水泥插袋机插袋头装置的研究

徐卓然

引言

水泥产品是最重要的建筑材料之一，主要用来生产混凝土及水泥制品，并进一步应用于建筑工程之中。随着我国近年来城乡建设步伐的加快，国家在基础设施方面投资的增加，房地产业的蓬勃发展，对水泥的需求量也在不断上升。而随着水泥的需求量日益增大，这对水泥包装的要求，尤其是在包装精度、自动化程度和包装环境方面的要求越来越高。旧的水泥包装系统采用人工装袋，环境差，空气中的水泥粉尘飘浮物对人体健康的危害极大。这些污染物既可以引起包括肺癌存内的呼吸系统疾病，还可以通过呼吸系统进入血液，引起人体其他系统的疾病，如引起急性中毒和死亡、慢性中毒等，另外还有致畸变的作用，对操作人员的身体健康造成很大伤害，而且人工操作效率低下已远远不能适应新的要求。這就需要研制一种自动化程度高、精度高、环保、价格低的新型装袋系统。据此，本文提出了一套水泥包装袋插袋机插袋头装置，它具有技术先进、插袋速度快、自动化程度高、失误率低、工艺布置灵活等特点，是水泥制造业提高水泥包装效率、减少职业危害的重要装备的重要组成部分，很好地解决了传统水泥装袋系统存在的问题。

1、工作原理

该装置是一个典型的机械和气动相结合的机构，利用气缸旋转带动齿轮啮合旋转，驱动夹紧臂张开和夹紧，然后利用水泥袋的密封性，结合气动吸盘将水泥袋张开，插入水泥灌装机构上进行水泥灌装。

2、结构介绍

水泥插袋机插袋头装置机构如图2.1所示。组成机构的零部件按顺序标示序号，依次分别为：1.插袋头箱体；2.主张开旋转气缸；3.旋转气缸轴承压盖；4齿轮；5传动键；6小夹紧臂；7.锁紧螺母；8.端盖轴承座；9.轴承压盖；10.I级传动轴；11.插袋头防护罩；12.I级传动轴左轴承压盖；13.传动轴承；14.小轴承压盖；15.小传动轴承；16.II级传动轴；17.气缸连接板；18.大夹紧臂；19.气动吸盘夹紧器；20.夹紧块；21.拉开气缸；22.连接杆。该机构以插袋头箱体为基础，将两根I级传动轴安装在箱体里面，I级传动轴两端通过轴承支撑。两根I级传动轴上面各安装一个齿轮，两个齿轮相互啮合，I级传动轴上面各安装一个小夹紧臂，传动轴上面有键定位小夹紧臂，并带动小夹紧臂旋转。两个小夹紧臂通过锁紧螺母使其紧紧贴在齿轮上面，小夹紧臂前端安装夹紧块。I级传动轴两端的轴承内环靠轴肩固定，外环靠轴承压盖固定。I级传动轴右端连接主张开旋转气缸，主旋转气缸旋转带动I级传动轴转动。I级传动轴与II级传动轴通过连接杆相连，连接杆中含有轴承，内环靠轴肩固定，外环靠轴承压盖固定。两个II级传动轴前段安装大夹紧臂，大夹紧臂上安装气缸连接板及拉开气缸，可以使大夹紧臂二次张开。大夹紧臂前端安装气动吸盘夹紧器用于水泥袋的张开。

3、动作顺序

水泥插袋机插袋头装置的动作顺序入图3.1所示，当插袋头处于状态1的情况时，插袋头所有的夹紧臂都是张开的，这样移动到水泥袋上端，然后插袋头处于状态2，将水泥袋紧紧夹住，夹住之后插袋头处于状态3，带有气动吸盘夹紧器的大夹紧臂张开，将水泥袋张开，准备插入水泥灌装机构后，整个插袋头恢复到状态1，等待进行下一个水泥袋的夹紧。

4、主要特点

水泥插袋机插袋头是由典型的机械结构并结合了气动系统共同组成的。它主要具有以下几个特点：1）结构简单可靠，采用的插袋头结构全部为成熟典型的机械结构，如齿轮传动、典型的阶梯轴结构两端轴承支撑、成熟的气缸驱动使动作成功率高非常高2）插袋速度快，3）自动化程度高，整个插袋过程全部自动化控制，所有的夹紧水泥袋和插入水泥袋的动作完全由机械结构和气动系统完成，没有任何人工参与；4）工艺布置灵活5）使工作环境得到提高。

5、适用场所

本设计可以实现自动化插袋，主要用于粉末性产品的装袋过程，如水泥、面粉等。可以大量降低操作人员在恶劣环境的工作并且提高生产效率。

6、结束语

2015年头5个月我国水泥产量已达到8.57亿吨，已经成为我国重要的支柱产业，面对如此大的需求，和恶劣的生产环境，各大水泥生产企业迫切需要一种结合了我国水泥行业对自动化装袋设备的发展需求，将数控技术、智能技术、模块化设计、可靠性设计等结合起来，研发具有自主知识产权的智能、高效、可靠的数控插袋结构，用高新技术改造和提升该行业的核心竞争力，改善操作工人工作环境，降低工人劳动强度，提高产品的档次、技术含量和附加值，提升市场竞争力。

（作者单位：沈阳机床成套设备有限责任公司）