《包裝機械》課程教學大綱

1、 PAGE 20 -包裝機械課程教學大綱課程基本信息課程代碼：03140104 課程名稱：包裝機械 課程英文名稱：Packaging Machinery課程所屬單位：機械系包裝工程教研室 課程面向專業(yè)：包裝工程課程類型：必修課 先修課程：機械原理、包裝工藝學等 學分： 3 總學時：48 ( 其中理論學時：25、實驗學時：4、討論學時：4、綜合設計學時：15)二、課程性質與目的本課程是包裝工程專業(yè)的必修專業(yè)課，其教學目的是使學生通過全面系統(tǒng)地學習包裝機械（如袋裝機、灌裝機、裹包機、貼標機和裝盒與紙箱機等）的功能、結構、原理、主要零部件設計計算及使用性能等知識，提高學生選用、設計和開發(fā)包裝機械產(chǎn)品

2、的能力。三、課程教學內容與要求緒論基本要求：了解包裝機械與其它相關機械的不同點及其實現(xiàn)的功能與作用；包裝機械分類及型號編制，掌握包裝機械的組成。授課內容包裝機械的定義、分類和作用包裝機械工業(yè)概況我國包裝機械分類和型號編制方法包裝機械的組成和特點包裝機械國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢之我見本章重難點內容：掌握包裝機械的定義； 了解包裝機械的作用、特點及分類； 認識國內包裝機械的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢。包裝機械的概念設計基本要求建立包裝機械概念設計的設計概念、方法和設計策略授課內容基本概念包裝機械設計過程包裝機械的概念設計 包裝機械概念設計應用舉例本章重難點內容：在于了解包裝機械概念設計的過程模型及其推理策略

3、，并掌握獲得最優(yōu)結構解的方法。袋裝機械基本要求本章要了解容積式、稱重式和計數(shù)式充填機械的定量方法。授課內容概述容積式充填機稱重式充填機計數(shù)式充填機本章重難點內容：三類充填機的工作原理及適用范圍。第四章 灌裝機械基本要求本章要了解灌裝機械的工作原理、定量方法、供料裝置及灌裝傳動與執(zhí)行機構。授課內容（1） 概述（2） 常壓灌裝機（3） 負壓灌裝機（4） 等壓灌裝機（5） 壓力式灌裝機本章重難點內容：負壓灌裝機和等壓灌裝機工作原理及灌裝時間計算方法。第五章 裹包機械 基本要求： 本章要了解常用裹包機的工作原理及卷筒材料供送裝置。扭結式裹包機折疊式裹包機接縫式包裝機本章重難點內容：扭結式、折疊式和接縫

4、式裹包機的工作原理及主要執(zhí)行機構第六章 封口機械基本要求： 本章要了解熱壓封口機、卷邊式封口機及其他封口機的工作原理。熱壓封口機卷邊式封口機滾壓式封口機本章重難點內容：卷邊封口工作原理及封口輪運動特點。第七章 貼標機械基本要求：本章要了解常見貼標機的工作原理和主要形式粘合貼標機不干膠貼標機其他類型貼標機本章重難點內容：粘合貼標機和不干膠標簽貼標機工作原理第八章 裝盒與裝箱機械基本要求：掌握裝盒與裝箱原理，并能針對不同的需二次包裝對象選擇或設計適宜的裝盒或裝箱方式。掌握紙盒和紙箱的成型方式、分類；掌握裝盒與裝箱原理和結構特點。教學內容紙盒的種類及裝盒機械的選用裝盒機械及工藝路線（盒成型充填封口機

5、）裝盒機械典型工作機構瓦楞紙箱及裝箱機械的選用裝箱方法a.裝入式裝箱法b.裹包式裝箱法c.套入式裝箱法本章重難點內容：裝盒與裝箱機械的裝箱方法第九章 包裝生產(chǎn)線總體方案設計基本要求：了解包裝生產(chǎn)線的作用、組成與分類；了解包裝生產(chǎn)線的方案設計理念；掌握的包裝生產(chǎn)線的設計要點和應該注意的幾個布局問題；通過典型包裝生產(chǎn)線的案例分析，要求掌握生產(chǎn)線系統(tǒng)分解策略、關鍵子系統(tǒng)的確定的依據(jù)，以及生產(chǎn)線各子系統(tǒng)聯(lián)接與排列方式等。教學內容概述采用包裝自動線目的生產(chǎn)線定義設計理念設計方法設計程序總體設計設計任務書系統(tǒng)分解關鍵子系統(tǒng)確立生產(chǎn)線包裝設備聯(lián)接方式與排列選擇 案件舉例本節(jié)重難點內容： 自動包裝生產(chǎn)線總體方

6、案設計的設計理念與技法；包裝工藝路線與設備布局原則;包裝生產(chǎn)線組成、分類與設計；關鍵設備選型及設備布局；關鍵子系統(tǒng)確立方法；包裝生產(chǎn)線的輸送、分流、合流、變向裝置，典型包裝生產(chǎn)線示例；包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)率及影響因素，提高生產(chǎn)率的途徑。四、教學環(huán)節(jié)與教學要求采用多媒體教學；圖文并茂。五、課程考核辦法平時成績10、實驗實踐考核20、綜合設計70。六、教材與主要參考書教材：張國全等 包裝機械設計 輕工業(yè)出版社，2013.2 參考書1. 黃穎為等.包裝機械結構與設計.化學工業(yè)出版社,2005.1 2. 孫鳳蘭等.包裝機械概論.北京：印刷工業(yè)出版社,2003.1 3. 趙淮.包裝機械選用手冊.北京:化學工

7、業(yè)出版社,2001.54. 許林成.包裝機械原理與設計.上海:上?？茖W技術出版社,1988.6 5高德.包裝機械設計. 北京：化學工業(yè)出版社,2005.8 6. 孫鳳蘭等.第2版,包裝機械概論.北京:印刷工業(yè)出版社,2003.1 參考期刊雜志：1包裝與食品機械2.包裝工程3.包裝科學4.中國包裝5.包裝工業(yè)6.輕工機械7.包裝世界 8.現(xiàn)代包裝9.機械工程學報10.中國機械工程11.機械科學與技術12.機械設計13.機械傳動14.機械設計與研究15.機械設計與制造包裝機械實驗教學大綱課程基本信息課程代碼：03140104 課程名稱：包裝機械 課程英文名稱：Packaging Machinery

8、課程所屬單位：機械學院包裝工程教研室 課程面向專業(yè)：包裝工程課程類型：必修課 先修課程：機械原理、包裝工藝學等 學分： 3 總學時：48 ( 其中理論學時：25、實驗學時：4、討論學時：4、綜合設計學時：15)二、課程性質與目的本課程是包裝工程專業(yè)的必修專業(yè)課，其教學目的是使學生通過全面系統(tǒng)地學習包裝機械（如封口機、灌裝機、裹包機、多功能包裝機、貼標機及捆扎機等）的功能、結構、原理、主要零部件設計計算及使用性能等知識，提高學生選用、設計和開發(fā)包裝機械產(chǎn)品的能力。三、課程教學內容與要求實驗一：負壓灌裝機流速系數(shù)測定實驗 （2學時）1實驗目的：學生利用包裝機械、化工原理等綜合知識，求出液體流速系數(shù)

9、，由此可分析影響灌裝能力的因素，還可進一步提出提高灌液生產(chǎn)能力的解決方法。2實驗要求：各組確定一個固定的真空度值，調節(jié)好灌裝機、旋蓋機和鏈板轉速。在保持貯液箱內液面恒定的條件下先測量P、Z，并根據(jù)液閥內徑及排氣管外徑計算出液閥當量直徑而得到液體流通面積A0；然后再由灌裝實驗測出灌液容積及相應的灌液時間，得到液體體積流量V；最后根據(jù)公式計算得到流速系數(shù)平均值。每組5人，選組長一名（實驗總體協(xié)調）。3實驗測量參數(shù)：（1）貯液箱液面與真空指示管內液面距離真空度P（2）灌裝時貯液箱液面與排氣管口截面的距離Z （3）液閥內徑（4）排氣管外徑（5）灌液容積與灌液時間（10次） 12345678910灌液容

10、積（ml）灌液時間（s） 說明：各參數(shù)單位均為國際單位4計算公式： （式中：V為體積流量；C經(jīng)驗值為0.5左右；貯液箱液面比排氣管口截面高時用+Z，反之用-Z）5實驗用具：塑料瓶、自來水、量杯、秒表、計算器、尺等6主要儀器設備：GFP-12型負壓灌裝機實驗二：袋成型充填封口機包裝實驗 （2學時）1實驗要求：仔細觀察袋成型充填封口機包裝工作原理及主要執(zhí)行機構（熱封機構、物料計量供送機構、卷筒材料供送及成型裝置、自動檢測裝置等）。2實驗每組6人，選組長一名，學生自帶實驗用具（筆、記錄本、計算器、尺等）。3每組實驗又分為三個認知內容，學生可任選一個內容寫入實驗報告。（1）繪制執(zhí)行機構工作循環(huán)圖（2）

11、繪制成型器結構圖、計量裝置結構圖（顆粒物料）（3）測偏心鏈輪機構相關尺寸、畫輸出運動特性曲線4主要儀器設備： DXD型多功能包裝機實驗三：自動包裝、裝箱、碼垛生產(chǎn)線實驗(可選) （2學時）一、實驗目的通過自動包裝碼垛流水線的調試、使用，掌握自動裝箱機的基本工藝及實現(xiàn)這些工藝所必須的機構。掌握自動裝箱機和碼垛機的工作原理及傳動系統(tǒng)。能基本調試自動裝箱機和碼垛機流水線。二、實驗設備與用具機器設備：永創(chuàng)自動包裝碼垛流水線；工具：扳手、螺絲刀、剪刀物料：玻璃瓶、瓦楞紙箱，膠帶。三、實驗要求仔細觀察自動包裝、裝箱和碼垛生產(chǎn)線工作原理及主要執(zhí)行機構（裝箱機構、箱體物料供送機構、封箱裝置、碼垛裝置等）。實驗

12、每組5人，選組長一名，學生自帶實驗用具（筆、記錄本、計算器、尺等）。認真做好實驗記錄；畫出裝箱機工藝流程圖；說明裝箱機在工作中要做復位的原因，以及復位的關鍵幾個機構,并能試述該機的工作過程。四、實驗內容與步驟（一）實驗內容機器的結構電氣原理及工作原理箱子經(jīng)過進箱輸送帶進入裝箱機，通過傳感器與止瓶氣缸的配合實現(xiàn)箱子的準確定位.同時由標機經(jīng)鏈道輸送來的瓶子再經(jīng)裝箱機輸瓶臺,再由抓頭。瓶子被輸送到進瓶臺。有個信號使裝箱操作開始瓶子和箱子到位并足數(shù)時在輸送帶上，沒有出現(xiàn)箱子錯位。裝箱操作是通過一個連續(xù)工作的曲柄傳動進行的。串接的包裝頭平行導向裝置，保證了包裝頭在裝箱范圍的每一個工位都處于穩(wěn)定的和真正的

13、水平狀態(tài)。采用時序電路的順序控制使得包裝頭的驅動機構和箱子或瓶子輸送能夠同步運動。瓶子輸送瓶子根據(jù)箱子的樣式按行分布。當瓶子缺少時，機器停止裝箱，保持在“等待狀態(tài)”，并在瓶子足夠時，再次自動地運轉。箱子輸送固箱器將箱子準確地固定在裝箱位置上。箱子缺少或錯位使機器停止。機器保持在“等待狀態(tài)”，并在排除故障后自動地重新運轉。傳動系統(tǒng)連續(xù)操作的曲軸傳動。通過齒輪傳動止動馬達傳動。順序控制的時序電路確保包裝頭傳動和箱子輸送及瓶子輸送之間的同步運作。包裝頭橫梁的平行導軌平行導軌裝在裝箱機的兩側。它保證包裝頭在裝箱范圍內的每個工位都處于穩(wěn)定和完全水平的位置。放箱進入裝置 在箱子進入裝箱區(qū)域內的進口處安裝的

14、放箱進入裝置，這是一氣動控制裝置，當箱子被放入后，由固箱器（定箱架）固定箱子的位置，將箱子正好固定在工作點上。振動裝置振動裝置防止瓶子在瓶子進口處卡死，通過一個電動偏心輪，與輸送方向成橫向產(chǎn)生振擺運動。保養(yǎng)單元關閉壓縮空氣并使輸入壓力堿低到裝箱機的工作壓力。監(jiān)控設定的壓力，以及從壓縮空氣中分離出冷凝水。帶有功能組的維護單元。1.冷凝水分離器2.冷凝水排放螺絲3.減壓閥，用來調整所需的工作壓力4.關斷閘閥5.監(jiān)控器，用來監(jiān)控最低壓力進瓶臺傳動通過正齒輪傳動減速馬達和鏈式傳動進行。瓶子按與裝箱機輸送軌道平行地或成90的方向進入機器。瓶子在進瓶臺上整齊地排列成行，進行足數(shù)檢查并準備裝箱。抓頭懸架一個

15、固定在包裝頭板上的塑料管，抗扭曲，用于懸掛抓頭并對其供氣。安裝抓頭時可以把它拉出來。裝箱頭裝箱頭用于安裝抓頭懸架。抓頭單個地并彈性地懸掛在裝箱頭上。安裝這種彈性懸架時，抓頭可以垂直移動。因此，特別在瓶子材料不均勻時，可防止損壞抓頭部件。如果一個抓頭超出允許尺寸，機器就停止。瓶子足數(shù)控制如果采用自動化操作，只有在瓶子足數(shù)時，才可進入裝箱過程。瓶子導軌瓶子導軌的任務是把到達瓶子臺口的瓶子分布到窄通道內。這樣在包裝過程之前，把瓶子變成如塑格裝箱時的34隊列。箱子導軌箱子導軌的寬度可調。兩邊的箱子導軌用來對箱子在前進方向的橫向進行定位。一般根據(jù)箱子種類用工具調整導軌的高度。寬度可以不用工具進行調整。操

16、作臺操作臺上裝有指令儀和指示儀、明碼顯示、輸入鍵盤。選擇各種指令級別用的按鍵以及可選擇的變量表和手動功能。操作臺安裝在裝箱機輸送裝置的范圍內。它具有操作機器及其功能控制所必須的信號、指示和控制裝置。一種明碼顯示可向操作人員報告每種操作狀況。若出現(xiàn)故障，就會在那里顯示出來。同時，明碼顯示表明了故障原因，并向操作人員發(fā)出排除故障的指示。急停:當發(fā)生緊急情況時,按下緊急開關,機器的一切運行都停止。當沒有拔出緊急開關時,機器不能工作.注;正常生產(chǎn)中,嚴禁按下此按鈕,避免損壞機器,以及造成意外的工傷事故,(當正常生產(chǎn)中,急停,容易造成抓頭中的瓶由于慣性甩出安全區(qū),并造成爆瓶,造成意外傷害.)觸摸屏操作顯

17、示面板.機臺工作計數(shù)顯示.機臺運行狀態(tài)及故障顯示.手動/自動切換.注：手動操作時所先要確認無人員在危險區(qū)內紙箱或塑箱是否到位無變形偏移,抓頭是垂直無變形偏移.3） 裝箱機進出箱輸送帶控制.觸摸屏的功能說明手動功能先點觸操作面板的自動/手動,切換到手動狀態(tài)1主機正點動/反點動力臂向后工作力臂向前工作2箱子傳送包裝區(qū)域,阻箱器A/B觸及控制3手動進箱觸及控制4抓頭架開/合觸及控制5擋箱器A3/B3觸及控制6手動出箱觸及控制7抓頭充氣/放氣觸及按制8擋箱器A2/B2觸及按制9排箱觸及作用10定箱器上/下觸及作用12擋箱器A1/B1重新設定13阻瓶器觸及控制14擺瓶器觸及控制15輸瓶臺觸及控制16輸箱

18、帶1/2/3/觸及控制復位:當故障已消除后,清除用復位鍵清除故障信息清零:當生產(chǎn)結束后,記錄當班的生產(chǎn)數(shù)量,并對計數(shù)器清零操作.故障顯示:出口堵瓶,瓶臺缺瓶,缺箱,急停,抓頭錯位,機后停止.前/左/右保護.(安全保護光電).（二）實驗步驟1、啟動前的準備工作檢查空氣干燥器內是否有多余水份，若有，應旋開干燥器底部的黑色旋鈕，將多余水份排完后即干燥器的視鏡里不再留有水滴，旋上干燥器底部的黑色旋鈕。檢查壓縮空氣氣閥是否打開。如沒有打開，旋開壓縮空氣總閥，調節(jié)壓力至0.3000.60ar。確保抓頭空氣壓力為0.15-0.2Bar。檢查是否有東西及工具遺留在鏈條上和機器上，如有，應拿開。檢查抓頭是否漏氣

19、，如有漏氣的抓頭要找機修工更換新的。檢查并確保塑料阻擋靈活方便使用。檢查并確保有足夠的箱子及瓶子供應在箱子和瓶子的傳送帶上。檢查并確保加足黃油（參見“裝箱機的保養(yǎng)”一章）。檢查并確保電源、緊急開關以及機器啟動開關打開。檢查并確保各光電感應器正常工作。（參見“裝箱機的概述”）檢查并確保TK打開。檢查進、出箱口處的自由輥軸，確保使之自由轉動，以免阻箱。2、開啟開機操作順序（1）打開供氣閥門(如右圖箭頭所指) ,接通氣源,合上電源開關,接通電控柜電源.（2）用鑰匙順時針打開控制電源，圖1主控臺接通電源,觸摸顯示屏亮.（3）按輸箱帶1,2,3觸摸按扭開關,使輸箱帶1,2,3進入工作狀態(tài)(顯示為:綠色觸

20、點操作面板的輸箱1-3.使之變?yōu)榫G色,(綠色表示正常運轉狀態(tài)).按下”主機啟動/?！卑粹o,啟動機器按自動程序控制工作.3、空載運行(1) 將設備預置到初始要求的狀態(tài)；(2) 連續(xù)運行至少5分鐘，確保各機構運行順暢： （3）檢測堆碼系統(tǒng)各光電開關工作時候正常； 注意：在調整封箱機封箱帶時應斷開傳送帶開關，待正常時再接通。4上瓶裝箱運行：(1) 停機，復位，按照4x3的裝箱規(guī)格裝瓶；(2) 將成箱狀態(tài)的紙箱放置于供箱臺傳送帶入口處，適當調整傳送帶兩側護欄寬度。(3) 檢查抓頭位置是否正確，如有誤差作適當調整。(4) 確認各機構正常后，接通開關，開始裝箱工作。5、停機操作順序（1）按啟/停按鈕,機器

21、停轉.（2）停止輸箱帶,輸瓶帶.（3）閉帶鎖開關,切斷控制電源.（4）關閉供器閥,斷氣.注:停機前必須清空瓶臺輸送帶.五、實驗報告1認真做好實驗記錄；2畫出裝箱機包裝工藝流程圖；3說明碼垛機主要機構及工作原理；4試述自動包裝、裝箱和碼垛生產(chǎn)線工作過程。四、學時分配表實驗學時分配表序號實驗項目（或內容）名稱實驗學時實驗類型每組實驗人數(shù)說明驗證型設計性綜合型其它1負壓灌裝機流速系數(shù)測定實驗2是5每組需20-30分鐘2袋成型充填封口機包裝實驗2是6有3個實驗內容3自動包裝、裝箱、碼垛生產(chǎn)線實驗（可選）2是5每組需20-30分鐘小計6包裝機械綜合設計教學大綱綜合設計的目的 1. 包裝機械綜合設計是該課

22、程的延續(xù)，通過設計實踐，進一步學習掌握包裝機械設計的一般方法。 2. 培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設計基礎、機械制造基礎等相關知識進行工程設計的能力，以及提高二維、三維繪圖軟件、運動學與動力學仿真和三維動畫軟件的熟練使用能力。3培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關資料及設計標準規(guī)范的能力。4提高技術總結及編制技術文件的能力。 5為畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)的實施奠定基礎。 二、設計內容與基本要求 1設計內容：教師出題，學生自選2基本要求 (1) 每5人自愿成組，組長負責制，綜合設計必須獨立進行，每人完成小組分配的特定工作.(2)根據(jù)設計任務書要求，在全面設計項目的結構、性能、工作原理、及其執(zhí)行機構的組成、運動規(guī)律的基

23、礎上，完成本項目的結構設計（二維與三維）、運動學與動力學仿真、三維動畫等內容。 (3)利用Solid edge與AutoCAD軟件繪制零件與裝配圖，要求結構裝配圖要正確、完整的表達其工作原理、性能要求、零件間的裝配關系、零件的主要結構形狀及在裝配、檢驗、安裝時所需要的尺寸和技術要求。 (4) 利用ADAMS軟件分析設計項目各項運動學與動力學參數(shù)，要求分析結果與任務書要求一致。 (5)三維動畫主要以執(zhí)行機構為基礎，要求各動作銜接平滑，能真實直觀地再現(xiàn)各運動部件的路線軌跡。3.編寫設計計算說明書 要求：說明簡要，計算合理、準確，表達清晰，文字簡練通順。 主要內容：(1)設計任務；(2)主要規(guī)格參數(shù)

24、；(3)工作性能及范圍；(4)各有關參數(shù)的計算與確定；(5)方案論證；(6)主要工作部件的設計計算；(7)有關校驗計算。附： （1）結構裝配圖、主要零件圖(2) 數(shù)字化的三維模型圖(3) 運動學與動力學仿真結果，并提交分析說明報告(4) 三維動畫軟件。三、學時分配 設計時間：15學時； 答辯： 1天 包裝機械教學方法1、課堂教學 （1）采用豐富多樣的課堂教學方式教學過程中，采用互動式、項目式（自己出題、自己講解）、板書、多媒體、教學資料片等多樣化的教學方式。對結構復雜的機械和設備，課堂教學中利用多媒體課件中的設備結構圖進行講解；現(xiàn)場教學中利用校內實驗室和校外實習基地的設備資源進行講解，使學生掌

25、握各種復雜設備的內部結構；對工作原理及機理比較復雜的機械和設備，利用多媒體動畫手段，真實形象地展示包裝機械的工作過程、深刻揭示其復雜的機理；采用互動式教學方法，活躍課堂氣氛、提高課堂教學效果。采用項目式教學方法有助于拓寬學生對知識認知的角度，開拓視野，使學習效果更佳。（2）采用“問題教學法”，增強學生的分析問題和解決問題的能力“問題教學法”是針對課程中的難點問題通過教師一個個成功的設計案例提煉其設計原理和處理問題的方法并鼓勵學生利用已有的知識來分析與解決問題而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能，掌握課程中的知識難點，并提高學生解決實際問題的綜合能力。（3）采用“學、做、用”三級層次培養(yǎng)模式代替“傳授知識”的教學模式傳統(tǒng)的專業(yè)課往往按知識體系來組織教學，先學基礎知識，然后逐步深入提高。但在以能力培養(yǎng)為核心的模塊化教學中，知識體系將呈現(xiàn)出一種“倒掛”或者“斷層”的狀態(tài)，學生是在一個接一個的“為什么”中去獲取他們所需要的足夠的知識。在講授包裝機械充填機械一章時，對各類機械只介紹基本原理，對其實現(xiàn)的基本結構先不講授，等講到具體案例時在進行詳細介紹，