全自动粉料立式包装机设计-开题报告

附录1

开题报告

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

小袋粉料立式包装机广泛应用于小袋食品药品的包装，如豆奶粉、速溶咖啡、方便面调料包等。因为它与人们的日常生活息息相关，所以市场需求量大，发展前景很大，它能够提供给消费者简便、易携带、分量适中的商品，相对于体积大、重量大、不易携带、分量多的大包装，它适用于在旅游、餐饮等用量不大的环境。

但小袋包装自身也存在了一定的问题，比如它容易造成包装材料的浪费，从而也在一定程度上对环境造成了影响。但是随着近些年来一些新型无污染材料的出现，那么由于包材对环境的污染现象也会得到一定的解决。比如澳大利亚研发出了由玉米淀粉制成的塑料包材，日本成功研制出了生物可降解型增塑剂和酵母可分解塑料，我国的科研人员也成功地将二氧化碳可降解材料吹膜并制成环保塑料袋，这在国际上尚属首例。

市场对于小袋包装的需求拉动了粉料立式包装机的技术的发展。德国、美国、日本、意大利为世界四大包装机械大国。品种和产量均居世界之首的美国十分重视包装机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制，将自动化操作程序、数据收集系统、自动检验系统更多应用于包装机械之中。日本的包装机械控制系统也十分先进和完善，有效地促进了无人操作和自动化程度的提高。在计量、制造和技术性能等方面居于世界领先地位的德国也高度重视提高包装机械的自动化程度。为使新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计已普遍采用了计算机仿真技术，即将各种机器元素以数据库存入计算机，设计人员根据要求直接调用各种机器零、部件参数进行设计后，计算机即可自动合成为三维模型。再把实际生产时的数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可依照真实工作情况进行操作，使客户根据显示屏上显示的图像和曲线一目了然，并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客户或设计者满意。采用计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。

而国内生产的粉料立式包装机速度低，品种少，精度低，可靠性低，自动化和智能化水平低，低水平重复建设严重，开发能力不足等方面。我国应实现食品包装机械机电一体化，建立集成化的包装机械新体系，实现包装技术智能化，开发设计绿色包装机械。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

本课题研究的内容是粉料立式包装机，主要研究其执行机构、传动系统、卷膜牵引机构、下料充填系统、横纵封切断系统、计数系统。

目标：制袋尺寸：60mm×55mm；

产量50～120（袋/分）

1.布置执行机构的位置即布置被包装物品的计量与供送系统、包装材料整理与供送系统、主传送系统、包装执行机构和成品输出机构的位置。因为制袋尺寸比较小，所以应尽量减小机器的尺寸和所占空间位置，设计执行机构时应做到简单紧凑，减少机构的构件数和运动付数，原动件应尽可能靠近执行机构。

2.确定传动系统包括选择合适的动力机、变速与调速装置、传动装置、操纵与控制装置以及辅助装置。

3.设计卷膜牵引机构要求结构简单、新颖，拉膜动作平稳、可靠、稳定且无跑偏现象，确保制袋长度的准确性，成品率高。因为小袋包装无需太多关注其包装袋的美学特性，所以采用三边封口方式即可，无需对成型器做过多的设计。

4.选择合适的下料充填系统该系统设计的优劣性将直接影响到包装物料的计量准确度，所以应根据设计要求选择合适的充填方式。

5.选择横纵封切断装置完成包材的封口和定长切断动作，封口方式的不同会对包装物的封合速度和工艺性等方面造成影响。

三、研究步骤、方法及措施

1.计划阶段

对所要设计的立式粉粒包装机的需求状况做充分的市场调研和分析，并全面查阅关于此类包装机的发展现状和有关技术方面的资料。通过分析，进一步明确机器所应具有的功能。在此基础上，明确写出设计任务的全面要求及细节，最后形成设计任务书，作为本阶段的总结。

2.方案设计阶段

（1）可行性分析

可行性分析需要弄清和解决以下几个问题

①要包装哪些产品，采用哪些包装材料，要求何种包装方式，生产现状与发展趋势以及对机械包装的各种要求等。

②根据用户需求，确定包装机的设计内容和该机的使用部门，明确它的功能，应用范围和需达到的经济技术指标。

③现有同类型包装机的发展状况，当前技术水平以及今后发展方向。

④构思设计方案，并从工作原理、技术性能和经济效益三个方面分析对比各方案的缺点和可行性，从中找出较为合理的方案。

然后，提出报告说明实施该项目的目的、可行性和实施计划。

（2）初步设计

将设计方案具体化，着重抓住包装机的各组成要素的综合、总体布局、编制工作循环图和拟主要技术参数等。

对机器进行功能分析，确定功能参数，即可提出可能的解决办法和可能采用的方案。可以根据包装机的以下一些构成要素来寻求解决方案。

①选择包装机的支撑形式

因为立式包装机所以选择占地面积较小的“一”形支撑。

②设计传动系统

包装机械传动系统的形式分为机械传动、气压传动、液压传动、电气传动。其中机械传动具有传动可靠、能保持固定传动比、运行稳定等优点，可以得到各种运动形式，各种包装机械中广泛应用机械传动设计。考虑到设计题目的小袋立式包装机的结构比较紧凑，运动形式不是很复杂的特点，所以选择机械传动的形式既能达到所要求的功能。在传动系统中，可能会由于链节的磨损使从动链轮与主动链轮产生相位错移，导致传动的不稳定性，由此应布置相应的张紧装置。

传动系统中的变速方式包括电动机调速、机械变速、周期变速和变频器变速，这些变速方式均可满足变速要求，但在生产过程中使用最多的变速方式为减速器。其运行可靠、易检修、单位功率体积小、质量轻，并有规格及形式多的优点。

③确定下料充填系统

目前用于粉料立式包装机中的充填方式主要有定量杯式和螺杆式。其中螺杆式下料系统广泛应用于粉态药剂、食品粉料、饮料粉料、调味粉料的包装过程中，且结构简单、可实现无极调速、给料精度高、误差小。

④选择封口方式

热合封口在各种塑料袋的封口方式上应用最多。另外，考虑到小袋包装的易开启性，初步选择封口方式为三角形封口方式，同时因小袋包装对封口的美学特性要求不是太高，所以选择较为普遍的三边封口方式，也因此不用过多地对此包装机的袋成型器进行设计。设计一对封口滚轮即可同时完成包装袋的横封和纵封过程。

⑤确定卷膜牵引机构

供膜装置主要由包装薄膜安装轴、张力自动调整装置、检测装置、图案校准光电控制装置，送膜装置、导辊筒、导向器组成。

3.技术设计阶段

技术设计内容包括各组成部分的运动设计、结构设计、零件强度与刚度校核、动力计算、绘制设计图样和编写技术文件等。

①机器的运动学设计根据确定的结构方案，确定原动机的参数，然后作运