灌裝機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)--自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　對(duì)40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其包括：進(jìn)瓶撥輪裝置、出瓶撥輪裝置、螺旋限位器裝置；本文主要對(duì)星型拔瓶輪、螺旋限位器、進(jìn)瓶欄板結(jié)構(gòu)、進(jìn)行設(shè)計(jì)及計(jì)算，并要了解設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)。星形撥瓶輪是將灌裝機(jī)的限位機(jī)構(gòu)送來(lái)的瓶子，準(zhǔn)確地送入灌機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)或灌滿的瓶子從升降機(jī)構(gòu)取下送入傳送帶的機(jī)構(gòu)。將定量的液體物料(簡(jiǎn)稱液料)充填入包

2、裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為灌裝機(jī)械。因?yàn)樗嗳氲囊后w具有流動(dòng)性，所以所用的容器一般為剛性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶(或罐)、金屬罐、復(fù)合紙盒等。輸送鏈帶、分件供送螺桿、星形撥輪和弧形導(dǎo)板相結(jié)合用于容器的輸入；同時(shí)撥輪也用于容器的輸出。螺旋限位器在包裝工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)以廣泛應(yīng)用多種類型的分件供送螺桿裝置，可按某種工藝要求將規(guī)則或不規(guī)則排列的容器、物件以確定的速度、方向和間距分批或逐個(gè)地送到給定的工位。本設(shè)計(jì)主要用來(lái)分件單列供送正圓柱形的典型組合裝置，

3、此分件供送裝置是整個(gè)灌裝設(shè)備的“咽喉”，其結(jié)構(gòu)特性的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、工作效率、總體布局和自動(dòng)化水平。</p><p>　　關(guān)鍵詞：星型拔輪機(jī)構(gòu)、螺旋限位、進(jìn)瓶攔板、包裝</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Automatic filling of the gland 40-8 joint mach

4、ine design include: Pull out the gear devices into the bottle, the bottle Pull out the gear devices limit screw device; In this paper, a bottle of brandy round of star-shaped, spiral spacing, and steeplechase bottle into

5、 the structure, design and calculation, and to understand the commissioning and maintenance of equipment. Dial star-shaped bottle filling machine round is to limit the agency sent the bottle, filling machine accurately i

6、nto the take-o</p><p>　　Therefore, the general container used for rigid containers, such as PET bottles, glass bottles (or cans), metal cans, cartons and other composites. Conveyor belt, sub-items for delive

7、ry screw, star-shaped and arc-shaped guide plate Pull out the gear combination for the importation of container; Pull out the gear At the same time, the output is also used in containers. Spiral limit in the field of pac

8、kaging industry, is now widely applied to various types of sub-items for delivery screw device, a</p><p>　　Device throughout the filling equipment is the "throat", the structural characteristics of

9、 a direct impact on product quality, work efficiency, the overall layout and level of automation.</p><p>　　Key words: star-shaped bodies out round, spiral limit, into the bottle to stop board, packaging</

10、p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　前言3</b></p><p><b>　　1緒論4</b></p>

11、;<p>　　1、1灌裝機(jī)的發(fā)展4</p><p><b>　　2總體設(shè)計(jì)方案5</b></p><p>　　2、1啤酒灌裝機(jī)的工作原理5</p><p>　　2、2液體灌裝機(jī)的分類與選擇6</p><p>　　2、2、1液體灌裝機(jī)的分類6</p><p>　　2、2、2液

12、體灌裝機(jī)的選擇6</p><p>　　2、3灌裝的基本方法7</p><p>　　2、4機(jī)型的適用范圍8</p><p>　　2、4、1適用機(jī)型8</p><p>　　2、4、2灌裝壓蓋方式8</p><p>　　2、5工藝分析10</p><p>　　2、5、1灌裝機(jī)的類型及灌裝方

13、式的選用10</p><p>　　2、5、2包裝程序及工藝路線11</p><p>　　3星型拔瓶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算13</p><p>　　3.1星形撥瓶輪方案的確定13</p><p>　　3.2撥瓶輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算14</p><p>　　3. 3包裝容器與撥瓶輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)16</p>

14、<p>　　3. 4撥瓶輪主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　3. 5傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4 螺旋限位器設(shè)計(jì)及計(jì)算21</p><p>　　4. 1螺旋限位器方案確定21</p><p>　　4. 2螺旋限位器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算24</p><p>　　4. 3螺桿螺旋線展

15、開(kāi)圖30</p><p>　　5進(jìn)瓶欄板結(jié)構(gòu)31</p><p>　　6設(shè)備調(diào)試與維護(hù)32</p><p>　　6. 1整機(jī)要求32</p><p>　　6. 2撥輪機(jī)構(gòu)32</p><p>　　6. 3螺旋限位機(jī)構(gòu)32</p><p>　　6. 4進(jìn)瓶欄板機(jī)構(gòu)32</p&g

16、t;<p><b>　　6. 5潤(rùn)滑33</b></p><p>　　6. 6維護(hù)基本要求33</p><p>　　6. 7安全技術(shù)操作規(guī)程34</p><p><b>　　7總結(jié)35</b></p><p><b>　　致謝36</b></p&g

17、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是根據(jù)2009年青島理工大學(xué)琴島學(xué)院機(jī)電系下達(dá)工作組的設(shè)計(jì)任務(wù)編寫的。課題為40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目是進(jìn)出瓶的設(shè)計(jì)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)工作量大，專

18、業(yè)范圍廣，要求高。對(duì)畢業(yè)、踏上工作崗位的我們來(lái)說(shuō)，是一次對(duì)于我們專業(yè)的巨大考驗(yàn)，也是對(duì)我們參加工作前的一次很好歷練。這既提高了我們的專業(yè)要求，還培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行的。這是我們對(duì)我們所學(xué)課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的良好訓(xùn)練，故在我們大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。</p><p>　　本設(shè)計(jì)書(shū)重

19、點(diǎn)說(shuō)明了灌裝機(jī)進(jìn)出瓶的工作原理與相應(yīng)的拔輪、進(jìn)瓶攔板的等等的設(shè)計(jì)，并且包括設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求的英語(yǔ)資料和相應(yīng)的的中文翻譯。</p><p>　　由于能力有限，設(shè)計(jì)定有許多不足之處，望老師給予批評(píng)指導(dǎo)。</p><p><b>　　1緒 論</b></p><p><b>　　1.1灌裝機(jī)的發(fā)展</b></p>&

20、lt;p>　　我國(guó)飲料、乳品、啤酒市場(chǎng)得到長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí)也帶動(dòng)了包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展速度。自從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，中國(guó)每年都要進(jìn)口大量的飲料、乳品和啤酒包裝機(jī)械，至今引進(jìn)的勢(shì)頭仍然是有增無(wú)減。這些機(jī)械大多是高速自動(dòng)化生產(chǎn)線，可靠性強(qiáng)，產(chǎn)量高，部分設(shè)備是當(dāng)今世界最為先進(jìn)的機(jī)型。這些生產(chǎn)線的引進(jìn)，使中國(guó)部分飲料、乳品和啤酒企業(yè)的包裝水平得以與發(fā)達(dá)國(guó)家同步發(fā)展。與此同時(shí)，中國(guó)包裝機(jī)械的生產(chǎn)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分灌裝、封口一體設(shè)備已經(jīng)達(dá)到較

21、高水平，包括塑料飲料瓶、酸奶杯、無(wú)菌包裝成型設(shè)備和貼標(biāo)機(jī)在內(nèi)的包裝生產(chǎn)線水平也得到了提升，已經(jīng)可以滿足中型企業(yè)的需要，部分已經(jīng)可以替代進(jìn)口設(shè)備，并且出口量逐年提高。 品包裝機(jī)械的產(chǎn)值在300億元人民幣左右，而每年進(jìn)口的食品包裝機(jī)械約10億美元。其中飲料、乳品和啤酒包裝機(jī)械占有相當(dāng)大的比重。 </p><p><b>　　1.2課題背景</b></p><p&

22、gt;　　飲料包裝 (液體灌裝機(jī))</p><p>　　目前中國(guó)飲用水、碳酸飲料、茶飲料的前處理設(shè)備國(guó)內(nèi)產(chǎn)品基本上可以滿足需要，中、低速理瓶、裝箱設(shè)備也有相匹 配的產(chǎn)品可供選擇，在熱液體灌裝機(jī)方面，各設(shè)備廠都能解決設(shè)備在熱灌裝環(huán)境下的控制、密封等工藝要求。江蘇美星、廣東達(dá)意隆公司也解決了無(wú)菌冷灌裝的問(wèn)題。不過(guò)無(wú)論是碳 酸飲料、瓶裝水、果汁還是茶飲料，也無(wú)論是PET瓶、金屬罐還是利樂(lè)包，中國(guó)著名飲料企業(yè)的包裝生產(chǎn)線

23、基本上是引進(jìn)設(shè)備的天下。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)背景</b></p><p>　　包裝是食品生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，而啤酒及其他碳酸飲料在人們的生活中已占據(jù)了重要的地位，從而也帶動(dòng)了灌裝機(jī)械的發(fā)展。鑒于做本設(shè)計(jì)的學(xué)生屬機(jī)電工程學(xué)院，所學(xué)的專業(yè)是包裝工程，再者我國(guó)目前包裝機(jī)械行業(yè)的發(fā)展空間比較的大，研究包裝機(jī)械方面的課題對(duì)他們個(gè)人和社會(huì)都有積極意義

24、，是對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和鍛煉，尤其是總體設(shè)計(jì)更是如此。一方面鞏固、增長(zhǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)他們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，為以后的工作積累經(jīng)驗(yàn)，另一方面也希望他們能在自己的課題上有所發(fā)現(xiàn)、改進(jìn)、創(chuàng)新，提出一些建設(shè)性的意見(jiàn)。40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計(jì)，題目綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和廣博的知識(shí)面及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。所以，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生可以充分發(fā)揮其主動(dòng)性，積極性，培養(yǎng)了他們的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生由知識(shí)型向智能型轉(zhuǎn)

25、化。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的任務(wù)是進(jìn)出瓶系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體要求如下： </p><p>　　全面了解40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)的工作原理，各部件的功能，在此基礎(chǔ)上完成進(jìn)出瓶系統(tǒng)設(shè)計(jì)；包括：進(jìn)瓶撥輪裝置、出瓶撥輪裝置、螺旋限位器裝置； </p><p>　　

26、了解灌裝機(jī)的工作原理，根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)瓶撥輪裝置、出瓶撥輪裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；</p><p>　　了解螺旋限位器裝置的設(shè)計(jì)原理，并進(jìn)行螺旋限位器裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； </p><p>　　要求學(xué)生發(fā)揚(yáng)協(xié)作及團(tuán)隊(duì)精神，與團(tuán)隊(duì)同學(xué)共同完成整機(jī)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2總體設(shè)計(jì)方案</b><

27、/p><p>　　2.1啤酒灌裝機(jī)的工作原理</p><p>　　啤酒作為一種口味獨(dú)特的風(fēng)味飲料．深受 廣大老百姓的喜歡，近年來(lái)由于受釀酒原材料 漲價(jià)的影響，啤酒的釀造成本隨之增高．而啤 酒的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈．啤酒生產(chǎn)廠家為了 爭(zhēng)奪啤酒的市場(chǎng)份額．一方面對(duì)啤酒的銷售價(jià) 格不敢輕易提價(jià)．一方面內(nèi)部加強(qiáng)管理努力消 化原材料漲價(jià)帶來(lái)的負(fù)面

28、影響。啤酒灌裝機(jī)是 啤酒包裝生產(chǎn)線的核心設(shè)備．啤酒灌裝過(guò)程中 出現(xiàn)的冒酒、灌不滿、液位偏高或偏低、增氧 量和瓶頸空氣超出標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)象，都會(huì)直接導(dǎo)致 酒損的增加，從而增加了啤酒的包裝成本，因 此．灌裝機(jī)灌裝效果的好壞直接影響到企業(yè)的 經(jīng)濟(jì)效益。下面我們先了解一下啤酒灌裝機(jī)的 基本要求和工作原理．然后再對(duì)影響灌裝效果 的一些主要因素做分析。 1 啤酒灌

29、裝機(jī)的基本要求 (輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))  (1)液位精度合格率(液位差不大于 ±6mm) 最低液位時(shí)的容量應(yīng)達(dá)到公稱容量的98．5％以 上)見(jiàn)下表。   (2)啤酒損失率不大于O．6％。  (3)灌裝增氧量：一次抽真空時(shí)不大于 O．15mg／L，二次抽真空時(shí)不大于0．04mg／L。  (4)瓶頸空氣體積不大于2mL。  2.啤酒灌

30、裝機(jī)的工作原理 啤酒的灌裝工藝已經(jīng)相當(dāng)成</p><p>　　2.2液體灌裝機(jī)的分類與選擇</p><p>　　2.2.1液體灌裝機(jī)的分類</p><p>　　液體灌裝機(jī)的分類　　液體灌裝機(jī)按灌裝原理可分為常壓灌裝機(jī)、壓力灌裝機(jī)和真空灌裝機(jī)。　　常壓灌裝機(jī)是在大氣壓力下靠液體自重進(jìn)行灌裝。這類灌裝機(jī)又分為定時(shí)灌裝和定容灌裝兩種，只適用于灌裝低粘度不含氣

31、體的液體如牛奶、葡萄酒等?！　毫嘌b機(jī)是在高于大氣壓力下進(jìn)行灌裝，也可分為兩種：一種是貯液缸內(nèi)的壓力與瓶中的壓力相等，靠液體自重流入瓶中而灌裝，稱為等壓灌裝；另一種是貯液缸內(nèi)的壓力高于瓶中的壓力，液體靠壓差流入瓶?jī)?nèi)，高速生產(chǎn)線多采用這種方法。壓力灌裝機(jī)適用于含氣體的液體灌裝，如啤酒、汽水、香檳酒等?！　≌婵展嘌b機(jī)是在瓶中的壓力低于大氣壓力下進(jìn)行灌裝。這種灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高，對(duì)物料的粘度適應(yīng)范圍較廣，如油類、糖漿、果酒等均可適

32、用。液體灌裝機(jī)的流程</p><p>　　2.2.2液體灌裝機(jī)的選擇</p><p>　　灌裝機(jī)的選擇：合理選擇灌裝機(jī)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，盡量選擇質(zhì)量好、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便、體積小、重量輕的灌裝機(jī)。灌裝機(jī)知識(shí)在選擇灌裝機(jī)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。  </p><p>　　為生產(chǎn)工藝服務(wù)的原則。首先應(yīng)

33、根據(jù)灌裝物料的性質(zhì)（粘度、起泡性、揮發(fā)性、含氣性等）選擇適宜的灌裝機(jī)，以滿足生產(chǎn)工藝要求。例如對(duì)于芳香較濃的酒液，為避免揮發(fā)性芳香物質(zhì)受到損失，一般應(yīng)采用容杯式或常壓灌裝機(jī)；對(duì)于果汁類料液，為了減少與空氣接觸，保證產(chǎn)品質(zhì)量，一般應(yīng)采用真空加汁類灌裝機(jī)。其次，應(yīng)使灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力和前后工序的加工、包裝機(jī)械的生產(chǎn)能力相匹配。  生產(chǎn)率高和產(chǎn)品質(zhì)量好的原則。生產(chǎn)率的高低直接反映生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。所以生產(chǎn)率越高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)

34、效益越好。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)選擇設(shè)備精度高、自動(dòng)化程度也高的灌裝機(jī)。但是設(shè)備的售價(jià)也相應(yīng)提高，增大了產(chǎn)品的單位成本。因此在選擇灌裝機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，對(duì)相關(guān)的因素進(jìn)行綜合考慮。   工藝范圍寬的原則。灌裝機(jī)的工藝范圍是指其適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。工藝范圍越寬，越能提高設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，即利用同一設(shè)備可以灌裝多種物料和多種規(guī)格。因此為了適應(yīng)酒水、飲料行業(yè)多品種、多規(guī)格的生產(chǎn)要求，應(yīng)選擇工藝范

35、圍盡可能寬的灌裝機(jī)。</p><p>　　2.3灌裝的基本方法</p><p><b>　　一 灌裝方法</b></p><p>　　由于液料的物理、化學(xué)性質(zhì)各有差異，對(duì)灌裝也有不同的要求。液體物料由貯液裝置灌入包裝容器中，常采用如下幾種方法。</p><p>　　（1）常壓法灌裝。是指在大氣壓下直接依靠被灌液料的自重流

36、入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。常壓灌裝的工藝過(guò)程為：1、進(jìn)液排氣，即液料進(jìn)入容器，同時(shí)容器內(nèi)的空氣被排出；2、停止進(jìn)液、即容器內(nèi)的液料達(dá)到定量要求時(shí)，進(jìn)液自動(dòng)停止；3、排除余液，即排除排氣管中的殘液。</p><p>　　常壓法主要用于灌裝粘度地、不含氣的液料如牛奶、白酒、醬油、藥水等。</p><p>　?。?）等壓法灌裝。是利用貯液箱上部氣室的壓縮空氣給包裝容器充氣，使兩者的壓力接近相等，然

37、后使液料靠自重流入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。等壓灌裝的工藝過(guò)程為：1、充氣等壓；2、進(jìn)液回氣；3、停止進(jìn)液；4、釋放壓力，即釋放瓶頸內(nèi)殘留的壓縮氣體至大氣內(nèi)，以免瓶?jī)?nèi)突然降壓而引起大量冒泡，影響包裝質(zhì)量和定量精度。</p><p>　　等壓法適用于含氣飲料，如啤酒、汽水等的灌裝，可以減少所含二氧化碳的損失。</p><p>　?。?）真空灌裝法。是在低于大氣壓力條件下進(jìn)行灌裝的方法。它有兩種基

38、本方式：一種是壓力真空式，即讓貯液箱內(nèi)部處于常壓狀態(tài)，只對(duì)包裝容器內(nèi)抽氣使其形成一定的真空度，液體依靠?jī)扇萜鲀?nèi)的壓力差，流入包裝容器并完成灌裝；另一種是重力真空式，即讓貯液箱和包裝容器都處于接近相等的真空狀態(tài)，液料靠自重流入該容器內(nèi)。目前，國(guó)內(nèi)常采用壓力真空式。其設(shè)備簡(jiǎn)單，工作可靠。</p><p>　　真空法灌裝的工藝過(guò)程為：1、瓶抽真空；2、進(jìn)液排氣3、停止進(jìn)液；4、余液回流，即排氣管中的殘液經(jīng)真空室回流至貯

39、液箱內(nèi)。</p><p>　　真空法適用于灌裝粘度低一些的液料（如油類、糖漿等）、含維生素的液料（如蔬菜汁、果子汁等）和有毒的液料（如農(nóng)藥等）。此法不但能提高灌裝速度，而且能減少液料與容器內(nèi)殘存空氣的接觸和作用，故有利于延長(zhǎng)某系產(chǎn)品的保質(zhì)期。此外，還能限制氣體和液體的逸散，從而改善操作條件。但對(duì)灌裝配置的、</p><p>　　含有芳香性氣體的液體是不適宜的，因?yàn)槌闅鈺?huì)增加液香的損失。

40、 </p><p>　?。?）虹吸法灌裝。虹吸法灌裝應(yīng)用虹吸原理使液體料經(jīng)虹吸管由儲(chǔ)液箱被吸入容器，直至兩者液位相等為止。此法適合灌裝低粘度不含 氣的液料，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但灌裝速度低。</p><p>　?。?）壓力法灌裝。壓力法灌裝是借助機(jī)械或氣液壓等裝置控制活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，降粘度較高的液體物料從儲(chǔ)料缸吸入活塞缸內(nèi)，然

41、后再?gòu)?qiáng)制壓入待灌裝的容器內(nèi)，這種方法有時(shí)也用于含氣體之類飲料的灌裝，由于其中不含膠體物質(zhì)，所形成的泡沫容易消失，故可依靠本身所具有的氣體壓力直接灌入未經(jīng)預(yù)先充氣的瓶?jī)?nèi)，從而大大提高了灌裝速度。</p><p>　　2.4機(jī)型的適用范圍</p><p><b>　　2.4.1適用機(jī)型</b></p><p>　　40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計(jì)適

42、用于含汽飲料（啤酒、汽水等）的灌狀并完成壓蓋的任務(wù)，適用于中型飲料廠使用。40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如下： </p><p>　　適用范圍 ：本機(jī)適用用于含汽飲料(啤酒,汽水等)的灌裝，適用于中型飲料廠使用。</p><p>　　灌裝方式 : 等壓灌裝；

43、 </p><p>　　生產(chǎn)能力 : 6000---8000瓶/小時(shí)；</p><p>　　瓶口形式 : 標(biāo)準(zhǔn)皇冠形瓶口； </p><p>　　公程容量 : 640 ml；</p><p>　　適應(yīng)瓶形 : 按國(guó)標(biāo)形式； &l

44、t;/p><p>　　工作制 : 每年300天, 每天兩班；</p><p>　　生產(chǎn)類型 : 成批生產(chǎn)。 </p><p>　　2.4.2灌裝壓蓋方式</p><p>　　灌裝、壓蓋機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置與PLC可編程控制、變頻無(wú)級(jí)調(diào)速、人機(jī)界面等現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)手段完整的結(jié)合，形成機(jī)電一體化。 　　1、控制部分改造方案 　　國(guó)內(nèi)很多啤酒廠家現(xiàn)

45、使用的灌裝、壓蓋機(jī)的控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度參差不齊;所有手動(dòng)按鈕和工藝開(kāi)關(guān)都設(shè)置在一個(gè)操作箱的面板上，PLC控制器大都為日本OMRON公司或三菱公司的早期產(chǎn)品，設(shè)備連鎖控制、保護(hù)設(shè)置少，加之啤酒灌裝的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，潮濕度大，使開(kāi)關(guān)等接觸觸點(diǎn)銹蝕嚴(yán)重，系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)部分故障率較高，造成設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性低，設(shè)備正常運(yùn)行周期短等現(xiàn)象。 　　以實(shí)際改造的丹東鴨綠江啤酒有限公司的灌裝、壓蓋機(jī)的控制系統(tǒng)為例，介紹改造方法，闡明改造這類設(shè)備的控

46、制思想和思路;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工藝條件，重新編寫了PLC的運(yùn)行程序。針對(duì)啤酒灌裝、壓蓋機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際狀況，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工藝條件，重新設(shè)計(jì)了設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)。這種改造方法和思路同樣可以應(yīng)用與其他液體介質(zhì)灌裝設(shè)備的改造。 　　1.1系統(tǒng)硬件配置 　　使用日本三菱公司的FX2N128MRPLC替換原系統(tǒng)使用的2臺(tái)OMRON公司的C60PPLC，原系統(tǒng)的PLC由于是老型號(hào)產(chǎn)品，和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)</p><p><

47、;b>　　2.5工藝分析</b></p><p>　　2.5.1灌裝機(jī)的類型及灌裝方式的選用</p><p>　　將加工后的食品物料按預(yù)定量充填到包裝容器（瓶、罐、盒、桶、袋、軟管等）內(nèi)的裝置稱為裝料或充填機(jī)械。充填酒水及飲料等液體產(chǎn)品的裝料機(jī)械通常稱為灌裝機(jī)，液體的灌裝分為手工灌裝和機(jī)械灌裝兩種。因?yàn)椴捎脵C(jī)械化灌裝不僅可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少產(chǎn)品的損失，保證包裝質(zhì)量，而

48、且可以減少生產(chǎn)環(huán)境與被裝物料的相互污染。因此，現(xiàn)代化酒水生產(chǎn)行業(yè)一般都采用機(jī)械化灌裝機(jī)。灌裝機(jī)的分類-不同的裝填物料（含氣液體、不含氣液體、膏狀體等）和不同的包裝容器（瓶、罐、盒、桶、袋等），使用灌裝機(jī)的品種也不盡相同，通常灌裝機(jī)的分類方法如下表。灌裝機(jī)的選擇-合理選擇灌裝機(jī)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，盡量選擇質(zhì)量好、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便、體積孝重量輕的灌裝機(jī)。在選擇灌裝機(jī)時(shí)，應(yīng)遵循以

49、下原則。為生產(chǎn)工藝服務(wù)的原則。首先應(yīng)根據(jù)灌裝物料的性質(zhì)（粘度、起泡性、揮發(fā)性、含氣性等）選擇適宜的灌裝機(jī)，以滿足生產(chǎn)工藝要求。例如對(duì)于芳香較濃的酒液，為避免揮發(fā)性芳香物質(zhì)受到損失，一般應(yīng)采用容杯式或常壓灌裝機(jī)；對(duì)于果汁類料液，為了減少與空氣接觸，保證產(chǎn)品質(zhì)量，一般應(yīng)采用真空加汁類灌裝機(jī)。其次，應(yīng)使灌</p><p>　　2.5.2包裝程序及工藝路線</p><p>　　碳酸飲料的包裝

50、 以可口可樂(lè)和百事可樂(lè)為代表的碳酸飲料，仍然是中國(guó)飲料中產(chǎn)量最大的品種，盡管增幅放慢，但絕對(duì)數(shù)量每年仍有較大增長(zhǎng)。 PET瓶是碳酸飲料最主要的包裝形式。珠海中富和上海紫江是可口可樂(lè)和百事可樂(lè)碳酸飲料的PET瓶供應(yīng)商。兩家企業(yè)均有數(shù)十套進(jìn)口的兩步法設(shè)備，采用集中制造瓶坯，分散制瓶供應(yīng)就近可樂(lè)灌裝廠的生產(chǎn)方式。由于碳酸飲料瓶?jī)r(jià)格已經(jīng)完全透明，因此利潤(rùn)很薄，制瓶企業(yè)主要以量取勝，高速設(shè)備的使用成為必然。在瓶坯生產(chǎn)方面，72模腔的注

51、塑機(jī)已經(jīng)開(kāi)始使用。中富和紫江二個(gè)制瓶廠也開(kāi)始采取更為靈活務(wù)實(shí)的設(shè)備采購(gòu)方式，開(kāi)始與不同的制瓶設(shè)備供應(yīng)商合作。吹瓶速度達(dá)每小時(shí)2萬(wàn)瓶的高速吹瓶機(jī)裝機(jī)量不斷增加。 鋁制二片罐場(chǎng)份額雖然在逐年下降，但仍然有一定的?場(chǎng)。目前中國(guó)生產(chǎn)鋁制兩片罐的企業(yè)全部是外資控股企業(yè)，設(shè)備也全部是引進(jìn)的全自動(dòng)生產(chǎn)線。并且經(jīng)過(guò)不斷的更新，生產(chǎn)速度普遍得到提高。 雖然有上海寶翼這一鋼制兩片罐生產(chǎn)企業(yè)，但中國(guó)的兩片罐仍然以鋁制罐占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。目前在

52、國(guó)際上，美國(guó)仍然以鋁制罐為主，歐洲則傾向于鋼制罐的生產(chǎn)，雖然中國(guó)的鋁制罐用鋁板基本上依靠引進(jìn)，價(jià)格昂</p><p>　　3星型拔瓶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　3.1星形撥瓶輪方案的確定</p><p>　　3.1.1星形撥瓶輪原理</p><p>　　此機(jī)構(gòu)是將灌裝機(jī)的限位機(jī)構(gòu)送來(lái)的瓶子，準(zhǔn)確地送入灌機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)或灌滿的瓶子從升降機(jī)

53、構(gòu)取下送入傳送帶的機(jī)構(gòu)。將定量的液體物料(簡(jiǎn)稱液料)充填入包裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為灌裝機(jī)械。因?yàn)樗嗳氲囊后w具有流動(dòng)性，所以所用的容器一般為剛性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶(或罐)、金屬罐、復(fù)合紙盒等。如圖3.1所示，輸送鏈帶、分件供送螺桿、星形撥輪和弧形導(dǎo)板相結(jié)合用于容器的輸入；同時(shí)撥輪也用于容器的輸出。</p><p>　　圖3.1 供送螺桿與行星撥輪組合簡(jiǎn)圖</p><p>　　1－分件供送

54、螺桿 2－弧形導(dǎo)板3－行星撥輪 4－圓柱形容器</p><p>　　3.1.2星形撥瓶輪結(jié)構(gòu)</p><p>　　星形撥輪的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，齒槽形狀確實(shí)千變?nèi)f化。圖3.2所示的四種形狀都能滿足將灌裝容器送入灌裝機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)要求，但是性能、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)以及穩(wěn)定性的要求不同，要確定那種方案必須根據(jù)設(shè)計(jì)的要求而定。瓶子從輸送帶送過(guò)來(lái)將堆擠到一起，因此就應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)的可以起到瓶的限位機(jī)構(gòu)的作用。在這

55、次課題中運(yùn)用了分件供送螺桿裝置，這就要求在設(shè)計(jì)撥輪槽時(shí)采用一定弧度可以起到限時(shí)、限位的作用。(a)和(b)適合供送單個(gè)圓柱形容器，（c）適合供送單個(gè)長(zhǎng)方形容器，（d）適合供送多個(gè)多種體形的容器。從制造角度看，本設(shè)計(jì)根據(jù)容器外形和輸送方式，宜采用（b）方案。</p><p>　　圖3.2典型星形撥輪簡(jiǎn)圖</p><p>　　撥輪的尺寸要求以能很平穩(wěn)的輸送瓶子。如圖3.3所示，通過(guò)類比實(shí)驗(yàn)，R

56、c與灌裝機(jī)主體中的撥瓶螺桿有關(guān)。 若撥輪的外接圓與灌裝機(jī)主體中撥瓶螺桿的外接圓相交，則Rc尺寸大于瓶子半徑。撥輪通常用不銹鋼或酚醛樹(shù)脂板制作，成雙平放緊固在主軸端部，其高度和間距可根據(jù)被供送瓶罐的主題部位及其中心位置加以適當(dāng)調(diào)整。</p><p><b>　　圖3.3撥輪截面圖</b></p><p>　　3.2撥瓶輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><

57、;p>　　3. 2. 1撥瓶輪齒槽數(shù)（齒數(shù)）確定</p><p>　　設(shè)要設(shè)計(jì)星形撥輪齒數(shù)為Zb，灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力為Q，撥輪主軸轉(zhuǎn)速為，依據(jù)單位時(shí)間內(nèi)供瓶數(shù)應(yīng)等于出瓶數(shù)（不考慮灌裝過(guò)程中出現(xiàn)爆瓶現(xiàn)象）。則</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　式中，</b></p>

58、<p><b>　　Zb ――齒數(shù)；</b></p><p>　　Q ――生產(chǎn)能力，瓶/時(shí)；</p><p>　　――轉(zhuǎn)速，/min。</p><p><b>　　撥瓶輪齒數(shù)由確定。</b></p><p>　　已知灌裝機(jī)得生產(chǎn)能力Q＝瓶/時(shí)，初步確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速與灌裝機(jī)大轉(zhuǎn)盤主軸轉(zhuǎn)速

59、的比例為i＝5.大轉(zhuǎn)盤主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)計(jì)算得出n1＝3/min.則可以確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速n＝15/min.撥瓶輪齒數(shù)Zb:</p><p>　　選取撥輪齒數(shù)Zb＝8。</p><p>　　3. 2. 2撥瓶輪節(jié)圓半徑的確定</p><p>　　設(shè)撥輪節(jié)圓半徑為Rb, Cb為行星撥輪的節(jié)距，因?yàn)槿萜饕缘乳g距定時(shí)供送，則</p><p>　　（3.2

60、） </p><p><b>　　（3.3）</b></p><p>　　對(duì)于旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)來(lái)講，Cb應(yīng)等于灌裝閥的節(jié)距。</p><p>　　在確定灌裝機(jī)整體尺寸時(shí)確定的灌裝閥節(jié)距尺寸Cb＝126mm，Rb＝160mm。</p><p><b>　　用Cb帶入驗(yàn)算：</b></

61、p><p><b>　　（3.4）</b></p><p><b>　　用Rb帶入驗(yàn)算：</b></p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　根據(jù)檢驗(yàn)，對(duì)Cb, Rb進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后確定Cb＝126mm，Rb＝160mm。</p><p

62、>　　3. 2. 3撥瓶輪其它尺寸的確定</p><p>　　在本課題中灌裝容器是啤酒瓶，因此撥瓶輪的材料在選擇上應(yīng)選用對(duì)酒瓶不會(huì)造成有磨損，擊碎的現(xiàn)象。故選用尼龍1010材料。其結(jié)構(gòu)如圖3.4所示</p><p>　　圖3.4撥瓶輪裝配結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—撥輪 2—撥輪盤 3—撥輪軸 4—傳動(dòng)齒輪</p><p>　

63、　圖3.5撥瓶輪結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　撥輪中的尺寸h和Rc均由容器瓶的高度和直徑來(lái)確定。它與灌裝機(jī)中撥輪盤花齒尺寸有關(guān)，撥輪的尺寸以能很平穩(wěn)地 輸送瓶子為原則，可用類比或?qū)嶒?yàn)來(lái)決定。設(shè)計(jì)時(shí)尺寸Rc地決定方法；因?yàn)镽c與灌裝機(jī)主體中地?fù)芷枯喕ūP有關(guān)，若撥輪外接圓與灌裝機(jī)主體中撥瓶花盤地外接圓相切時(shí)Rc等于瓶子半徑；若與灌裝機(jī)主體中撥瓶花盤地外接圓相交，則尺寸Rc大于瓶子的半徑。而且撥輪在往灌裝機(jī)大轉(zhuǎn)盤撥瓶

64、子的時(shí)候，為了能使瓶子均勻穩(wěn)定地輸送到大轉(zhuǎn)盤而不被撥回來(lái)，尺寸Rc也應(yīng)大于瓶子的半徑，這可以由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知。由已知給定的參數(shù)瓶子半徑R＝40mm，則可確定尺寸Rc＝R+(2~3)mm，即Rc＝42mm。</p><p>　　如圖3.5所示，h的高度是由瓶高來(lái)確定的，瓶子確定的高度是280mm，撥瓶輪的厚度可以根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)按設(shè)計(jì)者給定的值。撥瓶輪給的厚度是10mm，容器瓶從輸送帶過(guò)來(lái)瓶底離下?lián)芷堪宓木嚯x確定為25mm

65、，設(shè)該課題給定的容器瓶瓶頸為105mm，直徑為70mm的瓶身高出上撥瓶板為25mm，保證瓶子的重心在兩齒的中心附近。</p><p>　　h＝280－20－25－25－105＝85mm</p><p>　　3. 3包裝容器與撥瓶輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)</p><p>　　圖3.6 容器瓶與撥瓶輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　撥輪的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)

66、時(shí)主要考慮齒槽形狀。在包裝容器的供送過(guò)程中，容器在末端堆擠在一起，要使不同形狀的包裝容器順利導(dǎo)入撥輪齒槽，即齒槽不與撥輪發(fā)生碰撞，必須合理確定齒槽形狀。為此，要分析被供送包裝容器與撥輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？梢杂煤?jiǎn)化畫(huà)法表示撥瓶輪與容器瓶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　實(shí)用中，多將星形撥輪與分件供送螺桿組合在一起，對(duì)此應(yīng)指出一些特殊的設(shè)計(jì)要求。設(shè)撥輪的節(jié)圓直徑（半徑為）,齒槽數(shù)為,主軸轉(zhuǎn)速, 則</p>

67、<p>　　===320 （3.6）</p><p>　　==15 （3.7）</p><p>　　對(duì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，等于灌裝閥的節(jié)距至于能否取整數(shù)，則與整個(gè)川東部據(jù)有關(guān)。在此前提下，決定不僅要考慮撥輪的外輪廓尺寸和齒槽的結(jié)構(gòu)形式，也要便于等分提高制造精度。</p><p>　　實(shí)踐表明，為合

68、理設(shè)計(jì)星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式，必須深入研究它同被供送瓶罐的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。如圖3.6所示，通過(guò)撥輪主軸O取一靜坐標(biāo)系，在通過(guò)該點(diǎn)及任一齒槽中心C取一動(dòng)坐標(biāo)系。初始時(shí)二系的橫縱坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)重合，其次由C一點(diǎn)引節(jié)圓切線分別截取兩個(gè)線段，令= =。已論證<。</p><p>　　設(shè)星形撥輪以等角速度做逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)過(guò)角度=,相應(yīng)的齒槽中心移至,而瓶罐中心以初速度等加速度移至,令=,由于其末速度= =，因

69、此</p><p>　　a= - （3.8）</p><p>　　=+ （3.9）</p><p>　　式中，在此過(guò)程中瓶罐相對(duì)撥輪的運(yùn)動(dòng)軌跡即為--。若以瓶罐中心絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡上的點(diǎn)極坐標(biāo)（）表示它的動(dòng)坐標(biāo)系中的位置。以圖示幾何關(guān)系寫出</p><

70、p><b>　　（3.10）</b></p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　此即瓶罐與撥輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，借以上兩式畫(huà)出瓶罐的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡及其外輪廓線，是以確定撥輪齒槽的形狀尺寸，同時(shí)做出是否需切齒修整的判斷。但是，要想從根本上解決兩者互不干涉的問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)一步運(yùn)用解析法加以剖析。 設(shè)齒槽半徑（即瓶罐主題部位

71、半徑）所對(duì)應(yīng)的撥輪中心角為，瓶罐相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡終點(diǎn)的切線與該點(diǎn)撥輪矢徑的夾角為，那么保證嚙入不干涉的基本條件應(yīng)是</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p><b>　　由于</b></p><p><b>　　（3.13）</b></p><p><

72、b>　　借（3.10）和</b></p><p><b>　　（3.14）</b></p><p><b>　　應(yīng)用羅比塔法則導(dǎo)出</b></p><p><b>　?。?.15）</b></p><p>　　代入式（3.10）,得</p>&l

73、t;p><b>　?。?.16）</b></p><p><b>　　（3.17）</b></p><p>　　將（3.15）帶入（3.14）</p><p><b>　?。?.18）</b></p><p>　　總之，當(dāng)為定值時(shí)，通過(guò)調(diào)整可達(dá)到瓶罐嚙入撥輪齒槽（其外輪廓

74、形狀尺寸與瓶罐嚙合部分完全一致）不產(chǎn)生任何干涉的目的。在這方面，與分件供送螺桿的轉(zhuǎn)速變化毫無(wú)關(guān)系[10]。</p><p>　　3. 4撥瓶輪主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3. 4. 1軸材料的確定</p><p>　　根據(jù)其受力情況和傳動(dòng)精度等要求進(jìn)行。軸的失效形式一般有斷裂、磨損、超過(guò)允許的變形及磨損等。因此軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列條件：</p>

75、<p><b>　　a.足夠的強(qiáng)度；</b></p><p><b>　　b.足夠的剛度；</b></p><p>　　c.不產(chǎn)生危險(xiǎn)的振動(dòng)；</p><p>　　d.結(jié)構(gòu)和選材合理。</p><p>　　撥瓶輪主軸在大轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，速度根據(jù)灌裝機(jī)生產(chǎn)效率不同而變，并且裝有滑動(dòng)軸

76、承，所以可選用合金鋼和碳鋼。45調(diào)質(zhì)鋼。由于碳鋼比合金鋼廉價(jià)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳剛制造軸。其中最常用的為45鋼。</p><p>　　3. 4. 2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形，和全部結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器

77、中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)性時(shí)又要隨著具體情況的不同而異，所以，軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)中，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的</p><p><b>　　

78、制造工藝性等。</b></p><p><b>　　3.7軸結(jié)構(gòu)示意圖</b></p><p>　　軸尺寸的確定：根據(jù)灌裝機(jī)整機(jī)的要求以及撥瓶輪結(jié)構(gòu)的要求最終確定主軸各尺寸如圖3.7所示。</p><p><b>　　軸上零件的固定方法</b></p><p>　　為了保證零件在軸上有固

79、定的位置，必須將零件在徑向、軸向和周向予以固定。</p><p>　　a.軸上零件的徑向固定：一般靠零件內(nèi)孔與軸徑的配合性質(zhì)來(lái)保證，配合表面為圓柱形。</p><p>　　b.軸上零件的軸向固定：用軸肩固定，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大的軸向力。</p><p>　　c.軸上零件的周向固定：鍵槽起到齒輪的周向固定和撥瓶板的定位作用。</p>

80、<p>　　d.確定軸上的圓角和倒角尺寸[1]。</p><p>　　3. 5傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　3. 5. 1選擇齒輪的材料</p><p>　　由輪齒的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使齒面具有較強(qiáng)的抗磨損，抗點(diǎn)蝕，抗膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對(duì)輪齒材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。</p

81、><p>　　常用的齒輪材料有鋼，鑄鐵和非金屬材料等。在本課題里齒輪為輕載，低或中速、精度較高下工作，齒輪選用鋼做材料。為使齒輪具有足夠的抗磨損及抗點(diǎn)蝕的能力，齒面的硬度應(yīng)為250—350HBS。</p><p>　　3. 5. 2主要尺寸的確定</p><p>　　設(shè)計(jì)灌裝機(jī)時(shí)為了防止瓶托在升降時(shí)與齒輪產(chǎn)生干涉，撥輪板直徑與大轉(zhuǎn)盤不發(fā)生碰撞，齒輪的分度圓尺寸在確定時(shí)與

82、撥輪板的直徑相等。如圖3.7所示</p><p>　　分度圓直徑d1＝312mm。</p><p>　　齒數(shù)z：根據(jù)d1＝m·z ，模數(shù)m已確定m＝2，則z＝d/m＝312÷2＝156</p><p>　　齒數(shù)也可以根據(jù)傳動(dòng)比來(lái)確定，大轉(zhuǎn)盤主軸上的大齒輪分度圓直徑d2＝1200，大齒輪的齒數(shù)z2＝600，傳動(dòng)比i＝5，同樣可以確定齒數(shù)z1＝120

83、。</p><p><b>　　全齒高： </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　ha――齒頂高 </b></p><p><b>　　hf――齒根高 </b></p><p><b&

84、gt;　　正常齒標(biāo)準(zhǔn) ， </b></p><p>　　求得h＝4.5mm。圓整h＝4mm。</p><p>　　齒寬b：由齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式可知，輪齒愈寬，承載能力也愈高，因而輪齒不宜過(guò)窄；但增大齒寬又會(huì)使齒面上的載荷分布更趨不均勻，故齒寬系數(shù)硬取得適當(dāng)。因?yàn)楣嘌b機(jī)在工作時(shí)載荷很小，傳動(dòng)速度不是很大。所以可以選越小的齒寬系數(shù)[2]。</p><p>

85、<b>　　圖3.7傳動(dòng)齒輪圖</b></p><p>　　4 螺旋限位器設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　進(jìn)出瓶系統(tǒng)按照灌裝的工作要求是準(zhǔn)確地將待灌瓶送入自動(dòng)機(jī)，以保證灌裝機(jī)正常的有秩序地工作。洗刷干凈的待灌瓶由傳送帶送來(lái)后，為了防止擠壞、堵塞和準(zhǔn)確的送入自動(dòng)機(jī)，因此必須設(shè)法使瓶子單個(gè)的保持適當(dāng)?shù)拈g距以適應(yīng)的速度送進(jìn)。目前，瓶子的定時(shí)給進(jìn)多采用撥盤式或螺旋輸送器等限位

86、機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4. 1螺旋限位器方案確定</p><p>　　4. 1. 1花盤式限位機(jī)構(gòu)</p><p>　　如圖4.1示，其工作過(guò)程如下：當(dāng)推瓶板7向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，將待灌瓶推向灌裝工作位置。這時(shí)雖然推瓶板撥動(dòng)了上撥盤6，由于固定于下?lián)鼙P的銷子8處在上撥盤的滑道中，故銷子8不動(dòng)，杠桿4也不動(dòng)，當(dāng)推瓶板返回時(shí)，又撥動(dòng)上撥盤，此時(shí)銷子處于上撥盤滑到的盡頭處，

87、因此銷子再上撥盤帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，下?lián)鼙P因此順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。下?lián)鼙P9的撥桿撥動(dòng)杠桿4，使其左端離開(kāi)棘輪2。于是，待灌瓶在傳送帶的推動(dòng)下逐個(gè)進(jìn)入限位花盤1齒間并且?guī)?dòng)它傳動(dòng)。當(dāng)限位花盤撥過(guò)5個(gè)瓶時(shí)，棘輪被杠桿卡住，不在繼續(xù)送瓶，這樣進(jìn)行重復(fù)動(dòng)作，即可每次5瓶進(jìn)行送瓶灌裝工作。</p><p>　　圖4.1 花盤式限位機(jī)構(gòu)</p><p>　　1—限位花盤 2—棘輪 3—待灌瓶 4—杠桿 5—彈

88、簧 6—上撥盤 </p><p>　　7—推瓶板 8—銷子9—下?lián)鼙P 10—軸 11—底座</p><p>　　4. 1. 2螺旋限位機(jī)構(gòu)</p><p>　　在包裝工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)以廣泛應(yīng)用多種類型的分件供送螺桿裝置，可按某種工藝要求將規(guī)則或不規(guī)則排列的容器、物件以確定的速度、方向和間距分批或逐個(gè)地送到給定的工位。本設(shè)計(jì)主要用來(lái)分件單列供送正圓柱形的典型組

89、合裝置，此分件供送裝置是整個(gè)灌裝設(shè)備的“咽喉”，其結(jié)構(gòu)特性的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、工作效率、總體布局和自動(dòng)化水平。</p><p>　　圖4.2三段式分件供送螺桿</p><p>　　如圖4.2所示，圓柱螺桿的前端多呈截錐臺(tái)形（斜角約為30—40°），而后端則有同瓶主體半徑相適宜的過(guò)渡角，以利改善導(dǎo)入效果，緩和輸入輸出兩端的抖振和磨損，延長(zhǎng)使用壽命。同時(shí)為了使待灌瓶逐個(gè)依次順

90、利導(dǎo)入螺旋槽內(nèi)，增速達(dá)到預(yù)定間距借助撥輪有節(jié)奏地引導(dǎo)到包裝工位，因此將螺桿應(yīng)用于高速分件定時(shí)供送，其螺旋線最標(biāo)準(zhǔn)的組合模式包括：</p><p>　　a.輸入等速段，有助于穩(wěn)定的導(dǎo)入。</p><p>　　b.變加速段，加速度由零增至某最大值，以消除沖擊。</p><p>　　c.等加速段，與輸送帶拖動(dòng)待灌瓶的摩擦作用力相適應(yīng)，采用等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律使之增大間距，可保證

91、在整個(gè)供送過(guò)程中與螺旋槽有著可靠的接觸點(diǎn)而不易晃動(dòng)和傾倒。</p><p>　　d.輸出等速段，以改善星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式及其嚙入狀態(tài)。</p><p>　　圖4.3螺旋線展開(kāi)示意圖</p><p>　　綜上，本設(shè)計(jì)采用三段式組合螺桿作為限位機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)如圖4.4所示</p><p>　　圖4.4螺旋限位機(jī)構(gòu)組合裝置圖</p>

92、<p>　　1—波形減速板 2—分件供送螺桿 3—雙層弧形導(dǎo)板</p><p>　　4—輸送板鏈 5—雙層星形撥輪 6—平動(dòng)感應(yīng)導(dǎo)板</p><p>　　4. 2螺旋限位器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4. 2. 1限位器總體計(jì)算</p><p><b>　　由得 </b></p&

93、gt;<p><b>　　撥輪節(jié)圓周長(zhǎng)，則</b></p><p>　　已知螺桿的轉(zhuǎn)速（其值與供送能力相當(dāng)），行星撥輪的齒數(shù)及節(jié)距，則</p><p><b>　　撥輪的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　撥輪節(jié)圓的直徑</b></p><p>　　當(dāng)物件被

94、等速的輸送帶拖動(dòng)前進(jìn)時(shí)，如果讓整個(gè)變螺距螺桿對(duì)它僅起一定的阻擋作用，并在末端與星形撥輪取得速度的同步，顯然應(yīng)保證輸送帶的運(yùn)動(dòng)速度，螺桿的最大供送速度和撥輪的節(jié)圓線速度均相等：</p><p>　　4. 2. 2螺桿等速段計(jì)算</p><p>　　參閱圖4.4，對(duì)供送正圓柱形物件，令其主體部位的圓弧半徑為，螺桿的內(nèi)外半徑各為、，可取</p><p><b>

95、　　（4.1）</b></p><p>　　而對(duì)于供送異側(cè)形狀的物件，令其主體部位的長(zhǎng)度（或長(zhǎng)軸）、寬度（或短軸）各為，，可取</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　進(jìn)而求螺桿等速段的螺距 </p><p>　　或 （4.3）</p>

96、<p>　　式中 —兩相鄰物件的平均間隙（一般為幾毫米，主要與物件加工精度有關(guān)）</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)令，則</b></p><p><b>　　令，則，取</b></p><p>　　設(shè)等速段螺旋線的最大圈數(shù)為（通常取為1），而其中間任意值。對(duì)單頭外螺旋線引起展開(kāi)圖形為一條斜直線，故相應(yīng)的螺旋角&

97、lt;/p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　周向展開(kāi)長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　軸向長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　螺桿

98、輸入速度：</b></p><p>　　式中 —螺桿外直徑（）</p><p>　　若物件的輸入速度，那么最好借助調(diào)試波形尼龍拌和刷板等緩沖裝置使其減速；反之當(dāng)時(shí)，就只能依靠輸送帶對(duì)無(wú)建起的摩擦拖動(dòng)作用加速已接近螺桿的初始供送速度，居此獲得供入段的輸送長(zhǎng)度</p><p><b>　?。?.5）</b></p><

99、;p>　　式中 —物件與輸送帶的滑動(dòng)摩擦系數(shù)</p><p><b>　　—重力加速度</b></p><p>　　另外，設(shè)螺桿物件與輸送帶的最大速差</p><p>　　故知撥輪節(jié)距和螺桿轉(zhuǎn)速都不宜過(guò)大，以免加快板鏈工作表面的磨損，病防止對(duì)物件引起強(qiáng)烈的震動(dòng)。</p><p>　　4. 2. 3螺桿變加速段（過(guò)渡

100、段）計(jì)算</p><p>　　數(shù)據(jù)前述，令此段螺桿的供送加速度有零值一正弦函數(shù)變化規(guī)律提高到某一最大值，遂寫出</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　進(jìn)而解出相應(yīng)的供送速度及軸向位移</p><p><b>　　（4.7）</b></p><p>

101、;<b>　　（4.8）</b></p><p>　　式中、分別表示被供送物件移過(guò)行程及其最大值所需的時(shí)間，有邊界條件得知：當(dāng)時(shí)， ；而當(dāng)時(shí)，，顧可確定各待定系數(shù)：</p><p><b>　　（4.9）</b></p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>

102、;<b>　　（4.11）</b></p><p>　　將、、代入式（4.8），并取 ，式中、分別表示變加速段螺旋線的圈數(shù)的任意值和最大值（即，通常?。?，取，。等加速段螺旋線的最大圈數(shù)為（通常取或更多）而其中堅(jiān)任意值，取，。經(jīng)推導(dǎo)求出加速段螺旋線展開(kāi)圖形的軸向長(zhǎng)度：</p><p><b>　?。?.12）</b></p><

103、p><b>　?。?.13）</b></p><p><b>　　周向長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　外螺旋線的螺旋角：</b></p><p><b>　?。?.14）</b></p><p><b>　?。?.15）<

104、/b></p><p><b>　　螺距 </b></p><p><b>　?。?.16）</b></p><p><b>　　螺桿的供送速度 </b></p><p><b>　?。?.17）</b></p><p>&l

105、t;b>　?。?.18）</b></p><p><b>　　供送加速度</b></p><p><b>　?。?.19）</b></p><p>　　以上表明，當(dāng)其他條件一定時(shí)，過(guò)渡段的外螺旋線螺旋角螺距和供送速度均隨螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取，則 。這完全符合螺桿前兩段的位移、速度及加速度區(qū)縣銜接要求

106、。</p><p>　　4. 2. 4螺桿等加速段計(jì)算</p><p>　　令螺桿等加速段的供送加速度，則相應(yīng)的供送速度及軸向位移</p><p><b>　　（4.20）</b></p><p><b>　?。?.21）</b></p><p>　　式中表示被供送物件移過(guò)行

107、程所需的時(shí)間。有邊界條件得知：當(dāng)時(shí)， ，故可確定各待定系數(shù)：，。</p><p>　　由于，經(jīng)推導(dǎo)求出等加速段處螺旋線展開(kāi)圖形的軸向長(zhǎng)度</p><p><b>　　（4.22）</b></p><p><b>　?。?.23）</b></p><p><b>　　周向長(zhǎng)度：</b&

108、gt;</p><p><b>　　螺旋線的螺旋角：</b></p><p><b>　?。?.24）</b></p><p><b>　　（4.25）</b></p><p><b>　　螺距：</b></p><p><b

109、>　?。?.26）</b></p><p><b>　　（4.27）</b></p><p><b>　　螺桿的供送速度：</b></p><p><b>　?。?.28）</b></p><p><b>　　（4.29）</b><

110、/p><p><b>　　供送加速度：</b></p><p><b>　?。?.30）</b></p><p>　　這表明，等加速段的供送加速度與螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的平方成正比。若星形撥輪節(jié)距和等速段螺距均為確定值，而能適當(dāng)增加后兩段螺旋線的總周數(shù)，則有助于降低螺桿的供送加速度或提高轉(zhuǎn)速（即生產(chǎn)能力）。</p><

111、p>　　再有，當(dāng)其他條件一定時(shí)，等加速段的外螺旋線螺旋角、螺距和供送速度同樣都隨著螺旋圈數(shù)的增大而增大。若取，則，，，這完全符合螺桿后兩段的位移、速度及加速度曲線的銜接要求。</p><p>　　最后指出，螺桿等速段最大軸向長(zhǎng)度僅與螺距及圈數(shù)有關(guān)，而過(guò)渡段和等加速段的最大軸向長(zhǎng)度、都與撥輪節(jié)距、螺距及圈數(shù)、有關(guān)。</p><p>　　至此，可求高速分件供送螺桿組合螺旋線展開(kāi)圖形軸向及

112、周向全長(zhǎng)：</p><p>　　4. 3螺桿螺旋線展開(kāi)圖</p><p>　　從制造角度看，變螺距螺桿的外螺旋線便是手控機(jī)械加工的對(duì)刀基準(zhǔn)線，而內(nèi)螺旋線可作為焊接法或模鑄法確定螺旋槽最凹點(diǎn)的基準(zhǔn)線。實(shí)用中，應(yīng)將變螺距螺旋線的展開(kāi)圖形分解為等速位移和變速位移兩部分，如圖4.5所示，采用比較緊湊的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)準(zhǔn)確控制工作臺(tái)和刀架的縱向進(jìn)給量，保證切削刀具同等速回轉(zhuǎn)螺桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡是條預(yù)先確定的

113、螺旋線。近些年來(lái)借助數(shù)控機(jī)床以范成法加工各種類型的變螺距螺桿日益增多，無(wú)疑是今后的發(fā)展方向[6][7]。</p><p>　　圖4.5螺桿的位移、速度、加速度變化曲線示意圖</p><p><b>　　5進(jìn)瓶欄板結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　進(jìn)瓶欄板和螺旋限位器成對(duì)使用，也可單獨(dú)使用，如圖5.1所示，欄板1可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，擺桿也可同軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，

114、欄板后面有彈簧支撐2，當(dāng)空瓶子進(jìn)本機(jī)發(fā)生倒瓶、碎瓶時(shí)，即徑向發(fā)生位移，欄板向后擺動(dòng)，軸扭轉(zhuǎn)，擺桿擺動(dòng)一個(gè)角度，同時(shí)碰到行程開(kāi)關(guān)4，發(fā)出停車指令[13]。</p><p>　　圖5.1 進(jìn)瓶欄板結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1—欄板 2—壓縮彈簧 3—拉桿支承 4—行程開(kāi)關(guān) 5—行程開(kāi)關(guān)架</p><p><b>　　6設(shè)備調(diào)試與維護(hù)</b&

115、gt;</p><p>　　本機(jī)用以完成啤酒的灌裝壓蓋過(guò)程，基于等壓灌裝原理，并采用新式酒閥和環(huán)形酒缸、瓶托彈簧結(jié)構(gòu)凸輪升降，基座可隨瓶高自由起落。進(jìn)瓶后，如有倒瓶，吊瓶超載均有機(jī)電連鎖保護(hù)，有電器箱控制。</p><p><b>　　6. 1整機(jī)要求</b></p><p>　　水泥地面平整，無(wú)需埋設(shè)地角栓，機(jī)器周圍須有溝槽排水。</p

116、><p><b>　　6. 2撥輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　撥輪機(jī)構(gòu)包括進(jìn)出瓶三個(gè)撥輪，運(yùn)轉(zhuǎn)是把瓶子撥到裝酒閥下的托瓶盤上，然后對(duì)中酒閥裝酒，后又下降瓶子被撥輪撥出，同時(shí)又進(jìn)入壓蓋部進(jìn)行壓蓋，壓完后又被撥輪撥出到輸送鏈道上。</p><p>　　撥瓶輪的調(diào)整主要是符合同步運(yùn)轉(zhuǎn)要求，進(jìn)瓶撥輪把瓶子撥進(jìn)要和瓶托、下酒閥同步。因?yàn)槌銎繐茌営质菈荷w

117、部的進(jìn)瓶撥輪，而撥出的瓶子，再撥進(jìn)壓蓋機(jī)的轉(zhuǎn)盤上時(shí)須和壓蓋頭同步，否則不能運(yùn)行。</p><p>　　6. 3螺旋限位機(jī)構(gòu)</p><p>　　離合器是防止螺旋榜處破瓶卡死過(guò)載設(shè)置的，過(guò)載時(shí)離合器和齒輪脫開(kāi)，螺旋棒不轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離合器向下移動(dòng)，并壓迫電器行程開(kāi)關(guān)，指使機(jī)器停車。此機(jī)構(gòu)主要是同步調(diào)整，瓶子從螺旋棒輸出的位置應(yīng)是撥瓶輪進(jìn)瓶的位置。機(jī)器出廠時(shí)已調(diào)好，生產(chǎn)中如因種種原因發(fā)生不同不是可