【正文】 on. It has some main institutions,such as feeding device, the bottle supply device, bottle table institutions, the bottle of high regulator device and the filling valve. In addition, its function also needs to be driven by the drive following is its basic design scheme . Its overall mechanism is vertical and rotary. The bottle which es from washing device conveys through the conveyor belt transmission to the bottle supply device can let the bottle be separated,and then send these bottles to bottle table institutions。 本次設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)主要適應(yīng)用礦泉水、果汁以及純凈水等無氣液體的灌裝，它具有操作簡單、成本低廉及可批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，可適用于一些中小企業(yè)的灌裝生產(chǎn)。傳統(tǒng)罐裝機(jī)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。 班 級： 學(xué) 號(hào)： 作者姓名： 20xx 年 5 月 25 日 II I 無錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 題目 新式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與工程分析 專題 二、課題來源及選題依據(jù) 隨著 現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)的 飛速發(fā)展 ,人民的生活水平顯著提高 ,消費(fèi)習(xí)慣也發(fā)生了 巨大 的變化 。 人們 開始 對消費(fèi)品的包裝提出了更高的要求 ,而在包裝行業(yè)中 所 占比例最大的 就 是液態(tài)產(chǎn)品的包裝。 因此 實(shí)現(xiàn)灌裝機(jī)械化和建立現(xiàn)代包裝工業(yè)，將會(huì)更好地適應(yīng)市場的實(shí)際需要，更加合理地利用勞動(dòng)力，為社會(huì)多創(chuàng)造財(cái)富 。它的主要機(jī)構(gòu)有一下幾個(gè)：供料裝置、供瓶裝置、托瓶機(jī)構(gòu)、瓶高調(diào)節(jié)裝置以及灌裝閥，此外，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)還需要靠傳動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)。The liquid filling valve is installed in the cabi, and its valve head is admitted to each bottling. The liquid in the liquid box is supplied by feeding device,and then it is delivered through the filling valve to each empty bottle. After the bottle is filled, the installation of the star dial wheel deliver ed them to the conveyor belt and then sent to the next working procedure. This article describes the basic theory, working principle, structure and transmission part of the filling machine. The use of UG software renders 3D visual effects by drawing its 3D graph. Key words:filling machine。它在人們的生活中占據(jù)的地位的提高，也帶動(dòng)了灌裝機(jī)械的發(fā)展。 我國飲料、乳品、啤酒市場得到長期發(fā)展的同時(shí)也帶動(dòng)了包裝機(jī)械業(yè)的飛速發(fā)展。目前，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。除主體部分外，還有傳動(dòng)部分，本設(shè)計(jì)主要對進(jìn)出瓶裝置以及傳動(dòng)部分的計(jì)算及校核，使之能夠符合工作要求，滿足生產(chǎn)需要。 19 世紀(jì)末到 20 世紀(jì)初之前，人們通常使用水罐或水杓的方法進(jìn)行人工灌裝或直接將容器浸入液料中進(jìn)行灌裝。 20 世紀(jì)以來，灌裝機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展，那時(shí)灌裝的速度取決于人工將瓶子對準(zhǔn)灌裝閥，等待瓶子灌完所需的時(shí)無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 間。隨后，我國廣東輕工機(jī)械廠、北京釀酒機(jī)械廠、上?；C(jī)械廠等許多家仿制了不少灌裝線，初步改善了灌裝生產(chǎn)的落后面貌，但灌裝機(jī)械的發(fā)展與國際先進(jìn)水平的差距仍很大 [1]。我國灌裝機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，經(jīng)歷了仿制、引進(jìn)別國技術(shù)、消化吸收、自主創(chuàng)新、開發(fā)的過程，技術(shù)進(jìn)步及創(chuàng)新開發(fā)的速度變快了，而且在不斷縮小與國外先進(jìn)技術(shù)之間的差距。目前國外灌裝機(jī)使用的電子閥有三種形式：探針式（液位傳感器）電子閥、配置電磁流量計(jì)的電子閥、配置定量筒的電子閥。 （ 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化。未來包裝機(jī)械必須具備多功能化、調(diào)整操作簡單等條件，基于電腦的智能型儀器將成為食品包裝控制器的新趨勢。一方面鞏固、增長我們的專業(yè)知識(shí)，提高我們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，為以后的生產(chǎn)工作積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)；另一方面也使我們能在自己的課題上有所發(fā)現(xiàn)，有所改進(jìn)，從而進(jìn)行創(chuàng)新 ，提出一些具有建設(shè)指導(dǎo)性的意見。下面我們先了解一下液體灌裝機(jī)的基本要求和工作原理．然后再對影響灌裝效果 的一些主要因素做分析。 產(chǎn)品在正常工作時(shí)，灌裝容量應(yīng)不少于公稱容量，灌裝液位差應(yīng)不大于 177。與此同時(shí)，液箱內(nèi)的灌裝閥的量杯上端和液箱出液口處閥高調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連接，它能隨著導(dǎo)軌邊旋轉(zhuǎn)邊上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)瓶子進(jìn)入回轉(zhuǎn)臺(tái)后，灌裝閥的量杯沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，從而使灌裝閥的喇叭口緊壓瓶口，使量杯中心導(dǎo)管接通，液體沿著導(dǎo)管流入瓶中。 圖 灌裝機(jī)灌裝過程展開示意圖 這種灌裝機(jī)在食品 、飲料行業(yè)應(yīng)用最廣泛 ,如 汽 水、果汁、啤酒、牛奶 等 的灌裝 ,此機(jī)主要由供料 裝置 、供瓶系 裝置 、灌裝閥、 托瓶機(jī)構(gòu) 、 瓶高調(diào)節(jié)裝置、 傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)體、自控等部分所組成 ,其中灌裝閥是保證灌裝機(jī)能否正常工作的關(guān)鍵 [4]。 1推瓶板 2限位撥盤 1 13傳送帶 4傳送盤 5瓶子 6上蓋機(jī)構(gòu) 7料斗 8擰緊機(jī)構(gòu) 9商標(biāo)盒 10漿糊盒 12推料板 14儲(chǔ)液箱 15灌裝管 圖 直線灌裝機(jī)工作流程圖 這種灌裝機(jī)相對旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)而言，它結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便，但體型比較大，而新式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與工程分析 5 且做得是間歇運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)能力的提高有所限制，因此一般只用于無汽液料類的灌裝，有很大的局限性，難以用作批量大規(guī)模生產(chǎn)。一般來說，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)簡單、使用維修方便、體積小、重量輕的灌裝機(jī)。例如對于芳香較濃的酒液，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)。所以生產(chǎn)率越高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益越好。 工藝范圍寬的原則。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 灌裝的基本方法 灌裝就是將一定量的液體注入到 空 包裝容器中的 流程 。這些物料 ，只 依靠重力是不能使其 灌裝到包裝容器內(nèi)的 ，因此需要施 以 一定 大小色的 壓力 ，依靠壓力 將其擠壓到包裝容器中。如礦泉水、白酒、醬油、牛奶等。壓力法灌裝與真空法正好相反，灌裝密封系統(tǒng)處于高 于大氣壓力的狀態(tài)中，將正壓力加于產(chǎn)品上。等壓灌裝又稱壓力重力 灌裝、氣體壓力灌裝。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，以及有毒的液體物料。該方法出現(xiàn)最早，人們最容易接受，原理也比較簡單，但現(xiàn)在很少使用。液體經(jīng)供料裝置進(jìn)入液箱，再進(jìn)入灌裝閥內(nèi)，灌裝閥經(jīng)瓶高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上下升降，從而將液體輸入灌裝瓶內(nèi)；瓶子由供瓶機(jī) 構(gòu)輸送進(jìn)灌裝機(jī)的托瓶機(jī)構(gòu)上經(jīng)行灌裝。 供料機(jī)構(gòu)的正確選擇，除考慮液體本身的工藝性能如粘度、重度、含氣性、揮發(fā)性外，還必須考慮產(chǎn)品的工藝要求、灌裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)等 綜合因素。灌裝前階段在等壓下進(jìn)行，灌裝后階段可加快回氣速度，形成與貯液箱的壓差，從而提高灌裝速度，即采用等壓 壓力 (差壓 )法。 灌裝機(jī)的供瓶裝置 在包裝工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用 的限位裝置的 類型 就是螺旋限位裝置以及星形撥瓶輪 裝置， 它 可按某種工藝要求將 一定 規(guī)則或不規(guī)則的容器、物件以確定的速度、方向和間距 分批逐個(gè)地供送到給定的工位。一般供瓶裝置的關(guān)鍵就是瓶的連續(xù)輸送和瓶的定時(shí)供給問題。 螺旋限位器 在結(jié)構(gòu)上是一種空間高副機(jī)構(gòu) ,它的結(jié)構(gòu)形式受供送瓶的大小、形狀等的制約。 星形撥瓶輪裝置 如圖 1星形撥瓶輪， 此機(jī)構(gòu)是將瓶的 螺旋 限位器送來的瓶子 ， 準(zhǔn)確地送入灌裝 機(jī)內(nèi) 瓶的 回轉(zhuǎn)臺(tái)上 或?qū)?已經(jīng) 灌滿的瓶子從 回轉(zhuǎn)臺(tái)上 取下 來 送 回 傳送帶 上 。 在進(jìn)出瓶拔輪外 也需 要安裝 擋 板 ， 護(hù)瓶桿離開傳送中心線的距離要可 調(diào)試， 以適應(yīng)不同規(guī)格的瓶子。待灌裝過程完成后 上升 復(fù)位。 氣動(dòng)式托瓶機(jī)構(gòu)以壓縮空氣作動(dòng)力源，有良好的吸震緩沖能力，但活塞的運(yùn)動(dòng)速度受到氣壓變化的影響。但是，瓶子下降時(shí)的沖擊力較大，要求氣源壓力穩(wěn)定。該機(jī)構(gòu)的工作穩(wěn)定性好，目前得到廣泛的應(yīng)用 。凸輪導(dǎo)軌安置在上方出液口，和上方出液口管道固定連接。因液料的性質(zhì)不同， 所選的定量方法和定量機(jī)構(gòu)也不相同。只要調(diào)節(jié)排氣 管 1伸入瓶內(nèi)的高度，就可以改變新式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與工程分析 11 灌裝量。它的工作原理如圖 。當(dāng)定量杯內(nèi)液料下降至調(diào)節(jié)管 2的上口端面時(shí)，整個(gè)灌裝過程結(jié)束。 定量泵定量法工作原理如圖 。在瓶托帶動(dòng)瓶子下降脫離灌裝嘴 3時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)，如圖（ c）。 灌裝閥的灌裝原理 灌裝閥是灌裝生產(chǎn)線上的核心部件，它是完成完成灌裝工藝要求必要部件，其功能在于根據(jù)灌裝工藝要求 ， 以最快的速度溝通或切斷貯液箱、氣室和灌裝容器之間流體流動(dòng)的通道 ， 保證灌裝工藝過程的順利進(jìn)行。因此在閥門開閉處的接觸面 ， 可動(dòng)部分相對于不動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)面 ， 以及安裝于貯液箱上的接合面和壓緊于瓶口上的接觸面等都有一個(gè)選擇何種密封防漏的結(jié)構(gòu)問題 。 這種密封形式運(yùn)動(dòng)磨損后容易產(chǎn)生泄漏 ，假若預(yù)緊力過大 ， 又要增加運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦阻力 ， 相應(yīng)的也就增加了磨損的速度 ， 泄漏后只得更換密封材料 。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防暴式。還應(yīng)查出電動(dòng)機(jī)類型和額定功率、相應(yīng)的轉(zhuǎn)速和安裝尺寸。 mm； wn —— 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速， r/min； wn —— 工作機(jī)的效率。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極數(shù)多，外廓尺寸及重量都較大，但可使傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)以及尺寸較?。桓咿D(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則相反。 通過計(jì)算可知，中心軸下面安裝的推力球軸承在工作時(shí)，所受的摩擦力大約為 40N，所以灌裝機(jī)主軸的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新）》上電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮的問題和考慮到運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品的價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用、生產(chǎn)過程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素，選擇電動(dòng)機(jī)為 Y2型系列電動(dòng)機(jī)。 減速器的種類很多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們相互組合起來的減速器；按照傳動(dòng)的級數(shù)可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器以及圓錐 圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器 [8]。 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)。 但是 V帶運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間以后，會(huì)因?yàn)閹У乃苄宰冃院湍p而松弛。 在本設(shè)計(jì)中：已知，該電動(dòng)機(jī)的額定功率 P=，轉(zhuǎn)速為 ?1n 1400r/min，電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到減速器上的傳動(dòng)比 i=2，估計(jì)一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 1016個(gè)小時(shí)，根據(jù)這些條件，設(shè)計(jì)計(jì)算出 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 適合的大小帶輪。 s/ 0 0 060 1 4 0 0711 0 0 060 ndv 11d ?? ????? ?? 因?yàn)?5m/sv30m/s，故帶速適合。 mm2 8 0mm2 9 3 99 0 03 0 02 LLaa 0dd0 ??????? ???? （ ） 中心距的變化范圍為 ~307mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? ?????????? 90165280 1d2d1 ）（）（ ??