易爆物品盒封包裝機的研究與設計

梁艷娟

LIANG Yan-juan

（廣西工業職業技術學院，南寧 530001）

0 引言

隨著包裝技術和包裝機械的發展，軍用火工等易爆物品的包裝越來越來越顯必要，也越來越受到人們的重視，它對保證軍工產品的質量、降低工人的操作危險性和勞動強度起著重要的作用。而目前我國易爆物品的包裝設備非常落后，基本為手工和半自動包裝，不但存在許多安全隱患，而且工人的勞動強度大，生產能力非常小，因此需要我們為火工產品，特別是彈藥等易爆物品的塑料盒包裝封口，設計一種全自動的塑料盒封口包裝機，實現火工產品包裝設備的自動化。

下面以彈藥引信為例，詳細探討易爆物品塑料盒封包裝機的設計開發。

1 封口原理

本塑料盒封包裝機的工作原理，就是通過加熱裝有彈藥引信的塑料盒身及蓋的四周封接面，使其融熔，再加壓封接、冷卻，保證封口的密封性、封接強度及引信的安全。

2 工藝流程

塑料盒的封口形式很多，有熱熔式封接、高頻封接、超聲波封接、塑料焊條焊接等，根據上面幾種封接方法的安全性、技術可行性及經濟等其他分析，封口形式選用熱熔式封接。即對塑料盒的封口部位通過熱板加熱、加壓、冷卻，完成封口。其工藝流程為：

3 總體方案設計

總體方案設計步驟如圖1所示。

圖1 總體方案設計步驟

3.1 設計參數

1）生產能力：50盒/小時；

2）塑料盒材料：高壓聚乙烯；

3）塑料盒形狀尺寸：盒蓋與盒身的焊接封口如圖2所示；

圖2 塑料盒外形圖

4）塑料盒裝彈藥引信總質量：10千克；

5）封接壓力：500—1000牛頓；

6）塑料盒封口深度不大于4毫米；

7）封接工位應有防爆裝置。

3.2 塑料盒封口機總功能分析

塑料盒封口機要完成塑料盒身與盒蓋的封口，并且封口的過程要自動完成，因此，必須具有以下幾種功能：

3.2.1 塑料盒的封口

完成塑料盒盒身與盒蓋的封口，滿足氣密性檢驗要求。

封口形式一般有：熱熔式封接、高頻加熱封接、超聲波加熱封接、塑料焊條焊接。根據上面幾種封口形式的技術可行性及經濟等其他分析，封口形式選用熱熔式封接，熱熔式封接簡單，但加熱熔融塑料接縫的模板易粘結塑料，不但使封口整齊美觀度差，且粘在模板上的塑料會影響后續的加熱封接。因此，必須解決粘結問題。

另外，熱熔式封接時，加熱裝置不但將塑料盒身與盒蓋的封口部位加熱熔融，而且熱量還會進一步傳輸到內包裝的易爆物品，使易爆物品存在安全隱患，因此，封口裝置加熱封口后，迅速使用冷卻裝置對塑料盒進行冷卻，使熱量不會傳到內包裝物，而且通過冷卻、加壓，使封接處的強度更大，密封性更好。

3.2.2 塑料盒的自動輸送

裝有彈藥引信等易爆物品的塑料盒從進入封口機，直到封口完成輸出，全部自動完成，不需要人工的操作。塑料盒的移動即輸送一般有兩種運動方式：連續式、間歇式。本機塑料盒在輸送過程中要完成加熱封口及冷卻兩種功能，而且兩種功能都需要時間才能完成，本機適于間歇輸送方式。

完成間歇輸送的運動方式很多，可通過間歇機構來完成，也可通過液壓、氣壓傳動來完成。

氣壓傳動對于彈藥引信易爆物品的包裝，相對安全性也比較高，因此，選用氣壓傳動輸送塑料包裝盒。

3.2.3 過程的控制

能根據生產需要控制生產節拍，塑料盒輸送的運行與停止；封口參數的調節控制；封口裝置的運行與停止。

3.3 彈藥引信等易爆物品的塑料盒封口機的工藝流程

由于封口方式選用了熱熔式封口，為了保證所包裝易爆物品的安全，必須加冷卻裝置，同時保證被包裝產品的安全及封口的強度。因此，封口機共需三個工位：送盒、加熱封口、冷卻。封口機的工藝流程如圖3所示。

圖3 封口機工藝流程圖

4 系統設計

從前面的機器功能、工藝流程分析、各功能元的方案設計可得出，塑料盒封口機主要裝置有：進盒裝置、盒輸送裝置、盒定位加緊機構、加熱裝置、冷卻裝置、出盒裝置、機架、氣動控制系統、電氣控制系統等。機器構成如圖4所示。

5 定位裝置設計

由于本封口機為全自動，因此，塑料盒輸送是就要達到規定的位置，也就是在封口裝置下方停止，由于機械傳動有誤差，需消除傳動誤差，對塑料盒進行定位，使熱封裝置能準確對這塑料盒封口處。

圖4 包裝機總體結構圖

圖5 盒定位裝置

如圖5所示，當塑料盒輸送到指定位置后，為了消除塑料盒相對封口裝置的位置誤差，用一開有喇叭口的“[”板對塑料盒進行重新定位，由于該板對塑料盒的三個方向進行了定位，因此，定位準確。在氣缸的推動下，框架機構將塑料盒的四面夾持定位，即保證了準確的定位性，又防止了塑料盒在豎直向下的壓力下產生整體的變形，很好的保護了內裝產品，同時有提高了塑料盒的熱封質量。

6 設備運行試驗結果

由以上方法設計的彈藥易爆物品塑料盒封口機，經過生產、調試證明是可行的，各項性能指標符合企業的設計參數和技術指標，封口質量合格，達到廠家要求的氣密性，在對每個包裝封口后的罐進行氣密性檢測后，產品的合格率達到99%以上。

7 結論

證明該封口機的機構、運動設計，控制系統設計原理、方法是正確的，可以應用于一些易燃、易爆產品的塑料盒包裝封口機的設計。具有很高的工程應用價值。

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