包裝機械設計方法初探

劉軍偉

（洛陽中安煤礦儀器制造有限公司，河南 洛陽 471000）

包裝機械設計，是按照現代包裝機械的規范和商品特點，以包裝機械的結構組成與機械制造原理為主要設計思路的工作。包裝機械需要依據單功能包裝、多功能包裝、半自動包裝、全自動包裝等特性，滿足用戶的使用需求，進行結構功能設計；按包裝機械的內包裝、外包裝、專用包裝、通用包裝等突出的使用目的，進行工藝設計。借鑒國外設備的包裝機械外觀設計、功能設計、結構設計與工藝設計理念，打造出有中國特色的符合中國國情的包裝機械設備。

1 包裝機械的功能

商品經濟社會的商品交易過程，滋生了一個新的服務性行業——“產品包裝”。包裝行業主要的生產工具，就是“包裝機械”。包裝機械是完成全部或部分產品和商品包裝過程的機械，以充填、計量、蓋印、裹包、封口等程序為工作方式。

商品的種類繁多，有液體、塊狀、散粒、食品、日用化工、紡織品等形態，包裝要求的千變萬化——內包裝、外包裝、單件包裝、整體包裝、精包裝、簡包裝、禮品包裝、實用包裝、通用包裝、專用包裝等許多包裝工藝和要求。由于包裝要求由簡單到繁瑣，對包裝機械的要求也變化萬千，根據各類商品主要功能和商品進入流通領域的必要條件，產生了自動包裝、半自動包裝和手動包裝這3種包裝形式。

隨著時代的發展與技術的進步，包裝機械在包裝領域中，正起著越來越大的作用。根據產品銷量的要求，包裝形成了規格化、標準化、集成化的形式。

商品包裝機械，降低了勞動強度，改善了勞動條件，還能實現手工包裝無法實現的操作。有些包裝操作，如真空包裝、吸塑包裝、充氣包裝、壓力灌裝等包裝項目，都是手工包裝無法實現的，只能用機械包裝來實現。

機械包裝可降低包裝成本，節省人力物力與貯運費用，節省倉容，減少保管費用，保鮮保質，有利于運輸。

包裝機械具有輕便靈活的特性，可以拆卸，便于維護，所用零件材料可通用，節省成本。包裝機械進行整機設計時，就要從結構上考慮拆卸的難易程度，參照服務商品的具體設計目標與結構方案，規劃出輕便易攜帶的設計方案，這些已經成為包裝機械設計領域的基本理念。

包裝機械設計，必須具備市場意識，擁有競爭意識。在瞬息萬變的商品大潮中，市場的憂患意識不強，服務市場的功能不全面，服務客戶的方法不到位，所設計的產品就不能在市場上立足，很難產生利潤。商品包裝功能一旦落后于更新換代的商品，包裝機械和淘汰商品匹配的型號，就有同樣面臨被淘汰的危險，所以包裝機械的功能，必須與商品變化同步。

2 包裝機械的制造工藝設計

包裝機械制造工藝設計，就是采用合理的加工方法，確定最佳工藝參數，以降低原材料消耗節約能源為理念，在更好地服務于商品的同時，優化包裝機械的工藝設計方案。用簡潔的包裝機械生產工藝，減少廢次品，提高產品合格率，提高能源利用率，使生產過程的廢料最少化。

包裝機械制造業，是現代包裝工業的主導，包裝機械是將機械、電力、氣體壓縮、光標、生物、磁力等技術問題集合于一體的機械電子設備。設計觀念著力于提高包裝機械的可靠性和穩定性以及自動化程度，將包裝機械的研發與計算機技術緊密結合，實現機電一體化控制。

計算機輔助設計方案，已經形成規范技術，應用于包裝機械之中。運用數據收集程序、自動化操作程序、自動診斷程序形成狀態檢測，提高包裝機械生產線的靈活性，縮短包裝機械生產線上的產品轉換時間，提高包裝機械生產線的生產率和生產能力。

商品包裝的發展趨勢，是向精致化多元化發展。在這種大環境變化下，有多種切換功能的包裝機械，很受市場歡迎。

包裝機械的結構設計，除應滿足進行工商業產品包裝功能的基本要求外，主要考慮提高資源利用率。簡化包裝機械的結構設計，盡量減少可有可無的零件，采用多功能的零件，減小包裝機械的體積和自身總質量，節約占地面積，靈活轉運，靈活組裝。整體機身盡可能小型化，智能化。減少自重，減少占有空間，使結構緊湊，安裝更換方便，少維護，無故障作業，以及在線快速修復與不停機修復的生產線。

3 包裝機械設計的原則

包裝機械設計工作，要盡可能減少包裝機械使用中人為的操作誤差。通過機械設計，提高和發揮人的主觀參與性，利用包裝機械整體的可靠性。利用人機工程學原理，優化包裝機械的人機系統。

進行包裝機械的設計時，要提高機械可控性、操作性與可靠性。不僅要求包裝機械本身有滿意的精度，而且適于人的使用習慣，便于識別操作，不易出錯，牽扯到安全問題的，更應進行對人的防誤操作設計。

包裝機械設計的操作環境，需要滿足適合于人的工作需要，做到人性化設計，每個零部件的尺寸和操作高度，必須滿足人的生理可承受尺度。

必須保證的問題是：機械運轉的狀態下，空氣中的濕度和溫度保持在人體健康可以承受的范圍；機械運轉時，光線和色彩的強烈對比度，必須在人體可以承受的范圍；機械運轉時產生的噪音震動值，必須保證在國家設定的人體健康可承受的范圍之內；機械運轉時產生的灰塵顆粒空氣污染指標，應滿足國家規定的可取值。避免疲勞操作與干擾操作，才是優秀的包裝設計方法。

包裝機械的設計，要使用易于進行加工制造的材料，減少所用材料種類。為了滿足商品的更新換代，為了擴大生產，必須考慮節約能源，盡量少用稀有昂貴的原材料。使用可回收、易分解、可循環利用、低污染的材料。降低包裝機械零件加工的難度與廢品率，開發耗能小、輸出功率大、動態穩定性能好、噪聲低、污染小的機種，抓好機、電、氣、液等配套基礎件的加工品質。包裝生產線上使用帶有集線站的組合機床的設計，允許對產品的變化有很強的適應性，這樣有助提高包裝生產線的靈活性。

包裝機械生產線布局設計類型，應當減少占地面積，使得可用空間利用率達到最大化，創造人類功效優勢，減少機械之間的距離。精密設計的傳送系統，可以通過機械暫停或位置反饋信息，來控制導軌位置的精確性，保證成品包裝品質。

4 結束語

中國已經成為世界最大的商品生產和消費國，隨著人們生活水平的提高和生活品質的改善，對商品多樣化、功能化和個性化的需求日趨明顯。為了適應市場上多種類型多種層次的商品包裝的需求，包裝機械設備行業必須保證多樣化、多型號、方便改型、組裝簡易、形態靈活輕便的特性，來滿足社會的需求和人們生活生產的需要。

[1]杜 文.包裝機械設計的創新方式[N].中國食品報，2010-3-18.

[2]包 文.德國包裝機械設計向計算機仿真技術發展[N].中國包裝報，2010-12-23.

[3]中國出口商品包裝研究所.外國包裝機械[M].北京：中國財政經濟出版社，2008.