DZD450 型单盖双工位真空包装机设计.docx

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DZD450型单盖双工位真空包装机设计

摘要

真空包装机是一种被广泛使用的包装机械.真空包装技术可以提高商品的适应价值，防腐、防潮、防锈蚀、减少损耗，节约贮运费用，有利于健康.真空包装技术广泛用于食品、药品、电子仪器、机密仪表、化工产品等行业.随着真空包装技术的发展，真空包装机械技术正逐渐提高和完善.低成本、智能化、高品质是真空包装机械的发展趋势.

本文分析了目前真空包装设备的不足，参考相关的资料，对现有的单盖双工位真空包装机进行了改进设计.主要的改进如下：

重新选用了热封变压器，提高了封口质量；对上工作室的密封槽、密封条进行了重新设计，改善了真空室的密封性；对四连杆机构进行重新设计，改善了上真空室运动的平稳性和灵活性.

关键词：

真空包装四连杆机构热合器

引言…………………………………………………………………………………4

第一章总体方案设计………………………………………………………………5

1.1单盖双室真空包装机的热封原理…………………………………………5

1.2单盖双室真空包装机的工艺流程…………………………………………5

1.3总体方案的确定……………………………………………………………5

1.3.1热合部件……………………………………………………………5

1.3.2真空室的下工作室形状……………………………………………6

1.3.3平衡机构……………………………………………………………6

1.4主要零件的定型……………………………………………………………8

1.4.1四连杆机构及真空室的设计………………………………………8

1.4.2四连杆机构的工艺说明…………………………………………12

1.4.3单盖双工位真空包装机的气路设计……………………………12

1.4.4热合条的参数确定…………………………………………………13

1.4.5热合部件结构的确定………………………………………………14

第二章设计说明…………………………………………………………………16

2.1润滑和密封………………………………………………………………16

2.2使用、维护和保养…………………………………………………………16

2.2.1使用前注意…………………………………………………………16

2.2.2车间环境……………………………………………………………16

2.2.3工艺参数的选择与调整……………………………………………16

2.2.4其余操作注意事项…………………………………………………17

2.2.5维护…………………………………………………………………17

第三章设计评价…………………………………………………………………19

致谢………………………………………………………………………20

参考文献……………………………………………………………………21

引言

真空包装机是将包装袋内抽成低真空后，当即自动封口.由于袋内的真空度高，残留的空气少，可抑制细菌等微生物的繁殖，能够延长储存期，防止食品腐烂.对某些松软的食物，经过真空包装后可缩小体积.从而可使包装物品达到“四防、两省、一保质”的特点：

即防潮、防霉、防污染、防氧化、省容积、省运费、延长储存期.视频包装中肉类是最适合真空包装的.采用高度防透氧的薄膜——聚偏乙烯、聚酰胺、聚酯、涂以丙烯晴作为真空包装材料，可使鲜肉在包装内处以无菌状态，使其货架寿命延长一倍.各种塑料复合薄膜袋或铝箔复合薄膜袋等复合材料也适用于真空包装.

当世界各国都规定肉制品不能使用硝酸盐和亚硝酸盐作为防腐剂后，真空包装得到迅速的推广应用.使用产品范围很广，如火腿、香肠、鱼糕、咸菜、调味鱼块、鲜肉、冷冻牛排、可蒸煮袋熟肉制品、烘烤食品、果品、土特产品、药材等；够了推广到医疗器械、药品的无菌包装、化学品、精密仪器、服装、五金产品、电子元件、军工产品等各种固体、粉末状物体、液体、固液混合体包装.

人们膳食结构的调整和饮食习惯的改变，我国经济持续发展，促使了食品加工的快速发展，增加了高品质的包装机械和视频加工机械的需求.真空包装已经广泛的推广使用.低成本、智能化、高品质是食品包装机械的发展趋势.

一台双室机可相当于两台单室机，但较两台单室机小，重量轻，可轮番作业，使准备工作与包装时间重合，因此较单室的工作效率较高，虽工作周期不变，但是排放包装件的时间与自动循环时间重合，效率可提高，成为真空包装机的又一主导产品.目前国内现有的设备存在严重的缺陷，例如：

封口性能不好、真空是密封不好、包装袋的真空度不高、四连杆带动上箱室的运动不平稳、部件间连接不好、机构不可靠等缺陷，达不到理想的生产状态.鉴于这种情况，参考了一些相关的科技资料，在现有的设备的基础上，本次毕业设计系一种现有单盖双工位包装机进行了改进设计.单盖双工位真空包装机的关键设备是热合部件和四连杆机构，它们决定了包装袋的封口性能.因此这里所做的改进也是主要针对这两部分进行的.

由于实践经验的欠缺和知识的局限性，该设备的实际工作情况及可用性还有待于时间的检验.

第一章总体方案设计

1.1单盖双室真空包装机的热封原理

单盖双室真空包装机的热封原理如图1-1，单盖双室真空包装机由上、下室

组成一个可以密封的真空工作室，包装袋袋口置于上、下热合装置之间，先将真空室抽空真空.由于抱在袋外围均被抽成真空，包装袋内的空气屁事袋口分离，从而使包装袋内向外抽气的通道扩大，包装袋内同时抽真空，保证包装袋内获的高的真空度.然后热合部件的气囊充气膨胀迫使热合条下行，包装袋口被夹紧并热封.冷却1—2秒，空气重新进入真空室，上室打开后取出包装袋.

1.2单盖双室真空包装机的工艺流程

一般来说，真空包装的工艺流程图如下：

1.3总体方案的确定

根据现有的材料，单盖双工位真空包装机的热合部件、真空室底部形状、平衡机构各部件有多种方案，现针对各个部件不同的方案做如下比较.

1.3.1热合部件

单盖双工位真空包装机的热合部件在真空室的安装位置有两种：

一种是热合部件安装在真空室的上工作室中.因真空室的抽气口在两个真空室之间，运用二位三通阀，则可通过切换来改变所充气的去向，此时阀数和单工位包装机相同.节省器件，充分利用空间，又能大大提高了生产效率.同时气路电路安装在上工作室，避免了与包装物的接触，在使用中安全、不易损坏，减少了维修消耗.

另一种情况是小气室安装在真空室下工作室，这是不能共用小气室阀，两个真空室都必须有小气室，相应要增加一个小气室.器件数量增加，气路电路也将复杂，包装溢出物会影响电路安全，电路器件易损坏，成本也相应增加.

因此本设备采用热合部件安装在真空室的上工作室中的结构.

1.3.2真空室的下工作室形状

单盖双工位真空包装机的真空室底部的形状分为有腔室和无腔室.由于真空室上工作室安装有热合部件，其形状为箱室，有足够的空间来容纳要热封的物品，下工作室的形状为无腔室更为适合.热合部件支撑安装在无腔室的真空室底部上，能更好的与上盖的热合部件配合，同时无腔室的底部方便清洁打扫卫生，便于取出真空包装好的包装物品.

有腔室的真空室底部，需要安装较高的热合部件的支撑，对于从包装袋中溢出物的清洁带来很大的不便，而且真空室下箱加工制造比较复杂，同时取出加工好的包装物品的时间有所增加.

因此本设备采用真空室的下工作室的形状为无腔室的结构.

1.3.3平衡机构

单盖双工位真空包装机采用四连杆机构来开闭真空室盖，平衡机构一般装在四连杆机构下不的轴上.平衡机构有单拉簧机构和双拉簧机构.

单拉簧机构：

如图1-2，拉簧7的上端通过横臂6，摇臂5与连杆轴4相连，拉簧的下端与机身相连，连杆3在拉簧7的作用下，始终被拉向垂直位置，此时真空室盖处于最高部位.拉簧对连杆轴产生的力矩与盖子的重力矩大体平衡.四连杆机构的双边尺寸长短一致，弹簧拉力适当，真空室上平面与盖子下平面的平直度较好.

双拉簧机构：

如图1-3，有两个在同一中心线上的拉簧3，一端通过摆板4与连杆轴5相连，另一端与真空室下方的支架2相连.当无外力作用时，两拉簧中心先重合，连杆6处于垂直位置，真空室盖处于最高部位.当盖子向左时，轴5逆时针旋转，弹簧产生一个力矩，其方向与盖子重量产生的力矩相反，大小基本平衡.向右盖时，情况亦同，仅方向改变了而已.双拉簧机构使得真空盖的运动更加平稳.经过比较，本设计采用双拉簧机构作为平衡机构.

图1-2单拉簧机构

1-真空室盖；2-真空室；3-拉杆；4-拉杆轴

5-摇臂；6-横臂；7-拉簧；8-拉力调整装置；

图1-3双拉簧机构

1-调节螺钉；2-支架；3-拉簧；4-摆板；5-连杆轴；6-连杆；

1.4主要零件的定型

单盖双工位真空包装机的热合部件、平衡机构、四连杆机构是整个设备的核心部分，虽然前面已对各方案有了一个初步的选择，但只是一个大致的轮廓，这里将做详细的说明.

这项设计的主要指导思想是其实用性，要求结构尽量简单，各尺寸尽量小，易于工人操作.在收集资料和调研过程中我们了解到，真空时的绝对压强为1.33Pa.在真空室抽真空的过程中，良好的气密性在生产过程中不能很好的保证，影响真空包装的效果.另外，四连杆机构带动上工作室运动不平稳，对真空室的包装效果也影响.

机器的动力部分运转时不会有大的问题，只要安装调试好就行.对于转动不复杂的设备，一般不宜放在远离机器处，而应该尽量靠近机器或者就放在机架上，这样还可以省区防护罩.

针对以上的考虑，单盖真空包装机各部件的结构如下：

1.4.1四连杆机构及真空室的设计

⑴包装机特征参数的确定

单盖双工位真空包装机四连杆运动示意如图1-4所示.连杆上端铰接在上工作室上，下端铰接在机架上，两个下工作室公用一个上工作室，且上工作室为平面运动.当上工作室移到左下工作室时，左下工作室开始工作，移到右下工作室时，右下工作室工作.

图中各变量的定义如下：

上工作室内部的长×宽×高×为l×w×h;热条总成长×高为l1×h1;杆长度为R1；连杆下铰链点距上工作室台的距离为y；上铰接点距上工作室下端面的距离为a；上工作室壁厚为δ，当上工作室分别在左右工作位置时，上工作室的左面与右面之间的距离δ1；P1（-1/2-δ.-y-a）为上工作室左外缘P1A运动时的圆心；P2（1/2.-y-a）为上工作台内缘P2A运动时的圆心；Q1[（l1-l-δ1）/2-δ，h1]为左加热条总成的左上角；Q2[（l1+l+δ1）/2+，h1]为右加热条总成的右上角.

⑵上工作室最有位置的确定

在单盖双工位真空包装机设计时，应满足上工作室的内缘不碰加热条总成和工作室的外缘不碰另一工作室的加热条总成的条件下，使包装机总长度最小，从而达到节省材料的目的.

上工作室的内缘与加热条总成不碰到的临界条件是：

|P2P2A|=|P2Q2|=

=

①

下工作室的内缘与加热条总成不碰到的临界条件是：

|P1P1A|=|P1Q1|=

=

②

为了使加热条总成与上工作室内缘与外缘的最小间隙相等，应使|P2P2A|=|P1P1A|③

把①和②式代入③式，得到下式：

δ1=-δ

在其它尺寸不变的条件下，讨论以下三种情况：

a）当δ1＞-δ时，则|P2P2A|＞|P1P1A|，即要使内缘不碰加热条总成所需要的连杆长度比外缘不碰加热条总成所需要的连杆长度要长，因为包装机的连杆只有一个，因此在δ1＞-δ的情况下逐渐的缩短连杆的长度，工作室的内缘先碰到加热条总成.

b）当δ1＜-δ时，则|P2P2A|＜|P1P1A|，即要使外缘不碰加热条总成所需的连杆长度比内缘不碰加热条总成所需的长度要长.

c）当δ1=-δ时，则|P