随着我国社会主义经济的快速发展和人们生活水平的提升,盒装饮料作为一种常见的包装方式,其需求量与日俱增,但是高速无菌砖式包装机的核心技术长期被国外几家知名企业所垄断,我国自主研发的包装机还远不能与国外包装机相媲美,因而我国的无菌液态砖式包装市场长期被国外跨国公司掌控,如何设计和制造一台合格的无菌砖式包装机就成为了解决问题的关键。本文在国家“十二五”科技支撑重点项目“食品包装关键技术装备及材料开发与示范(2011BAD24B01)的支持下,以实验室的JX-2000型全自动无菌砖式纸盒包装机为研究基础,对利乐盒包装机的机械系统进行了分析与优化。本文所完成的主要研究内容和工作如下:(1)根据包装机的设计要求与利乐复合材料的特点,对包装机的工艺进行了分析,得出了利乐砖式无菌包装机的工艺流程,确定了包装机的关键技术方案,包括光电检测方式、横封机构等的选择。对包装机进行了总体设计,对各组成部件和包装机的工作原理进行了介绍。(2)对包装机机械系统的重要组成部分进行了设计与说明,包括包材穿绕膜行进系统,聚乙烯密封条热封系统,高温空气、双氧水浴槽杀菌系统,纵封热封系统,横封热封系统,以及后成型系统,其中以横封热封系统为设计和分析的重点,对横封机构进行了设计和分析。(3)确定了包装机的整体控制方案,完成了主减速机主轴控制凸轮的设计。以包装机控制流程图为基础,通过计算与设计,确定了八个凸轮各自的具体参数,完成了对每一个凸轮的仿真绘制,同时确定了各个凸轮之间的配合关系,完成了八个凸轮的装配设计。(4)最后针对包装过程中的横封以及纵封过程,设计了两组热封实验,确定以单因素实验为基础,进行响应面实验,根据实验方案完成了两大组总共1000余组实验,对实验数据进行了分析与计算,得出了利乐复合材料横封热封性能规律,利乐复合材料与聚乙烯密封条纵封热封性能规律,得出了横封与纵封热封过程中的最佳工艺参数。