【正文】 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 致 謝 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們掌握了機(jī)器設(shè)計(jì)的一般步走，也是我們第一次 比較 全面的 設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練， 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方面的 知識(shí)，達(dá)到了了解和掌握自動(dòng)機(jī) 的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法。 為了保證輸瓶順利，進(jìn)瓶星輪下的進(jìn)瓶拖板應(yīng)高于拖瓶臺(tái)面 ～ ；中間星輪下的出瓶拖板則應(yīng) 低于拖瓶臺(tái)平面 ～ 。 (g)需要調(diào)整軸承徑向游隙時(shí)，選擇帶內(nèi)錐孔德軸承。 總上所述， 總體符合設(shè)計(jì)要求 。 (3)材料選擇 選擇小齒輪材料位 40Cr(調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。） 對(duì)于小功率的高速傳動(dòng) ,? 宜取大小些；對(duì)于大功率的低速傳動(dòng) ,? 宜取小些。 中心軸 齒輪的設(shè)計(jì) 計(jì)算 一般，設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，已知條件是：傳遞的功率 ? (KW)或轉(zhuǎn)矩 T(N? m)；轉(zhuǎn)速n(r/min)；傳 動(dòng) 比 i ；預(yù)定的工作壽命 h；原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的載荷特性；結(jié)構(gòu)及外形尺寸限制等 [8]。 通過(guò)計(jì)算可知，中心軸下面安裝的滾子軸承在工作時(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(cè)單行本 減（變）速器178。在經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小河過(guò)載能力達(dá)，選用鼠籠或繞線式三相起步電動(dòng)機(jī)。若壓力下降較小，不但使瓶子的上升速速度減慢，而且難于保持瓶口和灌裝頭的緊密接觸。給瓶子充氣為了負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 使瓶子之間壓力相等從而有利于灌裝；真空法供料 裝置分為單室式、雙室式和多室式三種。比較而言，移動(dòng)閥特別是端面式結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)彈簧的壓緊密封，流道截面大，彎路少，零件的結(jié)構(gòu)形狀亦較簡(jiǎn)單，有利于提高灌裝速度并便于清洗。 5mm 1200179。技術(shù)含量高的常壓灌裝閥常在進(jìn)液口裝有不銹鋼金屬網(wǎng)，利用液體的表面張力，避免滴漏現(xiàn)象產(chǎn)生 [4]。這種方法避免了瓶子本身的制造誤差帶來(lái)的影響，故定量精度較高。此法不但能提高灌裝速度，而且能減少液料與容器內(nèi) 殘留空氣的接觸和作用，故有利于延長(zhǎng)某些產(chǎn)品的保存期。(二 )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。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制等事關(guān)包裝機(jī)械性能的優(yōu)劣，可通過(guò)負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 馬達(dá)、編碼器及數(shù)字控制（ NC）、動(dòng)力負(fù)載控制（ PLC）等高精密控制器來(lái)完成，并適度地做產(chǎn)品延伸，朝高科技產(chǎn)業(yè)的包裝設(shè)備來(lái)研發(fā)。這些都體現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論 包裝機(jī)械化的重要意義 近半個(gè)多世紀(jì)來(lái)，隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、現(xiàn)代化，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們的普遍重視。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)新的速度更快，而且在不斷縮小與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)之間的距離。 2 灌裝機(jī)概述 簡(jiǎn)敘 灌裝機(jī)廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中的汽水、啤酒和果汁飲料等產(chǎn)品的裝填灌注。 (三 )排除余液，即排除氣管中的殘液。此外，還能限制毒性氣體和液體的逸散，從而改善操作條件。但對(duì)于含氣液料，因貯液箱內(nèi)泡沫較多，不宜采用。 負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 3 灌裝方案的討論和確定 灌裝方案的討論 方案一：?jiǎn)胃资侵覆捎靡桓變捎玫慕Y(jié)構(gòu)形式，即其供料裝置常將真空室與料缸合為一體。 1200179。但零件數(shù)量偏多，而且密封彈簧一旦失效，灌裝就難于實(shí)現(xiàn)。 2．在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的是單室真空法供料裝置。若壓力上升較大，則瓶子的上升速度加快，以致不易與進(jìn)液管對(duì)中，并使瓶子受到較強(qiáng)的沖擊力。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防暴式。電機(jī)與電器》上電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮的問(wèn)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(guò)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)， 所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y290S4 型電動(dòng)機(jī)，它的額定轉(zhuǎn)速為 1400r/min,額定功率為[2]。 設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，通常不知道齒輪的尺寸和參數(shù)，無(wú)法確定出參數(shù)的數(shù)值， 因而無(wú)法進(jìn)行精確計(jì)算。 齒寬及齒 寬系數(shù)： 齒寬系數(shù)常表示 為 ： aba?? 、 1dbd?? 、 mbm?? 。 (4)選小齒輪齒數(shù) 1? =24，大齒輪齒數(shù) 2? =? 1? =144。 鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪傳遞的功率 1 . 1 0 . 9 7 0 . 7 5 0 . 9 6 0 . 9 6 0 . 7 3 8P K W? ? ? ? ? ? 傳動(dòng)比 2i? ，鏈傳動(dòng)中心距不小于 550mm （水平布置） 采用滾子鏈傳動(dòng)，設(shè)計(jì)步驟及方法如下： (1)選擇鏈輪齒數(shù) 1z 、 2z 假定鏈速 3 /v m s? ，由表 98 選取小鏈輪齒數(shù) 1 15z? ；從動(dòng)鏈輪齒數(shù)21 2 15 30z iz? ? ? ? (2)計(jì)算功率 caP 由表 99查得工作情況系數(shù) ? ，故 1. 0 0. 73 8 0. 73 8c a AP K P K W? ? ? ? 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 (3)確定鏈條節(jié)數(shù) pL 初定中心距 0 30ap? ,則鏈節(jié)數(shù)為 2 20 1 2 2 102 2 3 0 1 5 + 3 0 3 0 1 5 9 8 . 12 2 2 3 0 2P a Z Z Z Zp p pL p a p p???? ???? ??? ? ? ? ? ? ????? ????節(jié) 取 99pL? (4)確定鏈條的節(jié)距 p 由圖 913 按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì) ,鏈工作在功率 曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí) ,可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞 ,由表 910 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 1 .0 81 0 .7 7 519Z zK ????????； 0 .2 699 0 .9 9 7100LK ????????； 選取單排鏈 ,由表 911查得 單 排鏈系數(shù) ? .,故得所需傳遞的功率為 : 0 0 . 7 3 8 0 . 9 5 50 . 7 7 5 0 . 9 9 7 1caz L PPP K WK K K? ? ?? ? ? ? 根據(jù)小鏈輪的轉(zhuǎn)速1 2 5 2 52 / m in63nr? ? ?及功率 P0=,由圖 913選鏈號(hào)為 20A單排鏈 .同時(shí)也證實(shí)了原估算鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn) 左側(cè)是正確的 ,再由表 91 查得鏈節(jié)距 mm? (5)確定鏈長(zhǎng) L及中心距 a 9 9 3 1 . 7 5 3 . 1 21 0 0 0 1 0 0 0PLpLm? ?? ? ? 221 2 1 2 2 1222184 2 2 2 5 15 30 15 3099 99 84 2 2 241217PPZ Z Z Z Z Zpa L LZZmm????? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????? ?????? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ??????? 中心距減少 ? ? ? ?0 . 0 0 2 ~ 0 . 0 0 4 0 . 0 0 2 ~ 0 . 0 0 4 1 2 1 7 2 . 4 3 4 4 . 8 6 8a a m m? ? ? ? ? 實(shí)際中心距 ? ?39。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 (h)支點(diǎn)跨度大，軸的彎曲變形大或多支點(diǎn)軸，宜選擇調(diào)心型 軸承。檢查各傳動(dòng)聯(lián)接件是否運(yùn)行自如，不得有卡緊干涉現(xiàn)象。 本次設(shè)計(jì)的主要目的和主導(dǎo)思想是對(duì) 自動(dòng)液體灌裝機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，在設(shè)計(jì)中我們主要采用了齒輪傳動(dòng)，進(jìn)一步加深了機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，也對(duì)在大學(xué)學(xué)到的其他相關(guān)課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)和運(yùn)用。每班后要清除液料殘液、油污、積水和玻璃碎片等，保持設(shè)備的整潔和衛(wèi)生。安裝時(shí)要打好水平基準(zhǔn)，特別是與壓蓋機(jī)連接一體時(shí)，兩部分的進(jìn)瓶帶、出瓶帶必須處于同一水平基準(zhǔn)上。當(dāng)需要承受一定量軸向載荷時(shí)，應(yīng)選擇內(nèi)外圈都有擋邊的類型，但允許軸向載荷 （徑向載荷），否則將對(duì)軸承的壽命有較大影響。 負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 (1)計(jì)算 分度圓 直徑 11222 5 1 .7 5 4 3 .7 55 0 1 .7 5 8 7 .5d z m m md z m m m? ? ? ?? ? ? ? (2)計(jì)算齒輪寬度 21 1 1 54 3 . 7 5 1 6 . 32 3 2RR ub R d m m?? ?? ? ? ? ? ? 取 1220 15B m m B m m??， (3)計(jì)算錐距 21 154 3 . 7 5 4 8 . 9 122uR d m m?? ? ? ? (4)計(jì)算平均分度 圓直徑 11221( 1 0 . 5 ) 4 3 . 7 5 ( 1 0 . 5 ) 3 6 . 4 631( 1 0 . 5 ) 8 7 . 5 ( 1 0 . 5 ) 7 2 . 9 23mRmRd d m md d m m??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (5)驗(yàn) 算 3112 2 5 . 0 9 1 0 2 3 2 . 6 84 3 . 7 5t TFNd ??? ? ? 1 2 3 2 . 6 8 1 4 . 2 7 1 0 01 6 . 3AtKF N m mb ?? ? ? 合適。 則設(shè)計(jì)步驟如下： 1． 選取齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) (1)按要求選用直齒圓柱傳動(dòng)齒輪 (2)速度不高，選用 7 級(jí)精度。 （常取 30176。中心軸上安裝一個(gè)支撐料缸作用的零件，所以軸的直徑選取最小直徑的 倍 ，軸的直徑圓整為 170mm ，即是安裝齒輪處軸的直徑。 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)功率通常按實(shí)際所需要的電動(dòng)機(jī)工作功率 0? 考慮，而轉(zhuǎn)速則按電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 mn （滿載轉(zhuǎn)速，它不等于同步轉(zhuǎn)速）計(jì)算。 負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 5 灌裝機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 生產(chǎn)中一般采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其常用電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè)（修訂版）》的附錄一。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，出現(xiàn)故障時(shí)也不易扎壞瓶子，但活塞 的運(yùn)動(dòng)速度受到氣壓變化的影響。等壓法是指分別給料缸和瓶子進(jìn)料充氣，給料缸充氣是為了防止液料剛灌入時(shí)突然將壓而冒泡，造成操作混亂。 (2)確定閥體的結(jié)構(gòu)布局 根據(jù)閥門的啟閉形式（單移、多移和旋轉(zhuǎn)），確定閥體可動(dòng)部分與不動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)布局，以及作相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的密封形式。 本次設(shè)計(jì)的主要參數(shù) 表 31 主要參數(shù) [6] 生產(chǎn) 能力 瓶子 容積 瓶子 外徑 瓶 高 瓶高誤差 電動(dòng)機(jī) 外形 尺寸 04000b/h 210650ml 75mm 120320mm 177。玻璃瓶與 PET 瓶的常壓灌裝有時(shí)有灌裝閥的滴漏現(xiàn)象，產(chǎn)生液損或污染設(shè)備。要改變灌裝量，只需改變調(diào)節(jié)管在定量杯中的高度或更換定量杯。 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）。常壓灌裝的工藝過(guò)程為： (一 )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。 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化。 (8)機(jī)身 我國(guó)包裝機(jī)械的現(xiàn)狀及包裝機(jī)械的發(fā)展未來(lái) 我國(guó)包裝機(jī)械的現(xiàn)狀 灌裝機(jī)械制造水平的發(fā)展體現(xiàn)在灌裝閥核心技術(shù)的發(fā)展上：從重力灌裝到先進(jìn)的抽真空等壓灌裝；從平面閥密封結(jié)構(gòu)到堆形閥密封結(jié)構(gòu)。無(wú)論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外，包裝工作已涉及各行各業(yè)，面廣量大，對(duì)人民生活、國(guó)際貿(mào)易和國(guó)防建設(shè)都帶來(lái)深刻的影響，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)了過(guò)去難以想象的新情況。 現(xiàn)代灌裝技術(shù)的目標(biāo)是精確、高效、自動(dòng)化。其型號(hào)規(guī)格繁多，按包裝容器的輸送形式可分為旋轉(zhuǎn)型灌裝和直線型灌裝機(jī)兩大類。 (2)等壓法灌裝 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，使二者的壓力接近相等，然后被灌裝液料靠自重流入該容器內(nèi)的灌裝方法。但對(duì)灌裝含有芳香氣體的液料卻是不適合的，因?yàn)榛卦黾酉銡獾膿p失。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 (3)定量泵定量法 此法是采用機(jī)械壓力灌裝的一種方法。負(fù)壓是在低于大氣壓的條件下進(jìn)行的。 1800 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 4 灌裝機(jī)主體結(jié)構(gòu)和工作原理 目前灌裝機(jī)大多采用“旋轉(zhuǎn)型”結(jié)構(gòu)，即包裝容器隨灌裝閥一起作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行灌裝，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)亦采用此種結(jié)構(gòu)，灌裝機(jī)的主體結(jié)構(gòu)由供料裝置、灌裝閥、托瓶機(jī)構(gòu)、供瓶裝置和瓶高調(diào)節(jié)裝置五部分組成，下