组培苗热封包装机加热装置运动机构的设计

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1、2015年4月农机化研究第4期组培苗热封包装机加热装置运动机构的设计李元强，程大鹏，范红伟，陆强强，李晨(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要:针对传统的组培苗包装产品在运输过程中易受污染而影响其成活率的问题，利用聚乙烯复合膜局部受高温可实现热封合的原理，设计了一种热封包装装置。主要介绍了热封包装机的工作原理、组成与导向结构的设计。为避免其在工作中出现运行不稳定等问题，进行了一些相关的力学计算，从而为相关执行装置的选型提供理论依据。结果表明:选用一种容许力矩高于理论数值的导向装置(直线滑轨)，能使机构在运行时

2、更加流畅与稳定，减小震动;利用弹簧作为加热装置的施力元件，可使结构更加简单清晰，节约成本，方便控制。关键词:组培苗;热封包装;执行元件;导向装置+中图分类号:S223．13文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)04－0124－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.030150℃，且膜的厚度、热封时间与压力都确定的情况0引言下，部分薄膜达到熔融状态，可实现热封合的原理，设传统的植物组培苗主要在实验室中用于研究，具计了组培苗热封包装机。当包装盒与包装膜被运送有质量好、体积小及

3、便于携带、运输和交流等优点，近到工作位置时，加热装置竖直向下运动，利用其产生年来已由实验室的中试阶段逐步向商业化生产过渡。的热量在有限时间内将一定范围内的包装膜融化，在按国际惯例组培苗计费的株数是以到达国口岸农业压力的共同作用下达到了包装盒与包装膜热封合的部门检疫站接受时的成活株数为准，而且组培苗作为目的，解决了组培苗不便运输以及培养基受污染而影免检产品，还必须保持无菌状态。但是，使用玻璃瓶响组培苗成活率的问题。或塑料杯与塑料薄膜对组培苗进行包装，在运输过程1包装机结构组成与工作原理中多出现玻璃瓶碎裂或培养基受病菌感染

4、等情况，严重影响组培苗的成活率，如图1所示。1．1机构的组成包装机构主要包括3个部分，分别是加热装置、组培苗水平运动机构与加热装置竖直运动机构。图2所示为组培苗热封包装机的原理图。1．1．1加热装置加热装置主要由金属加热板与发热元件两部分组成。当加热板与包装膜接触时，利用发热元件产生并传至加热板的热量使包装膜因高温呈熔融状态，受压力作用与包装盒粘合，实现热封的功能。1．1．2组培苗运动机构包装机中的水平纵向运动机构，主要起到包装图1组培苗简易包装图膜、包装盒与其内培养基、组培苗的输送功能。运动Fig．1Thesimpl

5、epackingoftissuecultureseedling的执行机构可由直线单元、导向装置与滑动构件组为解决上述问题，利用聚乙烯复合膜在105～成，用以快速、准确地将包装物输送至工作位置。1．1．3加热装置运动机构收稿日期:2014－03－20基金项目:黑龙江省重点实验室开放项目(548008)加热装置竖直运动机构主要包括可以实现竖直作者简介:李元强(1969－)，男，哈尔滨人，副教授，硕士生导师，(E方向线性运动的执行元件、施力装置与导向装置。导－mail)lyts@neau．edu．cn。向装置包括两种:一是安

6、装在机架上的类滑轨装置;通讯作者:程大鹏(1989－)，男，黑龙江佳木斯人，硕士研究生，(E－mail)cdp0168@163．com。二是一种类似模具导柱的安装在直线电机与加热装·124·2015年4月农机化研究第4期置之间的导向轴。在加热装置与直线电机之间需要125N;电机在工作过程中需要具备运行快速的特点，一种施力装置，可由两刚度较大的弹簧充当，安装在避免加热装置与外界环境产生过多的热交换，保证热导向轴上;当包装物被送至工作位置时，执行元件开量能有效地传至包装膜上，同时提高包装机的工作效始工作，驱动加热装置与包装

7、膜接触。率。所以，在额定载荷确定的情况下，应选用行程较1．1．4包装机的工作原理短、速度较快的直线电机，如行程L=50mm，速度v=包装复合膜在高温下呈熔融状态，受压力作用于42mm/s。包装塑料盒可以粘合，冷却后即成一热封包装产品，2．2施力装置的设计利用这一原理设计热封包装机。通过控制水平运动直线电机并不具有伺服电机可以施加力的功能，执行装置，准确地将包装盒与包装膜输送到指定的工其行程的起点与终点均有行程开关，即具备自锁能作位置，此时竖直运动执行元件开始工作，驱动加热力，所以行程之中不能停止;而加热装置在与包装膜装

8、置向下运动至行程终点，使其与包装膜接触并将热接触时需要对其施加一定的载荷，故在执行元件与加量传递到一定范围的包装膜上。这一过程中，可利用热装置之间需要设计一种施力元件。弹簧作为施力元件对加热装置施加压力，以保证加热为实现上述的目的，设计一种类似模具导柱的结装置与包装膜充分接触且受热均匀;待包装盒与包装构，如图3所示。直线电机与一导