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1.2.2 国内外制袋装填包装机的主要特点

（1）结构设计标准化、模组化。

用一台包装机完成对不同物料的包装时。利用原有机型的模组化设计可在短时间内迅速进行规格更换或转换为其它包装形式的机型。并为不同的计量系统提供了足够的空间。如利用枕型包装机稍加调整就可实现三角袋的包装。

（2）包装速度高速化。

目前，小袋包装机单列包装速度一般为40一90袋／分，近些年来很多公司推出的多列式包装机(从2列到10列)可使包装速度大大提高。如意大利ILAPAK公司的300和400系列枕型包装机，计量范围150-450g，包装速度120袋／分；日本横滨电机制作所的YDE一70型四边封合包装机。计量范围：0.5～30ml，可以2—10列，最高速度为800袋／分；日本三光机械的FC-1000型小袋枕型包装机，最高可达12列。速度可达1000袋／分。

（3）结构运动高精度化。

由于采用各种新技术，如通过伺服电机、编码器及数字控制(NC)、动力负载控制PLC等高精密执行机构控制各种动作，使整机的充填计量精度和制袋精度都有所提高。如日本东京自动机械的SIGMA3型粉末计量机，配有可调速驱动马达，采用螺杆下料充填，最大充填为每次1.2Kg，充填精度60.25％。

（4）控制智能化、弹性化。

大多机器都通过智能型控制仪表和触摸屏上的菜单式应用软件对机器的各种参数进行跟踪调整。电子显示屏显示切袋长度、包装速度、充填物的净含量以及包装产量等，一目了然。标准的色标跟踪光电系统能绝对保证包装产品的印刷图案正确。另外，机器可对工作过，程进行在线状态监测和故障诊断分析。一旦发生问题，自动停机，并显示故障原因及解决方法。

（5）包装形式多样化。

袋包装目前既有三边封合袋、四边封合袋、枕形袋，还有风琴式、自立袋等。用户可以根据市场的需要。具有更大的选择空间。[4]

1.2.3 食品包装机械类别

食品包装机械集：机、电、气、光、生、磁为一体的机械电子设备。近几年，世界食品包装机械强国加大技术开发力度，使智能化、高效化、高新产品不断涌现。

自动制袋装填包装机的类型有多种多样，按总体布局分为立式和卧式两大类；按制精品文档

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袋的运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。

（1）卧式自动制袋装填包装机 ①卧式间歇制袋三边封口包装机 ②横枕式自动制袋填包装机 （2）立式自动制袋装填包装机 ①立式间歇制袋中缝封口包装机

②立式双卷膜制袋和单卷膜对合成型制袋四边封口包装机 ③立式连续制袋三边封口包装机（主要设计参考）

1.2.4 国内现有立式包装机械的产品范例

现在，国内大批企业在生产立式装填包装机以及其相关产品。尽管相关技术与国际水平还有一段差距，但已具备了一定的规模和水准。以下介绍一些企业的现有产品。[5]

（1）上海众和包装机械生产的DCK-300背封颗粒自动包装机采用量杯计量，包装速

度有20-60袋/分。可根据客户要求进行袋长的设置。

（2）佳利源食品包装公司生产的小剂量包装机适用于膨化食品、虾条、花生、瓜子、大米、种子、味精、玉米花等颗粒状，条片状，固物料的包装。

主要性能和结构特点：

① 整机结构紧凑、牢固、设计合理、简洁。 ② 采用光电眼控制系统、可靠、性能稳定。

③ 全自动从计量，充填制袋，日期打印到产品输出一次性完成。 （3）太川包装有限公司生产的TCLB-320 立式包装机械 主要性能和机构特点

①全新设计，亮丽外观，结构更合理，技术更先进。

② 进口PLC全电脑控制系统，彩色触摸屏，操作方便、直观高效。

③ 进口伺服运膜系统，进口色标传感器，定位准确，整机性能卓越，包装美观。 ④ 多种自动报警保护功能，最大限度减低损耗。

⑤ 袋形多样化，可为客户提供枕形袋，插角袋，挂孔袋，连袋等。

1.3 本文主要内容

本文通过对食品包装机的简介入手，介绍了国内外食品包装机的发展情况及现状。对食品包装机的种类做了比较详细的介绍。在设计时，首先对包装机的具体功能进行分解，掌握所设计的包装机具体要实现哪些运动，如何通过机械构件来实现这些动作，确

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定其工艺流程。然后根据已有参数进行包装机的整体布局，确定每一步动作实现所需的传动方式，完成整个传动系统的设计。最后通过Solidworks绘图软件进行三维设计以及通过CAXA二维设计软件进行装配图和零件图的绘制。

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第2章 立式袋包装机总体方案设计

2.1 包装机设计的一般步骤

包装机属于自动机械，其设计要求在不同时期都要顺应机械设计的时代要求，既要求使包装制造与维修方便、制造成本低、生产率高、能耗低、使用寿命长以及占地面积小等要求，同时还要求注重包装机外形美观、色彩协调。一般包装机设计过程如表2-1所示。[6]

表 2.1 包装机设计过程、步骤、阶段性成果

产品设计过程 市场调研

方案设计

功能结构建立

功能结构

设计步骤 市场调研

设计要求确定

阶段设计成果 市场调研报告

要求明细表

原理方案设计

技术设计

总体设计

结构设计

施工设计

完成技术文件 零件详细设计

原理方案

总体结构草图

整机结构图

零件、装配图

全套技术文件

进入制造 交付制造

2.2 课题的构想和思路

该设计课题是关于立式制袋装填包装机的设计。整体包括七大部分：传动系统、薄膜供送装置、袋成型装置、纵封装置、横封及切断装置、物料供给装置以及电控检测系

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统。包装材料为卷筒薄膜，由导辊传送，在成型器的作用下折叠，经纵封滚轮纵封，横封辊横封、切断，期间，物料由定量供料器计量，装填，形成一定规格的成品袋。

2.3 包装机械的组成

根据市场调研以及资料查询，食品包装机械属于自动机范畴，它的种类繁多，结构复杂，新型包装机械不断涌现，它们的组成不尽相同。但通过对大量包装机械的工作原理和结构性能的分析，可找出其组成的共同点。即包装机械都是由八个部分组成的，又称为包装机械组成的八大要素，如图2-1所示。

图2-1 包装机械的组成框图

（1）包装材料及容器的整理与供送系统。该系统是将包装材料(食品包装机为塑料单膜、复合薄膜等)进行定长切断或整理排列，并逐个输送到预定工位的系统，如糖果包装机中包装纸的供送、切断机构。有的系统在供送过程中还能完成制袋或包装容器的竖起、定型、定位等工作。

（2）被包装物品的计量与供送系统。该系统是将被包装物品进行计量、整理、排列，并输送到预定工位的系统。有的还可完成被包装物品的定型、分割。如饮料灌装机的计量和液料供送系统；饼干包装机的饼干整理、排列和供送系统。

（3）主传送系统。该系统是将包装材料和被包装物品由一个包装工位顺序传送到下一个包装工位的系统。单工位包装机没有传送系统。全部包装工序在包装机上往往分散成几个工位来协同完成，所以必须有专门的机构来传送包装材料和被包装物品，直到

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