【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 美國當(dāng)前前景看好的包裝封口機(jī)械是：水平枕式微機(jī)控制、配有伺服電機(jī)和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機(jī)械。今后微電子、電 腦、工業(yè)機(jī)器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，使包裝機(jī)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(jī)械在計量、制造、技術(shù)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(shè)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(shè)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(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計算機(jī)和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；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(jī)械中， 40％是食品包裝封口機(jī)械，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝機(jī)等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機(jī)械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計、生產(chǎn)、試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、檢驗(yàn)、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。 日本是包裝箱封口機(jī)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(jì) 60 年代至 70 年代，包裝箱封口機(jī)械的產(chǎn)值平均每年增長20%。 70 年代初期達(dá)到世 界先進(jìn)水平，成為第二包裝大國，包裝箱封口機(jī)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(jìn)、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。 德國的包裝箱封口機(jī)械也很發(fā)達(dá)。它擁有幾家在世界上號稱規(guī)模最大的包裝機(jī)械廠，它的包裝機(jī)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(jī)械業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型包裝箱封口機(jī)械，都有久享盛譽(yù)的包裝箱封口機(jī)械供應(yīng)國內(nèi)外市場 [3]。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 國內(nèi)包裝 封箱 機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 1．我國包裝箱封口機(jī)械概況 解放前，我國包裝箱封口機(jī)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(jī)械化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進(jìn)口的啤酒、汽水灌裝機(jī)及卷煙小包裝機(jī)等。 解放后的 30 年間，我國包裝封口機(jī)械的發(fā)展相當(dāng)緩慢。 1956 年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機(jī)。 20 世紀(jì) 60 年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機(jī)， 20 世紀(jì) 70 年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機(jī)等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，由于國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對外貿(mào)易不斷擴(kuò)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(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自 動化，從而大大促使了包裝機(jī)械的發(fā)展，包裝機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)中占有的位置越來越重要。 20 世紀(jì) 90 年代以來，包裝機(jī)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(jī)械工業(yè)的平均增長值高 %。包裝機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)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(jì)的繁榮和人民生活水平的提高， 包裝 箱封口機(jī)械包裝技術(shù)的前景十分樂觀。近年來，國家加大了 對食品和藥品質(zhì)量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包裝技術(shù)都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進(jìn)行包裝設(shè)備的技術(shù)改造和生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國包裝箱封口機(jī)械的水平和市場競爭力。 盡管我國包裝箱封口機(jī)械包裝技術(shù)的水平有了提高，但是我國的包裝箱機(jī)械包裝技術(shù)與發(fā)達(dá)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(shù)水平還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都有一定的差距。并且我國包裝機(jī)械行業(yè) 30％左右的企業(yè)存在低水平的重復(fù)建設(shè)。這種狀況不但浪費(fèi)了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機(jī)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(jī)械的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng)新。 我國的包裝機(jī)械多以單機(jī)為主，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)、新工藝、新材料方面應(yīng)用的少，滿足不了我國當(dāng)前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術(shù)改造，不得不花費(fèi)大量的資金從國外引進(jìn)一些技術(shù)先進(jìn)的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導(dǎo)致很大一部分國內(nèi)的市場份額被國外品牌所占領(lǐng)。我國的食品包裝機(jī)械發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機(jī)械包裝技術(shù)的水平有待迫切開發(fā)的需要。 日前，隨著包裝機(jī)械技術(shù)含量日趨增加，國外已經(jīng)已將很多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用 在包裝機(jī)械上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、自動柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等，國內(nèi)現(xiàn)有的一些包裝機(jī)技術(shù)含量較低，先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用較少，國內(nèi)包裝機(jī)械低水平重復(fù)建設(shè)對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構(gòu)成了阻礙 。 另外，包裝機(jī)械市場日趨齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機(jī)械和一些小型包裝機(jī)有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機(jī)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(jī)械企業(yè)（集團(tuán)）所壟斷，包裝機(jī)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(jī)械加工和整個包裝系統(tǒng)的 通用能力，所以包裝機(jī)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(jī)械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)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(jī)械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達(dá)國家的包裝機(jī)械，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，是擺在我國包裝箱封口機(jī)機(jī)械企業(yè)面前的緊迫任務(wù) [4]。 2． 國內(nèi)包裝箱封口機(jī)械發(fā) 的趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求，包裝箱封口機(jī)在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機(jī)械競爭日趨激烈，未來的包裝機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備，而包裝機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機(jī)電一體化 、 機(jī)械功能多元化 、 結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化 。 3．國產(chǎn)包裝機(jī)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(chǔ)件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件 質(zhì)量差。比如河南星火包裝機(jī)械有限公司就在參照國外先進(jìn)包裝機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改造和創(chuàng)新產(chǎn)品，星火牌系列的灌裝機(jī)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(shù)應(yīng)用得少。比如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機(jī)械水平處于領(lǐng)先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)更新很快。如美國液體灌裝設(shè)備公司 (EJF)生產(chǎn)的液體灌裝機(jī)，一臺設(shè)備可以實(shí)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(jī)控制來改變灌裝方式就可以實(shí)現(xiàn)。近幾年來，這種技術(shù)在國內(nèi)出現(xiàn)了，比如江蘇群杰包裝機(jī)械廠、廣州澳特包裝機(jī)公司等等。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2 章 總體方案的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書及設(shè)計參數(shù) 技術(shù)參數(shù) (1)可依紙箱大小調(diào)整并依次實(shí)現(xiàn)上蓋的前、后兩側(cè)蓋折合操作。 (2)生產(chǎn)率：每分鐘可封 20 箱。 (3)封箱適應(yīng)范圍：最小箱： 200 180 150（長寬高）㎜ 最大箱： 600 500 500（長寬高）㎜ (4)封箱質(zhì)量： ① 封箱應(yīng)平整、牢固、無明顯皺折； ② 兩端側(cè)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(shí)現(xiàn)紙箱前蓋的自動折合。 設(shè)計目的 本次設(shè)計的紙箱封箱機(jī)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(diào)整本機(jī)外，可實(shí)現(xiàn)全自動折合上箱蓋的功能。使用性能完全達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的要求，它繼承了傳統(tǒng)膠帶封箱機(jī)效率高，封 箱質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，既可單箱作業(yè)，也可與紙箱成型開箱機(jī)、裝箱機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、捆包機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)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(shè)備。同時，節(jié)省了勞力，減輕了勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了無人化操作。 設(shè)計的內(nèi)容 根據(jù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計 折蓋機(jī)構(gòu)、 工作臺部件、導(dǎo)帶寬度、下刀架固定位置等，選擇合適的電動機(jī)設(shè)計側(cè)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(zhǔn)確性和合理性、穩(wěn)定性、高效性設(shè)計刀架部件和刀片形狀。用 solidworks 軟件繪制包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖。 設(shè)計任務(wù) 1．相關(guān)外文資料翻譯和查找搜集相關(guān)技術(shù)資料 2．撰寫開題報告 ； 3．根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)，確定機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)計機(jī)器整體結(jié)構(gòu) ； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 4．撰寫設(shè)計說明書 ； 5．繪制總裝圖、部裝圖和零件圖 ； 基本要求 1．結(jié)構(gòu)簡單，制造容易 ； 2．操作、維護(hù)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(xiàng) 1．在設(shè)計開始前，應(yīng)認(rèn)真研究題目，明確設(shè)計要求，閱讀參考資料，了解它們大體內(nèi)容，以便需要時查閱 ； 2． .對設(shè)計方案及結(jié)構(gòu) 進(jìn)行對比 以明確優(yōu)劣正誤，取長補(bǔ)短，改進(jìn)設(shè) 計 ； 3．設(shè)計草圖完成后，應(yīng)交指導(dǎo)教師審查后再修改加深 ； 4． 設(shè)計說明書應(yīng)按規(guī)定格式編 寫 ，連同所繪圖紙交指導(dǎo)教師審查認(rèn)可后方可呈交 ； 5．認(rèn)真做好準(zhǔn)備，進(jìn)行設(shè)計答辯 ； 機(jī)構(gòu)選型原則 1．滿足需要原則 所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)最大限度地滿足用戶要求。應(yīng)在調(diào)查分析和預(yù)測市場需要情況下的基礎(chǔ)上，確定是否應(yīng)該進(jìn)行該種機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計。 2．經(jīng)濟(jì)合理原則 所設(shè)計的機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)該機(jī)構(gòu)先進(jìn)，功能好，成本低、使用維修方便，在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)用最低的成本實(shí)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(nèi) ，產(chǎn)品能完成規(guī)定功能的可靠程度高，即運(yùn)行中不出現(xiàn)故障。 4．最優(yōu)化設(shè)計 在給定的設(shè)計目標(biāo)下，用優(yōu)化設(shè)計方法，從若干可行方案中找到優(yōu)選方案。 5．標(biāo)準(zhǔn)化原則 所設(shè)計的機(jī)械產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，零部件應(yīng)能最大限度地與同類產(chǎn)品的零部件通用。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 3 章 傳動裝置的總體設(shè)計 傳動裝置方案論證 選擇原則 1．小功率傳動應(yīng)在滿足工作性能的前提下選用結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，盡可能降低制造成本。 2．大功率傳動應(yīng)優(yōu)先考慮傳動的效率，節(jié)約能源，降低運(yùn)轉(zhuǎn)和維修費(fèi)用。 3．當(dāng)機(jī)構(gòu)要求變速時，若能與 電動機(jī)調(diào)速比相適應(yīng)，可采用定傳動比裝置；當(dāng)要求變速范圍大，用電動機(jī)調(diào)速不能滿足要求時，應(yīng)采用變速比傳動。 4．當(dāng)載荷變化頻繁，且可出現(xiàn)過載時，應(yīng)考慮增加過載保護(hù)裝置。 5．傳動裝置的選用必須與制造技術(shù)水平相適應(yīng)，應(yīng)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(jī)的工作方式多種多樣，如液壓，氣壓、電動、機(jī)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(jī)械傳動精確，低速時有爬行，維護(hù)要求高，系統(tǒng)的密封元件的制造、安裝、調(diào)整要求高 。 確定傳動方案 合理的傳動方案，應(yīng)滿足工作 機(jī)的性能要求、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、陳本低廉、效率高和使用維護(hù)方便等。當(dāng)采用多級傳動時，應(yīng)合理地選擇傳動零件和他們之間的傳動次序，揚(yáng)長避短，力求方案合理。常需要考慮以下幾點(diǎn)： (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(zhǔn)確，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大。因此，應(yīng)布置在高速及。因?yàn)閭鬟f相同功率，轉(zhuǎn)速愈高，轉(zhuǎn)矩愈小，可使帶傳動的結(jié)構(gòu)緊湊。 (2) 鏈傳動靠鏈輪輪齒嚙合，平均傳動比恒定，并能適應(yīng)惡劣的工作條件，但運(yùn)動不均勻，有沖擊，不適于高速傳動，故應(yīng) 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(yùn)轉(zhuǎn)的場合。當(dāng)和齒輪傳動同時應(yīng)用時，應(yīng)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(yùn)動。由于圓錐齒輪 (特別是當(dāng)尺寸較大時 )加工比較困難，應(yīng)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(yán)重，應(yīng)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(dāng)采用雙級齒輪傳動時，高速級常用斜齒輪。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 電動機(jī)的分析 和選用 電動機(jī)的性能和分類 電動機(jī)可分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩大類?，F(xiàn)就這兩種類型電機(jī)論述如下： (1) 交流電動機(jī) 交流電動機(jī)簡單、耐用、可靠、易維護(hù)、價格低、特性硬，但起動和調(diào)速性能差，輕載時功率因素低，一般在無調(diào)速要求的機(jī)械廣泛應(yīng)用。在可變級頻率電源供電下可平滑調(diào)速。 (2) 直流電動機(jī) 直流電動機(jī)的調(diào)速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應(yīng)各種機(jī)械負(fù)載特性的需求，但它的價格貴、維護(hù)復(fù)雜且需要直流電 源，因此只有在交流電動機(jī)不能滿足要求時才采用