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机械设备用空气弹簧在各行业的具体使用
作 者：机械设备用空气弹簧
发表时间： 09:44:18
来源：机械设备用空气弹簧
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Copyright & All Rights Reserved &&&版权所有：福州法拉第机电设备有限公司 & & &&闽ICP备号-10第一章 绪论 第二章 计量装置 第三章 供送机构 第四章 灌装机械 第五章 袋装机械 第六章 裹包机械 第七章 卷封机械 第八章 传动系统 第九章 总体方案设计 第十章 包装生产线 第十一章 练习题第一节 包装机械化的重要意义 第二节 包装机械的主要特点及发展方向 第三节 包装机械工业的概况及发展 第四节 包装机械的分类型号编编制方法第一章 绪 论 第一节 包装机械化的重要意义 近半个多世纪以来,随着生产与流通日益社会化、现代化, 产品包装正以崭新的面貌崛起,受到人们普遍重视。 现代包装的基本含义是：对不同批量的产品,选用某种有 保护性、装饰性的包装材料或包装容器,并借助适当的技术 手段实施包装作业,以达到规定的数量和质量,同时设法改善 外部结构,降低包装成本,从而在流通直至消费的整个过程中 使之容易储存搬运,防止产品破损变质,不污染 环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力, 广开销路,不断促进扩大再生产。无论在国内或国外,包装工作已涉及到各行各业,面广量大, 对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响,甚至在 现代生活中出现了过去难以想象的新情况:未经包装出售的商 品变得越来越少了,而且包装上的失败往往会使很好的产品得 不到成功的销售。因而不妨这样说,在将来,如果没有现代化的 包装就没有商品的生产和销售;可是如果没有先进的工业与科 学技术的综合发展,也不可能出现高水平的现代化包装。 迄今,一些科学技术发达的国家,在食品、医药、轻工、化工、 纺织、电子、仪表和兵器等工业部门,已经程度不同地形成了 由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节 所组成的包装连续化和自动化的生产过程,有 的还将包装材料加工、包装容器成型及 包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明,实现包装的机械化和自动化,尤其是实现具有高 度灵活性(或称柔性)的自动包装线,不仅体现了现代生产的发 展方向,同时也可以获得巨大的经济效益。 1)能增加花色品种,改善产品质量,加强市场竞争能力 现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人 的动作,甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的 成品,不论在式样、质地或精度等方面,大都是手工操作无法胜 任和媲美的.随着商品的多样化 ,这一点越来越引起了人们的重 视.另外,用机械手代替人手,就足以最大限度地避免操作人员同 产品直接接触时可能产生的感染,从而保证 食品药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。2)能改善劳动条件,避免污染危害环境 对有剧毒、刺激性的,低温、潮湿性、爆炸、发射性的,以及必 须放置在暗室的物品,实现了包装的机械化和自动化,便可大大 改善操作条件,避免污染危害环境。至于对需要进行长期、频 繁、重复的以及其他苯重的包装工作,如能实现机械化和自动 化,则能大大减轻体力劳动强度,增进工人健康和提高生产效率。 3)能节约原材料,减少浪费,降低成本 有些粉末、液体物料在手工包装过程中容易 发生逸散、起泡、飞溅现象,若改善机械 包装则会大大减轻损伤。4)能提高生产效率,加速产品的不断更新 机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几 倍甚至几十倍,无疑这将会更好地适应市场的实际需要,合 理安排劳动力,为社会多创造财富。 由此可见,实现包装机械化和建立现代包装工业,乃是关 系到国家长远规划的一件大事,也是搞好社会主义四个现 代化的一项重要内容。第二节 包装机械的主要特点及发展方向 包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完 成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和 发展找出规律性认识并制订适当的对策,有必要深入地了解 它的一些特点。 一、包装机械是特殊类型专业机械 包装机械为特殊类型的专业机械,机种繁多,综合研究工艺、 材料、设备乃是开拓包装新技术的根本途径。 首先指出,包装物品不仅花色品种多,而且大都是可变化的, 如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种片状、块状、束 状、环状及异形的物体等。而且人们对食品、 药品、日用消费品等的包装还常提出更多 更高的要求,以致在客观上便形成了包装 机械突飞猛进、更新较快的局面。任何事物之间总有它们的共性与个性。若能按照具体条 件探索出一种模块化(或称积木式)的包装机械体系,通过适 当改变模块的组合,使之具有不同的功能和生产能力,那么必 会有助于简化设备构造,实现设计制造的计算机化,缩短工作 周期,降低生产成本,增强市场竞争能力。如有的制袋成型充 填机,只配备几种加料装置就实现了一机多用。 鉴于大多数包装机构复杂、动作精确、运行速度快、工 位多,所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。 为此,要设法改善自动包装机及自动包装线的整机造型、总 体布局、故障显示和安全防护等措施。 包装材料是包装工业的基础。选择合适的包装材料为有效 地利用资源,提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开 销路创造了有利的条件。在一般情况下,纸、 塑料、波璃、陶瓷、金属等材料均各有其 利弊,应按具体条件经综合分析而决定取舍。从五十年代起,有机合成、金属冶炼等工业部门取得了迅 速发展,并给给包装工业部门提供了相当丰富的新型材料、 容器、涂料、油墨和粘合剂。从而使包装技术方法、结构 设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。例如拉伸包 装、收缩包装、喷雾包装、真空充气包装、热成型包装、 压敏贴标、高频热封等新技术和新装备就是在那个时期应 运而生的。 当前,液体软包装尤其是无菌软包装发展很快。借助塑 料、铝箔、纸及其多层复合材料制作的各种形式的袋、管、 瓶、罐,大都用于充填果汁、牛奶、酱类、油脂、冰淇淋、 洗涤剂和化妆品等物料。其优点是,保护作用好,便于贮藏、 运输、携带、使用,而且资源丰富,成本低,能回收处理。但 是,对于一般用途的大型容器,为增强牢固性 和钢性,有的则以硬质塑料来代替。总之,现代包装不单作为一个独立的工业部门已经取得了 惊人的进展,同时也逐步形成为一门崭新的综合性学科,即国 际上公认的“包装工程学”。其中包括包装材料学、包装工艺 学、包装设计学、包装印刷学、包装动力学、包装机械学、 包装检测学、包装管理学、 以及包装标准化等重要分支。 反过来,这又为包装工业的健全发展打下坚实的理论与实践 基础。 二、在发展专用机种的同时,积极开发通用包装机械 包装机械在发展专用机种的同时,为满足现代包装的实际 需要正在不断扩大其通用能力,积极开发各种新型的通用包 装机。 研制通用包装机的目的,一是要适应被包装物品、 包装材料和包装形式的多样化;二是要照顾制造 使用单位的技术力量、设备配备和生产成本。今后,根据旅游、地质勘探、国防建设的实际需要,还得大 力研究方便食品和方便口粮等包装新技术,随之将进一步促 进包装机械的革新与创造。 近十多年内,高强度的卷筒纸和玻璃瓶开始应用于包装工 业领域,加上大大改进了机械的结构材料(如优质轻合金构 件)、制造装配精度和传动控制系统,还增设了自动供料、接 头等装置,结果使裹包机、灌装机都得以大幅度地提高生产 能力。 有一种新型香皂包装机,所用的外层包装纸预先涂有速干 的粘合剂,在高速连续供送过程中依次进行裹包、热封和冷 却,结果生产能力比一般间歇式的增加一倍左右。 瓶、罐包装容器的封口形式,除早期的王冠盖、 螺旋盖以外,又出现了如易开的撕拉盖、扭断 盖等新形式,有的还外加起保护、装饰、 标志作用的热收缩封套。因而国际包装界日益重视包装机的通用性,以便借助有限的 机械设备获得较大的经济效益。下面举例说明。 国外盛极一时的接缝式裹包机(俗称卧式枕形包装机)可用 多种柔性材料在较宽的尺寸范围内包装各种块、片、棒状 及外形不规则的单件或组合件,有的还能窝边、充气。此类 机种的最新一代产品配有微型电子计算机控制系统,按给定 的被包装物品尺寸和生产能力通过微机储存的程序进行运 算以确定应调量,再控制有关的伺服电机来灵活改变料带的 横封切割间距及同步运行速度,并用数子显示出来,达到切割 准确,节省包装材料,操作方便等目的。 新近问世的压敏贴标机因具有结构简单、工艺先进、通 用性强等优点已被大量采用 。此标签预涂一层持久性压敏 粘合剂、再匀敷到加有硅酮的卷带上。 工作时借专用机构展开,至转折处将标签脱开 而移于物件所要贴的部位上。关于装盒(箱)机械的发展方向是进一步扩大多种、多规格的 单件或组合件的包装,加上盒(箱)型变化多、变化快,因而大 都属于充填或裹包类型的装盒(箱)机械,其通用化程度越来 越高了。 当前,在提高包装机通用能力方面又取得了不少新进展。 例如对装箱、封箱、捆扎、结扎等流水线传送来的多规格 物件,已经能够实现随机处理。当它们一到达包装工位便可 自动调节执行机构而完成所规定的包装作业。今后如何扩 大混流自动包装线的随机处理范围,则是国际包装界的科技 人员深感兴趣的一大课题。 应该指出,在强调通用包装机的发展时,还要注意发展专 用机种。现以胶囊和卷烟的包装为例,鉴于其形状和尺寸能 保持相对稳定,因而宜于选用专用包装机,以便 简化结构和控制系统,大幅度提高生产能力 并且可组成多功能包装机或者自动包装线。应该指出,在强调通用包装机的发展时,还要注意发展专用机 种。现以胶囊和卷烟的包装为例,鉴于其形状和尺寸能保持 相对稳定,因而宜于选用专用包装机,以便简化结构和控制系 统,大幅度提高生产能力,并且可组成多功能包装机或者自动 包装线。 总之,通用、多用、专用包装机的分类,主要取决于包装品 种和包装批量的多少与组合。它们都各有特点和适用范围, 只不过在发展的比重上要随着社会的需求而有所侧重。许 多国家曾走过的发展包装机械的成功道路足以证实这一点。 三、包装机械日趋联动化、高速化、自动化 包装机械日趋联动化、高速化,并相应提高自动化技术 水平,使设备功能逐步完善。在这方面,国际 包装机械的发展大体上经历了四个主要阶段：热成型的贴体包装原先都是用单张膜片和多孔底板间歇包 封五金元件及日用品的。如今已研制成功将塑料挤出成型 与底板热封合为一体并能连续工作的机组了。这样,不仅大 幅度提高生产效率,还节省原料和电耗。 对贵重仪器、手工艺品的装箱,已采用现场喷射发泡填充 剂的办法使之可靠定位,并达到缓冲防震、减轻箱重等目的。 它的功能给缓冲包装设计和装箱机械化增添了新的课题。 关于包装设计必须从艺术与功能的角度来选则包装材料、 包装形式及其结构尺寸。譬如老式的“天地帽”和“翻转盖”的 硬纸盒型就难以满足机械包装的要求;而新近研制出来的一 种连续式安瓶式充填封口机,可将安瓶的波形衬板改在现场 用卷筒纸制造,然后往上排瓶、计数、切断、 再推入已被打开的折叠式细纸盒内。有了 这种多功能机,自然使安瓶的装盒工艺 过程大为改观。第一阶段―从本世纪初直至第二次世界大战结束以前,在食 品、医药、卷烟、火柴、日用化工等工业部门实现了包装 作业的机械化。 第二阶段―五十年代,包装机广泛采用以普通电开关和电 子管为主的自动控制系统,实现了初级自动化。 第三阶段―六十年代,以机电液气综合技术(包括由晶体管 等元件组成的控制系统)装备起来的先进包装机明显增多,机 种进一步扩大,在此基础上实现了专用的自动包装。 第四阶段―七十年代,将微电子技术引入自动包装机和 自动包装线,实现了由电子计算机控制的包装生产过程。从 八十年代初开始,在某些包装领域里将微机、机械人更多地 应用于供料、检测和管理等方面,准备向柔性 自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。在加速发展包装机械自动化的工作中;有些关健性问题值得 认真考虑： 1)根据我国实际情况既要大力研制先进的全自动和半自动 的包装机,还要对某些行业中有效、小型轻巧的手动包装工 具与装置给予足够重视,以充分发挥其相辅相成的作用。 2)为提高自动包装机的工作可靠性,必须设法简化结构、 控制系统和操作程序,并尽量采用连续传动。虽然有不少包 装机是在模拟手工包装动作的基础上创造出来的,可是却没 有必要一切都按手工动作去做,以免弄巧成拙,得不偿失。 3)包装自动化程度的高低会直接影响产品质量、能量 消耗、操作环境和劳动生产率但这并非是确切估量机械结 构复杂程度的唯一标志。例如,粉粒物料和液体物料一般都 可借助较简单的装置来妥善解决自动供送问题, 然而对卷筒式包装机材料和不规则块状物品 要想实现全自动供送就不那么容易了。4)在包装机械自动化中,今后的主攻方向：一是包装材料、 包装容器、被包装物品的自动整理、供送和成品输出,二是 单机、联合机及作业线内部的自动协调工作和对故障、更 换产品的自动处理;三是对包装质量的非接触式的自动检测 以及不合格品自动剔除,并可随机地自动调节有关参数从而 维持正常的工作条件;四是为适应多品种、小批量包装日益 发展的实际需要,加强机电一体化,开辟新一代的柔性自动包 装机和自动包装线,建立相应的生产管理体系。 实践表明,搞好包装机械自动化不单脱离不开机电光液 气(包括射流)等常规技术手段的相互渗透与配合,同时还必 须了解和有关的尖端科学,因地制宜地吸收对改进包装机械 确有实用价值的部分,使之保持一定的生命力 。在包装机械自动化中,光电技术越来越起着重要作用。例如 可用来自动检测流水线上包装容器的形体、口径、伤痕、 污垢、缺盖以及箱体的外廓尺寸、排列间距、移动速度、 装入个数、封条有无等;还可用于象混合物料按色泽逐个自 动分选,斗槽内料位或液位的自动控制,大型物件多道捆扎的 自动定位,卷简商标纸的自动对位切割,充料软管的自动定向 封口,以及其它类似情况。 现在,依靠机电等综合技术对产品包装实行记忆式自动控 制逐渐增多,其主要特点是,将检测出来的信息通域记忆构件 或记忆演算,指令远距离执行机构完成所规定的动作,如自动 剔除不合格品、无料不送袋、断瓶不充填、缺盒不上标等 等。微型电子计算机的迅速普及,使得包装机械的自动化水 平发生了巨大变化,尤其是随机处理多品种、 多规格的产品更能发挥它的独特功效。据不完全统计,除前面已介绍过的以外,诸如、新研制的粗细 给料高精度计量组合秤、称重计价贴标机、成型充封口机、 自动装盒（箱）机、多道捆扎机、最佳集积包装机、高速 喷墨印刷机等也都配备了微机自动控制系统。此外可以预 料,利用电子计算机进行辅助设计（CAD)与辅助制造(CAM), 以寻求包装机和钢性包装容器的优化结构条件,同样会取得 丰硕的成果. 当前,还有一些跨学科的高技术正引入到包装机械领域内, 范围之广,令人瞩目. 1)利用热管与电热丝的有机组合可改善某些裹包机充填规 模高濒装置的热封效果。由于提高了封头的热容量和匀导 热性,使得封口质量稳定可靠,还降低了加热温度与能量消耗。 另外,也可让发热比较强烈集中的构件通过热 管散发多余热量至所希望的机械部位或外 界空间。2)利用核热辐射(如γ射线)可自动检测高速自动线土已密封 好了的饮料罐内的液面高度。再有, 利用其他类型的传感器 及电子装置还可自动检测单个或集积箱内的饮料罐的真空 度。对探知的不合格品,待输送到指定地点即被自动剔除;基 于上述原理有的国家试图建立塑料袋热封质量自动检查系 统。 3)利用激光可对被连续供送的塑料瓶、玻璃瓶进行缺 陷检查和标记光刻.这启示了人们,若利用发射激光束的办 法来代替剪刀或滚刀切纸,那么将会改变现有卷带供送装置 的结构状况与工作条件。不过,要妥善解决防护问题。 4)利用光导纤维可沿包装机内狭窄弯曲的空间布置线 路,近距或远距地传递光信号,实行高密度的 集中控制。如过滤嘴卷烟包装视已成功地 将它用于缺嘴、缺支的自动检测系统。5)利用图形识别技术可自动检测多种产品(如药片、瓜果、 鱼类等)的形状大小、表面缺陷和贴标状况,以便按等级自动 分类,剔徐不合格品,收到与人的判断几平相同的效果。 6)利用直线电机可驱动长行程的执行机构以代替气缸和油 缸。再有,国外已研制成功一种高速、大转距的电机可对执 行机构直接驱动和精确控制。这样,将引起某些包装机在传 统系统和构造上发生深刻的变化。 7)利用数控气动装置可实现快速动作和随意定位,有利于提 高大负载自动包装机的工作性能和生产能力。 8)利用智能机械人可将小批量、多品种产品完成不同式样 组合包装,特别适合于高挡品的装盒作业。而且新一代电子 计算机的开发进一步表明,人们研制一种全新 型设备,使它能模拟人类所从事的各种复杂 包装工作。第三节 包装机械工业的概况及展望在世界范围内,包装工业的发展历史比较短些,科学技术发达 的欧美各国大体上是在本世纪初叶起步的,及至五十年代步伐才 大为加快。由于社会上各方面的积极推动和有力配合,终于逐步 地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相 适应的科研、设计、情报、教育、学术、管理等组织机构,进而 形成了独立完整的包装工业体系,且在整个国民经济中占居着重 要地位。1968年,世界包装联盟(WPO)宣告成立,各国的包装行业 与学术团体更加发展壮大。 根据近几年的统计资料得知,这些国家包装工业的总产值大约 占国民经济总产值的2%左右;其中包装机械所占比重虽然不算 很大,但发展迅猛,平均每年几乎以10%左右的速率增长。现在投产使用的包装机已超过千余种(约半数属于食品包装机 械),同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。 根据世界新技术革命的发展趋势,预料包装材料以及与此紧密 相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破,并且带 动更多的产业部门进入包装行列。这种形势反过来又会影响科 研、教育事业,要求未来有大批包装专家。因此,一般认为,一个 国家包装工业的总水平基本能反映该国工业与科学技术现代化 的进程。然而由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科 技水平有所差异,以致各自的发展状况也出现一定的不平衡。 美国的包装工业发展较早,门类齐全,基础扎实,水平很高。仅 就包装机械制造业而论,实力相当雄厚,其品种与总产值均居世 界首位。由于国内已实现了工业现代化,自选市场蓬勃兴起,客 观上要求包装机械沿着自动化方向发展,并将 电子计算机及其他有关新技术广泛应用于 生产过程。美国有许多工业企业和军事部门附设包装研究机构,充分利用 实验分析手段积极从事新产品、新技术的开发与应用。至于美 国包装机械制造协会主要负责组织全国包装业务与技术的交流 服务工作。美国已有不少大学设置了包装工程的科系或课程, 把包装教育当作公认的、正规的学术领域来建立。 日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束以后才开始 发展起来的。因善于引进、模仿、创新、经营,仅用十余年时 间就奠定了初步基础。如今,日本已建立起独立的包装工业体 系,其包装工业总产值约为美国的一半而跃居世界的第二位。 日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂,侧重于开发中小型、 半自动的包装机及配套设备,其技术水平好多已进入国际的先 进行列。由政府资助的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。 另外设有日本包装机械工业协会,它乃是本行业 的全部业务活动中心。联邦德国的包装机械工业非常发达,现拥有几家堪称世界最大 规模的包装机械制造厂,其包装机械工业总产值仅次于美国,但 每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是,它 同意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国一样,能够结合本国 的具体条件实行按机种的专业化生产,以利于充分发挥各自的 优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如,联邦德 国的药品、酒类、日化用品包装机,意大利的糖果、茶叶、胶 囊包装机,英国的卷烟、饼干包装机,法国的乳制品包装机,瑞士 的巧克力包装机,瑞典的火柴、饮料包装机及纸箱、纸浆模塑 制品成套设备等等,都有久享盛誉的先进产品供应国内外市场。 除此之外,荷兰、丹麦、苏联、民主德国、罗马尼亚和加拿 大等国,在发展自己的包装工业方面,也都获得 了长足的进步,开始引起国际包装界的关注。中国有着悠久的包装历史。我国古代劳动人民对包装的发展曾 做出许多杰出的贡献。特别是防腐包装、防震包装和礼品包装 更带有民族的传统特色,一直延续至今。可是中国的现代包装 工业起步比较迟缓,解放前只有几个大城市的少数啤酒厂、汽 水厂、罐头厂、卷烟厂才配备一些包装机械。到了五十年代未 期,开始引进仿造,形成小规模的生产能力。 进入七十年代,主要由于对外贸易的促进,带动了整个包装行 业向自成体系的方向发展。 1980年12月,中国包装技术协会成立。不久,中国包装总公司 也相继诞生。此后,在国内陆续地举办了全国性和国际性的包 装(包装机械)展览会、学术研讨会,还出版了我国有史以来第一 部《中国包装年鉴》及其它包装技术书刊。 这一切都标志着中国正在开创一个崭新的 包装历史时期。近十多年内,中央曾采取一系列有力措施,有计划地改造从前遗 留下来的陈旧设备,同时采取引进与研制相结合的办法,逐步提 高我国包装机械的生产水平。令人鼓舞的是,通过全行业大联 合,业已取得显著成绩。至今,全国已涌现出一大批包装机械制 造企业和科研、设计、情报单位。新开发的一些机种有的开始 面向出口。 相应的教育主管部门已做出明确决定,将包装工程专业列入 新修订的“全国高等学校专业目录”,为正规地培养本科包装专门 人才创造有利条件。 今后要运用系统工程观点,进一步统筹规划,分工发展食品、 农副产品、医药、轻工、兵器等部门所急需的包装机械及包装 线配套设备;还须抓好包装材料加工与成型机械、包装检测装 置以及包装机基础件的生产;并且充分利用现有条件全面开展 产品的系列化、零部件的通用化和标准化 等工作,以加速包装机械更新换代的步伐。然而从全局看,我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存 在着明显的差距,尚且是国民经济中较为薄弱的一个环节。 为尽快改变这种面貌,最近我国已制订并颁布了年 的全国包装工业发展纲要。其中提到：包装工业各行各业的技 术、装备及管理水平要有较大的提高。1990年,重点包装企业 已达到国际八十年代初期先进水平。到2000年,重点包装企业 要达到国际九十年代中期先进水平或国际同期先进水平。的确, 任重道远。但是,我们相信,只要立足本国,放眼世界,不屈不挠, 艰苦奋斗,那么,在不远的将来,建立起中国的独立 完整的包装工业体系这一宏大目标, 就一定能够实现!第四节 包装机械的分类和型号编制方法 包装机械是指完成全部或部分包装过程 的机器，以及与主要包装工序紧相关连的 机械，这些都称包装机械包装机械中，既 有单机、多功能机，也有包装生产线。 一、包装机械分类 1.国外包装机械分类方法成型机 竖起成型机 充填机 裹包机 包装机械 清洗、干燥、防微生物、防污染用机械 装璜、标记和紧固包装容器或包装件用机械 辅助机械和设备 多功能包装机2．国内包装机的分类方法 1987年，我国国家标准局批准颁发布了“包装机械 型号编制方法”的国家标准。在这个标准中，包装 机械发为十二类：表1.1常用包装机械型号如下表分类 充填机械型号 CL ××× CS ××× CQ ××× CG ××× CA ××× CW ××× CD ××× CT ××× CF ××× CZ ×××产品名称 量杯式充填机 柱塞式充填机 气流式充填机 螺杆式充填机 计量泵式充填机 插管式充填机 料位式充填机 定时式充填写机 推入式充填机 拾放式充填机CJ ××× CM ××× CL ××× CJD ××× CJU ××× CJP ××× CJL ××× 灌装机械 GF ××× GC ××× GD ××× FR FH FZ FW FC FG FB FY FX FF FD ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ×××重力式充填机 净重式充填机 毛重式充填机 单伯计数式充填机 多伯计数式充填机 转盘计数式充填机 履带计数式充填机 负压灌装机 常压灌装机 等压灌装机 热压式封口机 熔焊式封口机 折叠式封口机 压纹式封口机 插合式封口机 滚压式封口机 卷边式封口机 压力式封口机 旋合式封口机 缝合式封口机 钉合封口机封口机械FJ ××× FN ××× FA ××× BZ BN BJ BF BC BL BT BS ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ×××胶带封口机 粘合封口机 结扎封口机 折叠式裹包机 扭结式裹包机 接缝式裹包机 覆盖式裹包机 缠绕式裹包机 拉伸裹包机 贴体包装机 收缩包装机 充填-封口机 灌装-封口机 开箱-充填-封口机 开袋-充填-封口机 开瓶-充填-封口机 箱成型-充填-封口机 袋成型-充填-封口机 冲压成型-充填-封口机 热压型-充填-封口机 真空包装机裹包机械多功能包装机械DC ××× DG ××× DKX××× DKD××× DKP××× DXX××× DXD××× DXC××× DXR××× DZ ×××DQ ××× DP ××× 贴标机械 TN TS TD TG QG QS QJ QD QL QC ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ×××充气包装机 泡罩包装机 粘合贴标机 收缩贴标机 订标签机 挂标签机 干式清洗机 湿式清洗机 机械式清洗机 电解式清洗机 电离式清洗机 超声波式清洗机 热式干燥机 机械式干燥机 化学式干燥机 热式杀菌机 超声波杀菌机 电离杀菌机 化学杀菌机清洗机械干燥机械ZR ××× ZJ ××× ZH ××× SR SC SL SH ××× ××× ××× ×××杀菌机械捆扎机械KX KY KQ KJ KS××× ××× ××× ××× ×××机械式捆扎机 液压式捆扎机 气动式捆扎机 捆结机 压缩打包机 集装机 堆码机 集装件拆卸要 打印机 整理机 重量选别机 异物检验机 输送机集装机械JZ ××× JD ××× JC ××× UY ××× UZL××× UX ××× UJ ××× US ×××辅助包装机械二、包装机械型号编制方法 前面所介绍的我国1987年颁布的《包装机 械产品型号编制方法》国家标准，它把包装机 械分为12类，这个分类方法主要是参考了国际 标准化组织ISO（草案）、西德DIN8740-81（包 装机械概念、分类、体系表）标准和我国国家 标准GB5035-85（包装机械术语）。该标准 GB7311-87制定了包装机械型号编制方法： 1.主型号的编制 主型号应依次按包装机械的名称、结构型式的顺序编制； 必要时，也可在其后选加被包装产品、包装材料、包装容器或 自动化程度等代号。 主型号以其有代表性汉字的第一个拼音字母表示，遇有重 复字母时，可采用第二个拼音字母以示区别。字母I、O一般不 使用。见表1.2(1)包装机械的分类名称及代号： 见表1.1所示。 (2)常用包装机械主型号 详见国家标准GB7311-87 即表1.2表1.2包装机械主机代号包装机械分类名称 充填机械 封口机械 多功能包装机 清洗机械 杀菌机械 集装机械 代号 C F D Q S J 包装机械分类名称 灌装机械 裹包机械 贴标机械 干燥机械 捆扎机械 辅助包装设备 代号 G B T Z K U2.辅助型号的编制 辅助型号饪包装机械的主要参数、改进设 计顺序号和派生型代号主要参数用阿拉伯数字 表示，并取其极限值，当需要表示二组以上的 参数时，用斜线“/”隔开。 (1)派生代号以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表 示。 (2)改进设计顺序号依次用汉语拼音字母A、 B、C……表示。当辅助型号中无主要参数时， 在主型号与派生型号或改设计号之间用短划“-” 隔开。第一次设计的产品无顺序号。 (3)包装机械常用的主要参数有充填量、封 口尺寸、包装尺寸、灌装阀头数、生产率等。3.包装机械型号的编制格式主型号辅助型号改进设计顺序号 派生型代号 主要参数 迭加项目代号 结构型式代号 分类名称代号标准就是技术法规，一切包装机械产品型号都必须按标准编制。凡不符 合标准规定的，都不能验收，更不能被评为部或国家优秀产品。第二章 供送装置主要内容： 掌握块状、散体、流体物料的供 送机构的工作原理。 板、片材、卷筒等包装材料 的典型供送机构的工作原理。第二章 供送装置供送装置是包装设备的重要组成部分,其结构及工作性能 决定着设备的自动化水平及生产率,并影响着设备的总体 布局。 包装机械的供送对象一般是指被包装物品、包装容器和包 装材料等。其中,被包装物品按其状态可划分为块状、散 体、流体等；包装容器和材料则可归为板、片材、卷筒材 及瓶、罐类等。本章将上述物品的供送装置划分为块状、 散体、流体、板片材及卷材四类供送装置分别予以介绍。第一节 块状物品的供送装置块状物品主要是指整齐排列并能借助供送装置单个给料或 多个集合给料的较大的块状物品,这种物品的供送机构在工 作中应能对其供送的路线、排列方式、间距大小 、供送状 态及速度予以控制,以满足设备的工艺条件、生产能力及布 局要求。 常用块状物品供送装置有以下一些类型。 一、链带式供送装置 链带式供送装置有低速、及高速之分。图2.1为一低速链 带式供送装置图。该装置常用于较大块状食品的供送。它 由主动链轮、从动轮、张紧装置、链带、推板和导向装置置等组成。其中安装在链节上的推板间距是根据供送块状 食品所需的间距而定的,且在其链带两侧设有挡板2。推板 工作时沿导向滑轨滑行,当把被送块状食品送到预定位置时, 推板便脱离滑轨离开工位。链带式供送机构按其具有的链 条数又可分为单链式和双链式,其基本组成和工作原理与上 述相同,单链式供送面窄,用于供送小件块状食品,后者输送 面宽,用于较大块状食品。图2.1 链带式供送机构简图 1-台面板 2-挡板 3-料库活门 4-推板 5-主动链轮 向滑轨 8-推板 6-从动轮 7-导二、推板式供送装置 推板式供送装置有多种,图2.2所 示为一推板式斜向步进供料装置。 推板2由锯齿形推头按一定数 目(例如3×5)纵横分布而构成一 个整体,以实现多列供送。主动偏 心轮4的外套圈上附加一拉伸弹 簧,使竖立摇杆3上端的滚轮始终 与盘凸轮5的随动压杆6保持接触。 这样,主轴每转一圈,锯齿形推头 便沿着各自的封闭曲线轨迹作一 次循环运动,将块状物品(如火柴 盒等)向前推进一段距离。图2.2斜向步进推料装置 1-阶形通道 2-齿形推板 3-摇杆 4-主动偏心轮5-盘凸轮 6-随动压杆这种推料装置结构比较简单紧凑,所占空间不大,又易同其 他传动装置联动,只是运动惯性较强,工作速度不能过高。 三、动梁式供送装置 图2.3所示为双曲柄式动梁供送装置。动梁4与定梁3等长, 动梁作等速的正圆平动。两梁均有等间距的V形槽用来支撑 和拖动被供送的圆柱形或长条形(如干电池、安瓿等)物件。 考虑到物件是作间歇的圆弧线运动,因而需控制适当的主动 轴转速,以尽量减缓起落时所产生的冲击力。若保持槽间距 一定而仅改变被供送物件的动停比,则应调整两曲柄2的回转 半径及定梁的上下位置,从这一点看,双曲柄式动梁机构比较 灵活。 四、拨轮式供送装置图2.4 所示为星形 拨轮供送装置,一般用 作供送瓶罐类包装容器。 它主要由星形拨轮1、3, 输送链带2,主传送链带 4和固定的圆钢导轨5等 组成。主传送链带并列 两条(送盒的一条未画), 均属复式板链结构。根 据物件的体形大小及盒 子的外廓尺寸,可在一 定范围内分别调整放瓶 挡板及放盒夹板的间距, 以提高该机的通用能力。图2.3 梁双曲柄式动梁供送装置1-料槽 2-主动双曲柄；3一定梁 4一动五、螺杆式供送装置 螺杆式供送装置除了能够按即定的工艺要求把包装物品或 包装容器分批地或逐个地送到包装工位外,还可以完成增 距、减距、分流、合流、升降、起伏、转向或翻身等工艺 要求。该供送装置按螺杆的螺距和结构的不同、可划分为 等螺距螺杆、变螺距螺杆及特种变螺距螺杆等三种类型的 供送装置。图2.4星形拨轮供送装置图 1-瓶糟1,3-星形拨轮 2-输送链带 4-主 传送链带 5-固定导轨2.5 等距螺杆供送装置 2-等距螺杆 3-侧向导轨 4-水平输送带1.等螺距螺杆 图2.5为等螺距螺杆供送装置,它是由一等径长螺杆2、侧向 固定导轨3和底面水平输送带4等组成。它们相互协调动 作，将槽内的包装容器按相等间距送到包装工位。 2.变螺距螺杆 图2.6为变螺距螺杆供送装置。其中图(a)是用于专门供送圆 柱形包装容器的,螺杆1上的螺旋糟沿螺杆供送方向逐渐缩小 螺距，使被供送物件在静止滑板2上紧靠侧向导轨处于边滚 动边减速的状态运动。图（b）是专门用于供送棱柱形包装 容器的。双环形槽沿螺杆供送方向逐渐增大螺距。图2.7所示为特种变螺距螺杆供送装置。其中,图(a)、 (b)不仅能改变供送容器的排列和间距、同时分别起着分 流和合流的作用,以便同后面的包装要求相适应。图(c)是 对并列排列、转向相同的螺杆,它们的组合作用使包装容 器在供送过程中,既能改变间距同时又改变了运动状态。图2.7 (a)合流特种变螺距螺杆供送装置 (b)分流 (c)转向 (d)翻身第二节、散体物品的供送装置 一、散体的基本形态散体物品是指由确定数量的一种或数种个体所组成的松 散聚集物。它具有一定的流动性,但易吸取空气中的水份受潮, 粘性增加甚至结块,使其物理特性变化。根据散体的基本物性, 大体可分为三个基本形态。 l)体形细长且有足够强度或方向性的物件,如火柴、铅笔芯 等。供送前需用人工按一定方向整齐地堆放在存槽内,然后借 专用装置有节奏地进行定量给料，这样,不仅有利于简化设备构造,还可提高工作的可靠性。 2)体形不大、表面光滑且有一定强度和可定向的物件。如 笔尖、表针、图钉、瓶盖、胶囊、电子元件等。供送前多呈 杂乱的聚集状态,一经专用装置作用便可实现定向排列,将它 们逐个或分批地送至其他工位。 3)粘湿性较小的粉料和颗粒物料。如奶粉、味精、砂糖、 咖啡、茶叶、药丸、片剂等。供送前,先贮存于容器内,工作 时借自重或专用装置完成排料、输送及定量给料。但有些物 料易受环境影响而会程度不同地改变其物理化学性质,还可 能产生较多的逸散性损失。对此,需按具体情况采取适当的 密封与防护措施。 二、典型的散体供送装置 散体供送装置,依其主体运动的方式可分为旋转式、摆动式、 直线往复式和振动式等多种；依其传动方式可分为机械式、液压式、气动式和电磁式等多种；此外,还可将这些方 式加以适当的组合,以充分发挥其效能。下面,扼要说明若 干典型的散体供送装置及其特点。图2.8 螺杆式计量机构示意图 1-料仓 2―插扳 3―给料水平螺杆 4―电磁离合器1.螺旋供料器 图2.8为螺旋给料器,它适用于流动性较好的散体食品,亦 可用于流动性较差的散体食品的计量。如奶粉、 味精等。 但对于受挤压后,视容重变化较大的粉状食品应严格控制 料位高度。如图2.8所示,其中料位检测器5检测料位高度, 并将其信息反馈给控制器、控制给料水平螺旋3的转速, 以实现计量螺杆料斗稳定的料位高度，搅拌器6用来防止 物料架桥结块。计量螺杆7与闸门8是定容计量出料的主 要部件，精确控制计量螺杆的转数和调节闸门适当的开 度，可以得到散体物料的计量精度要求，使计量误差控 制在最小范围内。 2.齿鼓式 (a)齿鼓式给料器如图2-9（a），首先靠人工定向,再分批地放入存槽内,由 等速回转的齿鼓将其逐个接出。适合细杆形硬质物件,如铅笔 芯、圆珠笔芯等供送。 (b)叶轮式给料器 如图2-9（b），叶轮的环形区间匀布若干支板,形成与物 件外廓相对应的孔型,使落入的物件自动定向,排列于外壳的出 口导槽内。适合圆锥台形和圆凸台形的硬质物件,如瓶塞、大 头螺钉等供送。 (c)锥盘式给料器 如图2.9（c），经单个或多个料槽输入的物件散落到锥 形转盘上方被支架固连的螺旋栏板内,因受盘面摩擦力的作用 使之不断加速向外圈转移,并形成定向排列。最后由输送带送 至指定工位。适合圆柱形和长方体形硬质物件,如圆头平键、 糖块等物(d)槽盘式给料器 如图表2.9(d)，利用宽皮带加料,然后让落到转盘上 的物块沿着静止的齿形螺旋导板自动地按其长轴进行定向 排列,待滑进转盘周边的凹槽内后,便按其厚度再一次进行 定向排列。在这个过程中,物块所受的挤压力甚微,能防止 变形破坏。为增大盘面中部的速差以提高工艺效果,有的 将整体式转盘改成差动的双套式结构。适合长方体形软质 物件,如巧克力、饴糖等物料的供送。 (e)直插板式给料器 如图2.9(e)，当理料插板向上推移时，其顶端的倾斜工作 面即将槽内的物件定向地提起一只，滚入等槽后经摆动拨 叉排出。适合处理圆柱形金属物件，如销轴、套筒等物料 的供送。图2.9 典型的散粒体供送装置示意图(f)斜插板式给料器 如图2.9(f)，斜置的插扳薄而宽，其顶端朝着侧向出 口倾斜，以有助于对物件进行自动定向排列。适合碟形和 环形的金属物件，如垫圈、凸面圆片等物料的供送。 (g)扇形插板式给料器 如图2.9(g)，在扇形插板上开有单列或多列长槽，其 内宽略大于钉杆直径而小于钉头直径。当向上摆动时可提 起一批物件并形成整齐的定向排列。出口设有电控闸门， 以实现定量给料。适合大头钉形金属物件，如图钉、铆钉 等物料的供送。 (h)斗式电磁振动给料器 如图2.9(h)，料斗受电磁铁激振力的作用产生高额微幅振动,从而使斗内散乱堆放的物件得以沿着周边的螺旋滑 道(有的还附设定向装置)进行自动定向排列。最后由装有 摆叉的导糟逐个排出。适合多种形体，尤其是轻小光滑、 能自动定向的硬质或软质物件，如片剂、胶囊、笔舌、电 子元件等供送。 (j)槽式电磁振动给料器 如图表2.9(j)，若在贮料槽下方串联配置两台振动给 料器，则可分别控制连续排料和二级定量给料，以提高计 量的精度和速度。此外，也可采取并联的配置方式，使之 分别完成粗给料和细给料。适合干性的粉粒状物料，如洗 衣粉、菊花晶等的供送。 总之，上述的每一种散体供送装置都各有其适用范 围，要因地制宜选用。至于电磁振动给料器的优点主要体 现在：类型多样、结构简单、轻巧紧凑、容易制造，适用性强、 性能可靠、调节方便、可以遥控、耗电较少、无需润滑、 经久耐用、成本不高。所以，这是一种颇有发展前途的散 体供送装置，而且为包装生产过程自动化创造了良好的条 件。 第三节 流体物料供送机构 流体物料是指含湿量或含油量很高,一般情况下其自身 不具备一定形状的液态、膏状和塑性等物料。其供送机构 多与计量装置合二为一，称为计量供送机构。因液体物料 的供送系统将在灌装系统中介绍，故本章重点介绍膏状及 塑性物料的计量供送机构。 一、物料粘度 具有一定粘度的流体物料按其粘度一般可分为低粘度物料及高粘度物料。 低粘度物料多属牛顿型流体，这种物料通常在重力 作用下就可沿管道或溜槽流动，如液体饮料、牛奶、食 用植物油等。高粘度物料一般多属于非牛顿型流体，其 流动的基本特证是其剪切力与剪切速率不成正比，即其 粘度不是常数，而是随剪切速率的增加而下降。 二、典型供送机构 1.成型式供送机构 如图2.10（a）所示 已拌合好的这类物料可用泵或不锈钢斗式小车送至 料斗1内，而后由细腰转鼓3和双联螺旋2挤压入成型转台 4(转台已展开)活塞5下的模腔中，活塞5与转台4模腔同步，在工位1物料被挤压填满模腔，在工位3食品被推料活 塞推出后，用线刀将成型物料与活塞分开落入出料转盘6 上。计量量由改变活塞行程来确定。 2.截料活塞式供送机构 如图2.10（b）所示，该供送机构由料斗1、螺旋刮刀2及活 塞12、缸体等组成。投入料斗1中的物料由螺旋刀挤压入 圆形机壳3和活塞12的空腔内，当异形旋塞4右旋至活塞缸 与出料口5连通时，活塞右移，将物料通过旋塞通道挤压 到出料管。凸轮7和连杆6带动出料弯头5摆动卸料，而后 异形螺塞左旋至图示位置，活塞左移，其空间又被食品充 填。至此完成一次循环。其计量量可由改变活塞行程来确 定。异形旋塞4的左右转动是由凸轮 17，通过连杆机构， 扇形齿轮等完成的。活塞是由凸轮9带动摆杆10上的套筒在摆杆11上滑动,使摆杆11摆动 来带动活塞移动。丝杠8可 调节摆杆10上套筒的位置， 以改变活塞行程。(a)成型式机构 1 ―料斗 2―双联螺旋 3―细腰转鼓 4―成型转台5―推料活塞 6―出料转盘(b)截料活塞式机构 1-料斗 2-螺旋刮刀 3-圆筒机壳 4-异形旋 塞 5-出料弯头 6,10,11,16-连杆 8-丝杆 7．9-凸轮 12-活塞 13-扇形齿轮 14-齿条 15-滚子 l7-槽形凸轮图2.10 计量及供送系统示意图3.定量泵供送机构 图2.11所示，定量泵工作时，活塞作上下往复运 动，当活塞上行时，锥形阀3先开启并向上运动，直到 挡圈6顶住活塞托架5，使活塞体4随着上升。料斗1中 的物料则由锥形阀开启空隙和活塞托架5空间被吸入活 塞下面的空腔内；当活塞杆下行时，锥形阀又先关闭 并带动活塞体4下行，迫使物料由卸料口7挤出。其定 量量可用改变活塞的行程来确定。 4.螺杆式供送机构 螺杆供送机构如图3.5所示，其工作原理是利用螺杆螺 旋槽的容腔来带动物料，并随螺旋转动被送至出料口。 它结构简单、运转可靠、对供送物料量的调节方便、 易清洗、适用于高粘度物料的供送，被广泛应用于包 装行业中。图2.11 定量泵结构简图图 l-料斗 2-泵体 3-锥形阀 4-活塞体 5-活塞托架 6-挡圈 7-食品出口 8-活塞杆2.12 回转活塞式机构示意图 1-泵壳 2-扇形滑块 3-分配器 4-空心轴5.回转活塞式供送机构 如图2.12所示，该机构适用于高粘度物料，如奶油等。 其工作可靠、计量精确。图（a)所示为该机构的解剖图，图 (b)为其运动工作图。扇形滑块2与分配器3分别由两端部两 个带槽空心轴4带动作往复回转运动。工作初始，如在工位I 时，物料由料口被挤压入上部空腔，两扇形块同时右旋至 工位2，此时扇形抉2停转，分配器3继续转动将腔内物料从 排料口挤出(见1位34)，上部空腔形成负压则被新供食品挤 压填充。然后两扇形块同时左旋至工位V时。扇形块2停 转，分配器3继续转动将腔内物料从排料口挤出，上部空腔 又被新的物料充填，如工位VI、I所示，至此，计量泵完成 一次循环，计量量则可由改变分配器3的转角的大小来确定。第四节 板、片材供送机构在物料被包装过程中，作为包装材料的板、片材供 送机构，通常是将预先按规定尺寸裁成的板片制成的扁 平袋、带压痕的纸盒片等逐一地供送到包装工位。本节 将对几种典型的包装材料供送机构作以介绍。 纸片供送机构 如图2.13所示,在包装机工作时，将纸片放在纸库9 内，纸的后端由顶针5顶住，前端由托纸辊7托住，托纸 辊7在传动系统的带动下作等速回转运动，当拨纸挟1和 纸片接触时带纸向前运动,纸片被旋转着的下纸辊11和 从动压纸辊10牵引，在导纸钢片13的作用下，使纸沿垂 直的方向输入接纸钩15内,包装物料推送时，纸片就裹 在外面，要经后面的包装工序完成包装。当机器发生故 障不需要纸片下落时，可将升纸钢丝2摆动一定的角度 将纸抬起，当纸片下落位置不符合要求时，可调整接纸纸钩的调节螺钉14。图2.13 纸片供送装置 1-拨纸块 2-升纸钢丝 3-顶针高低调节螺钉 4-个顶针前后调节螺钉 5-顶纸针 6-商标纸 7-托纸辊字 8-止退铁丝 9-纸库 10-压纸辊 11-下纸辊 12-调节螺钉 13-导向钢片 14-接纸钩调节螺钉 15-接纸钩二、真空供纸装置 图2.14为真空式供标签装置结构示意图。 当被包装物品由水平方向从右向左送入时,旋转着的翻料 器10钩住物品向上沿着圆弧轨道作90°翻转，并成直立状态。 在这过程中，真空吸嘴6摆动，同时从标签架吸下一张标签， 再由旋转着的送纸辊5和7将标签纸送入真空转鼓4和浮动辊8 之间，此时，真空转鼓上的真空吸眼将标签吸住，并带着标 签纸旋转正好送到被包装物品封口上正中位置，并同时关闭 其真空状态,完成了送标签工作。 此真空吸纸供纸装置，因能保持标签纸完整无损，因此得 到了广泛的应用。 三、纸盒片供送、张开装置 图2.15所示为纸盒片供送、张开装置结构和工作原理示意 图。 在包装的过程中，纸盒片由真空吸头1从纸盒片料仓2中吸 住并拉下来,在拉下的过程中,纸盒片被斜拦条4张开成型,再由后面的推手7将纸盒送至盒 输送链9中,如图2.15(a)所 示，在纸盒由推手推出过 程中,为了防止已被张开成 型的纸盒被重新弹回，由 接盒杆5顶住，与推手7将 纸盒送至纸盒输送链入口 处，如图2.15(b)所示，吸 头l由偏心轮带动将盒拉至 搁板8顶面时，推手7开始 推盒，此时吸头继续向下 运动待纸盒完全被推出吸 头位置后,吸头方可向上运 动，开始下一个吸盒工 作，如图2.15(c)、(d)所示。图2.15 空盒片供送、张开工作原理图 1―真空吸头 2―纸盒片料仓 3―纸盒片 4-斜栏条 5―接盒杆 6-压盒条 7―推手 8-搁板 9―纸盒输送链四、薄钢片供送机构 图2.16 为薄钢片供送机构示意图该机构用于制罐机 上，在机架13上放置成叠的薄钢片(镀锡板片)，提料架7 下部为齿条，它与提料轴9上齿轮啮合，转动手轮8,使提 料轴上升，从而将镀锡料片举至储料架中,并靠托料销10 支承住。真空吸料杆26和吸嘴5在传动齿轮22、吸料连杆 23、曲杆24等带动下作上下往复运动,当它将一料片吸至 工作台面高度时，刮料爪2将吸嘴5上的料片沿水平方向 送入导板11上，并由板条输送器送入下一个成型工位。 真空吸嘴5吸取料片的真空是由真空泵16抽吸的，真 空泵16下部装有电磁三通阀15,用以控制真空吸料管道周 期地与真空泵16和大气相通,以便在吸料时进行抽气真空 吸料,在刮料开始时破坏真空。图2.16 薄钢片供送机构示意图 1-导轴 2-刮料爪 3-挡料板 4-储料架 5-真空吸嘴 6-镀锡板 7-提料架 8-手柄 9-提料轴 10-托料销 ll-进料导板 12-料片输送器 13-机粱14摆动杆 15-三通接头 16-真空泵 17-活塞杆 18-链轮 19-法兰 20-摇臂 21-滑套 22-齿轮 23-连杆 24-曲轴 25-塑料软管 26-吸料杆五、自动取袋机构 有的包装机上使用的是预先制成的纸袋,图2.17为自动取 袋机构示意图,该机构的功用是将预制的纸袋单个地取出,然后 送人包装机的包装工位。 该机构工作时，纸袋1已整齐地堆放在堆袋器2上,并放置 在提升机构9的正下方,使纸袋的中心线近似地对准提升机构9 的正下方。工作开始时,插入机构6和12的插入捧7、11插入所 取的纸袋下面，它们的工作是由气缸5和13驱动的，真空吸头 10在提升机构9的带动下向下运动并吸住纸袋，当吸头吸住纸 袋时,插入捧11压住下面纸袋,此时夹钳8夹住纸袋2的边缘，插 入机构在气缸5带动下作返程运动,并将纸袋送到运输带3上,把 纸袋送入包装工位,插入棒ll也退回原位。
第五节 卷筒式包装材料供送机构的设计在包装机上使用的柔性卷筒式包装材料有纸、金属箔、 塑料薄膜和复合薄膜等,按着材料上印刷的商标图形可分为： 有标卷带；即是印刷的商标图形是以独立单元等距分布 的，在物料包装的过程中，每个包装产品上都要保证商标 图形完整无损，所以必须在包装材料上定位封合和切割。 另一种是无标卷带；即是印刷的商标图形是连续的,在食品 包装过程中,只要求保证每个包装产品的材料长度相等，上 面的图案不一定都是完整的，本节重点介绍有标卷带材料 的供送机构设计。 在包装的生产过程中,包装材料由于拉伸和机械运动中的 波动等因素的影响,往往要产生拉伸变形，使包装产品的封 切位置偏离了正确位置。对此一般采用光电自动定位，用 光电传感器跟踪包装材料上的等距光标，并输出光电讯号 来定位和进行误差补偿。卷筒包装材料供送机构的结构 卷筒包装材料供送机构主要由以下几部分组成：包装材 料的安装及松卷装置，拉料机构,袋料长度的控制机构，包装 材料的张紧与制动机构，防止包装材料偏移机构，如图2.19 所示。 图2.18中，供纸架安装在机架1上,包装纸由输送辊2和压 辊3输送。输送辊2由链轮8带动转动,压纸辊3的轴是偏心的, 可用手柄9操纵，使其与输送辊2合上或脱开,以便引纸或输送 纸。当包装材料的中心位置稍有偏离时,通过移动拖板10给予 校正。机架背面装有制动轮4,调节拉杆6的位置改变弹簧5的 拉力、可以凋节制动带7的松紧。 拉料机构常用的形式有：滚轮拉料、履带摩擦拉料、橡 胶辊拉料、真空吸附式履带拉料、气动升降式拉料。 袋长的控制系统常用的形式有机械式定长和光电检测商 标定位，此部分是应解决的技术关键,也是本节内容的重点。l一机粱 2―输送轮 3-压辊 4-制动轮 5―拉杆 6-弹簧 7―制动带 8―链轮 9―手柄 10―拖板二、对定位色标的要求 定位色标必须能够起到遮光或通光的作用。 遮光是对透明包装材料而言的,整个包装材料是透明 的，只是定位色标是不透明的。色标在通过光电检测时 遮断光线，检测器输出光电脉冲信号。遮光色标要有足 够的遮光面积,它的尺寸一般为(5～l5)×(4～6)mm。色标 要尽可能采用深色标记,如深红色和黑色,避免用黄色和 银色。若在不透明的包装材料上用遮光色标,一定要使色 标的颜色和底色有很大的差别。 通光是指包装材料印成深色而不透光线,只有定位标 记可以通过光线。 三、光电自动检测和自动定位方法 l.光电检测方法 光电检测器是光电自动定位系统的眼睛,它随时监视 着包装材料的供送速度,并发出检测讯号,光电检测方法 有两种:(1)透射式检测法 这种检测方法是透明的包装材料通过检测器的光源和接 受部位时,光源的光线是平行的光束,如图2.19(a)所示。 这种检测方法不易受工作环境灯光的干扰,但不能用于难以透 光或不能透光的包装材料的检测。(2)反射式检测方法 这种检测方法是设置反射板,当包装材料通过时,反射板将 光源投射来的光再反射到光电池上,如图2.19(b)、(c)、(d)所 示，这种检测方法要求包装材料平稳地通过检测部位，以保 证检测灵敏度。 2．光电自动定位方法 软包装光电自动系统的自动定位方法有两种 (1)连续式自动定位法 这种方法用于连续式供送包装材料的包装机上,常用的方 法有进退式、制动式和两传动系统同步式。 (2)间歇式自动定位法 这种方法用于间歇动作包装机的材料供送系统中,常用的 方法有正、负补偿式和捕捉定位色标直接定位式。1.掌握基本的计量方法； 2.掌握容积式、称重式、计数式等典型计量装置的结 构及工作原理。 科学的灵感，决不是坐等可以等来的。 如果说，科学上的发现有什么偶然的机 遇的话，那么这种“偶然的机遇”只能给 那些学有素养的人，给那些善于独立思 考的人，给那些具有锲而不舍的精神的 人，而不会给懒汉。---华罗庚（中国）第 三 章 计 量 充 填 机 构第一节 计量方法 计量是物料包装的一个必要工序，其精确程度直接 影响包装产品的质量。在自动包装机组中，计量机构 可以是包装机的一个组成部分，与充填机构合二为 一，也可以是单独的计量机械。它是一种机、电、气 相结合，自动化程度较高的机构和设备。 根据被包装物料的特性和生产需要，计量可按其实 重、容积，个数进行，具体计量方法如下： 一、计数法 是指包装物料按个数进行计量和包装的方法。常用 计数方法有如下几种类型。 1.单件计数 通常用于块状物料，可使物料单列定向排列并依次 通过光电计数装置，光电计数器发出电信号输入计数 电路进行计数，并由数码管加以显示。当计数达到给 定量时，控制信号即控制输送物料闸门，从而完成一 次计数循环。2.多件计数 由计量腔一次装入多件物料进行计量， 3.转盘计数 主要适用于药片,钢珠等规则颗粒物料，它是在 转盘上平均分布的扇区面内均布一定数量的小 孔，形成若干组均分的间隔孔区，改变每一扇形 区的孔数即改变计数值。 4.履带计数 多适用于片状和球形等规则物料计数，主要由 具有若干匀布凹槽的履带带动物料依次通过传感 器进行计数。二.定容法 定容法广泛用于密度稳定的粉状、颗粒状、膏状物 料的计量。常见的有以下几种方法。 1.量杯式 利用量杯的容积进行计量。 2.螺杆式 利用螺杆的螺旋槽在单位转速中的总旋容积进行计 量。 三.称重法 主要应用于受潮易结块，颗粒大小不均匀，密度的变 化幅度较大的物料的计量。 1.间歇式称重 用于低速称量充填中，生产率低。 2.连续式称重 用于高速称量充填中。第二节 典型计量充填机构 所谓充填机构是指将具有一定数量的被包装物料 充填到包装容器内的包装机构。 按计量的方式不同，充填机构分为容积式充填机构、 称重式充填机构和计数式充填机构三种。若按充填 物的物理状态分：则可分为粉料充填机构、颗粒充 填机构、块状充填机构、膏状充填机构、液体灌装 机构。若按充填机的功能分，则又可分为制袋充填 机、成型充填机、仅完成充填功能的充填机等。本 节是按第一种分类法来介绍几种典型充填机的结构 原理。 一、容积式充填机构将被包装物料按预定的容量充填至包装容器内的 充填机称容积式充填机，这类充填机适合于干料或稠 状体物料。主要机型有：量杯式、转鼓式、螺旋式、 柱塞式、气流式、插管式及定时式等。 图3.1 固定武量杯计量装置示意图1-料斗2-粉罩3―量 杯4―活门5―粉袋 6-闭合圆销 7-开启圆销8-下粉闸门 9―粉料刮板 10-护圈 11-转盘主轴 12-圆盘 1.量杯 式充填机构 量杯式充填机适合于小粒状、碎片状及粉末状等 流动性能良好的物料充填。生产中根据物料的视比重 稳定性的好与差,量杯分为固定式和可调式两种。 固定式量杯充填机的定量装置如图3.1所示。物料 经供料斗1自由落到计量杯内。圆盘口上装有数个(图中为4个)量杯和对应的活 门底盖4，圈盘的上部为粉罩2。当支轴11带动圆盘 12旋转时，粉料刮板9(与供料斗1固定在一起)将量 杯3上面多余的物料刮去,当量杯转到卸粉工位时,预 杆7推开定量杯底部的活门4,于是量杯中的物料在自 重作用下充填到下方的容器中去。 这种固定式量杯的定量装置用于那些视比重较 为稳定的物料，如果容积的大小不同、则还可以更 换量杯。
2.可调式量杯充填机 如图3.2所示。量杯是由上、下两部分组成的。通过 调节机构组， 可以改变上下量杯的相对位置，藉以 实现容积的微调。微调时，可以手动，也可以自动。 自动调整的信号可以根据最终产品的重量或物料视 比重的检测获得，其精确度一般可达2～3％左右。 量杯定量的包装速度可达300～600次／分。若与 真空充填装置相配合，既可以防止粉尘飞扬，又可 以加快落料速度，提高包装速度．这里还应注意使 下料斗5的物流道尽可能地短些，以使物料落人容器 6的时间减到最小，减少粉尘的飞扬。
3.转鼓式充填机构 转鼓式充填机的定量装置， 也有人称之为“计量泵 式定量装置”。转鼓的形式有圆柱形、菱形等形式,也 有采用齿轮轮齿形状的。计量腔在转鼓外缘,容腔形 状有槽形、 扇形和叶轮形等多种。计量腔容积又有 定容积型和可调容积型两种。 (1)固定型转鼓计量机构 如图3.3所示。 (2)可调型转鼓计量机构 如图3.4所示，它是槽形截面可调容腔结构的圆柱 转鼓计量机构。容腔计量容积的调整是通过螺钉改 变计量容腔塞片活门4的位置来实现的，这个调节量 相当有限，故此，它只适用于视比重变化范围较小 的调节。若要使计量精度有较大改变时，则需要更换转鼓。 转鼓是由充填机的传动系统带动回转的，物料靠 自重由上料口装入计量容腔，且边转动边上料。 物料在容腔中随转鼓转到出料口而自由落入包装 容器――袋或盒中。转鼓的转速。视包装物料及 计量容腔的结构不同，可在0.025―1m/s范围内变 化。如果转速过快，会使计量不够准确。 4.螺杆式充填计量机构 该充填计量机构的工作原理如图3.5 所示，它是 利用螺杆的螺旋糟的容腔来计量物料的。由于每 个螺距中都有一定的理论容积,因此。只要准确地 控制螺杆的转速及转数，就能获得较为准确的计 量值。这种装置适合于流动性良好的细颗粒物料、 粉末物料，也适用于粘稠状的物料，但不宜用于易破碎的片、块状物料或视比重变化较 大的物料。图3.3 固定式转鼓计量机构示意图1-料斗 2-转鼓机壳 3-转鼓 4-出料口3.4 可调式转鼓计量机构示意图1-料斗 2-转鼓 3-调节螺钉 4-活门 5-出料口计量螺杆通常作垂直安装使用，这样做主要是 为了让物料易于充满螺旋槽中，从而获得较为精确 的计量值。在一般情况下，螺杆式充填机的计量装 置的计量速度为80次／分,其精度则为5％。 5、柱塞式充填计量机构 柱塞式充填计量装置的工作原理如图3.6所示。 柱塞通常由连杆机构、凸轮机构或气动液压缸等推 动，以驱使其作往复直线运动。运动中，柱塞两极 限位置间就自然形成了一定空间的容腔，此容腔就 是用以计量物料的容积的计量腔。这类机构适用性 比较广泛，粉、粒类及粘稠类物料均可应用。 图3-7所示的计量装置是通过柱塞4的往复行程 来量取物料的容积,并充填到包装容器中去的。当柱 塞推杆7向上移动时,由于物料的自重或粘滞阻力使 进料活门5向下压缩弹簧6，物料则从活门5与柱塞 顶盘3之间的环隙进入柱塞下部缸体2的内腔内。当柱塞4向下移动时，活门5在弹簧的作用下关闭 环隙(这时柱塞上部的物料对活门5的压力显然减 少了许多)，柱塞5下部的物料被柱塞压出并充填 到容器中去。图3.6 柱塞式充填计量装置示意图1料斗 2-料门 3-出料斗 4-柱塞 5-缸体 6-活塞杆3-7 柱塞式计量示意图1-料斗 2-缸体 3-柱塞顶碗 4-柱塞 5-活门 6-弹簧 7-柱塞推杆6.真空与气流式充填机构 为了进一步提高计量精度或减少物料的氧化等, 可采用真空或气流式充填机构充填。 图3.8是真空充填机构的工作原理图。充填物料 时，先将容器抽真空，继而使物料充填到容器中去。 由于容器处于真空状态下，故物料充填到容器内时 相当均匀，且空隙极小,因而计量精度较高。显然这 种型式的充填机械的缺点则是充填物料的计量精度 受着容器容积变化的影响。例如,玻璃瓶壁厚不相等 或不匀称等,就会出现不同的容积。如果容器为非刚 性瓶，则应在容器外套一个真空密封装置，以保证 容器在抽真空或充填物料时不发生容器塌陷、变形 等现象,以达到符合要求的充填精度图3.9所示为气流式充填机构的工作原理,工作 时，充填轮作匀速间歇转动,当轮中量杯口与料斗对 合时,洽好配气阀也接通了真空管，物料就被吸人量 杯。当量杯转位到包装容器上方时,量杯中的物料又 被经过配气阀输送来的压缩空气吹人容器中去。 这种充填装置克服了上述真空式充填装置计量不精 确的缺点,它在很大范围内应用都能达到土1％的精 确度。 量杯的高度一般为150mm。 实际生产中,量 杯的横截面形状可以是圆形、椭圆形、方形、矩形, 也可以是其它任意形状。
7、插管式定容量充填机构 插管式定容量充填机构的工作原理如图3.10所示。 计量充填时,先将内径较小的插管1插人具有一定粉 层高度的储粉糟4中,由于粉末之间及粉末与管壁之 间都有附着力， 所以当插管1被提起时也不至让粉 末脱落下去,当插管转到卸粉工位时,由顶杆将插管1 中的粉末推入容器3中。这种装置的计量范围一般为 40～100mg,误差约为7％,充填速度为30次／分,每次 一般装5～6件。
二、称重式计量充填机构 容积式计量充填机构一般来说结构简单，操作方 便，设备成本低廉, 因而应用相当普遍。但是,它的计量 精度(主要是物料的重量)并不高，特别是对一些流动性 差、视比重变化较大或易结块产品的包装,往往效果就 显得更差。因此,人们对计量要求较高的各类产品的包 装,就采用按预定重量充填到容器中去的称重式计量充 填机构。 称重式充填，是指事先称出产品的重量，然后再充填 人包装容器内，这种充填机构叫做净重式充填机。如图 3.11所示。 如果充填过程中称量产品是连同包装容器 一起进行的,则此种充填机叫做毛重式充填机，如图 3.12 所示。毛重式充填机多用于易结块或粘滞性强的 产品的包装，如红糖包装等，但不适合容器重量较大或 重量变化较大的包装。
在众多的称量装置中，最常用的有天平秤和弹簧秤两种。 根据称重的形式不同,又分为间歇式和连续式两种。 1.间歇式称重装置 间歇式称重装置多用于低速称重充填机,它的效率甚低， 常用的装置是双杠杆阻尼秤． 如要提高包装速度,可以在秤 G ?L =G ?L +G ?L 的称量料斗下面安放一个旋转格子盘，此格子盘将每次称重 G =G ?L 的物料等分成苦干等份(如10等份),也就是说阻尼秤一次称了 10份的重量,因而包装生产率就提高了十倍。 G = F ?L =G ?L 双杠杆阻尼秤,当称量值在500～1000g时，误差可控制在 0.4％以内,所以称量精度还算较高。 图3.13示出了双杠杆阻尼秤的基本原理。其关系为：，式中： Gx是由主秤杆所称重量G主x与副秤杆所称重量G副x的和构 成，因而有：x e c1 c1 c2 c2主xc1c1副xfc2c2G x ? Le = G c1 ? Lc1 + G c 2 ? Lc 2G主x = Gc1 ? Lc1G副x = F ? L f = Gc 2 ? Lc 2图3.14所示为双杠杆阻尼秤的结构简图。称量 时，把所需称量物料的90％的重量给定在主秤杆 上，其余10％左右的重量则给定在副秤杆上。物料 由进料斗1经振动给料器24的料槽输入计量料斗8 中，为使送料不至超重且能渐趋称准,把料槽分做成 主、副两个供送道,每个通道又各装有一个阀门(如2), 分别控制通道内料层的厚度。在通道的出口处还 有受电磁铁4与5控制的阀门6和7,以便启闭。 称量前，副秤杆17被电磁铁10吸住。一但主副 通道同时给称量料斗8供料,主秤杆就逐渐抬起,当达 到主秤秆的量值时,吊架19的下限位板恰好吊住副秤 杆，这时主秤秆尾部经开关22发出信号,电磁铁4立 即关闭主通道的阀门6,于是主通道供料停止，电磁 铁20则将副秤秆释放。由于副通道继续供料,主秤秆带着副秤杆一同继续抬 起，当称量料斗8中的物料达到了总的称量定值时,主秤 杆尾部又经开关23发出信号,电磁铁5关闭副通道阀门7, 副通道供料也立即停止,给料器(槽)3亦不再振动。同时 电磁铁9将门钩10拉开，称量料斗底板12自行落下，物 料经漏斗11落入包装容器。物料落完后，底板12被重 锤l5关闭,门钩10又重新钩住底板12,这时，与底板l2紧 连的信号开关14又发出信号，于是全部机构复位开始 下一个工作循环。1-料斗 2-阀门 3-供料槽 4、5-电磁铁 6-主通道阀门 7-副通道阀门 8-计量料斗 9-电磁铁 10封门卡 11-漏斗 12-计量料斗底门 13-计量秤杯 14-无触点开关 15-重锤 16-微调秤 17-副秤杆 18-主 秤杆 19-吊架 20-电磁铁 21一油阻尼器 22、23-无触点开关 24―振动器2.连续式称量装置 间歇式称量装置只能用于低速称量充填中，故它的生 产效率也相当低。在现代化的生产中，高速称量充填机多 采用连续称量装置，它可以大大提高生产率。图3.15是一 种叫做“电子皮带秤”的装置示意图。这种电子皮带秤是采 用电子自动检测、控制物料流量的计量方法，并通过物料 分配机构以实现等量供料。 电子皮带秤是由供料斗,盘式天平秤,传感器,皮带输送机 构,电子控制系统及物料下卸分配机构等几部分组成,现进 一步分述如下： (1)料斗部件 料斗是储存物料及供给物料的部件。它随物料不同的流动 性而有不同的形式。对于流动性较好的粉粒物料，如结晶葡萄糖、麦乳精 粉等物料，可以采用如图3.15所示闸门式的料斗装置。 生产中，如果秤盘部位处输送皮带上的物料层的重量 有变化时，差动变压器13(即传感器)及时发出信号指 令,可逆电动机闸门3启合，从而迅速改变料斗中流出 的物料层截面大小。1-料斗 2-电机 3-闸门 4-皮带 5-秤盘 6-主秤杆 7-弹簧 8-张紧轮 9-漏斗 10-刷轮 11导轮 12-变压器铁蕊 13-差动变压器 14-油阻尼器 15-路码 16-配重对于流动性较差的物料,如奶粉、白糖等，则可采用 电磁振动式料斗。这时传感器送出的信号是指令改变 电磁振动器振幅的大小，从而调节物料的流量。 如果把电磁振动器配用于闸门料斗上时，那么物料 流量控制的效果还会更好些，只是这种料斗的结构复 杂得多。 (2)盘式天平杠杆平衡秤 盘式天平杠杆平衡秤是电子皮带秤的主体部件。它 由秤盘、上下秤杆、 形弹簧、微砝码．配重铁块以及 油阻尼器等构成。差动变压器与之紧相连接,通过它随 时发出指令性的信号。 以改变盘秤上物料的重量。天 平秤杆的支承采用微型轴承代替刀刃支承,以增加使用寿命，提高耐振能力。 形弹簧起着稳定天平秤平衡 点的作用，在计量起始时亦具有缓冲与制动的作用。 油阻尼器抑制秤盘振荡，使称重系统及称重过程保持 平衡稳定。如要改变包装计量，则只需改变配重块的 重量即可，必要时可调整微砝码。 因而天平秤采用了 等臂结构,以消除温度变化对称重计量精度的影响。假 使再将秤体各部构件采用质轻而坚硬的材料制作；则 更能减轻天平秤系统的惯性运动,因而具有更高的稳定 精度。 (3）皮带输送机构 由于秤盘通过输送皮带感受物料的重量变化, 因此, 要求皮带不仅要满足强度条件，带薄而柔软,耐磨性好, 而且带面不易积粉,皮带运转件靠主动皮带轮带动。 皮带的松紧程度则又靠张紧压轮调节, 显然皮带的过 松或过紧都会在一定程度上影响称重计量的精度。毛 刷轮用于清除皮带表面残存的物料粉末,并使带面光洁。常用的皮带中，有一种是聚四氟乙烯玻璃片，厚度约 0.12mm；另一种是涤纶布，厚度约为0.08～0.11mm。 这两种皮带，前者的不粘性能较好，后者的强度高,耐 磨性强。 (4)传感器 传感器的作用是将秤盘感受到的重量变化以电信号 的方式输出，藉以指令供料系统调节供料流量．本电 子皮带秤上所使用的传感器是差动变压器。 差动变压器是一种无接触式的位移传感器，生产中 流经秤盘上方的物料层(皮带托附着)重量发生变化 时，秤盘在配块的作用下就产生上下方向的相对位 移，从而使得差动变压器线圈输出的电压信号(毫伏级) 也作相应的强弱变换，于是可逆电机就调节阐门，调 节物料流量。(5）电子控制系统 图3.16是电于皮带秤的电子控制系统图。 电于皮带 秤的电子装置,主要包含有电子调节器,电子放大器及 电指示器等。其综合的主要作用是保证完成计量重量 的准确值。 传感器送出的电压信号在进行比较、运算后，再得出 一个差值信号予以输出 (输出的差值信号一般是毫伏 级)。这个差值信号经过功率放大才能驱动调节执行机 构（如可逆电机)运动。电子指示器监视电子系统的运 行情况及时作出校正处理，始终保持秤盘上方的物料 重量为一个恒定值。图3.16 电于皮带秤的电于装置控制系统图(6）物料分配机构 物料经皮带匀速输出落入物料分配机构，而物料分 配机构通常是一种具有等分格子的圆盘。圆盘按给定 的转速作等速回转运动,盘中的每个格子在回转中所截 获物料的重量相同．当物料转到卸料工位时就从格子 的底部经漏斗落人包装容器中。因此，只要适当匹配 皮带与物料分配机构的运动速度。就能达到预期的计 量目的。连速式称量装置除电子皮带秤外,还有如图3.17所示 的螺旋式电子秤。该电子秤的计量螺旋整体3支撑在 交叉簧片7上，螺秆由伺服电动机8带动，物料由料斗l 经软接头2落人计量螺旋槽中,自左向右传送到充填 口；计量螺旋及物料的重量均由重量传感器检测，其 信号经调节器5与测速电动机9的信号比较后放大，并 以此控制伺服电动机8转速的快慢，使计量螺旋槽内 物料的流量保持恒定。这种装置,如果物料的流动性能 良好，则整个螺旋上进料都能均匀一致,且不易粘附于 槽壁，还能起到防尘的作用。它的缺点是给定信号受 进料比重与速度变化的影响较大,故影响称重精度。l-料斗 2-软接头 3-计量螺旋 4-出料口 5-重量传感器 6-调节器 7-交叉弹簧支座 8-伺服电 动机 9-测速电动机三、计数式计量充填机构 在包装过程中,某些较大的颗粒状、块状及棒 状物料,如糖果、饼干、面包等,由于生产的机械 化、规格化、标准化,使这些产品各自都具有相 同的份量和质量。因而这些产品在进行包装时, 多采用计数定量充填机作业。在二次包装中,一 些袋装产品(如奶粉),盒式产品(什锦糖、果脯)等, 也往往应用计数定量包装充填机械。 计数定量的方法一般分为两大类：第一类是 被包装物料是有规则的整齐排列的，其中包括 预先就具有规则而整齐的排列； 其次是包装前 经过供送机构将杂乱的被包装物品按一定的形 式和要求进行排列,再进行计数的方法。第二类 是从混乱的被包装食品的集合体中直接取出一 定个数的计数方法。1.被包装物品呈有规则排列的计数机构 集积式计数机构 集积式计数是将有规则排列的产品,按其一定 的长度或高度、体积取出一定数量,这类机构常 见的有如下几种： (1)长度计数机构 这类计数机构常用在饼干包装、云片糕包装、茶 叶小装盒后的第二次大包装。计量时,排列有序 的物料经输送机构送到计量机构中,行进物料的 前端触到计量腔的挡板时,因挡板上装有电触头 或机械触头，此触头一但受到压迫,就立即发出 信号,指令横推器迅速动作,将一定计量的食品推 送到包装台上进行裹包包装。如图3.18所示。1一输送带 2一被包产品 3一横向推板 4―触点开关 5一档板图3.19所示，为长度计数机构的另外一种形成。 纵向推杆往复运动，每次推出一包，累积到一 定数量时，横向推秆(图中未画出)再推到包装 台进行大封包。(2)容积计数机构 这种执构通常 用于具有一定等 径等长之类物料 的包装上。3.20 所示为容积计数 机构的工作原理 图。物料自料斗 下落到定容箱 内，形成有规则 的排列。为避免物品在料斗中架桥起拱，通常将料斗箱以凸轮 机构带动进行振动。定容箱腔充满时,即达到了预定的 计量数，这时料斗与定容箱之间的闸门关闭,同时容箱 底门打开，物料就进入包装盒。此次包装完华，则容 箱底门关闭，而进料阐门打开,如此第二次包装计量工 序就又开始了。这就是容积计量机构的工作过程。 (3)堆积计数机构 如图3.21所示，此为一种普通的堆积计数机构。这 种机构主要用于几种不同品种的组合包装,每种各取一 定数量(或等额,或不等额)而包成一个大包。 包装时，计量托与上下推头协同动作,完成取量及大包 装的工作。首先托体作间歇运动,每移动一格，则从料 斗中落送一包至托体中，但料斗的启闭时间随着托体 的移动均有一相应的滞差,故托体移动四次后才能完成 一大包的计量充填。这种机构也还可以用于小包的形 状式样及大小有所差异的物料的计数包装。2.包装食品呈杂乱形的计数机构 有一类物品多为颗粒状，如巧克力糖、药片等,一般说 来,它们各自都有一定的重量与形状,但难于排列,而包装 时又常常是以计数方式进行。这类计数机构常见有以下 几种。 （1）转盘计数机构 如图3.22所示，盛料箱1、固定卸料盘及卸料倾斜槽3 由支架6固定在底盘4上。 包装时,转动的定量盘2上的小 孔通过料箱底部时, 料箱中的物料就落人小孔中 (每孔一 颗)。由于定量盘上的小孔计数额分为三组, 互成 l20方位, 所以, 当定量盘上的小孔有二组进入装料工位时，则必有 一组处在卸料位卸料。食品通过卸料槽口充人包装容器。 为确保物料能顺利地进人计量盘的小孔中,常使定量盘上 小孔的直径比物料的直径略大0．5～1mm,盘的厚度也较 物料的厚度(或直径)稍厚些。 料箱的正面平板多采用透 明材料, 以利于观察料箱内物料及充填入孔的情况。此板 底部与计量盘上面不宜留有过大间隙,以防物料多余转出 或将物料刮碎。
(2)转鼓式计数机构 如图3.23所示,它应用于糖豆等长径比较小的颗 粒物料集合自动包装计量。计量原理与转盘式计量 原理基本相同。转鼓运动时,各组计量孔眼在料斗 中搓动(一般应以不破损物料为原则),物料靠自重而 充填人孔眼。 当充满物料的孔眼转到出料口时,物 料又靠自重跌落下去,充填进包装容器。 采用此种计数机构时,必须注意到各组计量孔眼 的间距与出料口所占弧角的关系,同时还要考虑到 物料与转鼓壳体的摩擦以及颗粒间的粘着力等问 题，（3）推 板式计 数机构 如图 3.24所 示为推 板式计 数充填 机构。包装时利用推板上一定数目的孔眼计数物料，初始时, 推板自右向左移动,孔眼逐个通过料箱供料口,一旦孔口 对正,物料就落人推板孔眼中。生产中一般设计是每一 孔眼容纳一粒物料，但也可设计为一孔容多粒的。继 续向左推移推板,弹簧受到越来越大的压力，当弹簧压 缩到产生的弹力足以克服漏板(漏板较薄)的摩擦阻力时, 推板、漏扳及弹簧一起左移，直到被挡块挡住，此时 漏板孔恰好对正卸料槽孔,推板再向左移一个距离，就 会出现三孔对齐的状态,于是推板孔眼中的物料就各自 落下分别充填入包装容器。至此，计数充填的一个循 环完毕。接着，驱动机构又按指令驱使推扳、漏板等 迅速右移,并进行下一个包装循环过程。
第四章 灌装机械 掌握灌装方法及原理，升瓶机构、灌装 阀结构、灌装时间计算方法、灌装机生 产能力计算方法。第四章 灌装机械 第一节 概述 随着现代科学技术的发展,人民生活水平的提高,人 们的消费习惯也随之相应的变化 ,同时对消费品的包 装提出了更高的要求 , 而液态产品的包装在包装行业 中占有很大比例 , 这是由于液体包装涉及的行业广泛、 品种繁多 ,如饮料方面的汽水、果汁、牛奶、矿泉水、 蒸馏水、啤酒、果酒等;调味品方面的酱油、醋、味 精液、果酱等;药品方面的针剂、糖浆、酊剂、气雾 剂等;农药乳剂、化工产品的各种瓶装、化妆品等,要 满足日益增长的液体产品的需要 ,就应大力发展液体 产品的包装机械。人类自从采用容器盛装液体以后,就产生了灌装方法。 十九世纪末二十世纪初以前,通常使用水罐、水杓进 行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装,大约 在1980年美国Horix、Kiefer和U.S.BottLers等三家公 司开始制造容器灌装的机械装置。第一台商业用灌 装机是Kiefer公司制造;Horix公司于1920年首次制造 了重力灌装机,用于灌装番茄酱,这家公司至今仍生 产灌装机,二十年代初这几家公司着手生产回转式灌 装机,其中U.S公司制造的是纯真空灌装机,二十世纪 以来,灌装机械工业发展迅速,那时灌装的速度取决 于人工将瓶子对准灌装阀,等待瓶子灌装完毕所需的 时间。今天,回转式自动灌装机的生产能力 己达每分钟2000瓶。我国在解放前几乎没有灌装机械,灌装生产绝大部分 处于手工操作,非常落后。70年代初,上海、北京、广 州、青岛、烟台等地引进三十多条灌装线,其中有西 德 Seitz 厂产品、意大利Simonazi公司、美国Merer公 司、日本三菱公司,另外还有许多罗马尼亚灌装线。 随后,我国广东轻工机械厂、北京酿酒机械厂、上海 化工机械厂等许多家仿制了不少灌装线,初步改善了 灌装生产的落后面貌,但灌装机械的发展与国际先进 水平的差距仍很大。为此,我国应根据自己的国情,吸 收国外的先进技术,设计和生产出具有先进水平的灌 装机,其发展趋势向高效化、自动化、节能化发展,力 图采用新技术、新材料,如计算机辅助设计、微机控 制等,开创一代新型灌装机。那么,何谓灌装机呢?所谓灌装机就是将液体产品装 入包装容器的机械称为灌装机。 液体产品按其粘度可分为: 流体:在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆 管的任何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响, 一般粘度范围规定为 1~100 厘泊 , 如酒类、果汁、牛 奶、酱油等。 半流体:在大于自身重力的压力作用下才能在圆管 中流动的液体叫半流体,其粘度范围为100~1000厘泊, 如松糕油、番酱酱、肉糜等。 粘滞流体:产品粘度超过10000厘泊的,不属 于流体和半流体的范围。如浆糊之类 的产品属于这一范畴。对于低粘度液料 , 根据液体中是否含有二氧化碳气 体 , 可分为不含气和含气的两类;对于是否含有酒精 成份又可分为软饮料 ( 不含酒精 ) 和硬饮料 ( 含有酒 精)。 流体的流动特性还会受温度、粘度、固体粒子的 含量、分解性、表面张力或起泡特性等因素的影响。 包装容器目前按其材料分主要有玻璃瓶、金属罐、 纸包容器、塑料瓶等,还可分为: 硬质容器:任何可以承受15磅的向下压力而不变 形的用金属、玻璃、陶瓷或塑料制成的、 加封盖后不漏液体的容器都称为硬质容器。半硬质容器:任何以轻量塑料(通常是吹塑成型或热 成型)或是纸板及其复合纸材制成的, 加封盖后不漏 液体的容器叫半硬质容器。图4.1 瓶子在灌装过程中的俯视图非硬质容器:任何以塑料薄膜、 金属箔、塑料复合薄膜或是由 它们的复合物制成的容器都叫 非硬质容器。例如大家熟知的 袋,它一般要求灌装系统带有 制袋装置。通常是以活塞定容, 灌装系统将一定容量的液体灌 装到由该装置生产的容器中。 二、灌装机的主要类型 1.按灌装瓶的主要运动形式分类图4.2 瓶子在灌装过程中展 开示意图①旋转型灌装机 待灌瓶由传送系统 ( 一般经洗瓶机由输送带输入 ) 或人工送入灌装机进瓶机构,瓶子由灌装机转盘带 动绕主立轴旋转运动进行连续灌装,转动近一周时 瓶子己灌满,然后由转盘送入压盖机进行压盖,如图 4.1、4.2所示: 这种灌装机在食品、饮料行业应用最广泛,如汽 水、果汁、啤酒、牛奶的灌装,此机主要由流体输 送(即供料系统)、容器输送(即供瓶系统)、灌装阀、 大转盘、传动系统、机体、自控等部分所组成,其 中灌装阀是保证灌装机能否正常工作的关键。②直线型灌装机 灌装瓶沿着平直的直线运动 , 进行成排灌装。见图4.3, 凡送来一排空瓶由推瓶板向前推送一次,到送至灌液管的 下方时,阀门打开进行灌装,间歇进行操作。图4.3 直线灌装机工作原理图 Ⅰ―定量灌装,Ⅱ―上盖,Ⅲ―将盖拧紧,Ⅳ―贴商标Ⅴ―待装盒装箱 1-推瓶板,2-限位拨盘,3,11,13-传送带,4-传送盘,5-瓶子,6-上盖机构, 7-料斗,8-拧紧机构,9-商标盒,10-浆糊盒,12-推料板,14-贮液箱,15-灌装管这种灌装机相对旋转灌装机来讲,结构比较简单,制 造方便 , 但占地面积比较大 , 而且是间歇运动 , 生产 能力的提高也受到一定限制,因此一般只用于无汽 液料类的灌装,局限性较大。 ③自动化灌装机 该类型可分为:单机自动机和联合自动机(可以包 括连续进行洗瓶、灌装、压盖、贴标、装箱等工 序)。自动灌装以采用机械传动控制为主的最普遍。 此外,还有按灌装方法、关闭装置及定量装置等多 种分类方法,具体的详细内容见表4.1:表4.1 灌装机分类表序 号 分类型式 型式、技术特性、灌装方法1 2 3按自动化程度分 按机械结构分手工灌装机 单排式 在液位高度 不变的压力 灌装 旋塞式 定量杯定量半自动 灌装机 多排式 变液位 的压力 下灌装 阀门式 液位高 度定量单元自动灌 装机 旋转式 真空灌装液体包装联合 自动机 旋转式 在压力下灌装按灌装方法分 4 5 按关闭装置分 按定量装置分滑阀式 定量泵定量气阀式 安瓶定量一、灌装的基本方法 各种液体产品的物理性质和化学性质均不相同,在灌 装过程中,为了使产品的特性保持不变,必须采用不同 的灌装方法。一般灌装机常采用下列几种灌装方法: 1.常压法 常压法也称纯重力法,即在常压下,液料依靠自重流 进包装容器内。大部分能自由流动的不含气液料都 可用此法灌装,例如白酒、果酒、牛奶、酱油、醋等。2.等压法 等压法也称压力重力式灌装法 , 即在高于大气压 的条件下 , 首先对包装容器充气 ,使之形成与贮液箱 内相等的气压 , 然后再依靠被灌液料的自重流进包 装容器内。这种方法普遍用于含气饮料 , 如啤酒、 汽水、汽酒等的灌装。采用此种方法灌装 , 可以减 少这类产品中所含二氧化碳的损失 , 并能防止灌装 过程中过量起泡而影响产品质量和定量精度。 3.真空法 是在低于大气压的条件下进行灌装的 , 可按两种 方式进行:①压差真空式 即贮液箱内处于常压,只对包装容器抽气使之形成 真空,液料依靠贮液箱与待灌容器间的压差作用产生 流动而完成灌装,国内此种方法较常用。 ②重力真空式 即贮液箱内处于真空,包装容器首先抽气使之形成 与贮液箱内相等的真空,随后液料依靠自重流进包装 容器内,因结构较复杂,国内较少用。真空法灌装应 用面较广,它即适用于灌装粘度稍大的液体物料,如 油类、糖浆等,也适用于灌装含维生素的液体物料, 如蔬菜汁、果子汁等,瓶内形成真空就意味着减少 了液料与空气的接触,延长了产品的保质期,真空法 还适用于灌装有毒的物料,如农药等,以减少毒性气 体的外溢,改善劳动条件。4.压力法 利用机械压力或气压,将被灌物料挤入包装容器内, 这种方法主要用于灌装粘度较大的稠性物料,例如灌 装番茄酱、肉糜、牙膏、香脂等 ,有时也可用于汽水 一类软饮料的灌装 , 这时靠汽水本身的气压直接灌入 末经充气等压的瓶内,从而提高了灌装速度,形成的泡 沫因汽水中无胶体尚易消失,对灌装质量有一定影响, 但不算太大。 5.虹吸法 利用虹吸原理完成的灌装方法。此种方法出现最 早,人们最容易接受,原理比较简单,现在很少使用。上述几种灌装方法的正确选择,除考虑液体本身的工 艺性能如粘度、重度、含气性、挥发性外,还必须考 虑产品的工艺要求、灌装机的机械结构等综合因素。 对于一般不含气的食用液料如瓶装牛奶、瓶装酒类 等,可以采用常压法,亦可采用真空法,为了减少灌装时 液料中的含氧气量,以便延长产品的保质期,采用较大 的真空度的真空法更有利。另外,采用真空法其灌装 阀的结构较简单,液漏损失小。但是事物是辩证的,真 空度越大,酒的香味越易损失,而且真空法较之常压法 尚需增