鄭惠萍段小磊趙小明　劉占陽　陳琳、河北科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院　、河北省機(jī)電一體化中試基地

一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機(jī)的設(shè)計(jì)

鄭惠萍1段小磊1趙小明1劉占陽2陳琳1
1、河北科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院2、河北省機(jī)電一體化中試基地

整形是軟包裝袋產(chǎn)品碼垛中一道必不可少的工序，整形的結(jié)果直接影響成品垛的結(jié)實(shí)和整齊程度。皮帶整形機(jī)的上皮帶輸送機(jī)產(chǎn)生的壓力和上下皮帶輸送機(jī)構(gòu)之間的距離直接影響整形的美觀程度和整形過程的順利進(jìn)行，而現(xiàn)有的軟包裝袋整形機(jī)都屬于專用設(shè)備而且不具備壓力調(diào)節(jié)的功能。本文給出了一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機(jī)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)了整形壓力的調(diào)節(jié)，通過千斤頂位置的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)上下皮帶輸送機(jī)距離的連續(xù)變化，使得整形機(jī)的產(chǎn)品適應(yīng)性得到了大大的增強(qiáng)。

整形機(jī)；壓力調(diào)節(jié)；軟包裝袋

引言

在軟包裝袋的碼垛生產(chǎn)線中，整形機(jī)的壓平整形過程是至關(guān)重要的，通過整形機(jī)整形后的包裝袋最后才可以碼出整齊、結(jié)實(shí)的垛形。目前國內(nèi)包裝機(jī)械廠家生產(chǎn)的軟包裝袋整形機(jī)大體分為兩種，一種為皮帶式整形機(jī)，另一種為滾筒式整形機(jī)，都屬于滿足特定尺寸包裝袋整形的專用設(shè)備［1］。由于上下輸送機(jī)的距離是固定的，在工作時(shí)上輸送機(jī)通過其自身的浮動(dòng)裝置可以隨著包裝袋的厚度向上浮動(dòng)［2-3］，但該浮動(dòng)量非常有限，當(dāng)包裝袋尺寸的厚度改變較大或者更換產(chǎn)品時(shí)，這樣的整形機(jī)將不能再使用［4］。現(xiàn)有整形機(jī)的壓力調(diào)節(jié)主要是靠上輸送機(jī)的配重來實(shí)現(xiàn)的，配重塊的調(diào)節(jié)只能使其產(chǎn)生特定的壓力，適用性相對來說比較差。在實(shí)際工作中由于包裝袋的尺寸不同及物料種類的不同導(dǎo)致需要的壓力大小及上下輸送機(jī)之間的距離也就不同，由此可見，這樣的專用整形機(jī)是很難滿足生產(chǎn)要求和市場需求的［5］。為了解決此問題，本文給出了一種整形壓力可調(diào)的軟包裝袋整形機(jī)的設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)的軟包裝袋整形機(jī)是皮帶輸送式的［6］，它的壓力大小是靠杠桿、秤砣構(gòu)成的具有連續(xù)調(diào)節(jié)功能的壓力調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)的，上下輸送機(jī)的距離由千斤頂調(diào)節(jié)裝置來完成。

圖1　軟包裝袋整形機(jī)示意圖

1　軟包裝袋整形機(jī)的組成

本文設(shè)計(jì)的軟包裝袋整形機(jī)示意圖如圖1所示，其中包括下皮帶輸送機(jī)、上皮帶輸送機(jī)、壓力調(diào)節(jié)裝置、連接機(jī)構(gòu)及機(jī)架。

該整形機(jī)采用上、下雙動(dòng)力壓平，上下皮帶輸送機(jī)分別由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力通過聯(lián)軸器連接來驅(qū)動(dòng)，上下皮帶輸送機(jī)通過電氣控制來實(shí)現(xiàn)速度同步。下皮帶輸送機(jī)構(gòu)通過螺栓連接在機(jī)架上，下皮帶輸送機(jī)兩側(cè)安裝有擋板，其目的是保證軟包裝袋在壓平時(shí)側(cè)面的平整，同時(shí)兩側(cè)擋板的距離可以調(diào)節(jié)滿足寬度不同尺寸包裝袋的整形。上皮帶輸送機(jī)通過關(guān)節(jié)軸承和連桿與機(jī)架相連接，軟包裝袋的入口處設(shè)計(jì)成帶有20°傾角的形狀，作用是可以保證包裝袋順利進(jìn)入整形機(jī)，在包裝袋進(jìn)入整形機(jī)時(shí)，由連桿和關(guān)節(jié)軸承連接上皮帶輸送機(jī)構(gòu)成的平面四桿機(jī)構(gòu)可以根據(jù)包裝袋的厚度向上浮動(dòng)。四個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置通過銷軸安裝在機(jī)架上，分別用連接在千斤頂上的鉸接塊頂住上皮帶輸送機(jī)機(jī)架四個(gè)角的位置，另一端通過螺紋連接用螺母緊固。通過調(diào)節(jié)千斤頂?shù)母叨葋磉m應(yīng)通過整形機(jī)的軟包裝袋的厚度，通過改變秤砣質(zhì)量和位置來調(diào)節(jié)上皮帶輸送機(jī)的壓力，從而可以保證軟包裝袋整形完好無損。

2　壓力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)

2.1壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)

圖2　壓力調(diào)節(jié)裝置示意圖

壓力調(diào)節(jié)裝置如圖2所示，其中包括銷軸、杠桿、秤砣、秤砣桿、限位支撐板、千斤頂、鉸接塊。銷軸通過螺紋連接固結(jié)到機(jī)架上，杠桿與銷軸間裝有深溝球軸承，保證杠桿在銷軸上可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端用擋圈卡住保證軸向固定。千斤頂通過螺紋連接在杠桿的右端，工作時(shí)根據(jù)軟包裝袋的厚度尺寸來確定千斤頂?shù)奈恢谩Ｏ尬恢伟逋ㄟ^螺栓與機(jī)架相連，限定杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的極限位置（即杠桿水平位置）。鉸接塊通過鉸鏈連接在千斤頂?shù)捻敳颗c上皮帶輸送機(jī)的底部接觸，保證鉸接塊與上皮帶輸送機(jī)構(gòu)始終處于平面接觸狀態(tài)，減小其壓強(qiáng)，延長零件工作壽命。杠桿的左側(cè)有一個(gè)長槽，秤砣桿可以在槽內(nèi)左右移動(dòng)，通過改變秤砣的質(zhì)量和位置來實(shí)現(xiàn)壓力連續(xù)調(diào)節(jié)的目的。

2.2壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)范圍

一個(gè)秤砣的質(zhì)量為m，一處掛n個(gè)秤砣，上皮帶輸送機(jī)的質(zhì)量為M，千斤頂與銷軸的中心距為L1，秤砣桿位于O2時(shí)其距銷軸的中心距為L2，根據(jù)杠桿平衡原理可得，單個(gè)千斤頂上產(chǎn)生的支承力大小為：。

上皮帶輸送機(jī)獲得的支承力大小為：F=4f。

上皮帶輸送機(jī)對包裝袋產(chǎn)生的壓力大小為：N=Mg-F。

其中秤砣桿的位置可以在A到B之間移動(dòng)，L2的取值在［Lmin，Lmax］之間，故單個(gè)千斤頂產(chǎn)生的支承力大小的范圍為：fmin≤f1≤fmax。

上皮帶輸送機(jī)獲得的支承力范圍為：4fmin≤F1≤4fmax。

所以，上皮帶輸送機(jī)對包裝袋產(chǎn)生的壓力范圍為：Mg-4fmin≤N1≤Mg-4fmax。

3　結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的軟包裝袋整形機(jī)實(shí)現(xiàn)了整形時(shí)壓力大小及上下皮帶輸送機(jī)間距一定范圍的連續(xù)調(diào)整，可以滿足不同物料和不同尺寸包裝袋的整形作業(yè)，為軟包裝袋整形設(shè)備提供了一個(gè)通用性好的新產(chǎn)品。

［1］大連佳林設(shè)備制造有限公司.整形壓平機(jī) 中國. 2011104503561.2012-07-11.

［2］吳勇.自動(dòng)碼垛與物流.現(xiàn)代制造［J］.2003（3）：38-40.

［3］左青，王貴生.全自動(dòng)碼垛機(jī)的應(yīng)用［J］.中國油脂，35（2）：64-66.

［4］李海軍，徐書霞，王玉芬.MD-HZ000碼垛生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2006（28）：83-86.

［5］陳輝.淺析全自動(dòng)包裝碼垛機(jī)器人［J］.科協(xié)論壇，2009，10：78-79.

［6］梁庚煌.運(yùn)輸機(jī)械手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983.

鄭惠萍，1964出生，教授，博士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。

石家莊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目（137080036A）