三角包装袋形式的液体立式成型-充填-封口包装机设计

本科毕业设计说明书

引言

包装机械根据包装物与包装材料的供给方式，可分为全自动包装机械及半自动包装机械；按包装物的使用范围划分，还可分为通用包装机、兼用包装机及专用包装机；依包装种类可分为内包装机及外包装机等。近几年来我国的包装机械虽然发展很快，产品水平也上升到了新台阶，开始显现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂、技术含量高的设备开始出现。但是与国外产品相比仍然存在很大的技术差距。我国现有的一些包装机械产品技术含量不高，而国外已将很多先进技术应用在包装机械上，如远距离遥控技术(包括监控)、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等。国内大多以生产单机为主，而国外大多为成套生产线，很少单机销售。我国的食品和包装机械单机多、成套少，通用机型多、满足特殊要求、特殊物料的设备少;技术含量低的多，高技术附加值、高生产率的产品少；智能化设备还处于研制阶段。我国食品和包装机械产品的质量差距主要表现在稳定性和可靠性差、造型落后，外观粗糙、基础件和配套件寿命短、无故障运行时间短、大修周期短，且绝大多数产品还没有制定可靠性标准。同时我国食品和包装机械主要还是仿制、测绘，稍加国产化改进，很少有自行研究开发的。目前国内的科研、开发投人较少。我们的开发手段落后，现在好一点的企业开展了“甩图版工程”，但真正使用CAD的还很少。产品开发缺少创新，难上水平。生产手段落后，大部分还是用陈旧的通用设备加工。新产品开发不但数量少，而且开发周期长。在企业管理上，往往重生产加工、轻研究开发、创新不够，不能紧跟市场需求及时提供产品。 现在随着人们膳食结构的调整和饮食习惯的改变，促进了食品加工业的快速发展，增加了对高品质的包装机械和食品加工机械的需求。所以现代包装机设计应该满足“绿色设计”，即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。包装机械的设计要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。按包装机械的工作原理与结构性能通常将包装机械分成八个组成要素：

Ⅰ，被包装物品的计量与供送系统；该系统是指将被包装物品进行计量，整理，排列，并输送至预定工位的装置系统。有的还完成被包装物品的成型和分割。

Ⅱ，包装材料的整理与供送系统；该系统是指将包装材料进行定长切断或整理排列，并逐个输送至预定工位的装置系统。

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引言

Ⅲ，主传送系统；该系统是指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。

Ⅳ，包装执行机构； Ⅴ，成品输出机构。

Ⅵ，动力机与传动系统；该系统是指将动力机的动力与运动传递给执行机构和控制元件，使之实现预定动作的装置系统。

Ⅶ，控制系统；控制系统由各种自动和手动控制装置组成，是现代包装机械的重要组成部分，包括包装过程及其参数的控制，包装质量，故障与安全的控制等。

Ⅷ，机身；机身用于支撑和固定有关零部件，保持其工作时要求的相对位置，并起一定的保护和美化外观等作用。本次包装机械的毕业设计涉及到大学期间所学的机械原理，机械设计，机械系统设计，机电传动控制，测试与传感等多门课程。作为大学四年的最后一次大型的综合性设计它会提升我们综合运用所学知识，融合各个学科，交叉运用各个学科知识的能力，很好的培养了我们的研究能力，设计能力和动手能力，认真完成本次的毕业设计可以为我们将来的学习和工作打下良好的基础。

三角包装袋形式的液体立式成型－充填－封口包装机设计

1 成型－充填－封口包装机概述

1.1 成型－充填－封口包装机的发展概况

成型－充填－封口包装机是能够完成包装容器的成型，充填，封口的机器。我国的成型－充填－封口包装机起步较晚，80年代以前只能生产几个品种，且水平很低。自70年代末，80年代初起，由于我国改革开放，经济飞速发展，人民生活水平不断提高，对包装产品的数量和质量的需求不断增加。这种市场需求的刺激，加上国家和政府主管部门的重视，政策引导和积极扶持，使成型－充填－封口包装机的研究，设计和制造得到迅速的发展。机电一体化和微机控制也为研发成型－充填－封口包装机提供了广阔的前景。

1.2 成型－充填－封口包装机的分类及特点

成型－充填－封口包装机按其功能可以分为袋成型－充填－封口包装

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机和热成型－充填－封口包装机两大类型。

1 袋成型－充填－封口包装机 袋成型－充填－封口包装机是将卷筒状的挠性包装材料制成袋筒，充入物料后，进行封口，三个功能自动连续完成的机器。袋成型－充填－封口包装机应用广泛，可包装液体，糊状物料，也可以包装颗粒和固体物料。包装袋的形式有枕形袋，三封袋，四封袋，砖形袋，屋形袋，角形自立袋等多种类型。

2 热成型－充填－封口包装机 热成型－充填－封口包装机是在加热的条件下，对热塑性的片状包装材料进行深冲形成包装容器，然后进行充填和封口的机器。该机器一般使用两层卷料，一层是“成型”卷料，另一层是“盖封”卷料。“成型”卷料经过加热成型制成包装容器，由工人或自动充填装置填料后，再将“盖封”覆盖在容器上，用加热的方式与容器四周凸面密封，再由冲裁装置冲裁成单个的包装盒。

2 袋成型－充填－封口包装机

2.1 分类及组成

袋成型－充填－封口包装机常用于包装块状，片状，粒状，梗枝状，粉状以及流体和半流体物料。其特点是直接用卷筒状的热封包装材料，自动完成制袋，计量和充填，排气或充气，封口和切断等多种功能。热封包装材料主要有各种塑料薄膜以及由纸，塑料，铝箔等制成的复合材料，它们具有防湿阻气，易于热封和印刷，质轻柔，价廉，易于携带和开启等优点。根据制袋与充填物料的方向不同，袋成型－充填－封口包装机一般分为立式和卧式两种类型。

2.2 立式袋成型－充填－封口包装机

立式袋成型―充填―封口包装机是包装机械中应用最广泛，批量最大的机型之一，其特点是被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。其工作原理（如图1所示）为：放置在支承装置上的卷筒薄膜1，绕经导辊组2，张紧装置3，通过成型器4卷成薄膜圆筒裹包在充填管5的表面。先用纵向热封器6对卷成圆筒的接口部位薄膜进行纵向热封，得到密封管

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第3章 立式袋成型－充填－封口包装机典型部件设计

筒，然后筒状薄膜移动到横封器7处进行横封，构成包装袋筒。计量装置（图中未画出）把量好的物料，通过上部的充填管5充填到包装袋内，再由横向热封器7热封并在中间切断，形成包装袋单元体，同时形成下一个筒袋的底部封口。

图1 立式袋成型－充填－封口包装机工作原理图

1－卷筒薄膜；2－导辊组；3－张紧装置；4－成型器；5－充填管；6－纵

向热封器；7－横向热封器

3 立式袋成型－充填－封口包装机典型部件设计

3.1 三角袋成型器的设计

三角袋立式成型－充填－封口包装机的三角袋有四个侧面，外形象粽子，常用于包装小份量的咖啡，牛奶，袋乳品，蜂蜜，糖浆，果汁或者其他类似的产品。因这种袋开口后还须保持原形而依然挺立，所以应该采用金属或其他较厚的材料制成。翻领式成型器由外表为领状而内表面为圆形的内

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