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1、袋式包装机的传动系统设计1绪论1.1 国内外包装设备的发展现状我国包装机械工业起步较晚，很长时间都没有形成一个独立的行业。20世纪80年代初，我国政府发布的机械产品目录中还没有包装机械这一门类。 70年代中期以前，我国商品包装的技术装备相当落后。大多数食品企业都采 用作坊式生产、手工包装和散装销售，仅有糖果、烟草等几个领域使用机械包装。目前，我国从事包装食品机械生产的县以上企业约有3300多家，其中合资企业120余家，从业人员55万人，科研单位130余个，产品品种达 3000多种。产品的技术水平和自动化程度都有很大提高，许多产品已由单一机械型向机电一体化型转变，电器控制由普通电器向可编程和计算
2、机控制转变，并由提供单机向提供成套生产线转变，该行业已成为我国机械工业14个大行业之一。预计到2005年，包装和食品机械年产值达到440亿元左右，产品品种达到4000多种，基本满足我国食品工业和包装工业的需要。改革开放以来，我国包装机械行业的发展取得了很大进步，但与世界先进水平相比，还存在较大差距。主要表现在我国包装机械产品控制水平较 低，高新技术应用少，新材料、新工艺推广慢，大约只有5%的产品能达到发 达国家20世纪90年代初期水平，总体水平比发达国家落后 20年左右。随着 包装机械行业发展，应重视各种新技术、新材料、新工艺在包装机械上的应 用，如光纤技术、生物工程技术、机电一体化技术、人工
3、智能技术和纳米技 术等。要加快在包装机械生产企业中推广计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助生产工艺技术（CA PP）及计算机集成制造系统 （C IM S）,上述技术的推广应 用，可使产品开发技术准备及制造周期缩短30%左右。同时可以完成高速机构的运动学和动力学优化设计和精密加工，使得包装机结构紧凑、造价低、运动平稳、使用寿命长。目前，国内包装机械产品系列化水平低，品种少，缺门产品多，包装机对包装物的适应性较差。采用模块化设计思想，可将计量装置、制袋成形器、物料输送、包装材料输送、热封装置和打码装置等设计成多种标准模块，通过标准模块的合理组合 ，以适应不同物料特性、不同材料种类和不同包装容量的要
4、求。逐步加大包装机标准件与外购部件的比例，突出包装机械的特殊制造功能，促进包装机械生产在一定范围内实现标准化、 通用化和系列化。同时引进国际上承认的标准来规范企业的生产行为也是提高包装机械产品标准化水平的重要途径。国产高水平高速度的包装机，为了保证其主机质量和可靠性，不得不花高价购买进口电器元件和气动元件。这就说明要提高国产包装机械的质量，必须重视基础件的研制以及配套件的技术水平的提高，研制与包装机配套的高水平的真空泵、真空阀、灌装高速电磁 阀、传感器、变频电机及电器控制元件，开发各种在线或离线的检测设备，以进行重量检测、异物检测、金属检测和真空度检测等，提高整体技术水平。国外包装机械企业成功
5、的经验表明，企业用于研究与开发的投资如果占销售额的1% ,企业难以生存,占2%可勉强维持,占5%才有竞争力，而我国包装机械企业的研发平均投资水平不足1%只有加大科技投入，鼓励科研院所加入企业集团，多渠道多层次的增加科研经费，才能开发出产销对路的高技术产品。根据中国包装网络管理中心对全国包装企业网络及电子商务开展情况调查显示,有35%的包装企业经常使用互联网，15% 的企业建有网站，10%建有企业内部的电子商务管理系统，有60%勺企业认为需要电子商务服务。在2001年内使用电子商务平台的企业占40%以上。调查充分显示电子商务在中国包装业有广阔前景。我国包装机械行业由于产品自身的特点，非常适合网上
6、贸易。网络经济的发展，从根本上打破了传统产业的经营运作模式，建议企业要加强自身的信息化和网络化建设，将传统的营销模式尽快与网络营销接轨，利用已有的电子商务平台开展产品的供求信息发布，利用网络探索新的业务合作伙伴，提升企业的产品服务和营销水平。1.2 包装工业的概况及技术方法1.2.1 包装工业的概况包装机工业作为一门新兴工业，具有明显的时代特征，它既是配套工业， 是当今的主导产业之一。在日益发展的市场经济中，包装工业对其他工业的发 展起到了推动作用。主要表现在相关工业的发展方面：从所用包装材料看，它 推动了造纸工业、塑料工业、冶金工业和化学工业等部门的发展；从包装技术 方面看，它对机械工业、电
7、子工业、印刷工业、新材料工业以及装潢设计等方 面提出了更高的要求；从消费领域看，对食品、饮料、粮食、医药及日用化工 品等，起到了重要的促进作用。中国的包装工业，由上世纪80年代开始腾飞，经过了十几年时间的发展而初具规模，特别是食品包装业，更是飞速发展，取得了长足的进步。这一切主 要表现在包装工业不断完善，包装技术不断改进，包装材料不断创新。对于食品包装，具产品已呈现出多品种、多样式及多层次的特点。所谓多 品种，包括金属罐、玻璃瓶；塑料制品的多类成型袋及瓶、罐容器；纸制品的 多瓦楞纸箱机纸盒软包装、纸袋包装；另外还有一些丰富有特色的木、竹、瓷 制品的包装。所谓多式样是指包装品结构造型紧跟时代潮流
8、，新颖多样、彩鲜 艳、装潢精美。而多层次是指包装品的高、中、低档并存，以适应市场需求。随着我国经济的日益发展壮大，包装工业也以年均 18%勺速度快速发展， 但是在我国包装工业快速发展的进程中，大量技术含量高的成套设备仍依靠进口。如塑料薄膜双向拉伸设备， 一条生产线就近1亿元，从上世纪70年代开始引进， 到目前为止，国内相继进口此类生产线110条。还有乳品业大量使用的无菌包装盒、灌装设备几乎都为瑞典利乐公司一家提供。我国包装机械对国外高端技术的过度依赖，已成为严重制约我国包装工业持续、稳定发展的隐忧。因为大多数包装产品的技术含量体现在加工工艺和技术装备上，工艺是核心，装备是关键，而包装设备在包装
9、工艺中居于主导地位。虽然大量先进设备 的引进大大加快了我国包装工业的发展速度，缩小了我国包装工业与发达国家 的差距，但是，我们不能依赖国外的高端技术与技术装备，这是因为国外的技 术装备价格昂贵，一些中小企业无力引进，不利于我国包装行业技术水平的整 体提高；不利于发展自己的知识产权，不利于培育自己的专业设计人员，长此以 往我们只能跟在别人后面，这将丧失发展的控制权和市场的主动权。1.2.2 包装作业的技术方法包装技术方法可谓形式多样，并且不断有创新技术的出现，但较常用的方法概括 有以下几种：1) 充填2) 灌装3) 裹包4) 装盒与装箱5) 收缩包装6) 拉伸包装7) 真空和充气包装8) 泡罩包
10、装盒贴体包装9) 热封10) 粘合剂粘合11) 加盖、卷边接缝12) 捆扎13) 贴标和打印2包装机的整体认识2.1 包装机械的组成、分类及特点作用包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填 封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆 卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。它是包装工业的一大门 类产品，在包装工业中有着举足轻重的地位和作用，它给行业提供必要的技术 设备，以完成所要求的产品包装工艺过程。2.1.1 包装机械的组成包装机械属于自动机范畴，它的种类繁多，结构复杂，新型包装机械不断 涌现，很难将它们的组成分类。但通过对大量包装机
11、械的工作原理和结构性能 的分析，可找出其组件的共同点。包装机械由动力系统、传动系统和执行系统 组成。为了便于掌握和研究包装机械的工作原理和结构性能，通常又将包装机 械分成下列组成部分。(1)包装材料的整理与供送系统该系统是将包装材料(包括刚性、半刚性、刚性包装材料和包装容器及辅助物)进行定长切断或整理排列，并逐个输 送到预定工位系统，如糖果包装机中包装纸的供送、切断机构。(2)被包装物品的计量与供送系统该系统是将被包装物品进行计量、整理、排列，并输送到预定工位的系统。有的还可完成被包装物品的定型、分割。(3)主传动系统 该系统是将包转材料和被包装物品由一个包装工位顺序 传送到下一个包装工位的系
12、统。单工位包装机没有传送系统。全部包装工序在包装机上往往分散成几个工位来协同完成供送包装材料和 被包装物品，直到把产品输出。主传送机构的形式影响其外形，所以必须有专 门的机构来传送包装材料和被包装物品，直到把产品输出。(4)包装执行机构包装执行机构是直接完成包装操作的机构，即完成裹包、灌装、封口、贴标、捆扎等操作的机构。(5)成品输出机构成品输出机构是把包装好的产品从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。(6)动力机与传动系统动力机是机械工作的原动力，在现代工业生产中通常为电动机，传动系统是指将动力机的动力与运动传给执行机构和控制系统， 使其实现预定动作的装置。通常由传动零件，如带轮、齿轮、链轮
13、、凸轮等组成，或者由机、电、液、 气等多种形式的传动组成。(7)控制系统控制系统由各种手动自动装置组成。在包装机中，从动力的输出、传动机构的运转、包装执行机构的动作及相互配合以及包装产品的输 出，都是由控制系统指令操纵的。它包括包装过程、包装质量、故障与安全的 控制。现代包装机械的控制方法除机械形式外，还有电气控制、气动控制、光电 控制、电子控制和射流控制，可根据包装机械的自动化水平和生产要求选择。(8)机身 机身用于安装、固定、支承包装机所有的零件，满足相互运动 和相互位置的要求。因此，机身必须具有足够的强度、刚度和稳定性。2.1.2 包装机械的特点包装机械具有一般自动机的共性，也具有其自身
14、的特性。包装机械的主要 特点如下：大多数包装机械结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求 对零部件的刚度和表面质量等都有较高的要求。用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不 锈钢或经过化学处理的无毒材料制成。进行包装时的作用力一般都较小，所以包装机的电动机功率较小。包装机一般都采用无极变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机 的生产能力。因为影响包装质量的因素很多，诸如包装机的工作状态(机构的运动状态， 工作环境的温度、湿度等)、包装材料和包装物的质量等，所以，为便于机器的调整，满足质量和生产能力的需要，往往把包装机设计成无极可调的，即采 用无极变速装置。包装机
15、械是特使类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制 造和维修，减少设备投资，在各种包装机的设计中应注意标准化、通用性及多 功能性。2.1.3包装机械的作用包装行业是一个新兴的行业，随着市场竞争的日益激烈白热化，产品形象广告 效应对包装行业提出了越来越高的要求和越来越多的需求。 包装机械大致有四种作 用：(1)保护被包装的商品，防止风险和损坏，诸如渗漏、浪费、偷盗、损耗、 散落、掺杂、收缩和变色等。产品从生产出来到使用之前这段时间，保护措施是很 重要的，包装如不能保护好里面的物品，这种包装则是一种的失败。(2)提供方便。制造者、营销者及顾客要把产品从一个地方搬到另一个地方，牙膏或钉子放在纸盒内可以很容易在库房里搬动，酱菜和洗衣粉的不方便包装，已被现在的小包装所取代，这时消费者采购和带回家非常方便。(3)为了辨别，包装上必须注明产品型号、数量、品牌以及制造厂家或零售 商的名称。包装能帮助库房管理人员准确地找到产品，也可帮助消费者找到他的想 头的东西。(4)促进某种品牌的销售，特别是在自选商店里更是如此。在商店里，包装吸引着顾客的注意力，并能把他的注意力转化为兴趣。有人认为，每个包装箱都是一幅广告牌。良好、的包装能够提高新产品的吸引力，包装本身的价值也能引起消费者购买某项产品的动机。止匕外，提高包装的吸引力要比提 高产品单位售价的代
