對(duì)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的探討

周廣德

【摘 要】包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是包裝機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要-內(nèi)容和步驟，設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研制周期和經(jīng)濟(jì)效益等。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)也不斷地融入包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中。為此，筆者闡述了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，以及現(xiàn)代包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法。

【關(guān) 鍵 詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法 包裝機(jī)械

【中圖分類號(hào)】TB486【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）02-0179-01

我國(guó)的包裝機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。但在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶的需求也越來(lái)越高。體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：為了滿足交貨期和降低生產(chǎn)成本的需要以及包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接必須提高生產(chǎn)效率；為了更好地適應(yīng)新變化的需要，包裝機(jī)械要具有高的柔性和靈活性；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；利于環(huán)境保護(hù)、噪聲、粉塵和廢棄物少；設(shè)備購(gòu)置投資盡可能少，價(jià)格要盡可能低。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根本無(wú)法滿足這些要求。

1、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法

為了尋求保證設(shè)計(jì)質(zhì)量、加快設(shè)計(jì)速度、避免和減少設(shè)計(jì)失誤的方法和措施，并適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，使設(shè)計(jì)工作現(xiàn)代化，引發(fā)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)的、科學(xué)的、計(jì)算機(jī)化的方法。它將那些在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用的所有科學(xué)方法論應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法實(shí)質(zhì)上是科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。冠以“現(xiàn)代”二字是為了引起重視，其實(shí)有些方法也并非是現(xiàn)代的?？蓺w納為下列具有普遍意義的方法：信息論方法、系統(tǒng)論方法、控制論方法、優(yōu)化論方法、對(duì)應(yīng)論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法、藝術(shù)論方法。把以上現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中來(lái)，則稱其為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法。

2、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

首先在設(shè)計(jì)理念上要借鑒先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，以用戶的需求為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)的理念，一機(jī)多基本一樣，但設(shè)計(jì)階段側(cè)重點(diǎn)不同如：總體設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮整個(gè)包裝機(jī)系統(tǒng)的布局、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計(jì)、人-機(jī)環(huán)境以及裝箱運(yùn)輸?shù)取ＤK化設(shè)計(jì)是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，它的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機(jī)中同一功能的單元設(shè)計(jì)成具有不同性能、可以互換的模塊，通過(guò)模塊的不同組合，使包裝機(jī)多功能化、系列化。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）使包裝機(jī)更新?lián)Q代速度加快。因?yàn)樾聶C(jī)型的替代，往往是局部改進(jìn)。將先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)相應(yīng)的模塊，比較容易實(shí)現(xiàn)局部改進(jìn)；（2）縮短設(shè)計(jì)周期。當(dāng)用戶提出要求后，只需更換模塊，或設(shè)計(jì)制造部分模塊，即可得到新的機(jī)型，滿足用戶需求；（3）降低成本，便于維修；（4）性能穩(wěn)定可靠。另外現(xiàn)代包裝機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足“綠色設(shè)計(jì)”，即人性化設(shè)計(jì)的要求。它是面向質(zhì)量設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、制造設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)的綜合設(shè)計(jì)。我國(guó)人口眾多，人均消費(fèi)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家低，而且城鄉(xiāng)差異較大，包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以價(jià)廉物美為主，不能盲目追求高精尖。要考慮到可靠性、安全性、環(huán)保性、低噪音等各方面的因素。充分體現(xiàn)原理優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制造優(yōu)化、造型優(yōu)化。

3、包裝機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)方法

機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)可分為定性可靠性設(shè)計(jì)和定量可靠性設(shè)計(jì)。所謂定性可靠性設(shè)計(jì)就是在進(jìn)行故障模式影響及危害性分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地應(yīng)用成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到可靠的目的。所謂定量可靠性設(shè)計(jì)就是充分掌握所設(shè)計(jì)零件的強(qiáng)度分布和應(yīng)力分布以及各種設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)性基礎(chǔ)上，通過(guò)建立隱式極限狀態(tài)函數(shù)或顯式極限狀態(tài)函數(shù)的關(guān)系設(shè)計(jì)出滿足規(guī)定可靠性要求的產(chǎn)品。機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法是常用的方法，是目前開(kāi)展機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的一種最直接有效的方法，無(wú)論結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)還是機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)都是大量采用的常用方法?？煽啃远吭O(shè)計(jì)雖然可以按照可靠性指標(biāo)設(shè)計(jì)出滿足要求的恰如其分的零件，但由于材料的強(qiáng)度分布和載荷分布的具體數(shù)據(jù)目前還很缺乏，加之其中要考慮的因素很多，從而限制其推廣應(yīng)用，一般在關(guān)鍵或重要的零部件的設(shè)計(jì)時(shí)采用。機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)由于產(chǎn)品的不同和構(gòu)成的差異，可以采用的可靠性設(shè)計(jì)方法：預(yù)防故障設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、余度設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、權(quán)衡設(shè)計(jì)等，將這些方法應(yīng)用到包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中去即為現(xiàn)代包裝機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)，當(dāng)然，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的方法絕不能離開(kāi)傳統(tǒng)法，如機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析等。

目前，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、材料科學(xué)等學(xué)科迅猛發(fā)展，而且不斷向機(jī)械工業(yè)滲透?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)也不斷地與機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，向集成化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中引用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，使得包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)周期大大地縮短，提高了產(chǎn)品的性能，而且還有助于經(jīng)濟(jì)效益的提高。隨著設(shè)計(jì)新手段、新方法、新技術(shù)不斷地涌現(xiàn)，廣大技術(shù)人員應(yīng)不斷更新設(shè)計(jì)思維，采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，真正提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力和設(shè)計(jì)水平，以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁尚明，殷國(guó)富.現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005

[2] 劉惟信.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1994

[3] 孫靖民，王新榮.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法選講[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002