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理工學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目： 茶葉自動包裝機設計
學生姓名： xxxxx 學 號： xxxxxxxxxxx
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
指導教師： xxxxxx
20xx 年 x月 x日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2010年2月26日”或“2010-02-26”。
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畢業(yè)設計（論文）開題報告
文獻綜述
1、我國包裝機械行業(yè)的現(xiàn)狀
1.1 我國包裝機械的發(fā)展歷程
中國包裝機械起步較晚，起于上個世紀70年代，北京市商業(yè)機械研究所通過研究日本的包裝機械，制造了中國第一臺包裝機。包裝機械經(jīng)過20多年的發(fā)展，已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為我國包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障。雖然包裝機械自改革開放之后，得到了迅速的發(fā)展，但是統(tǒng)計顯示，我國包裝機械品種只有1300多種，而且大部分還基本停留在測試、仿制階段，自行開發(fā)能力弱，不能滿足市場需求。
1.2 我國包裝機械存在的問題
我國食品包裝機械大部分以單機控制為主，應用PLC和工控機、DCS及現(xiàn)場總線技術不到設備總數(shù)的10％。食品和包裝生產(chǎn)線的傳動以機械傳動為主，控制技術和驅動技術的綜合應用水平低，系統(tǒng)不能達到最優(yōu)化設計。由于生產(chǎn)企業(yè)技術水平不高，傳感和檢測技術、定位控制、在線監(jiān)測等得不到充分應用，與國外先進控制技術有較大的差距。我國包裝機械生產(chǎn)企業(yè)的技術裝備水平偏低、設備陳舊、效率低、精度差等問題，使得企業(yè)缺乏市場竟爭力。
2、國內外包裝機械的發(fā)展趨勢
在今天的快節(jié)奏的商業(yè)環(huán)境,食品生產(chǎn)商開發(fā)有效和高效的包裝過程是至關重要的。目前，國際包裝機械市場競爭激烈，包裝機械發(fā)展的總體趨勢是趨于“三高”—高速、高效、高質量。發(fā)展重點趨向于能耗低、自重輕、結構緊湊、占地空間小、效率高、外觀造型適應環(huán)境和操作人員心理需求、環(huán)保需求等。新的合金材料、高分子材料、復合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應用，食品包裝機械的集成化、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。
機電一體化的迅速發(fā)展，使自動化包裝機設備的需求激增，未來數(shù)年對各種包裝機械的需求將會快速增長。自動化產(chǎn)品在食品包裝機械行業(yè)中應用的市場潛能巨大。
2014年我國包裝機械使用自動化產(chǎn)品的市場增長4.90%，2015年自動化產(chǎn)品在包裝機械的市場增長率在5.0%左右。包裝機械行業(yè)自動化市場的增長率如圖1所示：
圖1 包裝機械行業(yè)自動化市場增長（2011-2015）
自動化改變著包裝機械行業(yè)的制造方法及其產(chǎn)品的傳輸方式，實現(xiàn)自動控制的包裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，有效減輕職工的勞動強度并降低能源和資源的消耗。國際上食品包裝機械自動化發(fā)展趨勢體現(xiàn)在如下五個方面：
一是對生產(chǎn)效率要求越高越好。這樣可以降低產(chǎn)品的成本，滿足交貨期要求。高速包裝機要求工序相關銜接，整個生產(chǎn)線按生產(chǎn)及包裝工序排列要做到倒序啟動，順序停機。如冷灌裝生產(chǎn)線從塑料原料自動上線到飲料灌裝、大包裝碼垛全部自動在封閉車間內進行。二是可適應產(chǎn)品的更新變化。包裝機械具有很高的柔性和靈活性，生產(chǎn)線允許在一定的尺寸范圍內包裝物的大小可以變化，變更產(chǎn)品及包裝不至于更換昂貴的包裝生產(chǎn)線。三是設備常見故障迅速排除。解決方案預先輸入電腦，當設備出現(xiàn)常見的故障時可以自行診斷，亦可實行遠程診斷并排除故障。四是要求具有自動識別功能。一方面可以通過自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，調整機械手動作幅度。另一方面，通過探頭掃描各種形狀不同的產(chǎn)品，確定物料位置后，用不同的機械手準確無誤地將物品按準確的位置及方向放好，排除人工操作的視覺及手指的疲勞。五是盡量減少環(huán)境污染。減少噪聲、粉塵污染，并盡量減少廢棄物。食品原料在加工時不僅收獲主要產(chǎn)品，還收獲附加產(chǎn)品，如玉米加工，產(chǎn)品除了玉米淀粉外，還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料等。
3、當前茶葉自動包裝機的特點
眾所周知，茶葉包裝的最基本要求是封密、避光、避氣、避濕，所以考究茶葉精禎包裝、保證原質品味、攜帶使用便捷是直接激發(fā)消費者購求欲望的動力。茶葉自動包裝機所選的包裝材料十分重要，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，為了達到避光、防潮等效果，成品茶要用兩層包裝來保證密封性，外層是塑料袋，內層是鋁箔袋。在簡裝包裝茶產(chǎn)品中，目前大多采用鍍鋁復合袋，這種包裝的密封遮光效果好。對于密封，茶葉包裝機本身設計也要嚴格要求，為了使茶葉的保質期延長，包裝機要能對包裝袋進行良好的密封，并且還要能夠真空密封。
茶葉自動包裝機集自動制袋、裝袋、密封于一體，茶葉自動包裝機采用微電腦控制技術，自動控溫，自動設定袋長，自動穩(wěn)定送膜，以達到最佳包裝效果。和分裝機配套使用，很好的解決了茶葉定量后內袋包裝的問題。提高了工作效率，降低了勞動強度，讓用戶真正感受科技創(chuàng)新的魅力。
4、茶葉自動包裝機面臨的問題
相對其他行業(yè)，目前可用的專門針對茶葉的各種包裝設備及技術的整體水平比較落后。在包裝茶封口和自動包裝機方面的問題尤為突出。在包裝茶的封口方面，鋁箔袋或者塑料袋都采用熱封的方式。在封裝過程中，包裝材料加熱會產(chǎn)生少量異味。因茶葉本身具有極強的吸附性，熱封產(chǎn)生的異味會對茶葉的質量產(chǎn)生一定的影響。在自動包裝機方面凈含量控制得不夠精準。企業(yè)不得不增加茶葉的量以保證凈含量不出現(xiàn)負偏差，使得生產(chǎn)過程中茶葉的損耗很大。面臨這些問題，包裝及其加工設備供應商必須能夠盡快研發(fā)出更加安全更加精確的適合茶葉產(chǎn)品的包裝產(chǎn)品及相關設備，這樣才能滿足茶葉自動包裝行業(yè)的需求。
參考文獻
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10 茶葉自動包裝機的工作原理與技術特點.百度百科：http://baike.baidu.com/
11 王麗.茶葉包裝設備及技術整體水平亟待提高——記北京張一元茶葉有限責任公司.2010.
本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑
對于茶葉、小顆粒包裝等行業(yè)，其產(chǎn)品最后都要裝成一定規(guī)格的包裝，本課題就是針對茶葉包裝這一行業(yè)，將茶葉按照一定的設定值稱量并打包。其中包括袋子成型，茶葉稱量，袋子熱封、切斷、封口等動作。本課題要研究或解決的問題，便是根據(jù)茶葉包裝過程中的包裝機械的一系列動作，選擇設計出合理的包裝機械機構。
通過對茶葉自動包裝機研究，可把整個包裝過程分為兩大部分：一是袋子的自動成型，二是茶葉的裝填和封口。
首要任務是袋子的自動成型。袋子的成型過程包括塑料膜的導引、袋子的縱向熱封、橫向熱封和切斷。為了解決這些問題，擬采用滾輪引導塑料膜，成型的導向環(huán)將塑料膜翻折、成型，再用加熱的滾壓輪對袋子進行縱封、橫封和牽引，最后用帶刀片的滾壓輪對袋子進行切斷。袋子自動成型的機械結構如圖一所示：
圖一 袋子自動成型機構
針對茶葉的進料、稱量過程，應使進料的過程不影響稱量，要求茶葉平穩(wěn)進料，擬采用螺旋推進方式進料，用帶重量傳感器的稱重漏斗對茶葉進行準確稱量?？紤]到茶葉包裝過程中的衛(wèi)生情況，袋子的拿取、撐口、放下等過程，可用氣缸裝置，應用大氣壓的原理實現(xiàn)。最后用氣缸帶動的加熱鐵塊進行袋子的密封。整個進料、稱量、裝袋、封口的機械結構如圖二所示：
圖二 進料、稱量、裝袋、封口機構
袋子的自動成型機構，茶葉的裝填和封口機構，整個動作流程需要一定的先后順序，可用PLC控制氣缸等動力源，實現(xiàn)茶葉包裝的自動化。
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