【文章內容簡介】 業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 美國當前前景看好的包裝封口機械是：水平枕式微機控制、配有伺服電機和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機械。今后微電子、電 腦、工業(yè)機器人、智能型、圖像傳感技術和新材料等在包裝機械中將會得到越來越廣泛的應用，使包裝機械日趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。 德國的包裝箱封口機械在計量、制造、技術性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構造的靈活性和供貨的靈活性，以適應產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計算機和仿真技術提供成套設備，故障率低，可以進行遠程診斷服務；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。 意大利生產(chǎn)的包裝箱封口機械中， 40％是食品包裝封口機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進行設計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設計、生產(chǎn)、試驗，實現(xiàn)監(jiān)督、檢驗、組裝、調整和用戶需求分析等。 日本是包裝箱封口機械的后起之秀。它是第二次世界大戰(zhàn)后才發(fā)展起來的，但是 發(fā)展速度很快， 20 世紀 60 年代至 70 年代，包裝箱封口機械的產(chǎn)值平均每年增長20%。 70 年代初期達到世 界先進水平，成為第二包裝大國，包裝箱封口機械的平均年產(chǎn)量是 60 萬臺（套），其年增長率為 10%。發(fā)展速度快的原因是日本善于引進、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。 德國的包裝箱封口機械也很發(fā)達。它擁有幾家在世界上號稱規(guī)模最大的包裝機械廠，它的包裝機械產(chǎn)品大量用于出口。 此外，英國、法國、瑞典、瑞士等國家的包裝箱封口機械業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型包裝箱封口機械，都有久享盛譽的包裝箱封口機械供應國內外市場 [3]。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 4 國內包裝 封箱 機械的發(fā)展狀況 1．我國包裝箱封口機械概況 解放前，我國包裝箱封口機械基本上是空白的 。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機械化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進口的啤酒、汽水灌裝機及卷煙小包裝機等。 解放后的 30 年間，我國包裝封口機械的發(fā)展相當緩慢。 1956 年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機。 20 世紀 60 年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機， 20 世紀 70 年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。 進入 20 世紀 80 年代，由于國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，對外貿(mào)易不斷擴大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，迫切要求包裝實現(xiàn)機械化、自 動化，從而大大促使了包裝機械的發(fā)展，包裝機械在國民經(jīng)濟中占有的位置越來越重要。 20 世紀 90 年代以來，包裝機械工業(yè)每年平均以 20%30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個包裝工業(yè)平均增長速度的 15%17%，比傳統(tǒng)的機械工業(yè)的平均增長值高 %。包裝機械工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟中不可缺少的非常重要的新 興 行業(yè)。 隨著我國商品經(jīng)濟的繁榮和人民生活水平的提高， 包裝 箱封口機械包裝技術的前景十分樂觀。近年來，國家加大了 對食品和藥品質量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包裝技術都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進行包裝設備的技術改造和生產(chǎn)技術的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國包裝箱封口機械的水平和市場競爭力。 盡管我國包裝箱封口機械包裝技術的水平有了提高，但是我國的包裝箱機械包裝技術與發(fā)達國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。無論在產(chǎn)品品種、技術水平還是產(chǎn)品質量方面都有一定的差距。并且我國包裝機械行業(yè) 30％左右的企業(yè)存在低水平的重復建設。這種狀況不但浪費了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機械市場的無序混亂，阻礙了 行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機械的升級換代和包裝技術的創(chuàng)新。 我國的包裝機械多以單機為主，科技含量和自動化程度低，在新技術、新工藝、新材料方面應用的少，滿足不了我國當前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術改造，不得不花費大量的資金從國外引進一些技術先進的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導致很大一部分國內的市場份額被國外品牌所占領。我國的食品包裝機械發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機械包裝技術的水平有待迫切開發(fā)的需要。 日前，隨著包裝機械技術含量日趨增加，國外已經(jīng)已將很多先進技術應用 在包裝機械上，如遠距離遙控技術、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等，國內現(xiàn)有的一些包裝機技術含量較低，先進技術應用較少，國內包裝機械低水平重復建設對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構成了阻礙 。 另外，包裝機械市場日趨齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 5 壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(yè)（集團）所壟斷，包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統(tǒng)的 通用能力，所以包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標準件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機械的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。包裝機械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達國家的包裝機械，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時間內開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權和國際先進水平的產(chǎn)品，是擺在我國包裝箱封口機機械企業(yè)面前的緊迫任務 [4]。 2． 國內包裝箱封口機械發(fā) 的趨勢 隨著科學技術的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求，包裝箱封口機在流通領域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈，未來的包裝機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進包裝設備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設備，而包裝機械技術也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機電一體化 、 機械功能多元化 、 結構設計標準化、控制智能化 。 3．國產(chǎn)包裝機械與國際的主要差距 （ 1）生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后，外觀粗糙，基礎件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件 質量差。比如河南星火包裝機械有限公司就在參照國外先進包裝機技術的基礎上，進行改造和創(chuàng)新產(chǎn)品，星火牌系列的灌裝機上的氣動部分均采用德國 FESTO 和臺灣 AirTac 的氣動元件。 （ 2）控制技術應用得少。比如遠距離遙控技術、步進電機技術、信息處理技術等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機械水平處于領先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機械設備的技術更新很快。如美國液體灌裝設備公司 (EJF)生產(chǎn)的液體灌裝機，一臺設備可以實現(xiàn)重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動 泵 式灌裝。就是說，任何黏度的液體，只要通過微機控制來改變灌裝方式就可以實現(xiàn)。近幾年來，這種技術在國內出現(xiàn)了，比如江蘇群杰包裝機械廠、廣州澳特包裝機公司等等。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 6 第 2 章 總體方案的設計 畢業(yè)設計任務書及設計參數(shù) 技術參數(shù) (1)可依紙箱大小調整并依次實現(xiàn)上蓋的前、后兩側蓋折合操作。 (2)生產(chǎn)率：每分鐘可封 20 箱。 (3)封箱適應范圍：最小箱： 200 180 150（長寬高）㎜ 最大箱： 600 500 500（長寬高）㎜ (4)封箱質量： ① 封箱應平整、牢固、無明顯皺折； ② 兩端側粘合長度為 60177。 5 ㎜； ③ 封合平整、牢固、規(guī)范、美觀，不會撕箱。 (5)采用氣動裝置實現(xiàn)紙箱前蓋的自動折合。 設計目的 本次設計的紙箱封箱機適用于一定規(guī)格紙箱的上蓋自動折合，除了按紙箱的大小手工調整本機外，可實現(xiàn)全自動折合上箱蓋的功能。使用性能完全達到技術指標的要求，它繼承了傳統(tǒng)膠帶封箱機效率高，封 箱質量好的優(yōu)點，既可單箱作業(yè)，也可與紙箱成型開箱機、裝箱機、貼標機、捆包機、輸送機等設備配套使用，尤其適用于大規(guī)模連續(xù)流水線作業(yè)及全自動生產(chǎn)線使用，為包裝流水線作業(yè)必需的設備。同時，節(jié)省了勞力，減輕了勞動強度，實現(xiàn)了無人化操作。 設計的內容 根據(jù)技術參數(shù)設計 折蓋機構、 工作臺部件、導帶寬度、下刀架固定位置等，選擇合適的電動機設計側面?zhèn)鲃硬考?，并計算所需的其他部件并校核是否滿足工作要求。按工作準確性和合理性、穩(wěn)定性、高效性設計刀架部件和刀片形狀。用 solidworks 軟件繪制包裝機的基本結構圖。 設計任務 1．相關外文資料翻譯和查找搜集相關技術資料 2．撰寫開題報告 ； 3．根據(jù)給定的技術參數(shù)，確定機器的執(zhí)行機構，設計機器整體結構 ； 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 7 4．撰寫設計說明書 ； 5．繪制總裝圖、部裝圖和零件圖 ； 基本要求 1．結構簡單，制造容易 ； 2．操作、維護方便、安全 ； 3．適合酒類和液體飲料生產(chǎn)包裝線上使用 ； 注意事項 1．在設計開始前，應認真研究題目，明確設計要求，閱讀參考資料，了解它們大體內容，以便需要時查閱 ； 2． .對設計方案及結構 進行對比 以明確優(yōu)劣正誤，取長補短，改進設 計 ； 3．設計草圖完成后，應交指導教師審查后再修改加深 ； 4． 設計說明書應按規(guī)定格式編 寫 ，連同所繪圖紙交指導教師審查認可后方可呈交 ； 5．認真做好準備，進行設計答辯 ； 機構選型原則 1．滿足需要原則 所設計的產(chǎn)品應最大限度地滿足用戶要求。應在調查分析和預測市場需要情況下的基礎上，確定是否應該進行該種機械產(chǎn)品的設計。 2．經(jīng)濟合理原則 所設計的機械產(chǎn)品應該機構先進，功能好，成本低、使用維修方便，在產(chǎn)品的壽命周期內用最低的成本實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)定功能，做到物美價廉。 3．可靠性原則 在規(guī)定使用條件和規(guī)定時間內 ，產(chǎn)品能完成規(guī)定功能的可靠程度高，即運行中不出現(xiàn)故障。 4．最優(yōu)化設計 在給定的設計目標下，用優(yōu)化設計方法，從若干可行方案中找到優(yōu)選方案。 5．標準化原則 所設計的機械產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)應符合國家標準，零部件應能最大限度地與同類產(chǎn)品的零部件通用。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 8 第 3 章 傳動裝置的總體設計 傳動裝置方案論證 選擇原則 1．小功率傳動應在滿足工作性能的前提下選用結構簡單的傳動裝置，盡可能降低制造成本。 2．大功率傳動應優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運轉和維修費用。 3．當機構要求變速時，若能與 電動機調速比相適應，可采用定傳動比裝置；當要求變速范圍大，用電動機調速不能滿足要求時，應采用變速比傳動。 4．當載荷變化頻繁，且可出現(xiàn)過載時，應考慮增加過載保護裝置。 5．傳動裝置的選用必須與制造技術水平相適應，應盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的傳動部件或元件。 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展迅速，包裝箱封口機的工作方式多種多樣，如液壓，氣壓、電動、機械等傳動，采用何種傳動方式?jīng)Q定了其工作效率。 但液壓傳動比不如機械傳動精確，低速時有爬行，維護要求高，系統(tǒng)的密封元件的制造、安裝、調整要求高 。 確定傳動方案 合理的傳動方案，應滿足工作 機的性能要求、工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、陳本低廉、效率高和使用維護方便等。當采用多級傳動時，應合理地選擇傳動零件和他們之間的傳動次序，揚長避短，力求方案合理。常需要考慮以下幾點： (1) 帶傳動為摩擦傳動，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，噪音小，但傳動比不準確，傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他傳動形式大。因此，應布置在高速及。因為傳遞相同功率，轉速愈高，轉矩愈小，可使帶傳動的結構緊湊。 (2) 鏈傳動靠鏈輪輪齒嚙合，平均傳動比恒定，并能適應惡劣的工作條件，但運動不均勻，有沖擊，不適于高速傳動，故應 布置在多級傳動的低速級。 (3) 蝸桿傳動平穩(wěn)，傳動比大，但傳動效率低，適用于中、小功率間歇運轉的場合。當和齒輪傳動同時應用時，應布置在高速級，使其工作齒面間有較高的相對滑動速度，利于形成流體動力潤滑油膜，提高效率，延長壽命。 (4) 原錐齒輪傳動用于傳遞相交軸間的運動。由于圓錐齒輪 (特別是當尺寸較大時 )加工比較困難，應放在傳動的高速級，并限制其傳動比，以減小其直徑赫模數(shù)。 (5) 開式齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑不良，磨損嚴重，應布置在低速 6 級。 (6) 斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳 動好，當采用雙級齒輪傳動時，高速級常用斜齒輪。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 9 電動機的分析 和選用 電動機的性能和分類 電動機可分為交流電動機和直流電動機兩大類?，F(xiàn)就這兩種類型電機論述如下： (1) 交流電動機 交流電動機簡單、耐用、可靠、易維護、價格低、特性硬，但起動和調速性能差，輕載時功率因素低，一般在無調速要求的機械廣泛應用。在可變級頻率電源供電下可平滑調速。 (2) 直流電動機 直流電動機的調速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應各種機械負載特性的需求，但它的價格貴、維護復雜且需要直流電 源，因此只有在交流電動機不能滿足要求時才采用