立體真空包裝設(shè)備結(jié)構(gòu)原理

隨著人們生活水平的提高，人們?cè)谧非螽a(chǎn)品本身質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品外包裝也提出了更高的要求。立體真空包裝可保證產(chǎn)品外觀、延長(zhǎng)保質(zhì)期并方便運(yùn)輸，被廣泛應(yīng)用于糧食與食品行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)市面上的真空包裝設(shè)備通常采用單工位的夾袋灌裝裝置與雙工位真空整形裝置的組合［１］。工作過(guò)程中，夾袋灌裝裝置需移至灌裝口的工位，才能進(jìn)行放料灌裝，在物料成型后通過(guò)真空室的移動(dòng)來(lái)出料。故灌裝、出料耗時(shí)影響了總耗時(shí)，包裝速度難以提高。而速度較快的卷膜式真空包裝機(jī)械則存在著調(diào)整規(guī)格復(fù)雜、對(duì)操作工人要求高、適應(yīng)能力較差的問(wèn)題［１］。面對(duì)需求量日益攀升的立體真空包裝產(chǎn)品以及多樣的包裝規(guī)格，對(duì)包裝設(shè)備的適應(yīng)能力及包裝速度提出了更高的要求。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種立體真空包裝機(jī)，該設(shè)備集稱重、灌裝、整形、抽真空、熱封口、卸袋和輸送功能于一體，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，且操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，包裝速度快，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。１整機(jī)設(shè)計(jì)１．１機(jī)構(gòu)分布設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)構(gòu)呈一字排開(kāi)，如圖１所示。每袋的包裝劃分為７個(gè)工位，各工位之間距離相等，工位４為對(duì)中套袋工位。出料機(jī)構(gòu)與整形機(jī)構(gòu)固連，理袋機(jī)構(gòu)與抽真空封口機(jī)構(gòu)固定于機(jī)座上。在氣缸驅(qū)動(dòng)下，左邊夾袋機(jī)構(gòu)在工位３與工位４之間移動(dòng)，而右邊夾袋機(jī)構(gòu)在工位４與工位５之間進(jìn)行移動(dòng)。左整形機(jī)構(gòu)在氣缸的驅(qū)動(dòng)下在工位２與工位３之間來(lái)回移動(dòng)，右整形機(jī)構(gòu)在工位５與工位６進(jìn)行來(lái)回移動(dòng)。各個(gè)機(jī)構(gòu)如此布置使套袋灌裝的同時(shí)能進(jìn)行整形，抽真空同時(shí)進(jìn)行卸料動(dòng)作，可以提高工作效率，也方便調(diào)整維護(hù)。１．２機(jī)構(gòu)選型整機(jī)主要由定量稱重機(jī)構(gòu)、整形機(jī)構(gòu)、夾袋機(jī)構(gòu)、理袋機(jī)構(gòu)、抽真空封口機(jī)構(gòu)及出料輸送機(jī)構(gòu)組成。目前市面上的同類產(chǎn)品在模具上沿用傳統(tǒng)手動(dòng)真空包裝的思路，采用固定的立體模腔與特定的套袋筒配合的方式［１］，在更換包裝規(guī)格時(shí)需同時(shí)更換模具和套袋筒。而套袋筒的尺寸與成型尺寸接近，在套袋時(shí)需將包裝袋完全拉開(kāi)并利用套袋筒將包裝袋完全撐開(kāi)，這種操作方式造成了在套袋工序上的時(shí)間浪費(fèi)。因此，本次設(shè)計(jì)在夾袋機(jī)構(gòu)上采用鴨嘴式夾袋口，在夾袋口閉合時(shí)套袋，只需將袋口稍微撐
王志強(qiáng)：高速立體真空包裝機(jī)的研發(fā)／２０１８年第４期７開(kāi)，而其余空間靠物料自重灌裝充滿即可?？紤]到包裝規(guī)格的差異，為在灌裝工序上節(jié)約時(shí)間，采用兩套夾袋機(jī)構(gòu)，同時(shí)每套夾袋機(jī)構(gòu)配備一大一小兩個(gè)夾袋口，兼顧套袋難易程度與落料時(shí)間。而在模具方面，則采用組合式模具，利用多個(gè)整形板主動(dòng)從各個(gè)方向動(dòng)作形成立體模腔，*終用管式抽真空方式對(duì)物料進(jìn)行定型。理袋機(jī)構(gòu)采用機(jī)械式理袋，出料輸送機(jī)構(gòu)采用出料盒翻轉(zhuǎn)方式將物料置于輸送帶上進(jìn)行出料，出料動(dòng)作與抽真空封口動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，盡可能降低整個(gè)工藝流程所占用的時(shí)間。圖１機(jī)構(gòu)分布圖２關(guān)鍵機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)２．１夾袋機(jī)構(gòu)圖２為夾袋部分機(jī)構(gòu)———對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，桿１為驅(qū)動(dòng)件。圖２（ａ）為初始狀態(tài)，夾袋閉合；圖２（ｂ）為夾袋動(dòng)作狀態(tài)，夾袋口張開(kāi)。如圖２所示，只需外力按壓驅(qū)動(dòng)桿往下動(dòng)作，夾袋口便處于張開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)彈簧處于受壓狀態(tài)。當(dāng)外力撤銷時(shí)，在彈簧的作用下，驅(qū)動(dòng)桿便會(huì)恢復(fù)初始位置，夾袋口閉合。圖２夾袋機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖２．２整形機(jī)構(gòu)考慮到包裝尺寸的多樣化，在設(shè)計(jì)整形機(jī)構(gòu)時(shí)要特別考慮模具更換的快速與方便。如圖３所示，將整套模具拆分成前整形板７，后整形板８，左右整形板及下整形板，各整形板的尺寸根據(jù)包裝袋定制，與相應(yīng)的固定座之間采用燕尾槽接合，在更換模具時(shí)無(wú)需任何工具和調(diào)整［２］。前移動(dòng)滑塊３沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)由前后整形氣缸帶動(dòng)。當(dāng)前后整形氣缸伸出到位時(shí)，前移動(dòng)滑塊３和后移動(dòng)滑塊４之間距離靠近從而帶動(dòng)分別安裝在前后移動(dòng)滑塊上的前后整形板７和８距離減小，前后整形板之間的距離與物料的成型厚度相對(duì)應(yīng)；當(dāng)左右整形氣缸回縮到位時(shí)，左右整形板之間的距離與物料成型的寬度相對(duì)應(yīng)。而當(dāng)下整形板氣缸伸出到位時(shí)，前后整形板，左右整形板與下整形板剛好形成一個(gè)立體型腔。而振動(dòng)裝置則采用高頻氣動(dòng)振動(dòng)器，利用壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)離心力或反復(fù)運(yùn)動(dòng)造成振動(dòng)［３］。振動(dòng)裝置安裝在前整形板上，在物料的成形過(guò)程中起到充實(shí)物料、振平頂面及加快整形速度的作用。該振動(dòng)裝置與模具配合包裝出來(lái)的物料棱角分明，規(guī)則美觀。