【正文】 ? ? ? ?對(duì)于灌裝閥閥體內(nèi)的阻力損失，近似看作是三個(gè) 90?彎頭，加上輸送管道的一個(gè) 90?彎頭，其阻力系數(shù)均為 ζ 180。=，則它們總的折算阻力系數(shù)為 2 ( 4 ) 0 . 5 2 ( 4 0 . 7 5 0 . 0 5 ) 0 . 3 1 1 . 8 9 6K ? ? ?? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ?11 1 iCLKKd???? ? ? ?? ? ?????因此，灌裝時(shí)間為： 6022016 4 0 1 0 8 . 9 92 0 . 3 8 5 ( 0 . 0 1 3 0 . 0 0 9 ) 2 9 . 8 1 0 . 3 6 54lVtsCA g Z ???? ? ?? ? ? ? ? ?求得流速系數(shù) 2）求灌裝機(jī)頭數(shù) 灌裝區(qū)應(yīng)占時(shí)間： 考慮灌裝的穩(wěn)定，取 T4=10s，求主軸轉(zhuǎn)速 4 8 .9 9 0 .2 4 4 9 .2 3 4 ( )lgT t t s? ? ? ? ?44200 3 . 3 3 ( / m in )6 6 1 0nrT?? ? ??因此，灌裝機(jī)所需頭數(shù)為： 10000 5060 60 3. 33Qan? ? ?? 七 、 機(jī)械計(jì)算 在自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)中 ,必須合理選擇電動(dòng)機(jī)功率 ,以保證灌裝機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 同時(shí) ,也將根據(jù)灌裝機(jī)功率的大小 ,進(jìn)行灌裝機(jī)零部件 (如主軸 ,傳動(dòng)齒輪等 )的設(shè)計(jì) ,如果電動(dòng)機(jī)功率選擇得過小 ,將會(huì)影響機(jī)器的使用性能或電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作而容易發(fā)熱燒壞 ,如果選擇過大 ,將使機(jī)器笨重 ,浪費(fèi)材料 ,增加機(jī)器成本 ,并且也不能發(fā)揮電機(jī)應(yīng)有效能 。 灌裝所需功率與它的結(jié)構(gòu)及工作過程有關(guān) ,由于功率損失因素是十分復(fù)雜的 ,故難以用分析法進(jìn)行精確計(jì)算 ,故采用對(duì)一些主要功率損失因素進(jìn)行分析計(jì)算 ,然后迭加再乘以一個(gè)系數(shù) ,近似求得灌裝機(jī)功率 ,一般情況下 ,灌裝機(jī)的啟動(dòng)功率為最大 ,啟動(dòng)時(shí) ,功率主要消耗在以下幾方面 。 1)啟動(dòng)液缸功率 啟動(dòng)液缸功率即為使貯液箱 、 貯液箱內(nèi)液料 、 旋轉(zhuǎn)臺(tái)等繞立軸旋轉(zhuǎn)的零部件由靜止到達(dá)工作轉(zhuǎn)速所消耗的功率 。 由理論力學(xué)可知 ,使物體由靜止到達(dá)角速度為 ω時(shí) ,消耗的功應(yīng)等于物體所獲得的動(dòng)能 ,整個(gè)轉(zhuǎn)盤以角速度 ω繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能為 : 式中： ∑J— 整個(gè)轉(zhuǎn)盤對(duì)于主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； ω— 角速度 。 A J? ?12 2? 假若啟動(dòng)時(shí)間為 則啟動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)盤由靜止到角速度 ω所消耗的功率為 : 式中 :t0— 啟動(dòng)時(shí)間 , 常取 。 2)克服升瓶機(jī)構(gòu)的滾輪沿固定凸輪滾動(dòng)時(shí)的工作阻力和摩擦力所需消耗的功率 升瓶機(jī)構(gòu)的滾輪沿固定凸輪水平區(qū)段滾動(dòng)時(shí)的摩擦阻力為 : 0t2001 0 2 2 0 4AJNtt???? 式中 : Z1— 水平區(qū)段內(nèi)升瓶機(jī)構(gòu)的數(shù)目 。 G1— 升瓶機(jī)構(gòu)內(nèi)彈簧的壓縮力 。 G2— 升瓶機(jī)構(gòu)及盛有液料瓶子的總重 。 K— 滾輪沿凸輪軌道的滾動(dòng)摩擦系數(shù) 。 f— 采用滾動(dòng)軸承做為滾輪 ,其軸承折合在軸上的摩擦系數(shù) 。 d— 滾動(dòng)軸承中沿滾珠中心的圓周直徑 。 D— 滾輪直徑 。 P Z G G k fdD1 1 1 22? ? ?( ) 升瓶機(jī)構(gòu)的滾輪沿固定凸輪升瓶區(qū)段滾動(dòng)時(shí)的摩擦阻力為 : 式中 :α— 滑道升角 。 G3— 升瓶機(jī)構(gòu)及空瓶的總重 。 升瓶機(jī)構(gòu)的滾輪沿固定凸輪滾動(dòng)時(shí)的工作阻力和摩擦阻力所消耗的功率 : 式中 : R— 升瓶機(jī)構(gòu)繞灌裝機(jī)中心立軸的回轉(zhuǎn)半徑 。 P z G G tg k fdD2 2 1 2 2? ? ? ?( )( )?N P P R2 1 2102? ?( ) ?3)克服支承立軸的軸承摩擦阻力所需消耗的功率 因立軸轉(zhuǎn)速較低 ,采用滑動(dòng)軸承較為適宜 ,由機(jī)械零件可知 : 式中 :Ｐ — 作用在軸承上的動(dòng)載荷 。 f— 摩擦系數(shù) ,一般取 － 。 D— 推力軸承的最大直徑 。 D1— 推力軸承的最小直徑 。 Nf P D D f P D D3114102 408?? ?? ? ?( ) ( )? ? 灌裝機(jī)的啟動(dòng)功率為 : (451) 式中 : — 與傳動(dòng)系統(tǒng)效率因素有關(guān)的系數(shù) 。 1)對(duì)電機(jī)的要求 ,在選擇電機(jī)時(shí) ,首先應(yīng)考慮到生產(chǎn)情況對(duì)電機(jī)的要求 ,灌裝機(jī)工作的環(huán)境比較潮濕 ,并有些小量沖擊 。 因此 ,要求電機(jī)有防潮及防震裝置 (防震是次要的 ),并且要連續(xù)進(jìn)行工作 。 N N N NN啟總 總? ? ? ? ?1 2 3? ??總2)功率選擇 電機(jī)功率的選擇 ,以啟動(dòng)和連續(xù)生產(chǎn)時(shí)其中最大的功率為選擇電機(jī)功率的依據(jù) ,考慮到備用系數(shù) ,電機(jī)功率應(yīng)為 由于功率計(jì)算存在誤差 ,更好的方法是通過試驗(yàn)確定功率 ,即對(duì)樣機(jī)或類似的灌裝機(jī)在規(guī)定的操作條件上采用瓦特計(jì)法進(jìn)行測(cè)定 。 3） 用類比法選擇電機(jī) 在設(shè)計(jì)中往往可以采用這種方法來選擇電機(jī) ,到工廠及有關(guān)單位去搜集與所設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)類型、生產(chǎn)能力等條件相近的灌裝機(jī)所采用的電機(jī)類型 ,功率大小等方面的有關(guān)資料 ,然后參考這些資料來選擇所設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)的電機(jī)功率和類型。 N N電 啟? ( . ~ . )1 1 1 2 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的主軸是重要的零件之一 ,它用 AA5碳素鋼及 3 45優(yōu)質(zhì)鋼制造 。 在必要時(shí) ,可在其表面上鍍以金屬保護(hù)層或用不銹鋼制造 ， 也有用鑄鐵或鑄鋼制造的 。 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的軸 ,主要是受扭或除了受扭外 ， 還受有軸向力 ,按其主要是受扭來計(jì)算直徑 : (453) 式中 : — 軸某斷面上所承受最大扭矩 。 N— 灌裝機(jī)所需最大功率 (軸所傳遞功率 )。 n— 灌裝機(jī)轉(zhuǎn)速 。 M Nn扭 ? 97400M扭 根據(jù)強(qiáng)度條件 : 式中 : — 許用剪應(yīng)力； — 抗扭截面模數(shù) 。 對(duì)于實(shí)心軸 : 式中 : D— 空心軸的外徑 。 d— 空心軸的內(nèi)孔直徑 。 故可按下式計(jì)算軸的直徑 : 對(duì)于實(shí)心軸 : ? ?? ?MW kp扭扭[ ][ ]?kpW扭W D dD扭 ? ? ?0 2 1 4. ( )? ? 對(duì)于空心軸 : 式中 : — 許用剪應(yīng)力 ,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和強(qiáng)度理論來確定 ,它與載荷的性質(zhì) (動(dòng)還是靜 )及應(yīng)力集中等因素有關(guān) 。 一般對(duì)軟鋼取 250kg/cm ～ 1000kg/cm ,計(jì)算時(shí)可參考設(shè)計(jì)規(guī)范 。 ? ?? ? ?MW M d kp扭扭扭0 25 3. [ ]dM Nnkp kp? ? ?扭0 2974000 23 3. [ ] . ( )? ?d N nkp? ?974000 2 1 43 . ( )[ ]? ?[ ]?kp2一 、 有一臺(tái) 40頭果酒灌裝機(jī) ， 儲(chǔ)液箱液面至出流閥口距離為490mmm， 現(xiàn)在該廠用常壓法灌裝重度為 ， 測(cè)得轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周需 20秒 ， 灌裝時(shí)間為 9秒 ， 灌裝工位為 20個(gè) ， 若其它條件不變 ，問：現(xiàn)在用常壓法灌裝時(shí) ， 該機(jī)生產(chǎn)能力及可能達(dá)到的最大生產(chǎn)能力 ？ 二 、 真空罐酒機(jī)要求在 500ml的瓶子抽氣達(dá)到真空值500mm水柱 ， 每瓶的灌酒時(shí)間為 ， 灌裝機(jī)的頭數(shù)為 30， 生產(chǎn)能力為 600瓶 /小時(shí) ， 已知在一個(gè)大氣壓下 ， 空氣的重度 r= /米3， 求真空必須滿足抽氣量 （ 升 /秒 ）