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本文以藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置為研究對(duì)象，基于 CAD 技術(shù)，對(duì)藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置中上料裝置和封口裝置、展平裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)。能夠減少人工勞動(dòng)成本，能夠完成自動(dòng)上下料，可以自動(dòng)將塑料袋封口處展平的塑料封邊裝置，保證了封邊的成功率。

隨著人們生活水平的日益提高，科技的進(jìn)一步發(fā)展，眾多的機(jī)械設(shè)備開始代替人工作業(yè)，其中也包括一些半自動(dòng)設(shè)備，涉及塑料袋包裝的產(chǎn)品都離不開塑料封邊機(jī)，這也就促進(jìn)了塑料封邊機(jī)的快速發(fā)展，塑料封邊機(jī)主要用塑料袋封口收尾工作［1～2］?，F(xiàn)有技術(shù)中需要人工將已經(jīng)裝好產(chǎn)品的塑料袋放置在封口機(jī)之中，并且需要保證封口時(shí)，塑料袋封口處的平整性，否則封口后塑料袋的封口處會(huì)出現(xiàn)封口不嚴(yán)的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)塑料袋的報(bào)廢，造成生產(chǎn)資源的浪費(fèi)。因此亟須研發(fā)一種可以減少人工勞動(dòng)成本、自動(dòng)上下料并且可以自動(dòng)將塑料袋封口處展平的塑料封邊裝置［3～4］。本文將以藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置為研究對(duì)象，對(duì)封邊裝置上料機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置可以有效減少人工勞動(dòng)成本，完成自動(dòng)上下料并且可以自動(dòng)將塑料袋封口處展平。

1、塑料袋存儲(chǔ)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置主要包括底座、支腿、塑料袋存儲(chǔ)箱，上料機(jī)構(gòu)和封口機(jī)構(gòu)。塑料袋存儲(chǔ)箱包括支腿、安裝座、上料箱、合頁門、加工平臺(tái)、限位板，底座的下側(cè)固定連接有四個(gè)支腿，支腿在底座的下側(cè)兩兩對(duì)稱分布，底座的上側(cè)遠(yuǎn)離支腿的位置固定連接有多個(gè)第二支腿，每個(gè)第二支腿的上端都與安裝座的底部固定連接，安裝座的內(nèi)側(cè)底部固定連接有加工平臺(tái)，安裝座的內(nèi)側(cè)上部固定連接有上料箱，上料箱上設(shè)有合頁門，第一加工平臺(tái)遠(yuǎn)離上料箱一端的兩側(cè)固定連接有限位板，底座上側(cè)的兩端分別設(shè)有上料機(jī)構(gòu)和封口機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)位于底座上側(cè)靠近上料箱的一端，封口機(jī)構(gòu)位于底座上側(cè)遠(yuǎn)離上料箱的一端，上料機(jī)構(gòu)在安裝座與上料箱之間滑動(dòng)連接。塑料袋存儲(chǔ)箱結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 塑料袋存儲(chǔ)箱結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)操作人員需要將裝好產(chǎn)品的塑料袋進(jìn)行封口時(shí)，先將裝好產(chǎn)品的塑料袋摞放進(jìn)上料箱內(nèi)，并且使裝好產(chǎn)品的塑料袋需要封口的一端朝向封口機(jī)構(gòu)，當(dāng)操作人員需要將塑料袋進(jìn)行封口時(shí)，操作人員控制上料機(jī)構(gòu)將裝好產(chǎn)品的塑料袋推至指定加工位置，上料機(jī)構(gòu)復(fù)位后，操作人員控制封口機(jī)構(gòu)將塑料袋封口，封口結(jié)束后，封口機(jī)構(gòu)復(fù)位，此時(shí)將封好口的塑料袋取走，再重復(fù)上述操作對(duì)下一個(gè)塑料袋進(jìn)行封口。

2、上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置中上料機(jī)構(gòu)主要由固定座、轉(zhuǎn)盤、一字滑槽架、推料板、帶輪、傳動(dòng)帶、轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及齒輪和電機(jī)等組成［5］。

封邊裝置的上料機(jī)構(gòu)中固定支座通過上端的固定軸與轉(zhuǎn)動(dòng)盤進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)有立柱; 固定支座與上料箱連接有推料板，推料板在靠近上料箱的一側(cè)設(shè)有對(duì)稱固定連接的兩個(gè)斜頭直條，同時(shí)，推料板在遠(yuǎn)離上料箱一側(cè)固定連接有一字滑槽架，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的立柱可在一字滑槽架內(nèi)滑動(dòng)連接; 固定支座的固定軸一端固定連接帶輪，上料箱底部的電機(jī)通過動(dòng)力輸出軸與缺齒齒輪連接，缺齒齒輪與一直齒齒輪進(jìn)行嚙合，直齒齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的帶輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。上下料機(jī)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 上下料機(jī)構(gòu)圖

當(dāng)操作人員啟動(dòng)上料機(jī)構(gòu)后，電機(jī)啟動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)缺齒齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，缺齒齒輪先與直齒輪進(jìn)行嚙合，先帶動(dòng)直齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)帶輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過固定軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)立柱在一字滑槽架內(nèi)先向下滑動(dòng)再向上滑動(dòng)，使一字滑槽架、推料板和斜頭直條向著封口機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)再?gòu)?fù)位，進(jìn)而將塑料袋推至指定加工位置，當(dāng)推料板向封口機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)時(shí)，推料板推出位于上料箱內(nèi)最下端的塑料袋，并將上料箱下部擋住，防止下一個(gè)塑料袋向下滑落，當(dāng)推料板復(fù)位后下一個(gè)塑料袋再落下，當(dāng)推料板復(fù)位后，缺齒齒輪的缺齒部分不再與直齒輪嚙合，直齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推料板停止直至缺齒齒輪再與直齒輪嚙合。

3、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置中封口機(jī)構(gòu)主要由支撐腿、支撐板、支撐塊、支架、液壓缸、加熱箱、支撐柱、加熱夾板、限位板以及加工平臺(tái)等組成。

封口機(jī)構(gòu)的支撐腿安裝于底座之上，支撐腿與其上方的支撐板固定連接，在支撐板上的兩個(gè)支架的上端且靠近上料箱的一側(cè)都固定連接一個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸的伸縮桿都與加熱箱的上側(cè)固定連接，加熱箱的下側(cè)對(duì)稱固定連接有多個(gè)空心支撐柱，空心支撐柱的底端與上加熱夾板的上側(cè)固定連接; 封口機(jī)構(gòu)的限位板與支撐板固定連接，并在靠近上料箱的一側(cè)與加工平臺(tái)進(jìn)行固定連接，兩個(gè)加工平臺(tái)之間滑動(dòng)連接。封口機(jī)構(gòu)圖如圖3 所示。

圖3 封口機(jī)構(gòu)圖

當(dāng)操作人員啟動(dòng)封口機(jī)構(gòu)時(shí)，液壓缸向下壓緊，同時(shí)加熱箱將上加熱夾板加熱，進(jìn)而在上加熱夾板與下夾板將塑料袋夾緊后，塑料袋被夾緊的位置在加熱的過程中熔化并在夾緊力的作用下粘連到一起，進(jìn)而塑料袋完成封邊，完成封邊后液壓缸收縮，進(jìn)而帶動(dòng)上加熱夾板復(fù)位。

當(dāng)封邊完成后，在缺齒齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)到空行程時(shí)，電動(dòng)推桿啟動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)下料板向著設(shè)備前方移動(dòng)，進(jìn)而將封好口的塑料袋推出，推出后電動(dòng)推桿再收回，方便下一個(gè)塑料袋的進(jìn)入。

4、展平機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置中展平機(jī)構(gòu)主要由固定板、固定柱、限位板、導(dǎo)向柱、氣缸、滑動(dòng)板、推力彈簧、連接板、支撐板、輪子、按壓架、耳板、限位塊、滾輪、套筒和伸縮桿等組成。

固定板的底部?jī)蓚?cè)對(duì)稱固定連接有兩個(gè)固定柱，每個(gè)固定柱的底端均與限位板固定連接，每個(gè)限位板的底端兩側(cè)都對(duì)稱固定連接兩個(gè)導(dǎo)向柱，每對(duì)導(dǎo)向柱的底端都固定連接一個(gè)限位板，每對(duì)導(dǎo)向柱與滑動(dòng)板滑動(dòng)連接，滑動(dòng)板的外側(cè)與氣缸固定連接，兩個(gè)滑動(dòng)板之間與連接板固定連接，連接板與固定板之間設(shè)有多個(gè)推力彈簧，連接板的下側(cè)與固定柱固定連接; 每對(duì)支撐板之間與輪子轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每個(gè)氣缸靠近上料箱的一端與耳板固定連接，兩個(gè)耳板之間與按壓架固定連接，每個(gè)耳板靠近上料箱的一側(cè)與套筒固定，每個(gè)套筒內(nèi)均設(shè)有滑動(dòng)伸縮桿，每個(gè)伸縮桿靠近上料箱的一端與耳板固定連接。

圖4 展平機(jī)構(gòu)圖

當(dāng)塑料袋被推至指定加工位置時(shí)，此時(shí)推料板向著下夾板的方向移動(dòng)，帶動(dòng)斜頭直條向著下夾板的方向移動(dòng)，當(dāng)斜頭直條與輪子接觸時(shí)，斜頭直條繼續(xù)向著下夾板的方向移動(dòng)，進(jìn)而將輪子向上抬起，進(jìn)而帶動(dòng)固定板向上移動(dòng)，通過連接板將氣缸和滑動(dòng)板向上移動(dòng)，將推力彈簧壓縮，進(jìn)而按壓架向上抬起，滾輪不再與加工平臺(tái)接觸，當(dāng)按壓架向上抬起后，塑料袋被推至指定加工位置，當(dāng)推料板復(fù)位后，在推力彈簧的作用下氣缸、滑動(dòng)板和連接板向下復(fù)位，帶動(dòng)固定板向下復(fù)位，帶動(dòng)輪子復(fù)位，推料板復(fù)位后兩個(gè)滾輪將塑料袋壓住，壓住的同時(shí)氣缸收縮，帶動(dòng)按壓架向著氣缸方向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)按壓架下部的滾輪向著氣缸方向滾動(dòng)，將塑料袋展平，當(dāng)氣缸收縮時(shí)，按壓架上的限位塊與限位板接觸，進(jìn)而伸縮桿在套筒內(nèi)向外伸出，當(dāng)氣缸被抬起后氣缸伸出復(fù)位，按壓架復(fù)位。

當(dāng)封邊不同的裝好產(chǎn)品的塑料袋時(shí)，操作人員可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪，帶動(dòng)雙向螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)兩個(gè)滑動(dòng)架對(duì)位移動(dòng)，進(jìn)而通過滾輪將斜塊抬起或者落下，以調(diào)節(jié)下夾板的高度，來適應(yīng)裝有不同產(chǎn)品的塑料袋。

5、結(jié)  語

基于 CAD 技術(shù)，對(duì)藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置中上料裝置和封口裝置、展平裝置等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為藥品包裝用復(fù)合膜封邊裝置的建模及仿真打下基礎(chǔ)，為技術(shù)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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本文作者龐在祥、馬勝來、馬麗穎、馬福浩，來源于產(chǎn)業(yè)與科技，僅供交流學(xué)習(xí)。