开题报告-打包机

湖南工学院毕业设计(论文)开题报告题目打包机设计学生姓名班级学号专业机械设计制造及其自动化1.研究目的和意义进入21世纪，基于计算机及电子的自动化技术快速发展，人们对传统设备的自动化性能改进提出了新的要求。随着生活水平的提高，人们也越来越注重精神生活的追求及子女的教育水平，因此书籍等印刷品的数量迅速增长，2010年年以来，我国图书出版业的年产值已经突破万亿元大关。出版业的发展，带动了印刷机械、包装机械等设备的需求。书籍的印刷具有季节性，多集中于大中小学校的开学前的阶段，这就要求，书籍印刷企业必须具备较强的生产能力。为保证书籍在转运过程不被损坏，业内普遍的做法是将一定规格的书籍进行打包。书籍的包装是制约书籍生产的一大问题，目前，国内的多数印制厂多采用人工包装的方式，包装质量差，包装效率低，随着用工成本的增加，部分企业还容易出现“用工荒”问题，从而无法满足生产需求。一些有实力的印刷企业从国外引进了部分全自动包装设备，但是使用和维护成本较高，间接地提高了企业的成本。因此行业内迫切需要研发性价比较高的自动打包设备。书本打包设备是一种典型的机电一体化产品，集书摞自动搬运、输送、书摞包装纸自动折纸、书摞自动裹包和自动捆扎等多种功能于一体。自动书本打包机的研制具有重要的理论意义和极强的现实意义，不但可以促进包装工业自动化和现代化的发展，还可以提高印刷企业的包装效率和包装质量，降低生产成本。2.国内外研究现状2.1国外发展现状国外对包装设备的研究较早，技术已经较为成熟，一些公司已经拥有比较完备的产品系列，并积极来发新品。美国的包装机械产业历史比较悠久，产品种类和数量居全球之首，其包装工业总产值占国民生产总值的3%。比较知名的公司，如LantechInc、ITW、ANGELUS、Barry-wehmillre、Beinis、SA-SIBSPA等公司都具有较强的市场竞争力，其设备特点是高精尖，与计算机技术精密结合，但是一般成本较高，价格昂贵。如图1所示，是Barry-wehmillre公司的包装机械，该设备具有自动化程度高，工作速度快等特点，但因结构比较复杂，各执行机构在协调配合时，经常会出现包装纸张褶皱问题。图1美国Barry-wehmillre包装机械德国是世界最大的包装机械出口国，包装机械在制造工艺和技术性能等方面都比较先进，其特点是具备成套、高速、自动化程度高，可靠性好。比较知名的公司有SETIZ、MSK等，如图2所示，是德国的MSK书本打包机，该设备每个动作都相互比较独立，动作协调性得到了很好的提升，可以同时打包多摞书本，工作效率较高，但是其占地面积较大，对车间要求较高。图2德国MSK书本打包机图3日本富士油压精机书本打包机日本是包装机械的后起之秀，其设备的主要特点是稳定性好、自动化程度较高、操作简便。比较知名的公司有古川株式会社、富士油压精机株式会社等，如图3所示，是日本富士油压精机会社生产的AP-78V打包机，该打包机其打包速度可达每分钟8包，最大包装质量20吨，设备自动约900KG。但是该设备使用了空气压缩机，噪音较大。此外，意大利、韩国等国家的包装产业也具有一定实力。总起来看，国外对包装设备的研究多集中在机电一体化、结构优化、生产效率提高及提高设备可靠性等方面，其表现出来的主要发展趋势有：（1）成套设备供应能力增强；（2）产品适应性好，具有好的柔性和灵活性；（3）普遍采用仿真设计技术；（4）包装工艺流程的自动化及智能化程度越来越高。2.2国内发展现状我国的打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，近年来发展异常迅速，已成为十大机械行业之一，产品广泛应用于轻工、食品、外贸、印刷、化工、纺织等行业。2011年，全国包装机械数量已达110.8万台（套），产值为443亿元，据中国机械工业联合会公布的数据，在十二五期间，国内包装机械平均增速可达16%，总产值有望突破6000亿元，目前，国内较为知名的企业有紫宏、新邵、飞达等。但是，我国包装机械企业规模偏小，技术装备不很完善，管理水平比较低，自我发展和技术设计开发能力较弱，产品品种单一[5]。主要表现在：生产效率低、能耗高、稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和配套件寿命低；产品的技术含量、附加值较低；新产品开发周期长，不能及时响应市场的需求，及时提供市场、用户所急需的产品。石家庄内燃机配件厂开发出一款SBD-J型平装书籍打包机[6]，能实现纸张的自动识别，具有过载保护功能，包装速度可达8包/min，其工作流程如图1-5所示。上海紫宏机械开发出SK20书本打包机[7]，打包速度可达20包/min，可对四种规格书籍进行包装，如图1-6所示。但是上述两种产品经常发生诸如卡纸、工序流传不畅等问故障，降低了工作效率，还容易产生噪音，不能从真正意义上解决书籍印刷企业的自动包装问题，因此没能得到较好的推广。图4石家庄内燃机配件厂打包工作机示意图图5SK20书刊打包机包装行业的发展取决于包装机械的发展，相对于国外产品，我国的包装机械还有一定的差距，具体表现在：（1）包装外观质量得不到保证，捆扎力度控制不好；（2）诸如搬运、打捆等工序可能会需要人工介入，不能实现完全自动化；（3）新材料、新工艺推广较少，产品更新速度慢，且可靠性较差；（4）单机设备多，流水线设备少，智能化控制程度还较低。纵观包装机械的发展历史，我国的包装机械产业要比发达国家落后将近20年，要想快步追赶，应该从虚拟样机设计、机构功能多元化、结构设计标准化、控制智能化等方面入手，实现包装机械专而精的发展。3.研究目标研究设计一种半自动打包机很好的满足对书本的捆扎要求，体积小，重量轻，运行稳定。减轻工人劳动强度，提高工作效率，降低成本。4.研究内容4.1系统运动方案的设计，提出几种可行的方案，进行优化对比，选出一种最优的方案进行设计。。4.2推书机构设计：机构功能分析、齿轮设计计算、轴的设计。4.3送纸机构、打包机构、捆扎机构等设计计算。5.研究方法和技术路线5.1研究方法做机械产品类设计，通常需要做市场调查，寻找最新研究成果，同时需要向使用者询问其使用情况及存在的缺陷和不足，从而找到研究的方向。在设计研究过程中，除了采用分析和比较方法，还有特别重要的一点是通过实验法获得数据及验证。设计前需准备好相关专业书籍，产品的基本结构和参数确定需要查阅相关专业书籍来选取，同时，在研究中对于需要讨论的问题和技术壁垒，需要向指导老师请教并一起讨论研究。5.2技术路线6.参考文献[1]王章福.包装分类设计-设计基础[M].北京：中国轻工业出版社2001,14-31.[2]刘晓玫，王超，刘国靖.应加快发展我国包装机械工业[J].中国包装：2003（12）：51-53.[5]孙怀远，郭志杰.微型直角封口包装机研制[J].包装工程，2008,29[9]:3-84.[6]李斌.剖析SDB-1型平装书籍打包机[J].印刷技术，2007（02）：51-52.[7]书刊装订领域添新秀—紫宏公司SK20书刊包装机简介[J].印刷技术：2008（11）：74.[8]魏玉杰，贺红林.全自动书本打包机的研究与设计[J].包装工程，2012（17）：79-83.[9]KIPPHANHelmut.HandbookofPrintMedia[K].NewYork:Springer—VerlagBerlinHeidelberg，2001.[10]陈虹，王芳.平装书籍书籍金属部件结构设计[J].包装工程，2009（12）：77-79.[11]许林城.包装机械[M].长沙：湖南大学出版社，1998.[12]高德.包装机械设计[M].北京：北京化学工业出版社，2005.[13]凌杰.数码复印机进纸机构的研究[D].南京林业大学，2009（6）：1