第五章袋装机械

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1、第五章第五章袋装机械袋装机械重点掌握制袋充填封口机设计，成型器的种类和设计、计算方法，纵、横封器的封袋方法、结构及设计原理，牵引机构，切袋装置。 袋装是用柔性材料制成的包装袋,将粉状、颗粒状、流体或半流体等物品装入其中,然后进行排气(或充气)、封口,以完成产品包装的工艺过程。制袋用的柔性材料,如纸、蜡纸、塑料薄膜及其复合材料等,即有良好的保护物品的性能,又有质轻、价廉、易印刷、易成型封口、易开启使用、易被处理等特性,因而所制成的袋装产品轻巧、美观、体积小而受人喜爱,是软包装产品中的重要组成部分。其中尤以塑料薄膜及其复合材料的使用较广,发展最为迅速。特别六十年代以来,石油化学工业的高速发展，为软

2、包装提供了丰富多样的柔性包装材料,再加上塑料薄膜具有独特的良好的热封性、印刷性、透明性、防潮防气性等,致使袋装软包装新产品更是层出不穷,有几克乃第一节第一节概概述述至几十克的小袋,有近千克的中袋,也有几十千克重袋包装。内装物由最初的散粒体发展到胶体、液体、气体和大块状的固体,使袋装逐渐与灌装、罐装、裹包等传统的包装形式相互渗透和替代,与此同时,也促进了袋装机不断地更新与发展,我国自六十年代初从国外引进样机,发展到近年来己能自己设计、制造多种袋装设备。各种袋装机应用于食品、日化塑料、化工、农药等工厂的包装工段。一、包装袋的基本形式一、包装袋的基本形式以袋装机加工的塑料包装产品常见袋形分别如下,并

3、参见图5.1。 制袋过程中,一般先纵封,而后横封。故在枕式搭接、对接袋封口缝的全长内,局部会有三层或四层薄膜重迭在一起,这对封口质量有一定影响；扁平式三面封口袋的封口缝全长内层数相等,封接条件较好,但产品外形不对称,美观性稍差,四面封口袋克服了前两者的缺点,但这种袋型的包装材料利用率比前两者稍差；自立式各种袋外形美观,具有自立不倒的优点,便于后续装箱工艺的完成和产品陈列,但对包装材料要求较高,均需使用复合包装材料。二、典型袋装机的结构及工作原理二、典型袋装机的结构及工作原理由于包装袋形的多样性,所以完成这些袋形的袋装机械在机型及结构上也带来一定的差异,主要反映在制袋及封口装置上。 图图5.1基

4、本袋形示意图基本袋形示意图(一)制袋式袋装机1.枕式袋装(1)象鼻成型制袋式袋装机图5.2所示是立式、连续运动制袋式袋装机,可完成纵缝对接封合,装填封口及切断工作。全机除计量装置外,还由象鼻成型器、匀速回转的辊式纵封器、不等速回转的横封器和回转切刀等组成,单张卷筒薄膜经多道导辊和光电管被引入象鼻成型器,将薄膜卷折成圆筒状,被连续回转的纵封辊加热加压热封定型,包装料袋自上而下的连续移动,就是这纵封辊连续回转牵引薄膜的结果。横封器不等速回转,分别将上、下两袋的袋口和袋底封合,纵封器的转轴轴线与横封器回转轴线成空间垂直,因而获得枕式袋,被包装物料经计量装置计量后由导料槽落入袋内,封好口的连续袋由下面

5、回转切刀与固定切刀接触时切断分开。(2)翻领成型制袋式袋装机 图5.3所示是立式、间歇运动的翻领成型制袋式袋装机,可完成制袋、纵封(搭接或对接)、装填、封口及切断等工作。平张卷筒薄膜经多道导辊引上翻领成型器,由纵封器封合定形,搭接或对接成圆筒状,以计量装置计量后的物料由加料斗通过加料管导入袋底,横封器在封底同时拉袋向下,并对前一满袋封口,又在两袋间切断使之分开,全机各执行机构的动作可由机、电、气、液配合自动完成。(3)筒形袋袋装机图5.4所示,这是一种间歇式转盘形包装机,这类包装机采用筒状卷料薄膜作包装材料,每次先封底缝,然后再切下作为包装袋,并交间歇回转工序盘上的夹持手将包装袋从一个工位移向

6、另一个工位,完成装料、整形、封口等工序。其中图3.4是带有筒状薄膜开袋器的袋装机,它能先开袋后夹持,再被封底缝,这类机型在国内外较稀少,但开袋形式十分独特。使用较广的是图3.5所示的机型,它往往是先封底缝、切断、再被夹持,然后开袋,装填物料、封口等,这种机型与立式或卧式直线型袋装机相比,在工位动作的设计安排上,灵活性可以较大,对一些难装或多种物品要装入的袋装产品,它的适应性特别强。图图3.2象鼻成型器制袋式袋装机象鼻成型器制袋式袋装机1-卷筒薄膜,2-象鼻成型器,3-加料斗,4-纵封辊5-横封辊,6-固定切刀,7-回转切刀图图3.3翻领成型器制袋式袋装机翻领成型器制袋式袋装机1-加料管,2-翻

7、领成型器,3-纵封辊,4-横封辊图图3.4筒形袋机械开袋式袋装机筒形袋机械开袋式袋装机1-开袋器，2-切断刀，3-拉袋手，4-封底器5-装袋，6-封口与卸袋图图3.5筒型袋袋装机筒型袋袋装机1-封底器,2-切刀,3-开袋吸嘴,4-加料斗,5-封口器图图3.6卧式间歇三角形成型器制袋式袋装机卧式间歇三角形成型器制袋式袋装机1-三角形成型器,2-纵封器,3-牵引辊,4-隔离板,5-开袋吸嘴,6-加料管,7-横封器,8-牵引辊,9-切刀2.三面封口扁平式袋装(1)三角形成型制袋式袋装机图3.6所示为卧式间歇运动三角形成型器的制袋式袋装机。对折后的薄膜上口有一块隔离板,帮助袋口张开,薄膜料袋的间歇移动

8、靠牵引辊间歇回转带动,制成开口向上的空袋后，可如图所示先行装填,而后横封、切断,也有空袋制成后先行分切交由带夹持手的直线输送链式间歇回转工序盘,在每次运动停歇的工位上进行装袋、封口及卸料。 (2)U形成型制袋式袋装机这类袋装机见图3.7所示,与图3.6的机型在工作原理上基本相似,仅成型器形式不同而己。(3)象鼻成型制袋式袋装机这类袋装机如图3.8所示,它与图3.3所示机型极为相似,这里仅不等速回转的横封器的回转轴线与纵封器回转轴线相互是平行的导致成品不再是枕式袋,而是三面封口扁平袋。图图3.7U型成型器制袋式袋装机型成型器制袋式袋装机1-U型成型器,2-纵封辊,3-横封辊,4-切刀图图3.8象

9、鼻成型器制袋式袋装机象鼻成型器制袋式袋装机1-象鼻成型器,2-加料斗,3-纵封辊,4-横封辊,5-切刀图图3.9双卷筒四面封口扁平袋袋装机双卷筒四面封口扁平袋袋装机1-加料管,2-双道纵封辊,3-横封器,4-切刀图图3.10双卷筒四面封口扁平袋袋装机双卷筒四面封口扁平袋袋装机1-缺口导板,2-剖切刀,3-加料管,4-双道纵封辊,5-横封器,6-切刀3.四面封口扁平式袋装包装袋形为四面封口扁平袋的制袋式袋装机如图3.9、图3.10所示。图3.9中,两卷单张薄膜经导辊引至双边纵封辊,薄膜成对合筒状。图3.10中是单卷平张薄膜经在三角形缺口导板1的缺口尖端处有刀片2将运动着的薄膜中央剖切为二片，并经

10、此导板分成两路,再往下先对合纵封,再装料,而后横封、切断。4.自立袋式袋装(1)尖顶角形袋制袋式袋装机这类与图3.2所示机型有许多相似之处,它是应用翻领式成型器制袋,薄膜经过成型器和四个均布的折痕滚轮,再经纵封器封合后成搭接圆筒状,料管下端部分由圆形截面变成方形截面。如图3.11所示折角板使两端收口,横封器横封上、下两道封口并切断,烫底器将自立袋底部烫成平底。(2)塔形及立方柱形制袋式袋装机这种机型是间歇制袋装填机,工作原理如图3.12所示,主要用来包装流质饮料,卷筒包装材料经打印装置和过氧化氢()消毒液槽后,走上最后一道导辊被引导向下,在数次成型环的作用下,同象鼻成型器功能一样,将平张包装材

11、料卷折成圆筒状,包装材料接缝在运动中经无菌空气加热,包装材料通过最后一道成型环时,被压合成纵封缝,流质物料由泵打入进料管引入圆筒状袋内,无菌热空气在料管外进入折成的圆筒内可直达液面,液面上又有螺旋式加热器,它即使材料内壁进行杀菌消毒,又使液面上形成无菌空气层。横封及切断在料面下进行,横封装置配置方式不同,就形成立方柱形与塔形包装不同产品。塔形包装:上、下两只横封切断器90空间交错,分别作上下及开合运动,完成各包装物品的横封及切断。 立方柱形包装:由两对方角成型模具及横封器在开合及上下运动的复合运动中将液面下的筒状料袋向下拉动并成型封口和切断,切断后的半成品落在间歇运动输送链内,在运动中完成摺角

12、等工艺动作。图图3.11尖顶角形袋制袋袋装机尖顶角形袋制袋袋装机1-圆形料管,2-翻领成型器,3-导辊,4-折痕辊轮,5-纵封器6-拉袋装置,7-方形料管,8-折角板,9-横封器,10-切刀11-烫底器,12-输出槽(二)给袋式袋装机1.直移型这类机型应用事先加工好的各种空袋。工作时,从袋库上每次取出一个袋,送给工序链夹持手,工序链带着空袋在各工位停歇时,完成各包装动作。图3.13所示为该机型的工艺路线示意图,给袋装置由真空吸头与供袋输送链组成,包装袋工序链上开口、闭口时,有特殊结构使每对夹持手相向运动。包装袋在两个工位上被加热封口,在后个工位上冷压定形,最后夹持手释放,产品下落入出料输送装置

13、。 2.回转型这类机型是将包装空袋交给间歇回转工序盘,在工序盘停歇中,完成各包装工艺动作。图3.14所示的是能使包装袋内达到一定真空度的全自动真空袋装机工作示意图。空袋平放于纸斗内,靠第一组吸头在袋层上分出一只袋来,靠第二组吸头将袋吸着回转90成直立状交给工序盘的夹持手,然后在各工位上停歇时依次完成打印、张袋装填物料,加入汤汁,预封(封口缝的部分长度),由机图图3.12 3.12 立方柱形制袋式袋装机立方柱形制袋式袋装机1-打印装置,2-双氧水槽,3-刀辊,4,6,8-圆环成型器,5-加料管,7-纵封器,9-加热器,10-横封成型切断装置,11-折角装置图图3.13直移式开袋充填封口机示意图直

14、移式开袋充填封口机示意图1-储袋库,2-空袋输送链,3-开袋喷嘴,4,5-加料斗(块料粒),6-加料管(液体物料),7,8-封口器,9-冷确器械手帮助转移入真空封口工序盘的真空室,在真空室内以抽真空后进行电热丝脉冲封口、冷却。最后真空解除,真空室打开、夹持手张开释放出包装成品来。图图3.14回转式开袋充填封口机示意图回转式开袋充填封口机示意图1-储袋库,2-取袋吸嘴,3-上袋吸头,4-充填转盘,5-打印器,6-夹袋手,7-开袋吸头,8-加料管,9-加液管,10-预封器,11-送袋机械,12-真空密封转盘,13-第一级真空室,14-第二级真空室,15-热封室,16,17-冷却室这类给袋式袋装机完

15、成的袋装产品,可以是三面封口式、四面封口式自立袋,制袋用的材料主要是塑料薄膜与其它材料的复合材料。对于单层薄膜的袋,因取袋、供袋的困难而不能应用。综上所述,袋装机的机型较多,它们虽有外在差别,又有内在的联系,为便于研究,可对袋装机分类如下:按包装袋来源分:制袋式袋装机、给袋式袋装机。按总体布局分:立式或卧式袋装机。 按运动形式分:连续或间歇运动的袋装机、直移或回转式袋装机。 自动化程度较高的装袋机上,经常使用卷筒包装材料,一面由制袋成型器制袋,一面进行充填包装。成型器是一个关键另件,对包装形式、袋的尺寸及产品包装质量等有直接影响。一、常用的制袋成型器形式及特点一、常用的制袋成型器形式及特点常用

16、的成型器有翻领成型器、象鼻成型器、三角成型器和型成型器等。如图3.15所示,在结构、性能上大体有如下一些特点:1.翻领成型器:如图3.15(a)所示平张薄膜拉过该成形器后就成搭接或对接圆筒状。在常用的几种成型器中,它的成形阻力较大,易使薄膜产生变形,使之发皱或撕裂,故对塑料薄膜适应性差,而对复合膜适应性较好,它常用于立式枕型制袋包装机上,包装粉状、颗料状物料。每种规格的成型器只能成型一种规格的袋宽,当袋宽规格发生变化时,就要更换相应尺寸的成型器。而且,成型器的设计、制造及调试都较复杂。 第二节第二节 制袋成型器的设计计算制袋成型器的设计计算图图3.15 3.15 常见制袋成型器示意图常见制袋成

17、型器示意图 2.三角成型器:如图3.15(b)所示,它由等腰锐角三角形板与平行导辊一起联结在基板上而成的。它是最简单的一种成型器,它具有一定的通用性,即能适应袋子的尺寸变化较大的需要,此时只要调节基板的上下位置即可。故此种成形器的适用范围广泛,不论立式、卧式、间歇运动或连续运动的三面、四面制袋包装机上都有应用。 3.象鼻成型器:如图3.15(c)所示,该成型器类似象鼻的形状,平张薄膜拉过该成型器时,薄膜变化较平缓,故成型的阻力比翻领成型器的阻力小,适用于塑料单膜的成型,它常用于立式连续三面封口制袋包装机及枕式对接制袋包装机上。但是,对制造同一尺寸的枕形袋所需对应的成型器,象鼻成形器的结构尺寸比

18、翻领式结构尺寸大,薄膜也易于跑偏,同样,该成型器只能成型同一宽度的袋形。 4.形成型器:如图3.15(d)所示,它是在三角形成器基础上改装而成的,薄膜在卷曲成型中受力状态比三角成型器好,其适应范围与三角形成型器一样,但其结构比较复杂。 5.直角缺口导板成型器:如图3.15(e)所示,它由缺口导板、导辊和双边纵封辊组成,成型器本身能将平张薄膜对开后又能自动对折封口呈圆筒形,常应用在立式连续联合包装机上。 从三角形、型及象鼻成型器可见,它们的共同特点是利用成型器外表面形状的变化而将平张薄膜折成对折或近似对折的形状,在平张薄膜逐渐变成对折状态的过程中,被一个个三角形图形所分割,下面就从这些三角形图形

19、入手来研究其设计的一般方法。二、制袋成型器的二、制袋成型器的设计设计1.三角形成型器三角形成型器使平张薄膜对折成型的过程如图3.16所示。 设薄膜的宽度为2a,对折后的空袋高度为a(立式机为空袋宽度)，三角形板与水平面间的倾斜角即安装角为，三角板的顶角为2,薄膜在三角形板上翻折的这一区段长为b,若不计三角形板的厚度,假定薄膜在对折后两膜间贴得很紧,则: 在直角三角形DEC中,DE=a,DC=b,所以有: 图图3.16 3.16 三角成型器折叠成型示意图三角成型器折叠成型示意图(3-1)在直角三角形ADC或BDC中:AD=DB=a,DC=b,所以有 (3-2) 对既定的三角形成型器和一定的空袋尺

20、寸,a/b是一个定值,所以有如下关系； (3-3)即： 由此可见,三角形成型器的顶角与安装角有相互制约的关系,而值的大小关系到三角形板形状尺寸,所以一定的安装角必对应着一定形状尺寸的三角形成型器,否则会影响成型器正常制袋。(3-4)在生产实践中,三角形顶角2值是加工后得到的,而安装角可通过一定结构,并加以调试来保证。故最好值是一个容易测量的整数,设计中通常是选定后,再用关系式来求解值。安装角实质上就等于三角形成型器在顶角附近薄膜运动的压力角,角越大就表示压力角越大,薄膜翻折所受阻力也就越大,压力角太大时,薄膜在受力翻折中容易产生拉伸变形,严重的甚至撕裂或拉断。压力角小时,成形阻力就小,但压力角

21、太小,致使结构不紧凑。 根据压力角及结构尺寸间的关系,三角形成型器安装角的选择范围为=2030由此可见,角最适宜的角度不大于30。所以,通常三角形成型器采用顶角22r、QEm。 其中:r纵封辊回转半径,m所选定的护边宽度尺寸。 图图3.18 3.18 象鼻成型器作图象鼻成型器作图最后将U型槽余下部分上口并拢,使U型变成如图3.18右侧视图那样的封闭图形,以利纵封封口,原U型成型器的GHK部分因有薄膜导辊G而可省略被截去。4.翻领成型器翻领成型器具有内外曲面,薄膜与它相对运动时,可强制薄膜按其内外曲面形状变成。使平张薄膜逐渐卷曲成圆筒状,要求该成型器在拉膜时使薄膜不产生纵向与横向拉伸变形,而且使

22、薄膜与成型器之间的摩擦阻力尽量小,不跑偏、不卡塞,制出外形平整美观,符合尺寸要求的袋。 以加料管截面形状不同可分为圆形及方形截面料管的翻领成型器。这里介绍用解析作图法作成型器领口交接曲线的方法,一但有了领口交接曲线,无疑对于成型器的设计制图,薄板放样,成品检验将带来许多有利之处。在本设计计算中假定:包装材料走上成型器被卷曲前先在同一平面内,材料的张紧变形,包装材料的厚度,成型器与加料管之间的间隙均可忽略不计；计算中暂不考虑枕式袋的搭接,对接封口缝的尺寸。 图图3.19 3.19 圆形料管翻领成型器计算图圆形料管翻领成型器计算图图图3-20 3-20 成型器翻领曲面的展开图形成型器翻领曲面的展开

23、图形(1)圆形料管翻领成型器图3.19是这种成型器的计算图,以圆形料管的轴线oz为轴,取直角坐标oxyz，则料管与xoy平面相交的截交线是以r为半径的一个圆,图中直线AB是包装材料从最后一根导辊引出后与成型器的接触线,ABC构成平面等腰三角形,它与xoy平面的夹角为,D是AB的中点,故ACD=BDC=,ACS与BCS构成两侧的两个对称曲面,SCS为成型器领口交接曲线,S是该曲线的最低点,位于x轴上,C为该曲线的最高点,它在xoy平面上的投影是N点,且在x轴上。 为推导计算上的需要,使AC延长至T点,DC延长至T,作TE平行于ox轴,TT平行于oy轴,CE平行于oz轴,由此得CET与CTT均为直

24、角,且三角形CTT与三角形ABC在同一平面上,三角形CET在xoz平面上,P是领口交接线上任意一点,连PT,令PT=f,CT=e,P点在xoy平面上的投影为Q点,弧长NQ=u,P点的高即为交接线的函数,C点是的中点,C处的高CD=h。成型器交接线上任一点P的坐标可写出:(3-8) 对T的坐标可写成：(3-9)因为f=PT即为P与T两点间的距离,所以有将P及T两点的坐标值代入: (3-10) 若将成型器沿SS剪开并展成平面,如图3.20所示,由该图看出,PT长可由下式表达:(3-11)展开前与展形后PT之长不能变,两表达式联立消去f,可谓交接曲线上任意点P的高的方程式:此式的边界条件为: (3-

25、13) 令=0,代入(3-12)式,可得出线段e的长度表达式:(3-14) 由此可见,设计中若能首先确定料管半径r,翻领三角形ABC的顶角之半、翻领的后倾角及成型器领口交接曲线的最大高(3-12)度h,则e值可以求得,再利用式(3.12)算出与每一段弧长U对应的在交接曲线上各点的高度,便不难连出领口交接曲线。参数r、h的确定必须满足包装工艺上的要求,分述如下。1.圆形料管的半径r设:a为折后的包装空袋宽度,则2a=2r,所以(3-15) b.翻领的后角 与三角成型器安装角一样,角度大则薄膜通过成型器的成型阻力亦大,但结构尺寸小,包装机总体尺寸就紧凑,角度小则相反,生产实践中翻领成型器的后倾角取

26、用范围较大,在060之间。c.翻领三角形平面的形状尺寸由图3.19中可见,三角形ABC的形状尺寸由三角形底边AB和高CD或顶角ACB来决定,底边AB=AD+DB=2a与袋子的尺寸有关,DC是包装材料在三角形平面上的长度,三角形成型器设计中曾假定DC=b,这三角形平面从导辊到成型器最高点C开始翻折成型之前用来引导及承载包装材料的。b的长短反映了引导面的大小,b太短起不了引导与承载薄膜的作用,造成薄膜在交接曲线附近成型阻力过大,易拉伸变形,b太长又导致成型器结构不紧凑,且不一定全能用来承载薄膜,反而因引导面的过大而增加了薄膜与成型器表面间摩擦面长度,设计中建议取b=h。则(3-16)d.领口交接曲

27、线的最大高度h领口交接曲线是一条空间曲线,它的最低点到最高点之间在z轴方向的距离称为最大高度h。对某一既定r、和参数的翻领成型器,它的领口交接线最大高度h与线段的长度具有函数关系,参见式(3-14)当e值由0变化时,h则由较大值逐步变小,起初h随e的 由此可见,图3.21上线段e的长短直接关系到交接线最大高度h的大小,当e值取得较大时,h较小,成型器较矮,但使包装材料在成型时变形急剧,成型阻力较大,不利于制袋,当值取得较小时,h较大,成型阻力较小,但成型器较高,结构不紧凑。加料管悬壁越长,受力情况恶化,这给制造及使用都带来困难。变化较大,随后h随e的增加变化越来越小,以至趋向一定值。h与e的关

28、系如图3.21所示。图图3.21 3.21 h-e关系曲线关系曲线 由图3.21上可见,eh关系曲线,当e=2r/cos时,h的变化已极为缓慢,e值无需取得比 还大。所以线段e的取用范围为0e2040时,超椭圆图形就逐渐过渡到带圆角的长方形或正方形如图3.22所示。 这里设:短半轴为p,长半轴为q,半径为,超椭圆图形上任一点Q的极坐标: (3-19) 将x、y均代入超椭圆方程得极坐标式的超椭圆方程 (3-20) 改写成: (3-21) 因为图形有对称性,所以 ,由方程(3-21)可得:(3-22) 这样,我们也可以利用圆形料管成型器的计算图原理来进行方形料管成型器的计算。作出的计算图如图3.2

29、3所示。 用极坐标形式表示领口曲线上任一点p的位置: (3-23) 同理,对点也可写出: (3-24) 图图3.22超椭圆图形超椭圆图形1-n=1,2-n=10,3-n=15,4-n=20,5-n=30图图3-23方形料管翻领成型器计算图方形料管翻领成型器计算图 设直线PT=f,可写成: (3-25) 同样剪开计算图展开,PT长仍保持不变,在平面图形里: (3-26) 两式联立,消去f,也可得交接曲线上任一点p的高的方程式: 此式的边界条件为: (3-27) 当 (3-28) 由式(3-27)可看出,要得出成型器领口交接曲线函数 ,只有首先确定或求算出 等参数。其中 是超椭圆在其转角位置时到起

30、始点的曲线长,是变量的函数,而且极坐标表示的弧微分式为:(3-29) 求弧长必须积分: (3-30)式(3-30)中的应对式(3-21)的求导,但积分式内的被积函数不是初等函数,难以积出,为工程上应用方便起见,可以用近似计算方法来解决。 当超椭圆截面指数n20时,超椭圆即变为倒圆角的长方形,其倒角半径可近似地由下式来表示: (3-31) 这样与对应的及就不难求得了,同理述,当, =-P,=a,=0，代入式(3-27)中,可得出计算图上e的表达式: (3-32) 同样如图形料管那样,利用不等式 可求得这种成型器交接曲线的最大高度的表达式: (3-33)第三节第三节封袋方法封袋方法塑料袋装产品的封

31、口方法有结扎、热封、钉封、粘封等,其中以热封封口的方法较简单可靠,应用最广。一、热封方法一、热封方法热封是利用塑料具有热塑性,使封口部位的塑料薄膜加热、加压相互粘合在一起。热封的方式很多,有热板封合、熔断封合、高频封合、超声波封合、电磁感应封合和红外线封合等。1.热板封合如图3.24所示,把加热板加热到一定的温度,将要封合的塑料薄膜紧压在一起,这是热封原理与结构最为简单的一种,封合速度较快,可恒温控制,这种方法常应用于封合聚乙烯等复合薄膜,而对受热易收缩与分解的薄膜,如各种热收缩薄膜,聚氯乙烯等不宜应用。 2.回转辊筒封合 如图3.25所示,将一对反向等速回转辊筒的一方或双方加热,两辊中间通过

32、重合膜进行加压封合,能连续封合是本方法的一大特点,主要适合于复合包装薄膜,因单层薄膜受热易变形会导致封缝外观质量较差而不宜应用。 图图3.24热板封合热板封合1-热板,2-封缝,3-薄膜4-耐热橡胶,5-承受台 图图3.25回转辊筒封合回转辊筒封合1-热辊,2-薄膜,3-封缝3.带状封合如图3.26所示,一对相向回转的金属带之间,夹着要封合的薄膜直线运动,在前进中通过钢带两侧加热、加压、冷却。本结构稍为复杂,一般用于袋口的最后封口上,即能在运动中封合,以能适应受热易变形的薄膜。4.滑动加压封合如图3.27所示,薄膜首先通过一对热板中间受到加热(电加热或空气加热),再经一对反向回转辊轮加压封合。

33、本方法结构简单,能适应那些热变形大的薄膜的连续封合。5.脉冲封合 如图3.28所示,把镍铬合金扁电热丝压着薄膜,再瞬时通以大电流加热,接着用空气或通冷却水强制封缝冷却,最后放开压板,本方法结构上略比热板状封合复杂,但适用于易热变形与受热易分解的薄膜,所得封口质量较好,因冷却占有时间,故生产率受到限制,只适用于间歇封合,在电热丝与薄膜间常用耐热防粘的聚四氟乙烯织物,薄膜另一端承压台上带耐热的硅橡胶衬垫,使焊缝均匀。 图图3.26带状封合带状封合1-加热区加热区,2-冷却区冷却区,3-钢带钢带,4-薄膜薄膜,5-封缝封缝图图3.27滑动加压封合滑动加压封合1-热板热板,2-加压辊加压辊,3-封缝封

34、缝,4-薄膜薄膜6.熔断封合如图3.29和3.30所示,靠加热过的热刀或电热丝与薄膜接触,使薄膜熔断,并得到封口的一种方法,这种封缝的强度不大,封口的外观独特,其中图3.29是恒温加热的热刀熔断封口,图5.30是电热丝熔断封合,后者所得封缝强度较好,特别对热收缩薄膜封口较有力。 图图5.28 5.28 脉冲加压封合脉冲加压封合1-压板,2-扁电热丝,3-防粘材料,4-封缝,5-薄膜,6-耐热橡胶垫,7-工作台图图5.29 5.29 热刀加压封合热刀加压封合1-热刀,2-退出辊,3-薄膜4-封缝，5-橡胶辊图图5.30 5.30 电热丝熔断封合电热丝熔断封合1-压板,2-圆电热丝,3-薄膜,4-

35、封缝,5-耐热橡胶垫,6-工作台7.熔融封合如图5.31所示,将热源与要封合的薄膜靠近,使封口部熔化成球状。这种封缝的封口强度较大,适用于热收缩薄膜,但不适应热分解性薄膜。8.高频封合 如图5.32所示,薄膜用上、下电极压着,外加高频电源时,聚合物有感应阻抗而发热熔化形成封缝,因是内部加热,中心温度较高而不过热,所得封缝强度较高,对聚氯乙烯很适合,但不适用低阻抗薄膜。 严格来说,超声波封合不是热封而是机械封合,用机械脉冲频率18002000次/秒使电晶体在电磁场的作用下,产生膨胀和收缩,超声头将封口压到铁砧板上,依靠交变电磁场的高频振动产生机械变形。如图5.33所示,高频头作高频振动,使薄膜封

36、口表面的分子高振动,以至相互交融、界面而消失,形成一个封合的整体。 图图5.31 5.31 热板熔焊封合热板熔焊封合1,3-薄膜,2-封缝,4,5-冷却板6-加热板图图5.32 5.32 高频加压封合高频加压封合1-压头,2-高频电极,3-封缝4-薄膜,5-工作台图图5.33 5.33 超声波熔焊封合超声波熔焊封合1-工作台,2-超声波发生器3-封缝,4-,5-薄膜9.超生波封合严格来说,超声波封合不是热封而是机械封合,用机械脉冲频率18002000次/秒使电晶体在电磁场的作用下,产生膨胀和收缩,超声头将封口压到铁砧板上,依靠交变电磁场的高频振动产生机械变形。如图5.33所示,高频头作高频振动

37、,使薄膜封口表面的分子高振动,以至相互交融、界面而消失,形成一个封合的整体。超声波封合的特点如下:1)冷封合,热效应很小,可得到无收缩,不起皱的封口;2)无噪音,无温升,操作简便,速度较快,若输入功率为400,则封口30米/分;3)封口强度略低于单层材料强度;4)超声波封合尤其适应热封性能差的拉伸薄膜，如OPP等;5)对于较厚的薄膜和1.25mm以下的厚薄片,均可采用超声波封合;6)设备投资费用较大。10.电磁感应封合向圈状的电阻通上高频电流,就在其周围产生高频磁场,磁场内如有磁性材料就会根据磁滞损耗而发热,若在薄膜之间加上很薄的磁性材料,或在塑料中预先掺加一些磁性氧化铁粉,塑料即瞬时熔化粘合

38、,加热部分可不需直接和塑料袋接触,因此能连续又高速地进行封合,适合于生产线的生产,这是近几年内热封塑料的新方法。11.红外线封合将红外线直接照射在薄膜有关位置进行熔化封口,照射源的发热极高,深色容易加热,对透明薄膜只要在封口层下铺上黑布即可。本方法能对一般加热无法封口的聚四氟乙烯和厚度达56毫米以上的聚乙烯片进行封合，这亦是近年来国内外研制出热封塑料的新方法。 热封常常是包装机械设计中的一个关键问题,热封质量影响着机器的长期稳定运行和机速的提高。决定热封质量的因素很多,主要是包装材料的熔点,热稳定性(耐热分解性与耐热收缩性)与流动性,在包装材料己确定的情况下,决定热封质量的条件则是热封的时间分

39、别为510、12.910、15.210。显然,双面加热使薄膜热合所需时间仅为单面金属板的1/3。因而过热很少。在制袋包装机上常用棒式和辊式封接器两种,由电阻式加热封接器加热到一定温度,然后压合24层被封接薄膜,经一定时间,即形成牢固密合的封面。封接的质量取决于封接温度、压力和时间等三因素的合理选择。采用聚乙烯等单膜作包装材料时,封接器表面需涂一层非乙氧甲基型树脂、钛酸脂等,或采用浸有聚四氟乙烯的织物,以防热合时包装材料与封接器之间产生粘连,在低速包装机中,采用脉冲加热方式,使薄膜热合,使封接器冷却到塑料薄膜熔融温度以下后,封接器与薄膜才脱开,这时就不会粘连,冷却时间一般在23秒钟,因此限制了包

40、装速度,很难超过20袋/分。二、二、热热封方法封方法对对各种薄膜的各种薄膜的难难易程度易程度 热封塑料薄膜的方法很多,但每一种方法仅适用于某些种类的塑料薄膜为设计中选用方便,现列表5.1供参考。温度、压力、封头形状和加热方式等。一般说,温度低点、压力小点、时间长点、封接质量较好。因为温度太高,薄膜易软化或收缩变形,影响封口美观,甚至烧穿;时间太长,有的塑料会热分解,压力太大,则封口变形增加,封接强度下降。上限为收缩超过3,下限为封接强度小于1kg/cm,上下限间范围越宽,则其热封性能越好。 对于单体薄膜,封头表面大都采用光板,上板用不锈钢,下板用硅橡胶,为了美观,封口宽度一般为23毫米,对于复

41、合薄膜,为了提高封接强度和增加美观,封头表面常刻有纵横花纹,封口宽度一般为10毫米。 除采用高频和超声波之类内部加热方式外,与其他加热板接触的表面温度,总高于薄膜之间的封接面温度,封接时间越短,薄膜越厚,这一温差就大,越易引起接触热板表面的薄膜过热。为此,最好采用双面加热方法,例如厚0.05毫米的聚氯乙烯膜,采用204的封头,在室温为27的情况下,对于双面加热、单面用硅橡胶和单面用金属板三种加热方式,计算封接面达到104聚偏二氯乙烯聚氟化乙烯聚乙烯醇聚酯(双向延伸)聚酰胺(无延伸)(双向延伸)聚碳酸酯尼龙防潮玻璃纸乙烯叉二氯醋酸纤维素 OO O OO O O 注：O-表示好、-一般、-不行不明

42、 表表5.1 封口加热方式与各种薄膜的适应关系封口加热方式与各种薄膜的适应关系 表表5.2封口方法与袋型的关系封口方法与袋型的关系 表5.1中可知,各种热封方式不仅局限于一定的薄膜,而且有的只适用于连续封口,有的只适用于间歇封口,更有的只适用于间接封口,另外,热封方式的采用与袋子的形态、封口的部位有关,而且与封口的形状有关,为设计中选用,列表5.2供参考。薄 膜 种 类 热板脉 冲 高 频 超 声 波 电磁感应 红外线 聚乙烯(低密度)(高密度)聚丙烯(无延伸)(双向延伸)聚苯乙烯聚氯乙烯(硬质)(软质)OOOOOOOOOOOOOOOOO三、粘合及粘结剂三、粘合及粘结剂包装袋的封口方式很多需要

43、粘封,就是将两个同类或不同类的固体,由介于二者表面之间的另外一种物质的作用而牢固结合起来的现象叫粘合,介于两固体表面之间的物质叫粘合剂,又称胶粘或胶,两边的固体叫被粘合物。粘合剂的应用有很久的历史,在古代人们就开始使用天然粘合剂如粘土、骨胶、鱼胶、淀粉、松脂等,但使用合成粘合剂还是近代的事情。随着现代化学工业的发展,合成树脂粘合剂不断增加,合成粘合剂不断增加,合成粘合剂的量己超过天然粘合剂,粘合剂的生产和使用状况发生了根本的变化,粘结技术己逐渐发展成现代化科学技术的重要分支,广泛应用于国民经济各部门,如火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、飞机、汽车、船舶、电子工业、塑料加工、医疗、建筑、包装、木材

44、加工等。粘合剂在包装工业中占有重要的地位,应用非常广泛,例如纸和塑料薄膜包装袋的搭接粘合和封口粘合,瓦楞纸板的制造,纸箱及纸盒的封合,各种包装窗口封缄,制造各种胶带等,粘合剂在包装中的另一重要应用是制造复合材料,现代包装材料正在向多层复合方向发展,而在复合材料的封合中,是很重要的原料,新型粘合剂的开发,将促进新型包装材料的发展。1.粘合剂的分类及用途 粘合剂的分类及用途如表5.3所示: 关于溶剂的一些说明：酮类:由仲醇氧化后制取。如丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮等。芳香烃：由煤焦油蒸溜后制取。如苯、甲苯、二甲苯与萘等。 酯类：由酸与醇缩合脱水后制取。如甲酸甲酯、甲酸乙酯乙酸乙酯、乙酸丁酯等。 粘

45、合 剂 溶 剂 粘 结 性 能 木金橡玻皮纸布陶 材 属 胶 璃 革 张 棉 瓷 合成高分子化合物 A酚醛树脂尿醛树脂三聚氰胺树脂呋喃树脂 乙醇酮水水乙醇、酮类 有机磷树脂醇酸树脂环氧树脂胺基甲酯树脂 芳香族碳氰化合物、酮酯类、水不用溶剂 酯、酮类 B维生素衍生物聚醋酸乙烯聚氰乙烯聚乙烯醇合成橡胶GRN氯乙烯醋酸乙烯 有机溶剂酯类醇水、醇氯仿醇、酯、酮 天然高分子化 合物 骨胶酪素淀粉阿拉伯胶天然树脂橡胶糊 水水水水乙醇 苯 注:A在液体状态时涂布,粘合后加热固化的粘合剂,B制成乳液或溶液涂布,粘合后蒸发溶剂使之固化最优；优；良；合格；不合格2.包装常用粘合剂1)聚醋酸乙烯(PVAC)聚醋酸乙

46、烯聚合后制成的。这种粘合剂的特点,具有中等程度极性,能使极性差不多的木材、纸、布和玻璃等物质,理想地粘合在一起。其优点是凝聚力大,粘结强度高,价格便宜。缺点是不能粘结聚氯乙烯等非极性材料；在永久载荷作用下会发生蠕变；耐热性差,6070即软化;低温变脆、耐水性差等。但是,这些缺点可通过添加改性剂或与其他单体共聚后加以改善。2)聚乙烯醇(PVA)聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯加碱水解后制成的,由于使分子间氢键结合,所以聚乙烯醇的结晶性高,没有粘结强度,因此聚乙烯醇不能直接作为粘合剂使用。通常所说的聚乙烯醇粘合剂,不是纯粹的聚乙烯醇,是指残留212醋酸乙烯的聚乙烯醇。由于聚乙烯醇有溶于水的特点,适用于木材、

47、纸与纤维的粘结。其缺点是耐水粘结力差,与固性树脂配合可以提高其耐水性和耐热性。3)丙烯酸树脂丙烯酸树脂是由丙烯酸酯制成的。这种粘合剂耐老化性、耐水性、柔软性以及对金属的粘结性等均很优良。不必使用增塑剂即具有柔性,是这种粘合剂的特点,丙烯酸粘合剂分溶剂型和乳液型两种。可用于皮革、纤维、木材、橡胶、聚氯乙烯等各种塑料的粘结。这种粘合剂很少使用单一聚合体。多与其它物质共聚,改善其性质后使用。 4)酚醛树脂 酚醛树脂是酚类和醛类在酸性或碱性催化剂存在下进行加成和缩聚反应而制得的,主要应用的酚类原料有苯酚、甲酚、二甲酚、对叔丁酚、对位苯基苯酚等；醛类主要有甲醛和糠醛。市售品通常以含有5060的水或乙醇的

48、溶剂型粘合剂形式出售,使用时加入甲醛或六亚基四胺,即使在常温下也能固化。因此,常温下耐水持久,耐低温是这种粘合剂的特点。多用于飞机的层压板、复合材料、水胶合板等。目前,在橡胶业和汽车轮胎方面使用的粘合剂,主要是在天然或合成乳胶中,加入水溶性可溶酚醛树脂制成的粘合剂。5)脲醛树脂 脲醛树脂是尿素与甲醛在酸性条件下进行反应后得到的不溶性无定型线性聚合物次甲基尿素。但是这种不溶聚合物不能使用,为此需在碱融媒作用下制取水溶性的羟甲基尿素的混合物。作为粘合剂,可以是水溶液的形式或把水溶液干燥后制成粉末的形式。为了改善其水溶性,也可以与三聚氰胺树脂、酚醛树脂、间苯二酚制成混合物或缩合物。这种粘合剂的特点是

49、价格便宜,粘结力强、常温固化,常用于成型、织物与纸材的加工,也可用于涂料,但用量最大的是木材粘结。 6)天然橡胶 天然橡胶是从橡胶树上割取的天然胶乳,天然胶乳中含橡胶3540。市售品是用氨将其稳定后,浓缩至含橡胶6070的制品,配以增粘剂、增量剂、填充剂与硫化剂制成天然胶 乳粘合剂。其弹性、拉伸强度、粘结性、耐水性等均甚优异；耐油性、耐增塑剂性、耐热性(软化)与耐老化性较差。此粘合剂应用于橡胶、织物、皮革、纸张的粘合。 7)淀粉淀粉的分子式是以表示多糖类。不溶于冷水,在热水中分散为分子团,呈糊状,淀粉的主要成分是支链淀粉(支链淀粉2080),其中包含直链淀粉(直链淀粉2030),直链淀粉难溶于

50、水,因此,淀粉在水中不溶解,若与水共同加热,外部的支链淀粉破裂,里面的直链淀粉才溶于水中成为淀粉糊,加碱可使糊化温度降低。制作工业浆糊时,加入适量苛性钠后加热,再加入福尔马林(甲醛水)。淀粉常用作瓦楞纸的粘体剂。8)糊精淀粉在酸或淀粉酶的作用下水解为葡萄糖,将其中间产物的混合物,淀粉加热到190230或加酸加到110140即可制成糊精。糊精是白色或黄色无定形粉末,溶于水或乙醇中成为透明的粘液,呈阿拉伯树胶状,糊精有高的溶解性,可以制出高固体含量的、粘性很稳定的、低粘度的粘合剂。这样就可以满足机械化大生产上胶流水线的要求,也常用作标签、卷烟纸、办公、信封用浆糊等。9)胶(明胶)胶是从所谓原胶的一

51、种硬蛋白质中得到的蛋白质的总称。高纯度的叫明胶。胶是把含有原胶的动物的结蒂组织,主要是牛、猪、水牛的骨、皮、腱、鲸鱼皮、鱼皮等浸渍在石灰乳中,以水洗、中和,然后与水一起加热制成的,它是一种热塑性胶,熔点很低,一般在1832。质量越好,熔点越高,动物胶成品是干燥的、微带褐色的黄色小颗粒,燃烧时有特殊的气味,在水中能吸水膨胀。溶于热水,冷却后成凝胶。不溶于大多数油及油脂中,能耐苯、甲苯、氯仿、二硫化碳、乙醇、乙醚等。可用低级脂及醇沉淀动物胶,能溶于甘油和醋酸中。它的优点是价格便宜,粘结后短时间内即可达到高强度；粘结力不受气温影响；凝胶化的胶加热后能重复使用,但老化后的不能再用。缺点是耐水性差,易霉

52、变,干胶需要经过溶解才能使用,在包装中应用很多,如卷管迭合、纸箱、再湿性胶带等。 10)水玻璃(硅酸钠)硅酸钠是石英砂与苛性钠共熔后制成,普通的水玻璃含有1克分子的对应于24克分子的是玻璃状固体,市售品是无色透明、浓厚的水溶液,粘结力强,在空气中干燥后成玻璃状,以前用作瓦楞纸的粘合剂,但现在几乎不用了。 用于制作玻璃、陶瓷器及其无机物质的粘合剂,耐火和耐酸涂料,与蛋白质混合还可以做瓦楞纸的防水粘合剂。 第四节第四节纵封器的设计纵封器的设计立式连续或间歇运动制袋式袋装机上应用的纵封器主要用来完成制袋工艺中封合纵缝,两者在运动方式与结构上均有差异。连续制袋式袋装机的纵封器是辊筒形的,工作时作反向连

53、续回转,迭合后的包装材料侧边通过期间,热量由安装在辊筒内的电热丝加热,靠幅射传递热能并压合薄膜形成纵缝,该纵封器除具有封合作用外,还牵引包装材料的连续运动。间歇运动制袋式袋装机上的纵封器大都是板状的,多用气(或油)缸推动作往复直线运动,向迭合的包装材料侧边进行热压紧与释放。一、辊式纵封器的设计一、辊式纵封器的设计连续回转的辊式纵封器如图5.34所示,由纵封辊、加热器、加热线圈、固定与可调轴承等组成。纵封辊的辊面宽为510毫米,辊面上开有直纹、斜纹或网纹等花纹,以适应各种薄膜封合的需要,纵封辊采用的材料有铜钢,40Cr钢及金属塑料等,纵封辊半径由下式求算。由上式看出,纵封辊半径R与生产率Q和纵封

54、辊角速度及袋长L有关。正常生产中R及L不变,则生产率的变化由纵封辊角速度起作用,要提高生产率就得加大纵封辊角速度；在一定的封辊半径及生产率Q情况下,袋长L与角速度成正比,这类制袋式包装机一般能进行多规格生产,若袋长改变时,相应的变换纵封辊输出角速度,而不去改变纵封辊的半径,生产中用搭配齿轮的办法变更由分配轴输出到纵封辊的角速度,此种改变袋长规格的调节为粗调节。即然纵封器又起输送包装材料的作用,包装材料是按光电色标位置分切的,分切正确与否,由光电发讯使纵封器在连续回转中作微量的角速度 (5-34) 式中:Q包装机生产能力(袋/分);L包装袋袋长尺寸(毫米);纵封辊回转角速度。变化来达到的,即亦是

55、微量改变袋长,所以与前述相比,角速度改变为微调节。图图5.34 5.34 辊式纵封器辊式纵封器1-纵封辊,2-加热线圈,3-轴承图图5.35 5.35 侍服电机控制的侍服电机控制的 圆柱齿轮差动机构圆柱齿轮差动机构纵封辊所以能根据光电信号忽快、忽慢改变角速度,它由一套齿轮差动机构来实现的,常用圆柱式和圆锥式两种齿轮差动机构。如图5.35所示是圆柱齿轮差动机构的示意图。设由分配轴通过齿轮传入差动机构的角速度为1,与轴固联的太阳轮齿数为Z1,三个行星齿轮的齿轮数为Z2,与行星齿轮内啮合的内齿轮齿数Z3,内齿轮又能被蜗轮所带动作正反转动,蜗杆受伺服电机驱动,蜗杆头数为Z0,角速度为0与内齿轮Z3固联

56、的蜗轮的齿数为Z3,蜗轮角速度3,与三只行星轮轴相固联的输出轮对外输出角速度为2。 由行星轮传动关系：(5-35) 亦即 (5-36) 整理后得机构输出角速度值: (5-37) 由上式可见,输出角速度2与两个分别输入差动机构的角速度1、3有关,与太阳轮及内齿轮有关,而与行星轮无关。 在正常生产中,由分配轴输入的角速度1不变,而伺服电机输入的角速度0的方向是根据光电信号可改变的,由于光电信号控制司服电机正反转,因此输出0绝对值不变。这样3有三个值即: 将3值分三种情况代入2的表达式得：(5-38)上式中(1)是在纵封辊牵引包装材料时,色标滞后于规定时刻,需要差动机构比正常输出角速度稍大的输出时采

57、用。此时,两个输出差动机构的角速度1和3同向回转。(2)是色标按规定时刻到达光电头,光电头信号及时发讯,伺服电机停转,仅由分配轴来的1输入差动机构,而输出差动机构带动纵封辊的是角速度正常值。式中(3)是色标超前于规定时刻通过光电头,需要差动机构比正常值偏小的角速度输出时采用,这时1和3反向回转。差动机构由光电管的光电信号控制,使得输出轴忽快忽慢地回转,带动纵封辊使牵引包装的速度发生变化,保证了薄膜袋的正确封切位置,其纠正输送材料长度的值为：式中:R纵封辊牵引包装材料部分的半径;纵封辊角速度的变化量,它由差动机构输出而获得,其值为(5-38)中(2)式分别与(1)、(3)的差的绝对值。 t纠正偏

58、差持续的时间(秒)。 (5-39)光电记号通过印刷标记发讯,较容易做到,而所发讯号要鉴别是超前还是滞后才能控制伺服电机正转还是反转,才能获得调整效果,图5.36是鉴别讯号控制电机正反转的光电定位装置原理图。运动主电机9经减速器10降速后分三路输出：通过不等速机构11传给纵封牵引辊14,并由伺服电机8作补偿性运动实现塑料袋纵封和输送；通过分配轴使超前与滞后同步凸轮4,5旋转,控制伺服电机8正、反转。在正常情况下,当横封和切断器12接触包装材料的瞬间,商标图案的定位印刷标记正好通过光电装置15,遮断光线,光电管发出记号,使光电继电器2的常开触头闭合,但在通往伺服电机的控制线路中装有微动开关3、6,

59、其时,控制微动开关的两个同步凸轮4、5不产生推动作用,因而光电讯号送不到中间继电器7,可逆电机10不转。当横封器12在热封与切断被包装材料之后,连续输送的包装材料上的印刷标记才算通过光电装置15,同样,发出讯号,其时滞后同步凸轮4推动微动开关3,光电记号经过光电继电器2,微动开关3和中间继电器7带动可逆电机8正转,将旋转运动传到差动机构,加速纵封牵引辊14送进速度。使印刷标记随着包装材料的快进而逐步前移,纠正定位印刷标记的滞后现象,当印刷标记超前时,原理相同,超前同步凸轮5作用,纠正定位印刷标记的超前现象,这样只要定位印刷标记稍有超前或滞后,光电定位装置即进行调整,保证被包装对象的热封和切断在

60、预定的允许部位进行。在光电发讯到电机正、反转的线路中,除用光电和中间继电器的控制方法外,还可采用电压放大器和可控硅放大控制正、反转离合器来实现,这时可采用微型电机作原动力。二、板式二、板式纵纵封器封器设计设计 生产实践中,经常采用的板式纵封器的结构形式如图5.37所示,它由张紧块、压板、电热丝等组成,并将油缸(或气缸)产生的往复直线运动直接或通过扛杆原理,推动板形热封器压向加料管,完成封合。板式纵封器的设计主要为热封件的结构设计,调压弹簧的设计计算及驱动气(或油)缸的设计计算。驱动气(或油)缸设计的,活塞的行程一般不大,缸径的设计取用的压缩空气(或压力油)的工作压力和各种不同薄膜、不同厚度、不

61、同热封温度经计算确定,单位面积热合压力可在110kgf/cm的范围内根据实验确定最佳值。 热封器与加料管一起纵封的加料管部位,嵌一条硅橡胶,使长条封缝在长度上封缝均匀,热封器与加料管间的距离一般为1215mm左右,为补偿电热丝受热时伸长,在热封器的一端或两端应设计有伸缩装置。 电热丝受热时伸长,在热封器的一端或两端应设计有伸缩装置。图图5.37 5.37 板式纵封器板式纵封器1-纵封器,2-气缸第五节第五节横封器的设计横封器的设计横封器是将经纵封器进行纵向封合后筒状的包装材料,按照工艺要求的长度规格进行横向封合,按照横封器工作的运动形式,可分为连续运动和间歇运动两种形式。一、连续式横封器一、连

62、续式横封器因塑料袋装机有连续或间歇运动之分,故横封器在机能、运动形式、实现运动的机构及横封的结构方面往往有较大差异,即使是连续式横封器,若该机仅只需完成单一规格袋的,一般较简单,如要适用多规格可调的袋装机就较为复杂。应用于连续制袋式袋装机上的横封机构有如下一些工艺要求应满足,一是横封器的热封件与连续运动着的包装料袋热封瞬时应有相同的线速度。这点若不能满足,热封时就可能造成封口部位起皱、拉伸过度,甚至断裂；二是袋长规格变化时,横封器热封件回转半径不变下经调节有关部位能得到所需热封线速度。对此,要求横封器在工作中用不等速回转机构带动,袋装机上常用偏心链轮及转动导杆机构作横封不等速回转机构。(一)偏

63、心链轮机构图5.38是能够满足前述工艺要求的偏心链轮不等速回转机构,该机构由两只齿数相等的链轮,一个张紧轮和链条等组成,其中一只链轮的回转中心在链轮内可以变化,由分配轴带动作匀角速回转,另一只则是绕固定轴回转的从动链轮,该轮作变角速回转,并通过中间传动装置可带动横封器的热封器的热封件作不等速回转。 1.运动规律图5.39所示为该偏心链轮机构的工作原理图,分别为两只链轮的回转中心,两回转中心距离=g,链轮半径,偏心轮的偏心距以等角速0作主动回转,某瞬时转角为,从动链轮在链条带动下作不等速回转,转角用表示。 主动轮节圆上任一点A转到与链条AB相切时,则A点瞬时线速度为,其大小,方向垂直AO,AO为

64、该瞬时A点的回转半径,中使链条向前运动的分速度为,其方向沿AB,其值为： 图图5.38 5.38 偏心链轮不等速机构偏心链轮不等速机构1-滚花手轮,2-主动链轮,3-套筒滚子链,4-从动链轮,5-张紧链轮图图5.39 5.39 偏心链轮机构工作简图偏心链轮机构工作简图(5-39)式中:0主动轮回转角速度,调定后为一常数。某瞬时主动轮节圆上与链条相切点的回转半径,为瞬变值。切点上线速度方向与该瞬时两轮链条直线之间的夹角,也是瞬变值。在AO1O中,令AO=R,OO1=e,O1AO=,应用余弦定理可得：(5-40) 又令O1OO2=,而AOO2是直角,则仍在AO1O中应用余弦定理得:(5-41)(5

65、-42)在OO1O2中,与角的对边为O1O2,令O1O2=g,连OO2,并令OO2=L,它OO1O2相对,而OO1O2正是主动链轮在该瞬时的转角,应用正弦定理得：(5-43) 在OO1O2中应用余弦定理得：(5-44)将L值代入得：(5-45) 将此式代入AO式中：(5-46) 则链条向前运动的瞬时分速度: (5-47)在同一根链条上的同一方向,链条即不能伸长又不能缩短,故：而VB是从动轮O2上与AB链条相切点B处的瞬时线速度,令O2轮在该瞬时的角速度,则所以(5-48)(5-49)(5-50)则从动轮O2某瞬时的角速度为: (5-51)显然,随着主动轮转角的变化而变化的。从动链轮角速度随主动

66、链轮转角变化的特性曲线如图5.40所示。为求特性曲线的最高最低点,只要对该曲线函数表达式(5-51)求极值使可得:即当主动偏心轮以0匀角速回转时,该偏心链轮机构的链轮按式(5-51)作非匀角速转动。在的表达式中可,AO及cos这两个值是时刻改变着的,其值(5-52) (5-53) 分别将1、2值代入式(351),可求得函数曲线的极大值与极小值。(5-54)立式连续制袋式袋装机上的横封机构正是利用从动轮能有规律的快慢交替的输出角速度的特性来满足使用要求的。图5.40中,点1、2处是使从动链轮具有极大、极小角速度时主动轮的瞬时转角,称为速度极限角,由该图看出1在0/2区间并靠近/2,2在3/22之

67、间并靠近3/2。图图5.40偏心链轮机构偏心链轮机构-特性曲线特性曲线2.应用根据不同袋长需要,输出满足工艺要求的角速度带动横封器,是设计偏心链轮机构时必须考虑的可调问题,欲得到所需的角速度,在实际应用中有两个不同的途径：一为直接调节选用热合瞬时角,二为调解主动链轮上的偏心距。调节选用热合瞬时的角,即是利用式(351)或图5.40特性曲线,使其中偏心距e、链轮半径R及两轮回转中心距g不变的条件下,根据输出的角速度,找到相应的主动轮瞬时转角,在该瞬时使横封器的热封件与料袋上的光电色标处在封合状态。由此可见,当袋长变化时应先打开不等速回转机构从动轮到横封器转轴间的传动链。待偏心轮上OO1连线与两回

68、转中心连线O1O2调到应有的夹角时,让横封器的热封件相啮合,再合上暂时打开了的传动链,横封传动时开时合,且找准夹角也十分麻烦,一般采用甚少。调节主动链轮的偏心距同样亦可达到改变输出角速度满足热封的需要,图5.41所示为调节偏心距e时,不等速回转机构特性曲线的变化的情况。这种方法是利用特性曲线的两个极值点作为专门的热封点,偏心距的改变可使输出的极大角速度在 到 间改变,同样也可使极小角速度在 到 间改变,与此同时,速度极限角1、2分别有向/2、3/2靠拢的微小变化,袋装机在规定的袋长范围内,其中偏小规格利用min的极点进行热合,偏大规格利用max这一极点输出角速度进行热合。这样,若将经换算后袋长

69、值刻在相应的偏心距的标尺上,只要调节偏心距到预定的袋长刻度上并加以固定,就能立即 5.41 5.41 偏心距变化对输出特性曲线偏心距变化对输出特性曲线 的影响的影响使用,因此本方法调整方便,得到广泛应用。 3.设计参数的取用由式(5-51)可知,偏心链轮不等速回转机构输出角速度的大小与偏心距e、链轮半径R、两轮轴中心距g各参数有关,设计偏心链轮不等速机构时,e、R、g也是必须计算确定的重要参数. (1)偏心距e将式(5-54)的等式两边分别同除以0后可得(5-55) 两式左端 为从动轮与主动轮的角速度之比,用字母i表示, 为区别这仅在极限角速度情况下的值,均分别加下角标,改写成:(5-56)

70、对采用调节偏心距获得热封封口所需的瞬时角速度比imax、imin均是热封封口的角速比,将上列两式合并可写成(5-57)由式(5-57)不难看出,对某一具体的偏心链轮来说,R是定值,而e是可调的变量,随e的改变会有相应的不同IF值,且IF和e是线性函数关系,借用中间某些环节,即可找出偏心距e与袋长L间的对应关系.立式连续制袋式袋装机横封机构的传动关系如图5.42所示,图中Z1=Z2,Z5=Z6,Z4=qZ3,其中q是横封棍上热封件的个数,常用的为q=14之间,此不等速机构输入的角速度是,输出的角速度为,横封辊回转角速度为,图图5.42横封机构传动关系横封机构传动关系-显然也作周期性变化,也可写成

71、所以有,亦即制袋工艺要求热封件在热合瞬间与包装料袋运动线速度相同,则有:式中:r-横封辊上热封件的回转半径,亦可写成: (5-58) 式(5-58)表示不同袋长在热合瞬间要求不等速机构输出角速度的大小.当主动链轮不偏心工作时,这时的偏心距e=0,i=1偏心链轮机构输出的输出的角速度亦即:由此式可得热封件的回转关系表达式(5-59) 由式(5-61)可通过已给定袋长规格范围求得每一袋长要求不等速回转机构将式(5-60)代入式(5-59)得输出角速度的值,将式(5-23)两过同除以0可得:式(5-62)与式(5-57)联立，就可求出各种袋长下对应的偏心距。(5-61)(5-62)(5-60)(2)

72、链轮半径R链轮R为节圆半径,与选用的链节距t及所定的齿数Z有关,齿数Z过多,R太大,导致结构不紧凑,尤其本处主动轮在偏心情况下工作,半径越大,工作情况越不利,若Z过小，在链传动上也怕带来传动的不均匀性,这里R过小,在设计安排偏心调节结构上将会遇到麻烦,不得不从满足制袋工艺要求与调节结构设置的可能性同时兼顾考虑。图5.43所示是偏心链轮机构制作最小袋长L时偏心调节位置的情况,分配轴心O被调在偏心刻度的极端位置,回转中心O与链轮中心O1间的偏心量OO1=emax.从设置偏心调节结构的可能性考虑, 图图5.43 5.43 偏心距调节装置偏心距调节装置工艺与结构同时满足要求有:整理后得:式中:d-分配

73、轴安装偏心链轮处的轴径大小;n-与调节结构设置有关的尺寸,可取n=1525毫米,从满足制袋长度工艺要求考虑.由式(5-57)变化成(5-63)(5-64)(5-65)(5-66) 由式(5-62)可得: 代入前式有: 这里RJ仅是理论上计算出的链轮节圆半径,而链轮分度圆的实际尺寸还要受链节距t及齿数的约束,即: 最后实际取用的链轮半径应满足 由此可见,只要知道应满足的袋长范围各种规格和安装偏心链轮的分配轴结构尺寸,就可通过式(5-68),(5-70)求算链轮的尺寸。(5-67)(5-68)(5-69)(5-70)(3)两轮回转中心距g两轮回转中心距g可由两种方法来确定。从结构上考虑来确定仅只要

74、保证两轮回转时可靠地工作,则该机构的最小中心距离(5-71)式中:Da链轮顶圆直径;两转动件不相碰的最小安全距离可取10毫米。从运动特性考虑确定由式(5-54)可知,从动链轮输出的最大.最小角速度极值与中心距g值无关,亦即变速范围仅与链轮大小尺寸和偏心量有关。由式(5-51)看出,中心距g的大小对从动轮输出角速度的变化有关。由式(5-53)可见,g的大小影响不等速回转机构的速度极限角的取得。考察以上几组公式可得出结论:中心距的改变不影响不等速偏心链轮机构输出角速度极大、极小值的取得,而会影响取得极大、极小值的时刻。若在式(5-51)中令e、R、为定值,取不同的g值代入,作出-曲线变化图。如图5

75、.40所示,明显可见发生的位置有了变化,当g值由小变大时,大小两极点分别向/2及3/2逐 渐 靠 拢 ,但 总 是 1/2、23/2,当g值由大变小时,两极点分别离/2、3/2越来越远,说明上升曲线越来越趋平缓,这对运图图5.44转动导杆机构转动导杆机构1-导杆,2-曲柄动平稳性是不利的,故取中心距g值在结构上不显得庞大的前提下,取大些为好,一般推荐取用g=(57)R。（二）转动导杆机构转动导杆机构如图5.44所示,BC杆长为a,两转动轴心A与B距离AB=e,且ea,BC称曲柄,AC部分为导杆,若两杆间以任一者为主动件匀角速回转,则另一杆作非匀速回转,但它们非匀速回转的运动规律并不相同。1.曲

76、柄为原动件的运动规律以两轴心连线AB为基准,曲柄BC在某瞬时的转角为时,相应的导杆转角为,在图5.44中,由三角形ABC得与的关系为:所以有(5-72)(5-73)将上式对时间微分得:式中:导杆角速度,用表示;曲柄角速度,用表示。将A、B分别代入式(5-74)中整理后得:将式(5-73),(5-75)联立并消去后得:(5-74)(5-75)(5-76)图图5.45 若a、e、为定值,显然当=0、180时,可分别达到最大值及最小值，即上式可见，调整两转轴轴心AB间距离可以就改变不等速回转机构输出角速度的极大、极小值。当e值由0a时,相应的。的无穷大意味着它不能运转,故必须ea,由于从动件导杆输出

77、的最小角速度只能在(5-78)范围内变化,它只能适用于袋长L的变化范围Lmax/Lmina,则起始角由下式可求: (5-91)DE之长d在起始及终了两位置相应长度为:这样,气缸活塞杆的伸缩行程为:L=L值求出后还得验算两个方面:(1)气缸活塞杆伸出的稳定性验算应使若不能满足,可适当增大e的取值。(2)压力角的验算应使(5-94)(5-93)(5-92)若不能满足时,可适当增大m的取值.该横封装置机构下半部分,采用的是曲柄带动的大杆机构,设计中滑块行程应满足:式中:Lmax为应制作的最大袋长,毫米.具体设计可通过杆机构的设计方法去解决,这里不再复述.3.横封器结构用于间歇制袋式袋装机横封器上的加

78、热封口方法有脉冲、热板熔断和高频等,可按不同包装材料选用,热封体都为板状的。图5.55电热丝脉冲加热的横封器,纵封缝对面的一只热封体1,上、下共装有两条扁形镍铬合金电热丝,电热丝根据宽度选择,一般取25mm左右,电热丝与热封体之间有酚醛层压板或聚四氟乙烯薄膜4作隔离层,防止热封薄膜被粘牢,与纵封缝同一面的热封体面上对着两根扁电热丝之间,装有圆电热丝5作切割薄膜带用,热封体8的主要作用是与对面热封器共同配合(5-95)时对薄膜加热时加压,为使加压均匀,并不使加压薄膜变薄,在圆电热丝与热封体8之间有一层耐热橡胶7与聚四氟乙烯织物6,考虑电热丝的热胀冷缩,在热封器的两端均设计有伸缩结构如图中9所示,

79、避免在气缸作用下热封体的刚性接触,设计有弹簧装置10,脉冲热封器连续工作过长时,热封体上热量会逐渐积累,而影响封口质量,设计时考虑到冷却措施,或通过冷却水,或用压缩空气吹向热封完成后的薄膜及电热丝,使其冷却。 横封时,要使尽可能少的空气留在袋内,若袋内空气较多,对袋内的物品储存不利运输中也容易损坏袋子,横封器结构设计时要加以考虑,在横封器体下方设计袋的夹持器,夹持器与袋接触部分有泡沫塑料或泡沫橡胶等柔软制品或几根拉伸弹簧,即起到排气,又起到夹持物品,减少横封缝在受热时不利的拉力。 用冷却水强制的结构如图5.56所示:热板加热式横封器如图5.57所示,每只热封体上、下两个热板平面,并装有两只加热

80、元件,一只测温元件,专门对热板进行恒温控制。 图图5.55电热丝脉冲加热的横封器电热丝脉冲加热的横封器1-电热丝伸缩补偿装置,2-弹性伸缩装置,3-冷风喷嘴,4-绝缘片,5-热封扁丝,6-聚四氟乙烯片,7-切割圆丝,8-排气夹板图图5.56冷却水冷却横封器冷却水冷却横封器1-夹板,2-热封扁丝,3-切割圆丝,4-冷却 水孔,5-耐热橡胶高频加热式横封器如图5.58所示,分左右两只电极,可在两只电极间通以高频电流进行加热加压封合,电极上、下各有一对弹簧夹具,以减少电极合拢时的刚性冲击及对封缝的拉力,电极表面胶粘着环氧板,环氧板表面又粘着聚四氟乙烯织物作耐热绝缘材料,这样除防止薄膜粘上电极外,还可

81、防止薄膜偶而被热穿时,高频切刀与另一电极直接接触而产生的打火现象。图图5.57热板加热式横封器热板加热式横封器1-切刀,2-热板,3-测温元件,4-加热元件,5-绝缘体图图5.58高频加热式横封器高频加热式横封器1-弹性夹板,2,4-封合电极,3-加热切刀第六节第六节料袋的切断与牵引装置料袋的切断与牵引装置一、切断装置一、切断装置在制袋式袋装机上,当制成袋后或装袋封口结束时,应用切断刀将相互连接着的薄膜料袋分割成单个和包装产品。切断的方式有热切和冷切等。可根据热封的方法,包装料袋在制袋过程中运动形式和切口的形式等要求选择。1.热切它是靠薄膜受热熔化和施加一定压力而使薄膜分开的一种方法。采用热切

82、的切断机构可与横封机构合在一起,在横封同时,进行热切断。热切中有高频加热刀,电热丝熔断及电加热切刀等。其中高频加热刀用在间歇式袋装机上,对聚氟乙烯薄膜袋进行封口,同时完成切断,实际是一只具有刃口的电极；电热丝中间的一根12毫米左右直径的圆电热丝,根据需要可选择断续或连续通入脉冲电流,电热丝与薄膜直接接触使熔化的薄膜切断；电加热切刀是具有刃及热量可使薄膜切断。2.冷切及其机构冷切是利用金属刀刃的锋利度使薄膜在横截面上受剪切力而分开薄膜的料袋方法。(1)回转刀回转刀切断机构如图5.59所示,由转刀与固定组合而成,两刀的形状尺寸完全相同,仅安装方向相反,回转刀顺料袋前进方向作等速回转,每袋一周,动刀

83、与定刀间有微隙,保证无袋时不会打坏刀尖。有袋时顺利分切。工作时。回转刀刃与定刀刃间不是全线同时相遇的,而是在刀刃的的全长上按12左右的倾角依次相遇的,这样似剪刀一般,更有利于将薄膜分割开。刀的有效回转半径r可由下式确定式中:刀轴回转的角度;V纵封辊牵引包装材料前进的线速度。(5-96) 由此可见,回转刀切断包装袋的速度应大于薄膜前进的速度。为保持切刀锋利,两刃间有微隙,这样切断薄膜袋时,并不是靠两把金属刀刃完图图5.59辊刀式切断装置辊刀式切断装置1-转刀,2-定刀图图5.60辊刀相位调节装置辊刀相位调节装置1-辊刀,2-主轴,3-轴承,4-弹簧,5-键6-从动齿轮,7-主动齿轮全相遇来完成的

84、,而是靠活动刀刃线速度大于薄膜袋运动速度,产生的挤与拉相结合将薄膜分割开。所以,刀的回转线速度小于薄膜前进速度是不行的,即使等于薄膜前进的线速度的话，也是切而不断。只有回转刀比薄膜有较高的线速度,将薄膜剪切变形。强度大大削弱,然后使前一包装袋赶快离开本体到拉断作用。因该回转刀切断机构不是与横封机构设计在一起的,而切断时必须切在横封接缝正中,才能使薄膜袋外形美观。因而切断在机构横封器的下面,有一切断刀与横封器间的同步问题,解决同步问题就必须设计切断机构的相位调节装置。相位调节装置可通过调节两齿轮的相对位置来实现。如图5.59所示,带动回转刀轴回转的齿轮6的轴向固定靠弹簧4的推力,当切断刀工作不与

85、横封器同步时,只要用手按图示箭头方向推动齿轮6,则齿轮6沿轴7上的滑键5克服弹簧力,离开主动齿轮,并根据滞后或超前的情况分别对齿轮6作逆或顺时针回转一定角度后再将齿轮6送回原处,与主动轮8啮合,即能满足同步要求。(2)铡刀(或剪刀)铡刀或剪刀切断机构不能适应连续制袋包袋机的切断工作要求,只能用于间歇运动制袋充填包袋机上,在薄膜袋停止运动的瞬时进行断切工作。图5.61所示是一种铡刀切断机构,由气缸1驱动活动刀架6可绕支点作摆动,活动刀4用螺钉弹簧压在刀架6上,与固定刀3为弹性接触,活动刀并由上,下两个定位块10限定上、下、左、右的串动。固定刀用螺钉拧紧在固定刀架子上,刀架与机架相固定,活动刀与固

86、定刀之间的相对位置,靠活动刀下的导向部分11保持不至发生咬刀而损坏刀具,薄膜袋8在弹簧金属片的引导下,经两个刀口的相对运动而被切断。图图5.61 5.61 侧刀式切断装置侧刀式切断装置1-动力气缸2-定刀3-动刀4-压力弹簧5-引导板6-包装料袋7-转轴支承8-动刀定位块这种铡刀在卧式对折薄膜制袋包装机上应用较多,常用在制袋装置以后,将连续的空袋一个个切断分离,然后变由后面开袋充填机构去完成充填等工艺过程。(3)锯齿刀采用热板加热封口的间歇制袋式袋装机上切断方式,也有应用锯齿刀的。如图5.62所示。锯齿刀安装在热封件中间。相对应的另一只横封器中间是一边凹槽,在板状加热热封的同时,锯齿刀齿尖插入

87、薄膜内,使上下两只袋得以切断。图中1.4分别为横封器上、下板式热封块,3为锯齿刀。锯齿刀的形状：齿距t=6mm,齿尖角=60,每个齿的齿侧均磨成刃口。图图5.62锯齿刀锯齿刀1-上热封器,2-锯齿刀,3-下热封器二、料袋牵引装置二、料袋牵引装置制袋式袋装机工作时,使包装材料与制袋成型器产生相对运动而造成包装材料卷折的是料袋牵引装置。此外,它又能使料袋顺序地通过一个个工位,使料袋完成加料,整形,排气,封口和切断等工序。1.类型 包装工艺上对料袋牵引装置的要求是：能按时,按预定量拉过定长的料袋,根据需要并能在一定范围内任意调节拉过料袋的长度,料袋的速度应能控制,前述的翻领成型器制袋式袋装机及象鼻成

88、型连续制袋式袋装机中的料袋牵引装置均非专设的,往往与其它机构结合在一起,有的与横封机构合一；有的与纵封机构结合。但均能符合上述提出的一些工艺要求,此外还有如下介绍的一些结构类型。(1)滚轮牵引式图5.63所示,用于连续式袋装机,纵封辊与牵引辊各司其职,机能分开,并且图图5.63滚轮式牵引示意图滚轮式牵引示意图1-牵引辊2-锥辊齿形带微调无级变速器3-纵封辊图图5.64夹板牵引式示意图夹板牵引式示意图1-料袋夹持气缸2-料袋横封气缸3-料袋牵引气缸两辊都是冷辊,包装薄膜首先受牵引辊牵引,被热板或吹出的热空气加热封合,这样的牵引装置使单层塑料薄膜也有可能在连续运动制袋式袋装 机上得到使用。(2)夹

89、持牵引式图5.64所示该牵引装置的夹、放及上、下运动,横封热封件仅作张开与闭合的动作,使热封与牵引错开进行,避免了横封缝受热后怕受拉力的不利情况,且使横封与纵封时间重合,可统一考虑加热时间,有利提高生产能力,保证封缝质量。(3)气吸牵引式图5.65所示,利用真空吸头的吸力吸住成型器料管外壁薄膜,拉料袋向下运动达预定长度后真空解除,吸头向上返回,这样吸头吸袋牵引的工作区间都在料袋长度范围之内,横封器就可较近的设置在料管下端附近,使整机总体高度降低。(4)摩擦牵引式图5.66所示,利用间歇运动的摩擦将包装薄膜压紧在方形料管上,靠摩擦图图5.66吸头牵引式吸头牵引式1-料袋牵引气缸,2-真空吸头板3

90、-横封气缸,4-纵封器图图5.67 5.67 摩擦带牵引式示意图摩擦带牵引式示意图1-纵封器,2-摩擦带,3-横封器带与薄膜间产生摩擦力推送料袋向下运动,主动带轮间歇回转可用步进电机或伺服电机驱动,也可由普通电机采用电磁离合器控制配合的驱动。2.牵引计算(1)真空吸引力真空吸头可产生的真空吸引力由下式表达式中:P0标准气压;P吸头内压强;S吸头总吸附面积。真空吸头吸附着料袋靠两者间产生的摩擦力克服成型器,导辊等对包装材料运动的总阻力,则有：式中:FM料袋与真空吸头间产生的摩擦力;(5-98)(5-97)f料袋与吸头间材料系数；PZ对料袋运动产生阻力的合力,可通过估算或具体测试获得。如果在刚性内

91、圆周面上的吸嘴,应考虑吸嘴吸住料袋部分失效情况。加入利用系数k,实际应用中还得考虑安全系数n,则有： 式中:k利用系数，取0.50.8;n安全系数，取23。(2)摩擦牵引力摩擦带工作时紧边拉力可由下式计算(5-100)(5-99)摩擦带对料袋的摩擦力满足下式才能牵引料袋与包装材料式中:f1摩擦带与料袋间摩擦系数；f2料袋与料管管壁之间摩擦系数；N调压装置通过带施加料管的正压力;PZ成型器、导辊等对料袋运动的阻力;则所需正压力只有 摩擦带才能转动自如,亦即(5-103)(5-102)(5-101)由此式可求出皮带传递功率的大小。考虑到皮带传动的效率所需输入磨擦带使之正常工作的功率。式中:摩擦带在轮上的包角；f摩擦带与轮子之间的摩擦系数;v摩擦带线速度。实际使用中也应考虑安全系数n=23左右。(5-104)