包装机械化的重要意义

第一节包装机械化的重要意义第二节包装机械的主要特点及发展方向第三节包装机械工业的概况及发展第四节包装机械的分类型号编编制方法第一章绪论第一节包装机械化的重要意义近半个多世纪以来,随着生产与流通日益社会化、现代化,产品包装正以崭新的面貌崛起,受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品,选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器,并借助适当的技术手段实施包装作业,以达到规定的数量和质量,同时设法改善外部结构,降低包装成本,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运,防止产品破损变质,不污染环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力,广开销路,不断促进扩大再生产。无论在国内或国外,包装工作已涉及到各行各业,面广量大,对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响,甚至在现代生活中出现了过去难以想象的新情况:未经包装出售的商品变得越来越少了,而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售。因而不妨这样说,在将来,如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售;可是如果没有先进的工业与科学技术的综合发展,也不可能出现高水平的现代化包装。迄今,一些科学技术发达的国家,在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门,已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程,有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明,实现包装的机械化和自动化,尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线,不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可以获得巨大的经济效益。1)能增加花色品种,改善产品质量,加强市场竞争能力现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作,甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品,不论在式样、质地或精度等方面,大都是手工操作无法胜任和媲美的.随着商品的多样化,这一点越来越引起了人们的重视.另外,用机械手代替人手,就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染,从而保证食品药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。2)能改善劳动条件,避免污染危害环境对有剧毒、刺激性的,低温、潮湿性、爆炸、发射性的,以及必须放置在暗室的物品,实现了包装的机械化和自动化,便可大大改善操作条件,避免污染危害环境。至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他苯重的包装工作,如能实现机械化和自动化,则能大大减轻体力劳动强度,增进工人健康和提高生产效率。3)能节约原材料,减少浪费,降低成本有些粉末、液体物料在手工包装过程中容易发生逸散、起泡、飞溅现象,若改善机械包装则会大大减轻损伤。4)能提高生产效率,加速产品的不断更新机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍,无疑这将会更好地适应市场的实际需要,合理安排劳动力,为社会多创造财富。由此可见,实现包装机械化和建立现代包装工业,乃是关系到国家长远规划的一件大事,也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容。包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策,有必要深入地了解它的一些特点。一、包装机械是特殊类型专业机械包装机械为特殊类型的专业机械,机种繁多,综合研究工艺、材料、设备乃是开拓包装新技术的根本途径。首先指出,包装物品不仅花色品种多,而且大都是可变化的,如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。而且人们对食品、药品、日用消费品等的包装还常提出更多更高的要求,以致在客观上便形成了包装机械突飞猛进、更新较快的局面。第二节包装机械的主要特点及发展方向任何事物之间总有它们的共性与个性。若能按照具体条件探索出一种模块化(或称积木式)的包装机械体系,通过适当改变模块的组合,使之具有不同的功能和生产能力,那么必会有助于简化设备构造,实现设计制造的计算机化,缩短工作周期,降低生产成本,增强市场竞争能力。如有的制袋成型充填机,只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数包装机构复杂、动作精确、运行速度快、工位多,所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。为此,要设法改善自动包装机及自动包装线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。包装材料是包装工业的基础。选择合适的包装材料为有效地利用资源,提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开销路创造了有利的条件。在一般情况下,纸、塑料、波璃、陶瓷、金属等材料均各有其利弊,应按具体条件经综合分析而决定取舍。从五十年代起,有机合成、金属冶炼等工业部门取得了迅速发展,并给给包装工业部门提供了相当丰富的新型材料、容器、涂料、油墨和粘合剂。从而使包装技术方法、结构设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。例如拉伸包装、收缩包装、喷雾包装、真空充气包装、热成型包装、压敏贴标、高频热封等新技术和新装备就是在那个时期应运而生的。当前,液体软包装尤其是无菌软包装发展很快。借助塑料、铝箔、纸及其多层复合材料制作的各种形式的袋、管、瓶、罐,大都用于充填果汁、牛奶、酱类、油脂、冰淇淋、洗涤剂和化妆品等物料。其优点是,保护作用好,便于贮藏、运输、携带、使用,而且资源丰富,成本低,能回收处理。但是,对于一般用途的大型容器,为增强牢固性和钢性,有的则以硬质塑料来代替。总之,现代包装不单作为一个独立的工业部门已经取得了惊人的进展,同时也逐步形成为一门崭新的综合性学科,即国际上公认的“包装工程学”。其中包括包装材料学、包装工艺学、包装设计学、包装印刷学、包装动力学、包装机械学、包装检测学、包装管理学、以及包装标准化等重要分支。反过来,这又为包装工业的健全发展打下坚实的理论与实践基础。二、在发展专用机种的同时,积极开发通用包装机械包装机械在发展专用机种的同时,为满足现代包装的实际需要正在不断扩大其通用能力,积极开发各种新型的通用包装机。研制通用包装机的目的,一是要适应被包装物品、包装材料和包装形式的多样化;二是要照顾制造使用单位的技术力量、设备配备和生产成本。今后,根据旅游、地质勘探、国防建设的实际需要,还得大力研究方便食品和方便口粮等包装新技术,随之将进一步促进包装机械的革新与创造。近十多年内,高强度的卷筒纸和玻璃瓶开始应用于包装工业领域,加上大大改进了机械的结构材料(如优质轻合金构件)、制造装配精度和传动控制系统,还增设了自动供料、接头等装置,结果使裹包机、灌装机都得以大幅度地提高生产能力。有一种新型香皂包装机,所用的外层包装纸预先涂有速干的粘合剂,在高速连续供送过程中依次进行裹包、热封和冷却,结果生产能力比一般间歇式的增加一倍左右。瓶、罐包装容器的封口形式,除早期的王冠盖、螺旋盖以外,又出现了如易开的撕拉盖、扭断盖等新形式,有的还外加起保护、装饰、标志作用的热收缩封套。因而国际包装界日益重视包装机的通用性,以便借助有限的机械设备获得较大的经济效益。下面举例说明。国外盛极一时的接缝式裹包机(俗称卧式枕形包装机)可用多种柔性材料在较宽的尺寸范围内包装各种块、片、棒状及外形不规则的单件或组合件,有的还能窝边、充气。此类机种的最新一代产品配有微型电子计算机控制系统,按给定的被包装物品尺寸和生产能力通过微机储存的程序进行运算以确定应调量,再控制有关的伺服电机来灵活改变料带的横封切割间距及同步运行速度,并用数子显示出来,达到切割准确,节省包装材料,操作方便等目的。新近问世的压敏贴标机因具有结构简单、工艺先进、通用性强等优点已被大量采用。此标签预涂一层持久性压敏粘合剂、再匀敷到加有硅酮的卷带上。工作时借专用机构展开,至转折处将标签脱开而移于物件所要贴的部位上。关于装盒(箱)机械的发展方向是进一步扩大多种、多规格的单件或组合件的包装,加上盒(箱)型变化多、变化快,因而大都属于充填或裹包类型的装盒(箱)机械,其通用化程度越来越高了。当前,在提高包装机通用能力方面又取得了不少新进展。例如对装箱、封箱、捆扎、结扎等流水线传送来的多规格物件,已经能够实现随机处理。当它们一到达包装工位便可自动调节执行机构而完成所规定的包装作业。今后如何扩大混流自动包装线的随机处理范围,则是国际包装界的科技人员深感兴趣的一大课题。应该指出,在强调通用包装机的发展时,还要注意发展专用机种。现以胶囊和卷烟的包装为例,鉴于其形状和尺寸能保持相对稳定,因而宜于选用专用包装机,以便简化结构和控制系统,大幅度提高生产能力并且可组成多功能包装机或者自动包装线。应该指出,在强调通用包装机的发展时,还要注意发展专用机种。现以胶囊和卷烟的包装为例,鉴于其形状和尺寸能保持相对稳定,因而宜于选用专用包装机,以便简化结构和控制系统,大幅度提高生产能力,并且可组成多功能包装机或者自动包装线。总之,通用、多用、专用包装机的分类,主要取决于包装品种和包装批量的多少与组合。它们都各有特点和适用范围,只不过在发展的比重上要随着社会的需求而有所侧重。许多国家曾走过的发展包装机械的成功道路足以证实这一点。三、包装机械日趋联动化、高速化、自动化包装机械日趋联动化、高速化,并相应提高自动化技术水平,使设备功能逐步完善。在这方面,国际包装机械的发展大体上经历了四个主要阶段：热成型的贴体包装原先都是用单张膜片和多孔底板间歇包封五金元件及日用品的。如今已研制成功将塑料挤出成型与底板热封合为一体并能连续工作的机组了。这样,不仅大幅度提高生产效率,还节省原料和电耗。对贵重仪器、手工艺品的装箱,已采用现场喷射发泡填充剂的办法使之可靠定位,并达到缓冲防震、减轻箱重等目的。它的功能给缓冲包装设计和装箱机械化增添了新的课题。关于包装设计必须从艺术与功能的角度来选则包装材料、包装形式及其结构尺寸。譬如老式的“天地帽”和“翻转盖”的硬纸盒型就难以满足机械包装的要求;而新近研制出来的一种连续式安瓶式充填封口机,可将安瓶的波形衬板改在现场用卷筒纸制造,然后往上排瓶、计数、切断、再推入已被打开的折叠式细纸盒内。有了这种多功能机,自然使安瓶的装盒工艺过程大为改观。第一阶段—从本世纪初直至第二次世界大战结束以前,在食品、医药、卷烟、火柴、日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化。第二阶段—五十年代,包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主的自动控制系统,实现了初级自动化。第三阶段—六十年代,以机电液气综合技术(包括由晶体管等元件组成的控制系统)装备起来的先进包装机明显增多,机种进一步扩大,在此基础上实现了专用的自动包装。第四阶段—七十年代,将微电子技术引入自动包装机和自动包装线,实现了由电子计算机控制的包装生产过程。从八十年代初开始,在某些包装领域里将微机、机械人更多地应用于供料、检测和管理等方面,准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。在加速发展包装机械自动化的工作中;有些关健性问题值得认真考虑：1)根据我国实际情况既要大力研制先进的全自动和半自动的包装机,还要对某些行业中有效、小型轻巧的手动包装工具与装置给予足够重视,以充分发挥其相辅相成的作用。2)为提高自动包装机的工作可靠性,必须设法简化结构、控制系统和操作程序,并尽量采用连续传动。虽然有不少包装机是在模拟手工包装动作的基础上创造出来的,可是却没有必要一切都按手工动作去做,以免弄巧成拙,得不偿失。3)包装自动化程度的高低会直接影响产品质量、能量消耗、操作环境和劳动生产率但这并非是确切估量机械结构复杂程度的唯一标志。例如,粉粒物料和液体物料一般都可借助较简单的装置来妥善解决自动供送问题,然而对卷筒式包装机材料和不规则块状物品要想实现全自动供送就不那么容易了。4)在包装机械自动化中,今后的主攻方向：一是包装材料、包装容器、被包装物品的自动整理、供送和成品输出,二是单机、联合机及作业线内部的自动协调工作和对故障、更换产品的自动处理;三是对包装质量的非接触式的自动检测以及不合格品自动剔除,并可随机地自动调节有关参数从而维持正常的工作条件;四是为适应多品种、小批量包装日益发展的实际需要,加强机电一体化,开辟新一代的柔性自动包装机和自动包装线,建立相应的生产管理体系。实践