水平给袋式包装机的改进设计

朱永昌

(安徽理工大学机械工程学院 安徽 淮南 232001)

引言

包装机械是包装工业的基础，也是包装工业的制高点，包装机械的发展水平决定了包装工业的发展速度和发展水平[1]。由于我国包装机械起步较晚，技术水平较低，同发达国家相比还有较大差距，大部分技术都落后20年左右[2]。国内包装企业大部分生产规模都比较小，它们的生产与研发能力都比较弱，开发出来的产品存在可靠性差、使用寿命短、运行速度低、装配维护难度大等问题。

一、结构与工作原理

如图1所示，水平式给袋包装机由后部传动系统、机架、取袋装置、上接袋装置、开袋装置、填料装置、下接袋装置、小车装置、撒料收集装置和下料接盘等组成。

1.取袋装置、2.上接袋装置、3.开袋装置、4.填料装置、5.下接袋装置、6.小车装置、7.撒料收集装置、8.下料接盘、9.后部传动系统、10.机架图1 水平给袋式包装机

该设备工作过程是先由取袋装置将制好的袋子取至工作工位，再由小车将袋子传递至上接袋装置，并在此工位进行打码；后由小车将袋子传递到开袋装置工作工位，打开袋口；由小车传递到填料装置与下接袋装置，下接袋装置将袋子夹紧后填料装置方可填料；填料完成后由小车将袋子传递至热封装置进行封口，最后由小车传递至下料接盘完成整个包装过程。(工艺流程如下)

二、现有水平给袋式包装机结构分析

基于上述水平给袋式包装机的组成，后部传动系统包括电机、主轴、摆杆轴、开合轴、各凸轮，各凸轮通过中间的摆杆、连杆将运动传递给对应的执行机构，各凸轮在主轴圆周上的相对位置决定了各执行机构的运动关系，即时序，现有水平给袋式包装机其凸轮之间的相对位置在设计时并没有完全确定，而是通过后期调试来找到其正确相对位置并用多个顶丝固定，这种方法费时费力，调试困难，并且主轴上的凸轮仅靠顶丝固定是非常不可靠的，各执行机构很难保证正确的相对运动；该主轴属于细长轴，轴的刚度不好，为加工和装配又增加了难度。

此外，各执行机构之间的相对位置关系也需要保证，现有设备各执行机构通过普通螺栓固定在基板上，因螺纹有间隙，执行机构与基板接触的面未加工，造成其三个方向上均没有定位，这样可能造成上游执行机构的运动与下游执行机构的运动衔接不上或发生干涉，从而造成运动关系完全紊乱的情况发生。

三、新型水平给袋式包装机的设计

(一)新型水平给袋式包装机的设计目标

基于上述对现有水平给袋式包装机的介绍，该新型水平给袋式包装机应具有自动化程度高、高速高效、可靠性好的包装效果，满足更高市场需求，适应先进包装机械的发展趋势，并且要降低设备的装配难度，提高设备的精度。

(二)新型水平给袋式包装机的设计难点

通过对上述水平给袋式包装机的功能及主要设计目标进行分析，可总结出其主要设计难点如下：

(1)主轴属于细长轴，刚度不好，轴上安装有五个凸轮和若干零部件，其中凸轮均需定位，定位精度要求比较高，造成主轴加工困难，装配难度大；

(2)该设备是多工位配合实现功能，每一个工位的初始位置要准确，如何准确定位每一个工位的初始位置是该设计难点之一。

(三)新型水平给袋式包装机的设计

如图2所示，新设备的主轴分为左右两段，分别为主轴左半段、主轴右半段，两轴先独立加工(圆周上的键槽先不加工)到各自零件图要求后，主轴左半段、主轴右半段通过图示方法连接，先将主轴左半段放入左右主轴连接套，然后将主轴右半段慢慢放入左右主轴连接套，左右主轴连接套上开有观察孔，方便主轴左半段凹槽与主轴右半段凸键连接，接着加工整根轴上面的键槽；将轴分成两段，这两段轴的刚性必然提高，加工时变形小，这样大幅度降低了整根轴的加工难度，提高了加工精度，并且轴上的各凸轮通过空心套进行定位，这样大大降低了主轴的加工量；因为是分成两段，装配的难度也降低了许多，并且可以进行模块化装配，维护时更加方便。

1.主轴左半段、2.主轴右半段、3.左右主轴连接套图2 新主轴连接

新设备的基板上焊接有许多的块，这些块焊接后需要用数控铣床进行加工，保证各定位面的相对位置尺寸及表面粗糙度，这样与其配合的零部件的初始位置就能得到很好的保证，装配时无需调整。

四、结论

本文通过对水平给袋式包装机进行改进设计后，有效解决了现有水平给袋式包装机的技术缺陷，解决了现有水平给袋式包装机主轴加工难度大、装配难度大、可靠性差等问题，使得新设备装配简单、调试简单、可靠性好、运行平稳。