自动化专业毕业论文

罐装食品自动化生产线的

维修与保养

系（分院）：

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指导教师：

二○一二年 四月二十五日

摘 要

罐装食品生产线中罐装封膜是生产过程中最后一道工序，罐装封膜机是通过

物理学方法使通过封膜机的罐体达到无菌、无毒卫生要求，并完成封膜工作，使

食物质量不受损害。封膜的质量直接影响到罐装产品的卫生质量, 是关系到食物

质量和罐装产量的重要因素之一。因此工作人员了解掌握封膜机的组成机构及常

见事故解决的基本要求及要领是十分必要的，这样才能正确保养好设备，保障生

产。

关键词：罐装封膜机；高温封膜；调试；保养；生产效率。

ABSTRACT

Can film sealing is the last working procedure of canned food production lines.

Based on the methods of physics, film sealing machines for canning make cans come

up to the standard of germ-free and nonpoisonous after sealing without affecting the

food quality. The quality of sealing film which affects the hygienic conditions directly

is one of the important factors in food quality and output of canned food. As a result,

it is absolutely necessary that operators should know film sealing machines about

structure and principle, as well as common fault causes, the measures for prevention

of fault and repairing. This is the only way to maintain equipments and guarantee

long-term continuous production.

Keywords: film sealing machine for canning; heat sealing;degugging；maintenace ；

production efficiency

目 录

第1章 引 言....................................................... 1

第2章 灌装封膜机概述............................................... 2

2.1 灌装封膜机的作用 ........................................... 2

2.2 灌装封膜机的工作原理 ....................................... 2

2.3 罐装封膜机的分类 ........................................... 2

第3章 罐装封膜机的结构............................................. 3

3.1 罐装封膜机的组成机构 ....................................... 3

3.2 罐装封膜机主要部件 ......................................... 3

3.2.1 整体构造 ............................................. 3

3.2.2 自动落杯装置 ......................................... 3

3.2.3 主传动系统 ........................................... 4

3.2.4 压力灌装系统 ......................................... 5

3.2.5 封口切边装置 ......................................... 5

第4章 设备部件安装与调试........................................... 7

4.1 机器的安装 ................................................. 7

4.2 机器的调试与操作 ........................................... 7

4.3 各部件调整方法 ............................................. 8

4.4 光电开关、标志传感器调试 ................................... 8

4.5 光电开关调试注意事项 ...................................... 10

4.6 光电开关及标志传感器检测距离 .............................. 10

第5章 罐装封膜机故障分析及处理.................................... 11

5.1 机器运转过程中故障解决 .................................... 11

5.2 常见故障分析解决（典型案例） .............................. 11

第6章 罐装封膜机的保养............................................ 13

6.1 润滑 ...................................................... 13

6.2 其他保养问题 .............................................. 13

结束语............................................................. 14

谢 辞............................................................. 14

参考文献........................................................... 15

第1章 引 言

近年来，我国食品制造发展迅速，取得了众多令人瞩目的成绩。我国的食品

制造向集团化、规模化，食品制造企业向现代化、信息化迈进；除产品制造外，

品牌和资本越来越显现其重要性；外资对中国食品行业的影响已经向纵深发展，

表现出积极的作用，使中国食品制造业加快和国际接轨的步伐。可以说，快速发

展、成绩卓著的我国食品制造业所创造的辉煌，离不开与其一路相伴的食品包装

设备产业。食品的罐装包装生产是整个食品生产全过程中技术含量最高，质量影

响最敏感的关键环节。食品包装具有保护产品的功能和美化产品的增值功能。且

包装是食品生产的最后一道工序，是产品形成的最后环节，关系到质量和价值的

最终实现。食品的包装是连续流程化生产，任何停顿都会造成很大的损失；在食

品包装生产时，故障停机是所有损失中最大的损失，而设备在安装、调试和保养

过程中，如果做的不到位，就会造成在生产时的故障停机。因此，设备的安装、

调试及保养是我们食品罐装包装生产中的重中之重。为此，消灭和减少设备故障

是设备管理者与维修工的一项重要任务。因此根据工作的经验总结出调试、维修、

保养的方法，为日后的处理故障做好前期准备。

罐装封膜机在饮料、牛奶、果汁生产线中是不可缺少的关键设备之一。罐装

封膜机用来对成品食品进行罐装和封膜，由于现在的食品包装大多使用塑料制

品，这些塑料包装盒要对其进行清洗和灭菌。提高成产质量合格率，保证产品质

量有很多方面因素的影响，其中设备因素的影响是罐装封膜机的合理程度，还有

设备保养调试到位，对食品生产包装质量都有着直接的影响。

本课题主要以全自动充填封口包装机来讲解食品包装生产线中罐装封膜设

备的结构工作原理，设备调试及常见故障的解决维修保养。

第2章 灌装封膜机概述

2.1 灌装封膜机的作用

罐装封膜机的用途：1、保持罐体清洁，整齐摆放；2、独立装填食品；3、

完成封膜切边工作。罐装封膜机用于食品的系统化罐装及罐装完成后的封膜切边

工作。

2.2 灌装封膜机的工作原理

自动罐装封膜机是利用电磁感应的原理，在罐装阶段实施无菌、无尘罐装，

完成后进入封膜阶段，该阶段将瓶口上的铝箔片瞬间产生高热，然后熔合在瓶口

上，使达到封口的功能。具有良好的防潮、防霉、防伪作用，起到延长物品保存

周期的目的。封口容器的材质可以是聚乙（PE ）、聚丙烯（PP ）、聚酯（PET ）、聚

苯乙烯（PS ）、ABS 以及玻璃等。

2.3 罐装封膜机的分类

罐装封膜机的种类繁多，按灌装原理可分为常压罐装封膜机、压力罐装封膜

机和真空罐装封膜机。

常压罐装封膜机是在大气压力下靠液体自重进行罐装，这类灌装机又分为定

时罐装和定容罐装两种，只适用于罐装低粘度不含气体的液体如牛奶、葡萄酒等。

压力灌装机是在高于大气压力下进行罐装，也可分为两种：一种是储液缸内

的压力与瓶中的压力相等，考液体自重流入瓶中进行灌装，成为等压罐装；另一

种是储液缸内的压力高于瓶中的压力，液体靠压差流入瓶中，高速生产线多采用

这种办法。压力灌装机适用于含气体的液体罐装，如啤酒、汽水、香槟酒等。

真空灌装机是在瓶中的压力低于大气压力下进行罐装。这种罐装结构简单，

效率较高，对物体的粘度适应范围较广，如油类、糖浆、果酒等均可适用。

第3章 罐装封膜机的结构

3.1 罐装封膜机的组成机构

罐装封膜机根据生产能力和对产品要求的不同，其结构和形式多种多样，但是所有罐装封膜机结构都具有以下共同装置：自动落杯装置、罐装机构、放膜装置、打码机构、控制箱、收废膜装置、热封装置、切剪机构、动力传输机构。

3.2 罐装封膜机主要部件

现我以全自动压力罐装封膜机为例来做一个罐装封膜机的结构介绍。使之对设备结构及各组成结构流程作用有一个感性的认识。

3.2.1 整体构造

图 3.1 罐装封膜机整体结构

1. 自动落杯装置 2. 罐装机构 3. 放膜、打码机构 4. 控制箱5. 废膜回收装置

6.热封、剪裁装置 7.动力传输

3.2.2 自动落杯装置

自动落杯装置是通过电磁感应来完成的，同时传输带由固定的罐体模型，自动落杯装置由PLC 控制器控制，该装置有顶压气缸（双作用单活塞杆缸）（防止多余杯体下落），放杯气缸（双作用单活塞杆缸）组成，当该装置下传输带边上的传感器感应到无杯体的时候，则协同放杯气缸伸缩，落杯。顶压气缸伸缩，备用杯体准备，等待第二次放杯。传输带由杯体模型，所以放杯后不用考虑杯体是否摆放正确，工作高效有序。

图 3.2 自动落杯装置

1、无杯传感器 2、放杯气缸 3、顶压气缸 4、传输带杯体模型

3.2.3 主传动系统

主传动系统是由步进电机提供主动力。由步进箱调节提高精确度。该机器所有动力除气缸外均由此步进电机提供，由PLC 控制。

主电机变频调速，通过传动链条及万向联轴器与各个蜗轮蜗杆减速器连接起来，驱动各传动轴通过链轮，带动履带、废料收卷机构运作。

该主传动系统中有模板链张紧机构，其作用在于机器运作一段时间后，链条出现磨损可通过模板链张紧机构的调整螺丝予以调整。当剪切刀具与模板前后不对位，可通过该机构做出微调。

图 3.3 主传动系统

1、 步进箱 2、主传动链条3、换向齿轮 4、履带皮带 5、废料收卷机构 6收膜皮带 7、

步进电机 8、模板链张紧机构

3.2.4 压力灌装系统

压力罐装系统由杯体到位传感器、料桶、余料不足传感器、压力罐装机构组成。

当杯体到达压力罐装机构下时，传感器反馈，罐装机构下料，料满，信息反馈至PLC ，PLC 控制步进电机运作，进入封膜切边机构。该系统为一体8杯同时灌注，大大提高了工作效率。当余料不足时，传感器反馈，机体黄色警示灯亮，机体暂停工作。

图3.4压力罐装系统

1、杯体到位传感器 2、余料不足传感器 3、罐装装置 4、料桶 5、气阀

3.2.5 封口切边装置

该阶段是这台机器中最重要的工作环节，也是在调试过程中最复杂的阶段。该阶段由两组8个封口机，一组切边机构组成，具备抽真空、封口、剪切功能。

如图3.7所示2为封口一机组，该机组负责将贴膜粘在杯体上，并进行第一次封口，经过电子眼校正（图3.7--3），经过校正，经过封口二（图3.7--4）进行抽真空热封，完成第二次封口后，进入切边机构进行切边。

该机器采用双重封口装置，经过两次封口，封口处严密，封口质量提高。

图 3.7 封口切边装置

1、放膜装置电子眼 2、封口一 3、贴膜电子校正 4、封口二 5、切边机构

第4章 设备部件安装与调试

4.1 机器的安装

1) 将机器的电气箱接电源处，引入AC380V/50HZ三相电源，并且接地。

2) 将机器左下方的进气阀（图4.1-1）接通气源，用相应的铝塑管接入气

源，配用空气压缩机，该压缩机排气量不得小于0.5㎥/MIN

3) 将料桶上方的原料输入管接入原料桶。

图4.1 整体结构

1、接入气源2、接入料桶 3、接入380v 三相电源

4.2 机器的调试与操作

1) 将空压机打开充气，正常空压机使用气压为0.8Mpa-1.2Mpa, 气源干净、充足时保障气缸正常工作的先决条件。

2) 打开控制柜内的总开关，红、绿、黄指示灯量，表示机器已接通电源。

3) 待白色气压指示灯亮后，按下启动按钮，指示灯亮，表示接通控制电路电源。

4) 热封膜加热，将“加热I ”及“加热II ”转至“通”位置，温度控制仪调整至一般材质适合的温度（180C-230C ），预热时间约为20分钟左右，若温度指示器由“ON ”转至“OFF ”时，则表示已达到指定温度，即可以开始生产操作。

5) 调试电机旋转方向，将选择开关和步进开关转至“手动”位置，另检查其他开关在“停止”位置后，再将“工作”按下，此时，模板必须向前作间歇运动，如有错误必须麻黄素那个更正（按下急停按钮，调整电机进线端，将三相线任意两条调换）。

6) 将封膜机安装好，使其图案与容器边缘对准并张紧封膜，调整电眼对准封膜色标，电眼矫正调至色标距离为12±10%mm。

7) 上述工作安装调试好后，放开水清洗料桶，将原料输入料桶，并将杯体放入落杯装置。

8) 将步进、选择开关转至“自动”位置，“送杯”转至“自动”位置，按下“工作”按钮，此时杯子落入模板定位，输送带前进一个，落杯装置变自动落杯一次。

9) 当模板内装着杯子进行预接近充填口时，依次将“充填阀I ”、“充填泵I ”与“充填阀II ”、“充填阀II ”转至自动位置，充填装置便进入自动工作。

10) 当转满填充物的容器继续步进接近第一封口机时，放正封口膜，对正被扣，即将“热封I ”转至“自动”位置，以后依次将“热封II ”、“剪切”转至“自动”位置。

11) 将“电眼”转至“自动”位置，将膜图与模具对齐后，再移动电眼的安装支架上下调整，使电眼的光电对准色标上方，调好后，封膜的校正就由电眼自动控制。

4.3 各部件调整方法

1) 输送模板的调整：当剪切刀具与模板前后不对时，可调整输送链向前或向后，

松开链轮罩对传动链轮进行调整再锁紧螺栓即可。如果偏移较大可松开传动链传动模板链轮，如果偏移量小，通过微调机构是模板链向前或向后。（图

4.2-1）

2) 模板链条张紧：调整链条张紧座即可。（图4.2--2）

3) 罐装量的调整：可通过调节充填限位螺钉（或节流阀手柄），使之达到要求。

4) 气缸调整：送杯、充填、封口、剪切、电子眼的运动速度调节根据实际要求，

气缸一侧的节流阀进行调整。

图4.2 整体结构中需调整位置

4.4 光电开关、标志传感器调试

1) 红外型开关操作调试步骤：

固定好光电开关，是光电开关正对所要检测的物体，调节灵敏度旋钮，可以

调整光电开关的检测距离，灵敏度旋钮由低调高，则检测距离可以从0mm 增 至该型号的最大检测距离。

2) 标示型光电开关操作调试步骤：

固定好光电开关，使检测距离符合要求。根据纸质，色标颜色确定光源，根据机械的要求决定输出方式的亮动或暗动，然后按一下三步调节灵敏度

A 、 移动包装纸使投光点落在标记之外的背景区，将灵敏调节钮反向旋

转到底，然后顺时针旋转至指示灯恰好亮起。记住此时电位器位置如

图4.3中的A 点。

B 、 再移包装纸，是投光点落在标记的中央，此时指示灯应亮，然后逆

时针缓缓旋动调节钮，直至指示灯恰好熄灭，记住此时的旋钮位置如

图4.4中的B 点

C 、 完成以上两步后，再将电位器旋钮定在A 、B 两点中间的C 位置即可，

如图4.4中红色区域，A 、B 两点距离越大说明色差比较大，检测越

稳定，但A 、B 两点距离至少应有一格距离，否则检测将会不稳定。

图4.3 光电开关

图4.4 光电开关

4.5 光电开关调试注意事项

1) 通电前务必检查所有电源是否符合DC12-24V10%。

2) 调整灵敏度时，应用小螺丝刀且不宜过度用力，否则有可能损坏电位器旋钮

而影响光电开关工作

3) 标志型光电开关检测高反射系数的直面（如铝箔等）时，准许光电开关安装

与检测纸面成15°角，以确保检测效果最佳。

4) 为保证标志型光电开关高稳定性检测。要保证做到两点：一是检测距离符合

规定的额定检距，以确保包装材料在准许的上下震动区域正常工作，二是严格按操作步骤调节灵敏度，且每换不同包装纸都要重新调试

5) 安装时应防止强光直射进光学镜头中或采取适当的遮光措施

4.6 光电开关及标志传感器检测距离

第5章 罐装封膜机故障分析及处理

5.1 机器运转过程中故障解决

1) 机器运转时出现故障，应进行具体分析，判断，是否符合使用要求、故

障属于哪一部分，机械，气动或电气，根据工作原理进行检查，修理，调整。

2) 机器运转过程，若过载阻滞，电机空转，此时需立即按下“停止”按钮

停止机器运转，排除故障后，方可启动机器。

5.2 常见故障分析解决（典型案例）

一、压缩空气故障显示及排除

故障显示：整机不工作

原因：A 、无压缩空气供给；B 、压力调节装置发生故障。

解决办法：A 、确保压缩空气供给充足；B 、检查压力调节装置。

二、气缸不运作

故障显示：封膜区域伸缩杆不运动。

原因：A 、无压缩空气供给；B 、电磁阀线圈烧毁；C 、气缸缸体问题 解决办法：

1、检查气源是否正常，消声器是否堵塞，气路有无漏气

2、暗动电磁阀手动按钮，检查气缸运作情况，能正常运行证明气缸无损

3、检查电磁阀线圈是否烧坏

4、“手动”工作正常，“自动”无法工作，接近开关离凸轮距离太远（正常3-5mm ）或接近开关烧坏

5、新气缸活塞与缸体配合较紧，可松开滑套螺钉，使其运行一段时间后锁紧，并保证良好润滑

三、落杯不正常

故障显示：杯体无法落入模板输送带

原因：A 、落杯装置未对准模板；B 、杯体不符合模板规格

解决办法：A 、调整模板距离；B 、检查杯体。

四、电子眼失灵

故障现象：放膜打码机构无反应

原因：A 、电子眼灵敏度问题 B、电子眼头距离封膜过远

解决方法：

1、 封膜图案与容器口校准后，电子眼头是否对准色标（最佳位置为

对准色标中间偏上）

2、

3、 电子眼头离封膜距离太远（一般为12mm ±10%） 调节电眼灵敏度电位器最大到最小，电眼均无法正常工作，则说

明电子眼损坏

五、封口不牢

故障现象：成品封口有问题

原因：A 、封头问题 B、温度问题

解决办法：

1、 气压是否正常

2、 温度是否恰当（电热管有无烧坏，温控头是否失灵）

3、 封膜材料质量是否符合要求

4、 缝合时间太短，调节单向节流阀，加快气缸运作速度，延长

气缸停留时间

5、 定期清理热封头，保证有工作面光洁

六、剪切不断

故障现象：成品切边不完整

原因：A 、气压问题B 、刀具问题

解决办法：

1、 查看气压是否正常

2、 刀具有无磨损，修磨或更换刀具

第6章 罐装封膜机的保养

封膜机投入使用后，用户就应结合具体情况对机器进行维护保养，只有认真地维护保养，才能保证机器的正常生产和寿命。

6.1 润滑

良好的润滑是优质设备的基本条件，最合适的润滑剂是保证设备达到最大使用寿命及最佳使用效果的先决条件。注意：不可将矿物油同合成油料混合，从矿物油换成合成油料，或反过来，都必须先将设备有关零件清洗干净。

1、涡轮减速箱及步进箱润滑

必须定期更换涡轮减速箱及步进箱润滑油（首次患有时间为半年，以后每年更换一次）。松开主传动链与凸轮链条及箱体锁紧螺丝，清理干净箱体换上20#工业齿轮油即可，经常检查是否保持油位。

2、滑动导杆、轴承润滑

各轴承、滑动导杆部分必须每班加小许润滑油。

a 、 各气缸采用20#工业齿轮油润滑

b 、 所有链条均采用润滑脂

c 、 导杆轴承均采用68#机械油润滑

6.2 其他保养问题

1) 气源三联体需及时加油并防水，以保证气动元件正常运转

2) 为保障食品卫生，使用前后必须用毛刷和水清洗擦拭干净

3) 封膜表面经常保持清洁光亮，不得碰伤及划痕

4) 必须定期检查床身内部的电磁换向阀，凸轮控制装置，并松开蓄

能器底 部螺塞，排除积水

5) 定期检查各机械连接有无松动

结束语

此论文主要就是针对封膜机结构概述，和对设备的部分调试及工作生产中的一些常见的故障进行分析和维修，了解设备维修保养方面。希望在以后在工作中能够真正的去实践它，不断在实践中了解更多有关与这方面的知识，不断吸收它，运用它。

1、以压力罐装封膜机作例子比较详细的讲述洗瓶机的组成机构各部件和工作流程等等，可能有的封膜机装置未涉及齐全，但基本上大同小异，基本已经作了一个阐述。

2、对封膜机的部分调试，常见的问题及保养进行了分析讲解，虽然讲述的比较笼统，但也着重的进行了研究和思考。在整个系统中的故障没有列举完整，工作期间常见的问题我已经都列举出来了，并且加以阐述。

谢 辞

通过本次论文的写作，让我更深的了解了食品包装生产线中的洗瓶机的结构工作原理，也让我从参考文献中学到了很多与课题无关的关于封膜机及食品包装工艺的知识，因为本身我在单位就从事食品包装设备维修保养，所以这些对我很有帮助，在以后的工作中也很有可能会碰到类似与这一类的故障，到那时，我就会得心应手，很容易上手。

参考文献

[1] 食品包装材料卫生安全性研究概况 杨 阳，甘平胜，胡国媛，胡毅志(广州市疾病预防控制中心)

[2] 袁振华．食品包装材料中化学物向食品迁移和安全评估[J]．浙江预防医学，1999

[3] 宋杰辰，朱强，于晓英，等．纸制食品容器与包装材料卫生标准的探讨[J]．中国公共卫生，1999

[4] 食品工艺学 夏文水主编 轻工业出版社 2007

[5] 周文玲 刘安静. 食品与机械. 湖南：《食品与机械》杂志社，2007年02期