方便面包装机设计方法研究

胡晓峰 关高庆

(中国汽车技术研究中心，中国 天津300000)

现代工业生产，如食品、医药、日用品、化工产品、电子产品等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节，而包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，使用包装机械，产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。随着包装材料的不断出现和包装技术的不断革新，包装机械不断得到发展。而随着时代的进步和生活水平的不断提高，人们对包装也提出了越来越高的要求，这时的包装机械在包装领域发挥着越来越大的作用。

1 方便面包装机的国内外发展状况

方便面包装机是接缝式裹包机(又称卧式枕型包装机)的一种。接缝式裹包机最初由美国于上世纪五十年代开发出产品。后来在日本得到发展，并于上世纪六七十年代随着日本经济高速发展，技术性能得到长足的进步。

上世纪八十年代初，我国大量引进接缝式自动包装机并生产出自己的产品。以日清品牌为代表，主要针对方便面生产线配套使用。上世纪九十年代，这种机型开始大量用于包装糖果、饼干等各种块状物品，同时派生出各种各样的类似包装机。随着机电一体化的应用，高速接缝式自动包装也向着高速全自动模块化的方向发展及创新。

现今国外开发的高速接缝式自动包装机已极其人性化:高速、节能、全自动、模块化。

就国内外高速接缝式自动包装的开发情况来看，主要从以下几点进行：

（1）不断扩大其通用能力，以满足多品种不同批量产品的包装。

（2）高速全自动，配备微机控制系统，借助预先储存的程序控制多台伺服电机，分别驱动有关执行机构。

（3）参数化调整和设置，对主要操作部件(供送、袋成型、牵引、封切等)做适当调整有关工作参数，便可在较宽的尺寸范围内，满足不同品种不同尺寸的包装。

（4）模块化结构设计，对供送、牵引、封切等主要部件进行相对独立并又能较为自由组合的结构设计，以满足卧式组合和立式组合的包装机。

2 方便面包装机存在的问题

目前应用的接缝式包装机的特点都是用于裹包固体块状物品，使用范围不广、包装品种单一、通用性不好。随着我国市场化的深入，包装市场进一步扩大，过去的接缝式包装机己不能满足人们对包装的多样化、个性化的要求。

3 方便面包装机相关概念

包装机械是完成全部或部分包装过程的机器，包装过程包括成型、充填、裹包等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码、拆卸等，也包括打印、贴标、计量等辅助工序。根据包装机械产品主要功能的不同，包装机械可分为填充机、灌装机械、封口机械、裹包机械、多功能包装机械、贴标机械、清洗机械。

接缝式裹包机（又称枕式包装机）是一种卧式三面封口，自动完成制袋、填充、封口、切断、成品排除等工序的包装设备，通过材料拉伸进给装置进给，塑料薄膜经过成形器，经过热纵封装置封住侧面，同时包装物注入到袋中，横封机构根据色标光电检测装置剪切包装长度和位置。方便面包装机是接缝式裹包机的一种。

4 方便面包装机的应用及适用范围

接缝式裹包机是包装设备中较为重要的一种形式，实际应用中，与相应衍生机种、辅助机种相配合，能实现食品、日用化工、医药等行业自动化生产线的流水包装，可以是快速食品、冰淇淋、小饰物、药品、小五金件和其它许多轻量小块状物品。适应的包装物为一般块状、筒状规则物品，无规则异形物品，如：饼干、蛋糕、化妆品、纸巾等。包装成品的形式有单件包装、集合包装、带托盘包装、无托盘集合包装等。因此，实际包装中要求其适用范围广、工作平稳可靠、噪声低、生产率高。以满足:小到糖果、大到家电;软的到纸巾类日用品、硬的到轴承小五金等商品的包装需要。

方便面包装机主要包装几种额定袋规格的方便面，也可以包装同样袋规格的固体物品。

5 方便面包机设计分析

5.1 设计侧重点

绝大多数产品都需要经过包装成为商品，才能进入流通领域。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节，而包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，使用包装机械，产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。所以，包装设备在包装过程是不可缺少的工艺手段。

我国许多中小食品企业，生产的品种繁多，包装规格不同，如用人手包装又不能达到食品卫生标准，购置大量设备进行包装食品又不现实，这是专用包装设备的缺陷。

本设计着重探讨接缝式裹包机的关键部件和模块化结构，对原有包装机进行改进，研究具有包装范围广、通用性好以及结构简单可靠、操作方便、自动化程度高的新颖包装机，对我国的包装行业发展有着积极的意义。

（1）总体设计

设计分析主要操作部件(供送、袋成型、牵引、封切等)之间的相互配合关系，做到内装物的供送与袋长相适应;端封切断工作时与材料供送速度相当；严格保证端封切断一件包装物与供送内装物推进一个间距;同时保证端封切断在两袋子之间并热封及切断。

（2）传动系统的设计

根据总体设计的思路分析传动的关系，比较各传动系统并提出可行的传动方案。

（3）端封切断器结构设计

重点对端封切断器的非匀速圆周运动结构进行分析，并提供必要的设计参数。

（4）中封牵引器结构设计重点分析补偿机构的结构，提供几种可用的补偿机构及选用条件。

5.2 设计方法

（1）对各机构的运动建立模型，分析其运动曲线，确定对应的参数。

（2）配合总体设计，对各机构之间的配合进行必要的协调。

（3）类比相同的机构，选择适用或具创新的机构。

（4）针对具体包装，提出具体的结构，特别端封切断的结构。

（5）借助计算机应用软件(如Inventor或Pro/E)对个别结构进行设计，如有限元分析、结构强度分析计算、运动仿真等方法。

5.3 设计路线

（1）确定方便面包装机的功能与应用范围。

（2）方便面包装机的生产率与可调整的范围等参数之间的关系。

（3）确定方便面包装机的自动化及自动控制的程度;控制方案的确定、主要元器件选择最新的微处理器及新的、可靠的控制集成器。

（4）收集同类机构资料，为方便面包装机的提供可靠的操作机构。

6 结语

本文通过对方便面包装机国内外发展现状、设计存在问题、以及其适用范围等研究，对方便面包装机提出了新的设计方法与设计路线，对今后方便面包装机的设计提供了参考。

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