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工業(yè)生產(chǎn)中常用的成型器有翻領(lǐng)成型器、象鼻成型器、三角成型器和U型成型器等。它們的共同特點(diǎn)是利用成型器外表面形狀的變化而將平張薄 膜折成對折或近似對折的形狀。在立式與臥式包裝機(jī)中，常用的袋成型器有象鼻式、三角板式、缺口導(dǎo)板式、U形板式及翻領(lǐng)式五種。其中，三角板式 成型器的形狀最簡單；而翻領(lǐng)成型器的形狀最復(fù)雜 且最具理論基礎(chǔ)［1"2］,其設(shè)計與制造亦相當(dāng)麻煩。 與翻領(lǐng)成型器相比較，象鼻成型器形狀更加簡潔， 制造工藝更加可行，在充填物料的方便性上象鼻成 型器與翻領(lǐng)成型器則異曲同工。所以相對于翻領(lǐng)成 型器而言象鼻成型器具有更加廣闊的應(yīng)用前景。但是在實際運(yùn)行過程中，薄膜在成型器上容易走偏，

1熱壓封頭的改進(jìn)設(shè)計

縱封裝置放置在成型器的前方，在膜材長度方向上形成封口，其工作原理是送膜凸輪壓下開關(guān)后 獲得電信號，縱封輻在電滋鐵作用力的牽動下向薄 膜合擾并壓緊，與此同時，縱封輻提供一個牽引力 的作用，使薄膜下行，從而完成了縱封。所以縱封 輻的功能有施加壓力、牽引薄膜下行和加熱封邊。

改進(jìn)的方案為在縱封輻之前添加一個輸送車?yán)? 目的是使縱封輻的牽引與熱壓功能分散開。若沒有 輸送輻，那么由于縱封輻的牽引與熱封合兩項功能 同時實現(xiàn)，造成工作職能上的混亂，牽引所引起的 皺褶必然引起封合的不嚴(yán)密性，輸送輻的存在使得 即便出現(xiàn)輸送部位出現(xiàn)皺褶，這種不良狀況也可以 在縱封之前得到一定程度上的緩解，從而使縱封封 合不嚴(yán)密的情況大大改善。使得輸送輻采用帶有網(wǎng) 紋的金屬輻，兩根之間靠彈簧力保持著適當(dāng)?shù)膲?力，可以使包裝薄膜材料沒有明顯的松馳、打滑現(xiàn) 象。

1為復(fù) 合薄膜；2為輸送輻；3為封合輾；4為封縫。兩 個作相向純滾動的輸送輻將復(fù)合薄膜紙勻速平穩(wěn)地 輸送給兩個作等速相向回轉(zhuǎn)運(yùn)動的兩封合輟。當(dāng)兩 片塑料薄膜通過兩封合輾熱合接觸面時被滾壓互相 粘合而成一道密合的縱縫，完成縱向封合。

2象鼻成型器的受力分析

薄膜材料的成型過程：成型時，薄膜沿象鼻成 型器外表面翻折并沿外壁下降。薄膜強(qiáng)制通過成型 器后，其縱縫相互搭接或?qū)有纬赏矤?。由縱封相 實現(xiàn)縱封，再由橫封輻橫封，最后側(cè)刀切斷。由象 鼻成型器的曲面為可展曲面特性，即該曲面在展開 后為矩形平面。象鼻成型器的曲面可以沿各脊部曲 線將其曲面劃分為：I (背平面)、n (肩曲面) 和皿(橢圓管曲面)⑶。成型器的曲面成形過程 可視為：背部曲面正視圖為三角形，側(cè)視圖為有一 定斜度的直線；肩部曲線上部為三角形，在端口部 位是帶有一定弧度的橢圓形曲線；橢圓管曲面位于 成型器下部，與供料口相接，實現(xiàn)薄膜的成型。

2.1象鼻成型器上各特征點(diǎn)坐標(biāo)

現(xiàn)根據(jù)立式液體包裝機(jī)的實際構(gòu)造畫出CAD 示意圖，可以得到各特征點(diǎn) 坐標(biāo)：A (0, 27)、B (83, 382)、C (98, 482)、 D ( -9.7, 482)、E ( - 9. 7, 629)由此可以得 到象鼻成型器的背部曲面的側(cè)面投影直線(即。A AB)方程：

卩 W27 x =0o (1)

[y =4.28%+27 x>0o (2)

背部輻狀射線方程為：,=mna+27。 (3)

其中：a為背部輻狀射線與下端口所在平面的 夾角，75.31。海丁70.33。

2.2問題分析及優(yōu)化方案的提出

功能上的特點(diǎn)必然是由結(jié)構(gòu)上的特征決定 的⑷。從這一思想的角度出發(fā)，功能上的缺陷必 然是由結(jié)構(gòu)上的不合理所致，故此研究其結(jié)構(gòu)上有 不盡如人意的地方。其一，應(yīng)力集中現(xiàn)象作為結(jié)構(gòu) 上的突變和尖角等癥結(jié)的表現(xiàn)，導(dǎo)致薄膜材料形狀 皺褶的直接責(zé)任凸顯出來；其二，薄膜皺褶與使薄 膜貼緊成型器外表面的力不足有關(guān)系⑸，所謂貼 緊力是縱封輻與供料輻的合力的分力，其大小也與 成型器自身的角度有關(guān)。本文在準(zhǔn)備工作中就成型 器背部曲面的形狀，分直板型、拼接板型和弧形展 開討論，以找出皺褶現(xiàn)象在最大程度上得到緩解， 應(yīng)力集中狀況盡可能地消除，結(jié)構(gòu)盡可能合理的設(shè) 計方案。

2. 3現(xiàn)有象鼻成型器的受力分析和理論計算

經(jīng)計算得到得到薄膜的貼緊力F3:

F = 。

3 usin。+ tan {0 - a) [_ sin。一 zzcos^J + cos。。 應(yīng)力集中體現(xiàn)在應(yīng)力突變量：

B 點(diǎn)尖角處:Adj =

A 點(diǎn)尖角處：Act2 = ct3 ~ 0*2 = ~_ ，⑸

式中：孔為縱封輻所提供的牽引力。％為供料程 對薄膜的拉力BC與AB延長線夾角為a, AB與水 平方向夾角為0 (約束條件：0°

應(yīng)力集中的存在性，另一方面也給出了影響應(yīng)力 集中大小的因素，即。角的大小。這指明了改善應(yīng) 力集中與提高薄膜貼緊力的一條行之有效的道路 ——改變。角，弧形板由于其較好的連接弧度，成 為線型的唯一選擇。