捆扎机械

第十一章捆扎机械第一节概述捆扎:通常是指直接将单个或数个包装物用绳、钢带、塑料带等捆紧扎牢以便于运输、保管和装卸的一种包装作业。它是包装的最后一道工序。一、捆扎机的分类捆扎机的分类方法较多，下面介绍几种常用的分类方法。①按自动化程度分有:全自动捆扎机、半自动捆扎机和手提式捆扎器。②按捆扎带材料分有:绳捆扎机、钢带捆扎机、塑料带捆扎机。③按结构形式、特征分:立式，卧式，台式塑料带自动捆扎机有如表11-1所列的几种类型。图11-l为各种类型捆扎机外形示意图二、捆扎的功能由于包装物不同，捆扎要求不同，其捆扎的形式也就多种多样。常用的捆扎形式如图11-2所示，有单道、双道、交叉、井字等多种形式。捆扎主要有以下功能：1．保护功能：它可以将包装物捆紧、扎牢并压缩，增加外包装强度，减少散包所造成的损失。2．方便：它可提高装卸效率，节省运输时间、空间和成本。3．便于销售：例如：将蔬菜捆成一束，便可适合超级市场的销售。三、常用捆扎材料目前，国外常用的捆扎材料有钢、聚酯(PETP)、聚丙烯(PP)和尼龙(PA)等4种。国内最常用的还是聚丙烯带和钢带两种。由于聚丙烯带成本低，来源广泛，捆扎美观牢固，所以逐渐成为国内一种主要的捆扎材料。表11-2列出四种最直接影响捆扎带包装性能的捆扎材料的特性，供参考。四、捆扎机的应用观状及发展动向60年代初期,随着聚丙烯的出现，国外同时也开发成功了聚丙烯塑料带捆扎机，在许多领域(特别是轻工产品)内逐渐代替钢带捆扎，使捆扎机械化得到迅速普及。捆扎机是包装机中一个重要的分支，国外先进国家的捆扎机已相当普及，品种繁多，几乎无所不捆。我国的塑料带捆扎机只有十几年的历史。它首先在书籍、报刊发行部门获得推广。但近年来发展异常迅速，在食品、轻工等领域已广泛采用。具有代表性的SK-1A型自动捆扎机，其捆扎速度为20道／min，其技术性能己接近国际同类产品的水平。国外塑料带捆扎机械的发展正向全自动化、高级化和多样化方向发展。1．全自动化提高单机的自动化程度使包装物从输送辊道送入后，捆扎机能自动定位、自动捆扎、自动转位、以进行十字型、井字型捆扎，采用微机控制，以实现无人操作的自动捆包生产线。2．高级化为提高捆扎功能，国外自动捆扎机已向40道／min甚至60道／min的目标发展。研制捆扎力可随机调节的捆扎机，提高自动捆扎机的适应性(如带宽、捆包规格、工作台高、捆扎能力等)。3．多样化研制各种用途的捆扎机，开发台式和全自动捆扎机。研制代替钢带的重型带、聚酯带。研制泡沫带、软带以适应台式捆扎机的要求。近几年，国内捆扎机械的发展方向还是研制捆扎机械系列。如塑料带小型全自动捆扎机，低台全自动捆扎机，塑料带桌上型半自动捆扎机，塑料带侧置大型或窄带自动捆扎机等．以满足不同用户的要求。第二节捆扎机本节以常用的塑料带捆扎机为例分析捆扎机的工作原理及特点。图11-3为捆扎工艺过程示意图。(a)为送带过程，当捆扎带2的自由端碰到微动开关1时送带停止。(b)为当第一压头5压住带的自由端时，送带轮6反转，收紧捆扎带。(c)为当第二压头3上升压住捆扎带的收紧端，且加热板8进到捆扎带间对捆扎带进行加热。(d)为经一定时间加热达到要求时，加热板8退出，同时封接压头4上升，切断捆扎带并对捆扎带进行加压熔接，冷却后得到牢固的接头。图11-4为塑料带自动捆扎机结构示意图。该机主要由送带、退带、接头联接切断装置、传动系统、轨道机架及控制装置所组成。捆扎机工作原理(图11-4),压下起动按钮，电磁铁5动作，接通离合器4，将运动传递给凸轮分配轴箱2，分配轴的凸轮按工作循环图的要求控制各工作机构动作。图11-5为捆扎机传动示意图工作时首先第一压头11动作，将塑料带头部压紧(12°,见图11-6，下同)；接着由凸轮控制—微动开关(图中末表示)发讯(14°)，接通收带电磁铁16，使压轮把塑料带紧压在持续转动的收带轮14上，将导轨8内的塑料带拉下，捆到包装件上，再由凸轮推动二次收带摆杆15向右摆动，完成最终的捆紧功能。收回的塑料带均退入贮带箱2l内的上腔中。这时第二压头7动作(70°)，压住塑料带的另一端。与此同时，舌板18退出，电热板19插入两带之间(87°完成)，随后第三压头6上升，剪刀10将塑料带剪断。第三压头6继续上升时，两层塑料带被压与电热板19接触，保证接触面能部分熔融。然后压头6微降(155°～l60°)，待电热板19退出后，再次上升(180°～195°)，把两层已局部熔化的塑料带压紧，使之粘合。经适当冷却后(195°～255°)，第三压头6复位，面板17退出(330°)，处于张紧状态的塑料带紧束在包装件上，完成捆扎动作。此时，凸轮控制微动开关9发出送料信号(331°)，电磁铁12动作，使压轮把塑料带压在送带轮13上开始送带，当塑料带头部碰到微动开关9时，电磁铁12断电，送带结束。当带箱内的塑料带减少使塑料带处于张紧状态之后，跑道22将摆动，使微动开关24动作，电磁铁25使压轮把塑料带压在预送轮23上，带箱内塑料带得以补充。图11-6为捆扎机工作循环图1、送带机构由图11-4可知，电磁铁12通电，将摆杆下拉，压轮将塑料带压紧在送带轮13上,由于送带轮13持续逆时针回转，于是塑料带便从储带箱21中抽出，送入导轨。要保证送带的顺利，通常送带速度大于1.8m／s，当带子送到头，触动微动开关9，电磁铁12断电，装有压轮的摆杆在弹簧力的作用下拾起，停止送带。2、带盘阻尼装置为防止带盘因惯性使塑料带自行松展，通常带盘上装有阻尼装置，如图11-7所示。塑料带从带盘2上经滚轮5、7进入预送带机构。当需预送带时，塑料带被拉紧，使摆杆6绕摆动轴9顺时针摆动一角度，制动皮带4放松，带盘2可以自由转动。当预送带停止，塑料带围带盘惯性继续松展，摆杆6在自重及拉簧8的共同作用下逆时针摆动，使制动皮带4压紧制动轮3，由于摩擦力使带盘2停止转动，从而避免了塑料带的自行松展。3、收紧机构捆扎机一般采用二次收紧，一次收紧主要是快速收带，二次收紧目的是捆紧。一次收紧的工作原理如前所述。一次收带结束后，要保持带具有一定的张紧力，且收带轮与塑料带不能产生滑动。因为捆扎物体大小不同，收紧时抽回的带子长度就无法一样，于是用压轮的转数或时间长短无法控制压轮及时脱开。为此收带轮采用如图11-8所示的结构。摩擦锥轮3与轴l采用键联接，连续回转。调节螺母5，可调整锥轮3与收带轮2之间摩擦力的大小。当收紧力达到要求(通常49～68N)时，收带轮与锥轮打滑。收带轮停止转动，收带结束，但塑料带仍保持一定的张紧力。当带子被张紧到最大程度(即张紧凸轮工作行程终点)时，第二压头正好上升压住带尾，环绕包装件的带子不会再松开。摆杆左摆复位时，紧抓压脚3被顶块13撞开，离合销7在板簧9的压力下，使半圆形键重新压入紧抓压脚3上的凹槽内，将紧抓压脚3锁住，作下一次循环准备。二次收紧的程度通过斜面板6的左右位置调整得以实现。二次收紧机构如图11-9所示。凸轮回转，推动摆杆11、12右摆时，离合销7被斜面板6顶出使离合销7中部的半圆形键从紧抓压脚3的凸槽中脱开，同时带有齿形的紧抓压脚3在扭簧l的作用下顺时针转动，将塑料带压紧在楔块8上随同摆杆一起右摆，完成二次收紧。4、夹压机械装置在进行包装件捆扎时，捆扎带输送至要求位置后，需要夹压装置，以便完成收紧热熔接等作业。图11-10所示为常用夹压机械装置原理图。夹压机械装置共有三个压头，由安装在同一轴上的三个凸轮分别控制，完成捆扎过程中的动作。5、捆扎接头联接机械装置捆扎带收紧捆绕在包装件上后，要将这种张紧状态保持下来，使之在储运中不松散，必须将收紧后的捆扎带两端头构成紧固牢靠的联接，才完成了捆扎的全过程。捆扎的联接方法有：热熔焊接、胶粘接、卡子机械固接及扎结等，聚丙烯捆扎带若用卡子机械固接，其强度只有母材的50％；胶粘剂联接也不适用。热熔联接法：电热板联接、摩擦熔接、超声波熔接等，其中热熔联接应用最为广泛。目前自动捆扎机户主要应用的是板式热熔焊接。主要原因：热熔焊接具有联接强度高，装置结构简单，操作简便等优点。热熔焊接的机械装置如图11-11所示。常用的加热板电加热板，多取脉冲电加热或高频电加热。加热时间与加热温度与捆扎带材料有关，通常多取高温、短时加热方式，加热时间约为0.2～0.3s。封接压头所加压力在加热阶段要低些，电热板撤出后的封接压力要大些，加压时间宜长些，一般从加热到压封结束需0.7～0.9s。6．捆扎机的导轨架导轨架如图11-12所示。导轨架内的导槽是进行捆扎送带时、引导带子自由端进入的。抽拉收紧时，捆扎带又能从导槽中脱出。因此导槽结构应能保证捆扎带自由端顺利送进，且阻力小。还应保证捆扎带能顺利从导槽脱出，但带子在送进时不能从导槽中脱出。因此导槽的断面形状可采用图11-12右上或右下图所示的封闭环形。能够实现塑料带自动捆扎的机器类型有多种，下面简单介绍—种液压式塑料带自动捆扎机。三、液压式塑料带自动捆扎机图11-13所示为液压式塑料带捆扎机外形图。该捆扎机送带、退带采取液压油马达，速度快，动作准确、平稳。捆扎拉力大小可配合行程开关，根据不同包装物进行调整。压头、切刀承压板、电热板的动作采用集成油路控制。电热板加热粘合后，拉力不低于1568N。图11-14为液压式塑料带自动捆扎机结构示意图。其工作原理与机械式捆扎机相似。第三节捆结机捆结机是捆扎机的一种。它是用绳缠绕包装物，并自行捆紧、打结的机器。绳子常用材料有聚乙烯、聚丙烯、棉、麻四种。聚乙烯应用最广，基本上取代了棉、麻等材料。捆结机一般用于捆绑轻量的物品。图11-15所示为捆结机外形。常用的两种型号捆结机的主要技术参数见表11-3。一、打结机构捆结机所完成的打结动作，主要是由打结机构完成的。图11-16为打结机构部件图。二、打结工艺过程完成打结动作的主要构件有：(1)压绳器10用来压住绳子的始端；(2)插入器13用来将绳子送到绳嘴口2、3附近位置，抬绳凸块6用来将压住后的绳子抬到绳嘴打结位置；(3)绳嘴2、3相互配合用来完成打结时的主要工艺操作，即将绳子在绳嘴上缠绕成绳圈；(4)脱圈器4用来脱下绳圈，使其成结；(5)割刀1用来切断打结完成后的绳子。各主要构件间作有节奏的互相配合运动，完成整个打结过程。图11-17为打结工艺过程示意图，打结过程如下：①压绳器10压住绳头，将被包装物14缠绕1～2圈(图11-17a)；②插入器13连同绳子15一起右移，此时上下绳嘴2、3向前进入插入器13(图11-17b)；③插入器13左移(后退)，此时绳子被上下绳嘴2、3钩住，同时抬绳凸轮块6将绳的始端上抬(图11-17c)；④当绳子始末端靠近时，绳嘴2、3垂直回转180°将绳子绕在上下绳嘴上(图11-17d)；⑤当绳嘴转动时，上下绳嘴在凸轮5作用下慢慢张开。转至360°时。两绳头恰好嵌在绳嘴间(图11-17e)；⑥脱圈器4下降至绳嘴2，3的后左侧勒住绳圈(图11-17f)；⑦上下绳嘴2、3后退并衔住绳子将绳圈自嘴上勒下，继续后退，结头被拉紧，同时割刀1向下摆动(图11-17g);⑧割刀1将绳切断后复位，完成捆扎打结全过程(图11-17h)；打结形式如图11—18所示。