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目前市場(chǎng)上粉狀物料品種繁多面粉、專(zhuān)用粉、元宵粉等。這些粉狀物料計(jì)量和包裝基本上都是由手工來(lái)完成的°生產(chǎn)效率極低，父不苻合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而義污染空氣.待別對(duì)工人的健康不利。目前對(duì)于粉粒松散物料的小包裝自動(dòng)包裝機(jī),國(guó)產(chǎn)的僅有小袋（25?50g）包裝，而包裝更景為0.5?2.5kg的自動(dòng)小包裝機(jī)國(guó)產(chǎn)的沒(méi)有。為了實(shí)現(xiàn)面粉等粉狀物料小袋包裝自動(dòng)化，我們調(diào)査了許多生產(chǎn)廠家，仔細(xì)地研究了進(jìn)口同類(lèi)包裝機(jī).結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況.應(yīng)用定容計(jì)髭原理，氣壓傳動(dòng)知識(shí)和電氣自動(dòng)控制理論.設(shè)計(jì)了粉狀物料自動(dòng)包裝機(jī)〈如圖所示）。
1系統(tǒng)
1-1粉狀物料的性質(zhì)和計(jì)量方式的確定
粉狀物料屬于松散物料，般的粒度都比較小.質(zhì)燈輕，粉塵易飛揚(yáng)，它的散堆密度（視比重）受溫度、濕度及堆積方式的影響。但在外界條件變化不大的情況下，粉狀物料的密度比較穩(wěn)定.由于其粉粒特別小,又比較干燥.所以流動(dòng)性較好。但還易與接觸材料粘附等待性。?
根據(jù)粉狀物料的這些性質(zhì)以及其他因素綜合起來(lái)專(zhuān)慮.采用螺桿容積計(jì)最方式比校合理。它是利用每個(gè)螺旋相同的理論容積之原理來(lái)完成定鼠葉髭的。鼻螺桿轉(zhuǎn)的圏數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的計(jì)懺。這樣可使粉狀物料在計(jì)信過(guò)程中始終處在-個(gè)與外界隔絕的空冋里.保證計(jì)敝不受外界因素的干擾.借助于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的軸向力推動(dòng)粉狀物料沿軸向此進(jìn)，實(shí)際上是強(qiáng)通供料。這對(duì)于保證高速度的自動(dòng)包裝是很有利的.這是采用螺桿定容計(jì)量的主要原因。

1.2嫁桿形式的逸擇及其計(jì)鼻
螺桿用于計(jì)量的軸向難形常用的是梯形和矩形.在螺桿外鶴、內(nèi)祥及鎌距相同的情況下?矩形爆桿產(chǎn)生的軸向力大,旦垂直安裝時(shí)末端一圏螺紋下端粘附粉塵的可能性W、?所以采用單頭矩形截面螺桿.
螺桿外徑"=90mm.內(nèi)徑d=40mm、中徑Q,=65mm、螺距尸=40mm、矩形螺紋的厚度2=3mm
由螺桿螺旋升的計(jì)算公式
那么計(jì)算螺桿每-周轉(zhuǎn)計(jì)餃容腔容積為
現(xiàn)以水磨幡米粉（元宵粉）為例，每次裝袋的重耄為500g,其散堆密度q=0.4358/cn
則計(jì)量螺桿每轉(zhuǎn)一圈供送元宵粉的重量為：
Ga=Vp=192.9>0.435=83.94g/r假設(shè)每計(jì)景一袋，螺桿轉(zhuǎn)”=5§強(qiáng)則下料的重量為：
G=G。?r=83.94X5y=486.85g動(dòng)力源選用氣馬達(dá)，可無(wú)級(jí)調(diào)速。只控制進(jìn)氣閥或排氣閥開(kāi)閉的程度，就能調(diào)節(jié)馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。
裝袋計(jì)量500g時(shí).螺桿的轉(zhuǎn)速為250r/min則計(jì)量一次所需的時(shí)間為：
由于電密離合器脫開(kāi)有一定時(shí)間誤差，而螺桿由于慣性到完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)也需-定的時(shí)間，則可用以補(bǔ)償余的重量。
電磁離合器斷開(kāi)時(shí)間極限誤差為0.3s則補(bǔ)償重量
螺桿轉(zhuǎn)速?gòu)?50r/min降到零，最多需0.0眾螺桿取平均轉(zhuǎn)項(xiàng)250+2=125r/min,則補(bǔ)償重量為
相時(shí)誤羞為
其總的相對(duì)誤差為
能夠滿(mǎn)足要求
一次需要1.42=2s
則螺旋計(jì)量的生產(chǎn)能力為：
Q,-500g/2s（按每包500g計(jì)算,間隔2s的時(shí)間完成包裝動(dòng)作）
所以包裝機(jī)的生產(chǎn)能力為：
Q=500g/4s=500XISg/rrdn—0.5X15X60=450kg/h
1.3計(jì)量系統(tǒng)的其他裝五
為了使專(zhuān)用粉的密度均勻，在螺桿上方的錐體料斗內(nèi)裝有攪拌器，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使其與螺桿的旋轉(zhuǎn)方向相反.
導(dǎo)管與嫁桿間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。導(dǎo)管卜方連接固定漏斗，而固定瀨斗又連接活動(dòng)鴨咀漏斗.它能夠自動(dòng)升降，由兩個(gè)能自動(dòng)閉合和張開(kāi)的霄咀片組成.在裝袋時(shí)啓咀片下降，伸入到袋底部，鴨咀片自動(dòng)張開(kāi).動(dòng)狀物料尊自重裝入袋內(nèi)，然后上升閉合離袋.這樣可避免粉塵飛為,粘附在袋口封接部位.影響封口質(zhì)最.
2自動(dòng)包裝系統(tǒng)
2.1    乞裝材料和邑裝袋形式的確定
專(zhuān)用粉等都是粉狀、細(xì)顆粒狀的物料.所以應(yīng)采用軟性包裝材料。故確定以聚乙烯作為包裝材料。
由粉狀物料的性質(zhì)和包裝的函最.選用三面封口扃平袋的形式。
2.2包裝糸統(tǒng)忌體方案的叔定
2.2.1工藝路線及機(jī)器的類(lèi)型
粉狀物料包裝的工藝路線是制袋一充填料一封口一切斷。將包裝過(guò)程分為四個(gè)工位：
a、包裝制袋成型;b、橫封和充壊料2、縱封;d、切斷.由此看岀包裝過(guò)程比較復(fù)雜.需要比較多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。選用臥式間歇宜線運(yùn)動(dòng)的多工位機(jī)構(gòu).具體地說(shuō)是氣壓臥式聯(lián)合制袋包裝機(jī)。

2.2.2主傳動(dòng)系統(tǒng)
為了使料袋產(chǎn)生間歌的直線運(yùn)動(dòng)，我們?cè)O(shè)計(jì)成以氣缸作動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)同步
齒形帶作間歇運(yùn)動(dòng).拉帯機(jī)構(gòu)也是以氣缸作動(dòng)力源.上述兩個(gè)氣覽在氣壓回路上由氣壓元件保證作同步運(yùn)動(dòng)，因此拉帶機(jī)構(gòu)和同步齒形帶也將保持間歐式的同步運(yùn)動(dòng).
2.2.3包裝系統(tǒng)的其他裝置
a、    包裝材料的供送
為了使包裝材料間歌式的送到各個(gè)工位.設(shè)計(jì)了一個(gè)供紙架和拉帶機(jī)構(gòu)（縱封器完成縱封的同時(shí)作間歐移動(dòng)）.供紙架由薄膜卷盤(pán)、導(dǎo)輾、三角形成型器、U形導(dǎo)桿和封接器等組成。紙長(zhǎng)的改變由拉帶機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。供紙架上配置有附件.用以調(diào)節(jié)紙?jiān)诠┧瓦^(guò)程中的松緊程度.
b、    三角形制袋成型器
三角形制袋成型器安裝時(shí)應(yīng)呈傾斜狀態(tài).與水平面的夾角有一個(gè)最佳值此角度越大，則壓力角也越大，薄膜成形的阻力也越大薄膜在翻折時(shí)就越容易變形，甚至有被撕裂或拉斷的可能。此角度越小.成形的阻力也就越小，于薄膜對(duì)折有利.但會(huì)使三角板長(zhǎng)度増加，結(jié)構(gòu)増大。該角度熨根據(jù)薄膜流動(dòng)時(shí)的阻力、變形以及三角板的具體結(jié)構(gòu)來(lái)確定.
根據(jù)該機(jī)的包裝速度這個(gè)傾斜角度應(yīng)取28.通過(guò)三角形公式可計(jì)算出三角板內(nèi)角的值為52。，其厚度取15mm.三角形的高視包裝重量的不同.可由公式計(jì)算得到。
c、    袋口的封接及切斷裝置
利用包裝材料聚乙烯在加熱時(shí)，會(huì)軟化成為熔融的熱塑化狀態(tài)，在袋的封接部位兩層薄膜受熱軟化到熔融狀態(tài)時(shí).對(duì)其施加接觸壓力使處于熔融狀態(tài)的封接部位材料界面間被突破而融接成一體冷卻后就得到熔接聯(lián)接.這就是我們常說(shuō)的熱融封接。該機(jī)的縱橫封口結(jié)構(gòu)就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)的。
縱橫器的結(jié)枸均采用板條式在封接壓頭.頂端裝著熱容量小的鐐銘條借作為熱封接的發(fā)熱體為避免發(fā)熱體粘結(jié)包裝材料.其間置聚四氟乙烯布隔離，當(dāng)壓頭將待封的薄膜層壓驚后，給發(fā)焦體通的瞬時(shí)脈沖大電流，產(chǎn)生高溫將待封的薄膜層加熱.促使其熔接,并配以水和空氣冷卻裝置,使其迅速冷卻。待封接處的薄膜恢復(fù)強(qiáng)度及定形后再退回壓頭.
加熱溫度在130?I50C的范圍內(nèi)，可通過(guò)調(diào)節(jié)電壓來(lái)控制.夾緊力控制在3?4kg/cm\由氣亂回路上的壓力繼電器來(lái)控制.旃熱時(shí)間為0-么,冷卻時(shí)間為0.
這種間歇式的縱橫封口裝置,只在包裝袋停止時(shí)進(jìn)行工作,包裝材料成型后先進(jìn)行橫封待充填料后.縱封器再開(kāi)始工作.然后將包裝材料拉一個(gè)袋長(zhǎng)距離.即縱封器起兩個(gè)作用:縱封口和拉帶.
在包裝過(guò)程中.包裝材料的運(yùn)動(dòng)和松狀物料的移動(dòng)，由于靜電感應(yīng).都容易帶靜電，這樣粉塵極易粘附在袋口的內(nèi)壁上.使袋口封接不嚴(yán)或者不牢固.為了提高封口的質(zhì)在包裝袋的外側(cè)，供紙架上設(shè)置有靜電消除裝置。
最后一道工序是切斷。選取的是放刀式切斷機(jī)構(gòu)。
2.3彰響封接質(zhì)量因素的分析
2.3.1包裝材料的熱封性能
如果包裝材料的熱封性能很好，不但易于熱封，而且封口的強(qiáng)度很高。反之就可能因封口不嚴(yán)或野接不牢而導(dǎo)致專(zhuān)用粉等的泄漏。包裝材料本身的性能是影響封接質(zhì)延的主要因素.選用聚乙婦就比其它塑料薄膜熱封性好.
2.3.2熱對(duì)溫度、時(shí)間、壓力的控制
熱封溫度太高薄膜易產(chǎn)生“糊化而不能封接。塑料類(lèi)的包裝材料.熱封溫度要求嚴(yán)格，不得超過(guò)150C。在這個(gè)范圍內(nèi).溫度越高，熱封的時(shí)間越短.施加的壓力也小。反之時(shí)間長(zhǎng)，壓力大，這三個(gè)因素是互相制約的.但是都有一定的限度，可參看有關(guān)熱封的資料。
2.3.3壊充料的性質(zhì)
填充料的密度大，顆粒狀，封接質(zhì)鼠就好.專(zhuān)用粉等成粉末狀，密度也小，在包裝過(guò)程中要采取一定的措施.減少粉末飛揚(yáng)，避免粘附在袋口封接部位.如裝料斗伸入袋內(nèi)，設(shè)靜電消除裝置等等。對(duì)己粘附在袋口封接部位的粉塵在封接前加一抖動(dòng)機(jī)構(gòu)使袋口順動(dòng)，驅(qū)使粘附的粉塵落入袋內(nèi),以提高包裝質(zhì)齡.
3結(jié)論與討論
利用氣壓傳動(dòng)，由電氣控制的機(jī)器完全能夠勝任專(zhuān)用粉等的自動(dòng)計(jì)量和自動(dòng)包裝工作，而且比機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。
3.1結(jié)枸簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)袖度高
機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作可直接用氣壓元件來(lái)帶動(dòng).而旦又可無(wú)級(jí)變速.這樣傳動(dòng)弛短比機(jī)械傳動(dòng)省去很多變遜傳動(dòng)機(jī)構(gòu).所以機(jī)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.運(yùn)動(dòng)精度高；
3.2執(zhí)行機(jī)杓的動(dòng)作迅速、準(zhǔn)確、可靠
氣動(dòng)的動(dòng)作比機(jī)動(dòng)和液動(dòng)迅速反.應(yīng)快.由于傳動(dòng)鏈短由此運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的誤差小，反莊到執(zhí)行機(jī)構(gòu)末端件上運(yùn)動(dòng)精度高.動(dòng)作準(zhǔn)確，可界.
3.3工作環(huán)境適應(yīng)，埃好.產(chǎn)A無(wú)汙親
粉狀物料的生產(chǎn),計(jì)量與包裝的環(huán)境-般多塵埃，振動(dòng)大，氣壓比機(jī)械液壓柱制優(yōu)越，產(chǎn)品不受油類(lèi)的污染，即使漏氣也不影響衛(wèi)生.
3.4僅囂的成本場(chǎng)廉.揉作爲(wèi)僅
由于傳動(dòng)鮭短使用的零件數(shù)少，機(jī)器價(jià)格便宜機(jī)辭過(guò)栽能自動(dòng)保護(hù).維修方便.工作介質(zhì)里傳否易乂比較清淸減少對(duì)拜境的污染，
3.5般扶物料應(yīng)用電囹廣
除包裝季用物外還可以自助包裝其他粉料物品：包裝重量的范圍也很大.
 

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