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3.4 热封设计
塑料薄膜及其复合材料是自动制袋包装机中最常用的包装材料，特别是多层复合薄膜，因为它的气密性良好以及高强度而广泛应用于食品包装中。
塑料薄膜的封口采用热融封合的方法，具体操作是：对塑料薄膜的两个接触面加热，使其处于熔融的热塑化状态，再给封接部位施压，使薄膜两个封接面融合密封牢固。影响封合质量的因素主要是加热温度、封合压力和和作用时间。热融封合的方法有多种形式，最常用的是电阻加热法和脉冲加热法，另外还有高频电加热封合、超声波加热封合、电磁加热封合和红外线加热封合等。每种方法均适用于一定品种范围的塑料材料。在自动制袋装填包装机中，广泛应用电阻加热的热融封合方法，因其具有机构简单，调控方便的特点。而且，用于食品包装的薄膜主要是聚乙烯及其复合材料居多，也就是说主要以聚乙烯为热封合材料，因此用电阻加热封合法是完全能满足要求的[6]。
连续制袋包装机中有两个封合装置：纵封装置和横封装置，分别实现包装袋的纵缝封接和横向封合切断。他们均采用电阻加热的封合方法。
3.4.1 纵封滚轮的设计及计算
在连续式自动制袋装填包装机中，由于薄膜连续输送，因此其纵缝封接是连续进行的。为此采用一对滚轮式电阻加热的热融封接器来实现连续纵封。在此，热融封接滚轮不仅完成包装薄膜制袋的纵向热封，同时还起到对包装薄膜的牵引输送作用。也就是说，牵引和纵封是同时进行的，牵引滚轮同时也是纵封滚轮。如图示是纵封牵引滚轮的结构。
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图3－5 纵封装置
1－纵封滚轮 2－加热器 3－螺母 4－箱体 5－支架 6－支杆 7－锁紧螺母 8－调节套筒 9－弹簧 10－调心球轴承 11－齿轮 12－轴 13－轴承座 14－不完全齿轮
如图3-5式，纵封装置主要由一对滚轮1组成，滚轮的外圆周表面紧密压合，压合力来自弹簧力的作用。纵封滚轮1分别安装在轴12的左端，由螺母固定，使滚轮可随轴转动。轴12的两端轴承固定安装；而短轴的左边轴承座10可滑动，其右边的固定轴承座装置一个调心轴承，因此轴承座可在箱体4的滑槽内作滑动微调。由于受弹簧力的作用，可调轴承座10受压内移，使两个滚轮紧密压合。两滚轮间的压力可以调整，当拧紧调节套筒8时，弹簧9压缩，使压力增大，放松调节套筒则压力减小。圆螺母7用来锁紧调节套筒。
两纵封滚轮的圆筒内均装有加热器，发热元件一般用电阻发热线圈，绕装在支座上，再通过支座安装在轴承座或安装板上。当纵封滚轮随轴旋转时，加热器固定不动，持续的对滚轮的圆筒壁均匀加热。加热温度通过测温器测量，并由温控表控制其变化范围。
纵封滚轮的动力来自不完全齿轮14，由传动机构带动齿轮14旋转，通过相
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互啮合的齿轮同时驱动两个轴，使纵封滚轮实现相对旋转。
在纵封滚轮的封合圆柱面上都加工有均匀细密的网纹，以增加封口的牢固度,使热封缝美观而且质量保证。另外，由于纵封滚轮在工作中长时间处于加热状态，并作连续相对滚压运转，因此需要有较好的综合力学性能。在实际生产中可采用合金结构钢加工，如40Cr等钢材制造。 3.4.2 横封装置设计
横封装置用于复合薄膜包装袋的横向热融封合，在热封的同时起到分切包装袋的作用。当然,有些包装机设有独立的分切装置，但采用横封同时分切的方式是连续式自动制袋装填包装机的共同趋势。因为横封切断合二为一不但简化了传动机构，而且对有色标薄膜带的分切更准确，封切质量更高，生产效率更高。
如图3-6式，横封装置的结构，图中的一对横封辊1和2都具有两个封合面，对称布置，相对旋转一周则可封切两次,完成两袋包装。
横封辊1的两端装有滑套轴承17，通过轴瓦套16固定在支撑座19和安装板15上。横封辊2两端的滑套轴承装配在滑动轴承座3上，左右两个滑动轴承座可以在支撑座19和安装板15的滑槽内移动。受弹簧力的作用，横封辊2相横封辊1压合，两辊的左右圆环部分的圆周面保持紧密接触。两辊压合力可以调节，当旋紧调节套筒5时，弹簧8压缩，使压力增大,放松调节套筒则压力减小。圆螺母4用来锁紧调节套筒。动力有双联链轮10输入，经中间双联齿轮13带动横封双联齿轮12，然后由相互啮合的齿轮驱动两个横封辊作相对回转，实现封切。
横封辊的发热源来自电热管20。电热管从横封辊的轴端穿入，其穿入长度应比横封辊的封切面稍长，以确保封切面受热均匀。由于在运行过程中电热管随横封辊一起旋转，因此需要在横封辊轴端装配电刷环18，通过电刷导入电源。横封辊的温度，通过测温头测定，再由温控表调节，测温头可装配在滑动轴承座3或轴瓦套16上。
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图3－6 横封装置
1，2－横封辊 3－滑动轴承座 4－横封辊 5－齿轮 6－键 7－二联体齿轮 8－轴承 9－螺栓 10－调压支杆 11－电热管
12－隔热套筒 13－触电凸台 14－绝缘套筒 15－导线
横封辊的结构有两种形式，分别是整体加工式和装配式。整体加工式的横封辊是将回转轴和热封板加工成一体，如下图所示，切刀3和刀板2分别装嵌在两辊的槽隙内，由螺钉固定。
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图3－7 整体加工式横封辊结构
1，4－辊体 2－刀板 3－切刀 5－电热管
横封辊的缝合面同样加工有花纹，样式与纵封辊一致。至于完成分切动作的刀具，加工及材料有一定要求。一般情况下，带刃口的刀具可用T8A材料加工，刀口热处理HRC55~60；而平面刀板可用45号钢加工，不处理。
整体加工式的横封辊，一般结构尺寸较小，适合小袋的包装机。而装配式的横封辊主要应用于较大包装的机器。
3.5 封合调整
对于连续式自动制袋装填包装机，纵封滚轮以一定值的速度运转，使纵封连续地进行。因此，包装薄膜通过纵封牵引后被连续送进横封装置。由以上分析可知，横封辊在回转一周的过程中，并非如纵封一样每时每刻保持压合热封状态，它只有在封合面对接的时候才能进行热封分切。在横封辊对接的瞬间，运行的包装薄膜被压合，此时，必须保证横封辊封合面的线速度与薄膜送进速度一致，即
v横封线速度h应等于纵封牵引速度vz，只有如此，才能保证封切质量。否则，v?vzv?vz当h时，会导致薄膜拉伸撕裂；而当h时，会导致薄膜出现皱折。
假设纵封牵引速度vz保证在一个封切周期T内送进一个袋长l，而横封辊以
vb匀速旋转，并且一周封切两次，于是有
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热封设计
