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1引言。
散裝物料自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)集機(jī)械、電氣、氣動(dòng)和真空技術(shù)于一體的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)。2003年第5期《液壓與氣動(dòng)》上發(fā)表的文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)地描述了氣動(dòng)控制的實(shí)施原理以及在進(jìn)料成型袋和包裝顆粒時(shí)相應(yīng)的機(jī)器開發(fā)。事實(shí)上，在散裝包裝機(jī)的設(shè)計(jì)中，氣動(dòng)系統(tǒng)不僅用于取袋、進(jìn)料袋、密封袋等過程。，還可用于控制包裝材料，如進(jìn)料閘門控制、稱量斗夾緊、卸料和裝袋等。另外，除了文獻(xiàn)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(shí)制袋已經(jīng)成為基本的前置工序。
本文在DXD10大米包裝機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步的修改，并集成了一些創(chuàng)新的技術(shù)細(xì)節(jié)，從而開發(fā)出新一代散裝物料自動(dòng)包裝機(jī)。該機(jī)的成功開發(fā)將進(jìn)一步提高相關(guān)行業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提升包裝作業(yè)過程的自動(dòng)化水平。
2包裝機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理。
散裝物料自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)見參考文獻(xiàn)[2]。整機(jī)在功能上分為三個(gè)部分:一是從上到下排列的包裝物料的計(jì)量操作部分；另一個(gè)是橫向布局的制袋供袋部分；兩個(gè)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(xì)的角度來看，包裝機(jī)主要由進(jìn)料部分、計(jì)量裝置、制袋機(jī)構(gòu)、進(jìn)袋機(jī)構(gòu)、開袋/合袋機(jī)構(gòu)、封袋裝置、撐袋機(jī)構(gòu)、機(jī)體、氣動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和二次真空系統(tǒng)組成。
包裝機(jī)的工作原理:繞包制袋——包括固定袋長、袋下封口、切斷三個(gè)步驟。定長由檢測器完成，密封和切割分別由氣缸驅(qū)動(dòng)密封裝置和切割機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在導(dǎo)向板和吹氣氣流的共同作用下，制成的單個(gè)袋子被輸送到袋子供應(yīng)包裝。進(jìn)袋機(jī)械手在夾袋氣缸的驅(qū)動(dòng)下，夾住袋口的兩側(cè)，然后進(jìn)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(jī)械手進(jìn)行夾緊。此時(shí)，在袋口開合筒、袋口密封筒及其上的真空吸盤的聯(lián)動(dòng)下，袋口被打開并準(zhǔn)確定位在包裝材料的灌裝位置。袋子的流動(dòng)過程對(duì)應(yīng)物料的流動(dòng)過程，由進(jìn)料斗弧形閘門控制。然后，在步進(jìn)氣缸的驅(qū)動(dòng)下，送料門的開度減小，送料進(jìn)行中；當(dāng)稱重系統(tǒng)采集的信號(hào)表明投料量達(dá)到目標(biāo)稱量的90%時(shí)，投料門完全關(guān)閉。之后，電磁振動(dòng)送料裝置完成最終的精送料。當(dāng)進(jìn)料充滿時(shí)，振動(dòng)進(jìn)料器停止。在卸料驅(qū)動(dòng)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(jìn)入袋內(nèi)。落料灌裝后，閥門返回，啟閉氣缸驅(qū)動(dòng)袋口沿袋的寬度方向延伸，同時(shí)袋上的密封裝置在氣缸的驅(qū)動(dòng)下關(guān)閉，完成袋口的密封。密封完成后，松開夾袋機(jī)械手，放在托袋平臺(tái)上的包裹在托袋氣缸的作用下，隨著托袋平臺(tái)的前傾，依靠重力滑出。
3氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
從以上對(duì)包裝機(jī)工作過程的描述可以看出，氣動(dòng)系統(tǒng)在包裝機(jī)的許多動(dòng)作環(huán)節(jié)中起著重要的作用。整機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)原理如圖1所示。

值得指出的是，該系統(tǒng)采用步進(jìn)氣缸來控制進(jìn)料門的開啟。步進(jìn)氣缸的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由缸體、端蓋和中環(huán)、兩級(jí)氣缸活塞和活塞桿、密封件和連接件組成。當(dāng)兩級(jí)氣缸的兩個(gè)活塞桿同時(shí)伸出時(shí)，進(jìn)料斗的弧形門全開，此時(shí)處于粗進(jìn)狀態(tài)；當(dāng)副缸的電磁換向閥受控制信號(hào)控制時(shí)，副缸有一個(gè)進(jìn)氣的桿腔，沒有排氣的桿腔，活塞總成向左移動(dòng)，直到到達(dá)前一缸的活塞桿，使副缸活塞桿端部的連接件帶動(dòng)弧形料門旋轉(zhuǎn)到半開，從而實(shí)現(xiàn)給料。當(dāng)稱重器發(fā)出的信號(hào)表明進(jìn)料量達(dá)到目標(biāo)量的90%時(shí)，前氣缸的控制電磁換向閥動(dòng)作，前氣缸的活塞組件向左移動(dòng)，而副氣缸繼續(xù)向左移動(dòng)并處于圖示位置。此時(shí)送料弧形門完全關(guān)閉，最后的送料由振動(dòng)送料器完成。另一個(gè)重要的技術(shù)應(yīng)用是原設(shè)計(jì)中獨(dú)立真空系統(tǒng)的改變。在這種設(shè)計(jì)中，真空是由壓縮空氣引起的，因此可以避免使用、維護(hù)和維護(hù)獨(dú)立真空系統(tǒng)的外圍設(shè)備。圖1中的9~13號(hào)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(jié)構(gòu)如圖3所示。

二次真空發(fā)生器主要由拉瓦爾管、擴(kuò)散器和吸氣室組成。拉瓦爾管和擴(kuò)壓器構(gòu)成了一個(gè)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(dòng)能來泵送，而混合氣流可以通過擴(kuò)散器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能來排出。當(dāng)供氣口的供氣壓力高于一定值時(shí)，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(dòng)氣缸開合袋。二次真空發(fā)生器具有無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、無潤滑、抗振動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、使用壽命長等特點(diǎn)。[4]，完全適合包裝機(jī)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(huì)影響封袋效果和密封質(zhì)量。雖然在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)中，通過將稱重料斗閥伸入包裝袋中有利于保護(hù)袋口，但對(duì)于一些粉塵含量高、粉塵性強(qiáng)的材料，仍然需要注意袋的密封質(zhì)量。一個(gè)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(jié)論。
在前人研究和包裝機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，給出了自動(dòng)散裝包裝機(jī)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)方案。

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