包芯线自动包装机的设计与分析

目的针对手工包装包芯线卷效率低和包装质量参差不齐等问题,设计一种最大质量为1500 kg的包芯线卷自动化包装机。方法根据包芯线卷的主要参数和包装工艺流程,结合包芯线卷在包装过程中的实际要求进行包装机的结构设计,包括包膜准备装置、热封装置、焊接系统、气压系统。结果设计出了完整的总体尺寸为3200 mm×1200 mm×2000 mm的包芯线卷自动包装机,完成了包装机模拟装配仿真、气压系统的调试。仿真结果表明,大小膜牵引器速度为0.11~0.5 m/s;关键零部件U形钩的有限元分析结果表明,最大位移发生在U形钩底部,其最大等效应力为29.871 MPa,装置的强度满足设计要求。结论总结包芯线包装目前存在的问题,从满足企业可持续化需求角度对包装机进行了创新设计与仿真优化,实现了包芯线卷自动化、标准化包装,为企业节约了人工成本。     

基于SolidWorks 96 孔薄膜热封板温度场模拟与优化设计

针对生化分析领域96 孔样品池薄膜热封的热封板温度场分布问题,运用SolidWorks 三维软件进行建模,并运用插件Simulation 对其施行有限元分析和优化设计。首先,对现有的薄膜热封板进行了建模仿真分析,其次经过实验验证,得出模拟数据与实测数据吻合,说明该模拟仿真的思路和方法适合于优化此类非等温平板的传热问题的。最后通过对热封板中的电热丝不同排布及不同排布方式中电热丝绕行间距的调整,使得优化设计方案达到热板表面最大温差在±1 ℃以内。     

全自动袋式包装生产线规格的柔性设计

目的以袋式包装生产线为对象,设计一条全自动袋式包装柔性生产线。方法将包装生产线划分为料仓、定量下料装置、包装材料放卷装置、真空热封合装置、切分装置、放袋装置、自动计数器、PLC程序控制及人机界面,并对各装置进行柔性化设计。结果形成了一条全自动袋式包装柔性生产线,并运用可靠性预计方法得出生产线的平均无故障工作时间为1164 h,满足实际生产需求。结论该生产线具有较强的灵活性和节约性,对缩短产品生产周期、降低生产成本、快速响应客户需求、实现敏捷生产具有重要的意义。     

包装机中常热式薄膜热封过程的仿真研究

通过对包装机常热式封头结构和封合参数的分析，建立薄膜热封过程的数学模型，并在Matlab/simulink下建立可实时运行的仿真模型。根据仿真结果得出了一些有价值的结论和改进包装机中热封装置设计的措施。     

燃气灶无纸箱热收缩保护性包装结构设计与评价

目的 为打破家电泡沫加纸箱的传统包装形式,大胆创新设计无纸箱小家电燃气灶的热收缩包装,并使用CAE分析方法评价该包装的缓冲性能。方法 根据燃气灶产品特性设计缓冲衬垫结构,以热收缩膜直接紧紧包裹产品和缓冲衬垫的包装形式为评价对象,用Pro/E完成产品建模,导入Ansys Workbench完成跌落仿真分析,最后进行实验评价。结果 仿真结果表明,最大加速度出现在5.6 ms处,最大值为14.86g,小于产品脆值,仿真结果合格;跌落实验后,缓冲衬垫轻微变形,产品完好无破损,该包装方案可行。结论 验证了燃气灶无纸箱的热收缩包装的可靠性,为后续小家电的无纸箱包装提供了新思路。     

自动包装机热封温度自适应控制系统设计

目的提高包装机械热封机构的温度控制精度,以保证包装效率和产品质量。方法针对包装塑料薄膜热封的温度控制,基于单神经元自适应PID控制算法设计一种自动包装机热封温度控制系统。介绍自动包装机热封的基本原理,阐述单神经元自适应PID控制算法的基本原理,并设计一种温度控制器。基于模糊集理论,实现控制器比例、积分和微分系数学习速率的在线调整。基于ARM Cortex-M3和PIC单片机搭建自动包装机热封温度控制系统。结果将该热封温度控制系统应用于自动包装机中,可以将热封温度误差控制在合理的范围内。结论通过仿真验证了文中所述自动包装机热封温度控制系统稳定性较好,具有一定的抗干扰、自适应、自调整能力。     

制袋机热封装置温度场模拟与优化设计

目的解决制袋机热封装置中烫刀热封表面温度差偏大的问题。方法用Solid Works软件对制袋机热封装置进行参数化建模,再调用Ansys Workbench插件进行稳态温度模拟仿真,分析其温度场的分布情况。然后通过增加电热管的数量来设计电热板的内部结构,对改进的模型进行有限元分析,并对电热板内电热管安装孔的长度进行优化设计。最后进行试验验证。结果将软件模拟结果与实测数据进行比较分析,两者基本吻合。基于有限元分析模拟的温度场的优化改进设计,可使热封装置的热封面温度差由原来的4.4℃降低至2.9℃。结论基于温度场模拟的电热板内部结构的改进设计可取得令人满意的热封面温差效果。     

熟制玉米的蒸煮袋包装设计

将高温蒸煮技术与熟制玉米的包装相结合,围绕蒸煮袋的结构、选材及材料厚度的确定等内容对熟制玉米进行蒸煮包装设计。根据被包装玉米的尺寸及性能要求,设计该蒸煮包装袋为四面封口的直立袋结构,包装尺寸为24.5 cm×12.5 cm,材料结构为PET15/PA15/PVDC7/CPP50;并根据熟制玉米的最大允许透水量、设计所用材料的透湿系数和厚度对材料进行保质期验算。通过对所设计蒸煮袋的热封试验,确定了其最佳热封参数:热封压力为50~100 kPa,热封温度为135~145℃,热封时间为2~3 s。     

高速制袋机关键机构运动学分析

以制袋机热封及切刀传动机构为研究对象,根据运动特点建立了机构模型。通过热封构件运动过程中满足的约束方程,得到了热封构件位置、速度及加速度解析表达式,并进行了算例分析及Pro/ E 运动学仿真。在保证热封构件一定行程要求的基础上,对热封构件加速度进行了优化分析。结果表明,改变机构中构件设计参数可以降低热封构件运动加速度峰值。为机构动力学及振动分析提供理论基础。     

基于TRIZ的榨菜真空包装机设计

目的针对目前榨菜包装行业存在的包装效率低、人工耗费高等问题,对现有榨菜灌装机进行改进设计。方法利用TRIZ理论,对设计过程中存在的问题进行归纳和分析,通过建立放袋机构、装袋机构和真空热封机构设计的冲突矩阵,得到相应的创新设计原理,并选择最佳原理解决设计中涉及到的技术冲突问题。结果放袋装置能够适应175.5 mm×125mm,120 g和138 mm×93 mm,60 g等2种不同规格的包装,且解决了上袋频率快与上袋结构复杂间的技术矛盾;生产节拍达到了40袋/分钟,解决了灌装时开袋状态与装袋结构复杂间的技术矛盾;提高了真空热封效率,且通过改变热封结构布置方式,解决了结构衔接紧密与物流运输间的技术矛盾。结论通过综合运用TRIZ理论,解决了设计基于榨菜灌装机械平台的新型榨菜包装机涉及到的技术冲突问题。不仅实现了现有榨菜灌装机的高效利用,提高了包装效率,且榨菜灌装和包装工序衔接紧密,结构紧凑,实现了生产的自动化。     

基于插值与神经网络的包装薄膜热封参数分析

目的研究塑料薄膜热封工艺中热封参数之间的非线性关系,建立一种可用于自动包装机热封过程的数学模型。方法通过实验采集样本数据,并用附加动量法训练BP神经网络,建立热封参数之间的非线性数学模型,最后通过神经网络预测热封时间,并采用插值算法建立目标热封强度下热封温度和热封时间之间的多项式数学模型。结果通过插值算法与神经网络的结合运用,较为精确地描述了热封温度和热封时间之间的数学关系,插值函数实现了神经网络模型的简化,两者误差较小。结论通过文中方法确定了包装材料热封参数之间的非线性关系,将其用于热封包装设备,可提高设备的智能化程度。     

基于模糊 PID 的裤袜包装机热封切刀温度控制的研究

针对裤袜包装制袋过程中热封切刀对恒温控制的需要,分析了热封切刀温度的影响因素,得出了简化模型。采用了以PIC16F877为核心的恒温控制系统,控制器采用模糊控制和PID复合的控制算法。通过控制可控硅的闭合时间,达到了温度控制的目的。MATLAB仿真表明,采用模糊控制和PID复合的控制方法能有效降低超调量,减少调节时间,该系统具有良好的动态特性。     

时效处理对BOPP膜关键性能指标的影响及其助剂迁移机制研究

目的 明确时效对BOPP包装膜关键性能的影响趋势和程度。方法 将不同型号的BOPP包装膜在标准环境下储存，每隔1个月测定一次摩擦、热封、热收缩、光学和力学等关键性能。结果 BOPP包装膜在生产之后需要一定时效以使其物理性能达到稳定状态，其时间大约为1个月，存储时间超过4个月，部分样品的力学性能和热封性能可能随着添加助剂的迁移和薄膜的老化而出现明显下降现象。结论 由于润滑剂等功能助剂的扩散迁移，导致BOPP的结构和表面受到影响，导致其关键性能受到影响。综合来看，在BOPP包装膜稳定1个月的前提下，越早使用其综合性能越好。     

圆压圆中封制袋机结构设计及控制系统

目的设计一种新型中封制袋机构,实现烫压过程中塑料薄膜的连续进给,从而提高制袋效率。方法应用圆压圆技术,设计一种中封制袋机构,利用Solid Works建立关键机构的三维模型,对关键结构进行运动学分析,并采用电子凸轮曲线的方法对电机进行调速控制。结果提出了中封制袋机的牵引、热封和剪裁的控制策略,通过改变牵引电机的速度,实现了在同一设备上对不同长度包装袋烫压的功能,完成了速度控制系统的硬件设计和软件编程,做出了样机,并进行了烫压实验,样机在0.5 s及更长的烫压时间下运行稳定,热封速度最快达到120袋/min,与市面上现有制袋机的制袋速度基本持平。结论圆压圆中封制袋机实现了在烫压过程中薄膜的连续进给,验证了机构的合理性。     

快递纸箱打包机设计

目的 研究一种能够提高快递包装效率的辅助夹持装置。方法 通过研究快递包装的流程及方法,利用所设计出的提升机构、夹持机构、旋转封胶机构来实现快递辅助包装的工作,利用Ansys和Matlab进行仿真试验,确定机构可行性之后,制作出物理样机,并进行实地试验。结果 结果显示,包装成功率在95.3%左右,满足了辅助人工包装快递的实际需求;机器包装连续率在96.1%以上,装置在工作时具有较高的可靠性;连续对多个纸箱进行包装的工作情况下,平均包装每个纸箱耗时13 s左右,缩短人工包装所需时间的55.3%以上。结论 快递夹持辅助包装机能够辅助工作人员实现快递包装的夹持工作,能够减轻快递包装人员的劳动强度,提高工作效率。     

一种软包装边角式折叠成型结构与工艺研究

目的针对现有热成型真空包装产品出现的下膜不能预印刷以及需要贴标签等问题,探讨设计一种软包装折叠成型的包装结构及工艺。方法采用边角式折叠成型方式,该包装结构由上下膜组成,下膜通过边角折叠点封固定,同时对下膜进行参数化设计。结果得出了纵向折叠收缩量与折角成正切函数关系,当折角取90°时,纵向折叠收缩量最大;获得了推压折角与折角的函数关系,结果显示折角比率一定时,随着推压折角的增加,折角逐渐减小。结论解决了边角式折叠参数关系,并提供了一种折叠工艺方案,流程为纵向折叠成型—边角折叠—横向折叠成型—边角点封定型—充填产品—抽真空热封和模切,为进一步实现产品的自动化包装和生产提供理论支撑。     

包装材料EPE热封工艺的实验研究与分析

目的研究EPE包装袋的热封质量与热封参数(电热丝直径、热封时间、热封压力)的关系,分析弹性包装材料热封过程的特性。方法通过观察显微封口形貌,比较不同参数下的热封强度,研究热封参数对珍珠棉热封强度的影响,并分析其原因。结果在热封1.0 mm珍珠棉过程中使用直径为0.8 mm电热丝,热封压力为0.2 MPa,热封时间为2 s时,热封质量最好、效率较高。结论弹性材料的可压缩性导致封切压力对热封强度的影响随电热丝直径的增加而明显增加,弹性材料的回弹特性使电热丝直径以及热封时间对其热封缺陷产生更加显著的直接影响。     

生物检测卡柔性热封系统的设计

目的 设计一种用于实际生产的以PLC为控制器的生物检测卡柔性热封系统,用于灌装检测液和玻璃微珠生物检测卡的自动封装。方法 用SolidWorks绘制热封系统零部件的机械结构,并建立热封系统的装配体。对装配体进行干涉分析,修改有干涉冲突的零部件。确认无干涉冲突后,完成对热封系统机械结构的设计。根据工艺要求确定各执行机构运行的先后顺序,画出程序流程图,用顺序控制设计法编写程序。结果 在实际生产中,热封系统封装单张生物检测卡需要4.9993 s,封装速度满足设计要求。结论 热封系统可以快速完成对生物检测卡的封装,且封装密封性好、封膜边缘平整,能够满足生产的要求。     

袜子自动腰封机构的设计与分析

目的 针对人工完成袜子腰封过程效率低、质量不均等问题,设计一种袜子自动腰封机构.方法 基于袜子腰封的功能要求,采用模块化思想对袜子腰封机的关键装置进行设计,以实现卡纸取放、横竖折、黏贴等功能.利用SolidWorks建立各模块的三维模型,并进行虚拟装配.利用SolidWorks的motion插件对横折装置进行运动仿真分析,利用Matlab和SolidWorks的Simulation工具箱建立腰封机构关键零部件的力学模型并进行有限元分析.通过与人工腰封过程对比来对腰封机构运动性能进行分析.结果 各个装置设计合理,运动分析折纸时间间隔为0.1～0.6 s时,满足运动功能要求,袜子腰封机构的关键零部件满足力学要求,腰封机构性能满足袜企要求.结论 所设计的袜子自动腰封机构结构合理,且满足腰封功能要求,给袜子自动腰封包装提供了一种可行的解决方案.