【正文】 1 目 錄 摘要????????????????????????????? 4 關(guān)鍵詞???????????????????????????? 4 1 前言???????????????????????????? 5 研究意義????????????????????????? 5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀?????????????????????? 5 發(fā)展趨勢(shì)????????????????????????? 6 2 總體方案的確定?????? ????????????????? 7 確定用途與灌裝方式???????????????????? 8 工藝分析????????????????????????? 8 確定機(jī)械類(lèi)型?????????????????????? 8 分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求????????????????? 9 擬定主要技術(shù)參數(shù)????????????????????? 9 3 旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算??????????????????? 10 電動(dòng)機(jī)的選擇??????????????????????? 10 灌裝機(jī)輸送管路計(jì)算???????????????????? 12 圓管直徑???????????????????????? 13 圓管壁厚???????????????????????? 14 灌裝時(shí)間的確定?????????????????????? 14 旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的工藝計(jì)算?????????????????? 17 旋轉(zhuǎn)式灌裝 機(jī)的生產(chǎn)率分析???????????????? 17 旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的最小旋轉(zhuǎn)角懂得確定???????????? 18 旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)???????????????? 21 傳動(dòng)比分析??????????????????????? 22 旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)?????????????????? 22 蝸桿渦輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)???????????????????? 24 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)???????? ??????????????? 28 旋轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計(jì)??????????????????????? 30 2 軸的強(qiáng)度計(jì)算??????????????????????? 30 軸的剛度計(jì)算??????????????????????? 30 灌裝閥的設(shè)計(jì)???????????????????????? 32 升降瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)?????????????????????? 32 4 結(jié)論??????????????????????? ?????? 33 參考文獻(xiàn)???????????????????????????? 33 致謝?????????????????????????????? 34 旋轉(zhuǎn)式灌漿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 摘 要： 啤酒作為一種口味獨(dú)特的風(fēng)味飲料．深受廣 3 大老百姓的喜歡。灌裝機(jī)是啤酒包裝生產(chǎn)線的核心設(shè)備，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。液體的灌裝方式分為常壓式、等壓式、真空式 、機(jī)械壓力式四種。一般而言酒類(lèi)灌裝多采用常壓式灌裝方式，常壓式灌裝機(jī)使用方便，具有速度可調(diào)、計(jì)量準(zhǔn)確、運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪音和液體不外溢等優(yōu)點(diǎn)，使用廣泛。 關(guān)鍵詞 ： 灌裝機(jī)；常壓式灌裝方式； Design of Rotary Grouting Mechanism Abstract: The beer takes one kind of taste unique flavor drink. Deeply generalmon people39。s liking. Fills installing equipment is the beer packing production line coreequipment, therefore, fills installing equipment to fill installs theeffect the quality directly to affect enterprise39。s economicefficiency. The liquid fills installs the way to divide into the atmosphericpressure type, the equipressure type, the vacuum type, the mechanicalpressure type four kinds. Generally speaking the wines fill install use the atmospheric pressuretype to fill install the way, the atmospheric pressure type fill theinstalling equipment easy to operate, has the speed to be possible toadjust, the measurement accurate, the movement steady, does not havemerit and so on noise and liquid overflow, the use is not widespread. Key words: Fills installing equipment。 The atmospheric pressure type fills installs the way 1 前言 研究意義 灌裝機(jī)是酒水、飲料類(lèi)等食品加工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一。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(lèi)與日俱增，食品包裝也日漸突出。而傳統(tǒng)罐裝機(jī)有性能比較單一、自動(dòng)化程度低、通用性差，灌裝速度調(diào)整不方便，而且難以適用瓶形、液體物料及灌裝規(guī)格的變化等問(wèn)題，這就給生產(chǎn)帶來(lái)了很多不便。目前的灌裝機(jī)正向著灌裝的高速化、精確化；以及智能化、多功能化方向發(fā)展。發(fā)展灌裝機(jī)，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。所以研究一款好的灌裝機(jī)對(duì)食品加工行業(yè)的發(fā)展意義重大。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)灌裝機(jī)械制造業(yè)起步晚，建國(guó)后基本上采用的是手工灌裝，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)啤酒廠和汽水廠都是使用國(guó)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(wèn)題，嚴(yán)重影響了我國(guó)飲料行業(yè)的發(fā)展。改革開(kāi)放后，隨著輕工業(yè)的迅速 4 發(fā)展，一方面我國(guó)先后引進(jìn)了一些國(guó)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(guó)也在自行研制，這就促進(jìn)了我國(guó)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(kāi)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(guó)內(nèi)大批飲料廠，促進(jìn)了我國(guó)飲料業(yè)的迅速發(fā)展。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，我國(guó)采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進(jìn)德國(guó) SEN 公司 20200 瓶／小時(shí)的啤酒灌裝線和日本三菱公司 18000 瓶／小時(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(guó) KHS 公司 36000 瓶／小時(shí)的啤酒灌裝線及生產(chǎn)技術(shù)。這樣，我國(guó)不僅能夠生產(chǎn)中小型的灌裝機(jī)，而且開(kāi)始生產(chǎn)大型灌裝機(jī)。我們參照國(guó)外全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的先進(jìn)機(jī)型，結(jié)合國(guó)內(nèi)液體灌裝的實(shí)際情況，獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并制造新型 全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線，并且完全可以代替進(jìn)口同類(lèi)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(guó)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(guó)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(kāi)發(fā)的過(guò)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(guó)外先進(jìn)技術(shù)之間的差距。國(guó)內(nèi)很多廠家生產(chǎn)的灌裝機(jī)比較有代表性，能在模仿的基礎(chǔ)上發(fā)展出自己的特色，且能夠溶入高新技術(shù)，比如有灌裝時(shí)灌裝頭自動(dòng)伸入瓶?jī)?nèi)緩緩上升，使液體不向外溢，灌裝量通過(guò) PLC 控制在熒屏顯示，適合有一定泡沫的藥液或化妝品的潛入式灌裝機(jī) ；攻克了屋頂形包裝機(jī)不能熱灌裝、不能加蓋等難題。 發(fā)展趨勢(shì) 建立包裝機(jī)械骨干企業(yè) 引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，建立一批包裝機(jī)械骨干企業(yè)，包括個(gè)別中外合資企業(yè)。這是縮短我國(guó)包裝機(jī)械技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距的有效途徑可滿足大型包裝生產(chǎn)線以及高精度、高自動(dòng)化程度的單機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)的需要，進(jìn)而可加快包裝機(jī)械國(guó)產(chǎn)化的速度。 大多數(shù)企業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展中、小型包裝機(jī)械 我國(guó)大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不高，生產(chǎn)能力較低，生產(chǎn)以單機(jī)為主的中、小型包裝機(jī)械比較適宜，但要在此基礎(chǔ)上不斷提高制造 精度、自動(dòng)化程度和配套 。 引入高新技術(shù) 在包裝機(jī)械生產(chǎn)中，大量引入高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)，新的機(jī)械結(jié)構(gòu)（如錐形同步齒輪帶傳動(dòng)）、新的光纖材料以及運(yùn)用可靠性、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，研制組合式、模塊式等先進(jìn)結(jié)構(gòu)，使包裝機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)、使用可靠，使其性能指標(biāo)、工藝水平、“三化”（多功能化、高速化、自動(dòng)化）水平高，向機(jī)電結(jié)合、主輔機(jī)結(jié)合、成套聯(lián)線方向發(fā)展。 5 發(fā)展包裝機(jī)械新品種 滿足重點(diǎn)商品的包裝為出發(fā)點(diǎn)，發(fā)展包裝機(jī)械新品種。目前 ，我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展食品、醫(yī)藥、化工、日用品以及易碎、易腐爛變質(zhì)等商品的包裝技術(shù)和包裝機(jī)械。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的包裝機(jī)械設(shè)備及其研究方向?yàn)椋?灌裝設(shè)備：著重發(fā)展自動(dòng)連續(xù)作業(yè)的多工位充填封口設(shè)備，以解決食用油、化妝品等具有一定粘度的物料的包裝，解決氣溶膠等物料的噴霧包裝。 貼標(biāo)設(shè)備重點(diǎn)開(kāi)發(fā)研制適于各種瓶形的壓敏膠標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)、卷帶標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)。提高各種貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)質(zhì)量和速度。 袋成型 充填 封口機(jī)大力開(kāi)發(fā)適用于不同狀態(tài)的物料、不同重量的系列包裝設(shè)備；開(kāi)發(fā)各種配套輔助設(shè)備，如物品整理分送裝置，以擴(kuò)大主機(jī)功能，使之向多功能 化、高速化、自動(dòng)化方向發(fā)展。 2 總體方案的設(shè)計(jì) 確定用途與灌裝方式 用途：灌裝瓶裝啤酒。 規(guī)格：灌裝瓶容量為 640mL，空瓶為 670mL。 灌裝方式：常壓式灌裝。常壓式灌裝，是在大氣壓下直接靠被灌液料的自重流入包裝容器內(nèi)的灌裝方式。常壓式灌裝的工藝過(guò)程為： 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。 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。 設(shè)計(jì)要求：對(duì)灌裝機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在生產(chǎn)率、可靠性、使用壽命和噪聲等方面都應(yīng)有明顯改進(jìn)。 工藝分析 確定機(jī) 械類(lèi)型 工位 :啤酒生產(chǎn)批量大，灌裝機(jī)工作動(dòng)作多，故選用多工位灌裝機(jī)。 運(yùn)動(dòng)形式 :灌裝機(jī)分為直線型和旋轉(zhuǎn)型 2種，而此次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求采用旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)。 灌裝程序 :啤酒空瓶由進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳送至升降瓶機(jī)構(gòu)上，升降瓶機(jī)構(gòu)控制瓶子升降，升瓶灌裝完成后，降瓶由撥瓶機(jī)構(gòu)傳送出去。 即進(jìn)瓶 —— 升瓶 —— 灌裝 —— 降瓶 —— 出瓶。 工位數(shù) :由于啤酒灌裝是大批量生產(chǎn)，所以要求工位數(shù)多，在結(jié)構(gòu)合理且提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上采用多的工位，故選用 24工位。 分析執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求 6 啤酒瓶升降 機(jī)構(gòu) :對(duì)于旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，通常是借助分件供送螺桿將瓶子按所要求的狀態(tài)、間距、速度逐個(gè)而連續(xù)地供送到灌裝機(jī)的托瓶臺(tái)上。并由托瓶機(jī)構(gòu)將其升起使瓶口與灌裝頭緊密接觸而進(jìn)行灌裝。待灌裝過(guò)程完成后下降復(fù)位。 托瓶機(jī)構(gòu)固定在導(dǎo)向板上。 托瓶機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、機(jī)械與氣動(dòng)組合式等三種結(jié)構(gòu)形式。 對(duì)于旋轉(zhuǎn)型啤酒灌裝機(jī)來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，便與維護(hù)，所以宜選擇機(jī)械式托瓶機(jī)構(gòu)。 灌裝閥 :灌裝閥是對(duì)啤酒進(jìn)行灌裝的關(guān)鍵裝置，所以對(duì)其結(jié)構(gòu)要精心設(shè)計(jì)。灌裝閥應(yīng)固定在儲(chǔ)液箱下部，其安裝軸線應(yīng) 該與啤酒瓶升降機(jī)構(gòu)的軸線一 致，以便于啤酒瓶在升起過(guò)后能正確的對(duì)準(zhǔn)灌裝口進(jìn)行灌裝工作。 常壓式灌裝機(jī)的灌裝閥也采用常壓灌裝閥，因灌裝操作環(huán)境為常壓狀態(tài)，灌裝過(guò)程簡(jiǎn)單，通常采用彈簧閥門(mén)式灌裝閥。 主軸：主軸是灌裝機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)軸。電機(jī)通過(guò)減速裝置把動(dòng)力傳送到主軸上，主軸帶動(dòng)儲(chǔ)液箱和導(dǎo)向板同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 儲(chǔ)液箱：儲(chǔ)液箱位于主軸頂端，箱體下面在圓周方向配置灌裝閥，箱體隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)灌裝閥一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 導(dǎo)向板：導(dǎo)向板的作用是固定托瓶機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向板和儲(chǔ)液箱一樣固定在主軸上，隨主軸一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 擬訂主要技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 結(jié)構(gòu)參數(shù)反映灌裝機(jī)的結(jié)構(gòu)特征和灌裝物件的尺寸范圍。如包裝工位，執(zhí)行機(jī)構(gòu)頭數(shù)，主傳送機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)直徑或直線移距，工作臺(tái)面的寬度與高度，物件的輸入高度，成品的輸出高度等等。 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)反映灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度，如主軸轉(zhuǎn)速、物件供送速度、灌裝速度等。 動(dòng)力參數(shù) 動(dòng)力參數(shù)反映執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作載荷和灌裝機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能量消耗，如灌裝等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作載荷，動(dòng)力機(jī)的額定功率、額定扭矩和調(diào)