实的基础。所以毕业设计对每位毕业生来说都是非常重要的，是大学生活中不可缺少的一个重要的环节。虽说我们的这次设计只能作为一次练习，但是我个人认为这的确是一次具有实际意义的设计练习。所以我们必需要认真的对待这次的实际任务，努力的完成好这次设计的任务。232 总体设计 颗粒包装机械用来将颗粒状或粉状等物料充填到包装袋中，其中的包装袋是柔性材料经成型器形成的，然后再进行封合，切断的包装机器。此类机械属于制袋或给袋充填封口合切断多功能包装机的范畴。包装材料要有一定的热封性能，塑料薄膜以其良好的保护性，来源丰富，质轻，廉价，易于印刷。这些包装材料被制成的袋子轻巧，美观，实用，气密性强等特点，应用越来越广，近二十年来迅速扩大到食品，医药农副产品等生产部门。可热封薄膜包装材料制成的包装袋的形式多样，我选用搭接式。这种机构的袋子外形美观，容量相对也较大，比较适合中袋包装。该机器的工作原理:物料在计量机构中称量之后，送制袋成型充填封口机；物料再送到充填封口部件之前，包装材料通过各种传动部件送到成型器以及下料筒；再进行纵封横封。横封时剪切，剪切后的横封是一个袋顶另一个袋的袋底；横封后充填物料；物料充填后又一个循环开始。根据调研合查阅资料总结的一些经验，对颗粒包装机的传动方案确定如下：图21图2-1 传动系统简图此颗粒包装机具有较多的执行机构，所以采用分流传动，这样有利于安排传动路线，提高传动效率和缩小传动元件的机构尺寸。大致的传动方案如下：电动机经无级调速机构到减速器，再由一对链轮把动力和运动传到主轴。主轴上的偏心链轮机构控制横封辊；一对锥齿轮啮合把主轴的水平转动转化为立轴的竖直转动，带动量杯式给料盘转动，另一部分通过滑移式齿轮和无级调速机构带动纵封辊实现纵封。由此完成了制袋充填纵封横封的整个过程。电动机部分的无级调速机构，本机采用的无级调速机构能够实现包装速度在60120袋/分范围内任意调节，图22所示的为无级调速装置的示意图。通过按钮1的顺、逆转动，带动可动盘上下移动，即可实现速度的增、减。达到无级调速的目的。另外，包装材料的供送的动力来源是纵封辊机械牵引力。1、旋钮 2、动盘图2-2 无级调速装置示意图下面是各部分的具体介绍。2.1 象鼻成型器象鼻成型器可以看作是在U型成型器基础上，对结构做一些修改而形成的。成型器如图23所示。外包装薄膜通过该成型器时，弯折比较平稳，成型器阻力小，其设计和制造比翻领式方便。它的主要不足是结构尺寸相对较大，一只成型器仅适应一种袋宽。象鼻成型器比较适合三面封口扁平袋，为了使这种成型器也适合搭接式的枕型袋。成型器的尺寸由袋宽来决定，袋宽为160mm，因此成型器的尺寸设计如下：设计此成型器时选三角板的安装角则依据包装机械原理与设计358页公式：sintan 即arctan（sin）可得12，三角板的顶高：ab/sin160/sin12=712mm圆弧槽圆弧部分的半径：R（0.10.3）b（0.10.3）1601648mm 选r45mm由圆弧槽连接位置：取L64mm象鼻成型器的两侧均加装护边，以便控制卷带走偏现象。护边宽度m18mm。根据结构及工艺要求，截去U型槽的PQEF部分。纵封辊回转半径，要求PQ2r，取PQ150mm。 m=26，要求QE150mm。最后将U型槽成型部分的开口向内卷曲，以便纵封封口。图2-3 象鼻成型器2.2 量杯式定容给料器量杯式计量装置是容积充填法中的一种，是通过容积来衡量充填物料的数量，设备结构简单，充填速度快，鉴于以上原因我选择用可调量杯式定容机构。图2-4 可调量标式定容装置221 工作原理该机构有储料斗，旋转盘，定盘，计量杯（包括固定杯，可调杯），上刮版，下刮版，调整机构等组成。贮料斗固定在设备的上方，下部装有均匀分布在旋转盘上两个或多个计量杯。可调杯上端固定杯子外表面，下端定盘接触，在定盘上滑动，固定杯与可调杯内表面组成的内腔为计量腔，可调杯与定盘在调整机构作用下，可上下滑动，以改变计量容积。上刮板固定在料斗上且有两个组件（收集板，刮平板）组成，保证旋转盘上不堆积物料和各计量杯之间料高一致；下刮板固定在可调杯后，与可调杯同步旋转，并将可调杯渗出的物料刮至排料口落入包装袋中。当计量杯旋转到贮料斗下方时，物料在重力作用下从料斗流入到计量腔中，超出杯口的物料被上刮版刮走；当计量杯又转到定盘的排料孔时，计量腔中的物料自动落入包装袋中，完成一次充填过程。222 贮料斗形状：防止物料结拱，无死角和易于定位，采用上圆柱下圆台形结构。料斗倾角一般选用6570度。223 计量杯数量 常用1、2、3、4、5、6、7、8等，如何选择一合适数量，主要以充填速度与精度、单或双公位数、加工成本等因素综合考虑。根据实践经验，计量杯数量选用偶数易于旋转盘分度，易于加工，所以根据这些情况我选择的计量杯数量为4个。224 计量杯容积 固定量杯和可调量杯包围的内腔容积VV定V调（D1h1D2h2）式中 V计量杯容积，mm3 V定固定杯内腔容积，mm3 V调可调杯内腔包围的有效容积，mm3 D1固定杯内腔直径，mm D2可调杯内腔直径，mm h1 固定杯高度，mm h2可调杯有效高度 mm量杯的最大容积 V1000ml上量杯的容积定位 V定450ml由体积公式 Jir12i450cm3取r40mm 得 I90mm下量杯的容积 V调VV定 V调550ml取 R243mm得 L=100mm2.2.5 材料 固定杯：1Gr18Ni9Ti 不锈钢材料。 可调杯：因其套在固定杯的外表面且之间有相对运动，并且还在定盘上滑动，为了减小磨损与摩擦，所以需要选择用耐磨与减磨材料。如尼龙6或聚四氟乙烯塑料。 226 旋转盘，定盘 从结构上看旋转盘直接与起支撑作用的传动轴相连，因盘是均匀旋转，所以转动惯量越大的话，其转动惯性就越大，可减小外界冲击对设备的影响。但旋转盘直径和质量与计量杯数和选材厚度有关，为了减少设备造价，保证盘面刚性及工作要求，盘径以固定杯的外延到盘边的最短距离不大于1520mm，盘厚取1012mm为宜。 定盘与调整机构固联，只上下移动，不转动。盘径和旋转盘相同也可大于510mm，盘厚的大小以保证刚性为主，取1216mm能满足要求。227 料盘转速与其它机构配合的关系立轴上端齿数z20，离合器齿轮齿数z80.因此，料盘转速与纵封辊转速之间有如下一个关系：立轴的转速 n102r/min料盘的转速 n1zz1n25.5r/min n4n1425.5102r/min纵封辊转速正好与横封辊转速相同 n2102r/min四个量杯刚好实现袋成型与充填、封切的配合每封切一次料盘转过一个量杯。2.3 纵封器立式连续包装机采用辊式纵封器主要完成袋筒成型后的纵边封合。连续式纵封器的热封结构是作等速相向回转的一对滚筒，它对袋筒兼有施压，牵引，加热封边的作用。立式颗粒包装机采用辊式纵封器。热封结构是做等速相向回转的一对滚筒。它对袋兼有施压，牵引以及加热封边的作用。在热封期间，热量由滚筒内的电热丝通电后供给常热式辐射加热，使热熔性的塑料进入两滚筒的热合接触面相互粘合而形成一道密合的纵缝。如图所示，滚式纵封器主要由纵封辊加热线圈和轴承等组成，纵封辊的滚面宽通常为1020mm，我选择辊面为16mm，工作表面上有网纹，以适应各种薄膜热封的需要，更利于袋筒的密封要求。滚筒材料选用45号钢。图 2-5 辊式纵封机为了使印有商标图案的卷筒式膜在连续供送中达到准确位置切断，需要随机微调滚筒速度，而这是靠带有光电传感器的自动控制装置，并在传动系统中配置一套齿轮差动机构来实现。通常用圆柱齿轮差动机构。如图所示，中心轮和蜗杆为输入端，其中中心轮由分配轴传动，伺服电机带动蜗杆控制涡轮正反转，而与行星轮相连的输出轴通过外部的串联齿轮组驱动纵封辊。在正常生产中，水平轴输入的角度一般保持不变，由于光电信号能控制伺服电机正反转，因而，涡轮，蜗杆输入的角速度无论在大小或方向上都是可以改变的。对涡轮的角速度来说，有可能会出现三种状态：第一种是与袋筒上色标滞后相对应的，这个时候光电装置发讯差动机构则比正常输出的速度偏大些。此时两个输入轴做同向回转。第二种状态是表示袋筒运行正常，无信号输入，伺服电机不转动，仅分配轴传动差动机构，此时纵封辊的转速正是传动系统的输入转速。第三种状态，表明与袋筒上色标的超前相对应的其实光电装置也发讯号，差动机构比正常输出的角速度偏小些，此时两个输出轴做相反的回转。对于纵封辊的转速，为了确切实现所需的补偿量，必需合理控制和调整伺服电机对涡轮蜗杆的每次动作时间。光电标定的进退补偿基本原理：在连续袋成型充填封口机上，以决定包装机的横向封切速度作为基准，调整包装材料的供送纵封速度，以保证在预定的正确位置进行产品的横封和切断，使商标完整无损。图26 伺服电机控制的圆柱齿轮差动机构图所示有卷标卷材连续供送定位工作原理。图中三个凸轮a，b，c安装在同一回转轴上，其凸轮a的作用是通过光电头送来的脉冲信号来判断包装材料的供送快慢，凸轮a由两片组成，分别控制微动开关16和17。若凸轮控制微动开关16和17处于I区时，横封切断装置正好处于切断位置。若此时光点头由脉冲信号输出，说明包装材料的供应速度和横封同步，微动开关16和17均处于断开状态伺服电机动作。当微动开关16和17处于II区状态，光电头才发出信号，表明供送材料速度慢了，这时微动开关16处于断开状态，而微动开关17接通，伺服电机正转，通过差动机构使包装材料供应速度加快。当微动开关处于III区状态，而微动开关16接通，光电头才发出信号表明包装材料供送快了，此时微动开关17处于断开状态，而微动开关16接通伺服电机反转，通过差动机构使包装材料供送速度减慢。补偿的大小则由凸轮控制。凸轮就每包装两包产品转一周，并在横封切断装置处于正确封切位置前后30mm区间打开，让光电检测器放大信号通过，保证光电系统的可靠工作。通过这套装置，保证横切断位置控制在允许的范围内，达到商标图案完整。凸轮a图27 凸轮机构纵封辊径的设计及转速的调整机构的设计：包装袋的三个基本尺寸为100mm，150mm，250mm，设计纵封辊每转一刚好纵封一个250mm的袋，及纵封辊的转速n102r/min，则有纵封辊半径r，而2r=250,r=40mm当纵封长为100mm的袋子时,纵封辊的转速n1=100/250,n1=0.4n当纵封长150mm的袋子时,纵封辊的转速n2=150/250,n2=0.6n即第一 种袋型纵封辊的转速n1=40.8r/min第一对配合齿轮的传动比 i1=0.4第二种袋型纵封辊的转速 n2=61.2r/min第二对配合齿轮的传动比 i2=0.6纵封辊的转速是由传动部分的滑移齿轮来调整的.设第一种袋型的啮合齿轮齿数z1=20,z2=50,则齿轮的中心距a=m/2(z1+z2)=2.5/(20+50)=87.5mm,按传动比和中心距得到其它两对啮合齿轮的齿数分别为z3=26,z4=44,z5=z6=35.2.4 横封器 我设计的颗粒包装机属于立式袋装机,因此采用了一种连续横封器结构.每一个横封辊上均匀对称分布两只热封头,由电热丝加热,并自动进行恒温控制.热封所需的压力可借助两侧的压缩弹簧加以适当调节.1-主动齿轮; 2-横封辊; 3-电热管; 4加压弹簧;5-机架;6-调节套筒; 7-锁紧螺母; 8-支架; 9-滑环; 10-碳刷.图2-8 横封器当纵封辊的转速改变,而横封辊的转速不变时,由于横封时瞬时线速度与料袋膜的线速度不一致,而使料袋膜起皱或拉伸过度,甚至折断.为了解决这个问题,我在横封辊的传动链中采用可调式偏心链轮机构,用于调整横封瞬时线速度与料袋膜线速度相一致。可调式偏心链轮机构如图所示：1、滚花手轮；2、主动链轮；3、套筒滚子链；4、从动链轮；5、张紧链轮图29 偏心链轮不等速回转机构在偏心链轮面上制有刻度标尺，数值与料袋长度成正比，根据不同的料袋长度调整偏心链轮的偏心距。调整时首先松开调整螺杆上的锁紧螺母，然后转动调整螺杆，使偏心链轮所需调整刻度值对准传动轴中心，调节好之后，将其锁紧即可。偏心链轮偏心位置相对横封辊位置的调整如下：图中，偏心链轮和链轮I的齿数相同，前后横封辊齿轮的齿数相同，后横封辊齿轮的齿数是齿轮I齿数的2倍。这样，则偏心链轮沿传动轴转一圈，链轮I，齿轮I也相应的旋转一圈，而前，后横封辊齿轮只转动了半圈。这就是说，偏心链轮绕传动轴转一圈，横封辊转了半圈，封一带。经主机点运动转，当前横封辊上的A点与后横封辊上的B点重合时，调节偏心轴的位置，使得偏心链轮的偏心方向与链条紧边运动轨迹的方向相互垂直，并使得偏心轴处于链条紧边一侧，然后齿轮I与后横封辊齿轮相啮合即可。当机器运行到图上的位置的时候，偏心轴距链条紧边的距离最短，相应的A，B两点的瞬时线速度也就最小，这就保证了横封的时候速度的平缓，并且瞬时线速度与料袋膜的线速度相一致。偏心链轮的结构尺寸的计算：1) 偏心距