一 绪论

1.1研究背景和意义

我国的经济发展越来越快快速，在发展经济的同时我各种工业也在飞速渐进，其中包装业最为迅速，在包装形式中主要有扭结式包装、枕式包装和折益信封式包装。扭结式包装的传统形式，从发明至今已有近一百年的历史。这种最普遍的包装形式主要运用在包装零食、巧克力上面，它可以通过各种高科技来快速包装，也能通过手工实现。一开始的扭结式糖果包装机的结构不仅非常简单而且有特别简单的功能，然而有一个小缺点就是操纵起来比较繁杂，只可实现最基本的扭结动作，况且出产效能低下还容易导致环境的污染。经过了这么多年的发展，糖果包装产业中枕式包装机在各方面都有很大的优势，直到目前阶段枕式包装机也比扭结式包装机使用的频率稍高一些，所以此阶段我国的大部分企业在生产糖果或者巧克力时都爱选取此种类型的裹包形状。在近几年当中，我国的糖果包装行业飞速发展并且越来越快然后还要使用好多先进技术，扭结式糖果包装机械这类陈旧而又年青，充满想象力的机械设备用于包装，人们喜爱这种技术。在包装机械快速发展的这几年以来，设计师们在包装机的外观以及功用上都做出了相当大的改变，这种改变致使这种简易的包装模式又开启了各种抬头趋势，也走上了公共的视野[1、2]。所以对于我要研究的扭结式糖果包装机来说，在这个课题上要做到的终极目标就是要提高效率，降低成本以及减少设备故障等[3、4]。

1.2 研究的目的与应用

本研究的目的是加快高速糖果包装，培养独立的专业技能的能力，提高设计水平。因为中国当代不断发展的科学技术，包装业在不断地进步，我们制造的糖果包装机械势必将会在国际上走的更远更久[5]。 应用：

1.大幅度提高生产效率；

2.降低劳动强度并且改善劳动条件； 3.保护了环境，降低劳动成本；

4.可减少包装场地的面积，节约了基建投资； 5.延长了产品保质期，便于流通；

6.有利于包装产品的卫生，提高产品质量。

1.3扭结式糖果包装机的发展趋势

科学技术的成长在我们生活的空间领域里发挥着他难以想象的作用，对我们产生

6

了极大的影响。特别是，机械设备的普遍应用，更能添加到这些方面，当然，包装行业也不例外。中国包装行业的发展趋势如下：1.生产效率；2.资源的利用；3.节能产品；4.高技术实用化；5.大力加强科技，开发能力。

我这次课题要研究的是扭结式糖果包装机，这种包装机配合着新时代产业的需求，在最大限度上实现了各种高科技，例如自动化和智能化，而且这种包装机械技术的发展也会随着时代的变迁进行以下四方面的改变：一是机械功能的多元素化。当代商业产品最完善和多样化的方向发展，社会趋势下，元素和现代，为糖果包装机的各种功能以满足很大的需求量。二是结构设计标准化、模块化。充分利用原始模型，模块的改变可以在相当短的时间内完成新模式的转变。三是控制的智能化。就我国现在经济的快速发展，生产食品的机械厂家在生产的一线过程中一般的技术就是运用PLC动力负载控制器，虽然对于其他动力元件来说PLC的弹性系数很大，但是总的来说还是没有达到我们所预期的强大功能。四是结构的高精度化。今天我要研究的食品包装机械，它的优劣主要取决于用于控制结构和设计的机械技术，这样就可以通过系统的马达、NC、PLC这些高科技高效率的控制器来完成这些活动，并且还可以做适当的产品延续，让包装机的发展努力朝着高精度产业链的包装设备方向前进[6、7]。

现在大多数的包装工艺已由手工操作改为机械化操作。这样的改革使劳动者的工作强度得到了明显的改善，而且大大提高了企业的生产速度和效率，同时包装机在努力不断地创新改革之下，越来越多的消费者接受这种新鲜技术。这在客观上促进了产品的营销，也提高了产品在市场上的竞争力，同时可以为企业带来高额的利润[8]。

现在的糖果包装机械，注重快速发展，低成本。在接下来的几年里，包装行业的趋势更趋于紧凑、移动。灵活的优势，广泛使用和效率。在这种趋势下的具体优劣还包括节约了时间、降低了成本，因此当代社会中食品这种包装设备所要达到的终极目的是简单组合以及可移动。

就总体而言，我国今后的糖果包装机发展趋势则会向拥有更多有用的功用、较高的性能以及全自动化和智能化的方向发展。只有这样的话，在全球激烈的包装机械竞争中，我国的包装机械才能赢得一席之地，发展空间更大[9]。

二．扭结式糖果包装机的总体设计方案

2.1 包装机功用、设计参照及应用范围分析

用途：包装已成型的蛋白糖和乳脂糖（硬糖）； 生产能力：每分钟200—350块；

糖块规格：圆柱形和长方体形两种糖块。圆柱形糖块规格为长26—30mm；直径Φ为12—16mm，长方体形糖块规格为长25—30mm，高12—18mm；厚10—14mm；

7

包装材料：用卷筒式内外两层纸裹包。内衬纸为淀粉纸或防油脂纸，宽30—40mm，外商标纸为蜡纸或玻璃纸，宽85—90mm；

裹包方式：双端扭结式裹包；

设计要求：结构简单，成本低，工作稳定性较好，方便控制。 电动机：主电动机0.75kW，理糖电动机0.37kW。 外形尺寸：1450mm1450mm?650mm?1620mm。

2.2 设计工艺

2.2.1 确定扭结式糖果包装机的类型

扭结式糖果包装机分为间歇双端扭结式和连续双端扭结式两种类型。连续性双端扭结式型的包装机主要用于一层糖果纸的包装，而且包装的速度较间歇性双端扭结式要快的多。可是如果采用双层包装作为包装糖果的包装纸，就要求在里面一层的内衬纸与外边的商标纸一样宽，如果这样选择就会对内衬纸造成很大的浪费。而对于间歇性双端扭结式的糖果包装机来说，选用它作为包装纸的话可用一层，也可以用双层的。对于这种机构包装糖果时选用的两层包裹纸来说可以采用不一样的宽度，这么做对于成本的降低有很好的效果。而这次设计时，根据已经取得的相关信息要选用的就是间歇性双端纽结包装机，因为设计要求要有大量的生产量，所以对于纽结包装动作来说比较多，要选用多工位包装机。

2.2.2 包装工艺流程、工艺路线和工位数的确定 （1）包装时工序和局部工艺图

糖果是糖钳发送到磁盘的指定位置的过程中，内衬同时牛皮纸和国外标准纸，糖果包装，糖果裹成圆筒状。然后用设计出的扭结手将用于包装糖的纸进行纽结，用以糖果包装完成，然后把糖果打出。这样的话就完成了一个工序，然后再开始下一过程。 整体工艺的示意图[10]如下所示：

8

图2.1 双端间歇性扭结包装流程图

1—夹糖；2—糖钳手张开、送纸；3—切纸；4—送糖；

5—接、送糖杆离开； 6—纸、糖进入糖钳手； 7—上折纸； 8—下折纸；9—打糖；10—扭结

2.2.3 对执行构件的运动要求

对于最基本的构件，这是基本要求，有以下五个部分[11、12]。 （1）包装材料供送

为了快速和连续的内衬纸和包装纸供送到工位Ⅰ，并把它变成一个固定的长度，需要送纸辊和切纸刀完成预期。这样选择的话的纸长就需要为56至65毫米，当发现改变了纸的长度时，要进行更换的机构是送纸部分。

（2）糖块的整理与供送

为了快速的将糖块送到工位，还需要把他们整理成列队形，这样理糖与送糖的机构管理的方法就方便了很多，和它们相关的是选取和运动以及机构。

（3）主传动输送

为了把更多的糖果和包装纸快速间歇性地传送到工位Ⅵ，需要在包装机的安装过程中的磁盘。在盘的过程中将安装在工序盘上的六对糖钳，方便夹紧糖块和包装纸做旋转位移运动。处理工序盘上每个糖钳留在工位Ⅵ、Ⅰ，在停留时必须做开合动作，因此糖块和包装纸可以快速完成工序后输出成品。在工序盘上用糟轮机构可以使整个驱动进行工序，这样的话就可以在一根轴上把槽轮和工序盘安装在一起来简化主传送，用以提高精度。

（4）包装执行构件 1)接糖与推糖

采用这两种杆件可以把完成的部分工序交付给工位Ⅰ后的糖和包装纸加紧大量，

9

本设计设置32mm的移动距离。 2)折纸

包装纸在由第一阶段进入到第二阶段的位置时折成“Ｕ”形，还可以在第一阶段时把需要进行折叠的部分弄成“整个机构中来回来去的运动。

3)扭结动作

可以把折叠好的糖块用扭结手进行纽结，主要是把折叠好的糖块在两端伸出的部分完成，这样需要在整个机构上安装两个扭结手，这两个扭结手在工作时主要的工作内容就是要做开合、旋转和轴向移动，并且需要这三种运动一起完成。

（4）成品输出

由于糖杆在工位上做往复运动，由此可以将成品从包装机输出。 2.2.4 机构选型及结构设计

（1）供纸机构

纸张用连续供纸方式，它主要由送纸辊、输送辊、导向辊、橡胶辊和切纸刀等组成。两辊分别安装包装标签纸和内衬纸，经导向辊，送到工位。当需要的这两种杆件工作时，就要把用来包装的纸切断。为方便快速的工作，用来包装的这两层纸会被卷装在上面的最近的机器。

供纸辊的结构是当用来包装的这两层纸位置不对中时，可以对螺杆进行适当微调来进行。当纸的张力因为各种不确定因素引起纸卷转动惯量变化的进给速度导致出现各种不确定的问题时，通过拉力弹簧，带防止纸速度和张力的突变，从而维持了稳定

[13、14]

”形，然后把需要的结构折成了圆筒状。折纸板在

。

（2）切纸机构

单滚刀机构把卷纸固定，固定后再用后刀片将其切断，后滚刀旋转移动，刀刃口

下有东西时就是说当滚刀旋转后通过后刀片刃口时，就可以把卷纸切开。2.5度螺旋角的刀片与刀辊轴成1．5度，在整个切削过程中刀片和刀片逐渐开始接触，摩擦剪切刀片和简并造成磨损降低到最低限度，这样的话提高了质量保证了效率。

根据项目的实际情况，采取可以实施，并根据需要添加其他设备：在上面的转盘可以设置成各种形式把材料用给料机定期送到工序盘，用工序盘上的旋转刷在出口时要进行工作，把出口的糖果进行处理。

在设计整个机构当中，螺旋齿轮传入了整个机构所需要的动力，使装糖盘盖旋转工作的是主轴，同时，在整个机构中的双联齿轮、双头螺纹轴、空心轴，糖板低于糖果盘的旋转速度(糖板的旋转速度设置为光盘)。糖块从振动料抖落下(图中未画出)堆聚于装糖盘盖上，具有锥形的装糖盘盖高速旋转时，糖块因离心力的作用，易滑落入导糖盘的等分格内，并大部分处于平卧状态。旋转刷的作用是确保每个刷重叠的糖格

10