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中达行星减速机在颗粒包装机上的应用 |
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包装机广泛应用于各行各业，如食品、乳品、调味品、化工、医药等品种众多产业。其中专业设计制造颗粒粉末状、块状固体无规格散装物料的自动计量充填包装设备，如洗衣粉、味精、米粉、奶粉、食盐、糖、大米及种子等配套的自动化包装设备，以其市场应用面广，自动化程度高而最为典型。随着技术的发展，包装技术越来越朝高速、高精和全自动化方向发展。
1 颗粒包装机的工作原理
一台完整的包装机包含以下功能：自动实现制袋、计量、充填、打印日期、封口、记数、点动和清零等功能。
图1 现场全自动包装机图
颗粒包装机的包装过程流程图：包装材料——经薄膜成型器成型——进行横封热合打 字打撕口装料——切断——进行纵封热合成型。
颗粒包装机的机构构造包含以下五种：
（1）包装材料供送机构；
（2）主传动系统：卷筒式复合包装材料经象比趁成型器折叠后，由热封装装置先后完成分段宗封和底边全封。图2为象鼻成型器制袋式袋装机，其中数字1为象鼻成型器、2为加料斗、3为纵封辊、4为横封辊、5是切刀；
（3）传动系统：一般会要求自动化颗粒包装机的生产效率达到50-100袋/分，袋长为55-110mm；
（4）切断装置：机械式切断包装袋的方法大体上有热切和冷切两种，可根据具体条件，如包装材料的材质、厚度、材料的牵引运动形式、切割方法和切口形状等来选择；市场上常规切断一般采用热切。热切是将薄膜局部加热融化并用热切元件想融化部分施加一定压力而使其分离的一种方法。冷切是借助锋利的金属刀刃使薄膜在横截面上受剪切力而分离料袋的一种方法。冷切工具常用滚刀、镰刀、锯齿刀等；
（5）确定电机功率：市场上常规包装机，一般功率为400W。
图2 象鼻成型器制袋式袋装机
2 包装机传动系统的构成及中达行星减速机的选择
2.1 装片机传动系统的构成
一套完整的包装过程包含以下四个比较关键的动作：横切、纵切、横封和纵封。这4个关键动作上，客户全部选择了台达伺服，配中达行星式减速机。如图3所示。
图3 颗粒包装机传动结构图
2.2 行星减速机的选择
2.2.1 选用行星减速机的目的
此机构的传动上，用户主要考虑到以下几点，选配了中达减速机。
（1）增加伺服电机的扭矩输出值。增加减速机后，输出扭矩和伺服电机额定输出扭矩有以下关系式：T输出=T伺服×i×η。
其中，T伺服为伺服电机的额定输出扭矩；T输出为伺服电机经减速机后的输出扭矩；i—为减速机的速比；η—为减速机的输出效率。
（2）降低工作平台对伺服电机的惯性冲击。在伺服电机急起急停或伺服电机频繁正反转的场合，负载对伺服电机的惯性冲击非常剧烈。如不能采取相应措施进行避免，则很容易导致伺服电机输出轴因冲击而破坏，进而影响伺服电机的定位精度和寿命。各惯量及速比有以下关系式：JLR= (JL / i2)/(3～5)。
其中，JL—为负载的实际惯量，可根据负载的结构及重量计算出来；JLR—为经过减速机后，折算到伺服电机端的惯量；3～5为一个经验值。
从以上关系式不难看出，增加减速机后，负载惯量对伺服电机的惯量冲击得到明显降低。
（3）提高传动效率。行星减速机的传动效率在90%以上，中达行星减速机效率能达到95%。这样可以使伺服电机的功率得到极大的输出。
（4）客制化产品，完全按客户所要求的尺寸加工，便于客户安装调试。
2.2.2 行星减速机的选择与计算
以下为本案中根据用户的实际需求所进行的减速机型号确定。
（1）减速机系列的确定：本案中，台达伺服+中达减速机主要用于替换松下伺服+德系N品牌减速机。所选伺服规格为：ECMA-C20604，相关参数情况如表1。
参照中达减速机与伺服电机的尺寸匹配关系，配台达ECMA-C20604伺服，减速机的标准配置为060基座。这样伺服同减速机的安装比较方便，同时整体安装好后，外型尺寸上也比较协调。
此外，速比部分之前N品牌单台设备配置为：10比1台，15比3台。由此，本案减速机的规格选定为：ZDL060-L1-10 和ZDL060-L2-15。
（2）客制化尺寸，便于客户安装：按客户要求尺寸，标准尺寸无法满足。中达减速机按客户所要求尺寸供货，用户非常认可。表2为标准ZDL060输出端尺。
按用户要求更改后尺寸如表3所示。
3 结论
通过用户实际使用及检测证明，使用台达伺服配中达减速机可以保证实现产品性能稳定可靠。此外，包装效果良好，各方面指标均达到客户预期要求。从成本上考量，使用台达和中达系列产品替代日系和德系品牌产品，也实现了成本的降低。同时，完全按客户要求客制化的产品，使客户设备安装更方便可靠，性能得到充分发挥。
目前产品已通过客户较长时间的检测，并一直运行良好，用户对中达减速机非常认可，并开始批量向我们订货。相信随着各地区的不断推进，台达伺服和中达减速机在包装机行业的占有率会不断提高。(end)
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(11/3/2012) |
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