枕式包装机传动系统标准设计

袋式包装机传动系统设计1绪论1.1中国外包装设备发展现实状况中国包装机械工业起步较晚,很长时间全部没有形成一个独立行业。20世纪80年代初,中国政府公布机械产品目录中还没有包装机械这一门类。70年代中期以前,中国商品包装技术装备相当落后。大多数食品企业全部采取作坊式生产、手工包装和散装销售,仅有糖果、烟草等多个领域使用机械包装。现在,中国从事包装食品机械生产县以上企业约有3300多家,其中合资企业120余家,从业人员55万人,科研单位130余个,产品品种达3000多个。产品技术水平和自动化程度全部有很大提升,很多产品已由单一机械型向机电一体化型转变,电器控制由一般电器向可编程和计算机控制转变,并由提供单机向提供成套生产线转变,该行业已成为中国机械工业14个大行业之一。估计到年,包装和食品机械年产值达成440亿元左右,产品品种达成4000多个,基础满足中国食品工业和包装工业需要。改革开放以来,中国包装机械行业发展取得了很大进步,但和世界优异水平相比,还存在较大差距。关键表现在中国包装机械产品控制水平较低,高新技术应用少,新材料、新工艺推广慢,大约只有5%产品能达成发达国家20世纪90年代早期水平,总体水平比发达国家落后20年左右。伴随包装机械行业发展,应重视多种新技术、新材料、新工艺在包装机械上应用,如光纤技术、生物工程技术、机电一体化技术、人工智能技术和纳米技术等。要加紧在包装机械生产企业中推广计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产工艺技术(CAPP)及计算机集成制造系统(CIMS),上述技术推广应用,可使产品开发技术准备及制造周期缩短30%左右。同时能够完成高速机构运动学和动力学优化设计和精密加工,使得包装机结构紧凑、造价低、运动平稳、使用寿命长。现在,中国包装机械产品系列化水平低,品种少,缺门产品多,包装机对包装物适应性较差。采取模块化设计思想,可将计量装置、制袋成形器、物料输送、包装材料输送、热封装置和打码装置等设计成多个标准模块,经过标准模块合理组合,以适应不一样物料特征、不一样材料种类和不一样包装容量要求。逐步加大包装机标准件和外购部件百分比,突出包装机械特殊制造功效,促进包装机械生产在一定范围内实现标准化、通用化和系列化。同时引进国际上认可标准来规范企业生产行为也是提升包装机械产品标准化水平关键路径。国产高水平高速度包装机,为了确保其主机质量和可靠性,不得不花高价购置进口电器元件和气动元件。这就说明要提升国产包装机械质量,必需重视基础件研制和配套件技术水平提升,研制和包装机配套高水平真空泵、真空阀、灌装高速电磁阀、传感器、变频电机及电器控制元件,开发多种在线或离线检测设备,以进行重量检测、异物检测、金属检测和真空度检测等,提升整体技术水平。国外包装机械企业成功经验表明,企业用于研究和开发投资假如占销售额1%,企业难以生存,占2%可勉强维持,占5%才有竞争力,而中国包装机械企业研发平均投资水平不足1%。只有加大科技投入,激励科研院所加入企业集团,多渠道多层次增加科研经费,才能开发出产销对路高技术产品。依据中国包装网络管理中心对全国包装企业网络及电子商务开展情况调查显示,有35%包装企业常常使用互联网,15%企业建有网站,10%建有企业内部电子商务管理系统,有60%企业认为需要电子商务服务。在年内使用电子商务平台企业占40%以上。调查充足显示电子商务在中国包装业有宽广前景。中国包装机械行业因为产品本身特点,很适合网上贸易。网络经济发展,从根本上打破了传统产业经营运作模式,提议企业要加强本身信息化和网络化建设,将传统营销模式立即和网络营销接轨,利用已经有电子商务平台开展产品供求信息公布,利用网络探索新业务合作伙伴,提升企业产品服务和营销水平。1.2包装工业概况及技术方法1.2.1包装工业概况包装机工业作为一门新兴工业，含有显著时代特征，它既是配套工业，是当今主导产业之一。在日益发展市场经济中，包装工业对其它工业发展起到了推进作用。关键表现在相关工业发展方面：从所用包装材料看，它推进了造纸工业、塑料工业、冶金工业和化学工业等部门发展；从包装技术方面看，它对机械工业、电子工业、印刷工业、新材料工业和装潢设计等方面提出了更高要求；从消费领域看，对食品、饮料、粮食、医药及日用化工品等，起到了关键促进作用。中国包装工业，由上世纪80年代开始腾飞，经过了十几年时间发展而初具规模，尤其是食品包装业，更是飞速发展，取得了长足进步。这一切关键表现在包装工业不停完善，包装技术不停改善，包装材料不停创新。对于食品包装，其产品已展现出多品种、多样式及多层次特点。所谓多品种，包含金属罐、玻璃瓶；塑料制品多类成型袋及瓶、罐容器；纸制品多瓦楞纸箱机纸盒软包装、纸袋包装；另外还有部分丰富有特色木、竹、瓷制品包装。所谓多式样是指包装品结结构型紧跟时代时尚，新奇多样、彩鲜艳、装潢精美。而多层次是指包装品高、中、低级并存，以适应市场需求。伴随中国经济日益发展壮大，包装工业也以年均18%速度快速发展，不过在中国包装工业快速发展进程中，大量技术含量高成套设备仍依靠进口。如塑料薄膜双向拉伸设备，一条生产线就近1亿元，从上世纪70年代开始引进，到现在为止，中国相继进口这类生产线110条。还有乳品业大量使用无菌包装盒、灌装设备几乎全部为瑞典利乐企业一家提供。中国包装机械对国外高端技术过分依靠，已成为严重制约中国包装工业连续、稳定发展隐忧。因为大多数包装产品技术含量表现在加工工艺和技术装备上，工艺是关键，装备是关键，而包装设备在包装工艺中居于主导地位。即使大量优异设备引进大大加紧了中国包装工业发展速度，缩小了中国包装工业和发达国家差距，不过，我们不能依靠国外高端技术和技术装备，这是因为国外技术装备价格昂贵，部分中小企业无力引进，不利于中国包装行业技术水平整体提升;不利于发展自己知识产权，不利于培育自己专业设计人员，长此以往我们只能跟在她人后面，这将丧失发展控制权和市场主动权。1.2.2包装作业技术方法包装技术方法可谓形式多样，而且不停有创新技术出现，但较常见方法概括有以下多个：1） 充填2） 灌装3） 裹包4） 装盒和装箱5） 收缩包装6） 拉伸包装7） 真空和充气包装8） 泡罩包装盒贴体包装9） 热封10） 粘合剂粘合11） 加盖、卷边接缝12） 捆扎13） 贴标和打印2包装机整体认识2.1包装机械组成、分类及特点作用包装机械是指完成全部或部分包装过程机器。包装过程包含成型、充填封、口裹、包等关键包装工序和清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其它辅助包装工序。它是包装工业一大门类产品，在包装工业中有着举足轻重地位和作用，它给行业提供必需技术设备，以完成所要求产品包装工艺过程。2.1.1包装机械组成包装机械属于自动机范围，它种类繁多，结构复杂，新型包装机械不停涌现，极难将它们组成份类。但经过对大量包装机械工作原理和结构性能分析，可找出其组件共同点。包装机械由动力系统、传动系统和实施系统组成。为了便于掌握和研究包装机械工作原理和结构性能，通常又将包装机械分成下列组成部分。（1）包装材料整理和供送系统该系统是将包装材料（包含刚性、半刚性、刚性包装材料和包装容器及辅助物）进行定长切断或整理排列，并逐一输送到预定工位系统，如糖果包装机中包装纸供送、切断机构。（2）被包装物品计量和供送系统该系统是将被包装物品进行计量、整理、排列，并输送到预定工位系统。有还可完成被包装物品定型、分割。（3）主传动系统该系统是将包转材料和被包装物品由一个包装工位次序传送到下一个包装工位系统。单工位包装机没有传送系统。全部包装工序在包装机上往往分散成多个工位来协同完成供送包装材料和被包装物品，直到把产品输出。主传送机构形式影响其外形，所以必需有专门机构来传送包装材料和被包装物品，直到把产品输出。（4）包装实施机构包装实施机构是直接完成包装操作机构，即完成裹包、灌装、封口、贴标、捆扎等操作机构。（5）成品输出机构成品输出机构是把包装好产品从包装机上卸下、定向排列并输出机构。（6）动力机和传动系统动力机是机械工作原动力，在现代工业生产中通常为电动机，传动系统是指将动力机动力和运动传给实施机构和控制系统，使其实现预定动作装置。通常由传动零件，如带轮、齿轮、链轮、凸轮等组成，或由机、电、液、气等多个形式传动组成。（7）控制系统控制系统由多种手动自动装置组成。在包装机中，从动力输出、传动机构运转、包装实施机构动作及相互配合和包装产品输出，全部是由控制系统指令操纵。它包含包装过程、包装质量、故障和安全控制。现代包装机械控制方法除机械形式外，还有电气控制、气动控制、光电控制、电子控制和射流控制，可依据包装机械自动化水平和生产要求选择。（8）机身机身用于安装、固定、支承包装机全部零件，满足相互运动和相互位置要求。所以，机身必需含有足够强度、刚度和稳定性。2.1.2包装机械特点包装机械含有通常自动机共性，也含有其本身特征。包装机械关键特点以下：①大多数包装机械结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求对零部件刚度和表面质量等全部有较高要求。②用于食品和药品包装机要便于清洗，和食品和药品接触部位要用不锈钢或经过化学处理无毒材料制成。③进行包装时作用力通常全部较小，所以包装机电动机功率较小。④包装机通常全部采取无极变速装置，方便灵活调整包装速度、调整包装机生产能力。因为影响包装质量原因很多，诸如包装机工作状态（机构运动状态，工作环境温度、湿度等）、包装材料和包装物质量等，所以，为便于机器调整，满足质量和生产能力需要，往往把包装机设计成无极可调，即采取无极变速装置。⑤包装机械是特使类型专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，降低设备投资，在多种包装机设计中应注意标准化、通用性及多功效性。2.1.3包装机械作用包装行业是一个新兴行业,伴随市场竞争日益猛烈白热化,产品形象广告效应对包装行业提出了越来越高要求和越来越多需求。包装机械大致有四种作用:(1)保护被包装商品，预防风险和损坏，诸如渗漏、浪费、偷窃、损耗、散落、掺杂、收缩和变色等。产品从生产出来到使用之前这段时间，保护方法是很关键，包装如不能保护好里面物品，这种包装则是一个失败。(2)提供方便。制造者、营销者及用户要把产品从一个地方搬到另一个地方，牙膏或钉子放在纸盒内能够很轻易在库房里搬动，酱菜和洗衣粉不方便包装，已被现在小包装所替换，这时消费者采购和带回家很方便。(3)为了分辨，包装上必需注明产品型号、数量、品牌和制造厂家或零售商名称。包装能帮助库房管理人员正确地找到产品，也可帮助消费者找到她想头东西。(4)促进某种品牌销售，尤其是在自选商店里更是如此。在商店里，包装吸引着用户注意力，并能把她注意力转化为爱好。有些人认为，"每个包装箱全部是一幅广告牌。"良好、包装能够提升新产品吸引力，包装本身价值也能引发消费者购置某项产品动机。另外，提升包装吸引力要比提升产品单位售价代价要低。2.2自动制袋装填包装机分类自动制袋装填包装机类型有多个多样，按总体布局分为立式和卧式两大类：按制袋运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。以下介绍多个具体机型。2.2.1卧式自动制袋装填包装机2.2.1.1卧式间歇制袋三边封口包装机这类机型包装原理以下图2-1所表示。卷筒塑料薄膜1经导辊2引入成型器3，在成型器3及导杆4作用下形成U形并由张开器5撑开。当加料器7下行进入加料位置时，横封器6闭合，同时装填物料；随即，横封器6和加料器7复位；紧接着，纵封器8闭合热封并牵引薄膜移动一个袋位；最终由切刀9把包装袋切断。图2-1卧式间歇制袋三边封口包装原理1-卷筒薄膜2-导辊3-成型器4-导杆5-张口器6-横封器7-加料器8-纵封牵引器9-分切刀10-成品袋2.2.1.2横枕式自动制袋装填包装机图2-2所表示是一个卧式枕型包装机工作原理。该机集自动裹包物品，封口，切断于一体，是一个高效率连接式包装机，广泛用于饼干、速食面等自动包装上。其包装材料为塑料或复合材料，采取卷盘式薄膜供料，由牵引辊松卷，经导辊导向进入成型器，受成型器作用，薄膜自然形成卷包形式。同时，待包物品由供送输送链送入至薄膜卷包空间。卷包薄膜在牵引轮作用下向前运行并被纵封轮实施纵封热融封合。物品随薄膜同时运行。包装物品在最终经横封辊刀封合切断，形成一个成品包装，由卸料传送带输出，因为其包装形式呈枕状，故成为枕式裹包或中缝包装。这种包装机采取有色标袋包装时，需要随时对纸长进行调整，所以需配置光电检测控制系统，以实现光标正确定位。2-2横枕式自动包装机工作原理1-卷膜2-牵引辊3-成型器4-物品5-供料传送链6-牵引轮7-中封轮8-横封辊刀9-卸料传送带2.2.2立式自动制袋装填包装机2.2.2.1立式间歇制袋中缝封口包装机这类机型包装原理如2-3所表示，卷筒塑料薄膜3经导辊2被引入成型器4，经过成型器4和加料管5和成型筒6作用，形成中缝搭接圆筒形。其中加料管5作用为：外作制袋管，内为输料管。封合时，纵封器7垂直压合在套于内筒5外壁薄膜搭接处，加热形成牢靠纵封。其后，纵封器回退复位，由横封器8闭合对薄膜进行横封同时向下牵引一个袋距离，并在最终位置加压切断。可见，每一个横封能够同时完成上袋下口和下袋上口封合。而物料充填是在薄膜受牵引下移时完成。图2-3立式间歇制袋中缝封口包装原理2.2.2.2这类包装机可制造四边封口包装袋型。双卷膜制袋包装机采取两卷薄膜进行连续制袋，左右薄膜卷料对称配置，经各自导辊被纵封滚轮牵引，进入引导管处汇合。薄膜在牵引同时被封合两边缘，形成两条纵封缝。在横封辊闭合后，物料由加料器进入，随即完成横封切断分离上下包装袋。单卷膜等切对合成型制袋包装机只采取一卷薄膜制袋，其制袋过程是先将薄膜对中等切分离，然后两半材料复合成型。其成型原理及性能比前者更优异。2.2.2此种包装机包装原理图2-4所表示。卷筒薄膜1在纵封滚轮5牵引下，经导辊进入制袋成型器3形成纸管状。纵封滚轮在牵引同时封合纸管对接两边缘。随即由横封辊6闭合实施横封切断。一样，每次横封动作能够完成上袋下口和下袋上口封合，并切断分离。物料填充是在纸管受纵封牵引下行至横封闭合前完成。图2-4立式连续制袋三边封口包装原理1-卷筒薄膜2-导辊3-成型器4-加料器5-纵封滚轮6-横封辊7-成品袋这种机型是一个广泛应用机型，因其包装原理合理性科学性而成为较多采取设计方案。依据这一包装原理可设计出多个袋型。比如，在图2-4所表示基础上增加一对纵封滚轮，使两队纵封滚轮对称部署在纸管边缘，同时进行牵引纵封则形成两条纵封缝，经横封后产生袋型则为四边封口袋。采取这种制袋方法关键是以美观为出发点，因为增加一条纵封缝在包装袋结构上是“多出”，称作“假封”，但它却起到一个对称美作用。另外，把图2-4中横封辊旋转900部署，使纵封封合面和横封封合面成垂直状态，则可生产另一袋型（需配套适宜成型器），图2-5所表示。包装薄膜1经成型器被纵封滚轮2牵引纵封，随即经过导向板3并被和纵封面成垂直部署横封辊4封合切断，形成一个中缝对折两端封合包装袋，也就是日常所说“枕式包装”。图2-5中缝对接两端封口包装原理1-薄膜2-纵封滚轮3-导向板4-横封辊5-成品袋2.3枕式包装机应用及特点现代经济生活中，绝大多数产品全部需要经过包装成为商品，才能进入流通领域，商品包装要借助包装技术及设备。所以包装设备在包装过程中是不可缺乏工艺手段。枕式包装机因为进行包装袋形状成枕状，像蛋黄派、米饼、饼干、方便面等，所以通常称作枕式包装，枕式包装机大致分为水平枕式和竖向纵式型，包装工序水平进行，所以称作枕式包装机。枕式包装机关键使用于固形物个装及多个物品等包装。包装工程从上向下进行装置则称作纵式包装机，纵式包装机使用于年糕、糖果、液体、粉袋、流体等包装。在市场上能够见到多种包装商品，包装形态多个多样。众多枕式包装品是由枕式包装机包装商品，枕式包装机于1930年代在美国得到开发，在日本中国真正开始生产已经有46年历史，这些包装机投入到了多种市场，得到了广泛利用。枕式自动包装机是包装设备中较为关键一个形式，用于包装块状物件，形状能够规则，也能够不规则。所以，实际包装中要求其适应范围广、工作平稳可靠、噪声低、生产率高。能够满足：小到糖果，大到家电；软到纸巾类日用具、硬到轴承小五金等商品包装需要。枕式自动包装机也称为卧式自动包装机，是将包装薄膜裹包在内装物外面，制作成枕形袋包装机。该机型从出现至今，已经历了数十年考验，仍然保持较强生命力。它含有独特包装形式：优异包装工艺；通用包装功效；巧妙结构设计和美观总体造型。可采取卷筒薄膜材料包含：玻璃纸、涂塑纸、复合材料、聚乙烯、聚丙烯、袋包纸等。在该机型中，卷筒状包装材料被逐步制成一个一个包装袋。袋子可有折进凹角，也可没有折进凹角，图2-6，折进凹角可使袋子两端显得光整利落，无喇叭口，厚度在25mm以上袋子通常要有折进凹角。可是高速制袋时常没有折进凹角。图2-6枕型袋图2-7所表示，薄膜从背架引到成型器而制成管筒状，管筒状薄膜边被翼封轮（即纵封牵引轮）拉着，匀速平稳地前进。有些不易拉动薄膜，需要背架上装上一个牵引辊，或在进膜轴上装一个送膜电机（图中未表示）来帮助送进（具体参见制袋设计引棍设计）。用弹簧张紧辊、导向辊、离合辊和牵引辊来调整薄膜张力及薄膜送进方向，各滚筒调整必需要合适，假如薄膜进角太小话，薄膜就会越过成型器而不成为管筒状。薄膜经过成型器被卷成卷筒状，欲包装物品在传送带输送下被送到管筒状薄膜中间，管筒膜两边则重合成翼鳍状，接下去封合后，就成为袋子背封。图2-7卧式枕型包装薄膜两边经过中封滚轮时候相互封合就成中封边，图2-8。两个中封滚轮上有着相互啮合滚花纹，同时向滚轮加热加压薄膜在纹中轧过，封口上轧出花纹。图2-8边翼封用一个封口切断装置即端封切断器进行端封，并将袋子切断成图2-9。端封切断器有回转式和往复式两种，封口上面刻有和中封轮表面一样花纹。端封器咬合后就在袋子端封处制出花纹，同时向袋子加热加压。切断刀通常全部装在端封器上，图2-10。所以端封封口和切断是同时进行。封口封合时滚合速度、封合温度、封合位置、封合压力全部是能够调整。图2-9回转式端封切断器图2-10端封封口中国包装机械起步较晚，起于上个世纪70年代，北京市商业机械研究所在研究了日本包装机械后，完成制造了中国第一台包装机，经过20多年发展，中国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，为中国包装工业快速发展提供了有力保障，有些包装机械填补了中国空白，已能基础满足中国市场需求，部分产品还有出口。但在现在，中国包装机械出口额还不足总产值5%，进口额却和总产值大抵相当，和发达国家相去甚远。在行业快速发展同时也存在一系列问题，现阶段中国包装机械行业水平还不够高。包装机械市场日趋垄断化，除了瓦楞纸箱包装机械和部分小型包装机有一定规模和优势外，其它包装机械几乎不成体系和规模，尤其是市场上需求量大部分成套包装生产线，如液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线等，在世界包装机械市场中均被几家大包装机械企业集团所垄断，面对国外品牌强劲冲击中国企业应该采取主动对策。从现阶段情况看，全球包装机械需求以每十二个月5.3%速度增加。美国拥有最大包装设备生产商，其次是日本，其它关键生产商还包含德国、意大利和中国。但未来包装设备生产增加最快是在发展中国家和地域。发达国家将从刺激中国需求中赢利，并在发展中国家寻求当地适宜生产厂家，尤其是在食品加工厂进行投资，提供包装机械设备。而中国自加入世贸组织以来取得了长足进步，中国包装机械水平提升很快，和世界优异水平差距逐步缩小。伴随中国日益开放，中国包装机械也将深入打开国际市场。据调查，现有包装机存在以下问题：（1）包装机长久存在着包装材料(薄膜)输送速度难以控制问题，薄膜输送速度不稳，对包装袋长精度和袋形质量影响很大:工作早期和末期，带膜卷直径改变很大，转动惯量改变，造成包装材料输送时拉力不均匀，使得封袋长度改变，包装袋长控制精度不高。（2）包装精度(充填精度)低且工作时不稳定。（3）包装速度低:现在国产包装机包装速度，小袋包装在60~120袋/分之间，包装速度超出80袋/分时包装质量将下降;中袋包装为35~60袋/分。国外设备包装速度已达成小袋包装为1200袋/分，中袋包装为160袋/分。（4）封口质量难以确保。①外观质量。国家要求，包装袋封口处应平整、网纹清楚，不得有灼化和压穿现象。而现有包装机不能很好达成国家标准;②包装成品封口强度低;③因为塑料包装材料和被包装物之间静电作用，在塑料袋内壁上会吸附细小被包装物粉粒，若不除去会造成横封口处封口不牢，严重影响包装袋封口质量。④自动包装机横封机构运动形式不合理，将造成封口质量问题。传统包装机封口机构，其左右封块是扇形开合，封口部位热封时间不一样，造成封口处不平滑，部分灼化或部分强度不够。两横封块机构采取左横封块运动时，两横封块对包装袋作用力不一样，会造成其封口不匀。而且封口周期长，包装速度慢。3总体传动系统设计3.1总体方案设计3.1.1功效和应用范围枕式自动包装机自上世纪五十年代开发到现在已经有数十年了，当初开发出机种功效单一，应用范围窄，不过轻易实现、可靠，图3-1所表示。能够看到，电动机动力和运动经过三角带（或称为V形带）或平皮带输送给分配轴，再由分配轴分给供送内装物、纵封牵引器、端封切断器、输出包装物等，只能对单一内装物及同一尺寸内装物进行包装。这么就存在有以下多个问题：（1）包装机生产能力不可改变；（2）包装机对内装物尺寸改变适应性差；（3）端封封切时线速度和纵封牵引供送速度应该一致，但必需改变端封封切运动规律来实现端封切断运动规律问题；（4）供送内装物、供送薄膜、纵封牵引、端封切断等最好配合问题。（5）是否要配置离合器，对调试是至关关键；（6）对刀调整问题；（7）当有印刷图案时，确保图案完整性问题。考虑到市场深入，大家对产品追求多元化、个性化。故产品包装范围要广、功效要齐全、速度要快。加上中国超市发展，推进高速枕式自动包装机发展，也提出了相适性功效和适用范围需求问题。适用范围以下：（1）包装材料：防潮玻璃纸、涂塑玻璃纸、聚乙烯、聚丙烯、袋包纸、铝箔和其它复合材料（2）包装物品：面包、糕点、蔬菜、加工食品、医药品、机械零件、通心粉及其它等快状物品（快速食品、冰淇淋、小饰物、药品、小五金和其它很多轻量小块状物品）。（3）包装规格：长20～520mm（20～50mm）;宽10～150mm(10～50mm)（4）生产能力：20～800pcs/min(125～300)（5）隶属装置：光电跟踪赔偿装置、计数装置、温度控制装置、工控装置等（6）电能消耗：1.2Kw3.1.2工艺分析枕式自动包装机是针对块状物件进行外包装一个手段。在工艺分析中，首先对内装物物件特征、包装材料和包装过程作具体分析和研究，并对单功效机分析，进行扩展其它功效，如扩展它包装尺寸范围、扩展它包装物件、扩展它包装材料、扩展它包装生产力等。这些扩展包含到关键部件分析比较，方便得出可靠机构。3.1.2.1内装物物件特征工艺分析前面提到，内装物件是部分块状物体，能够是很硬五金零件和很柔软纸巾。通常来说在设计时，为了简化结构，针对类型范围相近物件进行设计，所以就会选择部分相近物件在同一台机上包装。其次，内装物改变，只需简单更改零件就能够了。如尺寸大小变更能够调整成型器或更换成型器，其它能够只是简单调整。易碎物件能够在中封牵引、端封切断器上粘贴部分缓冲物料，而无需更换零件就能够使机械适应范围广。总而言之，高速枕式自动包装机适用范围极广，只要是成块状物件通常全部能够包装。3.1.2.2包装材料要求包装纸选择在包装机设计中也是关键。塑料包装问世，引发了包装机革命。使包装工艺、包装技术发生了巨大改变。如塑料包装，能够采取高频加热热封包装、或电热丝脉冲热封包装。如袋装快食面、饼干、糖果等，现在食品、医药行业采取聚乙烯薄膜包装是很广泛；纸张经涂塑料后复合材料包装也被广泛使用，如冰淇淋、面包等。高速枕式自动包装机多采取热封玻璃纸、聚乙烯和玻璃纸复合材料、铝箔复合材料等。考虑到在薄膜牵引时，薄膜要受较大张力，通常说来，包装速度越高，纸越轻易被拉断。假如包装纸拉力强度不够，势必影响包装速度提升。所以，选择包装纸质量是十分关键。3.2包装工艺方案确实定由第二章图2-7所表示，包装工艺路线是：薄膜经牵引辊牵引由导向辊进入成形器，再经纵封牵引器牵引并封边使薄膜成型袋筒形。图3-1工艺路线图1-供送链推头2-内装物件3-光电传感器4-备用卷筒薄膜5-牵引辊6-卷筒薄膜7-成型器8-牵引滚轮9-排气输送带10-纵封牵引滚轮11-横封切断刀12-输出毛刷13-输出皮带再图3-2所表示，是枕式自动包装机完整工艺路线图。卷筒薄膜6在成对牵引辊5，牵引滚轮8和纵封牵引滚轮10联合牵引下匀速前进，在经过成型器7时被折成筒状，供送链上推头1将内装物2推送入成型器中筒状材料内，物品便随同材料一起前进，端封切断器11热封左面袋后端和右面袋前端，同时在中间切断分开，输出皮带13将成品输出。从工艺上分析可知，为达成高速，要优化端封切断器11运动规律。因为11构件作非匀速圆周运动，是否适宜高速运行，要对端封切断器进行具体分析（参考端封切断器结构设计）。为满足其多功效，能够调整7尺寸和8、11速度等构件，来适应不一样内装物尺寸，达成满足大范围包装。简单更改成形器7，能够使其满足包装内装物尺寸改变，如宽度和高度。简单调整纵封牵引器速度，能够满足内装物长度改变。所以，要完成其多功效、范围广、高速度等，就必需设计出更为合理机构来满足要求3.3传动系统概述传动系统作用是将动力机动力传输给实施机构，以满足实施机构对转矩和转速要求。3.3.1传动系统作用1）把动力机输出速度降低或增高，以适应实施机构需要。2）实现变速传动以满足实施机构常常变速要求。3）把动力机输出转矩，变换为实施机构所需要转矩或力4）把动力机输出等速运动，转变为实施机构所要求、其速度按某种规律改变旋转或其它类型运动。5）实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或不一样速度实施机构。6）受机体外形尺寸限制或为了安全和操作方便，实施机构不宜和动力机直接联接时，也需要用传动装置来联接。3.3.2传动系统类型传动系统类型因机械种类不一样而不一样。按传动比或输出速度能否改变分为：定比传动和变速传动系统。按动力机驱动实施机构数目分：独立驱动、集中驱动和联合驱动传动系统。（1）定比传动系统定比传动系统实施机构速度或转速是固定，即其传动系统含有固定传动比，组成传动链各个步骤也应有固定传动比。（2）变速传动系统变速传动系统实施机构转速可在预定范围内改变，即其传动系统含有可调传动比。变速传动系统分为有级变速和无级变速传动系统。有级变速传动系统只能在一定转速范围内输出有限多个转速，而无级传动输出转速在一定转速范围内任意改变。（3）独立驱动传动系统系统各实施机构分别由动力机单独进行驱动独立驱动系统有下列三种情况：1）只有一个实施机构时2）有多个实施机构假如其运动之间无肯定联络，为简化传动系统机构，多采取独立驱动传动系统。当系统结构尺寸和传输动力较大，和各个独立实施机构使用较为频繁时，也适合采取独立驱动系统。3）数字控制机械伴随计算机技术发展，现代机械设备广泛采取计算机数控技术，如数控缠绕机、数控冲剪床及多种数控机床等。为了充足发挥数控技术优势，均采取独立驱动传动系统对多个实施机构进行单独驱动。各个实施机构之间运动关系则由指令及数控装置进行协调，以完成复杂型面加工及复杂运动组合。(4)集中驱动传动系统，由一个动力机对多个实施机构进行集中驱动。l）实施机构间有一定传动比要求2）各实施机构之间有动作要求这种情况多出现于机械控制自动机上，各个实施机构动作之间全部有严格时间和空间联络。通常见安装在分配轴上凸轮来操纵和控制各个实施机构运动，分配轴每转一转完成一个作业循环，各个实施机构动作次序均由各自凸轮曲线确保。所以，自动机实施机构即使较多，但常采取一个动力机集中驱动。3）各实施机构间运动相互独立各个实施机构间运动无传动比联络，采取一个动力机驱动，能够降低动力机数量，节省能源，尤其对于野外作业机械含有显著优点。对于中小型机械，还可简化传动系统。所选课题研究是血液透析识别系统二次包装，此包装过程关键分为，上料，制袋，裹包，牵引，纵封，横封切断，这种包装机实施机构有多个，且各个实施机构之间有一定传动比要求，且各个实施机构间有动作要求：在送料传送带没有输送过来被包装血袋时，只有送料带和成品输出带在运动，当输送过来血袋经过送料带另一端传感器时，传感器发出脉冲，使牵引和热封切断动作开始，也就是热封时输送带转动，前进一个包装血袋长度，同时也进行着纵封，横封及切断。在下一个脉冲到来时，输送带再走一个包装袋长，反复牵引，纵封，横封及切断动作，同时将包装好血袋输送到成品输出带输出，每来一个脉冲，就反复以上动作。所以这一部分需要集中驱动传动系统，同时为了确保包装精度和成品率，还需要定比传动。3.3.3传动系统初步确定包装机传动和控制机构，能够采取机械式，液压式，或气动式。应依据产品特点、生产能力、使用者情况等具体条件和机器动作复杂程度而定。高速枕式自动包装机通常包装速度在20～800pcs/min，最高能够达成3000pcs/min。要实现这么高包装速度，而且要确保动作相互协调和工作可靠稳定，用液压式或气动式控制机构还有困难，因为液体和气体有可压缩性，而且油液粘度大，高速换向运动时惯性冲击大、发烧高，液压还会因温度升高而使粘度改变，影响动作正确性，所以通常只用于活塞往复动作在40pcs/min左右机械。现在中国外在枕式裹包机中大多采取机械传动方法。因为连杆、凸轮机构一经调整后就能严格确保动作可靠性，而且能实现比较复杂动作，并配合当今电子技术和微机控制技术，更深入提升生产率。依据以上分析，本文设计高速枕式自动包装机操纵系统采取机械式控制系统，包含有：链条传动，带（齿形带）传动，齿轮传动，曲柄连杆传动等机构。一台包装机由哪些几部分组成，决定于包装工艺要求。枕式自动包装机由以下部分组成：（1）传动系统；（2）供纸装置；（3）成形器构件；（4）内装物输送系统；（5）中封牵引构件系统；（6）端封切断构件系统；（7）电气控制系统。初步确定以下传动系统图：图3-2传动系统简图3.4工作循环过程高速枕式自动包装机结构适合于连续式自动包装。从工艺上讲，其包装工作循环过程图3-3所表示。图3-3包装过程循环图工艺是连续，只有在内装物供送时，每送入一件必需确保端封切断器封切一件。所以其工作循环过程比较简单。3.5总体传动系统传动系统是机器关键组成部分，由它驱动各个实施部件，按工艺要求完成多种动作。传动系统传动精度，将直接影响机器包装加工质量。传动系统精度不高是机器振动、噪音关键起源。传动系统直接影响机器结构复杂程度，所以传动系统关系到机器结构和性能。由上面讨论过包装工艺知，传动系统组成由以下几部分组成：供送薄膜；内装物件供送；中封牵引运动；端封切断器运动。由包装工艺及循环过程知，它们几部分传动要求是：内装物供送推头间距应和袋长相适应。通常来说在枕式自动包装机中，内装物供送推头间距应等于包装物最长尺寸，方便达成大范围包装功效。理想情况是内装物被推送进成型器时和包装材料速度大致协调一致。在工作时，横封切断器应和包装薄膜材料运动速度相当，以免在横封时产生皱纹。为适应不一样包装袋长要求，选择变速机构驱动，使横封切断器热封切断瞬时角速度可调。应严格确保满足封切断器旋转封切一件时，内装物供送推头前进一个带长传动要求。端封切断器应在两袋之间中间位置热封并切断。当袋长改变时，它工作相位需作对应调整。3.5.1传动类型分析传动首先应该满足机器工作部分要求，并使动力机在较佳工况下运转。小功率传动常选择简单装置，以降低成本。大功率传动则优先考虑传动效率、节能和降低运转费用。当工作部分要求调速时，如能和动力机调速性能相适应可采取定传动比传动；动力机调速如不能满足工艺和经济性要求，则应采取变传动比传动。工作部分需要连续调速时，通常应尽可能采取有级变速传动。无级变速传动常见来组成控制系统，对一些对象或过程进行控制，这时应依据控制系统要求来选择传动。在定传动比传动能满足性能要求前提下，通常应选择结构简单机械传动。机械传动能适应多种动力和运动要求，应用极广。液压传动尺寸小,动态性能很好,但传动距离较短。气压传动大多用于小功率传动和恶劣环境中。液压和气压传动还易于输出直线往复运动。液力传动含有特殊输入和输出特征，所以能使动力机和机器工作部分良好匹配。电力传动功率范围大，轻易实现自动控制和遥控，能远距离传输动力。本文所设计包装机关键是机械传动来实现。机械传动是利用机件直接实现传动，其中齿轮传动和链传动属于啮合传动；摩擦轮传动和带传动属于摩擦传动。机械传动作用是传输运动和力，常见机械传动系统类型有齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、轮系等。(1)齿轮传动齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来实现，其基础要求之一是其瞬时角速度之比必需保持不变。齿轮传动特点:①能确保瞬时传动比恒定,平稳性较高,传输运动正确可靠;②传输功率和速度范围较大;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大传动比;④传动效率高,使用寿命长;⑤齿轮制造、安装要求较高.(2)蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动是用于传输空间相互垂直而不相交两轴间运动和动力。(3)带传动带传动是经过中间挠性件（带）传输运动和动力。带传动关键用于两轴平行而且回转方向相同场所，这种传动称为开口传动。带传动通常有以下特点：①有良好饶性，能吸收震动，缓解冲击，传动平稳噪音小；②带传动过载时，带在带轮上打滑，预防其它机件损坏，起到保护作用；③结构简单，制造，安装和维护方便；④带和带轮之间存在一定弹性滑动，故不能确保恒定传动比，传动精度和传动效率较低；⑤因为带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大压轴力；⑥带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；⑦带寿命较短，需常常更换。因为带传动存在上述特点，通常情况下，带传动传动功率P≤100KW，带速v=5-25m/s，平均传动比i≤5，传动效率为94%-97%。同时齿形带带速为40-50m/s，传动比i≤10，传输功率可达200KW,效率高达98%-99%。(4)链传动链传动是由装在平行轴上主、从动链轮和绕在链轮上环形链条所组成，以链条作中间挠性件，靠链条和链轮轮齿啮合来传输运动和动力。链传动特点:①和齿轮传动比较,它能够在两轴中心相距较远情况下传输运动和动力;②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬不良环境中工作;③和带传动比较,它能确保正确平均传动比,传输功率较大,且作用在轴和轴承上力较小;④传输效率较高,通常可达0.95～0.97;⑤链条铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;⑥安装和维修要求较高.链轮材料通常是结构钢等.(5)轮系由一系列齿轮组成传动系统统称为轮系，广泛应用于多种机械设备中。轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。轮系关键特点：适适用于相距较远两轴之间传动；可作为变速器实现变速传动；可取得较大传动比；实现运动合成和分解。比较上面不一样传动类型优缺点，结合本文所设计包装机需要远距离传输，若关键采取齿轮传动，需要多级惰轮，结构复杂，安装要求高，而采取链轮传动，既能够实现较远距离传输，结构大大简化，而且，工作环境要求不高，易于安装。3.5.2对传动系统分析对于牵引辊、主传送滚轮和中缝热封滚轮，它们运动首先要保持材料在整个运动过程中有适宜张紧力；其次它们运动速度应和供送袋长相适应。当包装薄膜材料印有商标图案，并要求图案和物品一直保持相对位置时，则需要自动赔偿供送长度和图案间距不一致所造成积累误差下面就接缝式自动包装机传动系统进行分析，分析图3-1所表示传动系统，能够得到图3-4所表示传动系统图。。图3-4枕式包装机传动系统图图中各符号含义是：n－－电动机或终端传动轴转速。D、d－－带轮计算直径。Z－－齿轮齿数。z’－－链轮齿数。i－－传动比在设计中，确定该传动系统传动比及生产能力，进而给出整个传动装置选型和分配齿数。根据传动要求对相关传动链进行必需分析计算。依此到出各传动链传动比关系式，令（3.1）（3.2）则供送内装物每分钟供送件数：（3.3）（3.4）中封牵引每分钟牵引长度及每个袋长度：（3.5）（3.6）则对应每袋长度为：（3.7）供送薄膜每分钟长度为：（3.8）（3.9）则对应每袋长度为：（3.10）端封切断器传动关系：（3.11）（3.12）端封切断器线速度和中封牵引线速度必需一致，故端封切断器线速度为：（3.13）要求：（3.14）则：（3.15）输出包装物输送带传动：（3.16）（3.17）（3.18）要求：（3.19）经过以上分析，能够知道这一简单工艺路线，只能生产单一产品。对于内装物改变，就不能适应。为了达成高速、多功效、大范围内进行枕式自动包装，能够从以下儿方面进行设置配置：配置多功效：为使能包装不一样尺寸内装物，能够在不改变端封切断机构基础上，使中封牵引加紧速度（包装长度大内装物）和减慢速度（包装长度小内装物）。所以，在中封牵引器传动机构前加装一个变速装置。因为配置了中封牵引器速度可调，从而引发了薄膜输送速度改变，故要求端封切断器在封装切断瞬间速度和中封牵引器输送薄膜速度相当。所以，在端封切断器传动之前加装一个非匀速传动装置（使其旋转一周时，会时快时慢）。在时间不变情况下，圆周上线速度是改变，使其封切瞬间速度和中封牵引速度相当。为了实现大范围包装，在分配轴前输入级中，对整机进行调速控制,以实现能够包装速度调整。为实现高速包装，对端封切断器变速机构进行深入探讨。当包装薄膜材料印商标图案，并要求图案和物品一直保持相对位置时，则需要自动赔偿供送长度和图案间距不一致所造成积累误差。在中封牵引前加装赔偿机构。为了端封切断器封切位置恰好在头尾两袋子中间，在端封切断器前装有调整机构。3.5.3其它结构运动分析3.5.3现代裹包机采取卷筒材料日趋增多。所以，和预先裁切好平张材料相比，卷筒材料更适宜于包装机连续化、高速化和自动化。故高速接缝式自动包装机是采取卷筒式包装材料。3.5.3通常来说，差动赔偿机构较为常见，也有直接采取伺服电机进行直接驱动中封牵引器。这对电气控制系统要求极高，故较为少用。而在此只考虑用差动赔偿方法，在轮系传动中，存在两个自由度机构图3-6所表示图3-5差动机构就图可知，当微型电机不进行跟踪赔偿时（即微型电机不动），微型电机被制动。图中齿轮a不动，所以能够经过上面式子确定差速机构。也能够由上面这些式子进行分配链轮齿数和齿轮齿数。3.5.3.3因为包装袋子长度改变，而在其它不变情况下，要考虑端封切断器在封切瞬间线速度，满足包装薄膜牵引供送线速度相一致要求。有必需使端封切断器转速作非匀速变速运动，实现非匀速变速运动。在现有条件下，本文能够推算出每分钟端封切断器封切件数，这一件数和供送内装物每分钟供送件数一致。3.6包装机工作部件结构及传动设计伴随人类社会进步，国民经济发展，人民生活水平提升，大家对商品包装越来越重视，商品包装对其造型，结构，材料和包装技术和方法等方面要求是多个多样。因为包装机必需适应商品包装要求，造成其种类繁多，类型各异，专业化情况、自动化程度、生产率水平也大相径庭，但完成关键包装工序如成型、充填、封口、裹包和清洗、干燥、杀菌、贴标、捆扎、集装等却有相近之处。不管它适应于何种物品包装，依据其工作原理、结构设计和功效特点，我们把包装机工作部件分为包装机结构及其组成中完成各相关包装操作自动机械装置，即包装物品供料装置、计数装置、包装材料和容器供送装置、装填灌注装置、封口实施装置、转位及定位装置等。本章着重分析研究这些装置在包装机中作用、工作原理、结构形式和设计等方面问题。3.6.1工作部件分类和设计要求3.6.1.1工作部件分类包装机械工作部件分类方法很多，这里仅按包装功效进行分类，它们能够分为以下几类：供送