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畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目：顆粒包裝機自動供料系統(tǒng)的設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012 年 12 月 24 日 1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況） 1.1題目背景 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動機械之一，其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速，但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響。對于包裝機，無論它適用于何種商品包裝，根據(jù)其工作原理，結(jié)構設計和功能特點，我們把包裝機械的工作部件分為包裝機的結(jié)構及其組成中完成各有關包裝操作的自動機械裝置，即包裝物品的給料裝置，計量裝置，包裝材料和容器的供送裝置，裝填灌注裝置，封口執(zhí)行裝置等。本課題著重對自動供料系統(tǒng)中的給料裝置，計量裝置和包裝材料的供送裝置進行研究和設計。使其具有快速，準確，經(jīng)濟，適用等優(yōu)點，能較大的提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動程度。同時培養(yǎng)學生在給定設計任務下的創(chuàng)造性思維的能力。 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 包裝機械概述包裝機械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用，它給行業(yè)提供必要的技術設備，尤其是其中重點設計的給料裝置，計量裝置和包裝材料的供送裝置等，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。就目前我國包裝機械的發(fā)展相對還屬于滯后階段，盡管包裝機械的產(chǎn)值在整個包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。沒有現(xiàn)代化的包裝機械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。用于完成包裝機自動供料系統(tǒng)的設計可分為包裝材料的整理和供送系統(tǒng)，被包裝物品的計量與供送系統(tǒng)兩大重點。包裝機械作為專業(yè)性機械，除了同于普通機械的一般要求外，還有外表美觀，傳動裝置緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)效率高等要求，以很好地完成自身功能適應市場需求。 國內(nèi)：我國包裝機械業(yè)概況與展望目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小，技術裝備不很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術設計開發(fā)能力較弱，產(chǎn)品品種單一。產(chǎn)品的技術含量、附加值較低：新產(chǎn)品開發(fā)周期長，不能及時響應市場的需求，及時提供市場、用戶所急需的產(chǎn)品。企業(yè)主要精力都花費在量的擴張上，對質(zhì)的提升、科技進步的投入嚴重不足，產(chǎn)品在低水平上重復，許多企業(yè)生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，從而使許多產(chǎn)品銷不出去。低價競爭已威脅到企業(yè)生存的地步；另外，產(chǎn)品安全防護措施較差，安全意識不強，這些都造成國內(nèi)產(chǎn)品與國外市場競爭能力偏低。散體物料包裝機的改進設計目前我國包裝機械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術含量低的狀況。隨著我國進入世貿(mào)組織(WTO)，國際先進的技術、設備和管理經(jīng)驗的進入勢必 會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗。包裝機械產(chǎn)品量面廣，我們的行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”。 國外：國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體 系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來，美國始終保持著世界最大包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機械與計算機緊密結(jié)合，實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快，裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的15%，紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從上世90年代初以來，美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。散體物料包裝機的改進設計日本與美國、德國相比，起步較晚。上世紀60年代以前，包裝機械廠家不足60家，只能包裝糖果、香煙等。60-70年代，是日本包裝機械業(yè)起步階段，產(chǎn)值增長速度很快。70-80 年代，增長速度雖不如上一階段那么高，但年增長率仍達 13%。80-90 年代是穩(wěn)定增長分階段，將微電子技術成功地應用于包裝機械的控制，以后又將光導纖維技術、工業(yè)機器人技術、模塊化技術應用于包裝機械，達到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平，大大提高了其國際市場競爭力。因此從上世紀 60 年代到 90 年代 初，日本包裝機械工業(yè)連續(xù)30多年高速增長，引進--消化--發(fā)展的過程。 德國、意大利、英國、瑞士和法國等，都是世界上很重要的包裝機械生產(chǎn)國家。德國的包裝機械在計量、制造、技術性能等方面居領先地位，特別是啤酒、飲料 灌裝設備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點，享譽全球。一些大公司 生產(chǎn)的包裝機械集機-電-儀及微機控制于一體，采用光電感應，以光標控制，并配有 防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)， 出口比例占80%左右。德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點，出口比例占80%左右。目前，世界各國對包裝機械的發(fā)展都十分重視，集機、電、氣、光、生、磁為一 體的高新技術產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢。 2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1主要內(nèi)容和要求 主要內(nèi)容： (1)包裝材料的供送系統(tǒng)的設計 包裝材料的供送是實現(xiàn)產(chǎn)品機械化包裝的必要條件，必須保證包裝材料的供送速度快、穩(wěn)定性好、可控性強。包裝材料的供送機構的選擇和設計應滿足： 1）符合包裝工藝流程，滿足包裝材料的連續(xù)性和間歇性的供送要求。 2）根據(jù)包裝材料及容器的類別和特征，確定具體的供送方式和機構。 3）滿足包裝材料生產(chǎn)率對包裝材料供送速度或供送頻率的要求，供送的生產(chǎn)能力或工作速度應該可調(diào)整。 4）滿足包裝材料供送的定長、定位、定向控制要求，供送過程的穩(wěn)定性要好、可控性要強，便于與包裝材料供送和充填動作的同步。 5）便于與包裝執(zhí)行機構同步工作和協(xié)調(diào)設置。 (2) 物料計量供送的設計； 物料的準確計量和快速穩(wěn)定供送是實現(xiàn)機械化包裝的首要條件。物料的計量供送裝置的選擇和設計應滿足： 1）滿足包裝工藝要求，實現(xiàn)物料連續(xù)或間歇供送。 2）根據(jù)物料類別和包裝要求，實現(xiàn)物料計量及供送的機械化和自動化。 3）滿足包裝機生產(chǎn)率對物料供送速度和計量精度的要求，生產(chǎn)能力、工作速度可調(diào)整。 4）包裝物料供送的定量要準、定向要好、供送過程要穩(wěn)、可控性要強，便于與包裝材料供送機構、包裝執(zhí)行機構同步工作及協(xié)調(diào)布置。 5）便于檢測、控制、維修和調(diào)試。 要求： (1) 包裝速度：30—60袋/min； (2) 薄膜直徑不超過500mm； (3) 薄膜寬度不超過400mm； (4) 制袋尺寸(長X寬高)：(60—180)mmX(70—120)mmX(20—70)mm； (5) 繪制相關設計的零件圖和裝配圖； (6) 撰寫畢業(yè)論文。 2.2研究方法和步驟 顆粒包裝機自動供料系統(tǒng)設計的形態(tài)學矩陣： 物料供送裝置 振動給料裝置 鏈條給料裝置 帶式給料裝置 輥軸式給料裝置 計量裝置 計數(shù)計量法 容積計量法 稱重計量法 包裝材料 供送裝置 板、片包裝材料供送裝置 卷帶包裝材料供送裝置 瓶、罐及盒類包裝容器供送裝置 蓋塞類供送裝置 可能組合成方案：N=4×3×4=48 方案一：選用斗式電磁振動給料器，其計量裝置選用定容法量杯式，而包裝材料供送裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 方案二：選用帶式輸送給料機，其計量裝置選用間歇式稱重，而包裝材料供送 裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 方案三：選用帶式輸送給料機，其計量裝置選用定容法量杯式，而包裝材料供 送裝置選用單端懸臂式卷帶包裝材料供送裝置。 我選擇的最優(yōu)方案是方案三。因為斗式電磁振動給料器和帶式輸送給料器都是經(jīng)過數(shù)年發(fā)展已逐步完善的裝置，而斗式電磁振動給料器工作原理較為簡單，但是影響物件供送效果的因素卻很多，帶式輸送給料更適用于顆粒物品的供送。而定容法更適用于粉末、細顆粒、膏狀物料且構造簡單，造價低，計算速度快，但精度稍低。而本課題設計的顆粒包裝物，我選擇用卷帶包裝材料供送裝置。經(jīng)過對比我選取方案三。 3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 3.1自動供料系統(tǒng)的設計的難點和特點 （1）物料供送裝置的設計以及工作原理； （2）計量裝置的設計以及工作原理； （3）包裝材料供送裝置的設計以及工作原理。 （4）結(jié)構和機構復雜，各部分動作配合要求高； （5）物料供送與包裝材料供送協(xié)調(diào)關系的處理。 3.2前期工作 （1）我查閱了相關資料，了解了課題的背景和發(fā)展狀況； （2) 學習了常用包裝機械設計的基礎知識、并提出初步的原理方案； （3) 對傳動系統(tǒng)方案進行優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 1—2周：接受設計任務，查閱相關資料，了解課題的背景和發(fā)展狀況； 3—4周：學習常用包裝機械設計的基礎知識、原理方案的提出； 5周：傳動系統(tǒng)方案的優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案； 6周：物料供給機構的結(jié)構設計； 7周：包裝袋供給機構的結(jié)構設計； 8周：包裝袋成型機構的結(jié)構設計； 9—10周：對系統(tǒng)的論證和驗算； 11—12周：繪制相關設計的零件圖和裝配圖； 13—14周：撰寫畢業(yè)論文； 15周：準備答辯。 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 呼英俊,白杉,劉志平.幾種自動定量包裝機的計量設計[M].計量技術.2003,No12:39～41. 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