【正文】 進(jìn)入容器，同時 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，進(jìn)液自動停止； 排除余液，即排除排氣管中的殘液。 （ 2）等壓法灌裝。等壓灌裝的工藝過程為： 充氣等壓； 進(jìn)液回氣； 停止進(jìn)液； 釋放壓力，即釋放瓶頸內(nèi)殘留的壓縮氣體至大氣內(nèi)，以免瓶內(nèi)突然降壓而引起大量冒泡，影響包裝質(zhì)量和定量精度。 （ 3）真空 灌裝法。它有兩種基本方式：一種是壓力真空式，即讓貯液箱內(nèi)部處于常壓狀態(tài)，只對包裝容器內(nèi)抽氣使其形成一定的真空度，液體依靠兩容器內(nèi)的壓力差，流入包裝容器并完成灌裝；另一種是重力真空式，即讓貯液箱和包裝容器都處于接近相等的真空狀態(tài)，液料靠自重流入該容器內(nèi)。其設(shè)備簡單，工作可靠。 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）。此外，還能限制氣體和液體的逸散，從而改善操作條件。 （ 4） 虹吸法灌裝。此法適合灌裝低粘度不含 氣的液料，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單 ，但灌裝速度低。壓力法灌裝是借助機(jī)械或氣液壓等裝置控制活塞往復(fù)運動，降粘度較高的液體物料從儲料缸吸入活塞缸內(nèi)，然后再強(qiáng)制壓入待灌裝的容器內(nèi)，這種方法有時也用于含氣體之類飲料的灌裝，由于其中不含膠體物質(zhì)，所形成的泡沫容易消失，故可依靠本身所具有的氣體壓力直接灌入未經(jīng)預(yù)先充氣的瓶內(nèi)，從而大大提高了灌裝速度。 408 型自動灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計參數(shù) 如下： 適用范圍 ：本機(jī)適用用于含汽飲料 (啤酒 ,汽水等 )的灌裝，適用于中型飲料廠使用。 灌裝壓蓋方式 灌裝、壓蓋機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置與 PLC 可編程控制、變頻無級調(diào)速、人機(jī)界面等現(xiàn)代自動控制技術(shù)手段完整的結(jié)合，形成機(jī)電一體化。所有手動按鈕和工藝開關(guān)都設(shè)置在一個操作箱的面板上， PLC 控制器大都為日本 OMRON公司或三菱公司的早期產(chǎn)品，設(shè)備連鎖控制、保護(hù)設(shè)置少，加之啤酒灌裝的現(xiàn)場環(huán)境惡劣，潮濕度大，使開關(guān)等接觸觸點銹蝕嚴(yán)重，系統(tǒng) 的信號檢測部分故障率較高，造成設(shè)備控制系統(tǒng)運行的可靠性低，設(shè)備正常運行周期短等現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的實際工藝條件，重新編寫了 PLC 的運行程序。這種改造方法和思路同樣可以應(yīng)用與其他液體介質(zhì)灌裝設(shè)備的改造。 FX2N128MRPLC 是集成 128 點 I/O 的箱體式控制器，具有運算速度快，指令豐富、性能價格比高、聯(lián)機(jī)編程簡單、擴(kuò)展方便等優(yōu)點，是三菱 FX 系列中功能最強(qiáng)的小型控制器。 970GOTHMI為高亮度的 16 色顯，通過匯流連接和 FX2N128MRPLC 的 CPU 直接連接，實現(xiàn)快速回應(yīng)。 (2)灌裝、壓蓋機(jī)的變頻器在改造中沒有更換，現(xiàn)場檢測信號的手段仍然采用開關(guān)式檢測，因檢測開關(guān)長期工作在濕度很大的場合，因此選擇電容式的接近開關(guān)，根據(jù) PLCI/O 端子的接線方式，選擇 PNP 型的接近開關(guān)。其中的瓶位移位檢測程序中，采用了三菱 PLC 位左移指令，驅(qū)動執(zhí)行條件輸入每一次由 OFFON 變化時，執(zhí)行 N2 位移動， N2 為移動的位數(shù)。機(jī)器計數(shù)脈沖測量檢測輸入點 414PLSM49。主電機(jī)轉(zhuǎn)速測量檢測輸入點取下降沿微分后的位 M301 418LDIM590。 連鎖保護(hù)點 420ANIX006。進(jìn) 瓶瓶位是否有瓶檢測 422LDM49。系統(tǒng)在連續(xù)檢測 90 個空瓶位后，停止攪拌瓶蓋的電機(jī)的運行，檢測瓶位的個數(shù)可以根據(jù)用戶的要求任意設(shè)定。 (2)實現(xiàn)爆瓶檢測、控 制 的 步 進(jìn) 控 制 482LDX055。 主電機(jī)轉(zhuǎn)速測量檢測輸入點取上升沿微分后的位 M49 485PLFM309。 破 瓶 位 置 檢 測 487ANIM071。進(jìn)瓶位置 489SFTLM52M600K20K1 破瓶檢測和瓶位檢測開關(guān)同步檢測移動的破瓶，主電機(jī)每轉(zhuǎn)一周，正好對應(yīng)酒缸轉(zhuǎn)過一個瓶位，PLC 內(nèi)部單元內(nèi)對應(yīng)這 20 個破瓶位的單元為 M600~M619，單元個數(shù)用第一個字母 K 設(shè)置為 K20，每次變化一位用第二個字母 K 設(shè)置為 K1， M52 反應(yīng)了破瓶的位置，并將檢測到的這個位置以電機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率移位下去，在內(nèi)部相應(yīng)的單元內(nèi)置 “1”或 “0”，控制相應(yīng)的噴射和吹掃電磁閥開與停。 系統(tǒng)自動化運行可靠的保障就是控制進(jìn)出瓶蓋的同步跟蹤，既準(zhǔn)確檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測開關(guān)、破瓶檢測開關(guān)和進(jìn)瓶檢測開關(guān)三個條件。該軟件包操作簡單，事先可在個人計算機(jī)上組態(tài)并仿真調(diào)試，完畢后下載至人機(jī)操作終端機(jī)。還可并以增加一些功能，如設(shè)置報警信息等。原來所有按鈕的操作改造后都在觸摸屏上進(jìn) 行。 在改造前的日常生產(chǎn)過程中，碰到這種現(xiàn)象時，操作工只能將各個功能開關(guān)或按扭打到手動控制檔位，使機(jī)器設(shè)備工作在無監(jiān) 控狀態(tài)下，機(jī)器失去自動控制功能。只能在生產(chǎn)的間歇，才能由維修鉗工和電工根據(jù)檢測開關(guān)上的小發(fā)光二極管的亮和滅通過調(diào)整位移距離只有 5~8mm 的檢測開關(guān)的安裝位置，來修正檢測開關(guān)和小鐵片的間隙。 針對這種檢測狀況，結(jié)合改造后的灌裝、壓蓋機(jī)控制系統(tǒng)的配置，新增了這部分檢測功能，并集成在人機(jī)觸摸屏中，完成瓶位檢測。 在需要修正檢測開關(guān)和小鐵片的位置時，可以在正常生產(chǎn)的條件下，不停機(jī)，由維修人員只要根據(jù)顯示屏上的瓶位狀態(tài)，就可以在線調(diào)整，并馬上看到調(diào)整后的效果。 增加這套系統(tǒng)功能的是為保證灌狀壓蓋機(jī)的自動化控制系統(tǒng)正常運行而專門設(shè)計的。充填酒水及飲料等液體產(chǎn)品的裝料機(jī)械通常稱為灌裝機(jī)，液體的灌裝分為手工灌裝和機(jī)械灌裝兩種。因此，現(xiàn)代化酒水生產(chǎn)行業(yè)一般都采用機(jī)械化灌裝機(jī)。灌裝機(jī)的選擇 合理選擇灌裝機(jī)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途 徑。在選擇灌裝機(jī)時，應(yīng)遵循以下原則。首先應(yīng)根據(jù)灌裝物料的性質(zhì)（粘度、起泡性、揮發(fā)性、含氣性等）選擇適宜的灌裝機(jī)，以滿足生產(chǎn)工藝要求。其次，應(yīng)使灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力和前后工序的加工、包裝機(jī)械的生產(chǎn)能力相匹配。灌裝機(jī)生產(chǎn)率的高低直接反映生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)選擇設(shè)備精度高、自動化程度也高的灌裝機(jī)。因此在選擇灌裝機(jī)時，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，對相關(guān)的因素進(jìn)行綜合考慮。灌裝機(jī)的工藝范圍是指其適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。因此為了適應(yīng)酒水、飲料行業(yè)多品種、多規(guī)格的生產(chǎn)要求，應(yīng)選擇工藝范圍盡可能寬的灌裝機(jī)。由于酒水、飲料行業(yè)的特殊衛(wèi)生要求。而且要有可靠的密封措施，嚴(yán)防雜物混入和物料散失。使用安全，維修方便的原則。而且其結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆裝組合，零部件應(yīng)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，另外還應(yīng)優(yōu)先選擇價格低、重量輕、體積小的灌裝機(jī)。 PET 瓶是碳酸飲料最主要的包裝形式。兩家企業(yè)均有數(shù)十套進(jìn)口的兩步法設(shè)備，采用集中制造瓶坯，分散制瓶供應(yīng)就近可樂灌裝廠的生產(chǎn)方式。在瓶坯生產(chǎn)方面， 72 模腔的注塑機(jī)已經(jīng)開始使用。吹瓶速度達(dá)每小時 2 萬瓶的高速吹瓶機(jī) 裝機(jī)量不斷增加。目前中國生產(chǎn)鋁制兩片罐的企業(yè)全部是外資控股企業(yè)，設(shè)備也全部是引進(jìn)的全自動生產(chǎn)線。 雖然有上海寶翼這一鋼制兩片罐生產(chǎn)企業(yè)，但中國的兩片罐仍然以鋁制罐占 絕對優(yōu)勢。 兩片罐生產(chǎn) 線由于涉及的技術(shù)非常復(fù)雜，工藝要求極為嚴(yán)格，目前中國沒有類似的設(shè)備，特別是受低迷 ?場的影響，機(jī)械設(shè)備開發(fā)企業(yè)也缺乏開發(fā)相關(guān)生產(chǎn)線的積極性。 熱灌裝 PET 瓶、金屬三片罐、利樂包，是茶和果汁飲料的三大包裝形式。無論是哪種方式，生產(chǎn)熱灌裝 PET 瓶的設(shè)備主要是加拿大 HUSKY、法國西得樂的二步法設(shè)備，以及意大利 SIPA 的一步法設(shè)備。為了提高 PET 瓶的熱灌裝溫度，使用二步法設(shè)備的企業(yè)大多與臺灣一家企業(yè)合作，改善瓶口的成型工藝，使灌裝溫度可以提高到 93 度。將定量的液體物料 (簡稱液料 )充填入包裝容器內(nèi)的機(jī)器稱為灌裝機(jī)械。如圖 所示，輸送鏈帶、分件供送螺桿、星形撥輪和弧形導(dǎo)板相結(jié)合用于容器的輸入；同時撥輪也用于容器的輸出。圖 滿足 將灌裝容器送入灌裝機(jī)中的升降機(jī)構(gòu)要求，但是性能、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)以及穩(wěn)定性的要求不同，要確定那種方案必須根據(jù)設(shè)計的要求而定。在這次課題中運用了分件供送螺桿裝置，這就要求在設(shè)計撥輪槽時采用一定弧度可以起到 限時、限位的作用。從制造角度看，本設(shè)計根據(jù)容器外形和輸送方式，宜采用（ b）方案。如圖 所示，通過類比實驗， Rc與灌裝機(jī)主體中的撥瓶螺桿有關(guān)。撥輪通常用不銹鋼或酚醛樹脂板制作，成雙平放緊固在主軸端部，其高度和間距可根據(jù)被供送瓶罐的主題部位及其中心位置加以適當(dāng)調(diào)整。n ，依據(jù) 單位時間內(nèi)供瓶數(shù)應(yīng)等于出瓶數(shù)（不考慮灌裝過程中出現(xiàn)爆瓶現(xiàn)象）。 bQ n Z? （ ） 式中， Zb ――齒數(shù)； Q ――生產(chǎn)能力，瓶 /時； 39。 撥瓶輪齒數(shù)由 / 60 39。 已知灌裝機(jī)得生產(chǎn)能力 Q＝ 6000 8000 瓶 /時，初步確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速與灌裝機(jī)大轉(zhuǎn)盤主軸轉(zhuǎn)速的比例為 i＝ n1＝3rad / n＝ 15rad / Zb: / 60 39。 3. 2. 2 撥瓶輪節(jié)圓半徑的確定 設(shè)撥輪節(jié)圓半徑為 Rb, Cb 為行星撥輪的節(jié)距，因為容器以等間距定時供送，則 2 b b bR C Z? ? ? ? （ ） /2b b bR C Z ??? （ ） 對于旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)來講， Cb 應(yīng)等于灌裝閥的節(jié)距。 用 Cb 帶入驗算： /2b b bR C Z ??? （ ） 12 6 8 / 2 16 mm?? ? ? 用 Rb 帶入驗算： 2/b b bC R Z??? （ ） 2 1 6 0 / 8 1 2 5 .6?? ? ?mm 根據(jù)檢驗，對 Cb, Rb 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，最后確定 Cb＝ 126mm， Rb＝ 160mm。 故選用尼龍 1010 材料。它與灌裝機(jī)中撥輪盤花齒尺寸有關(guān)，撥輪的尺寸以能很平穩(wěn)地 輸送瓶子為原則，可用類比或?qū)嶒瀬頉Q定。而且撥輪在往灌裝機(jī)大轉(zhuǎn)盤撥瓶子的時候，為了能使瓶子均勻穩(wěn)定地輸送 到大轉(zhuǎn)盤而不被撥回來，尺寸 Rc 也應(yīng)大于瓶子的半徑，這可以由實驗結(jié)果得知。 如圖 所示， h 的高度是由瓶高來確定的，瓶子確定的高度是 280mm，撥瓶輪的厚度可以根據(jù)設(shè)計時按設(shè)計者給定的值。 h＝ 280－ 20－ 25－ 25－ 105＝ 85mm 3. 3 包裝容器與撥瓶輪的相對運動 圖 容器瓶與撥瓶輪相對運動分析 撥輪的結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)計時主要考慮齒槽形狀。為此，要分析被供送包裝容器與撥輪之間的相對運動。 實用中，多將星形撥輪與分件供送螺桿組合在一起，對此應(yīng)指出一些特殊的設(shè)計要求。在此前提下，決定 bZ 不僅要考慮撥輪的外輪廓尺寸和齒槽的結(jié)構(gòu)形式，也要便于等分提高制造精度。如圖 所示，通過撥輪主軸 O 取一靜坐標(biāo)系 oxy ，在通過該點及任一齒槽中心 C 取一動坐標(biāo)系 39。oxy 。已論證3mS bC 。b ,而瓶罐中心以初速度 bv 等加速度 a 移至 39。a =x ,由于其末速度 3mv =bv = bbR? ，因此 v a= bbR? 60an （ ） x =av +12 a 2t （ ） 式中 600 t n?? ，在此過程中瓶罐相對撥輪的運動軌跡即為 a 39。若以瓶罐中心絕對運動軌跡上的 39。以圖示幾何關(guān)系寫出 222()mbr D S x? ? ? （ ） 3arc mbSxtg R?? ??? （ ） 此即瓶罐與撥輪的相對運動方程，借以上兩式畫出瓶罐的相對運動軌跡及其外輪廓線，是以確定撥輪齒槽的形狀尺寸，同時做出是否需切齒修整的判斷。 設(shè)齒槽半徑（即瓶 罐主題部位半徑） ? 所對應(yīng)的撥輪中心角為 ? ，瓶罐相對運動軌跡終點 c 的切線與該點撥輪矢徑的夾角為 b? ，那么保證嚙入不干涉的基本條件應(yīng)是 arcsin22b bR?? ??? （ ） 由于 bdrddttg r drdrdt??? ? ? ? （ ） 借（ ）和 3arc mbSxr tg R?? ?? （ ） 應(yīng)用羅比塔法則導(dǎo)出 2arcb bbatg R? ?? （ ） 代入式（ ） ,得 2 (a rc s in )2bbba R tg R??? （ ） 2 0123()3 6 0 0 ( 2 )bmmn C Sa ii?