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0引言

自動(dòng)包裝機(jī)是指能完成全部或物包裝過(guò)程的機(jī)器包裝過(guò)程包括成型、充填、封口和包裹等主要包裝工序以及清洗、干燥、殺菌、貼標(biāo)、捆扎、集裝 和拆卸等前后包裝工序，轉(zhuǎn)送、送別等其他輔助包裝 工序。茶葉自動(dòng)包裝機(jī)是專為茶葉成型或者類似商 品包裝而設(shè)計(jì)的包裝機(jī)械，其基本工藝過(guò)程是:包裝膜經(jīng)袋成型器后變成對(duì)折狀，裹著塊狀包裝物經(jīng)牽 引輪及中縫加熱輪完成縱封過(guò)程，經(jīng)封切器完成橫 封過(guò)程并切斷，最后由輸送帶送出。

橫封是茶葉自動(dòng)包裝過(guò)程中的一道重要工序， 它通常位于縱封工序的后面，作用是使茶葉經(jīng)過(guò)縱 封的袋子橫向密封并切斷。而茶葉自動(dòng)包裝機(jī)的橫 封動(dòng)作通常是有橫封機(jī)構(gòu)來(lái)完成的，隨著包裝機(jī)運(yùn) 行速度的提高，對(duì)橫封機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行 分析，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校驗(yàn)是非常必要的。

根據(jù)上述要求利用Pro/E進(jìn)行三維建模，再通 過(guò)MECHANISM/Pro接口導(dǎo)入ADMS中進(jìn)行參 數(shù)化設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真，從而能夠快速的設(shè) 計(jì)出產(chǎn)品加工所需要的重要數(shù)據(jù)。

1 橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

橫封機(jī)構(gòu)是將縱封機(jī)構(gòu)熱封后的包裝材料，按 其工藝要求的長(zhǎng)度規(guī)格進(jìn)行橫向封合的機(jī)構(gòu)。包裝 的封口是包裝工藝必不可少的環(huán)節(jié)。封口的好壞會(huì) 直接影響包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和保質(zhì)期。因此包裝 質(zhì)量在很大程度上市取決于封口的質(zhì)量。所以對(duì)于 橫封機(jī)構(gòu)的改進(jìn)是非常重要的。根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能和運(yùn) 動(dòng)形式的不同，間歇式橫封機(jī)構(gòu)可以分為兩大類:一 類只作封口用，即只有間歇的橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；另一類 兼具熱封合和牽引兩種功能，即除橫向的往復(fù)開合 運(yùn)動(dòng)，還完成往復(fù)的間歇牽引運(yùn)動(dòng)⑵。所研究的是 只作封口作用的，間歇式橫封機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1所示。

2 基于Pro/E的三維建模

零部件的三維建模技術(shù)，是建立裝配模型與虛 擬樣機(jī)模型的基礎(chǔ)，利用Pro/E軟件作為虛擬樣機(jī) 裝配的平臺(tái)，它強(qiáng)大的三維零件模型功能使得可以 通過(guò)快速而準(zhǔn)確且更加直觀的建立各零部件的模 型⑶。

《機(jī)械與電子^012(11)

茶葉制袋充填包裝機(jī)橫封機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 機(jī)械系統(tǒng)總共包括氣缸機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 拉桿機(jī)構(gòu)、橫封塊機(jī)構(gòu)和機(jī)架⑴。在裝配過(guò)程中根 據(jù)系統(tǒng)的各功能單元所實(shí)現(xiàn)的功能不同，將整個(gè)系 統(tǒng)劃分為氣缸機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前橫封機(jī)構(gòu)、后橫封 機(jī)構(gòu)和機(jī)架5個(gè)組件子裝配，然后整體裝配以完成 整個(gè)系統(tǒng)的裝配。根據(jù)前述層次結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)裝配順 序、裝配約束、初次裝配及轉(zhuǎn)配更改，最終形成圖2 所示的虛擬裝配結(jié)構(gòu)。

圖2橫封機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在Pro/E中的整體裝配

3參數(shù)化建模與分析

參照橫封機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，在ADAMS軟件中 建立了如圖3所示的參數(shù)化模型。

通過(guò)對(duì)在不同夾角0和相應(yīng)的/?值下的機(jī)構(gòu)進(jìn) 行仿真分析,測(cè)得前后橫封塊之間的距離L的曲線圖如圖4所示。

圖6活塞桿所受的沖擊力曲通母圖5和圖6的仿真，表明各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中能夠'承受相應(yīng)的負(fù)載，說(shuō)明茶葉制填裝 機(jī)的機(jī)構(gòu)模製能夠滿足工作需要。同時(shí)，相比較他的包裝機(jī)構(gòu)，所受到的力或力矩較小，表明設(shè)計(jì)的 機(jī)構(gòu)性能好。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)茶葉包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析與設(shè)計(jì) 及動(dòng)力學(xué)仿真，結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的橫封機(jī)構(gòu)能夠?qū)?現(xiàn)基本功能，同時(shí)其工作性能好、效率高。整個(gè)機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)與仿真利用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行，過(guò)程簡(jiǎn)單，縮 小了機(jī)械傳動(dòng)的分析工作。

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