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包裝機械設計的新方式

2010-03-18 10:30 來源：機械專家網  責編：陳運榮

摘要：
包裝機械行業起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發展。已成為機械工業中的10大行業之一，無論是產量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業的快速發展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。
　　【CPP114】訊：包裝機械行業起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發展。已成為機械工業中的10大行業之一，無論是產量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業的快速發展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。

　　作為一種產品，它的含義不僅僅是產品本身的物質意義，而是包括形式產品、隱形產品及延伸產品3層含義。形式產品是指包裝機本身的具體形態和基本功能；隱形產品是指包裝機給用戶提供的實際效用；延伸產品是指包裝機的質量保證、使用指導和售后服務等。所以包裝機的設計應該包括：市場調研、原理圖設計、結構設計、施工圖設計、使用說明書編寫及售后服務預案等。

　　1、我國包裝機械設計的現狀：

　　包裝機械設計的類別主要有：測繪仿制設計、開發性設計、改進性設計、系列化設計。如啤酒灌裝生產線生產能力為1．6～4萬瓶/h，其中灌裝機的灌裝閥工位數從48個、60個、90個到120個就屬于系列化設計。

　　由普通啤酒灌裝生產線到純生啤酒灌裝生產線的設計就屬于改進、開發性設計。對于中低速運行的包裝機，目前我們基本上可以進行自主設計。而高速運行的包裝機，特別是一些先進機型，大多是測繪、仿制國外的同類機型，進行國產化設計和系列化設計。其主要的原因是：（1）大多數設計人員還沒有真正掌握先進的設計方法，如高速包裝機械的動力學設計理論和方法等，對高速工況下機構的動態精度分析等問題還不能模擬解決；（2）產、學、研結合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時地在實際設計中運用，設計人員缺乏及時的技術培訓；（3）整個行業缺乏宏觀調控的力度，優勢資源不能得到合理的配置與調整。

　　在包裝機械設計領域，絕大多數設計人員仍沿用以前的設計方法：（1）根據設計任務書尋找同類機型作為樣機；（2）參考樣機制定各項技術性能指標及使用范圍；（3）設計工作原理圖、傳動系統圖；（4）設計關鍵零件，部件；（5）設計總裝圖方案和動作循環圖；（6）設計部件圖、總裝圖和零件圖；（7）對主要部件中的關鍵零件進行強度、剛度校核；（8）設計控制原理圖、施工圖等。

　　而今，國內一些大學的設計軟件，可以對包裝機中常用機構進行有限元分析和優化設計，其開發的凸輪連桿機構CAD／CAM軟件已經能夠滿足企業進行凸輪連桿機構自主設計的能力，但在實際包裝機械的設計中應用還不普遍。

　　新型包裝機械往往是機、電、氣一體化的設備。充分利用信息產品的最新成果，采用氣動執行機構、伺服電機驅動等分離傳動技術，可使整機的傳動鏈大大縮短，結構大為簡化，工作精度和速度大大提高。其中的關鍵技術之一是采用了多電機拖動的同步控制技術。其實掌握這種技術并不很難，只是一些設計人員不了解包裝機械的這一發展趨勢。如果說以前我國包裝機械設計是仿制、學習階段，那么現在我們應該有創新設計的意識。

　　2、德國包裝機械設計的新趨勢和方式：

　　德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國。在包裝機械設計、制造、技術性能等方面居于領先地位。德國包裝機械的設計是依據市場調研及市場分析結果進行的，其，目標是努力為客戶，尤其是為大型企業服務。為滿足客戶要求，德國包裝機械制造廠商和設計部門采取了諸多措施：

　�。�1）工藝流程自動化程度越來越高，以提高生產率和設備的柔性及靈活性。采用機械手完成復雜的動作。操作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監控下，機械手按電腦指令完成規定動作，確保包裝的質量。

　�。�2）提高生產效率，降低生產成本，最大限度地滿足生產要求。德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見長，具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達12萬瓶/h，小袋包裝機的包裝速度高達900袋／min。

　�。�3）使產品機械和包裝機械一體化。許多產品要求生產之后直接進行包裝，以提高生產效率。如德國生產的巧克力生產及包裝設備，就是由一個系統控制完成的。兩者一體化，關鍵是要解決好在生產能力上相互匹配的問題。

　�。�4）適應產制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場的激烈競爭，產品更新換代的周期越來越短。如化妝品生產三年一變，甚至一個季度一變，生產量又都很大，因此要求包裝機械具有良好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期，這樣才能符合經濟性的要求。

　　（5）普遍使用計算機仿真設計技術。隨著新產品開發速度不斷加快，德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真設計技術，大大縮短了包裝機械的開發設計周期。

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