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畢業(yè)論文文獻綜述 畢業(yè) 論 文 題 目 可樂瓶貼標機設計 文獻綜述題目 關于可樂瓶貼標機的研究 學 院 專 業(yè) 姓 名 學 號 指導教師 湖州師范學院本科畢業(yè)論文文獻綜述 關于可樂瓶貼標機的研究—文獻綜述 摘要：貼標簽是可樂生產的最后一道工序，其貼標質量的好壞直接影響到可樂的包裝外觀，甚至成為等外品；其貼標速度的高低，直接影響整個可樂生產線的工作效率。 本設計主要介紹了一種包裝機械，貼標機的工作原理及（后標部分）主要零部件的設計過程，對其傳動系統(tǒng)進行設計比校核，本次設計主要用于貼圓柱身瓶的紙質標簽，由機架，傳動裝置系統(tǒng)、標簽供給裝置系統(tǒng)、貼標對象物（瓶罐包裝件）的傳送裝置系統(tǒng)，涂膠裝置，貼標整理裝置和檢測連鎖控制裝置等組成。 關鍵詞：貼標機；螺旋式；取標；貼標 1.研究背景及意義 包裝機械是包裝工業(yè)的一大門類產品，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，以完成產品的包裝工藝過程。盡管包裝機械的產值在整個包裝工業(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。它為包裝工業(yè)提供先進的技術裝備，保證包裝產品質量高、生產效率高、品種多、生產環(huán)境好、生產成本低，帶來巨大的社會效益和經濟效益。沒有現(xiàn)代化的包裝機械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)[1]。包裝機械的分類見圖1-1。 圖1-1 包裝機械的分類 世界包裝工業(yè)的歷史大體上起始于本世紀初葉。到了50年代，由于生產流通日益現(xiàn)代化，國際化，包裝工業(yè)發(fā)展相當迅猛，加上社會各部門的相互配合和推動，進而逐步形成了獨立的包裝工業(yè)體系。迄今，像歐美日等科學技術發(fā)達的國家，其包裝工業(yè)總產值大約占國民經濟總產值的2％左右。盡管包裝機械所占比重不是很大，但每年卻以10％左右的速率穩(wěn)定增長。據統(tǒng)計，已投產使用的包裝機超過了千余種，其中半數(shù)供應于食品，醫(yī)藥行業(yè)。 從當今世界新技術革命的發(fā)展趨勢來看，包裝材料、包裝工藝、包裝機械將會取得一系列新的突破，將會帶動更多的產業(yè)部門和科技單位進入包裝行業(yè)。 為了滿足貼標行業(yè)發(fā)展的需要，近年來，我國許多有關部門集中了一定的力量，共同開發(fā)貼標機械。在引進國外先進設備和技術的基礎上，仿制、改進和自行研制了很多貼標機械。我國近幾年的貼標機械在設備的制造質量、性能和技術水平上都有了較大的進步，開發(fā)能力有所提高，速度有所加快，已經涌現(xiàn)出一批貼標機械的專業(yè)化制造企業(yè)；計算機等新技術應用已經開始普及，從而表明：我國的貼標機械已經有了初步的發(fā)展，并已經形成了一個獨立的機械門類，以良好的開端進入了一個新的發(fā)展階段。但是，我國的貼標機械的基礎薄弱、水平低、質量差、品種少和不配套等落后狀況還沒有根本改變，遠不能適應發(fā)展的需要，與世界先進國家還有很大差距。我國的貼標機械大概落后世界先進水平20-30年左右，這些情況表明，亟待我們繼續(xù)努力，開創(chuàng)我國貼標機械發(fā)展的新局面[2]。 貼標簽是可樂生產的最后一道工序，其貼標質量的好壞直接影響到可樂的包裝外觀，甚至成為等外品；其貼標速度的高低，直接影響整個可樂生產線的工作效率，對于生產能力每小時三萬六千瓶的貼標機，就意味著每秒鐘貼標十個，在這種高速運行的設備中，酒瓶一起高速旋轉，同時作自轉運動，如果控制不合理，極容易出現(xiàn)爆瓶事故，這不僅浪費了原料，更嚴重的是對現(xiàn)場工人的安全生產造成隱患。 貼標機可以提高產品貼標的貼附效率，貼附位置準確、質量好、穩(wěn)定性高；避免人工貼標效率低下，貼附歪斜，上膠厚度不均勻和褶皺等一系列問題，有效減少漿糊的浪費，降低貼標人力成本，提高產品標識美觀度，提升產品綜合競爭力。貼標機是現(xiàn)代包裝不可缺少的組成部分。 2.貼標機概述 采用粘結劑將標簽貼在包裝件或產品上的機器叫貼標機械。多數(shù)液態(tài)和部分粒狀瓶裝產品都是采用這種機器粘貼標簽。標簽對商品有裝潢作用，同時便于商品的銷售與管理。標簽上的商標、商品的規(guī)格及主要參數(shù)、使用說明與商品介紹，是現(xiàn)代包裝不可缺少的組成部分。貼標機是包(灌)裝生產線上一臺重要的設備，也是一臺技術含量較高，結構較復雜的機器，被廣泛地應用于食品、醫(yī)藥等與人們日常生活關系密切的行業(yè)中。無論是早期的簡單貼標機械，還是后來的復雜貼標機械，以及現(xiàn)在的微電子控制的全自動化貼標機械，它的發(fā)展進步都在不斷的影響著整個社會。 2.1 典型貼標原理簡介 (1)濕敏粘合式貼標原理 圖1-2為濕敏粘合貼標原理，標簽在重錘作用下由標簽盒逐漸向下運動，隨著取標輪1的旋轉標簽被取下，并隨傳動輪4往下運動。經過輪5和輪6的作用，標簽被刷膠，之后，標簽隨導軌下落。在標簽的運動過程中，待貼瓶同步由導軌向前運動，到達龍門導軌正下方時，帶著標簽一起移動，靠毛刷9把標簽燙平在包裝件上。從而完成一次貼標。這種貼標機只能用于粘貼寬度大致等于半個瓶身周長的標簽。貼標速度受落標速度限制，不能太快，但結構簡單，適于在小工廠使用。 1—取標棍 2—標盒 3—重塊 4—拉標輥 5—涂膠輥 6—上膠輥 7—膠缸 8—龍門導軌 9—毛刷 圖1-2 濕敏粘合貼標原理示意圖 (2)壓和式貼標原理 這種貼標機一般由上料機構，傳送帶機構，取標送標機構，涂膠機構和滾貼機構等幾個部分組成。圖1-3是壓合式貼標工作原理圖，首先由真空輪1轉動將標簽由標簽盒吸出，并隨輪1一起轉動，轉至打印輪打印標簽，繼續(xù)轉至真空輪2，在此過程中，真空輪1的吸附力逐漸變弱，至輪2時標簽由輪2吸走，并隨其轉動，在轉至漿糊涂抹器時刷膠，輪2和輪1一樣，在轉動過程中吸附力逐漸變小，在轉至待貼瓶時，吸附力很小，靠滾壓力把標簽貼到瓶上，完成一次貼標。 圖1-3 壓和式貼標工作原理 (3)熱敏粘合式貼原理 熱敏粘合貼標機所用的標簽涂了一種粘合劑，它只有在加熱條件下才起粘合作用。圖1-4為采用這種標簽的熱敏粘合貼標原理的示意圖。圖1-4(a)是采用加熱板加熱標簽，使粘合劑變粘，隨即貼到容器上。圖1-4(b)則采用熱水加熱粘合劑。由于熱敏粘合劑分為瞬時熱合劑和延時熱合劑，故選擇標簽所用的粘合劑應與被貼容器相適應，塑料容器尤其要注意。 1—標簽 2—粘合劑 3—加熱板 4—容器 5—熱水噴管 圖1-4 熱敏粘合貼標原理示意圖 (4)不干膠標簽的貼標原理 不干膠貼標的原理如圖1-5所示，所用標簽背面涂了立即貼合的粘合劑，但是被硅處理網保護著，其原理如下：帶貼合劑的標簽2，事先粘在載標網上。貼標前通過分離桿4，使標簽與載標網分離，在噴氣和滾壓的聯(lián)合作用下，粘到容器的表面上。這種貼標機的標簽材料種類較廣。這種貼標機的標簽可以具有金屬感，透明或不透明等特性，滿足各種要求。 2.2 常用貼標機的類型 標簽的材質、形狀很多，被貼標對象的類型、品種也很多，貼標要求也不盡相同。例如，有的只需貼一張身標；有的要求貼雙標；有的則要求貼三個標簽(身標、肩標、頸標)，有的只要求貼封口標簽；另外生產率的要求也不同。為滿足不同條件下的貼標需求，貼標機有多種多樣，不同類型品種的貼標機，存在著貼標工藝和有關裝置結構上的差別，當然也存在著共性。 貼標機按自動化程度可分為半自動貼標機和全自動貼標機；按容器的運行方向可分為立式貼標機和臥式貼標機；按標簽的種類可分為片式標簽貼標機、卷筒狀標簽貼標機、熱粘性標簽貼標機和感壓性標簽貼標機及收縮簡形標簽貼標機；按容器的運動形式可分為直線式貼標機和轉盤式貼標機，按貼標機結構可分為龍門式貼標機、真空轉鼓式貼標機、多標盒轉鼓貼標機、撥桿貼標機、旋轉型貼標機；按貼標工藝特征可分為壓撩式貼標機、彎壓式貼標機、搓短式貼標機、刷撫式貼標機等。此外，還可以按照包裝容器的材料(鍍錫罐、玻璃瓶罐、紙質盒罐)、形狀(圓形、異形)，貼標面的形狀以及粘結劑的種類等進行分類[3]。 1—容器 2—標簽 3—粘合劑 4—分離桿 5—載標網 圖1-5 不干膠貼標機原理圖 3.國內外研究現(xiàn)狀 3.1國外現(xiàn)狀 隨著科學技術的發(fā)展和進步，貼標機在不斷的發(fā)展。為適應貼標現(xiàn)代化的需要，隨著新技術、新工藝、新材料的開發(fā)，貼標機械在品種、類型、效率、可靠性、功能多樣化和自動化水平等各方面不斷飛躍發(fā)展，集中表現(xiàn)為現(xiàn)代貼標機械高速化、自動化、系統(tǒng)化和通用化的發(fā)展趨勢。目前所存在的貼標機主要以不干膠貼標機為主，以下是幾種最新的貼標機。 圖1-6所示為薄膜貼標機，這種貼標機依瓶罐形狀、厚度、大小等不同及貼附條件可以進行相應的調整，貼標速度較快，每分鐘約為200瓶；圖1-7所示為往復式貼標機，這種貼標機貼標效率較高，適用于平面、凹面、曲面之精密貼標，同時可配合用戶產品精密貼標要求及模具制作，貼標精度可以達到±0.5 mm以內；圖1-8所示為微電腦自動貼標機，這種貼標機實施了微電子系統(tǒng)控制，貼標質量好，效率高，適合于將不干膠標簽粘附在各種平面容器上；圖1-9所示為多列式貼標機，這種貼標機配合了電子技術、通訊技術、電腦及網路等技術，可以實現(xiàn)高速高效貼標，這種貼標機是目前存在的最先進的貼標機械產品。 圖1-6 薄膜貼標機 圖1-7 往復式貼標機 圖1-8 微電腦自動貼標機 圖1-9 多列式貼標機 3.2 國內現(xiàn)狀 中國貼標機的生產發(fā)展過程可分為三個階段： 一、從20世紀80年代末到1994年為第一階段。這個階段主要是引進、仿制國外已淘汰的功能不全的貼標機。當時幾個貼標機生產廠家只能生產貼二標（頸、身標）的貼標機，一種是型號為12-8-6回轉式貼標機，一種是型號為15-4-6回轉式貼標機。大約有近200臺的型號為15-4-6（生產能力24,000瓶/時）貼標機和200多臺的型號為12-8-6（生產能力12,000瓶/時）貼標機裝備在國內各可樂廠的灌裝生產線上運行，而大部分灌裝生產線上的貼標機都是進口產品。這一時期，可樂包裝只需貼二標，這些國產機器基本上還可以滿足要求。由于國產設備在功能、性能、外觀和貼標質量方面與進口設備相比差距太懸殊，對進口設備不可能產生任何威脅。因此、大家處于相安無事狀態(tài)。這個時期進口貼標機在中國市場上占主導地位，絕大部分可樂廠家還是選擇進口貼標機。廣東省內的可樂廠基本上用的都是德國克朗斯（KRONES）的產品。 二、從1995年至2001年為第二階段。這個階段是中國貼標機生產的提升階段。一是貼標速度的提升，從24,000瓶/時提升到33,000瓶/時，二是貼標功能的提升，從貼二標(頸、身標)提升到貼四標，即同時可貼頭、頸、身、背標。從1995年開始，國內各可樂生產廠家為了提高產品裝潢檔次，提出在可樂瓶上貼頭標和背標。為了適應這一發(fā)展趨勢，各貼標機生產企業(yè)一方面研究在原二標機上增設貼頭標和背標的功能，另一方面也積極研發(fā)四標貼標機。 1995年，“青島機床廠”率先推出了18-8-6(生產能力26,000瓶/時)三標貼標機，可貼頸、身、背標，無貼頭標功能。這一機型是當時國內生產的最大型號的貼標機。我認為，這一款貼標機的問世應該是一個里程碑。是中國第二代貼標機(四標機)研制開發(fā)的前奏曲。1997年，“廣東輕工機械集團”推出了18-8-6四標機，1998年，“南海平航”(以下稱平航)也推出了PH18-8-6四標機。1999年平航又研制成功PH24-8-6(生產能力33,000瓶/時)的四標機。2000年“秦皇島中德”ZD18-8-6四標機和“廣輕’24-8-6四標機相繼問世。這些機型在功能上有重大突破，結束了過去國產貼標機只能貼二標的歷史。在貼標速度上也有很大提高，速度從2,4000瓶/時到33,000瓶/時的提升，為高速貼標機的研發(fā)奠定了基礎。同時在外觀和內在質量上也有了重大改進，大大縮小了與進口貼標機的差距。但是，由于這些產品均屬于試生產階段，耐用度和穩(wěn)定性仍有待于提高，加上用戶長期以來對國產設備持有懷疑態(tài)度，還是普遍認為進口的貼標機比國產的要好，所以，在國內市場進口貼標機仍占主導地位。國產貼標機仍然對進口貼標機沒有構成多大威脅。從1998年到2001年的幾年間，由于“克朗斯”的產品價格長期居高不下，國產四標貼標機還處于襁褓之中，所以，外國其他品牌的貼標機乘機大量涌入中國市場，僅蓋奈普(GERNEP)、科時敏(KOSME)、薩西布(SASIB)等各種型號的貼標機在國內就有近百臺之多。 三、從2002年至今為第三階段。這個階段是中國貼標機技術成熟階段，是中國貼標機歷史上的一個重大轉折點。這四年，國產貼標機的生產企業(yè)在互相競爭的同時，也形成了與國外貼標機生產企業(yè)競爭的態(tài)勢，在競爭中提高、在提高中發(fā)展、在發(fā)展中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中壯大，逐步完成了一個“質”的飛躍。2002年9月，平航自主研制出PH40-8-8(生產能力50,000瓶/時)的高速回轉式貼標機，該機在北京“2002中國國際可樂、飲料制造技術及設備展覽會”上一亮相，立即引起了業(yè)內的轟動。同年11月，金華金獅可樂有限公司和福建燕京可樂有限公司敢為天下先，在‘南輕’的40,000瓶/時可樂灌裝生產線上同時選用了PH40-8-8高速回轉式貼標機，成為第一個“吃螃蟹”的人。使得這一新產品有了一個試用、提高、完善的平臺。2003年，平航PH40-8-8高速回轉式貼標機獲4項國家實用新型專利。該項目于2004年8月在浙江金華市通過科技成果鑒定(到目前為止，仍是全國唯一通過省級鑒定的國產貼標機)。該項目榮獲2005年度廣東省科技進步二等獎。被列為“2005年國家重點新產品計劃”。這是中國貼標機制造業(yè)的一件大事，是國家對中國貼標機制造業(yè)的首肯。不僅僅是平航，也是所有同行乃至可樂界的驕傲。因為它標志著國內可樂高速生產線長期被國外貼標機壟斷的局面已被打破，高速貼標機領域不二價的時代一去不復返了！這之后，“秦皇島中德”、“青島德隆”也相繼推出45-8-9高速貼標機。這些生產貼標機的骨干廠家一方面擁有了高、中、低速各類型號貼標機的拳頭產品，另一方面在產品質量上和技術含量上都有了不同程度的提高。過去，人們總喜歡問我：“你的產品跟進口產品比有沒有差距、有多大差距？”現(xiàn)在，人們有時候會問我：“你的產品與“克朗斯”的產品相比還有哪些差距？”是否可以這樣理解，國外貼標機產品除“克朗斯”外，其他品牌的貼標機已經不如國產的好了？從2002年至今國內貼標機的供求量就足以說明問題。據不完全統(tǒng)計，目前在中國可樂行業(yè)貼標機的年需求量大約100多臺，“平航”占大約40%的市場份額，德國“克朗斯”約占5%左右的份額，其他國外品牌基本上銷聲匿跡，已無蛋糕可分。國產貼標機在中國市場上獨領風騷，國外產品已經陷入“無可奈何花落去”的境地。長期充斥國內市場的外國產品有的受到了致命的打擊，有的感受到了“唇齒之寒”的威脅。 中國貼標機雖然在短短的三年時間里把絕大部分國外產品擠出了“國門”，在國內市場上樹立了霸主地位，但是，在國際市場中仍無地位可言。究其原因，大致如下： 1. 缺少核心技術，或者說核心技術發(fā)掘不夠，產品質量的穩(wěn)定性提高不大，與國際一流的產品尚有差距。 2. 產品品種單一，缺乏系列產品，如套標機、熱熔膠貼標機、不干膠貼標機等，這些產品雖然在“2006中國國際可樂、飲料制造技術及設備展覽會”上偶見一、二，也基本上屬于“拿來主義”產物，尤其在高速領域仍是空白。 綜上所述，國產貼標機若要全面占領國內可樂、飲料的需求市場，打入國際市場，提高國際競爭力，就應該在“質”和“量”上下功夫，在產品的穩(wěn)定性、可靠性、實用性上下功夫，在發(fā)掘自己的核心技術、自主創(chuàng)新上下功夫。 4.應注意的問題 在本機的設計過程中，盡量減少機器的專用性，增加其通用性，也是我們的一個設計原則和目標。換而言之，就是使本機在生產過程中不僅能夠適應有共同點的各種瓶型的貼標，同時也要使本機能夠適應有共同點的各種不同規(guī)格，但具有相似形狀的瓶型容器。 本機適用于各種瓶型，各種瓶型有不同的更換套件。 （1）瓶子大小改變，標紙不變，須更換的套件。 包括進出瓶星輪，中心導板；進瓶螺桿；止瓶星輪。 （2）瓶子大小不變，標紙大小、形狀變化。 包括取標板；標簽盒；定距套管。 （3）瓶子大小變，標紙大小變化。 上述一二點同時更換，并作相應調整。 參考文獻 【1】華太年，唐之偉. 機構分析與設計[M]. 輕工出版社,1985. 【2】王用道譯. 模型化凸輪系統(tǒng)動態(tài)綜臺分析與設計. 四川科技出版社,1986 【3】包裝機械設計圖冊[M]. 上?？萍汲霭嫔? 【4】 陳金元. 盤形凸輪機構幾何尺寸的計算及計算機輔助設計[M]. 無錫輕工業(yè)學院學報, 1989. 【5】蘭云志，李樂山. 高速貼標機數(shù)學模型研究與參數(shù)設計. 輕工機械.2003（1） 【6】吳其葉. 高速分件供送螺桿螺旋曲面特性的數(shù)值分析. 輕工機械.2004（1） 【7】許成林. 包裝機械原理與設計. 上?？茖W技術出版社,1998 【8】肖仲湘. 貼標機凸輪齒輪組合機構的研究. 輕工機械, 2000（1） 【9】劉敏杰，董玉富. 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