第二章充填機械新教材

第二章充填機械新教材第一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

第一節(jié)概述

充填機械的分類1、按充填物料的物理狀態(tài)分：粉料、塊狀物料、膏狀充填機和液體灌裝機；2、按充填機所采用的計量原理不同分：容積式、稱重式、計數(shù)式充填機三種類型。第二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一充填機械的特點1、固體類產(chǎn)品的充填，產(chǎn)品的流動性能、容重及外形對充填質(zhì)量的好壞影響很大。計量精度很關(guān)鍵。2、非黏性產(chǎn)品的充填，其流動性能很好，能適應(yīng)各種充填方法。3、半黏性產(chǎn)品的充填，流動性能較差，需采取相應(yīng)的輔助措施。第三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一充填機的物料供送系統(tǒng)

塊狀物料的供送裝置1、可單塊供送或多個集中供送，如糖塊、香皂及條煙等。2、塊狀物料的供送裝置的基本工作要求：能適當(dāng)控制被送物件的路線、排列、間距、狀態(tài)和速度等。3、常用供送裝置：鏈帶式、推板式和轉(zhuǎn)盤式等。第四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1、鏈帶式供送裝置圖2-1鏈帶式供送機構(gòu)簡圖1-臺面板2-擋板3-料庫活門4-推板

5-主動鏈輪6-從動輪7-導(dǎo)向滑軌8-推板第五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2、推板式供送裝置圖2-2推板式供送機構(gòu)簡圖1、4-左右折角板2-擋板3-物品及包裝紙第六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一散粒體物料供送裝置

散粒體是指固體的、片狀、顆粒狀、粉狀或具有不規(guī)則形狀的小塊狀物質(zhì)。常見的有振動供送、螺旋供送、輸送帶及升降帶供送裝置等。

第七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1、振動供送裝置1-料槽2-平板彈簧3-銜鐵4-電磁鐵5-底座6-減振器

圖2-4電磁振動供送裝置(a)直槽式第八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-料盤2-喂料器3-儲料器4-電磁鐵5-底座6-減振器

圖2-4電磁振動供送裝置(b)圓盤式第九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2、輸送帶供送裝置(a)水平帶式

1-卸料裝置2-主動輥3-托輥

4-輸送帶5-裝料裝置6-從動輥第十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一3、螺旋供送裝置圖2-6螺旋供送裝置第十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一4、齒鼓輪式供送裝置圖2-7齒鼓輪供送裝置第十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一液體物料供送裝置

液體物料包括純液體、液汁、溶液或乳濁液等，具有流動性好、密度比較穩(wěn)定等特性。

液體物料用泵、管道及閥門等組成的管路系統(tǒng)進行輸送。

液體物料供送裝置有：真空吸料泵、離心泵、活塞泵、齒輪泵、螺桿泵等，需根據(jù)輸送能力及液體性質(zhì)來選定

第十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一真空吸料泵用于低黏度液體及中等黏度物料的輸送，輸送中物料與泵不接觸，能減少污染，比較符合衛(wèi)生要求，特別適宜飲料類食品、醫(yī)藥注射液的輸送；活塞泵、齒輪泵、螺旋泵等適應(yīng)于中等黏度及高黏度物品的輸送。第十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

圖2-8真空吸液料裝置1-低位敞口料槽2-高位密封料槽3-過濾器4-真空泵第十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一包裝材料供送裝置：片材、卷材摩擦機械引送、推送、真空吸盤吸送、膠黏送、機械與真空吸送相結(jié)合1、機械摩擦引送裝置（片材）

圖2-9機械摩擦引送裝置1-紙頁庫2-包裝材料3-上壓紙輥4-送紙輥5-側(cè)壓紙輥6-導(dǎo)紙板7-舔紙輥8-摩擦塊9-升紙裝置10-頂紙針第十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2、推出式供送裝置圖2-10推出式供送裝置1-推板2-支撐滾筒3-閘門4-擺鉤5-輸送輥6-主動偏心銷盤7-搖桿第十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一3、真空吸送裝置圖2-11真空吸送裝置1-空氣噴嘴2-存庫支撐卡頭3-輸送輥4-吸盤第十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一4、卷筒狀材料供送裝置：單層(a）(b)1-包裝材料卷2-導(dǎo)輥3-輸送輥4-裁切裝置5-導(dǎo)板6-卷筒薄膜7-導(dǎo)輥組

8-張緊裝置

9-光電檢測控制裝置10-成型器11-橫向熱封器

圖2-12單層卷筒材料供送裝置第十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一4、卷筒狀材料供送裝置：多層圖2-13

雙層卷筒材料供送裝置1、6-拉簧2-支桿3-壓簧4、5-制動杠桿第二十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一包裝容器供送裝置：剛性容器、柔性容器、紙箱類1、剛性包裝容器供送裝置：鏈式、帶式、輥式、螺桿式、星形撥輪式1）鏈式供送裝置(a)平板式(b)推進式

圖2-14鏈式供送裝置第二十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2）帶式供送裝置(a)以托板作為承托裝置(b)以托輥作為承托裝置圖2-15帶式供送裝置第二十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一3）輥式供送裝置(a)圓輥轉(zhuǎn)位式

(b)錐輥轉(zhuǎn)位式圖2-16輥式供送裝置第二十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

圖2-16螺桿式供送裝置

1-螺桿2-鏈式供送裝置3-側(cè)向?qū)О?-星形撥輪4）螺桿式供送裝置第二十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一5）星形撥輪式

圖2-18星形撥輪供送裝置1-齒形撥輪2-輸送板鏈3-星形撥輪第二十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

(a)(b)(c)(d)

圖2-19星形撥輪的形狀

星形撥輪與弧形導(dǎo)板相配合，可用于輸入也可用于輸出，能使瓶、罐等容器以確定的間距進行導(dǎo)向、定向和定時的傳送。第二十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-分瓶蝸桿2-進瓶撥輪3-升降機構(gòu)4-定中罩5-中間撥輪6-壓蓋撥輪7-出瓶撥輪8-環(huán)形酒缸9-真空通道10-灌裝閥11-旋轉(zhuǎn)分配器第二十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一6）索道式供送裝置

采用纜索作為輸送載體，一般采用單列形式輸送輕型容器（主要是空罐、空塑料瓶），也可用于供送充填好的容器但其供送速度會大大減小。與其他供送裝置相比，索道供送裝置成本低廉，對于需要在車間內(nèi)進行長距離供送而又要求比較經(jīng)濟時特別適用。第二十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2柔性包裝容器的供送

1）中式信封袋圖2-20插嘴推送式供送裝置1-導(dǎo)柱2-鉸銷

3-鴨嘴片4-滑座5-動鴨嘴片

6-V形彈簧7-滾輪8-壓縮空氣噴嘴

9-紙袋儲槽10-推袋器11-滑座12-拉桿第二十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一3紙箱類包裝容器的供送

供送裝置類似于片狀材料供送裝置，有機械推送式、膠帶摩擦送式、真空吸送式和鏈帶輸送式等。第三十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一充填機的選擇

首先要考慮被包裝物料的情況，其次還要考慮：1、充填的計量精度2、生產(chǎn)速度3、變換物料品種的靈活性第三十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一計量是物料包裝的一個必要工序，其精確程度直接影響包裝產(chǎn)品的質(zhì)量。在自動包裝機組中，計量機構(gòu)可以是包裝機的一個組成部分，與充填機構(gòu)合二為一，也可以是單獨的計量機械。它是一種機、電、氣相結(jié)合，自動化程度較高的機構(gòu)和設(shè)備。根據(jù)被包裝物料的特性和生產(chǎn)需要，計量可以按其實重、容積，個數(shù)進行，具體計量方法：容積式計量充填、稱重式計量充填、計數(shù)式計量充填第三十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)容積式充填機容積式充填機的分類與特點（表2-1）第三十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一容積式充填機的工作原理

容積式充填機有量杯式、螺桿式、計量泵式、柱塞式插管式、氣流式。1、量杯式充填機工作原理：充填時靠自重將物料自由落入量杯適用范圍：小粒狀、碎片狀及粉末狀且流動性能良好的物料充填。生產(chǎn)能力計算：

第三十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一圖2-23量杯式定容計量與充填裝置

1-料倉

2-刮板3-上量杯4-下量杯5-容器6-輸送帶7-手輪8-凸輪9-底門

10-料盤第三十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一2、螺桿式充填機工作原理：螺桿式充填機是控制螺桿旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)或時間來量取物料，并將其充填到包裝容器中，計量裝置實際是一種螺旋推進器。適用性：適宜于粉料或小顆粒狀物料的計量，特別適用于在出料口容易架橋而不易落下的物料，如咖啡、面粉等，但不宜用于裝填易碎的片狀物料或表觀密度變化較大的物料。生產(chǎn)能力計算:

第三十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一結(jié)構(gòu)特點：圖2-24螺桿式充填機1-料倉2-插板3-水平螺旋給料器4-料位檢測器5-攪拌器6-垂直螺旋給料器7-閘門

8-容器

9-輸出導(dǎo)管第三十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一3計量泵式充填機工作原理：被包裝物料隨計量泵的轉(zhuǎn)到排料口轉(zhuǎn)鼓，在重力作用下經(jīng)導(dǎo)管裝入容器中，完成計量包裝，計量腔的容積決定包裝容量。適用性：適用于表觀密度穩(wěn)定、滾動性好、無結(jié)塊的細粉?；蝾w粒狀物料的計量包裝。生產(chǎn)能力的計算：第三十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一結(jié)構(gòu)圖2-25計量泵式充填機1-進料斗2-轉(zhuǎn)鼓機殼3-轉(zhuǎn)鼓4-排料口第三十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一4柱塞式充填機工作原理：通過調(diào)節(jié)柱塞行程而改變產(chǎn)品柱塞筒的容量而進行計量的。適用范圍：適用性比較廣泛，粉、粒類及粘稠類物料均可應(yīng)用。生產(chǎn)能力計算：S——柱塞行程，m；

F——柱塞容腔的橫截面積，m2；n——每分鐘的計量次數(shù)；ρ——物料的表觀密度，kg／m3；

k——充滿系數(shù)，與物料性質(zhì)有關(guān)。第四十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一圖2-26柱塞式充填機1-料斗

2-缸體3-柱塞頂盤4-柱塞5-活門6-彈簧7-柱塞推桿第四十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一5插管式充填機工作原理：將內(nèi)徑較小的插管插入儲料中，利用粉末之間的附著力，到卸粉工位由頂桿將插管中的粉末充填到包裝容器內(nèi)的機器。適用性：主要用于醫(yī)藥行業(yè)的小劑量藥粉的計量，計量精度較低。第四十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一圖2-27插管式充填機工作原理示意

1-插管

2-頂桿

3-容器

4-儲料槽第四十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一6氣流式充填機

氣流式充填機是利用真空吸附原理，將包裝容器或量杯抽真空，再充填物料。兩種類型：真空容器充填：充填精度受包裝容器容積變化影響真空量杯充填：充填精度高，可達±1%，充填范圍大，可從5mg到5kg進行充填。適用范圍：主要用于醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)粉料的計量第四十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一氣流式充填機的特點：①其主要優(yōu)點是計量精度高，可減少物料的氧化，延長物料的保存期，還可防止物料粉塵彌散到大氣中。②對不同形式的物料，其最佳的真空壓力是不一樣的。真空度過高，某些物料會被壓成粉末；真空度太低，可能達不到所需的夯實效果，影響計量精度。真空度應(yīng)根據(jù)不同物料而決定，在工作中應(yīng)隨時檢查，使其保持規(guī)定值。第四十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一圖2-28氣流式充填機工作原理示意1-料斗2-抽氣座3-密封墊4-容器5-托瓶臺6-充填輪第四十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一典型氣流式充填機—氣流分裝機圖2-29AFG系列氣流分裝機1-層流控制系統(tǒng)2-粉劑分裝系統(tǒng)3-壓縮空氣系統(tǒng)

4-電氣控制系統(tǒng)5-撥瓶轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6-蓋膠塞機構(gòu)7-真空系統(tǒng)8-玻璃瓶輸送系統(tǒng)9-機身及主傳動系統(tǒng)10-吸粉器第四十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一粉劑分裝充填系統(tǒng)：通過攪拌和分裝轉(zhuǎn)盤進行粉劑定量充填，在真空和壓縮空氣輔助下周期性地將粉劑分裝于瓶內(nèi)。粉劑分裝轉(zhuǎn)盤：實現(xiàn)定量分裝，主要是分裝轉(zhuǎn)盤上均布的“分裝孔”，孔中有粉劑吸附隔離塞，通過調(diào)節(jié)頂部與分裝盤圓柱面得距離即可調(diào)節(jié)粉劑充填量。真空用于吸粉，壓縮空氣用于卸粉第四十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)稱重式充填機工作原理：由供料機構(gòu)將待稱物料供到稱量機構(gòu)中，當(dāng)達到所需要的預(yù)定重量時停止供料，再由開斗機構(gòu)開斗放料充填，從而完成稱量充填工作。適用性：易受潮而結(jié)塊，使顆粒大小不均、流動性差，表觀密度變化幅度大及價值較高物料的充填。分類：毛重式和凈重式第四十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

圖2-34毛重式充填機1-儲料斗2-進料器3-落料斗4-稱量機構(gòu)5-傳送帶

圖2-35凈重式充填機1-儲料斗2-進料器3-計量斗4-稱量機構(gòu)5-落料斗6-包裝件7-傳送帶第五十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一毛重式充填機的特點和適用性：直接將包裝容器放在秤上進行充填，達到規(guī)定重量時停止進料。雖然計量精度受容器重量變化影響很大，計量精度不高，但該機器在使用中規(guī)定了容器重量的允許誤差，扣除容器重量的平均值后，仍能滿足大部分物料的精度要求。毛重式充填機適用于價格一般，流動性較好的固體物料，以及易結(jié)塊或黏滯性強的黏性物料，特別適用于易碎物料的充填。凈重式充填機的特點和適用性：先將物料過秤稱量后再充入包裝容器中。由于稱量結(jié)果不受容器皮重變化的影響，因此是最精確稱量充填法。

為達到高計量精度，可采用分級進料方法，即大部分物料粗進給，剩余小部分物料微調(diào)細進給。第五十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)稱重形式的不同，分為間歇式和連續(xù)式■

間歇式稱重1、單臺秤（離心等分式計量裝置，計量精度低）2、多臺秤（組合稱量技術(shù)，計量精度高）3、間歇斗秤（電磁振動給料器，計量精度高）第五十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-料倉2-攪拌器3-小甩盤4-大甩盤5-卸料槽6-包裝容器圖2-36離心等分式計量裝置第五十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一(c)多個稱量值得稱量過程(a)一個稱量值的稱量過程(b)兩個稱量值的稱量過程

圖2-38復(fù)式組合稱量技術(shù)的稱量原理第五十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一圖2-39間歇式斗稱1-稱斗2-撐桿3-微調(diào)稱桿4-主稱桿5-副秤桿6-吊桿7-限位器

8-電磁鐵

9-阻尼器

10-接近開關(guān)11-料倉12-主、副控制閘門13-電磁振動給料器

14-粗給料活門及控制閥15-細給料活門及控制閥16-排料控制閥第五十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

料倉→主、副兩個通道→主、副控制閘門→電磁振動給料器→粗、細給料活門

控制系統(tǒng)包括接近開關(guān)、電磁鐵、控制閥和電子控制同路。物料先通過秤體轉(zhuǎn)換為與負載成比例的位移，隨后由位置變換器變成脈沖電信號，經(jīng)檢測器控制給料器及其活門，以實現(xiàn)快速給料、慢速給料和停止給料，同時還控制有關(guān)機構(gòu)完成排料等動作。

控制閥的作用：是在停止給料時能快速地切斷料流。

限位器的作用：在于防止秤桿產(chǎn)生過大幅度的擺動，以延長有關(guān)構(gòu)件的使用壽命。

阻尼器的作用：能抵制秤的振動，使其快速恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。

第五十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一連續(xù)式稱重

通過控制物料流量及流動時間間隔來計量物料的質(zhì)量。

1、帶式秤（杠桿式皮帶秤、電子皮帶秤）2、螺旋推進連續(xù)秤3、連續(xù)式皮帶秤第五十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-料斗2-閘門3-稱重調(diào)節(jié)器4-稱架5-輸送帶6-傳感器7-限位器8-阻尼器9-平行板簧10-配重11-彈性支點圖2-43板簧杠桿式皮帶秤配重的作用：與限位器組合對預(yù)定重量產(chǎn)生平衡基準調(diào)節(jié)作用第五十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-料盤2-容器3-限位器4-阻尼器5-Ω形彈簧6-差動變速器7-密度計8-可逆電動機9-閘門10-秤盤圖2-44電子皮帶秤工作原理第五十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1-伺服電動機2-螺旋給料器3-擋板4-電子稱5-控制器6-攪動器圖2-46螺旋推進連續(xù)秤工作原理示意圖5→1→螺旋的轉(zhuǎn)速第六十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一

圖2-47連續(xù)式皮帶秤1-PI調(diào)節(jié)器2-稱重校正器3-整流器4-阻尼器5-稱體6-傳感器

7-物料分配器8-輸送帶9-閘門給料器10-電磁振動給料器11-螺旋給料器第六十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一稱量法計量精度的影響因素1、給料系統(tǒng)的性能：給料系統(tǒng)包括給料機本身和給料應(yīng)有良好的可調(diào)節(jié)性,要能很好地適應(yīng)粗加料、細加料和停止加料三個階段的給料變化，這取決于給料機工作的可調(diào)節(jié)性能。

2、落差影響：由給料機出口與稱量器中物品間高度差所造成的計量誤差稱為“落差”對對計量精度的影響，設(shè)計中須盡可能減小給料機物品出口到稱量器間的距離，也可減小細加料時的物流流量。3、物品性能的影響：物品的物理性能，如流動性、散堆表觀密度的穩(wěn)定性、吸潮結(jié)塊性等，在稱量過程中均以不同方式影響計量精度。4、電子秤連續(xù)稱量等分截取計量的誤差：松散粉粒物品由電子秤連續(xù)稱量等分截取計量時，計量誤差來自機械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)及物品性能三個方面。第六十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一第四節(jié)計數(shù)式充填機

計數(shù)式充填機適用于條狀、塊狀、片狀、顆粒狀等規(guī)則物品包裝的計量充填，也適用于包裝件的二次包裝，如裝盒、裝箱等。

■計數(shù)裝置

計數(shù)裝置是計數(shù)式充填機的主要部分，由三個基本功能系統(tǒng)組成：內(nèi)裝物計數(shù)檢測、內(nèi)裝物件數(shù)顯示、產(chǎn)品的遞送。其中計數(shù)檢測儀有光學(xué)系統(tǒng)和非光學(xué)系統(tǒng)兩大類第六十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期一1光學(xué)系統(tǒng)類：光電元件檢測系統(tǒng)：產(chǎn)品如能遮斷電接收器的光線即被記錄為一個產(chǎn)品，這一方法適用范圍于大多數(shù)能有效遮斷光線的產(chǎn)品計