【正文】 實用中，應將變螺距螺旋線的展開圖形分解為等速位移和變速位移兩部分，如圖 所示，采。 最后指出，螺桿等速段最大軸向長度 1mH 僅與螺距 01S 及圈數(shù) 1mi 有關(guān)，而過渡段和等加速段的最大軸向長度 2mH 、 3mH 都與撥輪節(jié)距 bC 、螺距 01S 及圈數(shù) 2mi 、 3mi有關(guān)。 再有，當其他條件一定時，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。 1 2 0 1 2 6 9 3 3 3 . 4 /2 2 1 3bmmn C Sa m m sii????? ? ?? ? ?? ? ? （ ） 這表明，等加速段的供送加速度與螺桿轉(zhuǎn)過的平方成正比。 22 b mmmn C S iv v iii? ??? ??? ? ???? ?? （ ） ? ?12 0 12 6 93 2123 .3 32 1 384 .0 /m m s????? ???? ? ????? ??? 3339。 由于 33 39。 4. 2. 4 螺桿等加速段計算 令螺桿等加速段的供送加速度 3aa? ，則相應的供送速度及軸向位移 3 3 3 4v adt at C? ? ?? （ ） 23 3 3 3 4 3 52aH v d t t C t C? ? ? ?? （ ） 式中 3t 表示被供送物件移 過行程 3H 所需的時間。若取 2 0i? ，則 20??? 02vv?。等加速段螺旋線的最大圈數(shù)為 3mi （通常取 35或更多）而其中堅任意值 330 mii?? ，取 3 3i? ， 3 3mi ? 。 9 3 1 5 2 3 . 3 /6 0 6 0Snv m m s?? ? ? 式中 D — 螺桿外直徑（ 2 88D R mm?? ） 若物件的輸入速度 0rvv? ，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 0rvv? 時，就只能依靠輸送帶對無建起的摩擦拖動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度 2202 rr vvL fg??? （ ） 式中 f? — 物件與輸送帶的滑動摩擦系數(shù) g — 重力加速度 另外，設(shè)螺桿物件與輸送帶的最大速差 01( ) ( 126 93 ) 15 5 /m c m bv v v C S n m m s? ? ? ? ? ? ? ? ? 故知撥輪節(jié)距和螺桿轉(zhuǎn)速都不宜過大，以免加快板鏈工作表面的磨損，病防止對物件引起強烈的震動。 1 2 0 1 5 / m in8b bnn ra dZ? ? ? 撥輪節(jié)圓的直徑 1 2 6 8 320bbb CZD ???? ? ?mm 當物件被等速的輸送帶拖動前進時，如果讓整個變螺距螺桿對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，顯然應保證輸送帶的運動速度cv ，螺桿的最大供送速度 3mv 和撥輪的節(jié)圓線速度 bv 均相等： 3 126 15 31. 5 /c m b bv v v C n m m s? ? ? ? ? ? 4. 2. 2 螺桿等速段計算 參閱圖 ，對供送正圓柱形物件，令其主體部位的圓弧半徑為 ? ，螺桿的內(nèi)外半徑各為 0r 、 R ，可取 0Rr??? （ ） 而對于供送異側(cè)形狀的物件，令其主體部位的長度（或長軸）、寬度（或短軸）各為 12b ， 2b ，可取 0212R r b?? （ ） 進而求螺桿等速段的螺距 01 2S ?? ?? 或 01 12Sb? ?? （ ） 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)） 本設(shè)計令 8mm?? ，則 0 85 4322D mm? ? ? ? 01 0 85 8 93S D mm? ? ? ? ? ? 令 0 22r mm? ，則 0 22 43 65R r mm?? ? ? ? ?，取 44R mm? 設(shè)等速段螺旋線的最大圈數(shù)為 1mi （通常取為 1），而其中間任意值 110 mii?? 。 3 40 120n ? ? ? /minrad 撥輪節(jié)圓周長 2 2 16 0 10 05lR??? ? ? ?mm ，則 1005 12688b lC ? ? ?mm 已知螺桿的轉(zhuǎn)速（其值與供送能力相當） 39。 DDDDD 圖 綜上，本設(shè)計采用三段式組合螺桿作為限位機構(gòu)。 ，與輸送帶拖動待灌瓶的摩擦作用力相適應，采用等加速運動規(guī)律使之增大間距，可保證在整個供送過程中與螺旋槽有著可靠的接觸點而不易晃動和傾倒。同時 為了使待灌瓶逐個依次順利導入螺旋槽內(nèi)，增速達到預定間距借助撥輪有節(jié)奏地引導到包裝工位，因此將螺桿應用于高速分件定時供送，其螺旋線最標準的組合模式包括： ，有助于穩(wěn)定的導入。 圖 三段式分件供送螺桿 如圖 所示，圓柱螺桿的前端多呈截錐臺形（斜角約為 30— 40176。 圖 花盤式限位機構(gòu) 1— 限位花盤 2— 棘輪 3— 待灌瓶 4— 杠桿 5— 彈簧 6— 上撥盤 7— 推瓶板 8— 銷子 9— 下?lián)鼙P 10— 軸 11— 底座 4. 1. 2 螺旋限位機構(gòu) 在包裝工 業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)以廣泛應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地送到給定的工位。于是，待灌瓶在傳送帶的推動下逐個進入限位花盤 1齒間并且?guī)铀鼈鲃?。這時雖然推瓶板撥動了上撥盤 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，杠桿 4也不動，當推瓶板返回時，又撥動上撥盤，此時銷子處于上撥盤滑到的盡 頭處，因此銷子再上撥盤帶動下運動，下?lián)鼙P因此順時針轉(zhuǎn)動。目前，瓶子的定時給進多采用撥盤式或螺旋輸送器等限位機構(gòu)。 圖 4 螺旋限位器設(shè)計及計算 進出瓶系統(tǒng)按照灌裝的工作要求是準確地將待灌瓶送入自動機 ，以保證灌裝機正常的有秩序地工作。因為灌裝機在工作時載荷很小，傳動速度不是很大。圓整 h＝ 4mm。 2＝ 156 齒數(shù)也可以根據(jù)傳動比來確定，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，傳動比 i＝ 5，同樣可以確定齒數(shù) z1＝ 120。 齒數(shù) z：根據(jù) d1＝ m 3. 5. 2 主要尺寸的確定 設(shè)計灌裝機時為了防止瓶托在升降時與齒輪產(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 圓尺寸在確定時與撥輪板的直徑相等。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。因此，對輪齒材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。 [1]。 ：用軸肩固定，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力。 軸上零件的固定方法 為了保證零件在軸上有固定的位置，必須將零件在徑向、軸向和周向予以固定。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應滿足：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；軸上的零件應便于裝拆和調(diào)整；軸應具有良好的 制造工藝性等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)性時又要隨著具體情況的不同而異，所以，軸沒有標準的結(jié)構(gòu)形式。 3. 4. 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形 ，和全部結(jié)構(gòu)尺寸。由于碳鋼比合金鋼廉價，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳剛制造軸。 撥瓶輪主軸在大轉(zhuǎn)盤傳動齒輪帶動下轉(zhuǎn)動，速度根據(jù)灌裝機生產(chǎn)效率不同而變，并且裝有滑動軸承，所以可選用合金鋼和碳鋼。軸的失效形式一般有斷裂、磨損、超過允許的變形及磨損等。在這方面，與分件供送螺桿的轉(zhuǎn)速變化毫無關(guān)系 [10]。但是，要想從根本上解決兩者互不干涉的問題，應進一步運用解析法加以剖析。a 點極坐標（ ,r? ）表示它的動坐標系中的位置。a c 。a ,令 a 39。 設(shè)星形撥輪以等角速度 b? 做逆時針方向轉(zhuǎn)動，經(jīng)時間 t 轉(zhuǎn)過角度 ? = b? t ,相應的齒槽中心 b 移至 39。初始時二系的橫縱坐標軸對應重合，其次由 C 一點引節(jié)圓切線分別截取兩個線段，令 ac = 3mS bc = bC 。39。 實踐表明，為合理設(shè)計星形撥輪齒槽的結(jié)構(gòu)形式，必須深入研究它同 被供送瓶罐的相對運動關(guān)系。設(shè)撥輪的節(jié)圓直徑 bD （ 半徑為bR） ,齒槽數(shù)為 bZ ,主軸轉(zhuǎn)速 bn , 則 bD = bbCZ? =1268?? =320mm （ ） bn = 1208bbnZ ? =15 /minrad （ ） 對旋轉(zhuǎn)型灌裝機， bC 等于灌裝閥的節(jié)距至于能否取整數(shù)，則與整個川東部據(jù)有關(guān)?？梢杂煤喕嫹ū硎緭芷枯喤c容器瓶的相對運動。在包裝容器的供送過程中，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。撥瓶輪給的厚度是 10mm，容器瓶從輸送帶過來瓶底離下?lián)芷堪宓木嚯x確定為 25mm，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。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。設(shè)計時尺寸 Rc 地決定方法；因為 Rc 與灌裝機主體中地撥瓶輪花盤有關(guān)，若撥輪外接圓與灌裝機主體中撥瓶花盤地外接圓相切時 Rc 等于瓶子半徑；若與灌裝機主體中撥瓶花盤地外接圓相交，則尺寸 Rc 大于瓶子的半徑。其結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 1— 撥輪 2— 撥輪盤 3— 撥輪軸 4— 傳動齒輪 圖 撥瓶輪結(jié)構(gòu)示意圖 撥輪中的尺寸 h 和 Rc 均由容器瓶的高度和直徑來確定。 3. 2. 3 撥瓶輪其它尺寸的確定 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選用對酒瓶不會造成有 磨損，擊碎的現(xiàn)象。 在確定灌裝機整體尺寸時確定的灌裝閥節(jié)距尺寸 Cb＝ 126mm， Rb＝ 160mm。 600 0 800 0 / 60 15 Q n? ? ? ? 選取撥輪齒數(shù) Zb＝ 8。bZ Q n? 確定。n ――轉(zhuǎn)速， rad /min。則 60 39。 圖 撥輪截面圖 3. 2. 1 撥瓶輪齒槽數(shù)（齒數(shù)）確定 設(shè)要設(shè)計星形撥輪齒數(shù)為 Zb，灌裝機的生產(chǎn)能力為 Q，撥輪主軸轉(zhuǎn)速為 39。 若撥輪的外接圓與灌裝機主體中撥瓶螺桿的外接圓相交，則 Rc 尺寸大于瓶子半徑。 圖 撥輪的尺寸要求以 能很平穩(wěn)的輸送瓶子。 (a)和 (b)適合供送單個圓柱形容器，（ c）適合供送單個長方形容器，（ d）適合供送多個多種體形的容器。瓶子從輸送帶送過來將堆擠到一起，因此就應該設(shè)計相應的可以起到瓶的限位機構(gòu)的作用。 圖 供送螺桿與行星撥輪組合簡圖 1－分件供送螺桿 2－弧形導板 3－行星撥輪 4－圓柱形容器 星形撥瓶輪結(jié)構(gòu) 星形撥輪的結(jié)構(gòu)雖然簡單，齒槽形狀確實千變?nèi)f化。因為所要灌入的液體具有流動性，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、復合紙盒等。 3 星型拔瓶輪設(shè)計及計算 星形撥瓶輪原理 此機構(gòu)是將灌裝機的限位機構(gòu)送來的瓶子，準確地送入灌機中的升降機構(gòu)或灌滿的瓶子從升降機構(gòu)取下送入傳送帶的機 構(gòu)。 熱灌裝曾經(jīng)是專業(yè)制瓶企業(yè)的最大利潤來源，但隨著價格的透明，熱灌裝 PET瓶的價格在不斷下降，利潤空間被不斷壓縮。 部分茶和果汁生產(chǎn)企業(yè)外購熱灌裝 PET 瓶，如統(tǒng)一；部分飲料企業(yè)自己生產(chǎn) PET瓶，如康師傅和娃哈哈；還有部分飲料企業(yè)與制瓶企業(yè)合作，由制瓶企業(yè)在飲料廠里裝機吹瓶，如可口可樂東莞工廠。 茶和果汁飲料的包裝 熱灌裝仍是目前茶和果汁飲料最主要的生產(chǎn)和灌裝工藝。目前在國際上，美國仍然以鋁制罐為主，歐洲則傾向于鋼制罐的生產(chǎn)，雖然中國的鋁制罐用鋁板基本上依靠引進，價格昂貴，但改造現(xiàn)有的鋁罐生產(chǎn)線為鋼制罐也需要巨額投資，在二片罐 ?場持續(xù)低迷的情況下，企業(yè)缺乏投資的熱情。并且經(jīng)過不斷的更新，生產(chǎn)速度普遍得到提高。 鋁制二片罐場份額雖然在逐年下降，但仍然有一定的 ?場。中富和紫江二個制瓶廠也開始采取更為靈活務實的設(shè)備采購方式，開始與不同的制瓶設(shè)備供應商合作。由于碳酸飲料瓶價格已經(jīng)完全透明，因此利潤很薄，制瓶企業(yè)主要以量取勝，高速設(shè)備的使用成為必然。珠海中富和上海紫江是可口可樂和百事可樂碳酸飲料的 PET 瓶供應商。 包裝程序及工藝路線 碳酸飲料的包裝 以可口可樂和百事可樂為代表的碳酸飲料，仍然是中國飲料中產(chǎn)量最大的品種，盡管增幅放慢，但絕對數(shù)量每年仍有較大增長。灌裝機的操作、調(diào)整應方便省力