包装生产线（PPT52页)

第一节概述第二节工艺路线与设备布局第三节包装生产线的生产率第四节输送装置第五节分合流及换向装置第六节中间储存装置一、包装流水线所谓包装流水线是将相互独立的自动或半自动包装设备，辅助设备等按包装工艺的先后顺序组合起来，使被包装物品从流水线一端进入，经过不同的包装设备，包装材料在相应的包装工位加入，包装成品从流水线的末端不断输出。二、包装流水线中的工人在包装流水线中，工人只参与一些辅助的包装作业，如整理、输送、包装容器供给等。如无工人介入，属于自动包装流水线第一节概述图7.1方便面包装流水线示意图1-面供给装置2-面装碗装置3-自动放碗机构4-加热封口机构5-输送装置6-包装机7-热收缩包装机三、包装自动生产线的基本组成包装自动生产线是由最基本的工艺设备——自动包装机及将自动包装机联线的辅助设备（输送装置等），并依靠推动控制系统完成确定的工作循环。如图7.3所示。其中，辅助装置和自动控制系统是区别流水线与自动生产线的重要标志。本章主要介绍包装自动生产线。图7.2自动包装线基本组成方框图四、包装自动生产线的主要类型1.按照包装机排列形式分为：串联、并联混联2.按照包装机联系的特征分为：刚性挠性半挠性图(a)所示为刚性生产线。被包装物在生产线上完成全部包装工序均由前一台包装机直接传递给下一台包装机,所有机器按同一节拍工作,如果其中一台包装机出现故障,其余各机均应停机。图(b)所示为挠性生产线。被包装物在生产线上完成前道包装工序后,经中间贮存装置贮存,根据需要由输送装置送至下一包装工序。即使生产线中某台包装机出现故障，也不影响其余包装机正常工作。图(c)所示为半挠性生产线。生产线由若干个区段组成，每个区段内的各台包装机间又以刚性联接，各区段间为挠性联接。目前，刚性和半挠性生产线较常用。第二节工艺路线与设备布局一、工艺路线包装工艺路线是进行包装自动生产线总体设计的依据，它是在调查研究和分析所收集资料的基础上确定的。设计包装工艺路线时,应保证包装质量、高效率、低成本、结构简单、便于实现自动控制、维修和操作方便等。二、工艺路线设计原则1．合理选择包装材料和包装容器2．满足工序的集中与分散工序集中：减少了中间输送、存贮、转向等环节,使机构得以简化；可缩减生产线的占地面积；降低了通用性，增加了机构的复杂程度，不便于调整。工序分散：工序分散可减小机构的复杂程度，提高工作可靠性,便于调整和维修；便于平衡工序的生产节拍；工艺时间重叠，提高生产率。生产线占地面积大,过分分散也使得成本增加,不太经济。三、平衡工序的节拍包装机同步性工作时间。(1)将包装工艺过程细分成简单工序,再按工艺的集中、分散原则和节拍的平衡,组合为一定数量的合理工序。(2)受条件限制，不能使工序节拍趋于一致时，则尽可能使其成倍数，利用若干台包装机并联达到同步的目的。四、绘制工艺原理图在确定了包装工艺方案之后，就应着手绘制工艺原理图。包装自动生产的工艺原理图只需给出各单机所完成的功能。图7.3所示为装箱自动生产线的工艺原理图。图7.3装箱自动生产线的工艺原理图五、设备布局包装工艺路线和设备确定后布置设备。可根据厂房的变化,灵活安排布局并为以后的技术改造留有余地。图7.4设备布局图1-取瓶机2-塑料周转箱3-输送装置4-装箱机5-检液装置6-贴标机7-封口机8-灌装机10-空瓶检查台11-洗瓶机图7.5设备上部空间设置输送装置1一灌身制造机2-翻边机3-自动检漏机4-卷边封口机1.平面布置包装自动生产线的排列可采用多种形式布置，如直线型、直角型或框型等。2.立面布置包装自动生产线中的设备在不同楼层布置时,要考虑各种条件。如厂房大小及高度、设备外形尺寸及重量、各工序及包装工艺路线的特点、卫生、安全等。图7.6灌装和装箱自动生产线布置示意图1—洗瓶机2—灌装机3、9-输送机4—封口机5—检验机6-贴标机7—升降机8—装箱机10-取瓶机六、包装生产线工作循环图一、包装自动生产线的生产率1.挠性生产线的生产率(7-1)式中：Q—生产率Tk—基本包装工艺时间Tf—辅助时间ΣTn—循环外损失时间之和nfkTTTQ1第三节包装自动生产线的生产率2.刚性生产线的生产率式中:q一生产线中包装机械的台数3.连续式包装机组成的自动生产线的生产率式中:i—转盘式包装机的头数NfkqTTTQ1nqTinQ11n—转盘的转速二、影响生产线生产率的因素1．对于刚性顺序组合包装自动生产线的实际生产率，随着包装机台数的增加生产率相应提高，但不是简单的正比关系。当台数增加到一定数量后，再增加包装机台数，生产率反而下降。主要因为循环外时间损失成为影响生产率的主要因素。2．对于挠性包装自动生产线,随着包装机台数的增加,生产率初始提高得很快,随后变得缓慢,直至稳定。在循环外时间损失相同的条件下,挠性包装自动生产线的生产率总高于刚性生平线。3．对于半挠性生产线其分段数对生产率也有影响。包装生产线分段时应有利于减小循环外时间损失,提高生产率。三、提高生产线生产率的途径1减小Tk、Tf、ΣTn可以提高生产率。为此，设计时应尽量使空程辅助时间Tf与基本工艺时间Tk重合,各种空程时间互相重合或部分重合。2．增加包装机的台数可提高包装机的工艺速度,缩小基本工艺时间Tk,从而提高生产率。但随着台数的增加,出现故障的几率增大,时间损失增大,生产率反会降低。因此,应综合考虑。3.采用先进设备,提高设备本身的可靠性,减少调整、维修时间。4.采用连续性包装机,尽可能减少或消除辅助操作时间。5.将工艺时间较长的包装工序用若干台包装机并联完成,或者分散在若干个工位上联合完成。6．定期对设备进行检修和保养,可减少设备的事故次数。7．设置必要的自动检测系统。实现自动诊断、自动排除、自动报警和自动保护等，减少因事故造成的停机损失。8．提高生产和组织者的操作、管理水平，尽量消除人为因素造成的影响。一、输送装置分类包装线使用的输送装置按输送力的来源大体可分为重力式，动力式两大类。二、重力式输送装置重力式输送装置是依靠物件自身的重力或惯性力以克服滑槽或滑道等的接触摩擦阻力而实现输送的，第四节输送装置图7.6滑槽常见装置有：滑槽，滚道滑轮缺点：由上向下输送，运动稳动性差。优点：结构简单。1.滑槽如图7.6所示，一般滑槽均有直槽和弯槽两部分构成。一般用于包装物块长宽比小于3～4。常取侧壁高H=（0.25～0.35）物宽（或直经）。2.重力滚道用于大箱件，重袋等物件的运输。当物件沿重力滚道向下运动时，它与滚柱的接触部位和滚柱两端的轴承内部都存在着摩擦(滑动或滚动的)阻力。这些阻力都有碍于物件受重力作用而向下运动。图7.7重力滚道二、动力输送装置动力式输送装置不仅具有向下的输送能力，还有沿水平和向上的输送能力，输送速度可调节。典型的动力式输送装置大致有动力滚道、带式、链式、板链式输送机等。它们能驱动物件作连续或间歇运动。本节只着重介绍后几种类型的输送装置。图7.8动力滚道图7.9输送带的托板及托滚1.带式输送机带式输送机结构简单、工作可靠、造价低廉、适应性强。特别对工作节拍没有严格要求而且比较干燥的生产场所，可采用柔性或半柔性自动包装线，输送袋、盒、箱等产品。输送带下部支承结构分为托板式及托辊式两种。图7.10带式输送装置带式输送机由主从动滚轮、张紧轮、挠性带、托板(或托辊)、拦板(或栏杆)和驱动装置等组成。2.链式及板链式输送机(1)链式（只适用于低速的水平输送）图7.11承载式输送链图7.12推进式输送链1-推头2-上托板3-导轨4-下托板如图7.12所示，链条架在导轨上，块状物件被放在托板上，借链条上的推头推送，能始终保持一定的间距，有利于实现所需的工作节拍。图7.13板链式输送装置(2)板链式如图9.18所示是板链式输送装置。瓶、罐等物件由架在轨道上的板链承载。(a)图结构简单，只能沿直线方向移送；(b)图结构较复杂，可沿曲折平面移送。在自动包装线上都得到广泛应用。第五节分流、合流及换向装置一、分流装置多列链带式、摆动挡板式、摆动导槽式、摆动输送带式和滚轮转向式图7.14多列板链式分流装置简图二、合流装置(a)、(b)两图适用于瓶罐的合流装置；(c)图适用于块状物料的合流装置；(d)图适用于袋、盒、箱类物件的合流装置。图7.15合流装置简图三、换向装置挡板式(图a所示)和导板式(图b和c所示)主要用于小型圆筒状(瓶、罐等)物件的转弯输送。转盘式(图d所示)的输送对象与上述相类似，但可提高输送速度。圆辊式(图g所示)与锥辊式主要区别为圆柱形辊筒的直径皆相等，但辊两端的链节距不相等。导辊式(图e所示)主要用于块状(箱、盒)及袋状物件的转弯输送。设计时应使v2＞v1,以改善转向效果。锥辊式(图f所示)适用于大型箱、盒、袋状物件的转弯输送。按辐射状排列的锥形辊受链条带动而绕各自的轴线回转。1.转弯(转角)图7.16转弯(转角)简图2.拐角平移拐角平移的换向方式是在输送过程中，物件重心位置不变，又不绕任何轴线回转，而仅改变其运动方向。在自动包装线上，通常为满足包装工艺及设备布局的需要，而采用这种装置。图7.17所示的两种型式主要用来对块状物件或盒装产品的输送。其执行机构，(a)图采用往复运动的推板；(b)图采用由两付带推头的输送链所组成。在输送中要求工作密切配合，动作协调，顺序输送，以免损坏产品。图7.17拐角平移装置3.转向图7.18所示的五种型式可应用于盒、箱、袋类包装产品。其中(e)图是一种由机、电、电控制系统组合而成的转向装置，结构较复杂。根据需要可转90°、180°或270°等角度。待转向的物件由动力滚道输送至托杆5上方，借气缸7推动托架4连同托杆5上抬，使其夹在托杆5、压盘6之间而脱离动力滚道。接着电磁离合器(图中未示)吸合使槽轮机构的主动曲柄1回转，再带动槽轮连同托秆作间歇转位。当与槽轮同步转动的信号凸轮2转到规定角度时，由于触动微动开关3，离合器脱开，使槽轮机构停转，同时气缸7带动拖架5下降，已转向的物件下落到动力滚道上排出。图7.18转向装置简图1—主动曲柄2一信号凸轮3一微动开关4一托架5一托杆6一压盘7—气缸4.翻身调头翻身调头换向是将物件绕水平轴线回转一定角度)其重心位置大都发生变化，但原运动方向保持不变。图7.19所示为翻身调头的不同型式。其中，导槽式(图a所示)和导轨式(图b所示)，是以后者推动前者进行翻身调头为动力的，适用于尺寸不大的块状或圆柱状物件的输送。若将导槽或导轨延伸，可将物件翻至任意所需的角度。转筒式(图c所示)、跌落式(图d、e、f所示)和摩擦带式(图g所示)则适用于输送盒装产品或块状物件，被翻转的角度已在图中注明。扭曲带式(图h所示)仅适合对较轻的杆状物件进行调头。图7.19翻身调头装置简图5.组合换向若将上述的转弯(转角)、翻身、拐角平移、转向、翻身调头等换向方式加以组合则形成组合式换向装置。图7.20(a)是翻身90与拐角平移的组合型式。图7.20(b)、(c)是翻身与转向的组合型式。前者翻身与转向各90°,后者翻身90°,转向180°。图7.20(d)是翻身与转角的组合型式。这是利用间歇机构带动一夹板装置来实现的。(c)转板式(翻身与转向组合)(d）翻板式(翻身与转角组合)图7.20组合换向装置第六节中间贮存装置当自动包装线各主机的生产节拍出现了不平衡状态，或者某台主机需更换包装材料、调整有关执行机构、遇有故障而停车时，为了保证全线正常工作，必须在自动包装线中设置相应的储存装置，使其变成柔性或半柔性的自动包装线，以利于提高生产率和产品质量。自动包装线中间贮存装置多为小型、简单、兼用的。所以，它们的贮存量一般都很有限，只能满足后续工序自动机的几十个、几百个甚至几千个工作循环的使用。从储存装置与被输送对象的相对运动状况来看，大致可分为通过式与返回式两类中间储存装置。一、通过式贮存装置从前工序来的每一物件，都要经过贮存装置才能进入下道工序，自动包装线上大都利用原来设置的输送装置或者其他工艺设备兼作中间贮存装置。通过式贮存装置有链带式、托板式、转盘式和螺旋式等类型，可根据输送对象的形状、重量、物理特性