颗粒包装机的设计 毕业设计.doc

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1、V哈尔滨工业大学毕 业 设 计题目： 袋装小颗粒包装机的结构设计 学 生： 王涛 学 号： 2100312110 院 （系）： 机电工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化指导教师： 陈晨 2014 年06 月06日联系qq:940437604全套CAD、说明书、设计手册 袋装小颗粒包装机的结构设计摘 要本论文是关于小颗粒食品的包装设备简称颗粒包装机的设计。颗粒包装机是将小颗粒的食品装入袋内，再封装。主要适用于食品、医药、茶叶、化工、等产品中松散状、无粘性、细小的颗粒物品的小剂量自动包装，主要由包装材料输送机构、成型机构、封口机构、送料机构、切断机构、机架等组成，具有操作简单、生产量大、适用范

2、围广等特点。本设计进行了颗粒包装机的设计方案论证、包装原理分析、机械结构设计和强度计算等，设计的颗粒包装机主要由供料料斗、定量供料器、包装薄膜供给、成型、纵封、横封和切断，其工作原理是塑料薄膜安装在退卷装置上，经过导辊的引导输送塑料薄膜在成型器的作用下形成袋状，这时纵封将袋封上纵向口，喂料装置下料，横封辊在将其封住横向开口，并且切断。至此一个包装袋形成。在本次设计中采用了三角形成型器，转盘式定量可调供料器，滚轮纵封装置，整体加工式横封辊切断结构。滚轮纵封装置将以往的纵封和牵引合为一体，这样既节省了空间，又使整体更具有美观性。整体加工式横封辊结构将横封和切断装置合成一体，减少了封装时间。本机具有

3、整体性好、运动精度高、工作效率高、安全可靠、操作容易、制造成本低等特点。关键词：颗粒包装机，结构设计，袋成型，纵封，横封The Overall Structure Of The Particle Packing Machine Design ABSTRACTThis paper is about the design of the packing equipments with small grain food which is call for grain packer. the grain packer is to pack the food of the small grain into

4、 the bag inside, then seal the bag.It is generally used in food, medicine, tea, chemicals, and other products in loose form, non-sticky, tiny particles goods in small doses automatic packaging, mainly by the packaging material transport mechanism, forming mechanism, sealing mechanism, feed mechanism

5、, cutting institutions, racks, etc., with simple operation, production capacity, wide application and other characteristics.This design makes packing machine design argument, packaging principle analysis, mechanical design and strength calculation, particle packing machine designed mainly by the sup

6、ply hopper, metering feed, packaging film supply, molding, longitudinal sealing, transverse sealing, quantitative feeder, cutting components, its working principle is the plastics thin film installs at equipment for withdraw the film, hasing been led the leading roller to molding machine, with which

7、 the film is form pockety, at this time vertical-seal seal the vertical caliber, feeding machine put the feed into the pockety, horizontal-seal seal the horizontal caliber, and cut off. Thus pockety is done.In triangle shape is adopted in this design, quantitative adjustable disc feeder, roller long

8、itudinal sealing device, processing type horizontal sealing roller to cut off the structure as a whole. Vertical-seal rolling device will be former seals with lead to match for integral whole, thus this device saved the space, and make the whole even have the beautiful again. Integer machining type

9、horizontal-seal make the whole horizontal seal with the cut-off device synthesize the integral whole, reducing sealing-pack time.The machine has good integrity, high precision, high efficiency, safety and reliability, easy operation, and low manufacturing costs.KEY WORDS: The grain packer, Structura

10、l design, Bags molding, Longitudinal sealing, Transverse sealingIII目 录摘 要IABSTRACTII目 录III1 绪 论11.1 包装机械的作用11.2 包装机械的分类11.2.1 按包装机械的自动化程度分类11.2.2 按完成包装产品的类别分类21.2.3 按包装机械的功能分类21.3 包装机械的特点21.4 颗粒包装机械的组成21.5 我国颗粒包装机械的现状31.6 我国颗粒包装机存在的主要问题31.7 颗粒包装机械的发展趋势42 颗粒包装机总体结构方案设计52.1 颗粒包装机设计参数52.2 颗粒包装机的设计方案52.

11、3 颗粒包装机总体设计72.3.1 执行机构72.3.2 支撑形式选择72.4 机体强度设计83 制袋成型器及供料装置的设计103.1 制袋成型器的设计103.1.1 专用制袋成型器103.1.2 袋成型机构的选择113.1.3 袋成型机构的设计123.2 供纸装置的机构设计133.2.1 纸输送机构设计133.2.2 引导装置154 包装物料供送计量装置174.1 包装物料的基本分类174.2 包装物料计量供送的基本要求174.3 容积式计量装置174.3.1 容积可调式量杯计量装置174.3.2 量杯式计量装置的生产能力185 封口器的设计205.1纵封器的设计205.1.1 塑料薄膜热封

12、原理205.1.2 纵封器的设计及计算215.2 横封切断设计225.2.1旋转式横封器设计235.2.2 横封器结构236 总结和展望276.1 总结276.2 前景展望27致 谢28参 考 文 献29 29袋装小颗粒包装机的结构设计 1 绪 论包装机械是完成全部或部分包装过程的机械。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。包装机械的范畴广泛，种类繁多。我设计的是一个自动制袋装填包装机，包装过程包括成型、填充、裹包等主要包装工序；自动颗粒包装机是针对食品、医药、茶叶、化工、等产品中松散状、无粘性、细小的颗粒物品并能自动进行几道集中工序的包装机，大

13、部分应用于食品、生活行业，跟人们的生活关系密切。通常自动制袋装填包装机所采用的包装材料是卷筒式包装材料，在机器上实现自动制袋、装填、封口、切断等全部包装工序。其包装材料可以为塑料单膜、复合薄膜等。对于不同的机型，可以采用单卷薄膜制袋或两卷薄膜制袋的形式，但主要以前者居多。本设计将是以单卷薄膜制袋形式的。1.1 包装机械的作用包装机械是使产品实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现代工业生产中起着相当重要的作用。1）大幅度的提高生产效率 如颗粒包装机的生产率可高达30000袋/h，这是手工包装无法比拟的。2）降低生产劳动强度，改善劳动条件， 如手工包装糖果，一个工人8小时要重复动作8000

14、0多次；如果广泛的采用包装机械代替手工包装，不但能将包装工人从繁重的体力劳动中解救出来，还大大改善了工人的劳动条件。3）保护环境，节约原材料，降低成本 手工包装液体产品时，易造成产品外溅；包装粉末状产品时，往往造成粉尘飞扬，既污染了环境，又浪费了原材料。采用机械包装能防止产品的散失，既保护了环境，又节约了原材料。4）改善产品卫生条件，提高产品包装质量，增强市场的销售能力。5）延长产品保质期，方便产品的流通 采用真空、换气、无菌等包装机，可使食品等流通范围更加广泛，延长食品的保质期。6）减少包装场地面积，节约基金投资 采用机械包装，产品和包装材料的供给是比较集中的，各包装工序安排比较紧凑，因而减

15、少了包装的占地面积，可以节约基建投资。1.2 包装机械的分类1.2.1 按包装机械的自动化程度分类1）全自动包装机。全自动包装机是自动供送包装材料和内装物，并能自动完成其他包装工序的机器。2）半自动包装机。半自动包装机是由人工供送包装材料和内装物，但能自动完成其他包装工序的机器。1.2.2 按完成包装产品的类别分类1）专用包装机。专用包装机是专门用于包装某一种产品的机器。2）多用包装机。多用包装机是通过调整或更换有关工作部件，可以包装两种或两种以上产品的机器。3）通用包装机。通用包装机是在指定范围内适用于包装两种或两种以上产品的机器。1.2.3 按包装机械的功能分类包装机械按功能不同，可分为：

16、充填机、干燥机、灌装机、杀菌机、封口机、捆扎机、裹包机 集装机、多功能包装机、辅助包装机、贴标签机、包装容器制造类、清洗机、无菌包装机械，以及完成其他包装作业的辅助包装机械。1.3 包装机械的特点包装机械大部分属于自动机，既具有一般自动机的共性，也具有其自身的特性，主要特点如下：1）大多数包装机械的结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。为满足性能要求，对零部件的刚度和表面质量等都要较高要求。2）用于食品和药品的包装机械便于清洗，与药品和食品接触的部位要用不锈钢或经表面处理的无毒材料制成，符合药品和食品的卫生和安全要求。3）包装执行机构的工作力一般都较小，电机功率也较小。4）包装机械一般都

17、采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节生产能力。5）包装机械自动化程度高，大多采用微机控制，实现了操作和控制的智能化。6）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机械的设计中应注意标准化、通用化、系列化、模块化及多功能性。1.4 颗粒包装机械的组成自动颗粒包装机主要由以下6大部件组成：1） 包装纸输送机构：把圈在筒上的单层包装纸通过设计的绷紧机构以平张薄膜的形式输送到纸袋成型机构。2） 袋成型机构：把接收到的平张薄膜通过三角板和圆弧槽卷成圆筒状，利于竖封和供料。3） 热定型式封口机构：利用特殊处理过滚轮的回转，对圆筒状包装纸进行枕式竖封

18、，并在竖封同时利用摩擦牵引包装纸，使之向下运动，保证包装纸的持续成型；横封机构是回转机构，对以竖封的筒状包装纸周期性的封口。所以，结合成型机构，就实现了：卷状平张筒状竖封横封。4） 送料机构 通常有导管连通容器和灌装带，并可以调节流速大小。5） 切断机构：在热定型式封口机构持续运转的同时，切断机构通过凸轮回转推动推杆，使切刀周期性的接触，从而从中切断横封的封区。6） 输送机构：利用带式输送机持续传递已包装好的产品。1.5 我国颗粒包装机械的现状我国包装机械发展较晚，目前正处于起步应用阶段，虽然从九十年代后，我国的制袋充填机有了较快发展，通过参考国内外产品进行消化吸收，自主开发研制，技术上有了很

19、大的提高，但与国外相比，国内大多数产品技术含量低，产品差异程度低，成熟产品技术易模仿和抄袭，造成低水平重复，阻碍了对包装机的技术创新和发展。在产品技术方面，国内颗粒包装机的主要特点如下：1）速度低，品种少国外大多数制袋充填包装机根据包装物料的不同和产量的大小，一般在20-100袋/分之间，大多为单列式包装，封合形式一般是三边封，四边封和背封式。2）精度低采用螺杆充填的粉料计量充填系统，当充填量为100g1000g时，国外机器的计量精度一般1%，而国内一般在62%63%之间。3）可靠性低国内一些企业为了能在产品初期快速赚钱，低价格倾销，采用无质量保证的电子元件、控件或低级的原材料，再加上无规范的

20、加工和装配工艺，没有针对具体情况进行改造，导致产品不稳定或不适合用户使用要求。4 ）自动化和智能化水平低近年来，我国的包装机械虽采取了一些PLC和具有智能控制功能的仪表，但总体来说，大多数还是低水平的机电控制，还没有带有数据储存、采集、修正功能的机器。1.6 我国颗粒包装机存在的主要问题颗粒立式包装机虽然占地面积小，成本低，但在包装粉末型物料的效果与物料品种兼容性这两项要求上，大多数这种设备中都不能尽如人意。粉末型产品颗粒细小，在包装过程极易产生粉末“反扑”现象。“反扑”现象会造成包装封口不严，并会在一定程度上污染工作环境，因为立式包装设备是垂直下料，下料口与包装袋袋底距离较大，并且是在包装的

21、同时进行制袋，在下料过程中物料以包材为“滑梯”滑入袋内，如果粉末扬起，则会污染封口，致使封口不能被密封，这样一来，产品的质量往往会受到影响。其次，生产混合型物料时，立式包装设备因为无法在设备上曾加工位，所以在灌装时必须将物料预先混合才能下料，但实际生产中往往因为物料预先混合或传输过程中的不均匀，导致实际产品混合比例与配方比例不符。粒状物料飞溅严重，粉尘飞扬，空气污染严重，工作环境恶劣，有毒有害的粉尘对人体伤害严重。而且对食品、药品采用手工包装不能符合卫生要求，以及对人体有毒有害的物品更需要自动化、无人化包装。比如给料系统的优劣，也将直接影响计量结果，有时，甚至造成设备无法使用的严重后果。因为给

22、料过程中的落差，是对一部分物料的估计值，如果给料系统不稳定，那么落差就处于不稳定状态，计量结果就会不稳定。因此尽快解决粉粒状物料高速度、高准确度自动定量充填包装技术难题具有非常重要的意义。另外，在颗粒包装机中还可能存在夹料、包装袋错边或起皱、包装袋封口不严、包装袋外形不正等问题。1.7 颗粒包装机械的发展趋势包装机械发展生产增长最快的是在发展中的国家和地区，发达国家将从刺激国内需求中获利，并在发展中国家寻求合适的生产厂家，特别是在食品加工厂进行投资，提供包装设备。国外的包装机械发展情况尤其以美国与德国的为代表。美国当前包装机械发展的趋势：微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等

23、在包装机械中将会得到越来越广泛的应用，包装机械日趋向自动化、高效率化、节能化方向发展。德国的包装机械，以用户需求为先导提供成套设备，为生产企业提供结构性以及经济性完整的系统方案。在为用户提供生产自动线或生产流水线设备的同时，尤其注重成套设备的完整性，尤其是高技术、高附加值设备，还是较简单的设备，都按配套性要求提供。纵观美国和德国的发展趋势，虽然各有特色，但自动化、高效化、节能化将是包装机械生产商共同的追求。国内的包装机械发展历史时间短，总体技术水平和生产能力较低，但近年来在国内巨大包装市场的促进以及国外先进技术的影响，发展速度很快，局部技术有了很明显的提高。2 颗粒包装机总体结构方案设计2.1

24、 颗粒包装机设计参数计量方式：容积式计量计量精度：5%包装速度：50-100 袋/分制袋尺寸：长 60-110mm、宽 30-80mm电源电压：220 伏/50 Hz2.2 颗粒包装机的设计方案在本设计中有两种方案可供选择，方案一如表2-1所示。表2-1 方案一组成机构名称包装纸输送机构纸袋成型机构热定型式封口机构切断机构机构形式由供纸辊、导向辊、拉纸辊及切纸刀组成三角成型器 1对纵封辊，旋转式横封与切断装置 切断刀功能实现过程把圈在筒上的单层包装纸通过设计的绷紧机构以平张薄膜的形式输送到三角成型器，三角成型器把接收到的平张薄膜通过底三角板和U型柱卷成圆筒状，利于竖封和灌料；纵封辊回转，对圆筒

25、状包装纸进行枕式竖封，并在竖封同时利用摩擦牵引包装纸，使之向下运动，保证包装纸的持续成型；旋转式横封装置对已竖封的筒状包装纸周期性的封口，在热定型式封口机构持续运转的同时，切刀周期性的接触，从而从中切断横封的封区，产品制成并利用带式输送机持续传递出。特点整体机构多利用齿轮、链轮，传力特性良好，运动精确性高，工作效率高，靠操作性强，安全可靠性高，加工容易，互换性良好而制造成本低廉。表2-2 方案二组成机构名称包装纸输送机构纸袋成型机构热定型式封口机构切断机构机构形式由1个固定在机架上的传动杆套牢卷筒薄膜，令三根传动杆作绷紧装置象鼻成型器 1对纵封辊 1对横封辊 凸轮切刀功能实现在此方案中采用间歇

26、式运动，包装袋成型的方式是纸从上方向下运送，运动是由下方的辊轮牵引的。纸通过象鼻形成型器将其卷成圆筒状后继续向下运动。纵封辊回转，对圆筒状包装纸进行枕式竖封，并在竖封同时利用摩擦牵引包装纸，使之向下运动，保证包装纸的持续成型，将纸筒的纵向开口和底面开口封合，封好后开始进行灌装。灌装好后的纸袋继续向下运动，下面横封器使上开口封合，并由下面的切刀切断。特点整体机构多利用齿轮、链轮，传力特性良好，靠操作性强，安全可靠性高，加工容易，封口和切断不在一个运动中同时完成，操作简单，但传动链长，对机构要求较高。 机械运动方案评价比较：机械运动方案评价的方法有3种，分别是经验法、数学法和试验法，课程设计采用经

27、验评价法，根据自己的经验对方案作粗略的定性评价。表2-3 机械运动方案评价比较方案一方案二传动机构执行机构传动机构执行机构系统功能实现工艺动作的准确性良好良好一般良好特定功能良好良好良好良好运动性能转速、行程可调性良好一般一般一般运动精度优优良好良好动力性能承载能力良好良好良好良好增力特性良好良好良好良好传力特性良好良好良好良好震动噪声小小一般一般工作性能效率高低较高较高较高很好寿命长短较长较长较长较长可操作性便捷便捷便捷便捷安全性好好好好可靠性好好好好适用范围广泛广泛有限制广泛经济性加工难易易易易易能耗大小小小小小制造成本低低低低根据表2-3的综合比较可知，输送机构选择方案一更加完备，功能更

28、加完善；成型机构优选三角成型器，象鼻成型器不适合宽度变化制袋成型；纵封口机构成对出现更好，横封与切断机构也是优选方案一。在保证基本功能的前提下，方案一的互换性良好而制造成本低廉，方案二相对的对机构要求比较高，故我们最后采用了方案一。2.3 颗粒包装机总体设计包装机械的总体设计的步骤是：布置执行机构、传动系统和操作件，确定支撑形式和绘制总体布局图。本文主要针对结构设计进行分析，包括支撑形式、成型机构设计、其他结构类的零件设计。2.3.1 执行机构即布置被包装物品的计量与供送系统、包装材料整理与供送系统、主传送系统、包装执行机构和成品抽出机构。首先，根据包装工艺路线图，各个执行构件应布置在整体的上

29、部，以便于观察执行情况，并且颗粒物受到重力向下流，安装在较高位置可以顺流而下，提高效率。对此，必须注意以下两点：1）为使执行机构简单紧凑.应尽量减少机构的构件和运动副，并尽量缩小其几何尺寸和所占空间位置。原动件应尽可能接近执行构件。2）为简化传动系统、便于阅试与维修和减少传动件居损对传动梢度的影响，要求原动件尽可能集中地布，在一根或少数几根轴上。实际上，执行构件往往是比较分散的.以致于它们的原动件较难集中。这时，可将相近的几个执行机构集中布置成为一个大部件。这样，一台包装机就相当于由若干个大部件所构。2.3.2 支撑形式选择包装机的支撑件有底座、箱体、立柱、横梁等。支撑件的作用是使有关零部件正

30、确定位并保持其相对工作位置。对支撑件的要求如图2-1所示：1）足够的刚度，支撑件在承受较大载荷时的变形不超过允许值；2）足够的抗振性，是机器能稳定可靠的工作；3）质量适中，力求节约材料，容易搬运；4）便于零部件的装配调试、操作保养和机器的调运安装；5）外形美观，给人以调和、匀称、稳定、安全的感觉。常用的支撑形式有“一”型 、“1” 型、“口”型。由于工作环境的限制，并且生产也仅仅是小批量间歇式生产，故，我们选择“1” 型，即立体式。它占地面积小，操作灵活，工序紧凑，很符合我们的设计需求。 图2-1 包装机的支撑形式2.4 机体强度设计1）静刚度 机器中任何一构件均可视为弹性体，在受载后都要产生

31、一定的变形。水平抗弯刚度 （2-1）垂直抗弯刚度 （2-2）抗扭刚度 （2-3）式(2-1) (2-3)中：Py水平、垂直作用力；M扭矩，Nmm；扭转角，（）；x ，y水平方向和垂直方向的位移。包装纸输送机构是一个立方体 其变形主要分为几部分：立柱自身的变形、连接头部分凸缘的局部变形和与支架发生的接触变形。弯矩变形 用位移y和表示变形的程度 (2-4) (2-5) (2-6) (2-7) (2-8) (2-9)式(2-4) (2-9)中： P作用力(包括重力)，N； E支撑件材料弹性模量，Pa； J支撑件的截面惯性矩，m4。2）扭转变形 用横截面的相对转角来表示变形的程度 (2-10)式(2-

32、10)中： M作用扭矩，Nm； L长度，m； G弹性剪切模量，Pa。3）截面形状与抗弯抗扭间的关系圆形截面有较高的抗扭刚度，但抗弯强度较差，故宜用于受扭为主的机架。工字形截面的抗弯强度大，但是抗扭很低故宜用于承受纯弯的机架。方形截面抗弯，抗扭分别低于工字形和圆形截面，有一定的综合性能。无论圆形、方形或矩形，空心截面的刚度总比实心截面的刚度大，因此支撑件应该做成中空形式。 另外，截面面积不变，加大外形轮廓尺寸，减小壁厚，亦即使材料远离中性轴的位置，可提高截面的抗弯，抗扭刚度。从结构上来看，由于空心矩形内腔容易安设其他零件，故许多机架的截面常采用方形或矩形截面。 槽形截面钢和工字形截面比较，抗弯强

33、度相差不大，抗扭强度又高于工字形截面。3 制袋成型器及供料装置的设计3.1 制袋成型器的设计制袋成型器是自动袋装机的一个关键部件，其作用是使平面状的包装薄膜材料转变为圆筒状，并产生封接边，以利于包装无聊的进入。制袋成型器的选择、设计和使用，直接影响着产品的包装形式、包装袋的形状与尺寸、包装质量以及及其布局等。因此成型器的选择和设计计算是非常重要的。袋型容器有很多种类，本设计采用三边封口式。根据制袋成型器适用包装尺寸范围的不同，可将成型器分为调整式制袋成型器和专用制袋成型器两大类。调整式制袋成型器的结构尺寸可以调整，以适用于一定范围内多种尺寸规格的产品包装。专用制袋成型器的结构不可调节，只适用于

34、单一尺寸规格或尺寸变化较小的产品包装。本设计袋型宽度变化为3080mm，变化较小，所以选择专用制袋成型器。设计和制造成型器的关键为：1）尽量减少薄膜通过成型器所受的阻力，使薄膜不产生纵向或横向的拉伸变形以及皱折等。2）确保薄膜自然贴合、无拉伸、无腾空地通过成型器，自然卷合，正确成型。3）结构简单可靠，制造方便，调试容易。4）常用的成型器主要有以下几种：3.1.1 专用制袋成型器专用制袋成型器主要有翻领成型器、U形成型器、象鼻成型器、V形成型器和三角形成型器几种，不同成型器的结构、性能各有优缺点，应用场合也不相同。1）翻领成型器：如图3-1（a）所示。平张薄膜拉过该成型器后，成搭接对接圆筒状。翻

35、领成型器成型阻力较大，容易使薄膜产生变形、发皱或撕裂，度塑料薄膜的适应性差，对复合薄膜适应性较好，常用于粉状、颗粒状物料以及部分液料的包装，立式枕型包装机应用较多。每种规格的翻领成型器只能成型一种规格的带宽，当带宽规格发生变化时，需要更换相应尺寸的成型器，设计、制造及调试都比较复杂。2）三角成型器：如图3-1（b）所示。由等腰锐角三角形板和U形立杆连接在基板上形成，利用成型器的形状，迫使平张薄膜近似对折成型。三角成型器结构简单，对机型、袋型规格及材料适应性好，能适应包装袋尺寸变化较大的情况，调整时只需调整基板的上下位置即可。立式、卧室的间歇或连续的三面、四面制袋包装机上都有应用。3）U形成型器

36、：如图3-1（c）所示。在三角成型器基础上改装而成，由三角板与之连接的U形导槽及侧向导板组成。薄膜在卷曲成型中受力状态比三角成型器好，其试用范围与三角成型器一样，但结构比较复杂。图3-1 常用制袋成型器（a）翻领成型器 （b）三角成型器 （c）U形成型器 （d）象鼻成型器 （e）V形成型器4）象鼻成型器：如图3-1（d）所示。兼具翻领成型器和三角成型器的工作原理，是U形成型器的改进型，设计与制造比较容易。成型器类似象鼻形状，平张薄膜拉过该成型器时，薄膜变化较平缓，成型的阻力比翻领成型器的小，充填距离短，适用于单层塑料薄膜的成型，常用于立式连续三面封口制袋包装机及枕式制袋包装机。制袋成型同意尺寸

37、包装袋，象鼻成型器的结构尺寸比翻领的大，薄膜容易跑偏，只能成型同一宽度的袋型。5）V形成型器：如图3-1（e）所示。由V形缺口导板、导辊和双边纵封辊组成，实现平张薄膜对合成型，适用于四面封口扁平袋成型，对材料和袋型规格的适应性强，运动阻力小，长应用于立式连续制袋包装机上。3.1.2 袋成型机构的选择由以上可知，他们的共同点是利用成型器外表面形状的变化而将平张薄膜逐渐变成对折状态的过程。其中，三角成型器结构简单，对机型、袋型规格及材料适应性好，能适应包装袋尺寸变化较大的情况，调整时只需调整基板的上下位置即可，三角形能适应包装袋尺寸变化较大的情况，能满足带宽变化，符合设计要求。因此，考虑到整体，我

38、们最终采用三角成型器。3.1.3 袋成型机构的设计三角成型器将平张薄膜对着成型的过程如图3-2所示。设包装薄膜的宽度为2a，对折后的空袋高度为a（立式机为空袋宽度），三角形板与水平面间的倾斜角（即安装角）为，三角板顶角为，薄膜在三角形板上翻折的这一区段长为b。如不计三角板的厚度，薄膜在对折后两膜贴的很紧。直角DEC中，DE=a，DC=b；直角ADC中，AD=DB=a，DC=b。对既定的三角成型器和空袋尺寸，有 （3-1）由上式可见，三角成型器的顶角与安装角相互制约，顶角的大小关系到三角板的行形状与尺寸。换言之，一定的安装角对应一定的形状尺寸的三角成型器，否则会影响三角成型器的正常制袋。实际生产

39、中，三角板顶角由加工保证，安装角通过调整来保证，因此，应该先选定一个容易测量的整数值，再由式（3-1）求解值。图3-2 三角成型器折叠成型示意图实质上，安装角等于三角成型器顶角附近薄膜运动的压力角，值越大，压力角越大，薄膜翻折所受的阻力就越大。当压力角太大时，薄膜在受力翻折的过程容易出现拉伸变形的现象，严重时甚至撕裂或拉断。但压力角太小，可能导致成型器的不仅凑。根据压力角及结构尺寸的关系，三角成型器的安装角的选择范围一般为=20-30，角应不大于30。决定三角形成型器的尺寸除顶角外，还有三角形板的高h，它和制袋的最大尺寸有关： (3-2)式(3-2)中：能制作最大空袋的高（立式机为带宽）h余量

40、，可取3050mm3.2 供纸装置的机构设计设计的自动颗粒包装机的输送机构没有专门的动力机构，原因有以下几点：1)包装纸大多是塑料薄膜，比较软，如果输送不好会使包装纸推积或者拉断；2)输送包装纸不需要很大的动力；3)此包装机构中的纵封可以在封装包装袋的同时将包装纸向下拉，这样就可以使输送机构中的包装纸按需求送纸，不会出现堆积或者是拉断的可能。3.2.1 纸输送机构设计本设计中，输送机构参考BZ350糖果包装机卷筒纸连续供纸装置，如图3-3所示。图3-3 果包装纸输送机构 1-轴 2-铜套 3-套筒 4、5-夹纸盘 6-调节滑轮 7-皮带 8-螺钉 9-拉簧 10-调节螺杆 11-滚动轴承 12

41、-拉簧 13-紧定螺钉 14-油杯本设计与图3-3的不同点是，只需要一个供纸辊、三个导向辊。卷带在被牵引供送时，容易产生拉伸变形或者在接触的辊面上打滑，当纸张力变化或纸卷转动惯量的变化引起供纸速度不稳定时，通过拉簧12、皮带7阻止纸速和张力的突变，保持稳定供纸。当商标纸和内衬纸的位置不对中时，通过调节螺杆10进行调整。本设计的颗粒包装机属于中小袋型包装机，卷材宽度和直径小400mm，重量较轻，卷材布置在包装机的上方，更换材料卷方便，便于包装机的总体布局，并采用悬臂支撑式，节省材料。传送机构还包括四个传动辊，包装纸通过供纸辊，接着在传动杆2、传动杆3上的绕节可使包装纸绷紧，这样可使包装纸稳定的输

42、送下来，不会产生输送过量现象。具体的绕节方式如图3-4所示。四根传动杆外面有可滚动的套筒，可减少包装纸与轴表面的摩擦。最终设计的纸袋传输机构如图3-4所示。图3-4 包装纸输送机构1）静刚度 机器中任何一构件均可视为弹性体，在受载后都要产生一定的变形。水平抗弯刚度 (3-1)垂直抗弯刚度 (3-2)抗扭刚度 (3-3)式(3-1) (3-3)中： Py水平、垂直作用力； M扭矩，Nmm； 扭转角，（）； x ，y水平方向和垂直方向的位移。外壳就是一个立方体 其变形主要分为几部分：立柱自身的变形、连接头部分凸缘的局部变形和与支架发生的接触变形。弯矩变形 用位移y和表示变形的程度 (3-4) (3

43、-5) (3-6) (3-7) (3-8) (3-9)式(3-4) (3-9)中： P作用力(包括重力)，N； E支撑件材料弹性模量，Pa； J支撑件的截面惯性矩，m4。2）扭转变形 用横截面的相对转角来表示变形的程度 (3-10)式(3-10) 中： M作用扭矩，Nm； L长度，m； G弹性剪切模量，Pa。3.2.2 引导装置引导装置主要是一系列导辊组，通过导辊的作用，使包装材料带平展输送，并起到自由转向，校正纠偏的作用。导辊的机构很简单，主要由心轴、辊筒和轴承组成。如图3-5所示。心轴固定安装在支座上，使辊筒在轴上能灵活转动。辊筒一般用不锈钢管表面抛光制作，也可用工程塑料管等材料制造。无论用何种材料，辊筒外表面应保持光洁圆滑，以便使薄膜带输送平滑稳定。一台包装机一般有若干支导辊，安装时须确保平行，并且按薄膜带的走向设定安装位置。导辊的数量与薄膜带输送速度有关，对于牵引速度高的包装机，薄膜带高速输送，则需要较多数量的导辊以提高薄膜带输送的稳定性。反之，牵引速度较低的包装机，配置较少的导辊即可满足要求。图3-5 导辊结构1螺母 2弹簧挡圈 3轴承 4心轴 5辊筒4 包装物料供