1、 毕业设计（论文）开题报告题目：颗粒包装机自动供料系统的设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 24 日1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景随着经济的发展，人们生活水平的日益提高，对产品的包装要求也越来越高。颗粒包装机是轻工业生产中必不可少的自动机械之一，其主要用于各种颗粒产品的包装。我国近些年来包装工业发展迅速，但又在某种程度上受到机械工业发展相对滞后的影响。对于包装机，无论它适用于何种商品包装，根据其工作原理，结构设计和功能特点，我们把包装机械的工作部件分为包装机的结构及其
2、组成中完成各有关包装操作的自动机械装置，即包装物品的给料装置，计量装置，包装材料和容器的供送装置，装填灌注装置，封口执行装置等。本课题着重对自动供料系统中的给料装置，计量装置和包装材料的供送装置进行研究和设计。使其具有快速，准确，经济，适用等优点，能较大的提高生产效率，降低工人的劳动程度。同时培养学生在给定设计任务下的创造性思维的能力。1.2 国内外现状及发展趋势包装机械概述包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装工业中有着举足轻重的地位和作用，它给行业提供必要的技术设备，尤其是其中重点设计的给料装置，计量装置和包装材料的供送装置等，以完成产品的包装工艺过程。就目前我国包装机械的发展相对还属于
3、滞后阶段，尽管包装机械的产值在整个包装工业中所占的比重不如包装材料大，不属于经常性消耗品，但对包装工业的现代化却是不可缺少的支撑。没有现代化的包装机械，就没有现代化的包装工业。用于完成包装机自动供料系统的设计可分为包装材料的整理和供送系统，被包装物品的计量与供送系统两大重点。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外，还有外表美观，传动装置紧凑、运转平稳、精度高、生产效率高等要求，以很好地完成自身功能适应市场需求。国内：我国包装机械业概况与展望目前我国包装机械企业规模偏小，技术装备不很完善，管理水平比较低，自我发展和技术设计开发能力较弱，产品品种单一。产品的技术含量、附加值较低：新产
4、品开发周期长，不能及时响应市场的需求，及时提供市场、用户所急需的产品。企业主要精力都花费在量的扩张上，对质的提升、科技进步的投入严重不足，产品在低水平上重复，许多企业生产相同的产品，从而使许多产品销不出去。低价竞争已威胁到企业生存的地步；另外，产品安全防护措施较差，安全意识不强，这些都造成国内产品与国外市场竞争能力偏低。散体物料包装机的改进设计目前我国包装机械产品普遍存在质量不稳定、性能单一、成本高、技术含量低的状况。随着我国进入世贸组织(WTO)，国际先进的技术、设备和管理经验的进入势必 会对我国刚刚发展起来的包装机械工业造成巨大冲击，企业面临着前所未有的严峻考验。包装机械产品量面广，我们的
5、行业仍欣欣向荣，堪称“朝阳工业” 。国外：国外包装机械业概况美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械体 系，其品种和产量均居世界之首。10 多年来，美国始终保持着世界最大包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制。新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的 15%，纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世 90 年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。散体物料包装机的改进设计日本与美国、德国相比，起
6、步较晚。上世纪 60 年代以前，包装机械厂家不足 60 家，只能包装糖果、香烟等。60-70 年代，是日本包装机械业起步阶段，产值增长速度很快。70-80 年代，增长速度虽不如上一阶段那么高，但年增长率仍达 13%。80-90 年代是稳定增长分阶段，将微电子技术成功地应用于包装机械的控制，以后又将光导纤维技术、工业机器人技术、模块化技术应用于包装机械，达到安全性高、无人操作、高生产率的水平，大大提高了其国际市场竞争力。因此从上世纪 60 年代到 90 年代 初，日本包装机械工业连续 30 多年高速增长，引进- 消化-发展的过程。 德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产
7、国家。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料 灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球。一些大公司 生产的包装机械集机-电-仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有 防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态， 出口比例占 80%左右。德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点，出口比例占 80%左右。目前，世界各国对包装机
8、械的发展都十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一 体的高新技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容和要求主要内容：(1)包装材料的供送系统的设计包装材料的供送是实现产品机械化包装的必要条件，必须保证包装材料的供送速度快、稳定性好、可控性强。包装材料的供送机构的选择和设计应满足：1）符合包装工艺流程，满足包装材料的连续性和间歇性的供送要求。2）根据包装材料及容器的类别和特征，确定具体的供送方式和机构。3）满足包装材料生产率对包装材料供送速度或
9、供送频率的要求，供送的生产能力或工作速度应该可调整。4）满足包装材料供送的定长、定位、定向控制要求，供送过程的稳定性要好、可控性要强，便于与包装材料供送和充填动作的同步。5）便于与包装执行机构同步工作和协调设置。(2) 物料计量供送的设计；物料的准确计量和快速稳定供送是实现机械化包装的首要条件。物料的计量供送装置的选择和设计应满足：1）满足包装工艺要求，实现物料连续或间歇供送。2）根据物料类别和包装要求，实现物料计量及供送的机械化和自动化。3）满足包装机生产率对物料供送速度和计量精度的要求，生产能力、工作速度可调整。4）包装物料供送的定量要准、定向要好、供送过程要稳、可控性要强，便于与包装材料
10、供送机构、包装执行机构同步工作及协调布置。5）便于检测、控制、维修和调试。要求：(1) 包装速度：3060 袋/min；(2) 薄膜直径不超过 500mm；(3) 薄膜宽度不超过 400mm；(4) 制袋尺寸(长 X 宽高)：(60180)mmX(70120)mmX(20 70)mm；(5) 绘制相关设计的零件图和装配图；(6) 撰写毕业论文。2.2 研究方法和步骤颗粒包装机自动供料系统设计的形态学矩阵：物料供送装置 振动给料装置 链条给料装置带式给料装置辊轴式给料装置计量装置 计数计量法 容积计量法 称重计量法包装材料 板、片包装材 卷带包装材料 瓶、罐及盒类 盖塞类供送装供送装置 料供送装
11、置 供送装置 包装容器供送装置置可能组合成方案：N=4 34=48方案一：选用斗式电磁振动给料器，其计量装置选用定容法量杯式，而包装材料供送装置选用单端悬臂式卷带包装材料供送装置。方案二：选用带式输送给料机，其计量装置选用间歇式称重，而包装材料供送 装置选用单端悬臂式卷带包装材料供送装置。方案三：选用带式输送给料机，其计量装置选用定容法量杯式，而包装材料供 送装置选用单端悬臂式卷带包装材料供送装置。我选择的最优方案是方案三。因为斗式电磁振动给料器和带式输送给料器都是经过数年发展已逐步完善的装置，而斗式电磁振动给料器工作原理较为简单，但是影响物件供送效果的因素却很多，带式输送给料更适用于颗粒物品
12、的供送。而定容法更适用于粉末、细颗粒、膏状物料且构造简单，造价低，计算速度快，但精度稍低。而本课题设计的颗粒包装物，我选择用卷带包装材料供送装置。经过对比我选取方案三。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 自动供料系统的设计的难点和特点（1）物料供送装置的设计以及工作原理；（2）计量装置的设计以及工作原理；（3）包装材料供送装置的设计以及工作原理。（4）结构和机构复杂，各部分动作配合要求高；（5）物料供送与包装材料供送协调关系的处理。3.2 前期工作（1）我查阅了相关资料，了解了课题的背景和发展状况；（2) 学习了常用包装机械设计的基础知识、并提出初步的原理方案；（3) 对传动系统
13、方案进行优化比较，论证并选择最优方案。4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）12周：接受设计任务，查阅相关资料，了解课题的背景和发展状况；34周：学习常用包装机械设计的基础知识、原理方案的提出；5周：传动系统方案的优化比较，论证并选择最优方案；6周：物料供给机构的结构设计；7周：包装袋供给机构的结构设计；8周：包装袋成型机构的结构设计；910周：对系统的论证和验算；1112周：绘制相关设计的零件图和装配图；1314周：撰写毕业论文；15周：准备答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日参考文献1 呼英俊,白杉
14、,刘志平.几种自动定量包装机的计量设计 M.计量技术.2003,No12:3941.2 茹山穆,李文卿.水泥包装计量系统的设计M. 山西建材 .2000,4:2021.3 方玉莹,左言言.包装机械计量装置的原理与设计探讨J.轻工机械.2005 年第三期:46 48.4 赵治华.称重式定量包装计量技术.包装与食品机械J.1997 年第 15 卷第 1 期：2326.5 许林成.包装机械原理与设计M. 上海：上海科学技术出版社 .1988.6 张永林，李诗龙.粉粒料包装计量精度分析与计量装置设计.粮食与饲料工业J.1993 年第 3 期:4952.7 张聪.食品包装机M.广州 :广州科技出版社.2
15、003.8 许一平 ,张云,王晓东等.颗粒包装机包装中药丸的应用M.Chinese Traditional patent medicine 1999，21(4):211212.8 高德.包装机械设计M.北京：化学工业出版社 .2005.9 戴宏民.包装机械技术发展趋势M. 轻工机械.2003,(4):14.10 刘石明，宋志兵，谭文若等 .全自动包装计量装置的研制J. 国防科技大学学报.1999 年第 3 期:112115.11 张红光.食盐小包装供料自动控制系统技改小结J. 苏盐科技 .2010.3(1):1415.12 孙智慧，高德.包装机械M. 北京: 中国轻工业出版社.2010.13
16、高月，赵延君，王占生等.PLC 在包装计量秤中的应用.价值工程.2010.10:6566.14 王晓光.智能多通道规则形体物品包装计量装置.包装与食品机械 .2001.5:1719.15 徐秋庆,蔡建义.进口颗粒包装机的特点与应用 机电信息 2007.17:4749.16 郭旭之. CP 系列粉末颗粒包装机问世J.粮油食品科技 出版社.1992.04:2123.17 Walter Soroka.Fundamentals of Packaging TechnologyM.Third Edition, USA:Institute of Packaging Professionals,2002. 1
17、8 X.F.Sun,G.Cheng,W.Li.Study on Work Improvement in a Packaging Machine Manufacturing Company.School of Mechanical and Electronic Engineering, Beijing, China.11551159.19 Milan Kostic,Maja Cavic,Miodrag Zlokolica.Design Optimization of Packaging Machine Sealing Mechanism Assembly.Faculty of Technical Sciences,University of Novi sad,Yugoslavia.April 1-4,2004,Tianjin,China.
