隨著人們生活水平的提高，人們在追求產品本身質量的同時，對產品外包裝也提出了更高的要求。立體真空包裝可保證產品外觀、延長保質期并方便運輸，被廣泛應用于糧食與食品行業。目前，國內市面上的真空包裝設備通常采用單工位的夾袋灌裝裝置與雙工位真空整形裝置的組合［１］。工作過程中，夾袋灌裝裝置需移至灌裝口的工位，才能進行放料灌裝，在物料成型后通過真空室的移動來出料。故灌裝、出料耗時影響了總耗時，包裝速度難以提高。而速度較快的卷膜式真空包裝機械則存在著調整規格復雜、對操作工人要求高、適應能力較差的問題［１］。面對需求量日益攀升的立體真空包裝產品以及多樣的包裝規格，對包裝設備的適應能力及包裝速度提出了更高的要求。我們設計了一種立體真空包裝機，該設備集稱重、灌裝、整形、抽真空、熱封口、卸袋和輸送功能于一體，整機結構緊湊，自動化程度高，且操作方便，維護簡單，包裝速度快，極具市場競爭力。１整機設計１．１機構分布設計各個機構呈一字排開，如圖１所示。每袋的包裝劃分為７個工位，各工位之間距離相等，工位４為對中套袋工位。出料機構與整形機構固連，理袋機構與抽真空封口機構固定于機座上。在氣缸驅動下，左邊夾袋機構在工位３與工位４之間移動，而右邊夾袋機構在工位４與工位５之間進行移動。左整形機構在氣缸的驅動下在工位２與工位３之間來回移動，右整形機構在工位５與工位６進行來回移動。各個機構如此布置使套袋灌裝的同時能進行整形，抽真空同時進行卸料動作，可以提高工作效率，也方便調整維護。１．２機構選型整機主要由定量稱重機構、整形機構、夾袋機構、理袋機構、抽真空封口機構及出料輸送機構組成。目前市面上的同類產品在模具上沿用傳統手動真空包裝的思路，采用固定的立體模腔與特定的套袋筒配合的方式［１］，在更換包裝規格時需同時更換模具和套袋筒。而套袋筒的尺寸與成型尺寸接近，在套袋時需將包裝袋完全拉開并利用套袋筒將包裝袋完全撐開，這種操作方式造成了在套袋工序上的時間浪費。因此，本次設計在夾袋機構上采用鴨嘴式夾袋口，在夾袋口閉合時套袋，只需將袋口稍微撐
王志強：高速立體真空包裝機的研發／２０１８年第４期７開，而其余空間靠物料自重灌裝充滿即可。考慮到包裝規格的差異，為在灌裝工序上節約時間，采用兩套夾袋機構，同時每套夾袋機構配備一大一小兩個夾袋口，兼顧套袋難易程度與落料時間。而在模具方面，則采用組合式模具，利用多個整形板主動從各個方向動作形成立體模腔，*終用管式抽真空方式對物料進行定型。理袋機構采用機械式理袋，出料輸送機構采用出料盒翻轉方式將物料置于輸送帶上進行出料，出料動作與抽真空封口動作同時進行，盡可能降低整個工藝流程所占用的時間。圖１機構分布圖２關鍵機構設計２．１夾袋機構圖２為夾袋部分機構———對稱的搖桿滑塊機構簡圖，桿１為驅動件。圖２（ａ）為初始狀態，夾袋閉合；圖２（ｂ）為夾袋動作狀態，夾袋口張開。如圖２所示，只需外力按壓驅動桿往下動作，夾袋口便處于張開狀態，此時彈簧處于受壓狀態。當外力撤銷時，在彈簧的作用下，驅動桿便會恢復初始位置，夾袋口閉合。圖２夾袋機構簡圖２．２整形機構考慮到包裝尺寸的多樣化，在設計整形機構時要特別考慮模具更換的快速與方便。如圖３所示，將整套模具拆分成前整形板７，后整形板８，左右整形板及下整形板，各整形板的尺寸根據包裝袋定制，與相應的固定座之間采用燕尾槽接合，在更換模具時無需任何工具和調整［２］。前移動滑塊３沿導軌運動由前后整形氣缸帶動。當前后整形氣缸伸出到位時，前移動滑塊３和后移動滑塊４之間距離靠近從而帶動分別安裝在前后移動滑塊上的前后整形板７和８距離減小，前后整形板之間的距離與物料的成型厚度相對應；當左右整形氣缸回縮到位時，左右整形板之間的距離與物料成型的寬度相對應。而當下整形板氣缸伸出到位時，前后整形板，左右整形板與下整形板剛好形成一個立體型腔。而振動裝置則采用高頻氣動振動器，利用壓縮空氣為動力，推動機構產生回轉離心力或反復運動造成振動［３］。振動裝置安裝在前整形板上，在物料的成形過程中起到充實物料、振平頂面及加快整形速度的作用。該振動裝置與模具配合包裝出來的物料棱角分明，規則美觀。