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ENGLISH0755-88840386包裝機械設(shè)計方法研究
發(fā)布時間：2020-05-18 11:12:11 |來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
隨著人民生活水平的日益提高，人們對包裝尤其是食品包裝的要求也越來越高，包裝業(yè)因此亦得以迅速發(fā)展。從國內(nèi)外包裝機械現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看,我國包裝機械在數(shù)員、質(zhì)量方 面都有了高速發(fā)展，但和國外發(fā)達國家相比，在產(chǎn)品開發(fā)、性 能、質(zhì)量、可靠性等方面仍存在很大差距。此外,我國設(shè)計人員 的創(chuàng)新能力、設(shè)計水平、設(shè)計手段也存在不足I'T。欲短時同 內(nèi)縮短差距，關(guān)鍵要從設(shè)計與制造兩方面入手,只有優(yōu)秀的設(shè) 計方案，再加上先逬的制造工藝，才能擁有好的包裝機械。而 設(shè)計方法在很大程度上決定了設(shè)計的優(yōu)劣。因此，研究包裝機 械的設(shè)計方法極其重要。
1包裝機械的特點及設(shè)計要求
要研究包裝機械的設(shè)計方法,必須先從包裝機械的特點入 手。
包裝機械作為特殊類型的專用機械，與其它機械相比有著 自身的特點，主要如下
1） 種類繁多。由于包裝對象、包裝工藝的多樣化，使包裝 機械在原理與結(jié)構(gòu)上存在很大差異,即使是能夠完成同樣包裝 功能的機械，也可能具有不同的工作原理和結(jié)構(gòu)。
2） 更新?lián)Q代快。由于包裝機械不斷向高速化發(fā)展，機械 零部件極易疲勞，并且隨著社會的進步,對包裝機械的要求也 日趨嚴格,為滿足市場需求,包裝機械應(yīng)及時更新?lián)Q代。
3） 控制要求高。由于包裝機械結(jié)構(gòu)復雜、包裝工藝動作 配合要求高，其自動控制又直接影響包裝機械的結(jié)構(gòu)、工作可 靠性、包裝產(chǎn)品質(zhì)、生產(chǎn)效率、能量消耗和操作環(huán)境等。因此 對包裝機械的控制要求較高。
4） 多功能性。包裝機械是生產(chǎn)數(shù)有限的專業(yè)機械，為 提高生產(chǎn)效率、方便制造和維修、減少設(shè)備投資,目前包裝機械 大多具有通用性和多功能性。
有關(guān)業(yè)內(nèi)人士認為,未來包裝機械將朝著4個方向發(fā)展: 機械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化、模組化、控制智能化、結(jié)構(gòu) 高精度化厲。
監(jiān)于包裝機械上述特點以及包裝機械的發(fā)展方向，包裝機 械的設(shè)計應(yīng)采用模塊化設(shè)計實現(xiàn)多功能、多用途，并綜合運用 機、電、光、氣一體化技術(shù)提高自動化程度，保證其可靠性。機 器要易于調(diào)節(jié)，具有柔性和靈活性。此外，設(shè)計還應(yīng)運用人機 工程思想，做到"以人為本”。同時采用標準化、系列化、綠色 化等設(shè)計方法逬行優(yōu)化設(shè)計以滿足包裝機械的設(shè)計要求。
2包裝機械的優(yōu)化設(shè)計方法
目前,包裝機械設(shè)計方法大多比較單一，未逬行優(yōu)化設(shè)計。 常用設(shè)計方法主要有:模塊化設(shè)計方法、機電一體化設(shè)計方法、
標準化和系列化設(shè)計方法、可靠性設(shè)計方法、綠色設(shè)計方法、人 機工程設(shè)計方法、仿真設(shè)計方法等等。
現(xiàn)以單條活魚0 '袋包裝機為例,介紹包裝機械的憂化設(shè)計 方法。
2.1單條活魚小袋包裝機設(shè)計
該機主要用于單條活魚小袋包裝,其主要工藝要求為： （1）包裝袋規(guī)格為：76、W2、127、152、178mm（即 3\4\5\6\ 7"）;（2）包裝材料為無毒可熱封薄膜;（3）由于是活魚包裝, 故不僅要求包裝袋內(nèi)有水，還需抽去袋內(nèi)空氣，形成真空再充 入氧氣（配液）以保證活魚存放時間;（4）要求連續(xù)工作;（5） 規(guī)絡(luò)變換方便；（6）除入工投魚外，其余操作全8B自動完 成⑺。
為實現(xiàn)機器的工藝要求,機器應(yīng)具備下述功能:制袋、定置 供水、充氧（液）、導向牽引、封口切斷、輸出成品等。
2.1.2機器的自動控制設(shè)計
由于機器結(jié)構(gòu)復雜、動作配合要求高，對其控制系統(tǒng)提出了高要求,若釆用單一形式的控制方法財難以滿足其要求。 因此采用機、電、氣、光、液等各種技術(shù)為一體的控制方式，并以 PC作為整機的控制中樞，控制全部執(zhí)行操作，充分發(fā)揮各種技 術(shù)的優(yōu)勢。其中:機械控制實現(xiàn)供膜、成型、成品輸出的自動控 制;電氣控制實現(xiàn)縱封、橫封切熱封溫度的自動控制;氣動控制 實現(xiàn)抽氣/充氣（液）以及縱封、預夾封（橫封前）和橫封切的自 動控制;光電控制實現(xiàn)袋長的定長控制。此外，水由自動定■ 的水箱供給;水箱的逬、出水由電磁閥控制;投料后的信號控制 由霍爾開關(guān)實現(xiàn)。
2.1.3機器的標準化、系列化設(shè)計
標準化設(shè)計:設(shè)計中盡景選用標準件，如電氣控制中的溫 度指示儀、測溫元件和加熱元件;氣動控制中的氣缸、電磁閥等 元器件;光電控制中的光電管;牽引掄的驅(qū)動也釆用標準向步 電機。
系列化設(shè)計:為滿足包裝袋多規(guī)格要求，成型模塊中的成 型下料斗有兩種規(guī)格供換;整機釆用模塊化設(shè)計，只需修改其 控制軟件，適當調(diào)整不同模塊即可實現(xiàn)不同的包裝要求，有利 于機器的系列化。
2.1.4機器的可靠性設(shè)計
預防故障設(shè)計:設(shè)置了應(yīng)急制動總電源開關(guān)，一旦發(fā)現(xiàn)機 器工作異常,即可隨時切斷電源;設(shè)置手動/自動切換開關(guān)，發(fā) 現(xiàn)機器工作異常，也可將此開關(guān)切換到手動端。
茴化結(jié)構(gòu)設(shè)計:一般來說，機器結(jié)構(gòu)越簡單，零部件數(shù)畳越 少，機器可靠性越高，所以簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計是提高機器可靠性的 有效方法。本機在設(shè)計中充分考慮了這一點，如成型模塊中, 將料斗與成型器做成一體;橫封切模塊中，將橫封與切斷工序 合二為一;牽引模塊中，牽引掄直接選用低速同步電機駆動，不 僅使結(jié)構(gòu)大為簡化，同時也提高了運劫的可靠性。此外，主要控制元器件選用高性能、高可靠性的元器件;機器零部件設(shè)計 以及氣動元件、電動元件等選擇上都留有安全余再者機器 采用模塊化設(shè)計，也為機器的可靠性提供了保障。
2.1.5機器的柔性設(shè)計
- 一機多用。本機主要用于觀賞魚(單條活魚)小袋包 裝，也可以用于高檔食用魚的包裝；
- 產(chǎn)品多規(guī)格多品種。更換其中少模塊或其模塊中的 零部件即可實現(xiàn)此要求；
- 包裝形式多樣。改變封切模塊，即可改變包裝的封口 形式。
2.1.6機器的綠色設(shè)計
綠色包裝設(shè)計是從環(huán)保出發(fā)，皆在通過設(shè)計創(chuàng)造一種無污 染，有利于人類健康,有利于人類生存繁打的生態(tài)環(huán)境。它涵 蓋多方面內(nèi)容，如可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計思想、自然及其舒適簡約 的設(shè)計理念等"]0綠色包裝設(shè)計原財之一是簡化結(jié)構(gòu),精簡 器件。本機在此方面釆取了諸多措施。
此外，在確定合理包裝工藝,降低原材料消耗等方面也釆 取了一些措施，如:在總體方案設(shè)計上,考慮到投魚如采用自 動,會使機器結(jié)構(gòu)復雜化，因此采用人工投魚的方式，使機器總 體結(jié)構(gòu)大為簡化,節(jié)約了成本;設(shè)置自動/手動切換鍵,這樣在 調(diào)試時可切換到手動端,采用點動操作,避免因自動操作而造 成包裝材料的浪費。
2.1.7機器的人機工程設(shè)計
入機工程設(shè)計的指導思想是以人為本，充分發(fā)揮人的作 用。將人機工程思想用于包裝機械設(shè)計，目的是充分發(fā)揮人和 機器各自的特點，減少使用中人為差錯以提高機械產(chǎn)品的可靠 性。設(shè)計中在很多方面都充分考點了人的因素，見：(1)為便 于操作調(diào)試機器,特設(shè)置了自動/手動切換鍵;(2)配有數(shù)據(jù)顯 示系統(tǒng)，一些動作的延時時間可直接在該面板上的設(shè)定，方便 快捷;(3)采用微電腦控制的智能化數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀，縱 封溫度和橫珂切溫度可直接在該儀表面板上任意設(shè)定,非常方 便。
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