《包装机械》课程教学大纲.docx
《《包装机械》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《包装机械》课程教学大纲.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《包装机械》课程教学大纲
《包装机械》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：
03140104课程名称：
包装机械课程英文名称：
PackagingMachinery
课程所属单位：
机械系包装工程教研室课程面向专业：
包装工程
课程类型：
必修课先修课程：
机械原理、包装工艺学等
学分：
3
总学时：
48（其中理论学时：
25、实验学时：
4、讨论学时：
4、综合设计学时：
15）
二、课程性质与目的
本课程是包装工程专业的必修专业课，其教学目的是使学生通过全面系统地学习包装机械（如袋装机、灌装机、裹包机、贴标机和装盒与纸箱机等）的功能、结构、原理、主要零部件设计计算及使用性能等知识，提高学生选用、设计和开发包装机械产品的能力。
三、课程教学内容与要求
第一章绪论
⏹基本要求：
了解包装机械与其它相关机械的不同点及其实现的功能与作用；包装机械分类及型号编制，掌握包装机械的组成。
⏹授课内容
（1）包装机械的定义、分类和作用
（2）包装机械工业概况
（3）我国包装机械分类和型号编制方法
（4）包装机械的组成和特点
（5）包装机械国内外现状和发展趋势之我见
⏹本章重难点内容：
（1）掌握包装机械的定义；
（2）了解包装机械的作用、特点及分类；
（3）认识国内包装机械的现状及未来的发展趋势。
第二章包装机械的概念设计
⏹基本要求
建立包装机械概念设计的设计概念、方法和设计策略
⏹授课内容
（1）基本概念
（2）包装机械设计过程
（3）包装机械的概念设计
（4）包装机械概念设计应用举例
⏹本章重难点内容：
在于了解包装机械概念设计的过程模型及其推理策略，并掌握获得最优结构解的方法。
第三章袋装机械
⏹基本要求
本章要了解容积式、称重式和计数式充填机械的定量方法。
⏹授课内容
（1）概述
（2）容积式充填机
（3）称重式充填机
（4）计数式充填机
⏹本章重难点内容：
三类充填机的工作原理及适用范围。
第四章灌装机械
⏹基本要求
本章要了解灌装机械的工作原理、定量方法、供料装置及灌装传动与执行机构。
⏹授课内容
（1）概述
（2）常压灌装机
（3）负压灌装机
（4）等压灌装机
（5）压力式灌装机
⏹本章重难点内容：
负压灌装机和等压灌装机工作原理及灌装时间计算方法。
第五章裹包机械
⏹基本要求：
本章要了解常用裹包机的工作原理及卷筒材料供送装置。
（1）扭结式裹包机
（2）折叠式裹包机
（3）接缝式包装机
⏹本章重难点内容：
扭结式、折叠式和接缝式裹包机的工作原理及主要执行机构
第六章封口机械
⏹基本要求：
本章要了解热压封口机、卷边式封口机及其他封口机的工作原理。
（1）热压封口机
（2）卷边式封口机
（3）滚压式封口机
⏹本章重难点内容：
卷边封口工作原理及封口轮运动特点。
第七章贴标机械
⏹基本要求：
本章要了解常见贴标机的工作原理和主要形式
（1）粘合贴标机
（2）不干胶贴标机
（3）其他类型贴标机
⏹本章重难点内容：
粘合贴标机和不干胶标签贴标机工作原理
第八章装盒与装箱机械
⏹基本要求：
掌握装盒与装箱原理，并能针对不同的需二次包装对象选择或设计适宜的装盒或装箱方式。
掌握纸盒和纸箱的成型方式、分类；掌握装盒与装箱原理和结构特点。
⏹教学内容
（1）纸盒的种类及装盒机械的选用
（2）装盒机械及工艺路线（盒成型－充填－封口机）
（3）装盒机械典型工作机构
（4）瓦楞纸箱及装箱机械的选用
（5）装箱方法
a.装入式装箱法
b.裹包式装箱法
c.套入式装箱法
⏹本章重难点内容：
装盒与装箱机械的装箱方法
第九章包装生产线总体方案设计
⏹基本要求：
（1）了解包装生产线的作用、组成与分类；
（2）了解包装生产线的方案设计理念；
（3）掌握的包装生产线的设计要点和应该注意的几个布局问题；
（4）通过典型包装生产线的案例分析，要求掌握生产线系统分解策略、关键子系统的确定的依据，以及生产线各子系统联接与排列方式等。
⏹教学内容
（1）概述
●采用包装自动线目的生产线定义
●设计理念
●设计方法
●设计程序
（2）总体设计
●设计任务书
●系统分解
●关键子系统确立
●生产线包装设备联接方式与排列选择
（3）案件举例
⏹本节重难点内容：
（1）自动包装生产线总体方案设计的设计理念与技法；
（2）包装工艺路线与设备布局原则;
（3）包装生产线组成、分类与设计；
（4）关键设备选型及设备布局；
（5）关键子系统确立方法；
（6）包装生产线的输送、分流、合流、变向装置，典型包装生产线示例；
（7）包装生产线的生产率及影响因素，提高生产率的途径。
四、教学环节与教学要求
采用多媒体教学；图文并茂。
五、课程考核办法
平时成绩10％、实验实践考核20％、综合设计70％。
六、教材与主要参考书
教材：
张国全等包装机械设计轻工业出版社，2013.2
参考书
1.黄颖为等.包装机械结构与设计.化学工业出版社,2005.1
2.孙凤兰等.包装机械概论.北京：
印刷工业出版社,2003.1
3.赵淮.包装机械选用手册.北京:
化学工业出版社,2001.5
4.许林成.包装机械原理与设计.上海:
上海科学技术出版社,1988.6
5．高德.包装机械设计.北京：
化学工业出版社,2005.8
6.孙凤兰等.第2版,包装机械概论.北京:
印刷工业出版社,2003.1
参考期刊杂志：
1．《包装与食品机械》
2.《包装工程》
3.《包装科学》
4.《中国包装》
5.《包装工业》
6.《轻工机械》
7.《包装世界》
8.《现代包装》
9.《机械工程学报》
10.《中国机械工程》
11.《机械科学与技术》
12.《机械设计》
13.《机械传动》
14.《机械设计与研究》
15.《机械设计与制造》
《包装机械》实验教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：
03140104课程名称：
包装机械课程英文名称：
PackagingMachinery
课程所属单位：
机械学院包装工程教研室课程面向专业：
包装工程
课程类型：
必修课先修课程：
机械原理、包装工艺学等
学分：
3
总学时：
48（其中理论学时：
25、实验学时：
4、讨论学时：
4、综合设计学时：
15）
二、课程性质与目的
本课程是包装工程专业的必修专业课，其教学目的是使学生通过全面系统地学习包装机械（如封口机、灌装机、裹包机、多功能包装机、贴标机及捆扎机等）的功能、结构、原理、主要零部件设计计算及使用性能等知识，提高学生选用、设计和开发包装机械产品的能力。
三、课程教学内容与要求
实验一：
负压灌装机流速系数测定实验（2学时）
1．实验目的：
学生利用包装机械、化工原理等综合知识，求出液体流速系数，由此可分析影响灌装能力的因素，还可进一步提出提高灌液生产能力的解决方法。
2．实验要求：
各组确定一个固定的真空度值，调节好灌装机、旋盖机和链板转速。
在保持贮液箱内液面恒定的条件下先测量△P、Z，并根据液阀内径及排气管外径计算出液阀当量直径而得到液体流通面积A0；然后再由灌装实验测出灌液容积及相应的灌液时间，得到液体体积流量V；最后根据公式计算得到流速系数平均值。
每组5人，选组长一名（实验总体协调）。
3．实验测量参数：
（1）贮液箱液面与真空指示管内液面距离—真空度△P
（2）灌装时贮液箱液面与排气管口截面的距离Z
（3）液阀内径
（4）排气管外径
（5）灌液容积与灌液时间（10次）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
灌液容积（ml）
灌液时间（s）
说明：
各参数单位均为国际单位
4．计算公式：
（式中：
V为体积流量；C经验值为0.5左右；贮液箱液面比排气管口截面高时用+Z，反之用-Z）
5．实验用具：
塑料瓶、自来水、量杯、秒表、计算器、尺等
6．主要仪器设备：
GFP-12型负压灌装机
实验二：
袋成型—充填—封口机包装实验（2学时）
1．实验要求：
仔细观察袋成型—充填—封口机包装工作原理及主要执行机构（热封机构、物料计量供送机构、卷筒材料供送及成型装置、自动检测装置等）。
2．实验每组6人，选组长一名，学生自带实验用具（笔、记录本、计算器、尺等）。
3．每组实验又分为三个认知内容，学生可任选一个内容写入实验报告。
（1）绘制执行机构工作循环图
（2）绘制成型器结构图、计量装置结构图（颗粒物料）
（3）测偏心链轮机构相关尺寸、画输出运动特性曲线
4．主要仪器设备：
DXD型多功能包装机
实验三：
自动包装、装箱、码垛生产线实验（可选）（2学时）
一、实验目的
1、通过自动包装码垛流水线的调试、使用，掌握自动装箱机的基本工艺及实现这些工艺所必须的机构。
2、掌握自动装箱机和码垛机的工作原理及传动系统。
3、能基本调试自动装箱机和码垛机流水线。
二、实验设备与用具
1、机器设备：
永创自动包装码垛流水线；
2、工具：
扳手、螺丝刀、剪刀
3、物料：
玻璃瓶、瓦楞纸箱，胶带。
三、实验要求
仔细观察自动包装、装箱和码垛生产线工作原理及主要执行机构（装箱机构、箱体物料供送机构、封箱装置、码垛装置等）。
实验每组5人，选组长一名，学生自带实验用具（笔、记录本、计算器、尺等）。
认真做好实验记录；画出装箱机工艺流程图；说明装箱机在工作中要做复位的原因，以及复位的关键几个机构,并能试述该机的工作过程。
四、实验内容与步骤
（一）实验内容
1.机器的结构
2.电气原理及工作原理
箱子经过进箱输送带进入装箱机，通过传感器与止瓶气缸的配合实现箱子的准确定位.同时由标机经链道输送来的瓶子再经装箱机输瓶台,再由抓头。
∙瓶子被输送到进瓶台。
∙有个信号使装箱操作开始
∙瓶子和箱子到位并足数时
∙在输送带上，没有出现箱子错位。
∙装箱操作是通过一个连续工作的曲柄传动进行的。
串接的包装头平行导向装置，保证了包装头在装箱范围的每一个工位都处于稳定的和真正的水平状态。
采用时序电路的顺序控制使得包装头的驱动机构和箱子或瓶子输送能够同步运动。
瓶子输送
∙瓶子根据箱子的样式按行分布。
∙当瓶子缺少时，机器停止装箱，保持在“等待状态”，并在瓶子足够时，再次自动地运转。
箱子输送
固箱器将箱子准确地固定在装箱位置上。
箱子缺少或错位使机器停止。
机器保持在“等待状态”，并在排除故障后自动地重新运转。
传动系统
∙连续操作的曲轴传动。
通过齿轮传动止动马达传动。
顺序控制的时序电路确保包装头传动和箱子输送及瓶子输送之间的同步运作。
包装头横梁的平行导轨
平行导轨装在装箱机的两侧。
它保证包装头在装箱范围内的每个工位都处于稳定和完全水平的位置。
放箱进入装置
在箱子进入装箱区域内的进口处安装的放箱进入装置，这是一气动控制装置，当箱子被放入后，由固箱器（定箱架）固定箱子的位置，将箱子正好固定在工作点上。
振动装置
振动装置防止瓶子在瓶子进口处卡死，通过一个电动偏心轮，与输送方向成横向产生振摆运动。
保养单元
∙关闭压缩空气并使输入压力碱低到装箱机的工作压力。
∙监控设定的压力，以及从压缩空气中分离出冷凝水。
∙带有功能组的维护单元。
1.冷凝水分离器
2.冷凝水排放螺丝
3.减压阀，用来调整所需的工作压力
4.关断闸阀
5.监控器，用来监控最低压力
进瓶台
∙传动通过正齿轮传动减速马达和链式传动进行。
∙瓶子按与装箱机输送轨道平行地或成90的方向进入机器。
∙瓶子在进瓶台上整齐地排列成行，进行足数检查并准备装箱。
抓头悬架
一个固定在包装头板上的塑料管，抗扭曲，用于悬挂抓头并对其供气。
安装抓头时可以把它拉出来。
装箱头
∙装箱头用于安装抓头悬架。
∙抓头单个地并弹性地悬挂在装箱头上。
安装这种弹性悬架时，抓头可以垂直移动。
因此，特别在瓶子材料不均匀时，可防止损坏抓头部件。
∙如果一个抓头超出允许尺寸，机器就停止。
瓶子足数控制
如果采用自动化操作，只有在瓶子足数时，才可进入装箱过程。
瓶子导轨
瓶子导轨的任务是把到达瓶子台口的瓶子分布到窄通道内。
这样在包装过程之前，把瓶子变成如塑格装箱时的3×4队列。
箱子导轨
∙箱子导轨的宽度可调。
两边的箱子导轨用来对箱子在前进方向的横向进行定位。
∙一般根据箱子种类用工具调整导轨的高度。
∙宽度可以不用工具进行调整。
操作台
∙操作台上装有指令仪和指示仪、明码显示、输入键盘。
选择各种指令级别用的按键以及可选择的变量表和手动功能。
∙操作台安装在装箱机输送装置的范围内。
它具有操作机器及其功能控制所必须的信号、指示和控制装置。
一种明码显示可向操作人员报告每种操作状况。
若出现故障，就会在那里显示出来。
同时，明码显示表明了故障原因，并向操作人员发出排除故障的指示。
急停:
当发生紧急情况时,按下紧急开关,机器的一切运行都停止。
当没有拔出紧急开关时,机器不能工作.注;正常生产中,严禁按下此按钮,避免损坏机器,以及造成意外的工伤事故,（当正常生产中,急停,容易造成抓头中的瓶由于惯性甩出安全区,并造成爆瓶,造成意外伤害.）
∙触摸屏操作显示面板.
1、机台工作计数显示.
2、机台运行状态及故障显示.
3、手动/自动切换.
注：
手动操作时
1）所先要确认无人员在危险区内
2）纸箱或塑箱是否到位无变形偏移,抓头是垂直无变形偏移.
3）装箱机进出箱输送带控制.
触摸屏的功能说明
手动功能
先点触操作面板的自动/手动,切换到手动状态
1
主机正点动/反点动
力臂向后工作
力臂向前工作
2
箱子传送包装区域,阻箱器A/B
触及控制
3
手动进箱
触及控制
4
抓头架开/合
触及控制
5
挡箱器A3/B3
触及控制
6
手动出箱
触及控制
7
抓头充气/放气
触及按制
8
挡箱器A2/B2
触及按制
9
排箱
触及作用
10
定箱器上/下
触及作用
12
挡箱器A1/B1
重新设定
13
阻瓶器
触及控制
14
摆瓶器
触及控制
15
输瓶台
触及控制
16
输箱带1/2/3/
触及控制
∙复位:
当故障已消除后,"清除"用复位键清除故障信息
∙清零:
当生产结束后,记录当班的生产数量,并对计数器清零操作.
∙故障显示:
出口堵瓶,瓶台缺瓶,缺箱,急停,抓头错位,机后停止.前/左/右保护.（安全保护光电）.
（二）实验步骤
1、启动前的准备工作
（1）检查空气干燥器内是否有多余水份，若有，应旋开干燥器底部的黑色旋钮，将多余水份排完后即干燥器的视镜里不再留有水滴，旋上干燥器底部的黑色旋钮。
（2）检查压缩空气气阀是否打开。
如没有打开，旋开压缩空气总阀，调节压力至0.300－0.60ar。
（3）确保抓头空气压力为0.15-0.2Bar。
（4）检查是否有东西及工具遗留在链条上和机器上，如有，应拿开。
（5）检查抓头是否漏气，如有漏气的抓头要找机修工更换新的。
（6）检查并确保塑料阻挡灵活方便使用。
（7）检查并确保有足够的箱子及瓶子供应在箱子和瓶子的传送带上。
（8）检查并确保加足黄油（参见“装箱机的保养”一章）。
（9）检查并确保电源、紧急开关以及机器启动开关打开。
（10）检查并确保各光电感应器正常工作。
（参见“装箱机的概述”）
（11）检查并确保TK打开。
（12）检查进、出箱口处的自由辊轴，确保使之自由转动，以免阻箱。
2、开启
开机操作顺序
（1）打开供气阀门（如右图箭头所指）,接通气源,合上电源开关,接通电控柜电源.
（2）用钥匙顺时针打开控制电源，图1主控台接通电源,触摸显示屏亮.
（3）按输箱带1,2,3触摸按扭开关,使输箱带1,2,3进入工作状态（显示为:
绿色触点操作面板的输箱1-3.使之变为绿色,（绿色表示正常运转状态）.
按下”主机启动/停”按钮,启动机器按自动程序控制工作.
3、空载运行
（1）将设备预置到初始要求的状态；
（2）连续运行至少5分钟，确保各机构运行顺畅：
（3）检测堆码系统各光电开关工作时候正常；
注意：
在调整封箱机封箱带时应断开传送带开关，待正常时再接通。
4．上瓶装箱运行：
（1）停机，复位，按照4x3的装箱规格装瓶；
（2）将成箱状态的纸箱放置于供箱台传送带入口处，适当调整传送带两侧护栏宽度。
（3）检查抓头位置是否正确，如有误差作适当调整。
（4）确认各机构正常后，接通开关，开始装箱工作。
5、停机操作顺序
（1）按启/停按钮,机器停转.
（2）停止输箱带,输瓶带.
（3）闭带锁开关,切断控制电源.
（4）关闭供器阀,断气.
注:
停机前必须清空瓶台输送带.
五、实验报告
1．认真做好实验记录；
2．画出装箱机包装工艺流程图；
3．说明码垛机主要机构及工作原理；
4．试述自动包装、装箱和码垛生产线工作过程。
四、学时分配表
实验学时分配表
序号
实验项目（或内容）名称
实验学时
实验类型
每组实验人数
说明
验证型
设计性
综合型
其它
1
负压灌装机流速系数测定实验
2
是
5
每组需20-30分钟
2
袋成型—充填—封口机包装实验
2
是
6
有3个实验内容
3
自动包装、装箱、码垛生产线实验（可选）
2
是
5
每组需20-30分钟
小计
6
《包装机械》综合设计教学大纲
一、综合设计的目的
1.包装机械综合设计是该课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握包装机械设计的一般方法。
2.培养综合运用机械制图、机械设计基础、机械制造基础等相关知识进行工程设计的能力，以及提高二维、三维绘图软件、运动学与动力学仿真和三维动画软件的熟练使用能力。
3．培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。
4．提高技术总结及编制技术文件的能力。
5．为毕业设计教学环节的实施奠定基础。
二、设计内容与基本要求
1．设计内容：
教师出题，学生自选
2．基本要求
（1）每5人自愿成组，组长负责制，综合设计必须独立进行，每人完成小组分配的特定工作.
（2）根据设计任务书要求，在全面设计项目的结构、性能、工作原理、及其执行机构的组成、运动规律的基础上，完成本项目的结构设计（二维与三维）、运动学与动力学仿真、三维动画等内容。
（3）利用Solidedge与AutoCAD软件绘制零件与装配图，要求结构装配图要正确、完整的表达其工作原理、性能要求、零件间的装配关系、零件的主要结构形状及在装配、检验、安装时所需要的尺寸和技术要求。
（4）利用ADAMS软件分析设计项目各项运动学与动力学参数，要求分析结果与任务书要求一致。
（5）三维动画主要以执行机构为基础，要求各动作衔接平滑，能真实直观地再现各运动部件的路线轨迹。
3.编写设计计算说明书
要求：
说明简要，计算合理、准确，表达清晰，文字简练通顺。
主要内容：
（1）设计任务；
（2）主要规格参数；
（3）工作性能及范围；
（4）各有关参数的计算与确定；
（5）方案论证；
（6）主要工作部件的设计计算；
（7）有关校验计算。
附：
（1）结构装配图、主要零件图
（2）数字化的三维模型图
（3）运动学与动力学仿真结果，并提交分析说明报告
（4）三维动画软件。
三、学时分配
设计时间：
15学时；答辩：
1天
《包装机械》教学方法
1、课堂教学
（1）采用丰富多样的课堂教学方式
教学过程中，采用互动式、项目式（自己出题、自己讲解）、板书、多媒体、教学资料片等多样化的教学方式。
对结构复杂的机械和设备，课堂教学中利用多媒体课件中的设备结构图进行讲解；现场教学中利用校内实验室和校外实习基地的设备资源进行讲解，使学生掌握各种复杂设备的内部结构；对工作原理及机理比较复杂的机械和设备，利用多媒体动画手段，真实形象地展示包装机械的工作过程、深刻揭示其复杂的机理；采用互动式教学方法，活跃课堂气氛、提高课堂教学效果。
采用项目式教学方法有助于拓宽学生对知识认知的角度，开拓视野，使学习效果更佳。
（2）采用“问题教学法”，增强学生的分析问题和解决问题的能力
“问题教学法”是针对课程中的难点问题通过教师一个个成功的设计案例提炼其设计原理和处理问题的方法并鼓励学生利用已有的知识来分析与解决问题而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，掌握课程中的知识难点，并提高学生解决实际问题的综合能力。
（3）采用“学、做、用”三级层次培养模式代替“传授知识”的教学模式
传统的专业课往往按知识体系来组织教学，先学基础知识，然后逐步深入提高。
但在以能力培养为核心的模块化教学中，知识体系将呈现出一种“倒挂”或者“断层”的状态，学生是在一个接一个的“为什么”中去获取他们所需要的足够的知识。
在讲授《包装机械》充填机械一章时，对各类机械只介绍基本原理，对其实现的基本结构先不讲授，等讲到具体案例时在进行详细介绍，从而使学生觉得学有所获、学有所指。
同时在课程后期，授课教师将企业很成熟的产品与部件拟出课程设计课题，授课老师指导每个学生独立完成某个部件或产品的课程设计工作；设计完成后，组织学生深入企业，对照设计，体会同类产品设计过程中采用的方法与思路。
在“学、做、用”三级层次培养模式中，充分提高学生工程认知能力与把握课程中的重难点问题。
2、课堂实验教学
采取学生分组策略，每组5人，按实验指导书要求，学生提前预习实验内容并收集相关资料，在老师带领下完成相应的实验项目，写出实验报告。
3、课程网站建设
通过课程网站，实现在线答疑、资料共享、问题讨论等方式及时互动地传授包装机械理论与方法，将课堂教学在不受时间与空间的限制条件下帮助学生释疑解惑。
4、课程设计
教师根据成功案例的某个部分作为课程设计命题，学生每5～6人自愿成组，采取抽签形式决定命题归属，在规定时间内由教师指导下完成命题的方案设计、模型绘制（二维和三维）、运动学与动力学仿真，三维动画和编制设计说明书等内容，并参加课程设计答辩，设计组每名学生都需上台阐述自己承担的设计工作，再由教师来点评各命题的设计得失。
为了提高学生认真学习的态度，强化知识理解能力培养，本课程开设的课程设计真正将理论教学和实践教学协调发展落实到实处，培养既有理论知识又有实验实践能力且具有综合素质的高级技术人才。
5、课外科技活动
课堂知识的掌握程度，要看对所学知识的运用水平。
积极鼓励学生参加课外科技活动和机械设计与制造创新大赛，作为课堂学习的延伸，锻炼学生应用理论知识的能力。
近年来，课程班大部分同学积极申请获得学校大学生科研立项，多项成果获得省级以上机械设计与制造创新大赛奖励，课外科研活动的参加，锻炼了学生综合运用所学知识的能力，提高了学生学习理论知识的积极性。
6、改变考核方式，强化工程认知能力
升级会员 