包装工程论文（期刊编辑推荐6篇）之第六篇
摘要：模块化设计是目前机械设计领域较为先进和普遍的设计理论, 该理论的应用推动了包装机械设备从自动化到智能化的转变, 带来了技术上的革新以及设计效率上的提升。文章主要介绍包装模块化设计的内涵和特点以及其在包装机械中的应用。
关键词：包装机械,模块化设计,机械制造
1 模块化设计的内涵与特点
1.1 模块化设计的内涵
在机械制造方面, 模块化设计包括两个阶段。首先设计人员在进行了充分的市场预测和功能分析之后, 划分并设计出一系列通用的功能模块。随后根据客户的需求, 对这些通用的功能模块进行选择和组合, 最终形成一个具有特点功能和性能的产品。
模块化设计根据选择组合方式的不同又分为衡系列模块化设计、纵系列模块化设计、全系列模块化设计等多种设计方式。模块化设计理念一经推出就在机械制造领域得到广泛应用, 它从根本上解决了用户多样化需求同生产专业化之间的矛盾, 同时大大提高了机械制造企业的效益。
1.2 模块化设计的特点
1) 维修效率高。基于模块化设计理念设计的机械设备由多个标准化模块组成, 当某个部分出现故障时, 可以直接更换该模块, 减少产品维护和修理的费用, 提高维护修理的效率, 有助于提高企业的生产效率。
2) 缩小产品生产周期。由于不同功能的机械设备主要由标准化模块组成, 而不是一个个单一的零件。因此工厂只需要适当增减不同的模块就可以实现产品功能的调整, 设备的生产周期更短, 能够满足市场的要求。
3) 有利于开发新产品。随着社会经济的发展, 包装机械生产市场的竞争越来越激烈, 企业要想在市场站稳脚跟, 必须以市场需求为出发点进行产品创新。而模块化的设计理念为企业创新提供了强有力的理论支撑, 技术人员只需要通过新技术革新旧模块就能够大大改善机械设备的性能, 提高创新效率, 使机械生产市场永葆活力。
2 模块化设计在包装机械中的应用
包装机械能够满足食品、药品等多个领域的包装需求。一般来讲, 企业出于产品更新换代或对产品保护的考虑会经常更换产品的包装或贴标, 如果每换一种包装就更换一次设备显然是不切实际的, 因此企业考虑选择能够通过模块调整满足不同包装要求的机械设备, 这就为基于模块化设计的包装机械创造了广阔的市场。
2.1 包装机械模块化设计流程
1) 设计师需要对包装机械设备的工作流程有深入了解, 通过收集资料了解机械设备的工作需求, 并在此基础上对机械设备总体分割为若干模块。模块化设计要求模块是可以进行更换和调整的, 因此在模块划分的过程中需要满足互换性原则, 同一位置不同功能的模块配合部位的尺寸是固定的。此外为保障机械设备的正常运行, 要求模块的划分具有较强的灵活性, 以提高设备运转效率。
2) 设计模块化部件之间的连接方式。模块接口的设计是机械设备能否发挥正常功能的关键, 需要遵循互换性和可组合性原则, 实现不同模块的良好对接。同时接口是两个模块之间联系的纽带, 为了提高机械设备运行的效率, 接口处的阻力应当经可能小, 以减少模块之间的相互牵连。
3) 模块化部件的统筹。设计人员根据不同模块的功能和位置完成整个机械设备的组装使之成为一个整体。不同模块之间的统筹性越强, 设备的整体性能就越好。因此需要统筹设计不同模块之间的连接, 优化设备工作效率。
2.2 模块化设计在药品包装设备中的应用
对药品包装来讲, 药量和包装的严密性都需要受到严格控制, 因此药品包装对机械设备的性能有很高的要求。同时制药厂家对药品外包装的改变也较为频繁, 传统的包装机械显然无法满足要求, 药品包装往往使用基于模块化设计理念设计的设备。
使用PVC为包装材料时, 药品包装的主要流程包括:PVC加热、成型、装药、缺粒检测、封合、压痕打批号、冲切有序输出、成品推出以及废料粉碎。在整个流程中, 需要根据药品调整的主要环节有PVC成型以及冲切。在PVC成型的过程中, 由于药品的大小和形状不同, 因此成型的模具不同, 此处需要设计不同的模块以满足不同的药品包装要求。在冲切过程中, 由于药品种类的改变, 冲切的大小也会发横变化, 同样需要设计不同的冲切模块, 并将模块固定在模板上, 根据需要调整模板的位置, 使冲切、有序输出等动作协调一致。
当使用铝箔作为包装材料时, 在装药位成型时不需要加热, 需要调整加热环节。同时铝箔的封合过程也同PVC材料有很大不同, 主要采用加热密封的方式。采用模块化设计方法, 不仅能够满足包装物体大小形状的变化, 也能适应材料的调整, 扩展了包装机械设备的性能。此外, 不少企业为提高机械设备模块设计的质量已经开始采用计算机仿真计算技术, 降低了新设备开发的难度。
结束语
总之, 模块化设计在包装机械生产中有着不可替代的重要作用, 缩短了开发周期、提高了产品的维护效率和创新性。目前, 我国包装机械设备的模块化设计程度同发达国家之间还存在一定差距。但是随着市场成熟以及国家对科技创新扶持力度的增强, 模块化机械设计将会迎来发展的黄金时期, 为我国制造业的发展提供强大的动力。
参考文献
[1]吴广发.机械设计中的设计要素研究[J].南方农机, 2015 (8) :93+96.
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