全自动伸缩皮带式软袋装箱机供料装置运行参数的研究..docVIP

1．武汉工业学院，武汉430023；2．武汉人天包装机械研究所 全自动伸缩皮带式软袋装箱机供料装置运行参数的研究 作者：张国全，李全华，吴德明，方忠华，董结 发布时间：2007-12-6 20:52:00 摘要：为提高软袋装箱机的工作效率，针对软袋装箱机的结构特点，以供料装置为研究对象，探讨了供料装置运行参数，分析了确定依据，并提出了提高装箱效率的具体方法。软袋包装是指采用柔性包装材料制成的包装袋，并充填流动性与半流动性物料的包装形式。软袋包装广泛应用于食品、化工、调味品、饲料添加剂、医药等。其包装形式深受用户喜爱。因包装袋具有柔软性，其装箱形式主要有收缩皮带式、机器人式与机器人工辅助式等。自2000年武汉人天包装技术有限公司第一台收缩皮带装箱机试制成功以来，虽然软袋装箱机在加碘盐软袋装箱领域，以及在食品、化工等软袋装箱场合得到广泛应用，但其在使用过程中，软袋在包装箱中时有不整齐，姿态不一现象出现。如何满足软袋装箱功能，提高工作效率，保证装箱质量，深入探讨软袋装箱机的工作机理，具有重要意义，因此，本文以收缩皮带式装箱机为例，研究其关键构件供料装置的工作原理及其运行参数的选择，以期为提高软袋装箱机的工作效率提供理论依据。1 软袋装箱机的结构组成及其功能其结构简图见图1。在图1中，装箱系统由7个部分组成。储箱坯装置主要实现箱坯的储存，箱坯在驱动系统的作用下，整体向取箱口每次移动一个箱坯的厚度。 取箱坯与成箱装置用于将箱坯从储箱坯装置中取出，将箱坯下底折合，整理成形，并将成形的空箱安放于充填工位。叠层装置用于将供料装置输送来的软袋包装物按每箱中的层数安置于叠层托盘中。充填装置将成形箱取出置于充填台上，并将叠层托盘中的包装物在纸箱中分层叠放。供料装置主要构件为伸缩皮带。包装机包装好的包装物，经前端包装物的姿态处理后，按一定间距与摆放整齐地送到该装置后，伸缩皮带按一定的速度，不同的位移量将其抛入叠层托盘中。送箱装置将充填完成的纸箱输出。控制系统用于装箱机各工位的动作控制和协同工作。其中，供料装置为软袋装箱机的关键装置，其性能的优劣直接影响了装箱效率与装箱质量。因此下面针对该装置的结构特点，探讨其工作原理及其时间参数的设置。2 供料装置的工作原理供料装置主要由伸缩皮带6、伸缩皮带导杆组件4、同步齿形带5、皮带电机（M1）1、与伺服电机（M2）3组成。其工作原理见图2。伸缩皮带在皮带电机1作用下，将软袋包装物2，按一定速度送入叠层托盘7中，其输送速度V1可根据要求，变频可调。同时，伸缩皮带还在伺服电机的驱动下，通过伸缩皮带导杆组件4每次移动h的长度将软袋包装物2依次摆放于图3的叠层托盘7中。图3中，数字1、2至5表示包装物（双点划线）常见的摆放顺序，数字1表示最先摆放。    3 运行参数的确定假设包装物装箱量为Q袋/min，每箱装箱量为q1袋，每层为q2袋，且层数为n，且包装袋宽度为L0；包装物在伸缩皮带6上的移动速度为v1，每袋间距为h0，每次伸缩距离为h，检测包装物到位的光电传感器离伸缩皮带端部的距离为h3，抛出的水平距离为h1；同步齿形带工作段移动速度为v2，回程段移动速度为v3，移动的最大位移为h2。3.1 运行参数的组成由图2可知：q1=nq2首先以n=1为例探计各运行参数之间的关系。系数约束时间（完成每层最大时间）： 系统实际运行时间：t=t1+ t2+ t3 （2）其中：T1为光电传感器检测包装物到抛出时的延时时间，且 t2为伸缩皮带每次以v2速度移动的距离所需时间的总和，且 t3为q2袋包装物摆完后，伸缩皮带从B点回到A点所需时间，且 将t1、t2与t3代入（2）式，得： 因此，要想满足系统功能，比较（1）与（3）式，必须t≤T。也就是说，需调整（3）式中各量的大小。3.2 运行参数确定的依据在（3）中，q2为定值，是系统常量。h3设置的目的是减少系统冲击，增加系统刚性。其值过大浪费系统资源，过小没有实际意义，常取值范围在50～100mm之间。h与包装袋宽度L0有关，一般要求h＞L0。是由于包装物以v1速度平抛出伸缩皮带并落入叠层托盘7时，若h=L0，必出现当前包装物对上一次摆好的包装物存在冲击，影响包装物在叠层托盘中整齐摆放，因此，常取h=1.1～1.2L0。v1为包装物在伸缩皮带6上的移动速度。在（3）式中，隐含了一个前提，该前提为单袋包装物在伸缩皮带上移动h0的距离所需的时间t4刚好等于包装物通过h3与伸缩皮带缩回一个h所需的时间之和，即： 由（5）式可得出：v1与v2相关，且v1＞v2（h0≈2L0）v2是系统各参数中最关键的参数，虽然越大越好，但过大