主要内容：
掌握块状、散体、流体物料的供送机构的工作原理。
板、片材、卷筒等包装材料的典型供送机构的工作原理。
第二章 供送装置第二章 供送装置供送装置是包装设备的重要组成部分,其结构及工作性能决定着设备的自动化水平及生产率,并影响着设备的总体布局 。
包装机械的供送对象一般是指被包装物品、包装容器和包装材料等。其中,被包装物品按其状态可划分为块状、散体、流体等；包装容器和材料则可归为板、片材、卷筒材及瓶、罐类等。本章将上述物品的供送装置划分为块状、
散体、流体、板片材及卷材四类供送装置分别予以介绍。
第一节 块状物品的供送装置块状物品主要是指整齐排列并能借助供送装置单个给料或多个集合给料的较大的块状物品,这种物品的供送机构在工作中应能对其供送的路线,排列方式,间距大小,供送状态及速度予以控制,以满足设备的工艺条件,生产能力及布局要求 。
常用块状物品供送装置有以下一些类型 。
一,链带式供送装置链带式供送装置有低速,及高速之分 。 图 2.1为一低速链带式供送装置图 。 该装置常用于较大块状食品的供送 。 它由主动链轮,从动轮,张紧装置,链带,推板和导向装置置等组成 。 其中安装在链节上的推板间距是根据供送块状食品所需的间距而定的,且在其链带两侧设有挡板 2。 推板工作时沿导向滑轨滑行,当把被送块状食品送到预定位置时,
推板便脱离滑轨离开工位 。 链带式供送机构按其具有的链条数又可分为单链式和双链式,其基本组成和工作原理与上述相同,单链式供送面窄,用于供送小件块状食品,后者输送面宽,用于较大块状食品 。
图 2.1 链带式供送机构简图
1-台面板 2-挡板 3-料库活门 4-推板 5-主动链轮 6-从动轮 7-导向滑轨 8-推板这种推料装置结构比较简单紧凑,所占空间不大,又易同其他传动装置联动,只是运动惯性较强,工作速度不能过高。
三、动梁式供送装置图 2.3所示为双曲柄式动梁供送装置。动梁 4与定梁 3等长,
动梁作等速的正圆平动。两梁均有等间距的 V形槽用来支撑和拖动被供送的圆柱形或长条形 (如干电池、安瓿等 )物件。
考虑到物件是作间歇的圆弧线运动,因而需控制适当的主动轴转速,以尽量减缓起落时所产生的冲击力。若保持槽间距一定而仅改变被供送物件的动停比,则应调整两曲柄 2的回转半径及定梁的上下位置,从这一点看,双曲柄式动梁机构比较灵活。
四、拨轮式供送装置图 2.4 所示为星形拨轮供送装置,一般用作供送瓶罐类包装容器 。
它主要由星形拨轮 1,3,
输送链带 2,主传送链带
4和固定的圆钢导轨 5等组成 。 主传送链带并列两条 (送盒的一条未画 ),
均属复式板链结构 。 根据物件的体形大小及盒子的外廓尺寸,可在一定范围内分别调整放瓶挡板及放盒夹板的间距,
以提高该机的通用能力 。
图 2.3 双曲柄式动梁供送装置
1-料槽 2-主动双曲柄； 3一定梁 4一动梁五,螺杆式供送装置螺杆式供送装置除了能够按即定的工艺要求把包装物品或包装容器分批地或逐个地送到包装工位外,还可以完成增距、减距、分流、合流、升降、起伏、转向或翻身等工艺要求。该供送装置按螺杆的螺距和结构的不同、可划分为等螺距螺杆、变螺距螺杆及特种变螺距螺杆等三种类型的供送装置。
图 2.4 星形拨轮供送装置图
1,3-星形拨轮 2-输送链带 4-主传送链带 5-固定导轨
2.5 等距螺杆供送装置
1-瓶糟 2-等距螺杆 3-侧向导轨
4-水平输送带
1.等螺距螺杆图 2.5为等螺距螺杆供送装置,它是由一等径长螺杆 2,侧向固定导轨 3和底面水平输送带 4等组成 。 它们相互协调动作,
将槽内的包装容器按相等间距送到包装工位 。
2.变螺距螺杆图 2.6为变螺距螺杆供送装置。其中图 (a)是用于专门供送圆柱形包装容器的,螺杆 1上的螺旋糟沿螺杆供送方向逐渐缩小螺距，使被供送物件在静止滑板 2上紧靠侧向导轨处于边滚动边减速的状态运动。图（ b） 是专门用于供送棱柱形包装容器的。双环形槽沿螺杆供送方向逐渐增大螺距。
图 2.7所示为特种变螺距螺杆供送装置 。 其中,图 (a)、
(b)不仅能改变供送容器的排列和间距,同时分别起着分流和合流的作用,以便同后面的包装要求相适应 。 图 (c)是对并列排列,转向相同的螺杆,它们的组合作用使包装容器在供送过程中,既能改变间距同时又改变了运动状态 。
图 2.7 特种变螺距螺杆供送装置
(a)合流 (b)分流 (c)转向 (d)翻身第二节、散体物品的供送装置一,散体的基本形态散体物品是指由确定数量的一种或数种个体所组成的松散聚集物 。 它具有一定的流动性,但易吸取空气中的水份受潮,
粘性增加甚至结块,使其物理特性变化 。 根据散体的基本物性,
大体可分为三个基本形态 。
l)体形细长且有足够强度或方向性的物件,如火柴,铅笔芯等 。 供送前需用人工按一定方向整齐地堆放在存槽内,然后借专用装置有节奏地进行定量给料,
这样,不仅有利于简化设备构造,还可提高工作的可靠性 。
2)体形不大,表面光滑且有一定强度和可定向的物件 。 如笔尖,表针,图钉,瓶盖,胶囊,电子元件等 。 供送前多呈杂乱的聚集状态,一经专用装置作用便可实现定向排列,将它们逐个或分批地送至其他工位 。
3)粘湿性较小的粉料和颗粒物料 。 如奶粉,味精,砂糖,
咖啡,茶叶,药丸,片剂等 。 供送前,先贮存于容器内,工作时借自重或专用装置完成排料,输送及定量给料 。 但有些物料易受环境影响而会程度不同地改变其物理化学性质,还可能产生较多的逸散性损失 。 对此,需按具体情况采取适当的密封与防护措施 。
二,典型的散体供送装置散体供送装置,依其主体运动的方式可分为旋转式,摆动式,
直线往复式和振动式等多种；依其传动方式可分为机械式,液压式,气动式和电磁式等多种；此外,还可将这些方式加以适当的组合,以充分发挥其效能 。 下面,扼要说明若干典型的散体供送装置及其特点 。
图 2.8 螺杆式计量机构示意图
1-料仓 2— 插扳 3— 给料水平螺杆 4— 电磁离合器
1.螺旋供料器图 2.8为螺旋给料器,它适用于流动性较好的散体食品,亦可用于流动性较差的散体食品的计量 。 如奶粉,味精等 。
但对于受挤压后,视容重变化较大的粉状食品应严格控制料位高度 。 如图 2.8所示,其中料位检测器 5检测料位高度,
并将其信息反馈给控制器,控制给料水平螺旋 3的转速,
以实现计量螺杆料斗稳定的料位高度,搅拌器 6用来防止物料架桥结块 。 计量螺杆 7与闸门 8是定容计量出料的主要部件,精确控制计量螺杆的转数和调节闸门适当的开度,可以得到散体物料的计量精度要求,使计量误差控制在最小范围内 。
2.齿鼓式
(a)齿鼓式给料器如图 2-9（ a）,首先靠人工定向,再分批地放入存槽内,由等速回转的齿鼓将其逐个接出 。 适合细杆形硬质物件,如铅笔芯,圆珠笔芯等供送 。
(b)叶轮式给料器如图 2-9（ b）,叶轮的环形区间匀布若干支板,形成与物件外廓相对应的孔型,使落入的物件自动定向,排列于外壳的出口导槽内 。 适合圆锥台形和圆凸台形的硬质物件,如瓶塞,大头螺钉等供送 。
(c)锥盘式给料器如图 2.9（ c）,经单个或多个料槽输入的物件散落到锥形转盘上方被支架固连的螺旋栏板内,因受盘面摩擦力的作用使之不断加速向外圈转移,并形成定向排列 。 最后由输送带送至指定工位 。 适合圆柱形和长方体形硬质物件,如圆头平键,
糖块等物
(d)槽盘式给料器如图表 2.9(d),利用宽皮带加料,然后让落到转盘上的物块沿着静止的齿形螺旋导板自动地按其长轴进行定向排列,待滑进转盘周边的凹槽内后,便按其厚度再一次进行定向排列 。 在这个过程中,物块所受的挤压力甚微,能防止变形破坏 。 为增大盘面中部的速差以提高工艺效果,有的将整体式转盘改成差动的双套式结构 。 适合长方体形软质物件,如巧克力,饴糖等物料的供送 。
(e)直插板式给料器如图 2.9(e),当理料插板向上推移时,其顶端的倾斜工作面即将槽内的物件定向地提起一只,滚入等槽后经摆动拨叉排出 。 适合处理圆柱形金属物件,如销轴,套筒等物料的供送 。
图 2.9 典型的散粒体供送装置示意图
(f)斜插板式给料器如图 2.9(f),斜置的插扳薄而宽,其顶端朝着侧向出口倾斜,以有助于对物件进行自动定向排列 。 适合碟形和环形的金属物件,如垫圈,凸面圆片等物料的供送 。
(g)扇形插板式给料器如图 2.9(g),在扇形插板上开有单列或多列长槽,其内宽略大于钉杆直径而小于钉头直径 。 当向上摆动时可提起一批物件并形成整齐的定向排列 。 出口设有电控闸门,
以实现定量给料 。 适合大头钉形金属物件,如图钉,铆钉等物料的供送 。
(h)斗式电磁振动给料器如图 2.9(h),料斗受电磁铁激振力的作用产生高额微幅振动,从而使斗内散乱堆放的物件得以沿着周边的螺旋滑道 (有的还附设定向装置 )进行自动定向排列 。 最后由装有摆叉的导糟逐个排出 。 适合多种形体,尤其是轻小光滑,
能自动定向的硬质或软质物件,如片剂,胶囊,笔舌,电子元件等供送 。
(j)槽式电磁振动给料器如图表 2.9(j),若在贮料槽下方串联配置两台振动给料器,则可分别控制连续排料和二级定量给料,以提高计量的精度和速度 。 此外,也可采取并联的配置方式,使之分别完成粗给料和细给料 。 适合干性的粉粒状物料,如洗衣粉,菊花晶等的供送 。
总之，上述的每一种散体供送装置都各有其适用范围，
要因地制宜选用。至于电磁振动给料器的优点主要体现在：
类型多样、结构简单、轻巧紧凑、容易制造，适用性强、
性能可靠、调节方便、可以遥控、耗电较少、无需润滑、
经久耐用、成本不高。所以，这是一种颇有发展前途的散体供送装置，而且为包装生产过程自动化创造了良好的条件。
第三节 流体物料供送机构流体物料是指含湿量或含油量很高,一般情况下其自身不具备一定形状的液态,膏状和塑性等物料 。 其供送机构多与计量装置合二为一,称为计量供送机构 。 因液体物料的供送系统将在灌装系统中介绍,故本章重点介绍膏状及塑性物料的计量供送机构 。
一,物料粘度具有一定粘度的流体物料按其粘度一般可分为低粘度物料及高粘度物料 。
低粘度物料多属牛顿型流体，这种物料通常在重力作用下就可沿管道或溜槽流动，如液体饮料、牛奶、食用植物油等。高粘度物料一般多属于非牛顿型流体，其流动的基本特证是其剪切力与剪切速率不成正比，即其粘度不是常数，而是随剪切速率的增加而下降。
二,典型供送机构
1.成型式供送机构如图 2.10（ a） 所示已拌合好的这类物料可用泵或不锈钢斗式小车送至料斗 1内,而后由细腰转鼓 3和双联螺旋 2挤压入成型转台
4(转台已展开 )活塞 5下的模腔中,活塞 5与转台 4模腔同步,在工位 1物料被挤压填满模腔,在工位 3食品被推料活塞推出后,用线刀将成型物料与活塞分开落入出料转盘 6
上 。 计量量由改变活塞行程来确定 。
2.截料活塞式供送机构如图 2.10（ b） 所示，该供送机构由料斗 1、螺旋刮刀 2及活塞 12、缸体等组成。投入料斗 1中的物料由螺旋刀挤压入圆形机壳 3和活塞 12的空腔内，当异形旋塞 4右旋至活塞缸与出料口 5连通时，活塞右移，将物料通过旋塞通道挤压到出料管。凸轮 7和连杆 6带动出料弯头 5摆动卸料，而后异形螺塞左旋至图示位置，活塞左移，其空间又被食品充填。至此完成一次循环。其计量量可由改变活塞行程来确定。异形旋塞 4的左右转动是由凸轮 17，通过连杆机构，
扇形齿轮等完成的。活塞是由凸轮 9带动摆杆 10上的套筒在摆杆 11上滑动,使摆杆 11摆动来带动活塞移动 。 丝杠 8可调节摆杆 10上套筒的位置,
以改变活塞行程 。
(a)成型式机构
1 —料斗 2—双联螺旋 3—细腰转鼓
4—成型转台 5—推料活塞 6—出料转盘
(b)截料活塞式机构
1-料斗 2-螺旋刮刀 3-圆筒机壳 4-异形旋塞 5-出料弯头 6,10,11,16-连杆 8-丝杆
7,9-凸轮 12-活塞 13-扇形齿轮 14-齿条
15-滚子 l7-槽形凸轮图 2.10 计量及供送系统示意图
3.定量泵供送机构图 2.11所示,定量泵工作时,活塞作上下往复运动,当活塞上行时,锥形阀 3先开启并向上运动,直到挡圈 6顶住活塞托架 5,使活塞体 4随着上升 。 料斗 1中的物料则由锥形阀开启空隙和活塞托架 5空间被吸入活塞下面的空腔内；当活塞杆下行时,锥形阀又先关闭并带动活塞体 4下行,迫使物料由卸料口 7挤出 。 其定量量可用改变活塞的行程来确定 。
4.螺杆式供送机构螺杆供送机构如图 3.5所示,其工作原理是利用螺杆螺旋槽的容腔来带动物料,并随螺旋转动被送至出料口 。
它结构简单,运转可靠,对供送物料量的调节方便,
易清洗,适用于高粘度物料的供送,被广泛应用于包装行业中 。
图 2.11 定量泵结构简图图 2.12 回转活塞式机构示意图
l-料斗 2-泵体 3-锥形阀 4-活塞体 1-泵壳 2-扇形滑块 3-分配器 4-空心轴
5-活塞托架 6-挡圈 7-食品出口 8-活塞杆
5.回转活塞式供送机构如图 2.12所示，该机构适用于高粘度物料，如奶油等。
其工作可靠、计量精确。图（ a)所示为该机构的解剖图，图
(b)为其运动工作图。扇形滑块 2与分配器 3分别由两端部两个带槽空心轴 4带动作往复回转运动。工作初始，如在工位 I
时，物料由料口被挤压入上部空腔，两扇形块同时右旋至工位 2，此时扇形抉 2停转，分配器 3继续转动将腔内物料从排料口挤出 (见 1位 34)，上部空腔形成负压则被新供食品挤压填充。然后两扇形块同时左旋至工位 V时。扇形块 2停转，
分配器 3继续转动将腔内物料从排料口挤出，上部空腔又被新的物料充填，如工位 VI,I所示，至此，计量泵完成一次循环，计量量则可由改变分配器 3的转角的大小来确定。
第四节 板、片材供送机构在物料被包装过程中，作为包装材料的板、片材供送机构，通常是将预先按规定尺寸裁成的板片制成的扁平袋、带压痕的纸盒片等逐一地供送到包装工位。本节将对几种典型的包装材料供送机构作以介绍。
纸片供送机构如图 2.13所示,在包装机工作时，将纸片放在纸库 9
内，纸的后端由顶针 5顶住，前端由托纸辊 7托住，托纸辊 7在传动系统的带动下作等速回转运动，当拨纸挟 1和纸片接触时带纸向前运动,纸片被旋转着的下纸辊 11和从动压纸辊 10牵引，在导纸钢片 13的作用下，使纸沿垂直的方向输入接纸钩 15内,包装物料推送时，纸片就裹在外面，要经后面的包装工序完成包装。当机器发生故障不需要纸片下落时，可将升纸钢丝 2摆动一定的角度将纸抬起，当纸片下落位置不符合要求时，可调整接纸纸钩的调节螺钉 14。
图 2.13 纸片供送装置
1-拨纸块 2-升纸钢丝 3-顶针高低调节螺钉 4-个顶针前后调节螺钉 5-顶纸针
6-商标纸 7-托纸辊字 8-止退铁丝 9-纸库 10-压纸辊 11-下纸辊 12-调节螺钉
13-导向钢片 14-接纸钩调节螺钉 15-接纸钩二、真空供纸装置图 2.14为真空式供标签装置结构示意图。
当被包装物品由水平方向从右向左送入时,旋转着的翻料器 10钩住物品向上沿着圆弧轨道作 90° 翻转，并成直立状态。
在这过程中，真空吸嘴 6摆动，同时从标签架吸下一张标签，
再由旋转着的送纸辊 5和 7将标签纸送入真空转鼓 4和浮动辊 8
之间，此时，真空转鼓上的真空吸眼将标签吸住，并带着标签纸旋转正好送到被包装物品封口上正中位置，并同时关闭其真空状态,完成了送标签工作。
此真空吸纸供纸装置，因能保持标签纸完整无损，因此得到了广泛的应用。
三、纸盒片供送、张开装置图 2.15所示为纸盒片供送、张开装置结构和工作原理示意图。
在包装的过程中，纸盒片由真空吸头 1从纸盒片料仓 2中吸住并拉下来,在拉下的过程中,纸盒片被斜拦条 4张开成型,再由后面的推手 7将纸盒送至盒输送链 9中,如图 2.15(a)所示，
在纸盒由推手推出过程中,
为了防止已被张开成型的纸盒被重新弹回，由接盒杆 5顶住，与推手 7将纸盒送至纸盒输送链入口处，
如图 2.15(b)所示，吸头 l由偏心轮带动将盒拉至搁板 8
顶面时，推手 7开始推盒，
此时吸头继续向下运动待纸盒完全被推出吸头位置后,吸头方可向上运动，开始下一个吸盒工作，如图
2.15(c),(d)所示。
图 2.15 空盒片供送、张开工作原理图
1— 真空吸头 2— 纸盒片料仓 3— 纸盒片 4-斜栏条 5— 接盒杆 6-压盒条
7— 推手 8-搁板 9— 纸盒输送链四、薄钢片供送机构图 2.16 为薄钢片供送机构示意图该机构用于制罐机上，
在机架 13上放置成叠的薄钢片 (镀锡板片 )，提料架 7下部为齿条，它与提料轴 9上齿轮啮合，转动手轮 8,使提料轴上升，从而将镀锡料片举至储料架中,并靠托料销 10支承住。真空吸料杆 26和吸嘴 5在传动齿轮 22、吸料连杆 23、
曲杆 24等带动下作上下往复运动,当它将一料片吸至工作台面高度时，刮料爪 2将吸嘴 5上的料片沿水平方向送入导板 11上，并由板条输送器送入下一个成型工位。
真空吸嘴 5吸取料片的真空是由真空泵 16抽吸的，真空泵 16下部装有电磁三通阀 15,用以控制真空吸料管道周期地与真空泵 16和大气相通,以便在吸料时进行抽气真空吸料,在刮料开始时破坏真空。
图 2.16 薄钢片供送机构示意图
1-导轴 2-刮料爪 3-挡料板 4-储料架 5-真空吸嘴 6-镀锡板 7-提料架
8-手柄 9-提料轴 10-托料销 ll-进料导板 12-料片输送器 13-机粱 14-
摆动杆 15-三通接头 16-真空泵 17-活塞杆 18-链轮 19-法兰 20-摇臂
21-滑套 22-齿轮 23-连杆 24-曲轴 25-塑料软管 26-吸料杆五、自动取袋机构有的包装机上使用的是预先制成的纸袋,图 2.17为自动取袋机构示意图,该机构的功用是将预制的纸袋单个地取出,然后送人包装机的包装工位。
该机构工作时，纸袋 1已整齐地堆放在堆袋器 2上,并放置在提升机构 9的正下方,使纸袋的中心线近似地对准提升机构 9
的正下方。工作开始时,插入机构 6和 12的插入捧 7,11插入所取的纸袋下面，它们的工作是由气缸 5和 13驱动的，真空吸头
10在提升机构 9的带动下向下运动并吸住纸袋，当吸头吸住纸袋时,插入捧 11压住下面纸袋,此时夹钳 8夹住纸袋 2的边缘，插入机构在气缸 5带动下作返程运动,并将纸袋送到运输带 3上,把纸袋送入包装工位,插入棒 ll也退回原位。
第五节 卷筒式包装材料供送机构的设计在包装机上使用的柔性卷筒式包装材料有纸、金属箔、
塑料薄膜和复合薄膜等,按着材料上印刷的商标图形可分为：
有标卷带；即是印刷的商标图形是以独立单元等距分布的，
在物料包装的过程中，每个包装产品上都要保证商标图形完整无损，所以必须在包装材料上定位封合和切割。另一种是无标卷带；即是印刷的商标图形是连续的,在食品包装过程中,只要求保证每个包装产品的材料长度相等，上面的图案不一定都是完整的，本节重点介绍有标卷带材料的供送机构设计。
在包装的生产过程中,包装材料由于拉伸和机械运动中的波动等因素的影响,往往要产生拉伸变形，使包装产品的封切位置偏离了正确位置。对此一般采用光电自动定位，用光电传感器跟踪包装材料上的等距光标，并输出光电讯号来定位和进行误差补偿。
卷筒包装材料供送机构的结构卷筒包装材料供送机构主要由以下几部分组成：包装材料的安装及松卷装置，拉料机构,袋料长度的控制机构，包装材料的张紧与制动机构，防止包装材料偏移机构，如图 2.19
所示。
图 2.18中，供纸架安装在机架 1上,包装纸由输送辊 2和压辊 3输送。输送辊 2由链轮 8带动转动,压纸辊 3的轴是偏心的,
可用手柄 9操纵，使其与输送辊 2合上或脱开,以便引纸或输送纸。当包装材料的中心位置稍有偏离时,通过移动拖板 10给予校正。机架背面装有制动轮 4,调节拉杆 6的位置改变弹簧 5的拉力、可以凋节制动带 7的松紧。
拉料机构常用的形式有：滚轮拉料、履带摩擦拉料、橡胶辊拉料、真空吸附式履带拉料、气动升降式拉料。
袋长的控制系统常用的形式有机械式定长和光电检测商标定位，此部分是应解决的技术关键,也是本节内容的重点。
l一机粱 2— 输送轮 3-压辊 4-制动轮 5— 拉杆 6-弹簧
7— 制动带 8— 链轮 9— 手柄 10— 拖板二、对定位色标的要求定位色标必须能够起到遮光或通光的作用。
遮光是对透明包装材料而言的,整个包装材料是透明的，只是定位色标是不透明的。色标在通过光电检测时遮断光线，检测器输出光电脉冲信号。遮光色标要有足够的遮光面积,它的尺寸一般为 (5～ l5)× (4～ 6)mm。色标要尽可能采用深色标记,如深红色和黑色,避免用黄色和银色。若在不透明的包装材料上用遮光色标,一定要使色标的颜色和底色有很大的差别。
通光是指包装材料印成深色而不透光线,只有定位标记可以通过光线。
三、光电自动检测和自动定位方法
l.光电检测方法光电检测器是光电自动定位系统的眼睛,它随时监视着包装材料的供送速度,并发出检测讯号,光电检测方法有两种,
(1)透射式检测法这种检测方法是透明的包装材料通过检测器的光源和接受部位时,光源的光线是平行的光束,如图 2.19(a)所示。
这种检测方法不易受工作环境灯光的干扰,但不能用于难以透光或不能透光的包装材料的检测。
(2)反射式检测方法这种检测方法是设置反射板,当包装材料通过时,反射板将光源投射来的光再反射到光电池上,如图 2.19(b),(c),(d)所示，这种检测方法要求包装材料平稳地通过检测部位，以保证检测灵敏度。
2．光电自动定位方法软包装光电自动系统的自动定位方法有两种
(1)连续式自动定位法这种方法用于连续式供送包装材料的包装机上,常用的方法有进退式、制动式和两传动系统同步式。
(2)间歇式自动定位法这种方法用于间歇动作包装机的材料供送系统中,常用的方法有正、负补偿式和捕捉定位色标直接定位式。
掌握块状、散体、流体物料的供送机构的工作原理。
板、片材、卷筒等包装材料的典型供送机构的工作原理。
第二章 供送装置第二章 供送装置供送装置是包装设备的重要组成部分,其结构及工作性能决定着设备的自动化水平及生产率,并影响着设备的总体布局 。
包装机械的供送对象一般是指被包装物品、包装容器和包装材料等。其中,被包装物品按其状态可划分为块状、散体、流体等；包装容器和材料则可归为板、片材、卷筒材及瓶、罐类等。本章将上述物品的供送装置划分为块状、
散体、流体、板片材及卷材四类供送装置分别予以介绍。
第一节 块状物品的供送装置块状物品主要是指整齐排列并能借助供送装置单个给料或多个集合给料的较大的块状物品,这种物品的供送机构在工作中应能对其供送的路线,排列方式,间距大小,供送状态及速度予以控制,以满足设备的工艺条件,生产能力及布局要求 。
常用块状物品供送装置有以下一些类型 。
一,链带式供送装置链带式供送装置有低速,及高速之分 。 图 2.1为一低速链带式供送装置图 。 该装置常用于较大块状食品的供送 。 它由主动链轮,从动轮,张紧装置,链带,推板和导向装置置等组成 。 其中安装在链节上的推板间距是根据供送块状食品所需的间距而定的,且在其链带两侧设有挡板 2。 推板工作时沿导向滑轨滑行,当把被送块状食品送到预定位置时,
推板便脱离滑轨离开工位 。 链带式供送机构按其具有的链条数又可分为单链式和双链式,其基本组成和工作原理与上述相同,单链式供送面窄,用于供送小件块状食品,后者输送面宽,用于较大块状食品 。
图 2.1 链带式供送机构简图
1-台面板 2-挡板 3-料库活门 4-推板 5-主动链轮 6-从动轮 7-导向滑轨 8-推板这种推料装置结构比较简单紧凑,所占空间不大,又易同其他传动装置联动,只是运动惯性较强,工作速度不能过高。
三、动梁式供送装置图 2.3所示为双曲柄式动梁供送装置。动梁 4与定梁 3等长,
动梁作等速的正圆平动。两梁均有等间距的 V形槽用来支撑和拖动被供送的圆柱形或长条形 (如干电池、安瓿等 )物件。
考虑到物件是作间歇的圆弧线运动,因而需控制适当的主动轴转速,以尽量减缓起落时所产生的冲击力。若保持槽间距一定而仅改变被供送物件的动停比,则应调整两曲柄 2的回转半径及定梁的上下位置,从这一点看,双曲柄式动梁机构比较灵活。
四、拨轮式供送装置图 2.4 所示为星形拨轮供送装置,一般用作供送瓶罐类包装容器 。
它主要由星形拨轮 1,3,
输送链带 2,主传送链带
4和固定的圆钢导轨 5等组成 。 主传送链带并列两条 (送盒的一条未画 ),
均属复式板链结构 。 根据物件的体形大小及盒子的外廓尺寸,可在一定范围内分别调整放瓶挡板及放盒夹板的间距,
以提高该机的通用能力 。
图 2.3 双曲柄式动梁供送装置
1-料槽 2-主动双曲柄； 3一定梁 4一动梁五,螺杆式供送装置螺杆式供送装置除了能够按即定的工艺要求把包装物品或包装容器分批地或逐个地送到包装工位外,还可以完成增距、减距、分流、合流、升降、起伏、转向或翻身等工艺要求。该供送装置按螺杆的螺距和结构的不同、可划分为等螺距螺杆、变螺距螺杆及特种变螺距螺杆等三种类型的供送装置。
图 2.4 星形拨轮供送装置图
1,3-星形拨轮 2-输送链带 4-主传送链带 5-固定导轨
2.5 等距螺杆供送装置
1-瓶糟 2-等距螺杆 3-侧向导轨
4-水平输送带
1.等螺距螺杆图 2.5为等螺距螺杆供送装置,它是由一等径长螺杆 2,侧向固定导轨 3和底面水平输送带 4等组成 。 它们相互协调动作,
将槽内的包装容器按相等间距送到包装工位 。
2.变螺距螺杆图 2.6为变螺距螺杆供送装置。其中图 (a)是用于专门供送圆柱形包装容器的,螺杆 1上的螺旋糟沿螺杆供送方向逐渐缩小螺距，使被供送物件在静止滑板 2上紧靠侧向导轨处于边滚动边减速的状态运动。图（ b） 是专门用于供送棱柱形包装容器的。双环形槽沿螺杆供送方向逐渐增大螺距。
图 2.7所示为特种变螺距螺杆供送装置 。 其中,图 (a)、
(b)不仅能改变供送容器的排列和间距,同时分别起着分流和合流的作用,以便同后面的包装要求相适应 。 图 (c)是对并列排列,转向相同的螺杆,它们的组合作用使包装容器在供送过程中,既能改变间距同时又改变了运动状态 。
图 2.7 特种变螺距螺杆供送装置
(a)合流 (b)分流 (c)转向 (d)翻身第二节、散体物品的供送装置一,散体的基本形态散体物品是指由确定数量的一种或数种个体所组成的松散聚集物 。 它具有一定的流动性,但易吸取空气中的水份受潮,
粘性增加甚至结块,使其物理特性变化 。 根据散体的基本物性,
大体可分为三个基本形态 。
l)体形细长且有足够强度或方向性的物件,如火柴,铅笔芯等 。 供送前需用人工按一定方向整齐地堆放在存槽内,然后借专用装置有节奏地进行定量给料,
这样,不仅有利于简化设备构造,还可提高工作的可靠性 。
2)体形不大,表面光滑且有一定强度和可定向的物件 。 如笔尖,表针,图钉,瓶盖,胶囊,电子元件等 。 供送前多呈杂乱的聚集状态,一经专用装置作用便可实现定向排列,将它们逐个或分批地送至其他工位 。
3)粘湿性较小的粉料和颗粒物料 。 如奶粉,味精,砂糖,
咖啡,茶叶,药丸,片剂等 。 供送前,先贮存于容器内,工作时借自重或专用装置完成排料,输送及定量给料 。 但有些物料易受环境影响而会程度不同地改变其物理化学性质,还可能产生较多的逸散性损失 。 对此,需按具体情况采取适当的密封与防护措施 。
二,典型的散体供送装置散体供送装置,依其主体运动的方式可分为旋转式,摆动式,
直线往复式和振动式等多种；依其传动方式可分为机械式,液压式,气动式和电磁式等多种；此外,还可将这些方式加以适当的组合,以充分发挥其效能 。 下面,扼要说明若干典型的散体供送装置及其特点 。
图 2.8 螺杆式计量机构示意图
1-料仓 2— 插扳 3— 给料水平螺杆 4— 电磁离合器
1.螺旋供料器图 2.8为螺旋给料器,它适用于流动性较好的散体食品,亦可用于流动性较差的散体食品的计量 。 如奶粉,味精等 。
但对于受挤压后,视容重变化较大的粉状食品应严格控制料位高度 。 如图 2.8所示,其中料位检测器 5检测料位高度,
并将其信息反馈给控制器,控制给料水平螺旋 3的转速,
以实现计量螺杆料斗稳定的料位高度,搅拌器 6用来防止物料架桥结块 。 计量螺杆 7与闸门 8是定容计量出料的主要部件,精确控制计量螺杆的转数和调节闸门适当的开度,可以得到散体物料的计量精度要求,使计量误差控制在最小范围内 。
2.齿鼓式
(a)齿鼓式给料器如图 2-9（ a）,首先靠人工定向,再分批地放入存槽内,由等速回转的齿鼓将其逐个接出 。 适合细杆形硬质物件,如铅笔芯,圆珠笔芯等供送 。
(b)叶轮式给料器如图 2-9（ b）,叶轮的环形区间匀布若干支板,形成与物件外廓相对应的孔型,使落入的物件自动定向,排列于外壳的出口导槽内 。 适合圆锥台形和圆凸台形的硬质物件,如瓶塞,大头螺钉等供送 。
(c)锥盘式给料器如图 2.9（ c）,经单个或多个料槽输入的物件散落到锥形转盘上方被支架固连的螺旋栏板内,因受盘面摩擦力的作用使之不断加速向外圈转移,并形成定向排列 。 最后由输送带送至指定工位 。 适合圆柱形和长方体形硬质物件,如圆头平键,
糖块等物
(d)槽盘式给料器如图表 2.9(d),利用宽皮带加料,然后让落到转盘上的物块沿着静止的齿形螺旋导板自动地按其长轴进行定向排列,待滑进转盘周边的凹槽内后,便按其厚度再一次进行定向排列 。 在这个过程中,物块所受的挤压力甚微,能防止变形破坏 。 为增大盘面中部的速差以提高工艺效果,有的将整体式转盘改成差动的双套式结构 。 适合长方体形软质物件,如巧克力,饴糖等物料的供送 。
(e)直插板式给料器如图 2.9(e),当理料插板向上推移时,其顶端的倾斜工作面即将槽内的物件定向地提起一只,滚入等槽后经摆动拨叉排出 。 适合处理圆柱形金属物件,如销轴,套筒等物料的供送 。
图 2.9 典型的散粒体供送装置示意图
(f)斜插板式给料器如图 2.9(f),斜置的插扳薄而宽,其顶端朝着侧向出口倾斜,以有助于对物件进行自动定向排列 。 适合碟形和环形的金属物件,如垫圈,凸面圆片等物料的供送 。
(g)扇形插板式给料器如图 2.9(g),在扇形插板上开有单列或多列长槽,其内宽略大于钉杆直径而小于钉头直径 。 当向上摆动时可提起一批物件并形成整齐的定向排列 。 出口设有电控闸门,
以实现定量给料 。 适合大头钉形金属物件,如图钉,铆钉等物料的供送 。
(h)斗式电磁振动给料器如图 2.9(h),料斗受电磁铁激振力的作用产生高额微幅振动,从而使斗内散乱堆放的物件得以沿着周边的螺旋滑道 (有的还附设定向装置 )进行自动定向排列 。 最后由装有摆叉的导糟逐个排出 。 适合多种形体,尤其是轻小光滑,
能自动定向的硬质或软质物件,如片剂,胶囊,笔舌,电子元件等供送 。
(j)槽式电磁振动给料器如图表 2.9(j),若在贮料槽下方串联配置两台振动给料器,则可分别控制连续排料和二级定量给料,以提高计量的精度和速度 。 此外,也可采取并联的配置方式,使之分别完成粗给料和细给料 。 适合干性的粉粒状物料,如洗衣粉,菊花晶等的供送 。
总之，上述的每一种散体供送装置都各有其适用范围，
要因地制宜选用。至于电磁振动给料器的优点主要体现在：
类型多样、结构简单、轻巧紧凑、容易制造，适用性强、
性能可靠、调节方便、可以遥控、耗电较少、无需润滑、
经久耐用、成本不高。所以，这是一种颇有发展前途的散体供送装置，而且为包装生产过程自动化创造了良好的条件。
第三节 流体物料供送机构流体物料是指含湿量或含油量很高,一般情况下其自身不具备一定形状的液态,膏状和塑性等物料 。 其供送机构多与计量装置合二为一,称为计量供送机构 。 因液体物料的供送系统将在灌装系统中介绍,故本章重点介绍膏状及塑性物料的计量供送机构 。
一,物料粘度具有一定粘度的流体物料按其粘度一般可分为低粘度物料及高粘度物料 。
低粘度物料多属牛顿型流体，这种物料通常在重力作用下就可沿管道或溜槽流动，如液体饮料、牛奶、食用植物油等。高粘度物料一般多属于非牛顿型流体，其流动的基本特证是其剪切力与剪切速率不成正比，即其粘度不是常数，而是随剪切速率的增加而下降。
二,典型供送机构
1.成型式供送机构如图 2.10（ a） 所示已拌合好的这类物料可用泵或不锈钢斗式小车送至料斗 1内,而后由细腰转鼓 3和双联螺旋 2挤压入成型转台
4(转台已展开 )活塞 5下的模腔中,活塞 5与转台 4模腔同步,在工位 1物料被挤压填满模腔,在工位 3食品被推料活塞推出后,用线刀将成型物料与活塞分开落入出料转盘 6
上 。 计量量由改变活塞行程来确定 。
2.截料活塞式供送机构如图 2.10（ b） 所示，该供送机构由料斗 1、螺旋刮刀 2及活塞 12、缸体等组成。投入料斗 1中的物料由螺旋刀挤压入圆形机壳 3和活塞 12的空腔内，当异形旋塞 4右旋至活塞缸与出料口 5连通时，活塞右移，将物料通过旋塞通道挤压到出料管。凸轮 7和连杆 6带动出料弯头 5摆动卸料，而后异形螺塞左旋至图示位置，活塞左移，其空间又被食品充填。至此完成一次循环。其计量量可由改变活塞行程来确定。异形旋塞 4的左右转动是由凸轮 17，通过连杆机构，
扇形齿轮等完成的。活塞是由凸轮 9带动摆杆 10上的套筒在摆杆 11上滑动,使摆杆 11摆动来带动活塞移动 。 丝杠 8可调节摆杆 10上套筒的位置,
以改变活塞行程 。
(a)成型式机构
1 —料斗 2—双联螺旋 3—细腰转鼓
4—成型转台 5—推料活塞 6—出料转盘
(b)截料活塞式机构
1-料斗 2-螺旋刮刀 3-圆筒机壳 4-异形旋塞 5-出料弯头 6,10,11,16-连杆 8-丝杆
7,9-凸轮 12-活塞 13-扇形齿轮 14-齿条
15-滚子 l7-槽形凸轮图 2.10 计量及供送系统示意图
3.定量泵供送机构图 2.11所示,定量泵工作时,活塞作上下往复运动,当活塞上行时,锥形阀 3先开启并向上运动,直到挡圈 6顶住活塞托架 5,使活塞体 4随着上升 。 料斗 1中的物料则由锥形阀开启空隙和活塞托架 5空间被吸入活塞下面的空腔内；当活塞杆下行时,锥形阀又先关闭并带动活塞体 4下行,迫使物料由卸料口 7挤出 。 其定量量可用改变活塞的行程来确定 。
4.螺杆式供送机构螺杆供送机构如图 3.5所示,其工作原理是利用螺杆螺旋槽的容腔来带动物料,并随螺旋转动被送至出料口 。
它结构简单,运转可靠,对供送物料量的调节方便,
易清洗,适用于高粘度物料的供送,被广泛应用于包装行业中 。
图 2.11 定量泵结构简图图 2.12 回转活塞式机构示意图
l-料斗 2-泵体 3-锥形阀 4-活塞体 1-泵壳 2-扇形滑块 3-分配器 4-空心轴
5-活塞托架 6-挡圈 7-食品出口 8-活塞杆
5.回转活塞式供送机构如图 2.12所示，该机构适用于高粘度物料，如奶油等。
其工作可靠、计量精确。图（ a)所示为该机构的解剖图，图
(b)为其运动工作图。扇形滑块 2与分配器 3分别由两端部两个带槽空心轴 4带动作往复回转运动。工作初始，如在工位 I
时，物料由料口被挤压入上部空腔，两扇形块同时右旋至工位 2，此时扇形抉 2停转，分配器 3继续转动将腔内物料从排料口挤出 (见 1位 34)，上部空腔形成负压则被新供食品挤压填充。然后两扇形块同时左旋至工位 V时。扇形块 2停转，
分配器 3继续转动将腔内物料从排料口挤出，上部空腔又被新的物料充填，如工位 VI,I所示，至此，计量泵完成一次循环，计量量则可由改变分配器 3的转角的大小来确定。
第四节 板、片材供送机构在物料被包装过程中，作为包装材料的板、片材供送机构，通常是将预先按规定尺寸裁成的板片制成的扁平袋、带压痕的纸盒片等逐一地供送到包装工位。本节将对几种典型的包装材料供送机构作以介绍。
纸片供送机构如图 2.13所示,在包装机工作时，将纸片放在纸库 9
内，纸的后端由顶针 5顶住，前端由托纸辊 7托住，托纸辊 7在传动系统的带动下作等速回转运动，当拨纸挟 1和纸片接触时带纸向前运动,纸片被旋转着的下纸辊 11和从动压纸辊 10牵引，在导纸钢片 13的作用下，使纸沿垂直的方向输入接纸钩 15内,包装物料推送时，纸片就裹在外面，要经后面的包装工序完成包装。当机器发生故障不需要纸片下落时，可将升纸钢丝 2摆动一定的角度将纸抬起，当纸片下落位置不符合要求时，可调整接纸纸钩的调节螺钉 14。
图 2.13 纸片供送装置
1-拨纸块 2-升纸钢丝 3-顶针高低调节螺钉 4-个顶针前后调节螺钉 5-顶纸针
6-商标纸 7-托纸辊字 8-止退铁丝 9-纸库 10-压纸辊 11-下纸辊 12-调节螺钉
13-导向钢片 14-接纸钩调节螺钉 15-接纸钩二、真空供纸装置图 2.14为真空式供标签装置结构示意图。
当被包装物品由水平方向从右向左送入时,旋转着的翻料器 10钩住物品向上沿着圆弧轨道作 90° 翻转，并成直立状态。
在这过程中，真空吸嘴 6摆动，同时从标签架吸下一张标签，
再由旋转着的送纸辊 5和 7将标签纸送入真空转鼓 4和浮动辊 8
之间，此时，真空转鼓上的真空吸眼将标签吸住，并带着标签纸旋转正好送到被包装物品封口上正中位置，并同时关闭其真空状态,完成了送标签工作。
此真空吸纸供纸装置，因能保持标签纸完整无损，因此得到了广泛的应用。
三、纸盒片供送、张开装置图 2.15所示为纸盒片供送、张开装置结构和工作原理示意图。
在包装的过程中，纸盒片由真空吸头 1从纸盒片料仓 2中吸住并拉下来,在拉下的过程中,纸盒片被斜拦条 4张开成型,再由后面的推手 7将纸盒送至盒输送链 9中,如图 2.15(a)所示，
在纸盒由推手推出过程中,
为了防止已被张开成型的纸盒被重新弹回，由接盒杆 5顶住，与推手 7将纸盒送至纸盒输送链入口处，
如图 2.15(b)所示，吸头 l由偏心轮带动将盒拉至搁板 8
顶面时，推手 7开始推盒，
此时吸头继续向下运动待纸盒完全被推出吸头位置后,吸头方可向上运动，开始下一个吸盒工作，如图
2.15(c),(d)所示。
图 2.15 空盒片供送、张开工作原理图
1— 真空吸头 2— 纸盒片料仓 3— 纸盒片 4-斜栏条 5— 接盒杆 6-压盒条
7— 推手 8-搁板 9— 纸盒输送链四、薄钢片供送机构图 2.16 为薄钢片供送机构示意图该机构用于制罐机上，
在机架 13上放置成叠的薄钢片 (镀锡板片 )，提料架 7下部为齿条，它与提料轴 9上齿轮啮合，转动手轮 8,使提料轴上升，从而将镀锡料片举至储料架中,并靠托料销 10支承住。真空吸料杆 26和吸嘴 5在传动齿轮 22、吸料连杆 23、
曲杆 24等带动下作上下往复运动,当它将一料片吸至工作台面高度时，刮料爪 2将吸嘴 5上的料片沿水平方向送入导板 11上，并由板条输送器送入下一个成型工位。
真空吸嘴 5吸取料片的真空是由真空泵 16抽吸的，真空泵 16下部装有电磁三通阀 15,用以控制真空吸料管道周期地与真空泵 16和大气相通,以便在吸料时进行抽气真空吸料,在刮料开始时破坏真空。
图 2.16 薄钢片供送机构示意图
1-导轴 2-刮料爪 3-挡料板 4-储料架 5-真空吸嘴 6-镀锡板 7-提料架
8-手柄 9-提料轴 10-托料销 ll-进料导板 12-料片输送器 13-机粱 14-
摆动杆 15-三通接头 16-真空泵 17-活塞杆 18-链轮 19-法兰 20-摇臂
21-滑套 22-齿轮 23-连杆 24-曲轴 25-塑料软管 26-吸料杆五、自动取袋机构有的包装机上使用的是预先制成的纸袋,图 2.17为自动取袋机构示意图,该机构的功用是将预制的纸袋单个地取出,然后送人包装机的包装工位。
该机构工作时，纸袋 1已整齐地堆放在堆袋器 2上,并放置在提升机构 9的正下方,使纸袋的中心线近似地对准提升机构 9
的正下方。工作开始时,插入机构 6和 12的插入捧 7,11插入所取的纸袋下面，它们的工作是由气缸 5和 13驱动的，真空吸头
10在提升机构 9的带动下向下运动并吸住纸袋，当吸头吸住纸袋时,插入捧 11压住下面纸袋,此时夹钳 8夹住纸袋 2的边缘，插入机构在气缸 5带动下作返程运动,并将纸袋送到运输带 3上,把纸袋送入包装工位,插入棒 ll也退回原位。
第五节 卷筒式包装材料供送机构的设计在包装机上使用的柔性卷筒式包装材料有纸、金属箔、
塑料薄膜和复合薄膜等,按着材料上印刷的商标图形可分为：
有标卷带；即是印刷的商标图形是以独立单元等距分布的，
在物料包装的过程中，每个包装产品上都要保证商标图形完整无损，所以必须在包装材料上定位封合和切割。另一种是无标卷带；即是印刷的商标图形是连续的,在食品包装过程中,只要求保证每个包装产品的材料长度相等，上面的图案不一定都是完整的，本节重点介绍有标卷带材料的供送机构设计。
在包装的生产过程中,包装材料由于拉伸和机械运动中的波动等因素的影响,往往要产生拉伸变形，使包装产品的封切位置偏离了正确位置。对此一般采用光电自动定位，用光电传感器跟踪包装材料上的等距光标，并输出光电讯号来定位和进行误差补偿。
卷筒包装材料供送机构的结构卷筒包装材料供送机构主要由以下几部分组成：包装材料的安装及松卷装置，拉料机构,袋料长度的控制机构，包装材料的张紧与制动机构，防止包装材料偏移机构，如图 2.19
所示。
图 2.18中，供纸架安装在机架 1上,包装纸由输送辊 2和压辊 3输送。输送辊 2由链轮 8带动转动,压纸辊 3的轴是偏心的,
可用手柄 9操纵，使其与输送辊 2合上或脱开,以便引纸或输送纸。当包装材料的中心位置稍有偏离时,通过移动拖板 10给予校正。机架背面装有制动轮 4,调节拉杆 6的位置改变弹簧 5的拉力、可以凋节制动带 7的松紧。
拉料机构常用的形式有：滚轮拉料、履带摩擦拉料、橡胶辊拉料、真空吸附式履带拉料、气动升降式拉料。
袋长的控制系统常用的形式有机械式定长和光电检测商标定位，此部分是应解决的技术关键,也是本节内容的重点。
l一机粱 2— 输送轮 3-压辊 4-制动轮 5— 拉杆 6-弹簧
7— 制动带 8— 链轮 9— 手柄 10— 拖板二、对定位色标的要求定位色标必须能够起到遮光或通光的作用。
遮光是对透明包装材料而言的,整个包装材料是透明的，只是定位色标是不透明的。色标在通过光电检测时遮断光线，检测器输出光电脉冲信号。遮光色标要有足够的遮光面积,它的尺寸一般为 (5～ l5)× (4～ 6)mm。色标要尽可能采用深色标记,如深红色和黑色,避免用黄色和银色。若在不透明的包装材料上用遮光色标,一定要使色标的颜色和底色有很大的差别。
通光是指包装材料印成深色而不透光线,只有定位标记可以通过光线。
三、光电自动检测和自动定位方法
l.光电检测方法光电检测器是光电自动定位系统的眼睛,它随时监视着包装材料的供送速度,并发出检测讯号,光电检测方法有两种,
(1)透射式检测法这种检测方法是透明的包装材料通过检测器的光源和接受部位时,光源的光线是平行的光束,如图 2.19(a)所示。
这种检测方法不易受工作环境灯光的干扰,但不能用于难以透光或不能透光的包装材料的检测。
(2)反射式检测方法这种检测方法是设置反射板,当包装材料通过时,反射板将光源投射来的光再反射到光电池上,如图 2.19(b),(c),(d)所示，这种检测方法要求包装材料平稳地通过检测部位，以保证检测灵敏度。
2．光电自动定位方法软包装光电自动系统的自动定位方法有两种
(1)连续式自动定位法这种方法用于连续式供送包装材料的包装机上,常用的方法有进退式、制动式和两传动系统同步式。
(2)间歇式自动定位法这种方法用于间歇动作包装机的材料供送系统中,常用的方法有正、负补偿式和捕捉定位色标直接定位式。
