摘要
我国作为一个水果大国,在水果包装机市场有着巨大需求。当前我国水果包装的主要方法有:打腊包装、手工薄膜包装、纸或纸箱包装。此类传统的包装方式需要大量人力,生产效率和生产质量都比较低下,致使水果成本增加,果商遭受重大损失。
本新型水果包装机采用机电一体化先进技术控制系统,采取双频调节系统根据果子大小,调节控制机构;包装采取自动定位进料,光电微波控制机构;整机采用自动上料,封边,切袋,装箱的工艺。
本作品可以实现批量包装,长时间不间断工作,大大提高了生产效率,降低了生产成本,提升了产品质量。并且操作简单,便于安装、撤换,还可以延长水果保质期,实用高效,具有巨大的市场潜力。
研制背景及意义
我国水果采摘作业中存在的问题是:水果采摘之后,水果包装很大一部分依赖于人工的原始包装方法,但原始方法设施简陋、效率低下、工艺落后,致使农产品产后损失严重,品质下降,造成了水果资源的大量浪费,如图1-1和图1-2所示。
图1-1 果农倾倒腐烂水果图
图1-2 腐烂水果图
2015年3月5日上午9时,第十二届全国人民代表大会第三次会议在人民大会堂举行开幕会,国务院总理李克强向大会作了政府工作报告。报告中指出,未来我国发展面临的国际国内环境复杂严峻。全球经济复苏艰难曲折,主要经济体走势分化。国内经济下行压力持续加大,多重困难和挑战相互交织。解决这些问题的关键就是促进我国资源的健康发展和利用,调整生产结构,避免资源的大量浪费。我国作为世界第一大水果生产国,长期以来因缺乏有效的包装,导致了水果资源的大量浪费,不利于整个社会经济的发展。因此,研制一种具有自动化程度高、包装效率高、结构简单、可操作性强、适用范围广的水果包装装置代替果农人工作业,实现水果包装过程的“机器换人”,无论对于地方经济还是环境保护而言都是非常有必要的,也是具有非常大的应用前景。
国内外研究现状
目前,现有的国内水果包装机有:
中国专利号为200610048980.8的“水果塑胶简易包装机”。(见图1-3)由机架及供膜装置、割膜装置、送料装置和传动装置构成。本装置完全模仿手工包装逐个包装水果的程序,存在着步骤繁琐、速度缓慢,功能单一,旋紧的封口容易散开等不足。
中国专利号为02109683.X的“可调式水果包装机”。(见图1-4)该机构相对较简单,在封膜、切膜包装时还可完成进行分级、保鲜剂加入等功能。但应用该包装机包装时,“先必须将两边带孔的包装膜用手按到供膜轮、汇膜轮、涨紧轮和输送轮圆周面的小圆柱上”,生产中走膜故障率较高。
图1-3水果塑膜简易包装机组装示意
图1-4 可调式水果包装机
而国外,由于工业较为发达,市场上的水果包装设备大多机构复杂。包装机的配套购机成本与单果包装成本极高,维修成本高,极大地加重了广大果农的经济负担,不适用于我国一般的果农生产,同时,外国的的水果包装设备操作复杂,果农不易上手操作。
总的来说,目前的自动水果包装机的设计与研究非常少,市面上存在的水果包装机普遍存在功能单一、自动化程度低、不适用于工业化生产,操作人员劳动强度大以及尺寸不可调等缺点
市场调研
为使产品更有实用性,本团队在研发前期进行了大量的市场调研,走访水果加工企业及果农,采集了符合水果包装机需求实际情况的第一手资料。然后,团队根据调研资料确定了水果包装机的工艺要求和工作要求,进行各种水果包装专用设备的开发。通过虚拟样机技术进行自动化竹水果包装机的数字化设计,首先根据技术要求计算出零部件尺寸,然后建立水果包装机的三维样机模型和二维工程图,最后采用CAE技术进行静力学和动力学分析来校验设计出的零部件性能。本团队最终设计出的水果包装机具有自动贴标、自动套袋、自动封口以及尺寸可调等特点,达到代替人工包装水果,实现“机器换人”的目的。