包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法初探

劉軍偉

（洛陽中安煤礦儀器制造有限公司，河南 洛陽 471000）

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)，是按照現(xiàn)代包裝機(jī)械的規(guī)范和商品特點(diǎn)，以包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成與機(jī)械制造原理為主要設(shè)計(jì)思路的工作。包裝機(jī)械需要依據(jù)單功能包裝、多功能包裝、半自動(dòng)包裝、全自動(dòng)包裝等特性，滿足用戶的使用需求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)；按包裝機(jī)械的內(nèi)包裝、外包裝、專用包裝、通用包裝等突出的使用目的，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。借鑒國外設(shè)備的包裝機(jī)械外觀設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)理念，打造出有中國特色的符合中國國情的包裝機(jī)械設(shè)備。

1 包裝機(jī)械的功能

商品經(jīng)濟(jì)社會(huì)的商品交易過程，滋生了一個(gè)新的服務(wù)性行業(yè)——“產(chǎn)品包裝”。包裝行業(yè)主要的生產(chǎn)工具，就是“包裝機(jī)械”。包裝機(jī)械是完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機(jī)械，以充填、計(jì)量、蓋印、裹包、封口等程序?yàn)楣ぷ鞣绞健?/p>

商品的種類繁多，有液體、塊狀、散粒、食品、日用化工、紡織品等形態(tài)，包裝要求的千變?nèi)f化——內(nèi)包裝、外包裝、單件包裝、整體包裝、精包裝、簡包裝、禮品包裝、實(shí)用包裝、通用包裝、專用包裝等許多包裝工藝和要求。由于包裝要求由簡單到繁瑣，對(duì)包裝機(jī)械的要求也變化萬千，根據(jù)各類商品主要功能和商品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，產(chǎn)生了自動(dòng)包裝、半自動(dòng)包裝和手動(dòng)包裝這3種包裝形式。

隨著時(shí)代的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中，正起著越來越大的作用。根據(jù)產(chǎn)品銷量的要求，包裝形成了規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的形式。

商品包裝機(jī)械，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，還能實(shí)現(xiàn)手工包裝無法實(shí)現(xiàn)的操作。有些包裝操作，如真空包裝、吸塑包裝、充氣包裝、壓力灌裝等包裝項(xiàng)目，都是手工包裝無法實(shí)現(xiàn)的，只能用機(jī)械包裝來實(shí)現(xiàn)。

機(jī)械包裝可降低包裝成本，節(jié)省人力物力與貯運(yùn)費(fèi)用，節(jié)省倉容，減少保管費(fèi)用，保鮮保質(zhì)，有利于運(yùn)輸。

包裝機(jī)械具有輕便靈活的特性，可以拆卸，便于維護(hù)，所用零件材料可通用，節(jié)省成本。包裝機(jī)械進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，就要從結(jié)構(gòu)上考慮拆卸的難易程度，參照服務(wù)商品的具體設(shè)計(jì)目標(biāo)與結(jié)構(gòu)方案，規(guī)劃出輕便易攜帶的設(shè)計(jì)方案，這些已經(jīng)成為包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的基本理念。

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)，必須具備市場意識(shí)，擁有競爭意識(shí)。在瞬息萬變的商品大潮中，市場的憂患意識(shí)不強(qiáng)，服務(wù)市場的功能不全面，服務(wù)客戶的方法不到位，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品就不能在市場上立足，很難產(chǎn)生利潤。商品包裝功能一旦落后于更新?lián)Q代的商品，包裝機(jī)械和淘汰商品匹配的型號(hào)，就有同樣面臨被淘汰的危險(xiǎn)，所以包裝機(jī)械的功能，必須與商品變化同步。

2 包裝機(jī)械的制造工藝設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，就是采用合理的加工方法，確定最佳工藝參數(shù)，以降低原材料消耗節(jié)約能源為理念，在更好地服務(wù)于商品的同時(shí)，優(yōu)化包裝機(jī)械的工藝設(shè)計(jì)方案。用簡潔的包裝機(jī)械生產(chǎn)工藝，減少廢次品，提高產(chǎn)品合格率，提高能源利用率，使生產(chǎn)過程的廢料最少化。

包裝機(jī)械制造業(yè)，是現(xiàn)代包裝工業(yè)的主導(dǎo)，包裝機(jī)械是將機(jī)械、電力、氣體壓縮、光標(biāo)、生物、磁力等技術(shù)問題集合于一體的機(jī)械電子設(shè)備。設(shè)計(jì)觀念著力于提高包裝機(jī)械的可靠性和穩(wěn)定性以及自動(dòng)化程度，將包裝機(jī)械的研發(fā)與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)形成規(guī)范技術(shù)，應(yīng)用于包裝機(jī)械之中。運(yùn)用數(shù)據(jù)收集程序、自動(dòng)化操作程序、自動(dòng)診斷程序形成狀態(tài)檢測，提高包裝機(jī)械生產(chǎn)線的靈活性，縮短包裝機(jī)械生產(chǎn)線上的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時(shí)間，提高包裝機(jī)械生產(chǎn)線的生產(chǎn)率和生產(chǎn)能力。

商品包裝的發(fā)展趨勢，是向精致化多元化發(fā)展。在這種大環(huán)境變化下，有多種切換功能的包裝機(jī)械，很受市場歡迎。

包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除應(yīng)滿足進(jìn)行工商業(yè)產(chǎn)品包裝功能的基本要求外，主要考慮提高資源利用率。簡化包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡量減少可有可無的零件，采用多功能的零件，減小包裝機(jī)械的體積和自身總質(zhì)量，節(jié)約占地面積，靈活轉(zhuǎn)運(yùn)，靈活組裝。整體機(jī)身盡可能小型化，智能化。減少自重，減少占有空間，使結(jié)構(gòu)緊湊，安裝更換方便，少維護(hù)，無故障作業(yè)，以及在線快速修復(fù)與不停機(jī)修復(fù)的生產(chǎn)線。

3 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的原則

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)工作，要盡可能減少包裝機(jī)械使用中人為的操作誤差。通過機(jī)械設(shè)計(jì)，提高和發(fā)揮人的主觀參與性，利用包裝機(jī)械整體的可靠性。利用人機(jī)工程學(xué)原理，優(yōu)化包裝機(jī)械的人機(jī)系統(tǒng)。

進(jìn)行包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)時(shí)，要提高機(jī)械可控性、操作性與可靠性。不僅要求包裝機(jī)械本身有滿意的精度，而且適于人的使用習(xí)慣，便于識(shí)別操作，不易出錯(cuò)，牽扯到安全問題的，更應(yīng)進(jìn)行對(duì)人的防誤操作設(shè)計(jì)。

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的操作環(huán)境，需要滿足適合于人的工作需要，做到人性化設(shè)計(jì)，每個(gè)零部件的尺寸和操作高度，必須滿足人的生理可承受尺度。

必須保證的問題是：機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，空氣中的濕度和溫度保持在人體健康可以承受的范圍；機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，光線和色彩的強(qiáng)烈對(duì)比度，必須在人體可以承受的范圍；機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音震動(dòng)值，必須保證在國家設(shè)定的人體健康可承受的范圍之內(nèi)；機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的灰塵顆?？諝馕廴局笜?biāo)，應(yīng)滿足國家規(guī)定的可取值。避免疲勞操作與干擾操作，才是優(yōu)秀的包裝設(shè)計(jì)方法。

包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)，要使用易于進(jìn)行加工制造的材料，減少所用材料種類。為了滿足商品的更新?lián)Q代，為了擴(kuò)大生產(chǎn)，必須考慮節(jié)約能源，盡量少用稀有昂貴的原材料。使用可回收、易分解、可循環(huán)利用、低污染的材料。降低包裝機(jī)械零件加工的難度與廢品率，開發(fā)耗能小、輸出功率大、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能好、噪聲低、污染小的機(jī)種，抓好機(jī)、電、氣、液等配套基礎(chǔ)件的加工品質(zhì)。包裝生產(chǎn)線上使用帶有集線站的組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，允許對(duì)產(chǎn)品的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)性，這樣有助提高包裝生產(chǎn)線的靈活性。

包裝機(jī)械生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)類型，應(yīng)當(dāng)減少占地面積，使得可用空間利用率達(dá)到最大化，創(chuàng)造人類功效優(yōu)勢，減少機(jī)械之間的距離。精密設(shè)計(jì)的傳送系統(tǒng)，可以通過機(jī)械暫?；蛭恢梅答佇畔ⅲ瑏砜刂茖?dǎo)軌位置的精確性，保證成品包裝品質(zhì)。

4 結(jié)束語

中國已經(jīng)成為世界最大的商品生產(chǎn)和消費(fèi)國，隨著人們生活水平的提高和生活品質(zhì)的改善，對(duì)商品多樣化、功能化和個(gè)性化的需求日趨明顯。為了適應(yīng)市場上多種類型多種層次的商品包裝的需求，包裝機(jī)械設(shè)備行業(yè)必須保證多樣化、多型號(hào)、方便改型、組裝簡易、形態(tài)靈活輕便的特性，來滿足社會(huì)的需求和人們生活生產(chǎn)的需要。

[1]杜 文.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方式[N].中國食品報(bào)，2010-3-18.

[2]包 文.德國包裝機(jī)械設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展[N].中國包裝報(bào)，2010-12-23.

[3]中國出口商品包裝研究所.外國包裝機(jī)械[M].北京：中國財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，2008.