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1引言。
散裝物料自動包裝機的設計是一個集機械、電氣、氣動和真空技術于一體的復雜機械系統(tǒng)。2003年第5期《液壓與氣動》上發(fā)表的文獻[1]系統(tǒng)地描述了氣動控制的實施原理以及在進料成型袋和包裝顆粒時相應的機器開發(fā)。事實上，在散裝包裝機的設計中，氣動系統(tǒng)不僅用于取袋、進料袋、密封袋等過程。，還可用于控制包裝材料，如進料閘門控制、稱量斗夾緊、卸料和裝袋等。另外，除了文獻中提出的成型包的情況外，在更多的情況下，包裝袋是定制的卷形包，此時制袋已經(jīng)成為基本的前置工序。
本文在DXD10大米包裝機設計實踐的基礎上，對原設計進行了進一步的修改，并集成了一些創(chuàng)新的技術細節(jié)，從而開發(fā)出新一代散裝物料自動包裝機。該機的成功開發(fā)將進一步提高相關行業(yè)的勞動生產(chǎn)率，提升包裝作業(yè)過程的自動化水平。
2包裝機系統(tǒng)組成及工作原理。
散裝物料自動包裝機的結構見參考文獻[2]。整機在功能上分為三個部分:一是從上到下排列的包裝物料的計量操作部分；另一個是橫向布局的制袋供袋部分；兩個過程的銜接部分是開袋、裝料、合袋/封袋等包裝操作部分。從更詳細的角度來看，包裝機主要由進料部分、計量裝置、制袋機構、進袋機構、開袋/合袋機構、封袋裝置、撐袋機構、機體、氣動系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和二次真空系統(tǒng)組成。
包裝機的工作原理:繞包制袋——包括固定袋長、袋下封口、切斷三個步驟。定長由檢測器完成，密封和切割分別由氣缸驅(qū)動密封裝置和切割機構實現(xiàn)。在導向板和吹氣氣流的共同作用下，制成的單個袋子被輸送到袋子供應包裝。進袋機械手在夾袋氣缸的驅(qū)動下，夾住袋口的兩側，然后進袋臂將袋子輸送到物流所在的垂直中心線，將袋子交給袋子開合裝置中的機械手進行夾緊。此時，在袋口開合筒、袋口密封筒及其上的真空吸盤的聯(lián)動下，袋口被打開并準確定位在包裝材料的灌裝位置。袋子的流動過程對應物料的流動過程，由進料斗弧形閘門控制。然后，在步進氣缸的驅(qū)動下，送料門的開度減小，送料進行中；當稱重系統(tǒng)采集的信號表明投料量達到目標稱量的90%時，投料門完全關閉。之后，電磁振動送料裝置完成最終的精送料。當進料充滿時，振動進料器停止。在卸料驅(qū)動氣缸的作用下，稱重漏斗閥伸入已經(jīng)在灌裝工位并已打開袋口的包裝袋內(nèi)，開始下落進入袋內(nèi)。落料灌裝后，閥門返回，啟閉氣缸驅(qū)動袋口沿袋的寬度方向延伸，同時袋上的密封裝置在氣缸的驅(qū)動下關閉，完成袋口的密封。密封完成后，松開夾袋機械手，放在托袋平臺上的包裹在托袋氣缸的作用下，隨著托袋平臺的前傾，依靠重力滑出。
3氣動系統(tǒng)設計方案。
從以上對包裝機工作過程的描述可以看出，氣動系統(tǒng)在包裝機的許多動作環(huán)節(jié)中起著重要的作用。整機氣動系統(tǒng)原理如圖1所示。

值得指出的是，該系統(tǒng)采用步進氣缸來控制進料門的開啟。步進氣缸的結構如圖2所示，主要由缸體、端蓋和中環(huán)、兩級氣缸活塞和活塞桿、密封件和連接件組成。當兩級氣缸的兩個活塞桿同時伸出時，進料斗的弧形門全開，此時處于粗進狀態(tài)；當副缸的電磁換向閥受控制信號控制時，副缸有一個進氣的桿腔，沒有排氣的桿腔，活塞總成向左移動，直到到達前一缸的活塞桿，使副缸活塞桿端部的連接件帶動弧形料門旋轉(zhuǎn)到半開，從而實現(xiàn)給料。當稱重器發(fā)出的信號表明進料量達到目標量的90%時，前氣缸的控制電磁換向閥動作，前氣缸的活塞組件向左移動，而副氣缸繼續(xù)向左移動并處于圖示位置。此時送料弧形門完全關閉，最后的送料由振動送料器完成。另一個重要的技術應用是原設計中獨立真空系統(tǒng)的改變。在這種設計中，真空是由壓縮空氣引起的，因此可以避免使用、維護和維護獨立真空系統(tǒng)的外圍設備。圖1中的9~13號是真空系統(tǒng)的一些主要部件，真空發(fā)生器是其核心裝置。該裝置的結構如圖3所示。

二次真空發(fā)生器主要由拉瓦爾管、擴散器和吸氣室組成。拉瓦爾管和擴壓器構成了一個特殊的變截面氣流管道。壓縮空氣可以通過拉瓦爾噴嘴將壓力能轉(zhuǎn)化為動能來泵送，而混合氣流可以通過擴散器將動能轉(zhuǎn)化為壓力能來排出。當供氣口的供氣壓力高于一定值時，噴嘴發(fā)出超聲波快速射流。由于氣體的粘性，高速射流將吸入腔室的氣體吸走，使腔室形成很低的真空度。通過腔室與真空吸盤的連接，可以將包裝袋吸住，然后由開合袋氣缸和密封裝置驅(qū)動氣缸開合袋。二次真空發(fā)生器具有無機械運動部件、無潤滑、抗振動、結構簡單、運行穩(wěn)定可靠、使用壽命長等特點。[4]，完全適合包裝機口吸盤的真空度要求。
順便指出，在一些物料的灌裝和包裝中，由于粉塵或固體的污染，會影響封袋效果和密封質(zhì)量。雖然在包裝機的設計中，通過將稱重料斗閥伸入包裝袋中有利于保護袋口，但對于一些粉塵含量高、粉塵性強的材料，仍然需要注意袋的密封質(zhì)量。一個有效的建議是采用超聲波密封方法來提高袋口的密封質(zhì)量。
4結論。
在前人研究和包裝機設計實踐的基礎上，給出了自動散裝包裝機的氣動控制系統(tǒng)方案。

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