包装机械设计原理(PPT62页)
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自动机械的理论生产率Q为
Q=1/T=1/(t工作+t空程)
工艺生产率
●如果Q=1/T=1/(t工作+t空程)式中 t空程=0，则 Q=1/T=1/t工作=K
K 称为工艺生产率——自动机在工作循环内无空行程 或空行程时间与工作行程时间重合时的生产率，表示连 续生产。
由上述二式得
Q=K/(Kt空程+1) 令1/(Kt空程+1)=η，则
↓
以加工时间最长的工序节拍为自动机节拍
↓
要求各工序的加工时间接近、相等，否则影响生产率
↓
平衡工序节拍——使各工序的加工时间相等
措施： 扬先进、改落后，采用新技术、新工艺、先进工
具→提高工艺速度； 采用工序集中或分散原则。 »…
设计原则
3）时间重合原则 使各工序（位）的工作行程时间相互重合、工作
行程时间与辅助时间重合、辅助时间相互重合。 4）多件同时加工原则
●影响自动机生产率的两大方面：工艺因素和设备因素。 ——工艺方案先进合理、设备和机构先进可靠、时间损
失少→生产率↑。 ●提高生产率的途径:
1、减少循环内空程时间损失t空程： （1）时间（部分）重合； （2）在保证工作精度和可靠性前提下采用合理的工作速度； （3）采用连续作用型自动机。 2、减少循环外时间损失t损失。 3、减少基本工艺时间t工作： （1）采用先进的新工艺； （2）采用工序分散的方式； （3）采用多件加工的方法。
K—Q—Q实的关系曲线
◆Ⅰ——T=t工作，此时自动机械生产率为工艺生产率K； Ⅱ——T=t工作+t空程，此时的生产率为理论生产率Q； Ⅲ——T=t工作+t空程+t损失，此时生产率为实际生产率Q实。
◆ 由图可见：自动机工艺生产率↑、（设备）可靠性↑→实 际生产率曲线向右延伸，Q实max↑ 。
四、提高生产率的途径
研究：K↑(t工作↓)→Q↑
4）K较小（t工作较大）时， t空对Q影响小；
K较小时：重点研究t工作↓→K↑→Q↑； K较大时：重点研究t空程↓→Q↑； K适中时：同时研究t工作、t空程 。 ——自动机生产率理论的本质所在。
三、自动机械的实际生产率
● 因部件磨损、机构故障、更换产品等→时间损失→实际 的生产率<理论生产率Q。 ●实际生产率Q实——考虑时间损失而计算的自动机械在 单位时间内生产的产品数量。 Q实=1/(t工作+t空程+t损失) ●相对而言，t空程即为循环内时间损失，t损失即为循环外 时间损失，即 t总损=t空程+t损失 。 ● t总损与自动机械的设计、选择、应用有关，分为两大方 面：工艺和设备；或六类：与空程时间、工具使用、修理 调整、产生废品、转换产品、生产管理等有关的时间损失。 ●由以上介绍可见： K—Q—Q实的关系。
η=Q/K=t工作/T η称为生产率系数——表示自动机理论生产率与工艺
生产率之比，亦表示自动机在时间上的利用程度，即工
艺过程的连续化程度。
二、自动机生产率分析
●由生产率公式可知： t工作、t空程↓ →Ｔ↓ → Q↑； ●从不同t空程值的K-η曲线和不同t空程值的K-Q曲线分析：
图1 不同t空程值的K-η曲线
工序分散——将复杂工艺分解为若干工序（位），在同一机器的不同工位上 进行加工。特点是机构简单、可采用时间重合原则以提高生产率，但工位数增加、 要求传送及定位的可靠性高。
工序集中Hale Waihona Puke Baidu分散程度的选定，取决于哪一种更有利于高 质量、高效率、低成本。
»…
设计原则续
2）平衡工序（位）节拍原则 工序各有严格要求
包装机械设计原理
（1）与一般机械不同； （2）但仍属轻工机械范畴，多为自动加工机械。
本章介绍：
1. 自动包装机生产率分析 2. 自动包装机工艺方案设计 3. 自动包装机循环图设计.
自动机械生产率
——是指自动机械在单位时间内生产的产品数量，其 单位可以是：件/分、米/分、千克/分、升/分等。
● 产品是广义的。 ●以下分析的是单件产品特征的自动机械的
在一加工过程中对多件同时完成相同工作。如水 针的灌装。
二、工艺方案选择要点*
●同一产品的生产可采用不同工艺过程
↓
工艺方案的分析 、比较和选择。 ●选择工艺方案时考虑： （1）产品质量与成本——最基本问题； （2）生产率； （3）结构复杂性和技术可靠性； （4）方案的合理性、先进性、发展方向； （5）实现方案的劳动条件、环境保护等。
理论生产率 工艺生产率.
理论生产率 ●自动机械通常是调整到正常工作状态下加工产品， 此时的生产率称为理论生产率，用Q表示。它是自动 机械设计的理论依据。
设加工单件的时间T为 T=t工作+t空程
t工作——加工循环内工作行程所需的时间； t空程——加工循环内空行程所需的时间。 对多工位自动机，t工作、t空程均为各工位不相重合的时间之和。
（2）机械作用型——产品在机器所施的机械作用下发生形态的变化，以完
成加工过程。如自动分装机、灌装机等。
（3）综合作用型——产品同时在机器所施的机械作用和理化作用下发生性
质和状态的变化，以完成加工过程。如颗粒剂塑膜包装封口机、安瓿拉丝封口等。
●工艺方案→影响机器性能、技术经济指标、生产率、产品质量等
↓ 研究和掌握加工工艺、反复分析比较
图2 不同t空程值的K-Q曲线
分析的结论：
1）0<η<1，所以Q<K . 2）t空一定时，K↑→η↓；
K一定时，t空↓→η↑.
（3）
3）t空一定时，K↑→Q↑,但K→∞时，Q→1/t空为定值； K一定时，t空↓→Q↑，但t空→0时，Q→K值。 t空=0时的自动机为连续作用型机械，Q=K，此时重点
§5-2 自动包装机工艺方案设计
●工艺方案——指自动机加工产品时采用的工艺过程和方法。
同一产品生产可用不同工艺过程，选最有效的是确定工艺方案时首要解决的问题。
●产品生产的三种工艺方法： （1）理化作用型——产品在机器所施的物理或化学作用下发生性质或状态
的变化，以完成加工过程。如超声波洗瓶机、干燥灭菌设备等。
↓ 确定成熟和合理的工艺方案。 相关内容
工艺方案设计原则 工艺方案选择要点 工艺原理图绘制 .
一、工艺方案设计原则*
●工艺方案设计总要求：高质量产品、高效率生产、低成 本和简单结构等。 ●工艺方案设计遵循的原则：
1）工序集中或分散原则
工序集中——将简单加工工艺集中在某工位进行多个不同要求的加工。特 点是工位数少、减少运送等辅助工艺→生产率高、机构数少，但复杂。
Q=1/T=1/(t工作+t空程)
工艺生产率
●如果Q=1/T=1/(t工作+t空程)式中 t空程=0，则 Q=1/T=1/t工作=K
K 称为工艺生产率——自动机在工作循环内无空行程 或空行程时间与工作行程时间重合时的生产率，表示连 续生产。
由上述二式得
Q=K/(Kt空程+1) 令1/(Kt空程+1)=η，则
↓
以加工时间最长的工序节拍为自动机节拍
↓
要求各工序的加工时间接近、相等，否则影响生产率
↓
平衡工序节拍——使各工序的加工时间相等
措施： 扬先进、改落后，采用新技术、新工艺、先进工
具→提高工艺速度； 采用工序集中或分散原则。 »…
设计原则
3）时间重合原则 使各工序（位）的工作行程时间相互重合、工作
行程时间与辅助时间重合、辅助时间相互重合。 4）多件同时加工原则
●影响自动机生产率的两大方面：工艺因素和设备因素。 ——工艺方案先进合理、设备和机构先进可靠、时间损
失少→生产率↑。 ●提高生产率的途径:
1、减少循环内空程时间损失t空程： （1）时间（部分）重合； （2）在保证工作精度和可靠性前提下采用合理的工作速度； （3）采用连续作用型自动机。 2、减少循环外时间损失t损失。 3、减少基本工艺时间t工作： （1）采用先进的新工艺； （2）采用工序分散的方式； （3）采用多件加工的方法。
K—Q—Q实的关系曲线
◆Ⅰ——T=t工作，此时自动机械生产率为工艺生产率K； Ⅱ——T=t工作+t空程，此时的生产率为理论生产率Q； Ⅲ——T=t工作+t空程+t损失，此时生产率为实际生产率Q实。
◆ 由图可见：自动机工艺生产率↑、（设备）可靠性↑→实 际生产率曲线向右延伸，Q实max↑ 。
四、提高生产率的途径
研究：K↑(t工作↓)→Q↑
4）K较小（t工作较大）时， t空对Q影响小；
K较小时：重点研究t工作↓→K↑→Q↑； K较大时：重点研究t空程↓→Q↑； K适中时：同时研究t工作、t空程 。 ——自动机生产率理论的本质所在。
三、自动机械的实际生产率
● 因部件磨损、机构故障、更换产品等→时间损失→实际 的生产率<理论生产率Q。 ●实际生产率Q实——考虑时间损失而计算的自动机械在 单位时间内生产的产品数量。 Q实=1/(t工作+t空程+t损失) ●相对而言，t空程即为循环内时间损失，t损失即为循环外 时间损失，即 t总损=t空程+t损失 。 ● t总损与自动机械的设计、选择、应用有关，分为两大方 面：工艺和设备；或六类：与空程时间、工具使用、修理 调整、产生废品、转换产品、生产管理等有关的时间损失。 ●由以上介绍可见： K—Q—Q实的关系。
η=Q/K=t工作/T η称为生产率系数——表示自动机理论生产率与工艺
生产率之比，亦表示自动机在时间上的利用程度，即工
艺过程的连续化程度。
二、自动机生产率分析
●由生产率公式可知： t工作、t空程↓ →Ｔ↓ → Q↑； ●从不同t空程值的K-η曲线和不同t空程值的K-Q曲线分析：
图1 不同t空程值的K-η曲线
工序分散——将复杂工艺分解为若干工序（位），在同一机器的不同工位上 进行加工。特点是机构简单、可采用时间重合原则以提高生产率，但工位数增加、 要求传送及定位的可靠性高。
工序集中Hale Waihona Puke Baidu分散程度的选定，取决于哪一种更有利于高 质量、高效率、低成本。
»…
设计原则续
2）平衡工序（位）节拍原则 工序各有严格要求
包装机械设计原理
（1）与一般机械不同； （2）但仍属轻工机械范畴，多为自动加工机械。
本章介绍：
1. 自动包装机生产率分析 2. 自动包装机工艺方案设计 3. 自动包装机循环图设计.
自动机械生产率
——是指自动机械在单位时间内生产的产品数量，其 单位可以是：件/分、米/分、千克/分、升/分等。
● 产品是广义的。 ●以下分析的是单件产品特征的自动机械的
在一加工过程中对多件同时完成相同工作。如水 针的灌装。
二、工艺方案选择要点*
●同一产品的生产可采用不同工艺过程
↓
工艺方案的分析 、比较和选择。 ●选择工艺方案时考虑： （1）产品质量与成本——最基本问题； （2）生产率； （3）结构复杂性和技术可靠性； （4）方案的合理性、先进性、发展方向； （5）实现方案的劳动条件、环境保护等。
理论生产率 工艺生产率.
理论生产率 ●自动机械通常是调整到正常工作状态下加工产品， 此时的生产率称为理论生产率，用Q表示。它是自动 机械设计的理论依据。
设加工单件的时间T为 T=t工作+t空程
t工作——加工循环内工作行程所需的时间； t空程——加工循环内空行程所需的时间。 对多工位自动机，t工作、t空程均为各工位不相重合的时间之和。
（2）机械作用型——产品在机器所施的机械作用下发生形态的变化，以完
成加工过程。如自动分装机、灌装机等。
（3）综合作用型——产品同时在机器所施的机械作用和理化作用下发生性
质和状态的变化，以完成加工过程。如颗粒剂塑膜包装封口机、安瓿拉丝封口等。
●工艺方案→影响机器性能、技术经济指标、生产率、产品质量等
↓ 研究和掌握加工工艺、反复分析比较
图2 不同t空程值的K-Q曲线
分析的结论：
1）0<η<1，所以Q<K . 2）t空一定时，K↑→η↓；
K一定时，t空↓→η↑.
（3）
3）t空一定时，K↑→Q↑,但K→∞时，Q→1/t空为定值； K一定时，t空↓→Q↑，但t空→0时，Q→K值。 t空=0时的自动机为连续作用型机械，Q=K，此时重点
§5-2 自动包装机工艺方案设计
●工艺方案——指自动机加工产品时采用的工艺过程和方法。
同一产品生产可用不同工艺过程，选最有效的是确定工艺方案时首要解决的问题。
●产品生产的三种工艺方法： （1）理化作用型——产品在机器所施的物理或化学作用下发生性质或状态
的变化，以完成加工过程。如超声波洗瓶机、干燥灭菌设备等。
↓ 确定成熟和合理的工艺方案。 相关内容
工艺方案设计原则 工艺方案选择要点 工艺原理图绘制 .
一、工艺方案设计原则*
●工艺方案设计总要求：高质量产品、高效率生产、低成 本和简单结构等。 ●工艺方案设计遵循的原则：
1）工序集中或分散原则
工序集中——将简单加工工艺集中在某工位进行多个不同要求的加工。特 点是工位数少、减少运送等辅助工艺→生产率高、机构数少，但复杂。