包裝機(jī)開(kāi)題報(bào)告
包裝機(jī)就是把產(chǎn)品包裝起來(lái)機(jī)器，起著保護(hù)，美觀的作用，在工業(yè)上使用較為廣泛。
一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義
小袋粉料立式包裝機(jī)廣泛應(yīng)用于小袋食品藥品的包裝，如豆奶粉、速溶咖啡、方便面調(diào)料包等。因?yàn)樗c人們的日常生活息息相關(guān)，所以市場(chǎng)需求量大，發(fā)展前景很大，它能夠提供給消費(fèi)者簡(jiǎn)便、易攜帶、分量適中的商品，相對(duì)于體積大、重量大、不易攜帶、分量多的大包裝，它適用于在旅游、餐飲等用量不大的環(huán)境。
但小袋包裝自身也存在了一定的問(wèn)題，比如它容易造成包裝材料的浪費(fèi)，從而也在一定程度上對(duì)環(huán)境造成了影響。但是隨著近些年來(lái)一些新型無(wú)污染材料的出現(xiàn)，那么由于包材對(duì)環(huán)境的污染現(xiàn)象也會(huì)得到一定的解決。比如澳大利亞研發(fā)出了由玉米淀粉制成的塑料包材，日本成功研制出了生物可降解型增塑劑和酵母可分解塑料，我國(guó)的科研人員也成功地將二氧化碳可降解材料吹膜并制成環(huán)保塑料袋，這在國(guó)際上尚屬首例。
市場(chǎng)對(duì)于小袋包裝的需求拉動(dòng)了粉料立式包裝機(jī)的技術(shù)的發(fā)展。德國(guó)、美國(guó)、日本、意大利為世界四大包裝機(jī)械大國(guó)。品種和產(chǎn)量均居世界之首的美國(guó)十分重視包裝機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制，將自動(dòng)化操作程序、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)更多應(yīng)用于包裝機(jī)械之中。日本的包裝機(jī)械控制系統(tǒng)也十分先進(jìn)和完善，有效地促進(jìn)了無(wú)人操作和自動(dòng)化程度的提高。在計(jì)量、制造和技術(shù)性能等方面居于世界領(lǐng)先地位的德國(guó)也高度重視提高包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度。為使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)已普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素以數(shù)據(jù)庫(kù)存入計(jì)算機(jī)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)要求直接調(diào)用各種機(jī)器零、部件參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)后，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可依照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，使客戶根據(jù)顯示屏上顯示的圖像和曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見(jiàn)修改模型。計(jì)算機(jī)合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設(shè)計(jì)者滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。
而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的粉料立式包裝機(jī)速度低，品種少，精度低，可靠性低，自動(dòng)化和智能化水平低，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)能力不足等方面。我國(guó)
應(yīng)實(shí)現(xiàn)食品包裝機(jī)械機(jī)電一體化，建立集成化的包裝機(jī)械新體系，實(shí)現(xiàn)包裝技術(shù)智能化，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)綠色包裝機(jī)械。
二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題
本課題研究的內(nèi)容是粉料立式包裝機(jī)，主要研究其執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、卷膜牽引機(jī)構(gòu)、下料充填系統(tǒng)、橫縱封切斷系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)。
目標(biāo)：制袋尺寸：60mm×55mm;
產(chǎn)量50～120(袋/分)
1.布置執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置 即布置被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)、包裝材料整理與供送系統(tǒng)、主傳送系統(tǒng)、包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)和成品輸出機(jī)構(gòu)的位置。因?yàn)橹拼叽绫容^小，所以應(yīng)盡量減小機(jī)器的尺寸和所占空間位置，設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)做到簡(jiǎn)單緊湊，減少機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)付數(shù)，原動(dòng)件應(yīng)盡可能靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.確定傳動(dòng)系統(tǒng) 包括選擇合適的動(dòng)力機(jī)、變速與調(diào)速裝置、傳動(dòng)裝置、操縱與控制裝置以及輔助裝置。
3.設(shè)計(jì)卷膜牽引機(jī)構(gòu) 要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，拉膜動(dòng)作平穩(wěn)、可靠、穩(wěn)定且無(wú)跑偏現(xiàn)象，確保制袋長(zhǎng)度的準(zhǔn)確性，成品率高。因?yàn)樾〈b無(wú)需太多關(guān)注其包裝袋的美學(xué)特性，所以采用三邊封口方式即可，無(wú)需對(duì)成型器做過(guò)多的設(shè)計(jì)。
4.選擇合適的下料充填系統(tǒng) 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣性將直接影響到包裝物料的計(jì)量準(zhǔn)確度，所以應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的充填方式。
5.選擇橫縱封切斷裝置 完成包材的封口和定長(zhǎng)切斷動(dòng)作，封口方式的不同會(huì)對(duì)包裝物的封合速度和工藝性等方面造成影響。
三、研究步驟、方法及措施
1.計(jì)劃階段
對(duì)所要設(shè)計(jì)的立式粉粒包裝機(jī)的需求狀況做充分的市場(chǎng)調(diào)研和分析，并全面查閱關(guān)于此類包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和有關(guān)技術(shù)方面的資料。通過(guò)分析，進(jìn)一步明確機(jī)器所應(yīng)具有的功能。在此基礎(chǔ)上，明確寫(xiě)出設(shè)計(jì)任務(wù)的全面要求及細(xì)節(jié)，最后形成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，作為本階段的總結(jié)。
2.方案設(shè)計(jì)階段
(1)可行性分析
可行性分析需要弄清和解決以下幾個(gè)問(wèn)題
�、僖b哪些產(chǎn)品，采用哪些包裝材料，要求何種包裝方式，生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)機(jī)械包裝的各種要求等。
②根據(jù)用戶需求，確定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和該機(jī)的使用部門(mén)，明確它的功能，應(yīng)用范圍和需達(dá)到的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
�、郜F(xiàn)有同類型包裝機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，當(dāng)前技術(shù)水平以及今后發(fā)展方向。
�、軜�(gòu)思設(shè)計(jì)方案，并從工作原理、技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)方面分析對(duì)比各方案的缺點(diǎn)和可行性，從中找出較為合理的方案。
然后，提出報(bào)告說(shuō)明實(shí)施該項(xiàng)目的目的、可行性和實(shí)施計(jì)劃。
(2)初步設(shè)計(jì)
將設(shè)計(jì)方案具體化，著重抓住包裝機(jī)的各組成要素的綜合、總體布局、編制工作循環(huán)圖和擬主要技術(shù)參數(shù)等。
對(duì)機(jī)器進(jìn)行功能分析，確定功能參數(shù)，即可提出可能的解決辦法和可能采用的方案�？梢愿鶕�(jù)包裝機(jī)的以下一些構(gòu)成要素來(lái)尋求解決方案。
①選擇包裝機(jī)的支撐形式
因?yàn)榱⑹桨b機(jī)所以選擇占地面積較小的“一”形支撐。
�、谠O(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)
包裝機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的形式分為機(jī)械傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)。其中機(jī)械傳動(dòng)具有傳動(dòng)可靠、能保持固定傳動(dòng)比、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可以得到各種運(yùn)動(dòng)形式，各種包裝機(jī)械中廣泛應(yīng)用機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)。考慮到設(shè)計(jì)題目的小袋立式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)比較緊湊，運(yùn)動(dòng)形式不是很復(fù)雜的特點(diǎn)，所以選擇機(jī)械傳動(dòng)的形式既能達(dá)到所要求的功能。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，可能會(huì)由于鏈節(jié)的磨損使從動(dòng)鏈輪與主動(dòng)鏈輪產(chǎn)生相位錯(cuò)移，導(dǎo)致傳動(dòng)的不穩(wěn)定性，由此應(yīng)布置相應(yīng)的張緊裝置。
傳動(dòng)系統(tǒng)中的變速方式包括電動(dòng)機(jī)調(diào)速、機(jī)械變速、周期變速和變頻器變速，這些變速方式均可滿足變速要求，但在生產(chǎn)過(guò)程中使用最多的變速方式為減速器。其運(yùn)行可靠、易檢修、單位功率體積小、質(zhì)量輕，并有規(guī)格及形式多的優(yōu)點(diǎn)。
�、鄞_定下料充填系統(tǒng)
目前用于粉料立式包裝機(jī)中的充填方式主要有定量杯式和螺桿式。其中螺桿式下料系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于粉態(tài)藥劑、食品粉料、飲料粉料、調(diào)味粉料的包裝過(guò)程中，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速、給料精度高、誤差小。
�、苓x擇封口方式
熱合封口在各種塑料袋的封口方式上應(yīng)用最多。另外，考慮到小袋包裝的易開(kāi)啟性，初步選擇封口方式為三角形封口方式，同時(shí)因小袋包裝對(duì)封口的美學(xué)特性要求不是太高，所以選擇較為普遍的三邊封口方式，也因此不用過(guò)多地對(duì)此包裝機(jī)的袋成型器進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一對(duì)封口滾輪即可同時(shí)完成包裝袋的橫封和縱封過(guò)程。
�、荽_定卷膜牽引機(jī)構(gòu)
供膜裝置主要由包裝薄膜安裝軸、張力自動(dòng)調(diào)整裝置、檢測(cè)裝置、圖案校準(zhǔn)光電控制裝置，送膜裝置、導(dǎo)輥筒、導(dǎo)向器組成。
3.技術(shù)設(shè)計(jì)階段
技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括各組成部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件強(qiáng)度與剛度校核、動(dòng)力計(jì)算、繪制設(shè)計(jì)圖樣和編寫(xiě)技術(shù)文件等。
①機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動(dòng)機(jī)的參數(shù)，然后作運(yùn)
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