【正文】 而進(jìn)行灌裝?！　⊥衅繖C(jī)構(gòu)可以分為機(jī)械式、氣動(dòng)式、機(jī)械與氣動(dòng)組合式等三種結(jié)構(gòu)形式。這種升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是機(jī)械磨損大，壓縮彈簧易失效，工作可靠性較差；同時(shí)對(duì)灌裝瓶的質(zhì)量要求高，它主要用于不含氣液料的灌裝機(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。這種升降機(jī)構(gòu)克服了機(jī)械式的缺點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生卡瓶時(shí)，壓縮空氣好比彈簧一樣被壓縮，使瓶子不再上升，故不會(huì)擠壞瓶子。該機(jī)構(gòu)適用于灌裝含氣飲料的灌裝機(jī)。但凸輪導(dǎo)軌也會(huì)增加額外的潤(rùn)滑、磨損和運(yùn)轉(zhuǎn)阻力。在本設(shè)計(jì)中，我們采用的是機(jī)械式的升降機(jī)構(gòu)。由上下滑動(dòng)的量杯桶帶動(dòng)閥上喇叭口的上下移動(dòng)，從而完成喇叭口和瓶口的密封與分離，這樣不僅保證了灌裝時(shí)瓶口的密封，同時(shí)對(duì)瓶子的高度誤差亦有較好的適應(yīng)能力。因此，瓶子所在的回轉(zhuǎn)臺(tái)上不再需要導(dǎo)軌，灌裝瓶自身也不需要上下運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)有明顯改善。目前，常用的液料定量法有控制液位定量法、定量杯定量法、定量泵定量法、電子液位定量法。 （1）控制液位定量法這種方法采用控制灌裝容器內(nèi)液位的高度來(lái)達(dá)到預(yù)定的灌裝量，其工作原理如圖，開(kāi)始灌裝時(shí)，瓶子上升頂開(kāi)橡皮墊5，使滑套6和灌裝頭7之間出現(xiàn)間隙，液體流入瓶?jī)?nèi)，瓶?jī)?nèi)氣體經(jīng)排氣管1排至貯液箱9中。當(dāng)瓶子下降脫離橡皮墊5時(shí)，彈簧4使灌裝頭7與滑套6封閉，排氣管內(nèi)液料流入瓶?jī)?nèi)，完成一次灌裝。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是定量精度稍差，因定量精度直接受瓶子容積精度和瓶口密封度的影響。1排氣管 2支架 3緊固螺母 4彈簧 5橡皮墊 6滑塊 7灌裝頭 8調(diào)節(jié)螺母 9儲(chǔ)液箱 控制液位定量法原理圖 （2）定量杯定量法 這種方法是先將液料注入定量杯內(nèi)，然后再將定量杯內(nèi)的液料注入包裝容器內(nèi)。在待灌瓶進(jìn)入灌裝工位前，定量杯1浸入貯液箱14中，液料充滿定量杯。此時(shí)，進(jìn)液管隔板11兩邊的上通孔12和下通孔10均與閥體中的中間槽13相通（之前處于在閥體內(nèi)壁上，被封死的狀態(tài)），使定量杯內(nèi)的液料由管2流入瓶?jī)?nèi)，瓶?jī)?nèi)氣體由透氣孔9排出。只要調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)管2在定量杯內(nèi)的高度，或者更換定量杯，就可以改變灌裝量。1定量杯 2定量調(diào)節(jié)管 3閥體 4緊固螺母 5密封圈 6進(jìn)液管 7彈簧 8灌裝頭 9透氣孔 10下孔 11隔板 12上孔 13中間槽 14貯液箱 定量杯定量法原理圖無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12 （3）定量泵定量法1三向閥 2液體充填流路 3灌裝管路 4活塞桿 5活塞 1進(jìn)液管 2灌裝閥 3負(fù)載傳感器6活塞缸 7進(jìn)液體流路 8貯液料箱電子液位定量法 4控制器 5定值器 6顯示、鑒定器 定量泵定量法工作原理圖 電子液位定量法工作原理圖 這種灌裝方法是先將粘稠液料用機(jī)械壓力注入活塞缸內(nèi)定量，再注入到包裝容器的，每次灌裝量等于活塞缸內(nèi)液料的容積。當(dāng)瓶托臺(tái)帶瓶子上升，灌裝管嘴 3 進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，同時(shí)活塞桿4下降，接通進(jìn)液流路7，液料進(jìn)入活塞缸6內(nèi)完成液料的計(jì)量，如圖（a）。當(dāng)活塞上升到活塞缸最上面時(shí)灌裝結(jié)束。 （4）電子液位定量法電子計(jì)量法是現(xiàn)代計(jì)量方法，在灌裝閥2中有兩個(gè)大小不同的液道，液體通過(guò)液道時(shí)，由負(fù)載傳感器隨時(shí)地邊灌裝液體邊測(cè)量液體重量，當(dāng)充填的液體接近規(guī)定的充填量時(shí)，灌裝閥則可轉(zhuǎn)換成小流量的回路，因而灌裝量精度非常高。這種裝置的灌裝閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)因滑動(dòng)部位的摩擦而產(chǎn)生粉塵，無(wú)液體和氣體滯留，易清洗；當(dāng)灌裝量改變時(shí)，只要變更數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)的給定值，即可瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)，較易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的集中管理。 ，入液口2由連接棒連接至上方導(dǎo)軌，滑套5固定在液箱上，故閥體2會(huì)在滑套5中上下滑動(dòng)，當(dāng)在如圖示位置時(shí)，上通孔4和下通孔9處于不聯(lián)通狀態(tài)，此時(shí)就液體就無(wú)法下流；而當(dāng)閥體向下運(yùn)動(dòng)，使喇叭口和瓶口呈密封狀態(tài)，此時(shí)的上下通孔處在滑塊內(nèi)部的槽中，液體由上通孔流到槽內(nèi)再通過(guò)下通孔，最后流入瓶?jī)?nèi)；當(dāng)閥體新式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與工程分析13再次向上移動(dòng)時(shí)，上下通孔再次被封死，液體不能下流，此時(shí)，瓶子中的水也灌完成。1上連接棒 2入液口 3進(jìn)液管 4上通孔 5閥體 6墊圈 7液箱 8緊固螺母 9下通孔 10彈簧 11喇叭口 12透氣孔圖 灌裝閥的結(jié)構(gòu)示意圖 灌裝閥的密封由于灌裝閥是安裝在流體通路上的開(kāi)關(guān)，保證不向外漏氣和漏液是十分重要的。 在液箱和灌裝閥的結(jié)合面處的密封：閥體與液箱之間墊了一層彈性墊圈 6，同時(shí)在液箱外的閥體部分裝有一緊固螺母，通過(guò)緊固螺母提供壓力，進(jìn)行壓緊閥門(mén)，起到良好的密封作用。在灌裝閥的進(jìn)液管的密封：進(jìn)液管 3 中是不導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)，在非灌裝位置，進(jìn)液管的外壁上的兩個(gè)通孔由于在灌裝閥體的內(nèi)壁內(nèi)，受內(nèi)壁的擠壓形成適當(dāng)?shù)念A(yù)壓緊量，借助于進(jìn)液管材料的反彈力壓緊密封面而起密封作用的。 本章小結(jié)本章主要介紹了灌裝機(jī)各主要機(jī)構(gòu)的選取，初步了解了旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)上各相關(guān)重要機(jī)構(gòu)的基本功能和所能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，從中可以對(duì)灌裝生產(chǎn)線做出相當(dāng)?shù)恼J(rèn)知，并在其基礎(chǔ)上能做出一些進(jìn)步的創(chuàng)新和改進(jìn)。在有些情況下，如需經(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)慣量小和過(guò)載能力高，選用鼠籠或繞線式三相起步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)防護(hù)要求選擇相應(yīng)結(jié)構(gòu)。通常對(duì)在變載荷作用下，穩(wěn)定、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率稍大于工作機(jī)功率。在一般情況下不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)力矩。??　　工作機(jī)所需要工作功率 一般根據(jù)工作機(jī)的生產(chǎn)阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算： 或 wwFv?10??wwn?950???（）式中：F —— 工作機(jī)的生產(chǎn)阻力， N；　　　v —— 工作機(jī)的速度，m/s；　　 T ——工作機(jī)的阻力矩，N總效率按下式計(jì)算: ()na??.321?式中 、 、 、… 分別為運(yùn)動(dòng)鏈中各運(yùn)動(dòng)副（如齒輪、軸承及聯(lián)軸器等）的效率，1?23n其值可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（新）》中選取。如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同新式灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與工程分析15步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。因此確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)按具體情況進(jìn)行分析和比較。 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)工作功率考慮，而轉(zhuǎn)速則按電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（滿載轉(zhuǎn)速，它不等于同步轉(zhuǎn)速）計(jì)算。 所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y290S4型電機(jī)，它的額定轉(zhuǎn)速為1400r/min, 。在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速，稱為增速器。由于所選電動(dòng)機(jī)的額度轉(zhuǎn)速為1400r/min，灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力Q為4000~5000瓶/ 小時(shí)，灌裝機(jī)的灌裝閥頭數(shù)為12頭，故實(shí)際生產(chǎn)時(shí)灌裝機(jī)每轉(zhuǎn)生產(chǎn)t=12瓶，所以灌裝機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速 hr/50~r/~5tn??取整值420r/h，即7r/min。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率為 ，所以選擇該型號(hào)的減速器符合要NmA求。帶傳動(dòng)的基本組成零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪）和傳動(dòng)帶輪。帶輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，并且它工作時(shí)噪聲小，能夠?qū)崿F(xiàn)較大距離間兩周的傳動(dòng)，通過(guò)改變帶長(zhǎng)，能夠滿足不同中心距的要求，在近代機(jī)械中廣泛應(yīng)用 [9]。為了保證帶傳動(dòng)正無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文16常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，才去相應(yīng)的補(bǔ)救措施。安裝張緊輪時(shí)應(yīng)注意，一般放在松邊內(nèi)側(cè)，盡量靠近大帶輪并且輪槽尺寸和帶輪相同。確定計(jì)算功率 caP 查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)》，故 kW21..1PKAca ??? 選擇V帶的帶型 根據(jù) ，查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖811選用Z 型帶。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表86和88，取小帶輪的基1準(zhǔn) 直徑 m71d? 2）、驗(yàn)算帶速。 3）、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d i41? 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL 1）、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版，初定中心距 0a )( dd???）（（） 即 取 。m90Ld? 3）、按式（）計(jì)算實(shí)際中心距a。k3.? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表85得 ，表82的 ，?? L0rP??）（（） . ???）（ 2）、計(jì)算V帶的根數(shù)z。 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 ??min0F 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表83得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 ，所以m/? ??2min0 ???）（（） )(5 2??????? ??? 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。而對(duì)剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)經(jīng)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。 中心軸的材料 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼廉價(jià)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性又較低，同時(shí)也可以用熱處理或者化學(xué)處理的辦法來(lái)提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸是最為廣泛的，其中最常用的是45鋼。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定的條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增加軸截面面積的方法，來(lái)提高軸的剛度。剛強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉、良好的吸振興和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。表31 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度極限 B?屈服強(qiáng)敵極限 S彎曲疲勞極限 1?剪切疲勞極限 1?許用彎曲應(yīng)力??1?材料牌號(hào) 熱處理毛坯直徑/mm硬度/HBSMPa備注100?400~420 225Q235A熱軋或鍛后空冷 100~250375~390 215170 105 40用于不重要和受載荷不大的軸100?170~217 590 295 255 140正火回火 100~300162~217 570 285 245 1355545調(diào)質(zhì) 200?217~255 640 355 275 155 60應(yīng)用最廣泛100 735 540 355 20040Cr 調(diào)質(zhì)100~300241~286685 490 335 18570用于載荷較大而無(wú)很大沖擊的重要無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20軸100?270~300 900 735 430 26040CrNi 調(diào)質(zhì)100~300240~270 785 570 370 21075用于很重要的軸20Cr 滲碳淬火回火 60?滲碳56~62HRC640 390 305 160 60用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸 由于該中心軸的載荷不大而且轉(zhuǎn)速也不高的環(huán)境下工作，因此選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 取335MPa。灌裝機(jī)的中心軸底部安裝在支撐箱體上，所以底部與支撐箱體之間要使用軸承連接。根據(jù)這些要求，我們選擇使用推力球軸承 5，他能滿足這些要求。圓錐滾子球軸承安裝在軸套 3 內(nèi)部，軸套又可以更好地支撐軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)中，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。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。：用軸肩固定，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大軸 向力。 [10]。 軸的結(jié)構(gòu)示意圖 中心軸的計(jì)算軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或者剛度要求，必要時(shí)還應(yīng)校核軸的穩(wěn)定性。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法，初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 ()??P95W?????式中： ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；T? ——軸所受的扭矩，N??T?由式 可得軸的直徑 ????3033T3T ?????（）式中， ，查表 32，對(duì)于空心軸，