立式連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)制袋式袋裝機(jī)上應(yīng)用的縱封器主要用來完成制袋工藝中封合縱縫,兩者在運(yùn)動(dòng)方式與結(jié)構(gòu)上均有差異。
連續(xù)制袋式袋裝機(jī)的縱封器是輥筒形的,工作時(shí)作反向連續(xù)回轉(zhuǎn),迭合后的包裝材料側(cè)邊通過期間,熱量由安裝在輥筒內(nèi)的電熱絲加熱,靠幅射傳遞熱能并壓合薄膜形成縱縫,該縱封器除具有封合作用外,還牽引包裝材料的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。間歇運(yùn)動(dòng)制袋式袋裝機(jī)上的縱封器大都是板狀的,多用氣(或油)缸推動(dòng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),向迭合的包裝材料側(cè)邊進(jìn)行熱壓緊與釋放。

一、輥式縱封器的設(shè)計(jì)

連續(xù)回轉(zhuǎn)的輥式縱封器如圖5.34所示,由縱封輥、加熱器、加熱線圈、固定與可調(diào)軸承等組成。

縱封輥的輥面寬為5~10毫米,輥面上開有直紋、斜紋或網(wǎng)紋等花紋,以適應(yīng)各種薄膜封合的需要,縱封輥采用的材料有銅鋼,40Cr鋼及金屬塑料等,縱封輥半徑由下式求算。

式中: Q—包裝機(jī)生產(chǎn)能力(袋/分);

由上式看出,縱封輥半徑R與生產(chǎn)率Q和縱封輥角速度ω及袋長L有關(guān)。正常生產(chǎn)中R及L不變,則生產(chǎn)率的變化由縱封輥角速度起作用,要提高生產(chǎn)率就得加大縱封輥角速度；在一定的封輥半徑及生產(chǎn)率Q情況下,袋長L與角速度ω成正比,這類制袋式包裝機(jī)一般能進(jìn)行多規(guī)格生產(chǎn),若袋長改變時(shí),相應(yīng)的變換縱封輥輸出角速度ω,而不去改變縱封輥的半徑,生產(chǎn)中用搭配齒輪的辦法變更由分配軸輸出到縱封輥的角速度,此種改變袋長規(guī)格的調(diào)節(jié)為粗調(diào)節(jié)。
即然縱封器又起輸送包裝材料的作用,包裝材料是按光電色標(biāo)位置分切的,分切正確與否,由光電發(fā)訊使縱封器在連續(xù)回轉(zhuǎn)中作微量的角速度變化來達(dá)到的,即亦是微量改變袋長Ｌ,所以與前述相比,角速度改變?yōu)槲⒄{(diào)節(jié)。

縱封輥所以能根據(jù)光電信號(hào)忽快、忽慢改變角速度,它由一套齒輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的,常用圓柱式和圓錐式兩種齒輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)。
如圖5.35所示是圓柱齒輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。設(shè)由分配軸通過齒輪傳入差動(dòng)機(jī)構(gòu)的角速度為ω1,與軸固聯(lián)的太陽輪齒數(shù)為Z1,三個(gè)行星齒輪的齒輪數(shù)為Z2,與行星齒輪內(nèi)嚙合的內(nèi)齒輪齒數(shù)Z3,內(nèi)齒輪又能被蝸輪所帶動(dòng)作正反轉(zhuǎn)動(dòng),蝸桿受伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),蝸桿頭數(shù)為Z0,角速度為ω0與內(nèi)齒輪Z3固聯(lián)的蝸輪的齒數(shù)為Z'3,蝸輪角速度ω3,與三只行星輪軸相固聯(lián)的輸出輪對(duì)外輸出角速度為ω2。

由行星輪傳動(dòng)關(guān)系：

亦即

整理后得機(jī)構(gòu)輸出角速度值:

由上式可見,輸出角速度ω2與兩個(gè)分別輸入差動(dòng)機(jī)構(gòu)的角速度ω1、ω3有關(guān),與太陽輪及內(nèi)齒輪有關(guān),而與行星輪無關(guān)。
在正常生產(chǎn)中,由分配軸輸入的角速度ω1不變,而伺服電機(jī)輸入的角速度ω0的方向是根據(jù)光電信號(hào)可改變的,由于光電信號(hào)控制司服電

機(jī)正反轉(zhuǎn),因此輸出ω0絕對(duì)值不變。這樣ω3有三個(gè)值即:

將ω3值分三種情況代入ω2的表達(dá)式得：

上式中(1)是在縱封輥牽引包裝材料時(shí),色標(biāo)滯后于規(guī)定時(shí)刻,需要差動(dòng)機(jī)構(gòu)比正常輸出角速度稍大的輸出時(shí)采用。此時(shí),兩個(gè)輸出差動(dòng)機(jī)構(gòu)的角速度ω1和ω3同向回轉(zhuǎn)。(2)是色標(biāo)按規(guī)定時(shí)刻到達(dá)光電頭,光電頭信號(hào)及時(shí)發(fā)訊,伺服電機(jī)停轉(zhuǎn),僅由分配軸來的ω1輸入差動(dòng)機(jī)構(gòu),而輸出差動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)縱封輥的是角速度正常值。式中(3)是色標(biāo)超前于規(guī)定時(shí)刻通過光電頭,需要差動(dòng)機(jī)構(gòu)比正常值偏小的角速度輸出時(shí)采用,這時(shí)ω1和ω3反向回轉(zhuǎn)。

差動(dòng)機(jī)構(gòu)由光電管的光電信號(hào)控制,使得輸出軸忽快忽慢地回轉(zhuǎn),帶動(dòng)縱封輥使?fàn)恳b的速度發(fā)生變化,保證了薄膜袋的正確封切位置,其糾正輸送材料長度的值為：

式中: R—縱封輥牽引包裝材料部分的半徑;
—縱封輥角速度的變化量,它由差動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出而獲得,其值為(5-38)中(2)式分別與(1)、(3)的差的絕對(duì)值。
△t—糾正偏差持續(xù)的時(shí)間(秒)。
光電記號(hào)通過印刷標(biāo)記發(fā)訊,較容易做到,而所發(fā)訊號(hào)要鑒別是超前還是滯后才能控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn),才能獲得調(diào)整效果,圖5.36是鑒別訊號(hào)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的光電定位裝置原理圖。
運(yùn)動(dòng)主電機(jī)9經(jīng)減速器10降速后分三路輸出：通過不等速機(jī)構(gòu)11傳給縱封牽引輥1 4,并由伺服電機(jī)8作補(bǔ)償性運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)塑料袋縱封和輸送；通過分配軸使超前與滯后同步凸輪4,5旋轉(zhuǎn),控制伺服電機(jī)8正、反轉(zhuǎn)。
在正常情況下,當(dāng)橫封和切斷器12接觸包裝材料的瞬間,商標(biāo)圖案的定位印刷標(biāo)記正好通過光電裝置15,遮斷光線,光電管發(fā)出記號(hào),使光電繼電器2的常開觸頭閉合,但在通往伺服電機(jī)的控制線路中裝有微動(dòng)開關(guān)3、6,其時(shí),控制微動(dòng)開關(guān)的兩個(gè)同步凸輪4、5不產(chǎn)生推動(dòng)作用,因而光電訊號(hào)送不到中間繼電器7,可逆電機(jī)10不轉(zhuǎn)。
當(dāng)橫封器12在熱封與切斷被包裝材料之后,連續(xù)輸送的包裝材料上的印刷標(biāo)記才算通過光電裝置15,同樣,發(fā)出訊號(hào),其時(shí)滯后同步凸輪4推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)3,光電記號(hào)經(jīng)過光電繼電器2,微動(dòng)開關(guān)3和中間繼電器7帶動(dòng)可逆電機(jī)8正轉(zhuǎn),將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳到差動(dòng)機(jī)構(gòu),加速縱封牽引輥14送進(jìn)速度。使印刷標(biāo)記隨著包裝材料的快進(jìn)而逐步前移,糾正定位印刷標(biāo)記的滯后現(xiàn)象,當(dāng)印刷標(biāo)記超前時(shí),原理相同,超前同步凸輪5作用,糾正定位印刷標(biāo)記的超前現(xiàn)象,這樣只要定位印刷標(biāo)記稍有超前或滯后,光電定位裝置即進(jìn)行調(diào)整,保證被包裝對(duì)象的熱封和切斷在預(yù)定的允許部位進(jìn)行。

在光電發(fā)訊到電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的線路中,除用光電和中間繼電器的控制方法外,還可采用電壓放大器和可控硅放大控制正、反轉(zhuǎn)離合器來實(shí)現(xiàn),這時(shí)可采用微型電機(jī)作原動(dòng)力。

二、板式縱封器設(shè)計(jì)

生產(chǎn)實(shí)踐中,經(jīng)常采用的板式縱封器的結(jié)構(gòu)形式如圖5.37所示,它由張緊塊、壓板、電熱絲等組成,并將油缸(或氣缸)產(chǎn)生的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)直接或通過扛桿原理,推動(dòng)板形熱封器壓向加料管,完成封合。

1-縱封器,2-氣缸 

板式縱封器的設(shè)計(jì)主要為熱封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),調(diào)壓彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算及驅(qū)動(dòng)氣(或油)缸的設(shè)計(jì)計(jì)算。

驅(qū)動(dòng)氣(或油)缸設(shè)計(jì)的,活塞的行程一般不大,缸徑的設(shè)計(jì)取用的壓縮空氣(或壓力油)的工作壓力和各種不同薄膜、不同厚度、不同熱封溫度經(jīng)計(jì)算確定,單位面積熱合壓力可在1~10kgf/cm的范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定最佳值。

熱封器與加料管一起縱封的加料管部位,嵌一條硅橡膠,使長條封縫在長度上封縫均勻,熱封器與加料管間的距離一般為12~15mm左右,為補(bǔ)償電熱絲受熱時(shí)伸長,在熱封器的一端或兩端應(yīng)設(shè)計(jì)有伸縮裝置。

電熱絲受熱時(shí)伸長,在熱封器的一端或兩端應(yīng)設(shè)計(jì)有伸縮裝置。

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