包装机械设备范文

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一、包装机械设备自动化技术

包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动码垛设备。

1.1全自动包装设备

全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用半自动包装机。自动包装机，每小时可包装500kg的物品500袋，最大可达800袋到1200袋；称重精度达0.2，最高可达0.1。

1.2全自动码垛系统

全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。高架式码垛机的班产量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五袋，每袋40-50kg，每垛40袋计算，则每小时可码垛600袋，最高可达每小时码垛1200袋。全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大大减轻。一条全自动包装码垛生产线，建议操作人员2-3人为好。

对于年产量大于10万吨的企业，采用全自动包装码垛，可以产生极大的经济效益和社会效益；年产量在5万吨至10万吨的企业，也有明显的经济和社会效益；年产量在5000吨以上的企业，建议采用半自动包装码垛生产线，也可获得大的经济和社会效益。

1.3 全自动包装码垛生产线

全自动包装码垛生产线的特点：

（1）自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。

（2）包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能也结合起来组成成套作业。

（3）可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂，要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对故障及时显示或报警，针对常见故障和误操作，设置安全防护措施，使设备即使在意外情况下也不致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢复正常运转。

1.4 半自动包装系统

由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称为半自动包装系统。

二、包装线对自动化装备的需要

2.1包装线对自动化装备的需要

很久以来，包装生产线只到把物料包装好为止，尤其是25kg 以上的重袋包装更是如此，至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。造成这样局面有多方面的原因，但主要是我国生产力水平较低，劳动力便宜，资金缺乏，科研人才少，管理落后等。包装行业存在的问题要想进一步发展以及参与国际竞争还必须找出自身缺点和不足，纵观20余年的发展过性，不难发现我国包装机械行业中存在某些明显的不足，概言之有以下几点：

（1）低水平产品重复生产多。如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小、成本低、起步快。因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新，最终使得生产水平难以提高。

（2）高技术含量的产品尚未有人生产。如高压杀菌设备，连实验室阶段也未进入；又如多层共挤设备，其共挤头也是从美国购来配套的。

（3）自主开发能力较弱。一方面是我们企业起步较晚，还未摸清市场的规律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才资源不足，掌握先进的设计、应用CAD的人还不多，许多企业是看好别人已生产的产品市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达到了样机水平则称为“国际先进水平”，实际上是早已淘汰的产品。如均度机，人家已有适应高温、高压、高粘度物料的，均质粒度可达1um， 的设备问世，我们还拿3um的普通设备标上国际先进水平。这样固步自封影响了产品的开发，即使有新产品，其档次也不高。又如，由于目前科技迅猛发展，超细粉状或准纳米级粉状的包装流动性很差，应该研究提高流动性的机构，以满足自动生产线的要求。

2.2包装自动化的需要

为了改变包装行业现状，对包装装备的自动化有以下要求或者发展趋势：

（1）机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流。自动化程度是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括工艺过程、工艺参数、物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装袋或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感等高新技术，特别是微型计算机的应用，使水平迅速提高，从而减少了人工操作，提高了包装质量。

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随着经济全球化的发展，我国工业发展越来越迅速。包装机械作为产业机械中重要的组成部分，对工业发展有巨大的推动作用。包装机械在日用家居，厨卫建材，医药食品，美妆护理等方面都有重要的作用，对这些行业的发展起到保证作用。但值得注意的是，包装机械虽然给厂家生产带来极大的便利，节省时间，降低了生产成本，可一旦包装机械设备出现故障，就会停产，会造成巨大的经济损失。因此。如何保证包装机械设备的稳定性和可靠性是厂家面临的巨大考验。就我国目前情况而言，中国的包装行业在不断进步发展，而随着科学技术的提高，包装机械的自动化，智能化也在不断加深。

一.我国包装行业的现状

我国的包装机械行业起步较晚，国内的第一台包装机是北京机械研究所在研究了日本的包装机械后，总结经验，自主研发出来的。经过这些年的发展，包装机械在我国取得长足进步，为我国的包装工业发展提供了强大技术支持和保障。

虽然包装机械对工业发展有很大影响，但也存在一些不足。在我国，包装企业大多为民营企业，技术力量相对薄弱，资金状况不足，且在生产过程中极容易出现重复生产的现象，这是对资源的浪费，而且损失了人力物力财力。据不完全统计，我国的包装机械品种少，厂家自主研发能力差，所用技术都是靠引进，不能满足我国社会的发展需求。

全球的包装机械需求每年都在增长，尤其是发展中国家的包装机械设备增长量急剧扩大，我国的包装机械厂家立足现实，在设计，制造等方面都取得了一定进步，未来数年对各种包装机械的需求将会快速增长。但值得一提的是，我国的包装机械技术虽取得了较大的进步，但与西方发达国家相比仍有较大的差距，要赶上发达国家甚至超越发达国家的技术水平就要做到以下几个方面：

（一）坚持走自主创新道路，坚持科学发展观

创新是社会发展的必由之路，要想使我国的包装机械制造水平领先世界，就要研发出属于自己的技术，虽然研究经费少，但可以通过与大学合作，加强科研机构技术研发，形成一体化的产学研一技术创新之路。

（二）重大技术引进，消化吸收后进行创新

我国目前的包装机械技术大多引进自国外，自主研发能力差。落后就要挨打，只有自己强大了，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。我国厂家要通过引进技术，然后通过技术分析，自主设计属于自己的技术，吸收再创新，研发属于我国的，拥有自主知识产权的技术。

（三）提高企业内部的信息化管理，使企业连成一个整体

在互联网的大背景下，企业内部实行信息化管理尤其重要，要建立完整的产业信息，使企业能及时了解供需信息，原料信息，加工信息，实现各产业链之间信息的有效反馈和衔接，使企业更具竞争力，更好迈向新明天。

（四）要不断创新

创新才能进步，每个产品都有衰退期，所以要创新才能使产品不断延续下去。技术在进步，机械也在进步，"不进则退"。这是市场的规律。

（五）加强自动化产品在包装机械行业中的应用。

二.自动化在包装机械行业中的应用

现代化的生产方式不断向着商品化，社会化，国家化方向发展，在包装机械作业方面也有了更高的要求。包装机械发展具有更新速度快的特点，使用自动化的包装机械化产品主要有以下几类：

（一）传动系统

在包装机械上使用传动产品主要是为了调整工艺速度，控制周期性变化。变频器作为计算机技术，现代控制技术和网络技术的有机结合体，在包装机械中起到重要作用。变频器具有调速范围宽，精确度高，动态响应快，操作方便，节能效果明显等特点。所以，在大型机械设备和重要生产线上都能见到变频器的身影。西门子，富士康等企业均使用到了变频器。

（二）人机界面

典型的人机界面厂家主要有西门子，OMRON，三菱。人机界面主要是包装机械的HMI以文本显示器为主，通常要与单片机配套使用，它主要用于记录各方面的数据信息，极少数的高端机械使用了触摸屏。

（三）运动控制

运动控制主要体现在包装时的精确定位，和严格的速度同步。具有速度快，振动低的优点，因此被广泛应用于装卸，码垛等方面。应用这种运动控制系统的有松下，三菱等企业。

（四）控制系统

所谓控制系统，又可叫做PLC控制系统顾名思义，就是对产品生产进行控制，优秀的控制系统具有灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定的特点。在包装机械生产快速发展的今天，控制系统有极大的意义，为机械设备的稳定可靠发展提供了基础保证。运用这种技术的厂家主要包括，施耐德，台达等。

通过上述四方面的叙述我们发现，包装行业涉及我国国民经济的多个行业，尤其是食品，饮料，化妆品等行业，对包装机械有很大的依赖。所以我国各个厂家应加快推动自动化在包装机械中的应用，加快自主研发的速度，使包装机械的生产能满足人民日益强大的生产生活需求，加快我国工业的发展，缩短与发达国家的差距，为我国的振兴贡献力量。

三.我国包装机械发展对自动化的要求

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关键词： 包装设计；机械制作；方法探析

Key words： packaging design；mechanical design；analysis of method

中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）36-0030-02

0 引言

随着经济快速发展，包装也成为了一门综合性的科学，主要包括了包装经济以及包装管理、包装技术等几个层面的具体内容。我国包装机械行业在上世纪七十年代起步，于八十和九十年代得以快速发展。目前国际上对于包装机械的发展都较为重视，其中如何节约成本以及提高机械工作效率和设计模块化、配置柔性化都是包装机械设计的关键问题。本文就对包装机械设计新方法和新理念等进行分析和探讨。

1 现代机械设计方式在包装机械设计中的使用

目前我国在现代机械设计方式在包装机械设计中的使用状况，主要可以分为以下几个部分：

首先就是针对包装机械设计的理念上，主要是借鉴西方先进国家的经验，把用户的需求当作设计的首要目标，并且结合现代柔性设计以及模块化设计的理念，一机多用或者通过更换少量零部件来完成不同功能的使用需求。

针对现代包装机械的设计与现代机械设计其过程是基本一样的，但是在设计的具体阶段会有不同的侧重点，例如说在总体设计的阶段，需要全面的考虑包装机械系统中的布局以及运动协调性、运输和造型设计等。在对包装设计过程中，模块化设计也是一种较为先进的方式，其核心理念就是根据不同功能来分成是若干个模块，通过不同模块的各种形式组合来实现包装机械的多功能以及系列化。这种设计理念的优点有以下几点：

第一就是让包装机械的更新速度加快，在之前包装机械的替代往往都是进行局部的更新换代，但是将这种新技术引进到包装机械设计中就可以更为容易的实现局部改进；其次就是有效的缩短设计周期，如果当机械用户提出新要求之后只需要更换模块或者是制造新模块就可以得到新的包装机械机型来满足用户需求；第三就是可以便于维修，降低成本，同时使用性能更为稳定可靠。

除此之外，在针对包装机械设计中的绿色设计理念，这种设计理念是将包装机械设计的质量设计和制作设计、维修设计等综合起来的设计理念，因为我国目前在发展水平上依然落后于西方先进国家，同时经济增长方式较为粗放，这就要求我国针对包装机械的设计需要考虑到安全性以及环保性等多方面的因素。

随着科学技术进步和市场竞争越来越激烈，包装机械的使用客户提出的要求也越来越高。这种需求主要体现在以下几个方面：第一就是提高机械生产效率来满货期和降低成本的需求；第二就是当包装机械设备出现故障可以进行远程诊断，第三就是有利于保护环境，降低噪声和粉尘；第四就是机械成本降低。

现代包装机械的设计主要包括了市场调研、对用户需求进行分析、确定包装机械功能、论证包装机械可行性、制定机械设计方案，然后再到分析用户效益和论证方案可行性、设计原理图和结构，制定样机，随后进行技术验证和制定售后服务方案，最后进行改进设计和系列化设计等。在这些具体环节中，市场调研是针对所有包装机械基础工作，只有通过市场调研才可以了解政策导向以及包装机械行业的供求信息等。在确定原理方案设计过程中首先需要了解一些经典样式的产品信息，了解机械中元件性能来简化包装机械的传动性能，或者是使用躲电机拖动来缩短传动链，对于包装机械的传统系统来说应该尽量使用现代化手段进行系统建模和动态优化。

2 包装机械设计的创新

针对包装设计需要由新颖性，也就是要求包装机械的新型号等其结构特点与已出现的同等型号等有明显区别；其次就是设计需要由先进性，新产品在性能上优于其他产品；第三就是要求设计的实用性，需要让包装机械新产品可以有更广阔的使用范围和市场前景。

针对包装机械的创新设计不可以仅仅依靠测绘或者仿绘国外产品的方式，一定要在设计理念上进行改进或者提高。针对包装机械的创新设计，首先需要大量参阅国外资料以及先进机械。针对一些选定的机型要全面分析其性能中的优劣，更重要的是要吸取其设计理念中的内涵。针对任何机械设备的设计，都需要从工艺以及关键环节和部位入手。针对包装机械的创新设计更是需要如此，首先从工艺和关键部位入手做细致的设计分析来找到创新点。

目前随着虚拟概念的提出，计算机辅助设计以及三维设计等新技术等都融入到了包装机械设计的过程中。虚拟设计以及虚拟制作技术就是指将包装机械的各种机器元素等都存入到计算机中，然后将图纸进行数字化后输入到计算机中，既可以得到三维模型，然后再将包装机械进行生产时的数据和指标都输入到计算机中来演示实际生产中的能力、产生废品的数量等。

3 包装机械设计新趋势分析

目前全世界在包装机械的设计上处于领先地位的是美国和日本、德国等国，其设计理念和制作技术等都处于领先地位。例如说德国针对包装机械设计，其优点就是根据详细的市场调研工作以及市场分析结果来针对客户或者大型企业进行服务。根据笔者调研总结，将新趋势总结为以下几个方面：

第一就是工艺流程的自动化程度越来越高，其目的就是有效提高生产效率和设备柔性，采用机械手来完成一些较为复杂的动作。在操作包装机械设备时，用电脑摄像机记录下这些信息，由机械手按照电脑指令来完成规定动作确保包装机械质量。第二就是提高包装机械的生产率来降低生产成本来最大限度满足生产需求。例如说德国企业的包装机械就以食品包装盒啤酒包装等见长，特点就是速度较快并且自动化程度高，针对小袋包装器速度可以达到每分钟900袋，针对灌装饮料包装速度高达12万瓶。第三就是包装机械和产品机械一体化的趋势，很多产品在生产指挥会进行直接包装操作来提高生产效率，例如美国某巧克力品牌的生产以及包装就是由一个系统来完成的，产品机械以及包装机械的一体化，其最关键的就是需要解决生产能力上互相匹配的问题。第四就是具有良好的柔性和灵活性。现在因为市场竞争激烈，产品更新换代周期缩短，比如说日本化妆品的生产周期已经降到随季度变化，因此要求包装机械的柔性和灵活性较高来包装机械寿命长于产品寿命。尤其是目前我国很多企业都是代工企业，这就更加需要根据欧美企业和日韩企业的产品变化来改进自身产品包装机械设计。第五就是普遍使用仿真设计技术来大大缩短包装机械的开发设计周期。针对包装机械设计不仅需要重视其生产效率和使用性能，还需要注重经济性，经济性不完全指机械设备本身成本，同时还包括了运转成本。因为在包装机械中折旧费用只占不到成本的一成，其余的就是运转成本。

4 结语

包装机械的设计是一个非常复杂的问题，设计水平直接决定包装机械的质量，而现在项目一旦确定之后往往需要几个月就要交出机器，所以我们对此还需要进行更多的分析和探讨，用先进的理念和技术来改造包装机械生产。

参考文献：

[1]吴吉平，郝喜海，胡京明.包装机械智能故障诊断技术[J].中国包装工业，2002（06）.

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中图分类号：F426文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)11(a)-0087-03

1我国包装机械行业的现状与存在的问题

1.1我国包装机械行业的现状

我国包装机械的起步是在20世纪的70年代,当时我国的机械研究所在参考日本包装机械的基础上创造了我国的第一台包装机械。到如今,已经经过了将近40年的发展,取得了傲人的成就。包装机械企业在我国民营和股份制的居多,占到了总数的80%以上,国有的包装企业却寥寥无几。所以,虽然包装机械已经成为我国机械工业中的支柱产业,却仍然没有太多的自主科技。改革开放以来,我国包装机械的品种已经有超过1350种,但是大部分都不能直接投入到生产中,还处在测试和改善的阶段,完全无法满足市场的需求。和发达的国家相比,我国的包装机械行业还有一定的差距,需要继续完善和改革。

1.2我国包装机械行业存在的问题

我国包装机械行业存在很多问题,一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言,我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种。

(1)创新不足。我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚,虽然发展得较快,但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧,满足不了包装机械设计创新的需求。而且,科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少,但很少能够应用在实际的生产中。因此,我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践,验证其可行性。最后,我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配,而且国有的包装机械企业几乎没有,无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因,导致了我国包装机械行业的创新不足,阻碍包装机械行业的发展。

(2)包装机械设计的方法不足。我国包装机械的模型模仿性质高,设计时,往往是根据任务设计书的特征,寻找同类型的样机,在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低,参数模仿的痕迹很明显。再者,我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后,机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此,设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。综合上述的原因,我国包装机械行业要想发展,必须提高自主创新的能力,提高包装机械制造企业的内部管理,引入先进的技术,以此来给包装机械行业注入新的活力,促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平,将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法,可以使包装机械最大化地满足市场的需求,在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。

2包装机械中自动化技术的应用

计算机技术的发展影响了多个行业,表现在机械行业,最明显的就是促进了其自动化的发展。通过计算机技术,可以实现机械系统本身信息的反馈和负反馈,从而满足机械设备的自动化生产,降低了人力在生产中的作用。包装机械并不是独立的个体,从自动包装到检测是一整条的生产线。所以,自动化技术在包装机械中的应用,也需要从不同的设备和元件分析。就以目前的情况而言,自动化技术在包装机械中的应用主要体现在以下几个方面。

2.1包装机械的传动系统

传动系统可以将未包装的物品运送到包装机械中,然后将包装好的物品传送到指定的位置。所以,传动系统是整个包装机械实现连续工作的基础。传统的包装机械,是通过控制电机来控制包装机械的生产速度。但是在PLC和变频器出现后,包装机械的传动系统将PLC和变频器应用在其中,实现了传动系统的自动化。当前较为先进的变频器集合了计算机技术、控制技术和机电一体化技术等,它可以根据设备检测到的信号主动调节速度和精度,极大提升了动作响应的速度和运行的效率。基于上述的几种优点,包装机械的传动系统在应用了变频器后取得了一定的发展,所以其使用的范围愈发广泛。目前,包装机械行业应用的变频器主要的品牌有西门子和施耐德等,我国还没有较为成功的自主变频器品牌。

2.2包装机械的显示器

包装机械在应用自动化技术后,会有很多的模拟信号,这些模拟信号在被接手后会显示在显示器上,人们可以根据信号的特点来判断包装机械设备的运行状态,然后直接在界面上进行相应的操作,这种信号再反馈给包装机械,改变其生产的各种状态。目前的包装机械还是以文本显示器为主,少数较为先进的包装机械采用了触摸屏的形式。显示器是人为控制生产的重要环节,当包装机械设备出现问题后,信号会最先反映在显示器上,然后就可以实现人为调节的操作。也就是说,显示器也同时相当于控制器,是人与包装机械之间的信号转换器。目前,这种人机操作界面的显示器生产商主要是西门子和三菱等企业,我国也有一些品牌的人机操作界面显示器,但是和德国与日本等发达国家还存在一定的差距。

2.3包装机械的控制系统

包装机械的自动化控制系统主要是通过PLC系统实现,PLC可以将人们编写的程序语言逻辑化地反映在包装机械的生产中。而且,PLC控制系统还有可靠性强、设计较灵活和操作简单等优点。根据包装机械行业的发展,PLC的应用极大提高了包装机械的自动化程度,满足了生产对包装机械的需求。所以,PLC在包装机械中的应用愈加广泛,两者相互促进。生产饮料包装和方便食品包装的包装机械大多采用PLC的控制系统,变频器和PLC共同支撑起了整个包装机械的自动化生产。以目前的情况而言,在未来的几年中,PLC还将是主流的包装机械控制系统。包装机械的PLC系统主要由三菱、西门子和施耐德等企业生产,基于PLC的优点分析,它在包装机械中的应用会越来越广泛,促进包装机械行业的自动化发展。

2.4包装机械中的模块化设计

模块化设计是包装机械为了应对包装机械生产较为单一的情况,同时,模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段,它可以最大化满足客户的需求,应对市场的变化。这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度,用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。通过包装机械的模块化设计,包装机械在生产中有了更多的选择,包装机械的控制系统可以根据实际的生产需求切换到不同的模块,实现包装机械生产的自动化。将模块化设计这种自动化的手段应用在包装机械中的优点有很多,首先,可以建设包装机械的设计环节。包装机械的设计是一个复杂的过程,需要从多个需求入手,然后分别设计相应的功能,最后综合机械设计的原则和指标,完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程,原本的模块是固定的,只要根据功能需求选择相应的模块,然后综合在一起,就可以基本完成整个设计。其次,产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同,它可以独立存在,随时将最新的技术应用在自身。因此,模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上,生产商可以通过模块设计。再者,成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。由上述分析可以得出,模块化设计这种自动化技术在包装机械行业的应用,直接面向市场,在提高包装机械自动化程度的基础上,还很有利于包装机械行业的发展。

2.5包装机械中的检测系统

包装机械生产并不能够包装生产的有效性达到100%,所以还是会有废品的出现。企业通过包装机械生产的产品也有不合格的,要通过检测系统检测包装出的产品是否合格,然后将不合格的产品挑出来。目前,包装机械的检测系统都是自动化进行的,首先传动系统将包装的成品运送到检测的指定位置,然后通过探伤等检测手段,检验产品的合格性。若产品合格,传动系统将成品运送到下一个环节,若不合格,将用机械手臂把不合格的产品挑选出来。整个过程都是自动化地进行,无需投入太多的人力。传统的包装机械生产成品检验是通过人力完成,效率很低,而且有极大的错误率,企业不仅需要投入大量的资金,还无法保证产品的质量。自动化检测应用在包装机械行业后,改善了整个包装机械成品检验的过程,提高了检验的可靠性,也提高了生产的效率,降低了企业的投入。自动检测技术其实是传感器和计算机系统的结合,检测到的信号通过传感器率先反馈给计算机系统,然后计算机系统根据收到的信号做出逻辑判断,发出不同的指令,指挥机械的运作。上述的几种都是自动化技术在包装机械中的应用,包装机械作为配套的设备,若想满足市场的需求,必须继续再度提高自身的自动化水平,尽量将自动化技术应用在每一个可能的设备和环节中。

3我国包装机械行业发展对自动化的要求

3.1包装机械自动化发展趋势

包装机械行业还在快速的发展中,各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具体而言,包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点上。

(1)生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高,生产成本就越低,这是企业一直追求的目标。所以,自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。

(2)适应产品的变化。商品的包装变化性很强,所以要求包装机械有很强的柔性,能够适应包装物品的变化。换言之,当商品的要求发生变化时,不用相应地更换包装机械的生产线,只需做出相应的调整即可。

(3)故障少,易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用,方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障,也可以通过远程诊断排除设备的故障。

(4)有一定的自动识别能力。包装机械的生产效率要提高,必须具备一定的自动识别功能,该功能通过传感器和逻辑程序实现,如上文分析的PLC系统主要就是为了满足包装机械的自动识别要求。增加自动识别能力后,包装机械的整个生产就可以在一定的范围内成为独立的个体,满足生产的各种需求。

(5)污染少。当前发展的经济是可持续发展的经济,要求生产中产生尽可能少的污染和垃圾,同时还要求在同等消耗的前提下生产尽可能多的产品。因此,包装机械自动化发展的趋势也包括着减少环境污染的要求。

3.2包装机械发展对自动化的要求

包装机械行业发展的趋势是向着生产的高效率、柔性强、故障易排除、有自动识别能力和污染少的方向。所以,相应的包装机械发展对自动化技术也有了一定的要求,具体如下。

(1)传感器技术。传感器技术是收集和接受信号的基础,也是实现及其内部自主控制的基础。因此,要提高包装机械行业的自动化程度,必须加强传感器在其中的应用。

(2)物流自动化技术。物流自动化技术是整个包装生产线传动的基础,因此物流自动化可以将包装生产连成一个整体,大幅度节省人力和物力的输出。基于此,必须加强物流自动化技术在包装机械中的应用,提高其自动化的程度。

(3)安全检测技术。检测技术是传递信号的基础,检测设备通过各种手段将检测到的数据转换为信号传递给传感器,再通过计算机的处理形成新的指令,指挥包装机械的生产动作。因此,安全检测技术在包装机械的自动化中也是必不可少的一部分。

4结语

随着时代的发展,机械行业的要求也来越高。在包装机械行业,其更新换代的速度较快,对机械设备的柔性要求很高。因此,要满足市场的需求,必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚,要赶上发达国家的步伐,必须将智能化的概念引入到包装机械中,应用机电一体和自动化等技术,实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分,还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展,包装机械必将满足所有的市场需求。

参考文献

[1]韩占华,郭飞.自动化在包装机械中的应用和展望[J].包装与食品机械,2011(3)：49-52.

[2]廖育梅.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业,2013(22)：41.

[3]孙树峰.计算机在包装机械中的应用及优点[J].中国包装工业,2005(4)：26-27.

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会展地点：广州琶州国际会展中心

承办单位：北京中味国际展览有限公司

主办单位：中国调味品协会

会展类型：食品/饮料/酒

国家/城市：广州

参展范围

一、调味品制造、经销企业

酱油、食醋、腐乳、鸡精、鸡粉、鸡汁、味精、料酒、香辛料、酱腌菜、酱、复合调味料（汁）、蚝油、鱼露、鱼精、火锅调料、食糖、食盐、色拉油、调和油、花生油等、各类罐头、咸味香精香料；

二、西餐调味品制造、经销企业

日餐系列、泰餐系列、西餐罐头、薯制品类、西餐肉类、奶酪系列、黄油系列、奶油系列、早餐系列、西餐酱汁、橄榄油、西餐渍菜、花生酱、番茄酱、色拉酱、蛋黄酱等；

三、食品添加剂及食品配料制造、经销企业

1.食品添加剂：酸味剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、被膜剂、着色剂、护色剂、复合食品添加剂、乳化剂、酶制剂、食用香精香料、增味剂、面粉处理剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定和凝固剂、甜味剂、稠剂、胶姆糖基础剂等；

2.食品配料：淀粉、变性淀粉、淀粉糖、糖醇、食用油脂及油脂替代品、专用面粉、酵母制品、低聚糖、植物蛋白、膳食纤维、果蔬及肉类冻干食品、各种馅料动植物提取物、饮料浓缩液、腌制剂；大豆制品、坚果、速溶茶、功能性食品配料、可可制品等；

四、包装、机械设备企业

1.调味品制造专用机械设备：酱油加工成套设备、旋转式蒸煮锅、发酵罐、夹层锅、括板式输送机、水平爬坡皮带输送机、反应釜、提取罐、渗汁罐、列管式灭菌机、杀菌锅、圆盘制曲机、发酵机、培养设备、蒸料设备、气候箱、培养机、菌种机等；

2.通用包装机械设备：罐装成套设备、封口机械、贴标机械、喷码机械、打码机械、充填机械、真空包装机、颗粒包装机、泡罩包装机、容器及部件整理机、装盒/装箱机、捆扎机械、码/卸及加固机械、印刷机械、物流技术与设备、清洗机械、分选机械、粉碎机械、分离机械、混合搅拌机械、浓缩机械、均质机械、杀菌机械、干燥机械、成型机械、热交换机械、烘烤机械、冷冻保鲜机械、其他通用机械等；

3.辅助机械设备及配件企业：自踊及控制系统、称量设备、管件/阀门/泵、检测/控制设备、变速机械设备、空压机、水处理机、环保机械、传感器、实验室设备等；

五、包装材料、包装容器企业

篇6

机械自动化技术始于1920年，并在之后的半个多世纪里得到了充分发展。计算机的出现为机械自动化技术的提升提供了条件，世界发达国家已将自动化技术广泛应用于航天、通讯、汽车、农业等领域，我国也在不断探索自身的机械自动化之路，但在品种、质量、使用上，与世界先进水平仍存在较大差距。

过去几年，一系列的食品安全事故不仅引发了民众对食品安全的种种忧虑，更导致了我国出口食品国际地位的严重下滑。于是，我国家2009年颁布了《中华人民共和国食品安全法》，以此来规范食品行业的发展和加大对食品质量和安全的监督力度。在此背景下，国内一批食品生产企业投入大量资金改善自身形象，投入的重点就在于食品包装技术的机械自动化改造，这在一定程度上缓解了食品行业承受的巨大压力，提升了食品行业的技术水平和市场竞争力。

1食品包装机械自动化发展存在的问题

1.1自动控制技术和产品应用较少

欧美发达国家的食品包装行业的机械自动化发展已经摆脱初级阶段的单机生产模式，开始向成套设备转型，成套的自动化设备不仅极大地提高了生产速度，也增强了生产过程的稳定性，其自动化程度高也有质的飞跃。此外，成套的自动化包装设备还具有生产、构造和供货的灵活性，以及快速的产品适应能力等方面的优势，特别是引入了计算机技术和仿真技术之后，机械运转的故障降低，并为远程诊断服务提供了技术支持，同时对环境造成的污染也有所减少。

1.2食品机械自动化包装起点较低

我国食品包装行业以中小型民营企业为主，如果依靠某一个或几个企业的实力难以开展深层次的自动化技术研发与革新，大多数企业只能在低层次的自动化水平上徘徊。这种行业自身存在的局限性，使得我国食品机械自动化包装在产品开发、性能定位、质量保证、价格竞争、服务水平等方面难以与进口产品相抗衡，无法抵挡进口产品的大量涌入，在完全市场环境中处于一种不战而败的窘境。

1.3科技创新能力不足，能耗高，产品品味低

一直以来，尽管国家宏观政策极力提倡自主创新，但由于创新机制本身的缺陷，使得科技创新能力未能充分表露出来，这种能力不足的直观表现就是我国包装机械产品品种及配套设备数量不及国外同类产品的一半，并且设备精度、设备初始创新性能等方面也不及国外产品。另外，由于整体工艺水平的落后，食品机械自动化包装的能耗较高，产品外观粗糙，基础件和配套件使用寿命低。

2机械自动化在食品包装领域中的应用

食品行业包装机械上运用的自动化技术和产品以电子控制系统为主，常用的电子控制系统包括机器人技术、传动控制，运动控制等，这些技术在实际应用中扮演着重要的角色。例如，智能工业机器人在食品包装、装卸、堆垛、码放过程中可以发挥人类所不具有的简练、持续和精确等特性：智能传感器在食品饮料存储罐的监控、灌装封装、混合及加工、冷却及加温过程中发挥着监控作用：现场总线技术为整个生产线的无人操作以及传动、检测等工序的无缝链接提供了便利。尽管食品包装机械自动化在食品加工工艺中的地位日益得到重视，但行业的发展使得原有控制系统所具有的参数很难满足新的发展需要，只有不断地将机、电、气、光、磁融于一体，设计出有效提高包装机械的自动化程度的包装机械设备，才能保证食品包装行业的持续发展。

3自动化技术助推包装机械发展

3.1安全检测技术应用领域逐渐扩大

安全性被认为是包装行业的指导方针，其重要性不言而喻，并且近年来食品包装行业的安全检测技术得到了迅猛发展。传统的食品安全技术一般通过机械的物理参数来表征，而事实上食品安全中食品的颜色、原料来源、加工过程等问题也是不可忽视的重要因素。随着机械自动化在食品包装行业中的大量使用，食品安全的检测要求也不断扩展，如在某些食品包装过程中，要能够精确、实时地对在产品生产的复杂流程所卷入的细菌含量进行动态监测。

3.2传感技术在食品工业中的应用

安全检测技术在食品自动化包装工艺中的普及使用，要求对生产的环境温度、密封位置等做出精确地判读，这就需要利用传感技术。传感技术的应用极大地丰富了食品检测技术，如国外食品生产企业广泛使用一种全新的集成电路检测器，能检测出某种食品或饮料的变质时间。另外，国外已经开始在无线传感器网络的帮助下逐步建立食品信息采集系统，该系统不仅有利于监管部门及时发现问题并做到有据可查，还有利于及时制止食品安全问题的发生，避免不必要的人员损伤。随着食品包装行业中自动化机械设备的大量使用，传感器的使用也将日益广泛，并且伴随着传感技术的多元化发展和日趋成熟，其市场需求也将进一步扩展。

3.3运动控制系统是国内包装机械升级的关键

运动控制技术是一种广泛应用于食品包装机械上以控制产品位置和加工速度的技术，该技术还要求位置与速度同步进行，这是我国包装机械升级的主导技术。食品包装自动化机械设备一旦开始运转，就要确保整条流水线的连续作业，这势必要对机械的运转速度、扭矩、精度和动态性能等指标做出精确定位。目前，市场上一些具有发展前景的总线型运动控制器可以通过高速的总线通讯方式，实现高速情况下的精确定位、多个位置控制模式的转换以及多端口的信息交互转换等功能。

3.4柔性化生产让产品包装更灵活

食品产业的生命机理在于产品的更新换代，并且换代的周期越短越好，这就对包装机械的柔性与灵活性提供了生存的空间。食品自动化包装的柔性化生产要充分考虑量的灵活性、构造的灵活性以及供货的灵活性。也就是说需要采用计算机技术和仿真技术增强自动化包装的柔性化生产，如在食品包装机上，可以利用一台机器进行多样化组合，从而实现多个进料口作业，多样化产品的折叠包装形式。直观地说，就是在生产过程中，只需修改事先设定的程序就可以达到柔性化生产目的。

3.5自动识别技术需迎合市场需求

食品自动化包装需要系统能够自动识别加工材料的厚度、硬度、反弹力等，这就需要自动识别技术进行衡量，该技术对机械手的作业幅度相当敏感，并可以实施自动调节。食品包装行业机械自动化中自动识别技术的应用，为单一生产线的多类产品的封装提供了技术支持，它不仅实现了快速准确的包装，还消除了人工操作因疲劳引起的非机械误差。但该技术在国内推广还必须充分考虑市场需求、消费观念等因素。另外，在市场经济的情况下，国有大型食品包装企业不仅需要引进国外大量的先进技术，更需要从我国的实际情况出发，做好技术引进与自主创新协调发展，生产出真正适合国内市场需求的设备。

4结论

事实告诉我们，我国食品包装行业的发展已经十分严竣，如何在惨烈的市场竞争中赶超欧美发达国家，以及如何持续推进自主创新的理念，力争在短时间内为我国的食品包装行业寻找生机，是目前我国食品包装企业不可回避的重要任务。我国的食品包装企业规模较小，经济实力弱，进行机械自动化技术创新的能力不强，难以与世界大型企业竞争，在千变万化的市场中往往处于弱势地位。因此，我国的食品包装行业应该打破行业、区域、市场界限，进行优势资源整合，走企业集团化与小型企业拾遗补缺兼顾的道路，以加大机械自动化研发的力度，只有这样才能把企业做强做大，使行业达到世界领先水平。

篇7

中图分类号:TP277 文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2009)21-141-03

Design and Application of Measuring and Control Device of

Open Circuit Fault in Electric Heater

LV Yuming,LIU Yingui

(Tianjin Electronic Information Vocational College,Tianjin,300132,China)

Abstract:In equipments such as automatic packing machine and bagging machines which required the electric heater to package plastic products,it is common that electric heater is often in open circuit fault.To detect the inductive voltage of the circuit by current is to determine whether the electric heater is working properly.Alarm output or host control can be realized by using opto-coupler device to determine whether the normal temperature controller is on/off.Electric heater circuit fault monitoring and control devices can automatically identify whether temperature heater is off and whether the electric heater is in open circuit.After trial on the packaging machine,the device of the performance parameters can meet requirements of packaging equipments and users.It also meets the requirement of packaging machinery equipment.

Keywords:packaging machines;electric heater;automatic power-off;open circuit fault

针对目前全自动包装机、制袋机、塑料注塑机等设备均需电加热器进行塑料产品的封装,电加热器烧断(断路)是设备使用中最常见的故障,一旦电加热器出现断路故障,不及时排除,轻则不能保证塑料成形产品的产品质量,重则会造成原材料浪费,增加企业运行成本。本技术及专利产品能正确判断电加热器是温度升高自动断电还是电加热器断路故障。

1 该装置的研究意义

该装置的研究意义主要来源于相关设备厂家(如包装机械、制袋机械、注塑机械等)及产品的直接应用企业,这些企业的生产过程表明:

(1) 在包装行业电加热设备具有广泛的应用市场。

(2) 电加热器烧断(断路)是设备使用中最常见的故障。

(3) 电加热器烧断故障不及时排除,轻则不能保证塑料成形产品的产品质量,重则会造成原材料浪费,造成人力、物力资源损失,增加企业运行成本。

针对塑料包装加工行业的需求,该装置应达到下列要求:

(1) 电加热器断路检测装置能够自动识别温度升高加热器断电和电加热器断路故障。

(2) 电加热器断路后立即控制加工机器停止运行,给出报警信号。

2 该装置提出的背景

中国是世界包装制造和消费大国,在20世纪90年代后由于包装制品工业发展的需要而出现了高速度发展,年平均增长率为30%[1],而塑料包装在包装产业总产值中的比例已超过30%,成为包装产业中的生力军,在食品塑料包装、医药塑料包装、化妆品塑料包装、农药塑料包装及工农业生产各个领域发挥着不可替代的作用[2]。目前国内包装机、制袋机、注塑机等电加热类机械设备产量将大增,但它的电加热器使用寿命却仅有2~3个月,一旦加热器出现烧断故障,将造成原材料的浪费和使产品质量受到影响。

2.1 关键技术

包装机上电加热器一般由温度控制仪表的触点来控制交流电源通断。当电加热器温度低于设定温度时,温度控制仪表的触点接通,电加热器温度上升。当电加热器温度高于设定温度时,温度控制仪表的触点断开,电加热器温度下降。温度控制仪表的触点通断,保证电加热器工作在一定温度范围内。一旦加热器出现烧断故障,操作人员无法判断是温度升高加热器正常断电还是加热器断路故障造成的断电。由于加热器的热惯性,温度需延迟一段时间才降下来,这样当操作人员发现产品不合格后,已造成百上千的产品浪费,使产品质量受到影响。电加热器断路检测装置应能够自动识别温度升高加热器断电和电加热器断路故障[3]。

2.2 国内外的现有技术情况

目前,国外智能温度控制仪表中兼有低温检测及报警功能,而无加热器断路故障检测,如日本富士、欧姆龙公司产品;国内某些企业生产的相关产品体积大、检测及报警配置复杂、可靠性差、不便于安装维护,不能很好满足相关企业的需求。

2.3 市场需求量大,要求该技术产品性价比高、便于安装

目前国内包装机、制袋机、注塑机等电加热类机械设备产量大增,用户多为中小型企业。由于市场竞争激烈,特别是塑料加工机械成形产品的直接用户更需要产品价格低、性能可靠、安装维护方便的电加热器断路故障测控装置以保证塑料包装机械成形产品的质量。

3 该装置的工作原理

电加热器断路故障测控装置是串接于加热器和温度控制仪表触点之间,主要用加热器断路(烧断)的电流检测和仪表触开关点K通断的电压检测。若仪表触点K正常通断,对本装置没有影响,无信号输出;只有当加热器出现断路故障,本装置才有信号输出,再与其他装置(显示、蜂鸣、主机控制等)配合,实现控制功能要求。

系统配置示意图如图1所示。包装机电加热器断路测控装置,由触点动作检测电路、加热器故障检测电路、测控信号输出电路及直流电源组成;横封触点动作检测电路、纵封触点动作检测电路分别并接于横封温度控制仪表触点开关(K1)和纵封温度控制仪表触点开关(K2)的两端,用于对仪表触点开关处的电压检测。当触点开关K1和K2断开时,发光二极管L1和L2发光;当触点开关K1和K2闭合时,发光二极管L3和L4发光。横封(纵封)加热器故障检测电路串接于横封(纵封)加热器和温度控制仪表触点开关K1(K2)之间,用于对横封(纵封)加热器断路的电流检测;当加热器正常时,发光二极管L5(L6)不发光;当横封(纵封)加热器断路时,发光二极管L5(L6)发光报警;同时继电器J吸合,对外给出控制信号。如图2所示[4]。

包装机一般都由横封加热电路和纵封加热电路组成,两电路结构一样,故只分析横封加热电路。横封触点动作检测电路包括电阻(R1,R2)、整流二极管(D1)、滤波电容(C1)、光电耦合器件TLP521-1(U1)及LED发光二极管(L1)。当触点开关(K1)断开时,LED发光二极管(L1)发光;光电耦合器件(U1)输出低电平,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)截止;当触点开关(K1)闭合时,LED发光二极管(L1)不发光,光电耦合器件(U1)输出高电平,二极管(D9)截止,三极管(Q1)导通,LED发光二极管(L3)发光,钳位二极管(D10)导通,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)截止[5]。

由法拉第电磁感应定律知道,只要线圈所交链的磁通发生变化,均要在线圈中产生感应电动势,不管所交链的磁通是否是由本线圈的电流产生[6]。所以,横封加热器故障检测电路是由互感电路完成,包括互感器(H1)、整流二极管(D2)、滤波回路电容(C2)、电阻(R4)、三极管(Q1)、LED发光二极管(L3)及双路电压比较器LM393(U3);电阻(R9,R10)组成分压电路为电压比较器(U3)提供1 V的基准电压;当横封加热器正常时,LED发光二极管(L3)发光,指示横封触点开关K1闭合,电压比较器(U3)输出高电平,三极管(Q1)导通,钳位二极管(D10)导通,横封加热回路指示LED发光二极管(L5)不发光,输出驱动电路三极管(Q3,Q5)截止,对外没有输出;当横封加热器断路时,电流检测互感器(H1)上没有感应电压,电压比较器(U3)输出低电平,三极管(Q1)截止,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)导通,发光二极管(L5)发光报警;同时继电器(J)吸合,对外给出控制信号[7]。

电源模块采用三端集成稳压器,在三端集成稳压器中包括了串联型直流稳压的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。在W7800系列三端集成稳压器中,已将三种保护电路集成在芯片内部,它们是限流保护电路、过热保护电路和过压保护电路[8]。

电路直流稳压电路由变压器(H3)、整流二极管(D5～D8)、滤波电容(C5,C6)及三端稳压器W7812(U4)组成,为断路测控器提供12 V直流电压[9]。

在电加热器断路故障测控装置设计中主要考虑:

(1) 在实际的电子电路系统中,不可避免地存在各种各样的干扰信号,若电路的抗干扰能力差将导致测量、控制准确性的降低,产生误动作,从而带来破坏性的后果。若硬件上采用一些设计技术,破坏干扰信号进入测控系统的途径,可有效地提高系统的抗干扰能力。采用隔离技术是一种简便目行之有效的方法。隔离技术是破坏“地”干扰途径的抗干扰方法,硬件上常用光电耦合器件实现电一光一电的隔离,他能有效地破坏干扰源的进入,可靠地实现信号的隔离[10]。因此,在输入/输出电路上采用光电隔离技术,保证强弱电间的隔离及干扰的串入。

(2) 独立的外观结构,明确的信号输入/输出接线端子,保证安装维护的安全与快捷。

(3) 电加热器断路后使主机立即停止运行。

经过反复试验和调试,产品如图3所示。

4 申报专利转化成果

该装置已申报实用新型专利,专利号为:ZL2007 2 0096249.2,专利名称:包装机加热器断路测控器。

由天津电子信息职业技术学院研发的 “电加热器断路故障测控装置”已由天津市富航仪表新技术产业有限公司组织生产,并为包装机械行业的电加热器控制系统配套使用。

该项目是天津市高等学校科技发展基金计划项目,项目名称:电加热器断路故障测控装置,项目号:20060617,已于2008年7月通过专家验收结题。

5 结 语

该实用新型装置作为相关设备的配套部件,具备了加热器断路检测,并且在加热器断路后快速报警输出,迅速停止主机运行,同时在故障出现后不浪费塑料成形材料,降低工业生产成本,保证产品质量。经过一年来的使用,该产品结构设计合理,电路构思巧妙、成本低、性能可靠,特别是对于旧包装机械的改造安装方便灵活,取得很好的经济效益和社会效益。

创新点:该装置能够准确判断电加热器是由于温度升高自动断电还是电加热器断路故障,彻底解决了包装行业电加热器断路故障检测难题。

参考文献

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[4]吕玉明,刘印贵.包装机电加热器断路测控器[P].中国:ZL2007 2 0096249.2,2008.3.26.

[5]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:人民教育出版社,1983.

[6]石生,韩肖宁.电路基本分析[M].北京:高等教育出版社,2000.

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[8]庄渊昭.实用智能窗帘机的设计[J].现代电子技术,2008,31(4):181-183.

[9]吕玉明.模拟电子技术[M].大连:大连理工大学出版社,2008.

篇8

另据统计显示，美国人均罐头年消费量在90公斤左右，西欧约50公斤，日本为23公斤，我国仅为1公斤。据专家预测，我国金属包装工业未来3年―5年发展空间巨大，突破千亿产值已成定局。随着食品和快速消费品的持续增长，特别是饮料作为消费品的高速增长，啤酒的罐化率数值越来越高。

随着农村市场对两片罐的强劲需求，金属包装机械设备、管理和产能规模的逐步提高，我国金属包装产业将大有作为。从市场调研结果看，行业中一些大型企业集团、集约化生产正在形成。较大型企业集团利用其资本、技术、品牌、知名度等优势，通过资本输出、低成本扩张、重组、兼并、租赁等形式，正在继续做大做强。

但最大的问题，无疑是金属罐的利用率问题了。

在一些欧洲国家，金属罐的循环利用率超过了90%，因而对制造金属包装罐的钢材提出了新的要求，如集装箱、普通钢桶等金属包装容器，需具有更大的强度和刚度，并具有成本低廉、加工性能好等优点，因此要求钢板具有较高的强度和刚度。再有，弱酸性食品的包装罐，要求钢板有一定的耐蚀性。然而，金属包装行业内一些现实问题也不容忽视：一是小型企业过多，其中大部分技术落后，员工素质不高，产品档次质量低下，资源消耗较大；二是全行业多数企业自主创新能力不强，产品开发、技术研发水平不高，与国际先进水平比差距较大；三是专业技术人才严重匮乏；四是各种信息不够畅通。

篇9

中图分类号：U673 文献标识码： A

前言：当前社会经济体制的不断发展，给工业企业带来了很大的发展机遇，但是，也带来激烈的竞争，在企业的发展中，良好的性能是机械设备工作状态的重要保证，为了使机械设备能够始终保持在一个良好的工作状态下运转，企业必须要做好对机械设备的日常维修与检测。

一、机械故障的表现与形成原因

（一）机械故障的具体表现。

机械设备在出现故障时，其具体表现形式主要有以下几个方面：

（1）异常声响。机械设备在良好的工作状态下，会发出均匀、轻微的升声响。当设备所发出的声响有均匀变为杂乱、沉重时，那么就表示机械设备已经出现了故障，需及时将故障解决。（2）异常震动。在良好的工作状态下，机械设备会有一定的震动，这种震动较为轻微，且十分均匀。但当设备出现较为强烈且不均匀的震动时，那么表示机械设备已经出现故障问题。（3）机身过热。机械设备长时间工作或工作行为异常会导致发动机、制动器、轴承等部位出现温度值超过标准范围的情况，这种情况被统称为机身过热。如果当机身过热时没有对其进行有效检测与维修，那么极有可能引起机械设备部件烧毁报废故障。

（二）机械故障的形成原因。

机械故障的形成原因是多方面的，在本文中选取其中具有典型性的机电原因进行分析：

（1）设备超负荷运转。每一个机械设备都有机身的极限工作水平，如果出现超极限工作水平工作的情况，那么机械设备的工作负荷会成倍增加，磨损程度也会随之成倍增加，进而导致机身发热、异常震动、异常声响等现象的出现，如果不对问题进行及时处理，那么机械设备的工作能力会迅速下降，并出现各种故障。（2）零件损坏引起的整机故障。机械设备在工作过程中会遇到各种各样的问题，这些问题的出现会导致机械设备零件出现故障问题，例如裂缝、折断等。当机械设备部分零件出现问题时，那么其就会失去自身的最佳工作状态，从而导致自身的工作状态与设备其他部分不相符的情况，如果不对存在故障零件加以维修和更换，那么其必然会造成机械设备的综合能力损耗，甚至是更为严重的机械设备故障。（3）人为操作失误。在机械设备工作过程中，工作人员操作行为的正确与否会直接影响到机械设备的工作效率，如果出现操作失误，那么不仅会影响机械设备的正常运转，程度较强的还会导致机械设备出现故障问题。在人为因素影响方面可以分为有意识和无意识两方面。有意识错误是指工作人员在技术观念、规则、技艺等方面的不足而引起的。无意识错误是工作人员在潜意识中形成的错误操作习惯或忘记正确操作行为而造成的。

二、当前机械设备维修保养工作中的现状

（一）机械设备安全管理维修手段过于简单

目前我国的机械加工制造行业对于机械设备依赖性较大，特别是一些中小型企业在生产过程中往往过分地追求机械生产利润，而忽略了机械生产设备的定期安全维护与管理计划，或者安全管理与维护标准只是简单地项目标注，并没有细节化地深入，导致整个机械安全管理过程比较随意。

（二）机械设备维修人员缺乏应有素质

机械制造加工设备的维修需要具备专业机械管理与维修水平的人才参与，其中涉及了许多机械电子的专业知识与技术内容，而企业的安全管理人员素质良莠不齐，缺乏常规的安全管理素质与维修技术，导致许多企业的机械设备管理部门形如虚设。特别是一些较小型的经济企业中的机械设备管理队伍大多由农民工群体组成，非专业人员并不熟悉机械设备的内部构造，大部分工作都没有按严格标准完成，安全管理与维修工作停留在形式化阶段。

（三）机械设备维修工作缺乏专业监管

长期以来，国内的经济生产企业为节省生产成本大多只是针对机械设备建立了安全管理与维修部门，而就该部门工作落实情况缺乏有效的监管机制，没有专门的监督部门对其进行管理。安全管理与维修工作自由度就比较高，工作人员工作态度散漫等，造成了一些不良后果。

三、进一步完善机械维修养护的对策

（一）组织建设高素质的维修养护人才队伍

在当前科学技术水平不断提升的影响下，现代企业机械设备维修与检测工作的开展形势也发生了一定的转变，已经由之前的被动维修与检测逐渐的变为当前的预防性维修与检测，再加上当前机械设备组织结构的逐渐复杂化，这为维修与检测工作者提出了越来越高的要求。所以，作为企业一定要认清当前的形势，注重对人才的教育与培训，在企业内部建立起一支高素质的维修与检测人才队伍。确保每位维修与检测人员都能够具备扎实的理论知识基础，可以在工作过程中及时发现机械故障问题，并在第一时间分析出其具体的导致原因，从而采取有效的对策予以处理，确保机械的正常运转，尽可能的降低由于机械故障所给企业造成的损失。

（二）加强机械设备保养工作

针对机械设备的维修和检测工作，应遵循预防为主，养修兼顾的原则。企业应结合企业机械设备维修养护的实际情况制定机械设备的维修检查制度，如每日小保养，一周大保养制度，对机械设备做好预防在先，养修并重；认真做好机械设备的养护记录工作，如机械设备的系统，操作系统，数控系统，电气系统等都要详细的记录；在机械设备养护过程中应深入地对机械设备中比较容易发生的机械设备部件进行彻底检查，如果发现部件存在故障隐患问题应及时地采取处理措施；尤其是机械设备的保险装置更应认真仔细检查，这对保证操作人员的安全性有着极为重要的作用；同时企业应建立操作人员自检机械设备为主和维修检验人员为辅的制度。

（三）制定机械设备维修检测制度

企业应建立机械设备的维修检测制度，并将各个岗位的责任落实到个人，其中责任人包括操作人员、检测人员、管理人员、维修人员；在机械设备管理方面，管理人员应结合企业的发展实际情况，积极地引进先进的管理方法和措施，提高机械设备的完好性，使机械设备能够正常运行，满足企业生产的需求；机械设备维修人员应积极地学习有关现代化机械设备维修技术，牢固掌握现代化机械设备的工作原理、

操作规范、流程，力争做到明白机械设备性能、明白机械设备构造，能够对机械设备故障排除、懂得保养、会操作机械设备等；机械设备检测人员应对机械设备有可能发生故障的因素进行事前、事中、事后的控制，针对事前或许会出现的设备故障加以严谨的防范，在机械设备运作的过程中也要注重抽检工作的开展，另外时候要针对机械设备开展全方位的检测，假如发现潜在的故障问题，要在第一时间加以统计，同时上报给领导，从而进一步的采取维修对策予以处理。

结语

综上所述，机械设备作为我们生产工作中的重要支持，其对于提升生产工作效率具有重要的意义，因此做好对机械设备的维修与检测，保证其良好的工作状态，对于生产企业来说是至关重要。通过文章分析我们可以看出，影响机械设备维修与检测效果的因素是多方面的，但只要工作人员能够认真、仔细、负责的去进行机械设备的维修与检测，那么上述问题都是完全可以避免的。我们只有做好对机械设备的维修与检测，才能够保证其高效的工作，进而为生产工作带来更多的帮助，为企业带来更多的效益。

参考文献

篇10

在经济发展与建设的过程中，工程生产过程中会运用各种各样的机械设备，所以对设备操作人员也提出了更高的要求，一些大型高速旋转设备在使用的过程中，经常会出现隐藏的故障，造成生产活动的中断，这就需要对机械设备进行定期的保养与维修，这样才能起到预防性的作用，保证高效的生产效率。长时间不对机械设备进行维护与保养，会造成零部件出现磨损，一旦在生产活动中发生故障，那么受到的损失将会更加严重。一些维护与保养的工人不具备熟练的操作技术，也会在一定程度上影响设备的维护与保养效果。只有保证机械设备的使用性能，才能切实提高工程的生产效率，因此，机械设备的维修与保养非常重要。只有做好了设备的维修与保养，才可以提高机械设备的完好率、利用率和生产率，降低机械设备的使用成本，延长设备的使用寿命。

2 机械设备的维修与保养现状

首先，当前的工程企业缺少对机械设备进行维修与保养的意识，这种意识的缺失实际上体现了相关工作者并没有从长远的利益考虑问题，一味的要求设备长时间超负荷的工作，认为只要不出问题就没有关系，但是一旦出现问题后，机械设备的损害程度往往都是相当严重的，反而会对工程生产造成更大的经济损失。这些问题都是因为不具备维修与保养意识造成的，机械设备长时间处在一种不安全的生产状态中，实际上也就为生产活动埋下了极大的隐患。

其次，在生产活动中，缺少必要的责任制度，责任制度的落实实际上是机械设备维护与保养的基础，在工程生产过程中，即便有一些制度作为依托，但是却成为了表面功夫，并未真正的做到位。因此也就造成机械设备不能正常的进行维护与保养。另外，设备操作人员自身的专业能力参差不齐，所以不能在第一时间将机械设备的实际情况进行正确的判定，有些问题也并不是在表面就能观察出来的，这也就为设备的保养与维修造成了一定的阻碍。检修人员没有做到定期进行检查，设备的损耗状况因此也就会更加严重。在这种情况下，管理人员并没有对维护与保养的制度加以严格的管理，甚至对于设备状态的评定标准也不统一，所以这些问题都是影响设备维修与保养的原因，也是当前的现状，要想解决上述的问题，还需要从实际情况入手进行解决，以防止对机械设备造成更加严重的伤害。

第三，受到机械设备维修人员个人能力的影响，当前机械设备的维修与保养工作并不到位。因为在时展的环境下，机械设备的种类呈现出不断增多的趋势，并且这些设备都运用了新技术以及新功能，因此这就要求设备的维修与保养人员具有更高的素质，掌握最新的维修技术，这样才能解决机械设备出现的故障，在高标准严要求的趋势下，目前机械设备的操作人员普遍不具有这样的能力，可以说设备的完好率以及利用率与操作人员的个人技术水平具有息息相关的联系，为了避免出现损坏，就必须要对机械设备的维修人员加以重视，对他们的技术水平加以关注，当前很多设备的维修人员在技术水平方面参差不齐，所以才会影响到设备的维护与保养效果，由此造成工程生产的效率不高。纵观当前机械设备在维护与保养方面的现状可知，还有很多问题需要得到解决，这样才能保证机械设备的使用效率，延长其应用时间，为工程发展带来更多的经济效益。

3 提高机械设备维修与保养的措施

首先，加强设备的日常检查工作。机械设备的日常检查是设备维修与保养的基础，为了保证机械设备的维修与保养工作满足生产需要，在日常检修工作中要做规范化、制度化。对于机械设备各零件的调整、清洗和维修都需要严格按照设备维修与保养规范进行，确保维护内容的统一。对于不同的机械设备，需要制定不同的维护工艺规程，并严格按照规程进行维护。在日常检查时，还需要根据不同设备，充分考虑不同的工作条件，规定不同的维护时间并严格执行，确保在日常的检查过程中就可以及时发现机械设备存在的问题，并及时维修，避免更大的损失。

其次，严格落实机械设备维修与保养制度。机械设备的定期维修和日常保养直接关系到机械设备的工作情况，因此，工程需要严格落实机械设备的保养制度，坚持“养修并重，预防为主”的原则，对厂内的机械设备进行定期维修与保养。对于相同类型的机械设备，工程需要安排设备保养细则，并将责任明确化，这样各种机械设备的维修与保养就可以有所依据，确保机械设备的维修与保养规范化。工程需要指定专门的负责人，设立维修与保养的机构，对厂内机械设备的维修与保养制度落实情况进行监督，确保机械设备在出现问题时可以尽早发现、尽早解决，保证机械设备的正常运行，提高机械设备的生产效率，创造更大的经济效益。

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1. 机械设备事故发生的主要原因分析

1.1机械设备局部过热

造成机械设备局部过热的原因主要有接触不良、短路、散热不良、过载等。造成接触不良现象发生的原因可能是铜铝接头电解腐蚀、导线接头连接不牢等；造成短路现象发生的原因可能是因为设备绝缘老化、安装过程中受损或受高温、腐蚀等影响而失去绝缘能力，雷击过电压击穿绝缘等[1]。当机械设备发生短路时，设备工作电流会增大至正常状态的几倍甚至几十倍，导致设备内部在短时间内产生大量热量，温度急剧上升。过载现象出现的原因主要有供电方式等设计时选用的机械设备或导线不合理，或载流超过额定值等。

1.2机械设备火灾

火灾是电力机械设备经常发生的一种事故，这种事故的发生往往会造成较大的人员伤亡和设备的严重损坏。电力机械设备种类多样，如电动机、插座、变电器、电气线路等，由于不同设备自身结构、运行方式不同，因而火灾危险性及引发火灾的原因不尽相同。但一般而言，局部过热、电火花等是造成机械设备发生火灾的主要因素。

2. 机械设备安装电气接地保护与漏电保护器的必要性

与其他机械设备不同，电力机械设备工作环境较为特殊。由于机械设备的用电特点，使得其在运行过程中触电事件时有发生，尤其是非电气专业人员。同时，由于当前在电力生产领域中所普遍使用的各种机械设备、工具大多由非电气专业人员进行操作，在这种情况下一旦因设备绝缘装置损坏而使其外露可导电部分带有电压，在没有相应保护装置的情况下进而引发触电事故将很有可能危机工作人员性命，导致触电伤亡事故发生，并给电力企业造成巨大的经济损失。

电力机械设备发生绝缘损坏除了会引发间接触电事故外，若机械设备外部可导电部分带电压接地，还可能会造成设备发生单相接地故障，从而损坏设备[2]。不仅如此，如果设备与线路长期处于单相接地故障下工作，还会进一步引发机械设备或线路局部过热，温度过高，进而造成电力火灾事故现象发生。

总而言之，如果电力机械设备缺乏保护装置，不仅会在很大程度上降低设备运行的安全性与可靠性，而且还会大大增加设备其他事故发生的概率，给机械设备自身及整个电力企业带来巨大的不良影响。而电气接地保护与漏电保护器在电力机械设备中的安装与使用，能够有效防止设备绝缘装置遭到损坏，减少工作人员间接触电事故发生，降低电气设备与线路单相接地故障发生，保障机械设备安全稳定运行[3]。因此，对机械设备安装电气接地保护与漏电保护器非常必要。

3. 减少机械设备发生事故的有效措施

3.1安装电气接地保护系统

将电气设备金属外壳直接接地即为接地保护系统，它可以大大降低触电事故发生几率，但低压断路器不一定会跳闸，如果不跳闸就会导致设备外壳对地电压超出安全电压，进而埋下安全隐患，且当漏电电流较小时，熔断器不一定熔断，因而需要漏电保护器进行辅助[4]。而机械设备发生外壳带电，接零保护系统可将漏电电流增大至短路电流，即发生了单相对地短路故障，此时熔断器会发生熔断，而低压断路器会随之而立即发出跳闸动作，使发生故障的机械设备断电，达到保护设备的目的，此方法即为中性线保护法，是一种较为安全的保护方法。在机械设备运行过程中将两种保护法相互结合使用可以达到良好的保护效果。

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（2）结构简单化设计绿色包装设计要考虑商品的结构设计，在满足包装功能性的需求前提下，尽量使包装结构简单化。过度的商品包装不仅浪费资源，而且还会加剧环境的恶劣化。月饼包装的形式由以往的简陋到现在精美的变化，奢侈的品牌包装，华而不实的外表装饰，其包装的价值远远超过月饼本身的价值。中秋时节，商家为获取更多的利润将商品进行过度的包装，而月饼的销售量很大程度上取决于包装的外观设计，也意味着是商家获取更多利益的营销手段，而且造成污染和浪费的现象尤其严重，绿色包装应尽量避免这种情况。

2.绿色包装的材料选择

作为绿色包装材料，应该有防护、装饰外表、处理和可操作性，便于回收性能等，对人体健康和生态环境不会构成威胁是绿色包装的独特性，可以回收和自然风化后又可以回归自然。按照绿色包装的定义，常用的绿色包装可以归纳为以下几种：

（1）纯天然包装材料纸材料重量轻，生产成本比较低，不仅运输方便，成型加工性能好，而且又便于复合制成复合材料。竹材周期短，不仅产量高于树，容易成型，而且价格也便宜，比木材的应用范围更加广泛。编织成的空洞形竹篮可用作装禽蛋。竹包装品不仅能再次利用也可焚烧利用热量，既不污染环境又能改善土壤。因此，竹材是相比之下较好的天然绿色材料。

（2）可食性包装材料目前，可食性包装材料主要有可食性包装膜和可食性保鲜膜。常见的包装冰激凌的包装杯就是可食性包装。现在一般采用的可食性保鲜膜，已经发展成为多种功能性质的食用膜。这种复合膜具有明显的防水性及一定的可选择透气性，在果蔬保鲜方面，具有可发展的的前景。

（3）可降解包装材料近几年又出现了无纺布的包装袋，是一种非常合适环保的包装袋，无纺布使用后丢弃后既不会改变土质结构，也不会对生态环境造成污染。与此同时，它的价格低廉越来越获得消费者的亲睐。最重要的还是人类应该提高绿色环保的意识，减少对环境的污染，促进资源综合利用，保护生态环境.绿色包装的发展趋势绿色包装不仅是包装界发展的必然产物，是建设和谐社会的要求，经济快速发展的的今天，企业只有顺应时代，不断创新，开拓进取，开发出更能满足消费者需求的包装材料和包装机械设备，改善产品包装，才能更好地生存和发展，在竞争时立于不败之地。