包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法探討

莊娘設(shè)

摘 要：包裝機(jī)械在很多產(chǎn)業(yè)都有涉及，尤其是食品產(chǎn)業(yè)，這些產(chǎn)品在一系列的包裝后，本身的質(zhì)量才會(huì)得到保證，在保存過程中也不會(huì)變質(zhì)，更免于遭受外界環(huán)境變化帶來的影響。所以包裝機(jī)械在這些產(chǎn)業(yè)中必不可少。包裝機(jī)械在產(chǎn)品包裝中，需要做的工序有很多，比如充填、封口、稱重、堆碼等，每一道工序都不容許出現(xiàn)差錯(cuò)，所以包裝機(jī)械設(shè)計(jì)一定要合理，符合設(shè)計(jì)要求，保證包裝流程可靠。

關(guān)鍵詞：包裝機(jī)械；設(shè)計(jì)；方法；優(yōu)化設(shè)計(jì)；

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方案合理，并得到優(yōu)化設(shè)計(jì)，再加上制造工藝，包裝機(jī)械性能與質(zhì)量才符合包裝要求。相關(guān)人員在進(jìn)行包裝機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，首先要了解包裝機(jī)械的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路進(jìn)行掌握。本文主要針對(duì)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討。

一.包裝機(jī)械特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求

1、特點(diǎn)

主要包括以下四點(diǎn)，其一類型多，大部分的產(chǎn)品外面都附有包裝，這意味著在出廠之前，都要經(jīng)歷包裝環(huán)節(jié)，每種產(chǎn)品的性質(zhì)和作用不同，包裝工藝和工序在數(shù)量和先進(jìn)性方面多有不同，所以包裝機(jī)械類型也不同?；旧厦糠N產(chǎn)品都有對(duì)應(yīng)的包裝機(jī)械[1]。這就決定了包裝機(jī)械種類繁多特點(diǎn)。其二更新?lián)Q代速度快，一方面包裝機(jī)械和生產(chǎn)線一樣都處于長(zhǎng)期勞作狀態(tài)，機(jī)械內(nèi)部零件容易產(chǎn)生疲勞磨損，最終會(huì)影響設(shè)備性能，嚴(yán)重情況下，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備直接報(bào)廢，所以需要不斷的更新。另外產(chǎn)品質(zhì)量和其他方面也在逐漸變化著，以適應(yīng)人們的高要求，在這樣的情況下，生產(chǎn)工藝也會(huì)發(fā)生變化，包裝要求提高，包裝機(jī)械設(shè)備要想滿足要求，就需要對(duì)自身進(jìn)行升級(jí)。其三，控制要求高，包裝機(jī)械和生產(chǎn)線直接相連，包裝機(jī)械某部分結(jié)構(gòu)在包裝環(huán)節(jié)中都是固定不動(dòng)的，生產(chǎn)線上的產(chǎn)品需要和包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)在位置和大小規(guī)模上相匹配，產(chǎn)品才會(huì)順利包裝，在此過程中，產(chǎn)品包裝質(zhì)量會(huì)受到整個(gè)操作環(huán)境的影響，所以提高包裝設(shè)備的自動(dòng)控制要求很有必要。其四多功能性，有的工廠生產(chǎn)多種性質(zhì)的產(chǎn)品，或生產(chǎn)類型不同的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品工序步驟差不多，所以會(huì)應(yīng)用同一種包裝機(jī)械，這要求包裝機(jī)械在性能和使用方面具有多元化效果。

2、設(shè)計(jì)要求

任何時(shí)候，產(chǎn)品都需要進(jìn)行包裝，并且包裝要求會(huì)越來越高，包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)上就要做出優(yōu)化調(diào)整，使機(jī)械設(shè)備性能發(fā)揮越來越強(qiáng)，產(chǎn)品包裝越來越精美。所以包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)要求：機(jī)械設(shè)備性能多元化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要更加標(biāo)準(zhǔn)、模組化，能與產(chǎn)品生產(chǎn)線生產(chǎn)流程相匹配，結(jié)構(gòu)零件位置設(shè)計(jì)等變得更加精細(xì)，使設(shè)備精度更高。包裝機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過程中，自動(dòng)化控制要強(qiáng)，在拆卸安裝以及調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)要靈活。同時(shí)包裝機(jī)械還要保持運(yùn)行安全可靠，這些都是包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)要求。

二.包裝機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械和包裝產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)，在對(duì)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)之前，還要對(duì)包裝對(duì)象進(jìn)行了解，對(duì)包裝的工藝要求進(jìn)行確定，比如包裝袋的規(guī)格、大小、透明度、柔韌度或硬度。在做好前面工作后，還要對(duì)包裝材料進(jìn)行選擇，如果包裝產(chǎn)品是食品，包裝材料一定是無毒害性的，此外還要根據(jù)包裝產(chǎn)品性質(zhì)，對(duì)包裝后產(chǎn)品的保質(zhì)日期進(jìn)行保證。在包裝的過程中，包裝工序按部就班一氣呵成，中間不能有停頓，尤其是對(duì)活魚之類產(chǎn)品進(jìn)行小袋包裝時(shí)。在包裝環(huán)節(jié)，一般都是機(jī)械操作。所以還要保證包裝機(jī)械動(dòng)作的準(zhǔn)確性。包裝機(jī)械包含了包裝的所有過程，從產(chǎn)品袋制作到產(chǎn)品進(jìn)袋，再到稱重，封口，輸出等，都離不了機(jī)械的操作，所以還要將這些環(huán)節(jié)的控制納入到包裝機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)中[2]。本文將活魚小袋包裝作為研究對(duì)象，其設(shè)計(jì)方法主要包括以下內(nèi)容。

1、對(duì)包裝機(jī)的制造方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)也可以看作模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)包裝機(jī)械需要參與的包裝流程，總體設(shè)計(jì)中，需要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)九個(gè)模塊，包裝袋的生產(chǎn)過程包括兩個(gè)模塊，分別是供膜模塊和成型模塊，在這兩個(gè)模塊確定好包裝袋的形狀、規(guī)格等，第三模塊是定量供水模塊，活魚產(chǎn)品生活在水中，包裝袋中需要接入一定量的水，第四模塊為導(dǎo)向模塊，對(duì)敞口和閉口筒狀膜進(jìn)行操作，第五牽引模塊，牽引對(duì)象是閉口未封合的筒狀膜，主要將其牽引到第六模塊縱封模塊上，主要目的是使其得到縱封。第七模塊為光電定長(zhǎng)模塊，在包裝袋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的基礎(chǔ)上，對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行定位，等待多余包裝袋的切割。第八模塊是橫封切模塊，在標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度要求范圍內(nèi)，將包裝袋封死，并進(jìn)行切割，使包裝袋和產(chǎn)品符合出場(chǎng)要求。第九模塊是輸出模塊，輸出合格產(chǎn)品。包裝的每個(gè)流程都對(duì)應(yīng)著包裝機(jī)械的每個(gè)模塊，所以機(jī)械上要包括這些模塊。此外還要對(duì)機(jī)械進(jìn)行循環(huán)設(shè)計(jì)，使模塊對(duì)應(yīng)的功能不斷運(yùn)行，使包裝環(huán)節(jié)成為生產(chǎn)線的一部分。

2、對(duì)包裝機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械內(nèi)部零件多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)于一些包裝環(huán)節(jié)更多的產(chǎn)品包裝機(jī)，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，所以機(jī)械的自動(dòng)化程度要求更高。機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度要高，還要使控制方法多元化，利用多種技術(shù)，比如機(jī)械、電、氣、液等方面的技術(shù)，對(duì)機(jī)械整體的控制中樞進(jìn)行設(shè)計(jì)，中樞控制每一種技術(shù)所在的結(jié)構(gòu)。每一種技術(shù)可以對(duì)應(yīng)控制不同的功能模塊。如此機(jī)械設(shè)備也就實(shí)現(xiàn)了層層控制。

3、對(duì)包裝機(jī)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)

在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中，要處處彰顯設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，比如在元件選擇方面，要體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，尺寸、大小以及功能都標(biāo)準(zhǔn)化。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，在功能模塊設(shè)計(jì)方面都要體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，只有執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化原則，電氣控制、氣動(dòng)控制、光電控制才可靠。在系列化設(shè)計(jì)中，同一種產(chǎn)品，在包裝袋規(guī)格上，可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)好幾種情況，這需要對(duì)包裝機(jī)械相關(guān)方面做好系列化設(shè)計(jì)，比如對(duì)包裝袋成型模塊設(shè)計(jì)中，對(duì)料斗規(guī)格進(jìn)行多元化設(shè)計(jì)，使包裝袋規(guī)格可以自由供換。也可以對(duì)相關(guān)的控制軟件進(jìn)行調(diào)整，不同規(guī)格的包裝要求就可以實(shí)現(xiàn)。

4、可靠性設(shè)計(jì)

主要包括兩方面，一方面是預(yù)防故障設(shè)計(jì)，包裝機(jī)械要運(yùn)行可靠，就要保證其在包裝環(huán)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械故障問題，否則產(chǎn)品包裝質(zhì)量是不合格的。在這種設(shè)計(jì)中，主要對(duì)開關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)，開關(guān)對(duì)包裝狀態(tài)起到控制作用，一點(diǎn)包裝狀態(tài)失控，相關(guān)人員就要啟動(dòng)應(yīng)急開關(guān)，這種開關(guān)會(huì)對(duì)所有的包裝機(jī)械進(jìn)行控制。在包裝狀態(tài)恢復(fù)之后，自動(dòng)切換開關(guān)就要發(fā)揮作用，對(duì)電源進(jìn)行控制，使所有的包裝機(jī)械重新運(yùn)行。另一方面是簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包裝機(jī)械本身結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，在運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部零部件容易發(fā)生故障，對(duì)這些結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行精簡(jiǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)很簡(jiǎn)單，包裝的工序和步驟也會(huì)得到簡(jiǎn)化。相關(guān)人員在實(shí)際簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)元器件進(jìn)行簡(jiǎn)化選擇。

5、柔性設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)要求中有靈活、柔性設(shè)計(jì)，主要指的是該機(jī)械在應(yīng)用方面和功能發(fā)揮方面能滿足多元化要求，如此該設(shè)備也可以用做其他類似產(chǎn)品包裝生產(chǎn)中，包裝袋的規(guī)格也會(huì)不止一種，包裝形式也會(huì)凸顯多元化[3]。

6、綠色設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械在綠色設(shè)計(jì)中，一方面要減少包裝袋材料浪費(fèi)現(xiàn)象，另一方面保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)順利，所以相關(guān)人員不僅要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，還要對(duì)包裝工藝進(jìn)行優(yōu)化，使各種成本得到節(jié)約，使包裝生產(chǎn)體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念。

7、人機(jī)工程設(shè)計(jì)

包裝機(jī)械雖然要進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，但也要考慮到人機(jī)工程設(shè)計(jì)，使機(jī)械設(shè)備能為人控制。

結(jié)語

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法具有多樣性，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合各種方法的優(yōu)點(diǎn)，使其得到優(yōu)化設(shè)計(jì)，使包裝機(jī)械故障少，功能多，性能強(qiáng)，包裝質(zhì)量和包裝進(jìn)度得到保證。

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[3]朱建萍，王鵬.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法研究[J].包裝工程，2007（07）：89-91.