灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【三維SW】【含10張CAD圖紙+PDF圖】

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錄1緒論11.1課題研究的意義11.2國內(nèi)外液體灌裝機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢11.3研究的內(nèi)容和方法21.4預(yù)期目標(biāo)31.5重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路32灌裝生產(chǎn)線概念32.1全自動(dòng)液體灌裝線概述32.2 液體灌裝基本原理42.3液體灌裝方式42.4液體灌裝機(jī)的一般工作流程的敘述53灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1理瓶機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.2傳送帶機(jī)構(gòu)83.3 間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)94灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)與選擇114.1不完全齒輪的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇114.2電機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇124.3傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)134.4軸的校核14總 結(jié)15致 謝15參考文獻(xiàn)16 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論1.1課題研究的意義隨著食品工業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，食品的需求量和種類與日俱增，食品包裝也日漸突出。食品包裝機(jī)械是對(duì)食品進(jìn)行完成全部或部分包裝過程的機(jī)器。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序，以及與其相關(guān)的前后工序、計(jì)量等輔助設(shè)備。食品包裝機(jī)械是食品工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。發(fā)展食品包裝機(jī)械化，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約大量勞動(dòng)力，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，有利于食品衛(wèi)生，提高生產(chǎn)質(zhì)量，還可以改善環(huán)境衛(wèi)生，節(jié)約原料1。灌裝機(jī)械是食品包裝機(jī)械中的一種，通常將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為灌裝機(jī)械。在自動(dòng)灌裝機(jī)中，按照灌裝的工藝要求、速度、間距和狀態(tài)，準(zhǔn)確地將待灌瓶送入主轉(zhuǎn)盤升降托瓶臺(tái)上，是保證灌裝機(jī)正常而有序地工作的關(guān)鍵。常用的供送裝置有鏈帶式、動(dòng)梁推進(jìn)式、螺桿和星型撥輪等。供瓶機(jī)構(gòu)是液體灌裝機(jī)的必要組成部分，它在液體灌裝機(jī)中起到承上啟下的作用，完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證灌裝動(dòng)作的順利完成，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化操作8。1.2國內(nèi)外液體灌裝機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢1.2.1國內(nèi)液體灌裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀我國飲料灌裝機(jī)械制造業(yè)起步晚，建國后基本上采用的是手工灌裝，當(dāng)時(shí)國內(nèi)啤酒廠和汽水廠都是使用國外早期比較落后的設(shè)備，工藝落后，灌裝速度慢，而且在衛(wèi)生上也存在很大問題，嚴(yán)重影響了我國飲料行業(yè)的發(fā)展。改革開放后，隨著輕工業(yè)的迅速發(fā)展，一方面我國先后引進(jìn)了一些國外灌裝生產(chǎn)線，在改造一些飲料生產(chǎn)企業(yè)的同時(shí)，另一方面我國也在自行研制，這就促進(jìn)了我國的包裝機(jī)械行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期， 開發(fā)出各種自動(dòng)、半自動(dòng)中小型的灌裝機(jī)械，提供給國內(nèi)大批飲料廠，促進(jìn)了我國飲料業(yè)的迅速發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，我國采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進(jìn)德國SEN公司20000瓶小時(shí)的啤酒灌裝線和日本三菱公司18000瓶d,時(shí)的含氣體飲料灌裝線的制造技術(shù)，到1991年又引進(jìn)了德國KHS公司36000瓶d,時(shí)的啤酒灌裝線及生產(chǎn)技術(shù)。這樣，我國不僅能夠生產(chǎn)中小型的灌裝機(jī)，而且開始生產(chǎn)大型灌裝機(jī)。我們參照國外全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的先進(jìn)機(jī)型，結(jié)合國內(nèi)液體灌裝的實(shí)際情況，獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)并制造新型全自動(dòng)液體灌裝生產(chǎn)線，并根據(jù)測算，與國外同類產(chǎn)品相比，價(jià)格僅是進(jìn)口設(shè)備35， 并且完全可以代替進(jìn)口同類產(chǎn)品，具有良好的價(jià)格性能比，同時(shí)技術(shù)水平也上了一個(gè)臺(tái)階，將我國液體灌裝設(shè)備制造業(yè)的整體水平提高到一個(gè)新的水平。我國的灌裝機(jī)械制造業(yè)，經(jīng)歷了仿制、引進(jìn)技術(shù)、消化吸收、創(chuàng)新、自主開發(fā)的過程，技術(shù)進(jìn)步及創(chuàng)新的速度很快，而且在不斷縮小與國外先進(jìn)技術(shù)之間的差距。1.2.2國外液體灌裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 灌裝機(jī)在食品行業(yè)、飲料行業(yè)、日化行業(yè)等廣泛使用，是這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)必不可少的機(jī)械設(shè)備之一。西方各國對(duì)灌裝機(jī)發(fā)展十分重視，不僅種類齊全，而且自動(dòng)化程度高，集機(jī)、電、光、聲、磁為一體的高新技術(shù)灌裝機(jī)正在不斷涌現(xiàn)。在產(chǎn)品節(jié)能化、資源高利用化、生產(chǎn)高效率化、高新技術(shù)實(shí)用化、科研成果商業(yè)化成了西方發(fā)達(dá)國家拉大同其他發(fā)展國家差距的重要方面。如西方各國灌裝與旋蓋設(shè)備走向一體化和智能化，并且向高速、多用、高精度方向發(fā)展。經(jīng)過長期深入的發(fā)展，以美日等國為代表的發(fā)達(dá)國家，包裝行業(yè)灌裝機(jī)技術(shù)先進(jìn)、多功能化、自動(dòng)化程度和灌裝精度都很高。1.2.3國內(nèi)外液體灌裝機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢隨著食品工業(yè)的發(fā)展，在飲料灌裝、包裝設(shè)備方面也不斷的向高的方向發(fā)展。目前在這方面的發(fā)展水平還是體現(xiàn)在美國、德國、意大利、英國和日本等國家，我國也不斷在向這個(gè)方向發(fā)展。其主要表現(xiàn)為：生產(chǎn)的高速化、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理化、設(shè)備的多功能化、控制的智能化，以及設(shè)備的綠色化等。生產(chǎn)的高速化。為了迎合市場發(fā)展的需求，獲取大的經(jīng)濟(jì)利益，提高生產(chǎn)速度似乎已經(jīng)成為生產(chǎn)控制中的一個(gè)重要因素。在一定程度上講，提高生產(chǎn)速度在不增加勞動(dòng)力的情況下，唯一的方法就是改進(jìn)設(shè)備，用同樣的時(shí)間和同樣的勞動(dòng)力去操縱高效率的機(jī)器，以生產(chǎn)出相對(duì)多的產(chǎn)品。因此在這方面，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力就成為重中之重。目前，在碳酸飲料灌裝中，灌裝機(jī)的灌裝速度最高可達(dá)2000罐分，灌裝閥頭數(shù)也分別達(dá)到140頭、160 頭、180頭；非碳酸飲料灌裝機(jī)的灌裝閥頭數(shù)也達(dá)到50-100頭。在灌裝速度上，灌裝速度最高可達(dá)1000瓶分，最高的已經(jīng)超過1500瓶分。結(jié)構(gòu)的合理化。國內(nèi)外灌裝機(jī)械制造商都在致力于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不斷的在對(duì)老產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)開發(fā)出新的產(chǎn)品以適合市場的變化。一方面是零部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，設(shè)備可靠性的提高， 另一方面則圍繞設(shè)備成本降低，以及操作方便和可維護(hù)性進(jìn)行研究。例如，德國KRONES 公司貼標(biāo)機(jī)的轉(zhuǎn)換部件大大減少，貼標(biāo)的功能及數(shù)量反而增加。有的“沖-灌-封-一體機(jī)全部采用瓶頸夾持輸送裝置，省去了輸瓶導(dǎo)板、導(dǎo)軌、底板等轉(zhuǎn)換部件，不論P(yáng)ET 瓶體積大小如何均不需要調(diào)整灌裝機(jī)和封口機(jī)的高度，在各種生產(chǎn)時(shí)速和各種灌裝方式中都能夠高速、平穩(wěn)地輸送包裝容器。設(shè)備多功能化。設(shè)備在不斷的向多功能化方向發(fā)展，早期的灌裝設(shè)備，功能單一，只適應(yīng)一種容器或一種液體的灌裝，而且灌裝量調(diào)節(jié)范圍比較小，不能夠適應(yīng)用戶改變包裝容器、改變灌裝液體及灌裝量的變化。而新型的灌裝設(shè)備是由幾臺(tái)可以獨(dú)立工作的設(shè)備經(jīng)過智能組合，按用戶的要求組成的不同形式的生產(chǎn)線，用戶只需在更換小的部件的情況下就能完全滿足對(duì)不同容器、不同液體的灌裝，而且灌速度調(diào)節(jié)自如，這樣就可以滿足用戶的不同灌裝要求?？刂频闹悄芑Ｔ缙诘墓嘌b設(shè)備都是通過機(jī)構(gòu)的功能來進(jìn)行機(jī)械操作，使得設(shè)備龐大，運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活， 而且可控制性差，誤差大等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種功能的傳感器和可編程控制器普遍應(yīng)用于灌裝機(jī)的控制系統(tǒng)中，而且大型設(shè)備更是采用計(jì)算機(jī)控制，人機(jī)界面，故障自我診斷等，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的智能化?，F(xiàn)代灌裝技術(shù)的目標(biāo)是精確、高效、自動(dòng)化。精確的灌裝量、灌裝過程的高速、減少盡量小的液損、整條生產(chǎn)線的最優(yōu)化控制，都由于電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用而成為可能。 1.3研究的內(nèi)容和方法 本課題將灌裝機(jī)生產(chǎn)線作為研究重點(diǎn)，利用供瓶機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)灌裝生產(chǎn)線上的機(jī)械化和自動(dòng)化，免去人工勞動(dòng)力的強(qiáng)度，加大生產(chǎn)效率，提高自動(dòng)灌裝一體化，優(yōu)化灌裝生產(chǎn)線，全自動(dòng)灌裝機(jī)生產(chǎn)線優(yōu)勢在于為制造業(yè)提供性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠的灌裝生產(chǎn)線；材料浪費(fèi)少，在大規(guī)模生產(chǎn)中節(jié)約成本；根據(jù)生產(chǎn)流程進(jìn)行編程控制，生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境污染小等等。所以，通過去阿拉爾市托木爾峰酒廠的實(shí)習(xí)觀摩，將全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的生產(chǎn)線優(yōu)化成供瓶機(jī)構(gòu)，減少酒瓶從洗瓶機(jī)出來人工運(yùn)送到生產(chǎn)線上且一次一人只能放置兩瓶的時(shí)間，而且能大大提高生產(chǎn)效率，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和研究特別是供瓶機(jī)構(gòu)的研究是本文的重點(diǎn)。通過觀摩辣椒醬理瓶機(jī)，利用新型的理瓶機(jī)構(gòu)運(yùn)用到供瓶機(jī)構(gòu)中，可以大大節(jié)省制作成本，簡明易懂，結(jié)合灌裝機(jī)理瓶機(jī)構(gòu)，將兩者相結(jié)合，并且將灌裝機(jī)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)也簡化融入到供瓶機(jī)構(gòu)中，使整個(gè)生產(chǎn)線簡明及自動(dòng)化，讓酒瓶能穩(wěn)定快捷的進(jìn)入灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤。1.4預(yù)期目標(biāo) （1）能大大節(jié)省勞動(dòng)力，減少人工成本。 （2）實(shí)現(xiàn)灌裝生產(chǎn)線上的機(jī)械化和自動(dòng)化，增加生產(chǎn)效率。 （3）通過研究灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)機(jī)械化來更加深入了解灌裝機(jī)的整體化和自動(dòng)化，希望對(duì)灌裝生產(chǎn)線整體機(jī)械及自動(dòng)化有啟發(fā)和借鑒作用。1.5重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路供瓶機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)思想都是以全自動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)來配合的，要結(jié)合某一灌裝機(jī)，利用與他相同的電機(jī)轉(zhuǎn)速與效率，不然會(huì)出現(xiàn)輸送速度與灌裝速度不切合，使生產(chǎn)線堵塞。對(duì)于傳動(dòng)裝置與理瓶裝置對(duì)從洗瓶機(jī)出來的瓶子如何做到輸送過程中減少倒瓶和碎瓶率。 結(jié)合多種灌裝生產(chǎn)線總結(jié)出有利于供瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和想法，使供瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理，利于灌裝生產(chǎn)線的簡化及增加效率。（1） 通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)與實(shí)地測試確定合適的電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，機(jī)械的選擇（2） 選擇合適動(dòng)力傳遞方式，設(shè)計(jì)工作裝置和傳動(dòng)裝置。（3） 運(yùn)用SolidWorks CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（4） 運(yùn)用SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模。2灌裝生產(chǎn)概念2.1全自動(dòng)液體灌裝線概述全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的使用和需求日益增長，已經(jīng)逐步代替手工灌裝或半自動(dòng)灌裝，并將發(fā)展成為液體灌裝行業(yè)所必備的設(shè)備。目前，市場上對(duì)全自液體灌裝機(jī)沒有明確的定義和劃分，大多只對(duì)能進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量或某部分機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在全自動(dòng)灌裝、包裝生產(chǎn)線中，液體灌裝機(jī)是包裝機(jī)械的重要組成部分之一，其主要用在食品、化工等輕工行業(yè)中。在食品行業(yè)中的用途則尤為重要，例如：酒水、飲料、乳品、油脂以及調(diào)味品等與日常生活息息相關(guān)產(chǎn)品的包裝。另外是在化工行業(yè)中包括洗滌類、日化、礦物油和農(nóng)藥等化工類液體產(chǎn)品的灌裝。然而，由于我國灌裝行業(yè)起步較晚，灌裝、包裝的自動(dòng)化水平較底，市場自動(dòng)化灌裝設(shè)置要求很高?；诖?，本文選擇的是自動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)作為討論的主題進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。2.1.1灌裝生產(chǎn)線定義全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)械經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，并按各自的功能完成一定任務(wù)進(jìn)行順序、連續(xù)生產(chǎn)包裝的一系列機(jī)器的組合。組成自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的過程是按照產(chǎn)品包裝的工藝順序，將若干臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)械按一定的工藝要求組成一條生產(chǎn)線，并將包裝物料和被包裝的物料經(jīng)輸送裝置、自動(dòng)控制設(shè)備、檢測設(shè)備及各種輔助設(shè)備按相應(yīng)工藝要求進(jìn)行連續(xù)輸入、定量、包裝、以及輸出成品的一個(gè)自動(dòng)化過程。其特點(diǎn)是：高速性、連續(xù)性。灌裝生產(chǎn)線也稱包裝線，主要用于包裝啤酒、飲料、液體藥品、食品油脂等。一條灌裝生產(chǎn)線配套有多臺(tái)機(jī)械，如配套自動(dòng)吹瓶機(jī)、理瓶機(jī)、自動(dòng)洗瓶機(jī)、烘干機(jī)、自動(dòng)灌裝機(jī)、封蓋機(jī)、打包機(jī)等。采用自動(dòng)化包裝過程既可以使包裝工序緊湊，提高工作效率，又可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2 液體灌裝基本原理灌裝就是將一定量的液體物料注入到包裝容器中的過程。這種液體物料主要是指具有低粘度的可流動(dòng)型液體物料，如酒類、汽水、果汁等。它們可以依靠自重以一定速度流入到包裝容器中。另外還可灌裝一些中等粘稠液體物料和一些高粘度物料，如果醬、油脂，牙膏及黃油等。對(duì)這些物料的灌裝依靠重力是不能使其按要求流動(dòng)的，因此需要施加一定的壓力將其擠入或壓入到包裝容器中。由于液體種類很多，其性能不一，如粘度、起沫性、含氣性、揮發(fā)性等各不相同，所以采用的灌裝方法不一樣，其次液料的包裝容器也不同，有玻璃瓶、金屬罐、塑料瓶、復(fù)合紙盒等，所以，依據(jù)不同的包裝容器、包裝物料及不同的灌裝工藝，灌裝機(jī)的灌裝方法也是不相同的。2.3液體灌裝方式由于液體物料性能不同，灌裝方式多種多樣。根據(jù)灌裝壓力的不同可分為常壓灌裝、負(fù)壓灌裝、等壓灌裝等。2.3.1.常壓灌裝常壓灌裝，又稱重力灌裝，即在常壓下，利用液體自身的重力將其灌入包裝容器內(nèi)， 其整個(gè)系統(tǒng)處于敞開狀態(tài)下工作，該灌裝方法是最原始的灌裝方法。至今仍被用在流動(dòng)性很好的液體灌裝中，這各方法比較適用于流動(dòng)性好、不含氣、不易揮發(fā)的液體中。如礦泉水、白酒、醬油、牛奶等。2.3.2負(fù)壓灌裝負(fù)壓灌裝是先將包裝容器抽氣形成負(fù)壓，再將液體物料灌入包裝容器內(nèi)。這種灌裝方法不但能提高灌裝速度，而且能減少包裝容器內(nèi)殘存的空氣，防止液體物料氧化變質(zhì)，可延長產(chǎn)品的保存期。此外，還能限制毒性液體的逸散，并可以避免灌裝有裂紋或缺口的容器，減少浪費(fèi)，適用于不含氣體，且怕接觸空氣而氧化變質(zhì)的粘度稍大的液體物料，如果汁、果醬、糖漿、油類、農(nóng)藥等。這種灌裝分為二種形式：一是重力式負(fù)壓灌裝，即貯液缸與包裝容器具有相等的真空度，液體是在真空等壓狀態(tài)下以重力流動(dòng)方式完成灌裝的；二是壓差式負(fù)壓灌裝，即包裝容器的真空度大于貯液缸的真空度，液體是在壓差狀態(tài)下完成灌裝的。重力負(fù)壓灌裝是低真空(10-16kPa)下的重力灌裝。其灌裝方法基本與重力灌裝相同，但比重力灌裝速度快，可以避免灌裝有裂紋或有缺口的容器，還可以防止液體的滴漏。壓差式負(fù)壓灌裝(純真空灌裝)，灌裝系統(tǒng)內(nèi)的壓力應(yīng)低于大氣壓力。灌裝閥密封塊抵住容器的同時(shí)開啟閥門，由于與真空室相通的容器內(nèi)處于真空，液體可被迅速抽進(jìn)容器中，直至灌裝到預(yù)定液位。最后會(huì)有相當(dāng)量的液體被抽到排出管中，進(jìn)入溢流槽后被回收再循環(huán)。純真空灌裝的真空度一般保持在6-7kPa。真空法可提高灌裝速度，減少產(chǎn)品與空氣的接觸，有利于延長產(chǎn)品的保存期，其全封閉狀態(tài)還限制了產(chǎn)品中有效成分的逸散。壓差式負(fù)壓灌裝尤其適用于不宜多暴露于空氣中的含維生素的液料， 如蔬菜汁、果汁以及有毒的液體(如農(nóng)藥、化學(xué)藥水)等。2.3.3.等壓灌裝等壓灌裝，即先向包裝容器內(nèi)充氣，使容器內(nèi)壓力與貯液缸內(nèi)壓力相等，再將貯液缸的液體物料灌入包裝容器內(nèi)。等壓灌裝又稱壓力重力灌裝、氣體壓力灌裝。這種灌裝方法只適用于含氣飲料，如啤酒、汽水、香檳等4。2.4液體灌裝機(jī)的一般工作流程的敘述液體灌裝機(jī)的流程一般為：裝有空瓶的箱子堆放在托盤上，由輸送帶送到卸托盤機(jī)，將托盤逐個(gè)卸下，箱子隨輸送帶送到卸箱機(jī)中，將空瓶從箱子中取出，空箱經(jīng)輸送帶送到洗箱機(jī)，經(jīng)清洗干凈，再輸送到裝箱機(jī)旁，以便將盛有飲料的瓶子裝入其中。從卸箱機(jī)取出的空瓶，由另一條輸送帶送入洗瓶機(jī)消毒和清洗，經(jīng)瓶子檢驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)，符合清潔標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入灌裝機(jī)和封蓋機(jī)。飲料由灌裝機(jī)裝入瓶中。裝好飲料的瓶子經(jīng)封蓋機(jī)加蓋封住并輸送到貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)，貼好標(biāo)簽后送至裝箱機(jī)裝入箱中再送到堆托盤機(jī)堆放在托盤上送入倉庫。液體灌裝機(jī)主要用于洗液、護(hù)理液、口服液、消毒液、洗眼液、營養(yǎng)液、酒水、注射液、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香水、食用油、潤滑油及特殊行業(yè)的液體灌裝。3灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)主要由三個(gè)部分組成：理瓶機(jī)構(gòu)、傳送帶機(jī)構(gòu)、間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)。下面對(duì)供瓶機(jī)構(gòu)的三個(gè)部分做簡單的設(shè)計(jì)說明。1-底座 2-軸 3-帶輪 4-托架 5-轉(zhuǎn)盤 6-彈片 7-傳送帶 8-間歇轉(zhuǎn)盤 9-齒輪 10-傳送v帶 11-電機(jī) 12-支撐桿3.1理瓶機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1理瓶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 理瓶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 1-底座 2-轉(zhuǎn)盤 3-托架 4-擋板 1-皮帶輪 2-軸 3-固定架 4-傳送v帶 圖3-1 理瓶機(jī)構(gòu)3.1.2理瓶機(jī)構(gòu)的工作原理理瓶機(jī)構(gòu)的工作原理由圖3-1可知。電機(jī)通過帶輪傳動(dòng)帶動(dòng)心軸旋轉(zhuǎn)。彈片和托架固定在一起，再把托架通過支架固定在底座上面，托架與軸的連接不是固定連接，即心軸的旋轉(zhuǎn)不能帶動(dòng)托架和彈片的旋轉(zhuǎn)，彈片在沒接觸到瓶時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。托盤通過鍵固定在心軸上，托盤可以隨著心軸一起旋轉(zhuǎn)。由于生產(chǎn)過程中將瓶放在托盤上，因此瓶也會(huì)隨著托盤一起旋轉(zhuǎn)。底座上面安裝有檔欄，檔欄就安裝在托盤外面可以保證瓶在旋轉(zhuǎn)過程中不會(huì)掉落。同時(shí)瓶在隨著托盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中碰到彈片，在彈片力的作用下瓶就會(huì)向外移動(dòng)，最后一起運(yùn)動(dòng)到檔欄上的引導(dǎo)部分，這樣就可以將瓶全部按順序引入傳送帶。3.2傳送帶機(jī)構(gòu)3.2.1 傳送帶的結(jié)構(gòu) 傳送帶的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示 圖3-2 傳送帶 傳送帶的作用：連接理瓶機(jī)構(gòu)與間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu) 傳送帶的固定：滑軌的固定一頭固定在理瓶機(jī)構(gòu)的底座上，一頭固定在間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的底座上。中間用了兩個(gè)托架支撐，這樣可以改善滑軌結(jié)構(gòu)的受力情況。3.2.2傳送帶的工作原理由于帶傳動(dòng),有一個(gè)初張緊力,使帶與帶輪間有一個(gè)壓力。當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦力的作用，帶輪就會(huì)給帶一個(gè)圓周方向的切向力，使帶與帶輪同步的運(yùn)動(dòng)。由于帶是連續(xù)的，所以帶就不斷的沿著主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪運(yùn)動(dòng)。放在傳動(dòng)帶上的物體和傳動(dòng)帶帶之間也有正壓力，傳動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，在摩擦力的作用下傳動(dòng)帶給它上面的物體一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的力，使物體運(yùn)動(dòng)。3.3 間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)3.3.1 間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的組成間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示： 1-支撐桿 2-完全齒輪 3-長軸 4-短軸 5-不完全齒輪（ a ） 1-底座 2-間歇轉(zhuǎn)盤 3-托架 4-電機(jī) 5-傳送v帶 （ b ） 圖3-3 間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)3.3.2間歇運(yùn)動(dòng)的選擇為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比較槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪之間的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）與其他間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，不完全齒輪結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡單。（2）主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，其從動(dòng)輪的停歇次數(shù)，每次停歇的時(shí)間和每次傳動(dòng)的角度等變化范圍大，因而設(shè)計(jì)靈活。（3）不完全齒輪一般適用于低速，輕載的場合，并且主動(dòng)輪和從動(dòng)輪不能互相換。所以我們選擇不完全齒輪來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇機(jī)構(gòu)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)如圖3-4所示： 圖3-4 不完全齒輪機(jī)構(gòu)3.3.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)原理及特點(diǎn)在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上作出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止圓弧定位使從動(dòng)輪靜止。 不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速輕載場合。3.2.4間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的功能間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)在整個(gè)機(jī)構(gòu)中的作用是使瓶在流水線上做間歇運(yùn)動(dòng)。當(dāng)瓶轉(zhuǎn)到加液處時(shí)自動(dòng)停下一段時(shí)間，讓液體灌裝機(jī)的加液機(jī)構(gòu)給瓶中注入要灌裝的液體，同時(shí)加蓋機(jī)構(gòu)對(duì)上一步注好液的瓶加蓋。取瓶機(jī)構(gòu)也可以利用這一段靜止的時(shí)間間歇實(shí)現(xiàn)取瓶操作。3.2.5 間歇轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的工作原理電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)減低轉(zhuǎn)速，輪和短軸之間用鍵連接，從而短軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，短軸上連接有不完全齒輪機(jī)構(gòu)的小輪，小輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)大輪做間歇運(yùn)動(dòng)，又由于大輪安裝在長軸上，從而長軸也做間歇運(yùn)動(dòng)。 長軸做間歇運(yùn)動(dòng)那么安裝在其上的轉(zhuǎn)盤也做間歇運(yùn)動(dòng)，從而由由傳送帶傳送過來的瓶由轉(zhuǎn)盤卡位后，也做間歇運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。4灌裝機(jī)供瓶機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)與選擇4.1不完全齒輪的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇根據(jù)不完全齒輪機(jī)構(gòu)，選取一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪（傳動(dòng)裝置的齒輪1和齒輪2），具體參數(shù)為：中心距：分度圓半徑： （4-1）可得： 基圓半徑：由式 （4-1-1）可得： 4.2電機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇4.2.1 電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 從機(jī)構(gòu)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)入手，每秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，這樣要保證八工位轉(zhuǎn)盤在一秒內(nèi)完成停止兩個(gè)動(dòng)作。經(jīng)過考慮，在運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，將停止時(shí)間定為2/3秒，八工位轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間則為1/3秒，轉(zhuǎn)盤與從動(dòng)輪同軸，有相同的運(yùn)動(dòng)情況，故從動(dòng)輪撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)2/3圈所用的時(shí)間為1/3秒。他的轉(zhuǎn)速可以求出：（2/3）r/（2/3）s=1r/s 通過軸之間的傳動(dòng)關(guān)系，不難看出，轉(zhuǎn)速仍為一圈每秒。再加上齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)，他們的傳動(dòng)比均為5，可得電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為：4.2.2電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動(dòng)機(jī)主要有Y，YZ，YZR系列，無特殊需要，一般選取Y系列的三相交流異步電動(dòng)機(jī)；而YZ，YZR系列一般用于頻繁啟動(dòng)，制動(dòng)和換向，具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大的過載能力。我們所設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)對(duì)于工作無特殊要求，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。4.2.3電動(dòng)機(jī)額定功率的確定取P=1.1KW，由于選取的灌裝機(jī)有如下幾種類型： 表4-1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)方案號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min灌裝速度 r/minA600144010B550144012C50096010所以為了契合灌裝機(jī)，選取方案A，則滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知同一額定功率下有幾種同步轉(zhuǎn)速可供選用，可得電機(jī)型號(hào)為Y90s-4.4.3傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置就是把動(dòng)力裝置的動(dòng)力傳遞給工作機(jī)構(gòu)等的中間設(shè)備，常用的傳動(dòng)裝置有帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，由于帶傳動(dòng)具有緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲；制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；且過載時(shí)會(huì)引起打滑，防止其他零件的損壞；增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇帶傳動(dòng)比較合適。4.3.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇確定計(jì)算功率；查表得工作情況系數(shù) 4.3.2選擇帶型 由于，小帶輪轉(zhuǎn)速，確定選用SPZ型。4.3.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑查表取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑，根據(jù)公式，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為150mm。驗(yàn)證帶的速度由 （m/s） （4-2）式中： D動(dòng)輪直徑，mm得V=3.92 所以帶的速度合適4.3.4確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距根據(jù)公式 （4-3）初步確定中心距 根據(jù)公式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度： （4-4）可得 查表選取帶的基準(zhǔn)長度， 計(jì)算實(shí)際中心距 中心距可調(diào)范圍： 4.3.5驗(yàn)證主動(dòng)輪上的包角由（4-5）得，所以主動(dòng)輪上的包角合適。4.3.6計(jì)算出拉力由 （4-6）可得4.4軸的校核4.4.1 軸的材料選擇 本系統(tǒng)的軸無特殊要求，選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。它的機(jī)械性能為正熱火處理，毛培直徑d為25100mm，硬度170207。拉伸強(qiáng)度（），拉伸屈服（），彎曲疲勞（），扭轉(zhuǎn)疲勞（）。4.4.2按扭矩強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式： （單位：）；（4-7） 式中： T軸的扭矩， N軸的轉(zhuǎn)速，r/min P軸傳遞的功率，KW改成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為：對(duì)于45號(hào)鋼，C=107118（=4030）。 總 結(jié) 全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的應(yīng)用和市場需求在日益增長，無論是從計(jì)量的準(zhǔn)確性，還是從灌裝的速度方面，都對(duì)自動(dòng)化的要求不斷提高。對(duì)灌裝速度和準(zhǔn)確性的要求，主要取決于設(shè)備的性能，設(shè)備的功能及搭配的合理性直接影響系統(tǒng)的灌裝速度。同時(shí)，檢測設(shè)備的技術(shù)水平將會(huì)進(jìn)一步表現(xiàn)在控制的準(zhǔn)確性上。本文主要實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)液體灌裝機(jī)灌裝生產(chǎn)線上的機(jī)械化。與傳統(tǒng)的灌裝機(jī)的相比，在技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在：灌裝機(jī)的自動(dòng)化水平。通過對(duì)市場的了解和學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，目前市面上的灌裝機(jī)還主要停留在灌裝這個(gè)部分，而很少是將其前面的供瓶和后面的封蓋都作為一個(gè)灌裝的整體去考慮。所以本文設(shè)計(jì)突出了整體性的自動(dòng)化，節(jié)省人力物力，為整個(gè)灌裝系統(tǒng)做了進(jìn)一步的提高。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，也曾遇到過許多的問題。自己的想法與實(shí)際操作相結(jié)合所體現(xiàn)的差異，對(duì)全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的整體生產(chǎn)線也有許多問題沒有發(fā)現(xiàn)，在本方案的設(shè)計(jì)中，有很多控制方法都是參考或借鑒其它控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的，其中不免存在不適之處，這就需要不斷的研究改進(jìn)。 致 謝本論文從選題到完成是在肖愛玲老師的悉心關(guān)心和指導(dǎo)下完成的。在選題時(shí)我遇到了很大的問題，是肖老師通過了解我自身的情況，知道了我在酒廠打過工的經(jīng)歷來確定選題。肖老師淵博的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)和忘我的敬業(yè)精神一直讓我深感敬佩；同時(shí)您謙虛坦誠、熱情、隨和的性格也讓我感到親切。肖愛玲老師對(duì)我學(xué)業(yè)上的精心指導(dǎo)和言傳身教，使我的動(dòng)手能力、分析能力和解決問題以及獨(dú)立思考的能力都得到了很大的提高；這都會(huì)使我受益終身。在此，向肖愛玲老師致以最誠摯的敬意和感謝!謝謝老師這幾個(gè)月來對(duì)我的不倦教誨，我終生銘記! 在論文的完成過程中，還得到了其他專業(yè)老師，以及同班同學(xué)的熱情幫助，讓我在迷茫與斗爭中堅(jiān)持下來，在此，對(duì)以上各位老師和同學(xué)表示忠心的感謝! 最后，感謝全體老師，在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)中，感謝我學(xué)習(xí)和生活了四年的母校，祝愿母校的明天更加輝煌! 由于設(shè)計(jì)中很多技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)是本人在實(shí)習(xí)和實(shí)踐中從其它技術(shù)或設(shè)備上得到的，經(jīng)過研究進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)后用于本次全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的供瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，不適之處常會(huì)有之，再加上本人學(xué)識(shí)淺薄，論文中肯定還存在很多不當(dāng)、甚至錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師教授多多指教。參考文獻(xiàn)1車寧，武福，一種FGZ 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