塑料制袋机
陶惠君
(大连橡胶塑料机械股份有限公司    116033)
摘要
本文通过对塑料制袋机的性能结构分析,叙述了制袋机的现状及其发展。
关键词:塑料制袋机 性能


我国包装机械行业形成于上世纪70年代末、80年代初,90年代进入高速发展时期,目前已经整体进入产品结构调整和提高创新能力时期。我国重袋包装机械的发展也随着水泥袋和其它大容量包装袋的改进而不断发展。世界先进包装机械的发展已呈现出集机、电、气、液、光、磁、生为一体的势头,生产的高效率化、产品节能可回收化、高新技术实用化、智能化已成趋势,这也应该是我国包装机械业的主流发展方向。在产品结构调整方面,要尽快改变以低技术含量为主的状况,学习国外先进技术,开发生产高效低耗、产销对路的大型成套设备和高新技术产品,根据国情开发出适用的包装设备,加速包装机械的更新换代,进一步开拓国内国际市场。
塑料袋用途广、用量大 ,可以说每人每天都在消耗,已是生活、生产的必需品,塑料制袋机生产已有30多年历史。目前已有相当规模,同塑料袋花样多、形色多一样,制袋机也多种多样,要求也越来越高,以满足不同材料、不同用途的需求。本文以马夹袋、底封袋的制袋机为例,综述其性能结构和发展方向。

  1. 制袋机的组成

制袋机主要由输送装置、传动装置、制袋装置、集袋装置、理袋装置、电控系统等组成。(见图1)

  1. 主要技术参数(以SQF-700A为例)

最大封切宽度     660mm      
最大封切长度     1000mm
制袋速度         30~100次/分
传动电机型号     Y801-4
功率     0.75kW
转速     1390r/min
输送料电机型号   11SZ52
功率   185kW
转速   1500r/min
理袋输送电机型号 AO25624
功率 900W
转速 1400r/min
外型尺寸     3900x1150x1500mm
重量         700kg
3. 制袋机动作
制袋机基本动作大致有:(1)机械传动:定袋长、间断输送制袋膜;(2)高温热封;(3)定长切断:热切或冷切;(4)袋子送出;(5)计数;(6)热合订本成叠;(7)光电检测色标并控制袋长等。
辅助动作和其它要求:(1)调定袋长、制袋速度、焊刀温度;(2)适量的袋膜供应—导开装置,保持供料张力;(3)消除静电;(4)吹风理袋;(5)集袋成叠输出;(6)停车于固定高度,便于穿膜;(7)遇三次检测不到色标停机报警;(8)冲切把手,回收废料等。


4. 制袋机的速度
根据JB/T6493-92规定,中小规格袋最高制袋速度≥80~100 次/分,最高生产线速度V≥30~50米/分。因此每个袋子的生产周期仅为0.75~0.54秒(优等品要求≥130 次/分,仅为0.46秒)。因为制袋动作是间歇式的,所以真正输送时间最多0.5倍,即0.375~0.273秒,因此说明制袋机的动作要求很快,而且准确、持久、无冲击,否则会影响制袋精度、袋长发生过大变化,甚至造成废品。所以说对制袋机设计制造,电气元件的选用以及开机操作等均有很高要求。受制袋速度的限制,制袋速度的高低是评价制袋机性能高低的主要指标之一。
5. 制袋机设计方案的选择
制袋机从八十年代初期才有,而且只能生产单色(无色)或一般性印花膜的袋子,制袋速度不高,分高、中、低档速度,最高约50次/分左右,都采用纯机械传动,靠曲柄连杆机构加超越离合器实现胶辊间断性的输送工作,以及薄膜的热合切割的动作。由于制造方面有困难,离合器精度不高,所以工作中往往发生打滑现象,影响袋子长度。一旦离合器磨损情况较严重,维修困难影响生产。因此这种制袋机只能从事普通袋生产,生产效率低,目前已属低档设备。如SQF-650制袋机。
到了八十年代中期,制袋机有了很大发展和进步。日本、港、台以及欧洲一些公司采用电磁离合器和电磁制动器,将它们固定于输送胶辊的两端,靠凸轮进行控制。当一端的离合器吸合或脱开时,另一端的制动器脱开或吸合,交替工作。凸轮固定于传动系统中的主轴上,主轴上装有曲柄连杆机构及两组偏心轮机构,分别传动胶辊输送、铜刀热合、钢刀切割动作。实际上这种制袋机除电磁离合器和制动器外,其余部分同普通制袋机基本一样。
由于机械部分做往复运动,加上用光电探头找制品薄膜上的色标,再反应到电气控制电路发出信号后及时停车。因此实际生产速度达到100次/分已属不易,
这也关系到整个电气控制电路的设计及元器件的问题。


假定光电探头在正行程的20°范围内工作,其工作(睁眼)时间为 :
20°/(2x180°)x60秒/(80~100) 次=0.0417~0.033次/分
式中:(2x180°)为一次工作循环。
(80~100) 为假设的制袋速度,次/分。
假定制袋长度为450毫米,色标宽度为3毫米,则探头通过色标的时间仅为:3/450x1/2x60秒/(80~100) 次=0.0025~0.002秒/次,即2~2.5毫秒。
只允许色标光电探头的反应时间和机电系统动作时间加一起,仅为2毫秒左右。如果色标宽度再窄,制袋速度再快一点,其要求的反应时间就更短更难了。所以制作图案袋选用优质光电探头非常关键。
根据我们的经验,日本产SUNX、RT-410-1/5D或401-3光电探头已不适用,德国产SICK、NT6或NT8 可用。据商家介绍NT8最高灵敏度为0.2毫秒,即每秒可达5000次,但价格较贵。
对电磁离合器和电磁制动器而言,日本产神钢在100次/分是可以满足的,超过也是难以达到的。为加强反应能力 ,即尽快达到力矩值,从控制线路瞬时增加电压4倍额定值,使短时获超强力矩,发挥效应,又不致于过热烧坏。另外离合器规格越大,提供扭矩虽大,但是其响应时间也长,即离合器和制动器的力矩限定了效应频率。对于多层制袋机或较大制袋机,速度就提不上去了。
另外,电气线路设计上也有困难,往往120次/分的速度已是极限,因此利用电磁离合器和电磁制动器及光电控制技术的制袋机,发展前景有限。如SQF-700A  制袋机。
6.制袋机的新发展
国外塑料制袋机发展很快,九十年代开始,从技术上有很大进步,除了日益完善的各种辅助功能外,生产速度、高效益是重要方面,尤其是电气方面,大量采用微电子技术,因此机器性能确实有了很大进步,这是发展方向。
制袋机功能之改进,关键在控制部分,如制袋长度的调节,色标检测的调整,生产速度的提高等方面。过去都是靠手工调整。如调长必定要细心调节曲柄机构的偏心距数值,然后开机制袋,检查样品长度,反复几次,比较麻烦。而且由于是间歇往复运动,因此机器震动较大。如果改用步进电机直接带动胶辊作间歇往复运转,通过电气线路控制脉冲数以控制电机工作时间的长短。即可输送出固定长度的薄膜,误差极小,这样,可省掉一套曲柄连杆机构,又方便调长,并可省掉电磁离合器、制动器或超越离合器,以及复杂昂贵的电控系统。
步进电机(如130BC3100)要配上步进电机驱动器及专用的步进电机控制仪(如YXD-2)以集中各种电气按钮。这样可在控制面板上用拨码器方式很简单地设定制袋长度,以及其它操作项目。如上机停位、放料量(放料触点)、色标光电探头开关、机器总开关、焊刀温度、计数器等。
主电机带动传动部分主轴旋转,主轴上有特殊凸轮(光开盘),可提供步进电机起动、停止等讯号。机器在完成制袋动作(封、切、输送、对色标等)的同时,按设定的各种要求协调地工作。
这种制袋机的生产速度可达140~150次/分,袋长≤1000mm ,袋长误差小,约0.5~1mm,比普通光电控制制袋机效率高多了。
由于所有电气元件控制仪,国内均有生产,包括光电探头开关(如中外合资企业产富台光电探头)、接近开关等,价格便宜,配套方便,既可以自行生产,也可以找专门厂家整套供应,这样专业化生产可为制袋机生产厂提供极大方便,也有利整机水平的提高,对开发更多新制袋机提供条件,促进技术进步。
7.小结
塑料制袋机从简单向复杂发展,从单色袋向彩色袋发展;从单列、单层向多列、多层发展;从筒式膜袋向复合多层片膜袋发展,花样越来越多。虽然辅助动作增加,完善不少,但基本动作变化不大。机器水平提高往往在于电气控制方面,制袋机用微电子技术替代传统的光电控制技术已是必然趋势。因此开发新制袋机一定要机电结合,从增加和提高先进电气配套方向努力。

 

参考文献:
[1] JB/T6493-92、JB/T53032-92 塑料制袋机及质量分等规定
[2] JB/T6493-92、JB/T53032-92 编制说明
[3] SQF-700A塑料制袋机说明书
[4] SQF-650塑料制袋机说明书

作者简介:陶惠君 大连橡胶塑料机械股份有限公司工程师,1983年起主要从事橡胶、塑料机械设备的设计开发工作,以及塑料制袋机设计、有关行业标准的制定工作。

 
地址: 大连市甘井子区生态科技创新城春田园C-3号  邮编: 116039 单位:大连塑料机械研究所
电话: 0411-39070356,39070357 传真: 0411-86641645 E-Mail:Xxw@plasmachine.com  辽ICP备05002530号-1