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包装机械原理与设计第一章绪论◆包装机械的概念、分类和作用◆包装机械工业概况◆包装机械分类和型号编制方法◆包装机械的组成和特点第一节包装机械的概念、分类和作用一、包装机械的概念国家标准GB/T4122.2—2010《包装术语·机械》:完成全部或部分包装过程的机器，包装过程包括成型、充填、裹

包等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，以及清洗、干燥、杀菌、贴标、捆扎、集装和拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助工序。二、包装机械的分类按包装机械的自动化程度分类（1）全自动包装机（2）半自动包装

机。按包装产品的类型分类（1）专用包装机（2）多用包装机（3）通用包装机按包装机械的功能分类。充填机械、灌装机械、裹包机械、封口机械、贴标机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械、集装机械、多功能包装机械、包装材料制造机械、包装容器制造机械，以及完成其它包装

作业的辅助包装机械。包装生产线。三、包装机械的作用包装机械实现了包装生产的专业化，大幅度地提高生产效率。包装机械化降低了劳动强度，改善劳动条件，保护环境，节约原材料，降低产品成本。保证了包装产品的卫生和安全，提高了产品包装质量，增

强市场销售的竞争力。延长产品的保质期，方便产品的流通。产品采用包装机，可减少包装场地面积，节约基建投资。第二节包装机械工业概况一、我国包装机械工业概况1．我国包装机械工业概况◆解放前，我国包装机械工业

基本上是空白。◆解放后的前30年间，我国包装机械工业发展相当缓慢。◆70年代末逐渐开发了真空包装机、捆扎机、立式制袋-充填-封口机、糖果包装机和封罐机等，还没有形成包装机械工业体系。◆80年代，我国先后成立了一些管理机构和行业组织。◆90年代以来，包

装机械工业每年平均以20%～30%的速度增长。◆2006年，中国包装工业继续呈现高位增长，全年共完成工业总产值4964.02亿元，同比增长23.58%。◆包装机械制造业完成246.99亿元，同比增长28.39%；◆包装工业在国民经济42个主要工业行业排位中，也

由原来最末一位跃升到目前的第14位，较好的完成了为我国社会消费品零售总额76410亿元的配套任务和9691亿美元的出口商品的包装需求；其产值已位居全球第三位，成为名副其实的世界包装制造大国。2．我国包装机械工业的发展趋势（1）引进消化吸收国外先进技术，可加快

包装机械国产化的速度。（2）大多数企业要重点发展中、小型包装机械。（3）在包装机械生产中，大量引入高新技术。（4）以满足重点商品的包装为出发点，发展包装机械新品种。二、国外包装机械工业概况1．国外包装机械工业概况（1）包装机械产量稳定增长。（2）包装机械产品门

类齐全，品种繁多。（3）包装机械生产自成体系，并向专业化生产方向发展。2．国外包装机械工业的发展趋势（1）重点发展食品包装机械。（2）在系统优化设计的基础上，包装单机向高速化方向发展。（3）在包装机上广

泛应用电子计算机。（4）满足现代商品包装多样化的需求（5）包装生产线向柔性自动化和“无人化”过渡。（6）包装机械企业向专业化和大型化发展，形成若干垄断性生产基地第三节包装机械分类和型号编制方法1.包装机械的分类2008年

，国家标准局在2003年标准的基础上，修订了包装机械分类标准，新标准（GB/T7311-2008）以包装机械产品主要功能的不同作为划分类别的原则，对包装机械产品进行分类。（1）主型号的编制主型号应依次按包装机械的名称、结构型式的顺序

编制；必要时，也可在其后选加被包装产品、包装材料、包装容器或自动化程度等代号。主型号以其有代表性汉字的第一个拼音字母表示，遇有重复字母时，可采用第二个拼音字母以示区别。字母I、O一般不使用。见表1.2：2.包装机械型号编制方法包装机械分类名称代号包装机械分类名称

代号充填机械C灌装机械G封口机械F裹包机械B多功能包装机D贴标机械T清洗机械Q干燥机械Z杀菌机械S捆扎机械K集装机械J辅助包装设备U表1.2包装机械主机代号（2）辅助型号的编制辅助型号饪包装机械的主要参数、改进设计顺序号和派生型代号主要参数用阿拉伯数字表示，并取其极限值，当需

要表示二组以上的参数时，用斜线“/”隔开。(1)派生代号以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表示。(2)改进设计顺序号依次用汉语拼音字母A、B、C……表示。当辅助型号中无主要参数时，在主型号与派生型号或改设计号之间用短划“-”隔开。第一次设计的产品无顺序号。(3)包装机

械常用的主要参数有充填量、封口尺寸、包装尺寸、灌装阀头数、生产率等。（3）包装机械型号的编制格式主型号改进设计顺序号结构型式代号分类名称代号派生型代号主要参数选加项目代号辅助型号被包装物品供送系统主传送系统成品输出系统控制系统传动系统辅助装

置动力机机身包装材料供送系统包装操作执行系统第四节包装机械的组成和特点包装机械的特点（1）大多数包装机械结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。（2）用于食品和药品的包装机要便于清洗，符合药品和食品的卫生和安全要求。（3）包装执行机构的工作力一般都较小，所以包装机的电机

功率较小。（4）包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。（5）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机的设计中应注意标准化、通用性及

多功能性。（6）包装机械的自动化程度高，大部分已采用PLC、单片机控制，实现了智能化。1、机械机构运用及设计2、识图能力3、机电液压气动组合4、电子及传感器技术学习包装机械课程需要具备的能力欧美主要包装机械生产国全球市场分析德国：2004年德国包装机械产值达42亿欧元，当

年全球对包装机械的需求约190亿欧元，也就是说德国占了全球市场23%的份额，进而成为全球最大的包装机械供应地。德国包装机械出口贸易有两大特点：⑴绝对数额大；⑵相对比例高。德国的包装机械制造商致力於研究高科技、高素质生产及可靠的服务。优胜之处在于能够提供各类生产问题的解决方法

和完善的生产线，并与专业公司保持合作的关系。德国主要的包装机械出口市场依次为美、英、法、中、俄。中国是德国包装机械的重要出口国，尤其是食品加工及包装机械。德国的包装机械工业非常发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总产值仅次于美国,但

每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是，它同意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国一样，能够结合本国的具体条件实行按机种的专业化生产，以利于充分发挥各自的优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如德国的药品、酒类、日化用品包装机,意大利：意大利是全球包装机

械的重要制造商之一，它的最大特点是大部分产品出口到国外市场。意大利的包装机械设备向来以产品灵活、技术先进而闻名于世。意大利的机械产品有着强烈的出口倾向，意大利的糖果、茶叶、胶囊包装机，其80%以上的产品都销往海外。英国：英国是食品包装机械制造水平高的国家之

一，近年在食品包装机械产品制造方面的表现尤为突出。英国的包装机械主要出口欧美市场（英国的卷烟、饼干包装机），近来英国公司也越来越注意到中国市场的重要性，每年有近20家英国公司参展中国国际加工、包装及印刷科技展览（Propak）以及其他较有影响力的展会。法国：法国包装机械市场

目前是欧洲第三大包装机械市场。法国包装机械工业主要由中小型高度专业化的公司组成。法国市场目前具有一个特征，即对灵活、通用和自动化的机械的需求量越来越大。法国的进口产品大部分来自欧盟，来自美国和日本的产品也占较大的比例。法国包装机械主要向欧盟国家出口，同时美国

是法国包装机械主要的非欧盟市场之一。（法国的乳制品包装机）美国：美国包装工业起步于20世纪初期，自二战以来得到快速发展，逐步建立并形成包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系。包装工业总产值占国民经

济总产值3%。包装机械最大使用行业是食品产业，其次是饮料产业、家庭清洁用品与化妆品产业、医药用品及烟草业。美国的包装工业发展较早,门类齐全,基础扎实,水平很高。仅就包装机械制造业而论,实力相当雄厚,其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化,自选市场蓬勃兴起,客观

上要求包装机械沿着自动化方向发展,并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。美国有许多工业企业和军事部门附设包装研究机构,充分利用实验分析手段积极从事新产品、新技术的开发与应用。至于美国包装机械制造协会

主要负责组织全国包装业务与技术的交流服务工作。美国已有不少大学设置了包装工程的科系或课程,把包装教育当作公认的、正规的学术领域来建立。今后微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等在包装机械中将会得到越来越广泛的应用，使包装机械日趋自

动化、高效率化、节能化方向发展。另外瑞士的巧克力包装机；瑞典的火柴、饮料包装机及纸箱、纸浆模塑制品成套设备等等,都有久享盛誉的先进产品供应国内外市场日本：日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束以后才开始发展起来的。因

善于引进、模仿、创新、经营,仅用十余年时间就奠定了初步基础。如今日本已建立起独立的包装工业体系,其包装工业总产值约为美国的一半而跃居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂,侧重于开发中小型、半自动的包装机及配套设备,其技术水平好多已进入国际的先进行列。由政

府资助的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。另外设有日本包装机械工业协会,它乃是本行业的全部业务活动中心。日本包装机械发展历程，从1910年开发玻璃瓶包装起，整整走过了近百年历史，才发展到今天居于世界包装机械工业领先的地位。据统计当今世界包装机械销售额占第一位是美国（约6千亿日元），日

本4千亿日元、德国3.9千亿日元、意大利3.2千亿日元，中国占第五位约2.6千亿日元。日本包装机械发展经历两个阶段：第一阶段:1978年前主要是引进消化欧美等发达国家的先进技术装备，七十年代完成了引进的40套机械装置的消化工作，现在开

发自己的新技术装备。主要是抓住两个核心技术，一计算机技术进入包装机械领域，二是研制出了伺服马达驱动的包装机械。成功地开发出世界首台微电脑程控卧式成形装填封口机，并实现实用化，以此为契机在短短时间之内各种包装机开始装载微电脑

。同年研制成功世界上首台装载有热管的热封机机器，并投入实用，向众多包装机械厂家提供该设备，实现了热封机设备的低能源化和质量、性能的提高。微电脑程控、通过热管进行加热封装的设备成为日本代表性技术.第二阶段:1987年又研制出伺服马达驱动的包装机械，

包装机械行业实现了由机械装置为主向电脑程控为主的技术升级，机械性能的柔软性、系统化程度迅速提高，使日本的包装机械以其独特性赢得了世界市场广阔的销售空间。按总销售及国内消耗量计算,美国包装机械继续占据全球市场地位。截止2004年12月9日,销售额达59,300多亿美元.美国包装机械制造协会会员占

据美国市场75%,全球市场化25%.美国包装机械制造协会会长,查尔斯·尤斯卡介绍说，美国包装机械协会会员公司在全球的包装机械市场中仍就占据主导地位。尽管来自各个国家的报告称他们的出口增长,和行业领导地位,但事实显而易见的是市场指标表明了美国仍居首位,无论你如何测算你的机械销售.按原始设

备制造,国内消耗和国内销售计算,德国大大落后于美国,只有16亿美元。中国(39亿8400万)和日本(32亿2100万)继续为各自国内市场需求服务。各国包装机械生产总值及市场占有情况按包装机械销售量(2004),前五名如下:1.美国59.30亿美元2.德国45.84亿美元3.日本

33.39亿美元4.意大利32.77亿美元5.中国26.99亿美元按国内包装机械消耗量计算,前五名如下:1.美国67.65亿美元2.中国39.84亿美元3.日本32.21亿美元4.德国16.97亿美元5.西班牙10.12亿美元国外“包

装机械”发展新趋势据资料统计全球的包装机械2005年达到290亿美元，预计未来将以每年5.3%的速度增长，包装机械生产增长最快的是在发展中的国家和地区。发达国家将从刺激国内需求中获利，并在发展中国家寻找当地合适的生产厂家，特别是在食品加工厂进行投资，提供包装机械设备。目前，美国、德国、瑞士、意大

利包装机械将配合产业自动化趋势，朝着培养研发技术人才及更高速度包装机等方向发展，现介绍美国和德国等国家发展的趋势。◆创新速度始终处于首位食品产业作为美国包装机械的最大使用行业，几乎所有机型、机种均在食品产业中使用。其中软饮料对包装机械的年

需求量最大，2005年占50%；食品产业对包装机械的需求1994年到2005年年均增长率为7%。正是由于美国食品业每年推出成千上万种新产品，从而加快了包装机械的更新换代，因此美国食品业所需的包装机械创新速度始终处于首位。美国包装机械发展新趋势◆重视品牌品牌是企业的灵魂，从包装机械市场占有率来

看，美国前十位的包装机械企业依次为：Barry-wehmillre公司、Beinis公司、SA-SIBSPA公司、AveryDeeeison公司、Bosch公司、CrownCork&ha公司、Dougals

Machine公司，RAJouesCohpany公司、Kliklk公司和Krones公司。它们在经营方面取得成功，主要取决于三个方面：⑴努力提高本企业包装机械品牌的知名度；⑵重视本企业的销售业绩；⑶十分重视本企业产品的售后服务。◆包装机械的自动化、高效率化、节能化今后微

电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等在包装机械中将会得到越来越广泛的应用，包装机械日趋向自动化、高效率化、节能化方向发展。自动化操作程序已应用于更多的先进包装系统之中，如PLC设备、数据收集系统的应用代表了先进包装系统的走向

。为确保高水准的生产力，自动检验系统和高效率的自动化系统是必不可少的。包装工业使用较轻的材料来减少装运成本，采用特殊设计的组件、系统来缩短生产时间，与供应商、制造商朝着以最少的用料提供多种包装作业的目标努力。◆新技术的应用包装自动化操作程序已获得广泛应用，为迎合消费者，

美国包装界趋向大量使用信息标贴系统。因政府要求包装产品标有营养成分、使用说明、条形码，故令标贴系统朝向具有多功能信息发展。美国科学家研制出一种全新的集成电路检测器，它能测出某种食品或某种饮料的变质时间。这种食品保质检测新装置，由传感器和扫描仪构成，其能量来自扫描仪发出的无线电波，传感

器的主要材料是铅。包装食品时将它一同置于食品盒内。进行检测时，检测人员只需将扫描仪对准食品发射无线电波，扫描仪发出的无线电波讯号会使食品产生震动，同时发出乐谱波，乐谱波先反射到食品盒的盒壁上，后再传导给传感器，通过用标准的数据库

标定震动程度，震动传导的时间和乐谱的传导速度，瞬间即可确定所检测食品变质的时间，其检测结果相当准确。◆包装趋向多样化、多用途发展包装界正迎合消费者需求的变化而迅速改变，生产趋向多样化。以食品工业为例，由于当今美国人对食品的消费需求已向多规格、多样化、特色化方向变化，因此食

品加工业已将费用投向开发具有更加灵活和机动功能的包装线上。前几年开发一种新的包装产品通常需要2-3年，现只需半年就能让新产品上市。这充分说明，美国包装界在开发新品种、新产品时,速度快、时间短。由于包装界所追求的是组合化、

简洁化、可移动的包装设备，所以包装机械厂商越来越注重开发高效率、多用途、更小型、更灵活机动的包装设备。◆提供更方便、安全的包装根据美国人口调查局的预测，到2025年美国将进入高龄化社会，美国包装界充分考虑到老年消费者对于包装产品潜在的需求，开始研制适应未来老龄化社会特点的包装，如带有拉链式

的封盖、便于开启的金属顶盖双指拉环等,包装界致力于向消费者提供更方便的包装。◆包装设计朝着符合国际标准的趋势发展美国各企业都在致力于从包装材料、设备、销售等方面寻求对全球市场具有特色的有利包装。为了全球市场的竞争，制造商们正致力于制定一项政策，使之有符合

设计师们所强调的国际标准的发展趋势。正如美国包装机械制造协会会长查尔斯·尤斯卡先生所说：“我们正进入一个机电一体化、激光扫描、无线电射频发射、纳米技术和系统简化的包装新世界。”德国包装机械设计依据市场调研及市场分析，努力为客户尤其是大企业服务。随着科学技术

的发展及市场竞争的加剧，客户对机械性能的要求也越来越高，主要有以下几个方面的要求：一、高生产率，以满足交货期的要求和降低工艺流通成本的需要；对一些产品还要求包装机械和生产机械相衔接。二、要适应产品更新的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性。三、设备故障少，出现了故障能进行远程诊断服

务。四、对环境污染小，包括噪声、粉尘和废弃物污染均要小。五、购置设备投资尽可能少，价格要尽可能低一些。德国包装机械设计趋势调研德国包装机械制造厂商和设计部门，为适应上述客户要求采取了如下措施：一、大力提高工艺流程自动化程度几年前自动化技术只占包装机械设计的30%，现

在已占50%以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控制。提高包装机械自动化程度的目的:⑴为了提高生产率；⑵为了提高设备的柔性和灵活性；⑶为了提高包装机械完成复杂动作的能力，即采用机械手完成包装工序。如巧克力糖的包装就已经实现了用机械手替代原来的手工。包装机械自动化设计有以下两个主要特点：⑴每个

机械手均由单独电脑控制一台包装机械为完成复杂的包装动作，需由多个机械手完成。完成包装动作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑程序的指令完成规定的动作，确保包装的质量。⑵具有对材质及厚度的高分辨能力在包装过程中，包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别，所以在设计包装机械时常采

用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度及材料的变化。摄像机现已发展到能自行检查和辨别摄像的图片，并在显示屏上显示。目前机器在加工时转速是不能变的，今后应根据材料的变化经辨别后能改变转速，从而控制在

最优化状态下工作，以最短时间完成包装工序，并且实现自动清理，自动消毒和自动清洁。二、提高生产率降低工艺流程成本德国包装机械，尤其是饮料、啤酒灌装机械和食品包装机械，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。饮料灌装速度高达1200瓶／分，香烟包装12000支／分。提高机

器转速是一个复杂问题，速度越快，单件生产成本越低，但厂房使用面积随之增高。另外电动机速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言。转速提高15%－20%，就将带来一系列复杂问题提高生产率除提高转速外，还可以另外的渠道设法解决：⑴采用连续工

作或多头工作方式包装机械工作方式有间歇式和连续式，设计时，应争取设计成连续式工作，也就提高了生产率；一台设备内也可有多条生产线生产，生产同一产品或几种不同产品，但必须提高可靠性。⑵降低废品率废品给生产造成的损失是巨大的，不仅产品损失，也有材料损失。因此

要尽量大力降低废品率；⑶提供故障分析系统包装机械出售时还应为维修服务提供故障分析系统，即进行模态分析寻找故障，或通过Inter网进行远程诊断，最大限度满足客户需要。今后要使包装机械进一步智能化，即设备自己寻找故障，自己去解决故障，以降低废品率及故障率，使正常的生产率得以提高。⑷

产品生产机械和包装机械一体化许多产品生产完结时接着就进行包装，这样也有利提高产品的生产率，如德国生产的巧克力生产设备及包装设备就是由一个系统控制完成的。两者一体化关键是要解决好在生产率上相互匹配，其中包装机械往往成为生产的瓶颈，因此要提供不同种生产率的设备。三、设计柔性、灵活性设备许多被包

装产品为适应市场激烈竞争，更新换代的周期越来越短。如化妆品生产，一年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因而要求包装机械具有良好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性要求。为使包装机械具有良好的柔

性和灵活性，提高自动化程度，需大量采用微电脑技术、模块技术和单元组合形式。为适应包装产品品种和包装类型的变化，包装机械设备的柔性和灵活性常表现在以下三个方面；1.产量的灵活性既能包装单个产品，也能适应不同

批量产品的包装。2.构造的灵活性设备采用单元组成，换用一个或几个单元，即可适应产品的变化。3.供货的灵活性采用单元组合，将各单元组合在一起供货，如糖果包装机，在一个共同基础上，组合不同的单元，三个进料口，四种不同的折叠包装形式，这样一台机器

就可同时包装8到10种不同的糖果。由多个机械手操作，在一台摄像机的监控下，指挥其动作，按指令以不同的方式对不同种类的糖果进行包装。若产品改变了，只要改变摄像机内的程序即可，从而使设备具有良好的柔性和灵活性。四、提供成

套设备进行一条龙服务德国的包装机械设计，以用户需求为前提，为生产企业提供结构性及经济性完整的系统方案，并用计算机仿真技术演示操作给用户看，征求用户意见后进行修改。在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时尤其注重成套设备的完整性，无论是高技术高附加值设备，还是较

简单的设备，都按配套性要求提供。德国包装机械厂家也将提供成套设备作为自己的努力目标。如一条饮料灌装线，有200多个微电脑件，有许多管线、显示屏，有100多种控制各种包装动作的软件程序。为满足高生产率须两条线共同工作，因此整个饮料灌装线的生产需占半个足球场的面积，并要求所有设备均

能在一个厂家内。联想到我国当前包装机械生产一大弱势就是生产单机多，而成套流水线少；主机多，辅机少，配套性差。德国的这种做法很值得我们借鉴。五、普遍使用计算机仿真设计技术随着新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计普遍采

用了计算机仿真技术，即将各种机器元素以数据库方式存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成为三维模型，再把实际生产时的数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可仿照真实工作情况进行操作，演示出能达到的生产率是多少，废品有多少，生产线各环节是否能匹配

生产，瓶颈在何处，使客户根据显示屏上显示的曲线一目了然，并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客户或设计者满意。采用计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其功能和效率，也要注重其经济性。但是经济性不完全是机械设

备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备本身成本只占成本的6%－8%，其他的就是运转成本。日本包装市场对日本包装机械业的发展思路：1、日本当今社会出生率低，老龄化严重，出现了食品需求减少、药品需求增加，导致了包装市场新变化。

这样食品包装机械设备减少了，药品包装机械设备增加；大批量生产设备减少、小批量多用途生产设备需求增加。２、随着日本社会法制健全，1995年7月开始实施ＰＬ法（产品责任法），1998年实施ＨＡＣＣＰ（食品安全保证体系），2000年4月起彻底实行容器包装废物再生利用法。从环境保护出发，需求节约资源型

包装，安全卫生型包装。日本有药品、食品卫生标准，对包装设备也要达标，有专门检测中心，在机械设备出来前作安全卫生标准检测，机械设备出来后，对生产产品作标准检测。在此情况下，日本包装机械工业也积极开展有关包装机械的安全化、卫生化和节能化的促进工作。３、日本包装机械工业会

是日本唯一的包装机械行业团体，成立于1967年1月，其宗旨是：通过调查研究包装机械及相关机械器具、装置，促进安全卫生，开展人材培育，收集和提供信息等活动，促进包装机械行业的综合性发展，为日本的经济和社会繁荣以及国民生活的提高作。我国包装机械现存问题及发展思路目前中国包装机

械行业存在的问题1990年以来，包装机械已成为我国机械制造业中十大行业之一。2001年后包装机械产值占包装工业总产值的9%左右，中国已成为包装机械生产消费大国。但是中国包装机械出口额不足包机总产值的5%。中国包装机械业中一直低水平

重复多，无序竞争多，目前还无根本改变。我国包装机械除了瓦楞纸箱机械、小型包装机械有一定优势，其他都不成体系和规模。液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线、卷烟生产线等几乎都被国外几家大公司所垄断。现有中国包装机械的技术含量不高，遥控、现场监测、伺服技术

、自动柔性补偿、激光技术、数字信息应技术等应用的不多。引进国外包装机械多，引进先进技术少，缺少有组织有意识的消化研究。中国企业研究开发费用只占总销售额的1%不到，无长远技术储备，自主性先进技术少。中国包装机械的发展思路纵观国际包装业发展情况，推动包装业技术发展

的主要动因有经济形势变化、人口结构变化、市场区别性、消费与市场安全考虑、包装材料与容器制品的发展、包装机械设备进步、数字化技术、电子组合技术等。今后用户最希望的包装机械性能可归纳为：柔性与组合性好；操作速度高；劳工时间少（包括维修、改型）；自动化程度高；可靠性高；占地空间小；节省资源。为此中国

包装机械企业必须重视采用各种先进技术，努力开发机械、电子、气液、生物、光、磁等在包装中的应用。重点在工作效率、资源利用、节省资源、高性能上下功夫，淘汰一批高消耗低效率的产品。作为现代制造业，必须加快产业的信息化改造。开发产品技术宜求精，勿求大求全，应该向美、德、意、日等国企业学习

，虽然企业规模不大，但非常专门化。在国家政策指导下，产品结构调整重组，实施系列化专业化生产。市场需求旺盛的包装机械品种成型/充填/封口软包装机（适合液体、粉末、颗粒），大型啤酒饮料灌装线（年产10万吨以上，包括装箱、卸箱、杀菌、贴标、清洗等辅助设备），自动称重、检重、剔除异物式充填机，各

式纸、塑材料的商品裹包及辅助机械，小型大型自动连续式捆扎机械（水果、蔬菜、工业品、原材料），全封闭一体式无菌包装系统，真空及调节控制气氛包装机（大、中、小袋，高速度），2000mm宽幅瓦楞纸板高速自动生

产线，多层重型瓦楞纸板生产线，微细型瓦楞纸板生产线，环保节能型包装材料及制品加工机械，中西药物现代化加工包装设备，粮食及食用油加工包装设备（每年以20%~30%速度增长）包装机械年增长率可望超过12％随着中国商品经济的繁荣与发展，人民生活质量的提

高以及生活节奏的加快，消费者对微波食品、休闲食品、冷冻食品等速食品的需求量越来越大。与此同时，政府提出了农业产业化发展计划，重点发展农副产品深加工，而农副产品深加工项目需要配套大量包装机械和包装材料；国

家发展和改革委员会将食品加工和包装机械列为重点优先，这些都将给包装机械行业的发展带来广阔的前景，今后较长一段时间，食品与包装机械的年增长率可望超过12％。城镇化建设为包装工业提供新的机遇乳品及饮料行业近年已成为中国最具成长性的行

业之一，随着人们对健康的日益重视，乳饮品产品品种及其配套包装的产品品种层出不穷。同时，无菌灌装技术、啤酒、牛奶的PET塑瓶包装等技术正在被越来越多的厂家所看好和采用。除了颇具魅力的国内市场，中国产品出口市场同样看好

。进入WTO后，中国主要出口产品的出口额每年可望增加80亿美元至100亿美元左右。产品出口量的增加，必将带动相应产品包装的增长。伴随着中国国民经济的快速、健康发展，中国包装工业已成为一个极具发展潜力的产业，必将有着广阔的市场空间。全国城市化率将从目

前的39.1％提高到2020年的60％。全国城镇居民将从目前的5.02亿人增加到2020年的9亿人左右；全国城市群将从目前主要的三个增加到十几个，分布也将趋于合理。2001年诺贝尔经济奖获得人之一的斯

蒂格利茨（J.Stiglitse）把中国的城镇化与美国的高科技并列为21世纪人类发展进程的两大关键因素，并认为新世纪对于中国居首位的挑战和机遇是城镇化。全面建设小康社会的宏伟目标—经济更加发展、民主更加健全、科教更加进步、文化

更加繁荣、社会更加和谐、人民生活更加殷实，和以人为本、人与经济社会协调发展的21世纪都为包装工业的发展提出了更高的要求，也带来了新的发展机遇。未来10～15年中国包装工业的发展趋势第一、2004年，中国包

装工业总产值预计将达到3000多亿元，年递增速度达7％左右，其中纸包装制品将达到1900万吨，塑料包装制品预计达到504万吨，金属包装制品预计达到288万吨，玻璃包装制品可望达到1050万吨，包装机械将达到67万台套。第二、从2006年到2010年，包装工业的总产值预计达到450

0亿元，保持平均每年的增速为7％。第三、从2011年到2015年，包装工业总产值可达到6000亿元，平均每年以近6％的速度增长。到2015年，纸包装制品可达到3600万吨、塑料包装制品946万吨、金属包装制品491万吨、玻璃包装制品1550万吨、包装机械120万台套。

第四、包装工业结合产业结构调整，会更多地体现在产品的消耗降低、结构优化、品种改善、质量提高和竞争力的增强。符合消费升级、科技进步和可持续发展的产品将加速增长。中国将对中高档包装原辅材料和高档机械设备的进口给予足够的重视。第五、到2020年，中国包装工

业将满足全面建成小康社会的需求，建成一个科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人才资源优势得到充分发挥的新型中国包装工业。中国包装行业未来10～15年发展重点着力开发新型包装原辅材料；发展包装机械制造业，提高包装机械的科技水平，加速新

产品的研制与开发；完善包装产业整体布局，配合国家的相关产业政策；加强包装的资源综合利用，保持中国包装工业的竞争优势和发展后劲；积极发展集装化运输，减少商品破损和实现商品包装减量化；提高出口商品包装的质量和档次，增加中国商品的竞争力；增加国内短缺原材料、关键技术和重大

设备的进口；充分利用包装行业的信息资源，逐步走上产业化发展的道路，以信息化促进包装工业化的发展。中国经济呈现出增长速度明显、效益水平显著提高、出口增长保持较高水平、经济结构继续改善的良好发展态势。食品、电子、医药、烟草、日化等相关行业的持续、快速、健康发展为中国包装工业的持续、快速发展

提供了必要的前提和强劲的动力。国内包装机械发展趋势五大包装机械发展趋势近几年，我国的食品包装业的发展速度十分迅速，专家预测，以下五大包装机械领域的步伐更是会大大加快：1、制袋、充填、封口包装机械目前，国内此类机械的生产企业有100多个，年产量1500—2000台，机型以单列

、三边封袋型为主，充填设备分类为2g—10g、20g—50g、50g—100g、100g—250g、250g～500g、500g—1000g、1000g—2000g多种。制袋、充填、封口包装机械的发展趋势为模块式结构、多列、高速、高稳定性、传动机械简单、自适应环控制。2、瓦楞纸板(箱)生产设备近

十年来，中国瓦楞纸箱机械工业发展很快，产品种类从瓦楞纸板线发展到印刷开槽机、纸板胶合机、切角机等多个品种系列。今后的发展方向：一是宽幅高速成套设备；二是在中轻型瓦楞纸板箱成套设备，重在拓展计算机技术的应用

深度和广度，提高性能，提高可靠性。3、金属包装容器加工设备：我国金属包装容器加工机械的生产制造业已初具规模，可以生产圆型罐电阻焊制罐生产线、异型罐身焊接生产线、易拉盖生产线、钢桶生产线、瓶盖生产线等。目前国内生产的

电阻焊机都是中低速的，此类产品的发展趋势一是改进产品性能，提高成品率和材料利用率；二是加速产品技术，研制无汞焊接和高性能高频焊接电源等。4、纸浆模塑加工设备：我国纸餐具加工设备目前的生产规模还比较小，加工设备价格偏高。今后纸浆模餐具加工机械应在降低成型加热模具造价、改进加热

方式、降低电耗成本、提高产量等方面加大研究。5、真空包装机械：中国现能以真空包装机作为主导产品的企业占少数，不少企业的生产以组装为主。主要品种有单室、双室、输送带式、插管式、旋转真空室式、热成型、混合

气体充气式等，以半自动操作为主，全自动连续式、大真空室及适合液体包装的真空包装机较少。缺乏高效、专用的真空包装机。其他包装机械发展趋势啤酒、饮料罐装成套设备：重点开发适用于年产10万吨以上的规模的大型啤酒、饮料罐装成套设备，包括装箱、卸箱、杀菌、贴标、原位清

洗等功能。称量式填充设备：发展各种形式的称量填充设备，着力提高速度和精度以及稳定性和可靠性，并与自动包装设备配套。裹包设备：除塑料薄膜裹包设备外，要开发折纸裹包设备。大力发展与裹包设备配套的各种辅助装置，以扩大主机功能应用面。捆扎包装设备：重点发展多功能

形式的捆扎机械，推动果蔬、日用百货、工业材料包装自动化水平的提高。重点开发台式和大型塑料带捆扎钢材等重物的自动连续捆扎机。环保包装机械：开发各种小包装用纸袋生产设备、以纸基材为容器的包装设备，适应环境保护的要求。我国包装机械设计的现状包装机械设计的类别主要有：

测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为1.6～4万瓶/h，其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速

运行的包装机，目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的包装机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是：(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进

的设计方法，如高速包装机械的动力学设计理论和方法等，对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；(2)产、学、研结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训；(3)整个行业缺

乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法：(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机；(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围；(3

)设计工作原理图、传动系统图；(4)设计关键零件，部件；(5)设计总装图方案和动作循环图；(6)设计部件图、总装图和零件图；(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核；(8)而今国内一些大学的设计软件，可以

对包装机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构CAD／CAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际包装机械的设计中应用还不普遍。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。

充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计

人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我改进包装机械设计方法的新思路包装机械作为一种产品，它的含义不仅仅是产品本身的物质意义，而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品3层含义。形式产品:是指包装机本身的具体形态和基本功能；隐形产品:是指包装机给用户提供的

实际效用；延伸产品:是指包装机的质量保证、使用指导和售后服务等。包装机的设计应该包括：市场调研、原理图设计、结构设计、包装机械设计方法的改进思路首先在设计理念上要借鉴先进国家的经验，以用户的需求为设计的目标，并结合柔性设计、模块化设计的理念，一机多用，或更换少量的零、部件就可以完成不同

的功能，或满足不同的产品需要.随着科学技术的发展及市场竞争的加剧，客户的需求也越来越高。这种需求体现在以下几个方面：⑴提高生产效率，以满足交货期和降低生产成本的需要，对一些产品，还要求包装机械和生产机械相衔接；⑵为适应产品更

新变化的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性；⑶当设备出现故障时，要求能进行远程诊断服务；⑷利于环境保护，噪声、粉尘和废弃物少；⑸设备购置投资尽可能少，价格要尽可能低。所以一定要在市场调研的基础上，充分了解、认真分析用户的需求，确现代包装机的设计过程应该包括：市场调研、用户需求分析、包装机功

能的确定、可行性论证、制定设计方案、用户效益分析、方案的可行性论证、原理图设计、结构设计、施工图设计、样机制作(虚拟制造)、技术验证和施工图修改、制定售后服务预案及远程诊断方案、改进设计、系列化设计等。市

场调研是一切包装机设计的基础工作。没有市场调研，我们所做的所有设计工作都可能等于零。市场调研，可以根据政策导向、行业供求信息、专家分析、行业展会、技术交流会等线索，找到用户的在原理方案设计过程中，首先要充分了解相关的信息产品、电子产品的功能，了解气动元件的性能，并用以简化机械传动系统，还可采用多电

机拖动来缩短机械传动链。对于必不可少的机械传动系统，应尽量利用现代化设计手段，在对产品功能分析的基础上，通过创新构思、系统建模、动力分析、动技术设计是将原理设计结构化，确定零部件的数量、形状、尺寸、材料等，对主要部件中关键零件进行动力计算、功率计算、强度总体设计时，要全面考虑整个包装机系统的

布局、运动协调性、造型设计、人-机环境以及装箱运输等。模块化设计是一种先进的设计方法，它的核心思想是将系统根据功能分为若干模块，将包装机中同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块，通过模块的不同组合，使包装机多功能化、系列化。采用这种方法的优点是：(1)使包装机更新换代速

度加快。因为新机型的替代，往往是局部改进。将先进技术引进相应的模块，比较容易实现局部改进；(2)缩短设计周期。当用户提出要求后，只需更换模块，或设计制造部分模块，即可得到新的机型，满足用户需求；(3)降低成本，便于维修；(4)性能稳定可靠。因为模块设计时，对包装机

的功能划分和模块设计，进行了精心的研究，保证了模块的性能，如：凸轮机构、伺服机构、检测系统、传动系统、控制系统、计量机构、下料机构等。另外包装机械系列化、模块化的行业标准，也到了该制定的时候，包装机械已成为我国十大机械行业之一，而系列化、模块化的随着虚拟概念的提出，电子技术、计算机辅助设计

(CAD)、三维图形设计(3D)和计算机仿真设计的同步发展，在设计中采用一种新技术——虚拟设计、虚拟制造，即将各种机器元素数据库存人计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动成为三维模型。再把实际生产时的

数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可仿照真实工作情况进行操作，演示出能达到的生产能力，废品数量、生产线各环节的匹配情况、生产瓶颈等，并可根据客户的意见修改模型，快速运作，直到客户和设计者满意

为止。现代包装机设计应该满足“绿色设计”，即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。我国人口众多，人均消费水平比发达国家低，而且城乡差异较大，包装系统的设计应以价廉

物美为主，不能盲目追求高精尖。要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。