一种整形压力可调的软包装袋整形机的设计

2016-09-13郑惠萍段小磊赵小明刘占阳陈琳河北科技大学机械学院河北省机电一体化中试基地

河北农机 2016年2期

郑惠萍段小磊赵小明　刘占阳　陈琳、河北科技大学机械学院　、河北省机电一体化中试基地

一种整形压力可调的软包装袋整形机的设计

郑惠萍1段小磊1赵小明1刘占阳2陈琳1
1、河北科技大学机械学院2、河北省机电一体化中试基地

整形是软包装袋产品码垛中一道必不可少的工序，整形的结果直接影响成品垛的结实和整齐程度。皮带整形机的上皮带输送机产生的压力和上下皮带输送机构之间的距离直接影响整形的美观程度和整形过程的顺利进行，而现有的软包装袋整形机都属于专用设备而且不具备压力调节的功能。本文给出了一种整形压力可调的软包装袋整形机的设计，该设计利用杠杆原理实现了整形压力的调节，通过千斤顶位置的调节来实现上下皮带输送机距离的连续变化，使得整形机的产品适应性得到了大大的增强。

整形机；压力调节；软包装袋

引言

在软包装袋的码垛生产线中，整形机的压平整形过程是至关重要的，通过整形机整形后的包装袋最后才可以码出整齐、结实的垛形。目前国内包装机械厂家生产的软包装袋整形机大体分为两种，一种为皮带式整形机，另一种为滚筒式整形机，都属于满足特定尺寸包装袋整形的专用设备［1］。由于上下输送机的距离是固定的，在工作时上输送机通过其自身的浮动装置可以随着包装袋的厚度向上浮动［2-3］，但该浮动量非常有限，当包装袋尺寸的厚度改变较大或者更换产品时，这样的整形机将不能再使用［4］。现有整形机的压力调节主要是靠上输送机的配重来实现的，配重块的调节只能使其产生特定的压力，适用性相对来说比较差。在实际工作中由于包装袋的尺寸不同及物料种类的不同导致需要的压力大小及上下输送机之间的距离也就不同，由此可见，这样的专用整形机是很难满足生产要求和市场需求的［5］。为了解决此问题，本文给出了一种整形压力可调的软包装袋整形机的设计，本文设计的软包装袋整形机是皮带输送式的［6］，它的压力大小是靠杠杆、秤砣构成的具有连续调节功能的压力调节装置来实现的，上下输送机的距离由千斤顶调节装置来完成。

图1　软包装袋整形机示意图

1　软包装袋整形机的组成

本文设计的软包装袋整形机示意图如图1所示，其中包括下皮带输送机、上皮带输送机、压力调节装置、连接机构及机架。

该整形机采用上、下双动力压平，上下皮带输送机分别由电动机提供动力通过联轴器连接来驱动，上下皮带输送机通过电气控制来实现速度同步。下皮带输送机构通过螺栓连接在机架上，下皮带输送机两侧安装有挡板，其目的是保证软包装袋在压平时侧面的平整，同时两侧挡板的距离可以调节满足宽度不同尺寸包装袋的整形。上皮带输送机通过关节轴承和连杆与机架相连接，软包装袋的入口处设计成带有20°倾角的形状，作用是可以保证包装袋顺利进入整形机，在包装袋进入整形机时，由连杆和关节轴承连接上皮带输送机构成的平面四杆机构可以根据包装袋的厚度向上浮动。四个压力调节装置通过销轴安装在机架上，分别用连接在千斤顶上的铰接块顶住上皮带输送机机架四个角的位置，另一端通过螺纹连接用螺母紧固。通过调节千斤顶的高度来适应通过整形机的软包装袋的厚度，通过改变秤砣质量和位置来调节上皮带输送机的压力，从而可以保证软包装袋整形完好无损。

2　压力调节装置的设计

2.1压力调节装置的结构

图2　压力调节装置示意图

压力调节装置如图2所示，其中包括销轴、杠杆、秤砣、秤砣杆、限位支撑板、千斤顶、铰接块。销轴通过螺纹连接固结到机架上，杠杆与销轴间装有深沟球轴承，保证杠杆在销轴上可以灵活转动，两端用挡圈卡住保证轴向固定。千斤顶通过螺纹连接在杠杆的右端，工作时根据软包装袋的厚度尺寸来确定千斤顶的位置。限位支撑板通过螺栓与机架相连，限定杠杆顺时针转动时的极限位置（即杠杆水平位置）。铰接块通过铰链连接在千斤顶的顶部与上皮带输送机的底部接触，保证铰接块与上皮带输送机构始终处于平面接触状态，减小其压强，延长零件工作寿命。杠杆的左侧有一个长槽，秤砣杆可以在槽内左右移动，通过改变秤砣的质量和位置来实现压力连续调节的目的。

2.2压力调节装置的压力调节范围

一个秤砣的质量为m，一处挂n个秤砣，上皮带输送机的质量为M，千斤顶与销轴的中心距为L1，秤砣杆位于O2时其距销轴的中心距为L2，根据杠杆平衡原理可得，单个千斤顶上产生的支承力大小为：。

上皮带输送机获得的支承力大小为：F=4f。

上皮带输送机对包装袋产生的压力大小为：N=Mg-F。

其中秤砣杆的位置可以在A到B之间移动，L2的取值在［Lmin，Lmax］之间，故单个千斤顶产生的支承力大小的范围为：fmin≤f1≤fmax。

上皮带输送机获得的支承力范围为：4fmin≤F1≤4fmax。

所以，上皮带输送机对包装袋产生的压力范围为：Mg-4fmin≤N1≤Mg-4fmax。