泡罩包裝機DPH260中PVC夾持與成型機構的優化分析

遼寧工業大學 張思奇 張禧瑩 王佳睿 楊志勇 張德強

引言

在泡罩包裝機包裝過程中PVC薄膜（硬片）經加熱裝置軟化至可塑狀態，在成型裝置上吹出泡罩后，由夾持步進裝置牽引成型后的PVC薄片進入藥片充填步驟。其間有一系列的聯動動作，目前企業采用的是機械結構來完成步進與成型工作[1]。本文將對此過程中主要工作機構進行分析和介紹。

1 機械結構與原理

1.1 機械結構

機械結構如圖1所示，主電機減速后由鏈驅動各個機構，其中有成型機構、打字機構、沖裁機構、旋轉編碼器，成型機構由鏈輪帶動的凸輪驅動成型模具做上下動作，打字機構由凸輪帶動做左右壓印動作，沖裁機構安裝在鏈輪軸上的一組偏心輪帶動做左右沖切動作。傳動路線如圖2所示。

圖1 泡罩包裝機機械結構

圖2 泡罩包裝機機械傳動路線

夾持步進裝置由伺服電機、動夾持氣缸、定夾持氣缸、平臺等組成，如圖3所示。本裝置由夾持步進裝置安裝板1、16安裝在設備大板上，大板后安裝伺服電機，通過皮帶直接與另一齒形帶輪相連，此帶輪與帶輪6同軸，從而帶動同步帶輪6轉動，動夾持氣缸17安裝在動夾持托板10上，動夾持托板10固定在動夾持氣缸滑動塊上，動夾持氣缸滑動塊固定在齒形帶上，從而實現伺服電機帶動夾持氣缸做往返運動[2]。

圖3 夾持步進裝置結構示意圖

1.2 PVC成型裝置結構原理

成型裝置安裝在PVC預熱與夾持步進裝置之間主要是完成PVC片的泡罩成型，通過凸輪推動推桿帶動模具做上下周期性運動，其中在凸輪將模具頂到最下面與下模具合模時由壓縮空氣將其吹塑成型，分為合模、吹氣、開模。整個裝置過程由凸輪機構完成，在開模間隙由夾持步進裝置完成PVC的進給。泡罩成型原理如圖4所示，成型機構如圖5所示，

圖4 泡罩成型原理圖

圖5 成型裝置結構

1.2.1 凸輪設計

凸輪的推程運動角 β1=90°

凸輪的遠休止角 β"=90°

凸輪的近休止角 β""=90°

凸輪的回程運動角 β2=90°

凸輪的基圓半徑Rb=40mm

凸輪轉速 35.22r/min＜100（低速）

行程h=25mm

選取滾子半徑為Rr=20mm，滾子寬b=20mm，額定動載荷12360N，額定靜載荷14020N。選擇余弦加速度（簡譜）運動曲線作為推程運動規律，得：

凸輪輪廓曲線如圖6所示

圖6 凸輪輪廓曲線

2 氣動系統設計

該設備氣動系統的氣動回路由九個氣缸組成，分別為定夾持1氣缸×2、動夾持氣缸×2、定夾持2氣缸×2、加熱板小氣缸、加熱板大氣缸、熱封氣缸；因為夾持步進動作要求快速、準確，且工作行程小，所以選用單作用彈簧復位氣缸最合適[4]；夾持步進氣缸選用兩位三通電磁閥，加熱板、熱封氣缸選用三位五通先導式電磁閥；設計氣動系統原理如圖7所示。

圖7 泡罩包裝機氣動原理圖

3 結語

包裝機技術近年來發展迅速，本文通過對泡罩包裝機的主要運行機構進行分析介紹，為進一步學習了解包裝機提供了一定的便利條件。