毕业设计立式颗粒包装机设计(3)

哈尔滨商业大学毕业设计（论文）

1 绪 论

1.1 包装机械概述

1.1.1 包装机械的定义

包装机械即完成全部或部分包装过程的一类机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码、拆卸等，也包括打印、贴标、计量等辅助工序。

1.1.2 包装机械化的重要意义

近半个多世纪以来，随着生产与流通日益社会化、现代化，产品包装正以崭新的面貌崛起，受到人们普遍重视。无论在国内或国外，包装工作已涉及到各行各业，面广量大,对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响，甚至在现代生活中出现了过去难以想象的新情况，未经包装出售的商品变得越来越少了，而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售。因而不妨这样说，在将来，如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售，可是如果没有先进的工业与科学技术的综合发展，也不可能出现高水平的现代化包装。

迄今，一些科学技术发达的国家,在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门，已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程，有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。

大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性（或称柔性）的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。

1.2 我国包装机械的发展趋势

从目前来看食品包装机械其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多功能、多功能组成生产线、采用新技术上。但是传统的包装机械多采用机械式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了光电控制、气动控制等控制形式。然而随着食品加工工艺的日益提高，对包装参数的要求不断增多，原有的控制系统已难以满足发展的需要，近年来飞速发展的机电一体化技术改变食品包装机械的面貌。机电一体化的实质

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就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。它是将微机技术引入到包装机械，应用机电一体化技术，开发智能化包装技术，按产品自动包装工艺要求组合成全自动包装系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。利用新技术，建立自动化、多样化、多功能集成化的包装机械新体系，如新产品真空包装机。

目前国家倡导可持续发展，我们要开发绿色包装机械以适应国际市场要求，因此必须改变传统的包装机械设计及开发模式，在设计阶段考虑到使包装机械在其全生命周期中(设计、加工制造、装配、使用、维修直至废弃后处理处置过程)对环境无影响或影响最小化、资源低耗、易于回收等“绿色特征”，以提升我国包装机械的核心竞争力。

由此，包装机的发展趋势就是智能化加自动化加绿色化。

1.3 粉料包装机的国内外发展情况

粉料自动包装机，最初是由美国于上世纪五十年代开发出来的产品。后来日本得到发展，并于上世纪六七十年代随日本经济高速发展，技术性能得到长足的进步。

上世纪八十年代初，我国大量引进粉料自动包装机并生产出自己的产品。以日清品牌为代表，主要针对方便面生产线配套使用。上世纪九十年代，这种机型开始大量用于粮食流通，同时派生出各种各样的类似包装机。随着机电一体化的应用，粉料自动包装也向着高速全自动模块化的方向发展及创新

现今国外开发的粉料自动包装机已极其人性化：高速、节能、全自动、模块化。 就国内外粉料自动包装机的开发情况来看，主要从以下几点进行： (l)不断扩大其通用能力，以满足多种属性粉料的包装。

(2)高速全自动，配备微机控制系统，借助预先储存的程序控制多台伺服电机，分别驱动有关执行机构。

(3)参数化调整和设置，对主要操作部件(供送、袋成型、牵引、封切等)作适当调整有关工作参数，便可在较宽的尺寸范围内，满足不同品种不同尺寸的包装。

(4)模块化结构设计，对供送、牵引、封切等主要部件进行相对独立并又能较为自由组合的结构设计，以满足卧式组合和立式组合的包装机。

1.4 粉料包装机现存的问题

目前使用的粉料自动包装机的特点是都是用于中小袋的粉料包装，包装品种单

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一，不能适应粮食类粉料的大规模包装运输。过去的包装机需要人工套袋，不仅影响了包装速度，包装过程中产生的粉尘对工人的身体健康也有伤害，同时也也有一定的危险性。过去的粉料自动包装机已经不能满足人们对包装机高效、安全、卫生的要求了。

1.5 研究开发的意义

随着人们生活水平的提高，对于颗粒状物料的包装要求逐渐提高。长久以来对于颗粒状物料的包装一直存在生产率低、充填精度不高、污染环境等问题。设计出能够实现自动计量-成型-充填-封口的粉料包装机，对于解决此类问题并满足市场需求具有重要意义。

1.6 基本依据参数

包装对象：颗粒性物料，如：味精、感冒冲剂等； 生产能力：75袋/分钟； 包装材料：聚乙烯涂塑纸； 制袋尺寸：长 130mm，宽 60mm。

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2 方案设计

2.1 总体方案设计

2.1.1 包装工艺流程确定

通过实习观察分析及相关资料搜集分析总结，确定工作流程图（见图2-1），

图2-1包装机工作流程图

2.1.2 总体布局

包装工艺确定以后，要考虑如何实现这种包装动作。因此，要求选择合适的传动、操作和执行机构。这些机构组成若干个部件，这些部件相互位置怎样安排?它们又是怎样联系和形成一个完整的总体？这就是包装机总体设计的任务。包装机的传动与控制机构，可以采用机械式，液压式，或气动式。应根据产品的特点、生产能力、使用者的情况等具体条件以及机器动作的复杂程度而定。目前国内外在粉料自动包装机中大多采用机械传动方式。因为连杆、凸轮机构一经调整后就能严格保证动作的可靠性，并且能实现比较复杂的动作，并配合当今的电子技术和微机控制技术，更进一步提高生产率。

根据以上分析，本文设计的粉料包装机的操纵系统主要采用机械式控制系统，涉及有：带传动，齿轮传动、凸轮传动等机构；同时为降低机械动作的复杂程度，横封、纵封机构则采用气动式控制系统。

布局形式的选定，最主要根据包装工艺的特点即决定于包装的工艺性。布局式要便于包装，使机构简化，工人操作和维修方便。根据设计题目及包装工艺，包装机布局形式采用立式布局，这样便于进料、送纸、包装、封切等。

在设计中总体布局要求：

(1)传动系统力求简洁，在能满足多功能基础上保证结构简单； (2)机械操作，调整简单，易上手，装拆方便，联锁防护可靠；

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(3)操纵手柄位置方便操作，也考虑到润滑系统等； (4)排料位置考虑方便安全； (5)外形美观大方，移动安装方便。

2.1.3 成型器的选择

在自动包装机中，成型器起到一个关键的作用，它对包装的形式、尺寸及其质量有直接的影响。因此，正确地设计和选择成型器非常重要。常用的成型器主要有：翻领成型器、三角板式成型器、象鼻成型器、等等（见表2-1）。正确设计和制造成型器的关键在于以下几点：

1）尽量减少薄膜通过成型器所受的阻力，使薄膜不产生纵向或横向的拉伸变形以及皱折等。

2）确保薄膜自然贴合、无拉伸、无腾空地通过成型器，自然卷合，正确成型。 3）结构简单可靠，制造方便，调试容易。

表2-1 常见制袋成型器类型及特点 类型 1．翻领成型器

特点

由外表面为翻领状而内表面为圆 形或方形的工作曲面组成。用语平张搭接纵封三面封口扁平袋成型。运动阻力较大，单膜易拉伸变形，对复合膜适应性较好。设计、制造较复杂，不能适应袋形规格变化。广泛应用于立式包装机或小计量袋的成型。

结构

2．三角成型器 利用成型器形状，迫使平张薄膜 近似对折成型。用锐角三角形板与U型立杆（或平行辊）连接在基板上而成。用于对接纵封三面或四面封口成型。对机型袋形规格及材料的适应性能好，多用于卧式包装机或小计量袋的成型。

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