灌裝機供瓶機構(gòu)的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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2.4液體灌裝機的一般工作流程的敘述 5 3灌裝機供瓶機構(gòu)設(shè)計 5 3.1理瓶機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 3.2傳送帶機構(gòu) 8 3.3 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu) 9 4灌裝機供瓶機構(gòu)的零部件設(shè)計與選擇 11 4.1不完全齒輪的設(shè)計及參數(shù)選擇 11 4.2電機的設(shè)計及參數(shù)選擇 12 4.3傳動裝置的設(shè)計 13 4.4軸的校核 14 總 結(jié) 15 致 謝 15 參考文獻 16 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 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。食品包裝機械是對食品進行完成全部或部分包裝過程的機器。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、計量等輔助設(shè)備。食品包裝機械是食品工業(yè)生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。發(fā)展食品包裝機械化，可以提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約大量勞動力，可以降低勞動強度，改善勞動條件，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]。 灌裝機械是食品包裝機械中的一種，通常將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器稱為灌裝機械。在自動灌裝機中，按照灌裝的工藝要求、速度、間距和狀態(tài)，準確地將待灌瓶送入主轉(zhuǎn)盤升降托瓶臺上，是保證灌裝機正常而有序地工作的關(guān)鍵。常用的供送裝置有鏈帶式、動梁推進式、螺桿和星型撥輪等。供瓶機構(gòu)是液體灌裝機的必要組成部分，它在液體灌裝機中起到承上啟下的作用，完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證灌裝動作的順利完成，實現(xiàn)其自動化操作[8]。 1.2國內(nèi)外液體灌裝機現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 1.2.1國內(nèi)液體灌裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀 我國飲料灌裝機械制造業(yè)起步晚，建國后基本上采用的是手工灌裝，當時國內(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，另一方面我國也在自行研制，這就促進了我國的包裝機械行業(yè)進入了一個新的發(fā)展時期， 開發(fā)出各種自動、半自動中小型的灌裝機械，提供給國內(nèi)大批飲料廠，促進了我國飲料業(yè)的迅速發(fā)展。進入20世紀80年代，我國采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進德國SEN公司20000瓶／小時的啤酒灌裝線和日本三菱公司18000瓶／d,時的含氣體飲料灌裝線的制造技術(shù)，到1991年又引進了德國KHS公司36000瓶／d,時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，而且開始生產(chǎn)大型灌裝機。我們參照國外全自動液體灌裝機的先進機型，結(jié)合國內(nèi)液體灌裝的實際情況，獨立開發(fā)設(shè)計并制造新型全自動液體灌裝生產(chǎn)線，并根據(jù)測算，與國外同類產(chǎn)品相比，價格僅是進口設(shè)備35％， 并且完全可以代替進口同類產(chǎn)品，具有良好的價格性能比，同時技術(shù)水平也上了一個臺階，將我國液體灌裝設(shè)備制造業(yè)的整體水平提高到一個新的水平。我國的灌裝機械制造業(yè)，經(jīng)歷了仿制、引進技術(shù)、消化吸收、創(chuàng)新、自主開發(fā)的過程，技術(shù)進步及創(chuàng)新的速度很快，而且在不斷縮小與國外先進技術(shù)之間的差距。 1.2.2國外液體灌裝機發(fā)展現(xiàn)狀 灌裝機在食品行業(yè)、飲料行業(yè)、日化行業(yè)等廣泛使用，是這些企業(yè)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)必不可少的機械設(shè)備之一。西方各國對灌裝機發(fā)展十分重視，不僅種類齊全，而且自動化程度高，集機、電、光、聲、磁為一體的高新技術(shù)灌裝機正在不斷涌現(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)實用化、科研成果商業(yè)化成了西方發(fā)達國家拉大同其他發(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)達國家，包裝行業(yè)灌裝機技術(shù)先進、多功能化、自動化程度和灌裝精度都很高。 1.2.3國內(nèi)外液體灌裝機械制造業(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。 ①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)控制中的一個重要因素。在一定程度上講，提高生產(chǎn)速度在不增加勞動力的情況下，唯一的方法就是改進設(shè)備，用同樣的時間和同樣的勞動力去操縱高效率的機器，以生產(chǎn)出相對多的產(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，灌裝機的灌裝速度最高可達2000罐／分，灌裝閥頭數(shù)也分別達到140頭、160 頭、180頭；非碳酸飲料灌裝機的灌裝閥頭數(shù)也達到50--100頭。在灌裝速度上，灌裝速度最高可達1000瓶／分，最高的已經(jīng)超過1500瓶／分。 ②結(jié)構(gòu)的合理化。國內(nèi)外灌裝機械制造商都在致力于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不斷的在對老產(chǎn)品進行優(yōu)化的同時開發(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性進行研究。例如，德國KRONES 公司貼標機的轉(zhuǎn)換部件大大減少，貼標的功能及數(shù)量反而增加。有的“沖-灌-封-一體機全部采用瓶頸夾持輸送裝置，省去了輸瓶導板、導軌、底板等轉(zhuǎn)換部件，不論PET 瓶體積大小如何均不需要調(diào)整灌裝機和封口機的高度，在各種生產(chǎn)時速和各種灌裝方式中都能夠高速、平穩(wěn)地輸送包裝容器。 ③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)備是由幾臺可以獨立工作的設(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。 ④控制的智能化。早期的灌裝設(shè)備都是通過機構(gòu)的功能來進行機械操作，使得設(shè)備龐大，運轉(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)用于灌裝機的控制系統(tǒng)中，而且大型設(shè)備更是采用計算機控制，人機界面，故障自我診斷等，實現(xiàn)了設(shè)備運行的智能化?，F(xiàn)代灌裝技術(shù)的目標是精確、高效、自動化。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 本課題將灌裝機生產(chǎn)線作為研究重點，利用供瓶機構(gòu)實現(xiàn)灌裝生產(chǎn)線上的機械化和自動化，免去人工勞動力的強度，加大生產(chǎn)效率，提高自動灌裝一體化，優(yōu)化灌裝生產(chǎn)線，全自動灌裝機生產(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；材料浪費少，在大規(guī)模生產(chǎn)中節(jié)約成本；根據(jù)生產(chǎn)流程進行編程控制，生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)過程對環(huán)境污染小等等。所以，通過去阿拉爾市托木爾峰酒廠的實習觀摩，將全自動旋轉(zhuǎn)灌裝機的生產(chǎn)線優(yōu)化成供瓶機構(gòu)，減少酒瓶從洗瓶機出來人工運送到生產(chǎn)線上且一次一人只能放置兩瓶的時間，而且能大大提高生產(chǎn)效率，因此對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和研究特別是供瓶機構(gòu)的研究是本文的重點。 通過觀摩辣椒醬理瓶機，利用新型的理瓶機構(gòu)運用到供瓶機構(gòu)中，可以大大節(jié)省制作成本，簡明易懂，結(jié)合灌裝機理瓶機構(gòu)，將兩者相結(jié)合，并且將灌裝機進瓶機構(gòu)也簡化融入到供瓶機構(gòu)中，使整個生產(chǎn)線簡明及自動化，讓酒瓶能穩(wěn)定快捷的進入灌裝機轉(zhuǎn)盤。 1.4預(yù)期目標 （1）能大大節(jié)省勞動力，減少人工成本。 （2）實現(xiàn)灌裝生產(chǎn)線上的機械化和自動化，增加生產(chǎn)效率。 （3）通過研究灌裝機供瓶機構(gòu)機械化來更加深入了解灌裝機的整體化和自動化，希望對灌裝生產(chǎn)線整體機械及自動化有啟發(fā)和借鑒作用。 1.5重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 供瓶機構(gòu)的整體設(shè)計思想都是以全自動液體旋轉(zhuǎn)灌裝機來配合的，要結(jié)合某一灌裝機，利用與他相同的電機轉(zhuǎn)速與效率，不然會出現(xiàn)輸送速度與灌裝速度不切合，使生產(chǎn)線堵塞。對于傳動裝置與理瓶裝置對從洗瓶機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)出有利于供瓶機構(gòu)的設(shè)計和想法，使供瓶機構(gòu)的設(shè)計合理，利于灌裝生產(chǎn)線的簡化及增加效率。 （1） 通過查閱機械設(shè)計手冊與實地測試確定合適的電機轉(zhuǎn)速和功率，機械的選擇 （2） 選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計工作裝置和傳動裝置。 （3） 運用SolidWorks CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 （4） 運用SolidWorks三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。 2灌裝生產(chǎn)概念 2.1全自動液體灌裝線概述 全自動液體灌裝機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，市場上對全自液體灌裝機沒有明確的定義和劃分，大多只對能進行自動計量或某部分機構(gòu)能實現(xiàn)自動控制。 在全自動灌裝、包裝生產(chǎn)線中，液體灌裝機是包裝機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、包裝的自動化水平較底，市場自動化灌裝設(shè)置要求很高?；诖?，本文選擇的是自動液體旋轉(zhuǎn)灌裝機作為討論的主題進行研究和設(shè)計。 2.1.1灌裝生產(chǎn)線定義 全自動包裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺自動包裝機械經(jīng)控制系統(tǒng)進行集中控制，并按各自的功能完成一定任務(wù)進行順序、連續(xù)生產(chǎn)包裝的一系列機器的組合。組成自動包裝生產(chǎn)線的過程是按照產(chǎn)品包裝的工藝順序，將若干臺自動包裝機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)工藝要求進行連續(xù)輸入、定量、包裝、以及輸出成品的一個自動化過程。 其特點是：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)線配套有多臺機械，如配套自動吹瓶機、理瓶機、自動洗瓶機、烘干機、自動灌裝機、封蓋機、打包機等。采用自動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強度。 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。對這些物料的灌裝依靠重力是不能使其按要求流動的，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。至今仍被用在流動性很好的液體灌裝中，這各方法比較適用于流動性好、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負壓灌裝 負壓灌裝是先將包裝容器抽氣形成負壓，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，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)下以重力流動方式完成灌裝的；二是壓差式負壓灌裝，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，液體可被迅速抽進容器中，直至灌裝到預(yù)定液位。最后會有相當量的液體被抽到排出管中，進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液體灌裝機的一般工作流程的敘述 液體灌裝機的流程一般為：裝有空瓶的箱子堆放在托盤上，由輸送帶送到卸托盤機，將托盤逐個卸下，箱子隨輸送帶送到卸箱機中，將空瓶從箱子中取出，空箱經(jīng)輸送帶送到洗箱機，經(jīng)清洗干凈，再輸送到裝箱機旁，以便將盛有飲料的瓶子裝入其中。從卸箱機取出的空瓶，由另一條輸送帶送入洗瓶機消毒和清洗，經(jīng)瓶子檢驗機檢驗，符合清潔標準后進入灌裝機和封蓋機。飲料由灌裝機裝入瓶中。裝好飲料的瓶子經(jīng)封蓋機加蓋封住并輸送到貼標機貼標，貼好標簽后送至裝箱機裝入箱中再送到堆托盤機堆放在托盤上送入倉庫。液體灌裝機主要用于洗液、護理液、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灌裝機供瓶機構(gòu)設(shè)計 在本次設(shè)計中灌裝機供瓶機構(gòu)主要由三個部分組成：理瓶機構(gòu)、傳送帶機構(gòu)、間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)。下面對供瓶機構(gòu)的三個部分做簡單的設(shè)計說明。 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 12-支撐桿 3.1理瓶機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1.1理瓶機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 理瓶機構(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 理瓶機構(gòu) 3.1.2理瓶機構(gòu)的工作原理 理瓶機構(gòu)的工作原理由圖3-1可知。電機通過帶輪傳動帶動心軸旋轉(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)不能帶動托架和彈片的旋轉(zhuǎn)，彈片在沒接觸到瓶時處于靜止狀態(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)過程中不會掉落。 同時瓶在隨著托盤轉(zhuǎn)動的過程中碰到彈片，在彈片力的作用下瓶就會向外移動，最后一起運動到檔欄上的引導部分，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：連接理瓶機構(gòu)與間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu) 傳送帶的固定：滑軌的固定一頭固定在理瓶機構(gòu)的底座上，一頭固定在間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)的底座上。中間用了兩個托架支撐，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,有一個初張緊力,使帶與帶輪間有一個壓力。當帶輪轉(zhuǎn)動時，由于摩擦力的作用，帶輪就會給帶一個圓周方向的切向力，使帶與帶輪同步的運動。由于帶是連續(xù)的，所以帶就不斷的沿著主動帶輪和從動帶輪運動。 放在傳動帶上的物體和傳動帶帶之間也有正壓力，傳動帶運動時，在摩擦力的作用下傳動帶給它上面的物體一個運動方向的力，使物體運動。 3.3 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu) 3.3.1 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)的組成 間歇轉(zhuǎn)盤機構(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 5-傳送v帶 （ b ） 圖3-3 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu) 3.3.2間歇運動的選擇 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)，比較槽輪機構(gòu)和不完全齒輪之間的優(yōu)缺點： （1）與其他間歇運動機構(gòu)相比，不完全齒輪結(jié)構(gòu)機構(gòu)簡單。 （2）主動輪轉(zhuǎn)動一周時，其從動輪的停歇次數(shù)，每次停歇的時間和每次傳動的角度等變化范圍大，因而設(shè)計靈活。 （3）不完全齒輪一般適用于低速，輕載的場合，并且主動輪和從動輪不能互相換。 所以我們選擇不完全齒輪來實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇機構(gòu)。 不完全齒輪機構(gòu)如圖3-4所示： 圖3-4 不完全齒輪機構(gòu) 3.3.3不完全齒輪機構(gòu)原理及特點 在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據(jù)運動時間和停歇時間的要求在從動輪上作出與主動輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當兩輪齒進入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止圓弧定位使從動輪靜止。 不完全齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，從動輪運動時間和靜止時間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動輪在開始進入嚙合與脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速輕載場合。 3.2.4間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)的功能 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)在整個機構(gòu)中的作用是使瓶在流水線上做間歇運動。當瓶轉(zhuǎn)到加液處時自動停下一段時間，讓液體灌裝機的加液機構(gòu)給瓶中注入要灌裝的液體，同時加蓋機構(gòu)對上一步注好液的瓶加蓋。取瓶機構(gòu)也可以利用這一段靜止的時間間歇實現(xiàn)取瓶操作。 3.2.5 間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)的工作原理 電機轉(zhuǎn)動帶動輪旋轉(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，短軸上連接有不完全齒輪機構(gòu)的小輪，小輪的轉(zhuǎn)動帶動大輪做間歇運動，又由于大輪安裝在長軸上，從而長軸也做間歇運動。 長軸做間歇運動那么安裝在其上的轉(zhuǎn)盤也做間歇運動，從而由由傳送帶傳送過來的瓶由轉(zhuǎn)盤卡位后，也做間歇運動，從而實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 4灌裝機供瓶機構(gòu)的零部件設(shè)計與選擇 4.1不完全齒輪的設(shè)計及參數(shù)選擇 根據(jù)不完全齒輪機構(gòu)，選取一對標準直齒輪（傳動裝置的齒輪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電機的設(shè)計及參數(shù)選擇 4.2.1 電機轉(zhuǎn)速的選擇 從機構(gòu)所要實現(xiàn)的運動結(jié)構(gòu)入手，每秒生產(chǎn)一個產(chǎn)品，這樣要保證八工位轉(zhuǎn)盤在一秒內(nèi)完成停止兩個動作。經(jīng)過考慮，在運動循環(huán)中，將停止時間定為2/3秒，八工位轉(zhuǎn)動的時間則為1/3秒，轉(zhuǎn)盤與從動輪同軸，有相同的運動情況，故從動輪撥盤轉(zhuǎn)動2/3圈所用的時間為1/3秒。他的轉(zhuǎn)速可以求出：（2/3）r/（2/3）s=1r/s 通過軸之間的傳動關(guān)系，不難看出，轉(zhuǎn)速仍為一圈每秒。再加上齒輪傳動和皮帶傳動，他們的傳動比均為5，可得電動機的同步轉(zhuǎn)速為： 4.2.2電動機類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動機主要有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機；而YZ，YZR系列一般用于頻繁啟動，制動和換向，具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的過載能力。我們所設(shè)計的灌裝機對于工作無特殊要求，選用Y系列三相交流異步電動機。 4.2.3電動機額定功率的確定 取P=1.1KW，，由于選取的灌裝機有如下幾種類型： 表4-1旋轉(zhuǎn)型灌裝機技術(shù)參數(shù) 方案號 轉(zhuǎn)臺直徑mm 電動機轉(zhuǎn)速 r/min 灌裝速度 r/min A 600 1440 10 B 550 1440 12 C 500 960 10 所以為了契合灌裝機，選取方案A，則滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min，參考機械設(shè)計手冊可知同一額定功率下有幾種同步轉(zhuǎn)速可供選用，可得電機型號為Y90s-4. 4.3傳動裝置的設(shè)計 傳動裝置就是把動力裝置的動力傳遞給工作機構(gòu)等的中間設(shè)備，常用的傳動裝置有帶傳動，鏈傳動和齒輪傳動，由于帶傳動具有緩和載荷沖擊，運行平穩(wěn)無噪聲；制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格；且過載時會引起打滑，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，所以選擇帶傳動比較合適。 4.3.1 V帶傳動的設(shè)計及參數(shù)選擇 確定計算功率；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確定帶輪基準直徑 查表取主動輪基準直徑，根據(jù)公式，從動輪基準直徑為150mm。驗證帶的速度由 （m/s） （4-2） 式中： D——動輪直徑，mm 得V=3.92 所以帶的速度合適 4.3.4確定窄V帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù)公式 （4-3） 初步確定中心距 根據(jù)公式計算所需的基準長度： （4-4） 可得 查表選取帶的基準長度， 計算實際中心距 中心距可調(diào)范圍： 4.3.5驗證主動輪上的包角 由（4-5） 得，所以主動輪上的包角合適。 4.3.6計算出拉力 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號鋼調(diào)質(zhì)處理。它的機械性能為正熱火處理，毛培直徑d為25~100mm，硬度170~207。拉伸強度（），拉伸屈服（），彎曲疲勞（），扭轉(zhuǎn)疲勞（）。 4.4.2按扭矩強度計算 對于實心軸，其強度條件式： （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 改成計算軸的直徑的設(shè)計計算公式為： 對于45號鋼，C=107~118（=40~30）。 總 結(jié) 全自動液體灌裝機的應(yīng)用和市場需求在日益增長，無論是從計量的準確性，還是從灌裝的速度方面，都對自動化的要求不斷提高。對灌裝速度和準確性的要求，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，檢測設(shè)備的技術(shù)水平將會進一步表現(xiàn)在控制的準確性上。 本文主要實現(xiàn)對全自動液體灌裝機灌裝生產(chǎn)線上的機械化。與傳統(tǒng)的灌裝機的相比，在技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在：灌裝機的自動化水平。通過對市場的了解和學習發(fā)現(xiàn)，目前市面上的灌裝機還主要停留在灌裝這個部分，而很少是將其前面的供瓶和后面的封蓋都作為一個灌裝的整體去考慮。所以本文設(shè)計突出了整體性的自動化，節(jié)省人力物力，為整個灌裝系統(tǒng)做了進一步的提高。 在實際設(shè)計過程中，也曾遇到過許多的問題。自己的想法與實際操作相結(jié)合所體現(xiàn)的差異，對全自動液體灌裝機的整體生產(chǎn)線也有許多問題沒有發(fā)現(xiàn)，在本方案的設(shè)計中，有很多控制方法都是參考或借鑒其它控制系統(tǒng)進行改進設(shè)計的，其中不免存在不適之處，這就需要不斷的研究改進。 致 謝 本論文從選題到完成是在肖愛玲老師的悉心關(guān)心和指導下完成的。在選題時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、豐富的經(jīng)驗、嚴謹求實的治學作風和忘我的敬業(yè)精神一直讓我深感敬佩；同時您謙虛坦誠、熱情、隨和的性格也讓我感到親切。肖愛玲老師對我學業(yè)上的精心指導和言傳身教，使我的動手能力、分析能力和解決問題以及獨立思考的能力都得到了很大的提高；這都會使我受益終身。在此，向肖愛玲老師致以最誠摯的敬意和感謝!謝謝老師這幾個月來對我的不倦教誨，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，以及同班同學的熱情幫助，讓我在迷茫與斗爭中堅持下來，在此，對以上各位老師和同學表示忠心的感謝! 最后，感謝全體老師，在四年的大學學習中，感謝我學習和生活了四年的母校，祝愿母校的明天更加輝煌! 由于設(shè)計中很多技術(shù)和經(jīng)驗是本人在實習和實踐中從其它技術(shù)或設(shè)備上得到的，經(jīng)過研究進行實驗、改進后用于本次全自動液體灌裝機的供瓶機構(gòu)設(shè)計，不適之處常會有之，再加上本人學識淺薄，論文中肯定還存在很多不當、甚至錯誤之處，敬請各位老師教授多多指教。 參考文獻 [1]車寧，武福，一種FGZ 10型灌裝機的設(shè)計與研制[J]，廣西輕工業(yè)2007． [2]張文明，全自動液體灌裝機[J]，機電一體化，2003. 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