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1.1課題背景與研究意義
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)物質(zhì)的需求量更大,物品之間的運(yùn)輸流動(dòng)變的越來(lái)越普遍,在物品運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,需要保證物品質(zhì)量與外觀,這就需要將所運(yùn)輸?shù)奈锲愤M(jìn)行包裝。生活中遇到的所有物品也幾乎都是經(jīng)過(guò)包裝之后才進(jìn)行流通的,在以前我國(guó)的工業(yè)還不是很發(fā)達(dá),很大一部分物品的包裝都是通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而人工包裝生產(chǎn)效率較低,并且包裝質(zhì)量也因人而異,隨著人們生活水平的提高,人均消費(fèi)水平增加,人們對(duì)產(chǎn)品數(shù)量及外觀包裝要求更高,人工包裝很難滿足現(xiàn)有的生活需求,這就迫使一些包裝機(jī)械生產(chǎn)公司,加大投資力度,研發(fā)一些包裝質(zhì)量好,速度快,穩(wěn)定性高的全自動(dòng)包裝生產(chǎn)設(shè)備。
我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)在最近幾十年得到了快速的發(fā)展,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都可以看到機(jī)械設(shè)備所發(fā)揮的偉大貢獻(xiàn),我國(guó)已成為一個(gè)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)大國(guó)。包裝機(jī)械是我國(guó)必不可少的基本生產(chǎn)設(shè)備,是商品進(jìn)行包裝的關(guān)鍵性設(shè)備。平時(shí)生活中經(jīng)常用到的生活用品,食品,電子設(shè)備,化肥農(nóng)藥,種子等等都需要進(jìn)行一定質(zhì)量或體積的包裝,人工包裝則不能保證包裝產(chǎn)品每一個(gè)都能達(dá)到所要求的精度,而包裝機(jī)械的包裝精度則相對(duì)較高,合格率高,在食品及其他包裝領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。機(jī)械包裝能提高自動(dòng)化,機(jī)械化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,改善工作環(huán)境,節(jié)省勞動(dòng)力,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,給企業(yè)帶來(lái)非常大的利潤(rùn)。
包裝機(jī)械在產(chǎn)品包裝過(guò)程中雖發(fā)揮著很大作用,但是目前國(guó)產(chǎn)包裝機(jī)械里面,包裝機(jī)的包裝速度還相對(duì)較低,小袋包裝速度在60^-200袋/分鐘,包裝速度能達(dá)到200袋/分鐘以上的包裝機(jī)還很少;中袋包裝速度達(dá)到35^-60袋/分鐘,而國(guó)外設(shè)備小袋包裝速度能達(dá)到1200袋/分鐘,中袋包裝速度在160袋/分鐘[2_3y且在包裝質(zhì)量方面和國(guó)外相比仍有一定的差距。因此針對(duì)國(guó)產(chǎn)包裝機(jī)械的不足,以及在缺少相關(guān)理論指導(dǎo)的情況下,研究一款集上料一填充一封合一切斷于一體的高速小袋包裝機(jī)并設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)是十分必要的,且有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
1.2包裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀
包裝機(jī)械是用來(lái)完成商品外部包裝的機(jī)械設(shè)備[[4]。產(chǎn)品的包裝過(guò)程主要包括制袋,計(jì)量,填充,封合,切斷等主要工序。按包裝過(guò)程自動(dòng)化程度劃分,包裝機(jī)械可分為全自動(dòng)包裝機(jī)械和半自動(dòng)包裝機(jī)械。全自動(dòng)包裝機(jī)能夠在一臺(tái)機(jī)器上完成所有的包裝過(guò)程,生產(chǎn)效率較高;而半自動(dòng)包裝機(jī)則只能完成部分包裝過(guò)程,后續(xù)還要轉(zhuǎn)運(yùn)到其他工位完成剩余包裝工序,半自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)效率相對(duì)較低。
在現(xiàn)代化社會(huì),幾乎所有的商品都要經(jīng)過(guò)外包裝才能在市場(chǎng)上流通[5-6],為了滿足日益增長(zhǎng)的多樣化包裝需求,國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械有限公司開(kāi)始不斷加大研發(fā)投資力度,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了適應(yīng)不同產(chǎn)品形狀,大小,形態(tài)的通用型現(xiàn)代化包裝機(jī)械,從而打破了傳統(tǒng)包裝機(jī)形式單一,功能簡(jiǎn)單的狀況,使包裝機(jī)械性能得到了很大的提升,包裝機(jī)類型得到了全面發(fā)展,已基本能夠滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。根據(jù)包裝機(jī)包裝物料的不同可將包裝機(jī)分為以下幾類:
(1)粉粒狀包裝機(jī)械,常用于奶粉、咖啡等散粒狀物料的包裝。
(2)液態(tài)、流體類型包裝機(jī)械,常用于啤酒、飲料、油制品等產(chǎn)品的包裝。
(3)定型類包裝機(jī)械,固體型包裝產(chǎn)品豐富多樣,并且形狀大小各異,填充過(guò)程也不盡相同,對(duì)于形狀固定體積較大的常采用計(jì)數(shù)包裝方式,而對(duì)于形狀不規(guī)則物料也常常采用稱重計(jì)量方式包裝。
1.2.1國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)包裝機(jī)械起步較晚,發(fā)展水平和國(guó)外相比還相差很大[[8]。由于我國(guó)基本國(guó)情的影響以及人們對(duì)基本生活需求的增大,使得我國(guó)包裝機(jī)械在高精密設(shè)備需求方面相對(duì)較小,而對(duì)于中、低等精度且能夠滿足普通生產(chǎn)要求的包裝機(jī)械的需求量相對(duì)較高,對(duì)于包裝機(jī)械生產(chǎn)廠家而言,市場(chǎng)商機(jī)很好。國(guó)內(nèi)一些大型包裝機(jī)械生產(chǎn)廠家加大投資,吸收外國(guó)先進(jìn)包裝技術(shù),并自行研究設(shè)計(jì),使我國(guó)的包裝機(jī)械有了長(zhǎng)足的發(fā)展,在技術(shù)上有了很大的提高。
目前我國(guó)主要包裝機(jī)械生產(chǎn)廠家已多達(dá)50多家,但大部分廠家生產(chǎn)水平還相對(duì)較低,自動(dòng)化水平及技術(shù)含量各不相同,因此所生產(chǎn)的包裝機(jī)械差異程度也較大,一些成熟產(chǎn)品技術(shù)也是大量的模仿抄襲,沒(méi)有自己的主打品牌,技術(shù)缺乏創(chuàng)新,對(duì)我國(guó)包裝技術(shù)創(chuàng)新有很大的阻礙。在產(chǎn)品技能方面,我國(guó)包裝機(jī)械和國(guó)外包裝機(jī)械產(chǎn)品有很大的差距,國(guó)內(nèi)包裝機(jī)的不足還很多,主要有:
(1)包裝速度低、品種少
國(guó)內(nèi)包裝機(jī)類型比較單一,而且多數(shù)都是單列式包裝機(jī),包裝速度較慢,并根據(jù)包裝物料形狀和質(zhì)量的不同,包裝速度也也所差別,基本保持在20-200袋/分鐘,速度能達(dá)到200袋/分鐘以上的包裝機(jī)還很少。國(guó)產(chǎn)包裝機(jī)封合形式一般為三邊封、四邊封.
(2)包裝精度低
由于國(guó)內(nèi)機(jī)械制造工業(yè)水平還不是很高,生產(chǎn)的機(jī)械零件精密程度不高,且組裝技術(shù)水平有限,造成國(guó)內(nèi)包裝機(jī)整體包裝精度低,當(dāng)包裝質(zhì)量較小時(shí),還能基本滿足生產(chǎn)要求,但是當(dāng)包裝質(zhì)量較大時(shí),包裝誤差就會(huì)相應(yīng)變大,產(chǎn)品不合格率增加。
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