灌裝機供瓶機構(gòu)的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

灌裝機供瓶機構(gòu)的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,灌裝機供瓶機構(gòu)的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,灌裝,機供瓶,機構(gòu),設(shè)計,說明書,仿單,cad,solidworks 200 年 月 第 期 灌裝機供瓶機構(gòu)的設(shè)計 何鵬旭 （塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘 要：灌裝機是酒水、飲料類等食品加工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前正向著灌裝的高速化、精確化；以及智能化、多功能化方向發(fā)展。 本文針對傳統(tǒng)罐裝機性能比較單一、自動化程度低、通用性差，灌裝速度調(diào)整不方便，而且難以適用瓶形、液體物料及灌裝規(guī)格的變化等問題，結(jié)合全自動液體旋轉(zhuǎn)灌裝的工藝流程，分析了全自動液體灌裝機的工作過程及其主要部件的功能，重點介紹了全自動液體灌裝機關(guān)鍵工作環(huán)節(jié)的工作原理及控制要求在全自動灌裝、包裝生產(chǎn)線中，液體灌裝機是包裝機械的重要組成部分之一，其主要用在食品、化工等輕工行業(yè)中。 全自動液體灌裝機實現(xiàn)了灌裝生產(chǎn)高速化、精確化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要求。對灌裝工作過程進行實時監(jiān)控及動態(tài)管理，提高了液體灌裝的自動化水平，提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：灌裝；包裝；灌裝機；供瓶系統(tǒng)免耕播種機 中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號： - 4 - 0 引言 隨著食品工業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，食品的需求量和種類與日俱增，食品包裝也日漸突出。食品包裝機械是對食品進行完成全部或部分包裝過程的機器。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序，以及與其相關(guān)的前后工序、計量等輔助設(shè)備。食品包裝機械是食品工業(yè)生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。發(fā)展食品包裝機械化，可以提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約大量勞動力，可以降低勞動強度，改善勞動條件，有利于食品衛(wèi)生，提高生產(chǎn)質(zhì)量，還可以改善環(huán)境衛(wèi)生，節(jié)約原料[1]。 灌裝機械是食品包裝機械中的一種，通常將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器稱為灌裝機械。在自動灌裝機中，按照灌裝的工藝要求、速度、間距和狀態(tài)，準確地將待灌瓶送入主轉(zhuǎn)盤升降托瓶臺上，是保證灌裝機正常而有序地工作的關(guān)鍵。常用的供送裝置有鏈帶式、動梁推進式、螺桿和星型撥輪等。供瓶機構(gòu)是液體灌裝機的必要組成部分，它在液體灌裝機中起到承上啟下的作用，完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證灌裝動作的順利完成，實現(xiàn)其自動化操作[8]。我國飲料灌裝機械制造業(yè)起步晚，建國后基本上采用的是手工灌裝，當時國內(nèi)啤酒廠和汽水廠都是使用國外早期比較落后的設(shè)備，工藝落后，灌裝速度慢，而且在衛(wèi)生上也存在很大問題，嚴重影響了我國飲料行業(yè)的發(fā)展。改革開放后，隨著輕工業(yè)的迅速發(fā)展，一方面我國先后引進了一些國外灌裝生產(chǎn)線，在改造一些飲料生產(chǎn)企業(yè)的同時，另一方面我國也在自行研制，這就促進了我國的包裝機械行業(yè)進入了一個新的發(fā)展時期， 開發(fā)出各種自動、半自動中小型的灌裝機械，提供給國內(nèi)大批飲料廠，促進了我國飲料業(yè)的迅速發(fā)展。進入20世紀80年代，我國采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進德國SEN公司20000瓶／小時的啤酒灌裝線和日本三菱公司18000瓶／d,時的含氣體飲料灌裝線的制造技術(shù)，到1991年又引進了德國KHS公司36000瓶／d,時的啤酒灌裝線及生產(chǎn)技術(shù)。 這樣，我國不僅能夠生產(chǎn)中小型的灌裝機，而且開始生產(chǎn)大型灌裝機。我們參照國外全自動液體灌裝機的先進機型，結(jié)合國內(nèi)液體灌裝的實際情況，獨立開發(fā)設(shè)計并制造新型全自動液體灌裝生產(chǎn)線，并根據(jù)測算，與國外同類產(chǎn)品相比，價格僅是進口設(shè)備35％， 并且完全可以代替進口同類產(chǎn)品，具有良好的價格性能比，同時技術(shù)水平也上了一個臺階，將我國液體灌裝設(shè)備制造業(yè)的整體水平提高到一個新的水平。我國的灌裝機械制造業(yè)，經(jīng)歷了仿制、引進技術(shù)、消化吸收、創(chuàng)新、自主開發(fā)的過程，技術(shù)進步及創(chuàng)新的速度很快，而且在不斷縮小與國外先進技術(shù)之間的差距。秸稈殘茬覆蓋地表，保護土壤，減少水土流失和土 1 設(shè)計原理及機構(gòu) 1.1 設(shè)計原理 1.1.1理瓶機構(gòu)的工作原理 理瓶機構(gòu)的工作原理由圖3-1可知。電機通過帶輪傳動帶動心軸旋轉(zhuǎn)。 彈片和托架固定在一起，再把托架通過支架固定在底座上面，托架與軸的連接不是固定連接，心軸的旋轉(zhuǎn)不能帶動托架和彈片的旋轉(zhuǎn)，彈片在沒接觸到瓶時處于靜止狀態(tài)。 托盤通過鍵固定在心軸上，托盤可以隨著心軸一起旋轉(zhuǎn)。由于生產(chǎn)過程中將瓶放在托盤上，因此瓶也會隨著托盤一起旋轉(zhuǎn)。底座上面安裝有檔欄，檔欄就安裝在托盤外面可以保證瓶在旋轉(zhuǎn)過程中不會掉落。 同時瓶在隨著托盤轉(zhuǎn)動的過程中碰到彈片，在彈片力的作用下瓶就會向外移動，最后一起運動到檔欄上的引導(dǎo)部分，這樣就可以將瓶全部按順序引入傳送帶。 1-底座 2-轉(zhuǎn)盤 3-托架 4-擋板 1.2 總體設(shè)計 分體式小麥免耕播種機結(jié)構(gòu)示意，如圖2所示。 1-底座 2-軸 3-帶輪 4-托架 5-轉(zhuǎn)盤 6-彈片 7-傳送帶 8-間歇轉(zhuǎn)盤 9-齒輪 10-傳送v帶 11-電機 12-支撐桿 1.1.2傳送帶的工作原理 由于帶傳動,有一個初張緊力,使帶與帶輪間有一個壓力。當帶輪轉(zhuǎn)動時，由于摩擦力的作用，帶輪就會給帶一個圓周方向的切向力，使帶與帶輪同步的運動。由于帶是連續(xù)的，所以帶就不斷的沿著主動帶輪和從動帶輪運動。 放在傳動帶上的物體和傳動帶帶之間也有正壓力，傳動帶運動時，在摩擦力的作用下傳動帶給它上面的物體一個運動方向的力，使物體運動。 1.1.3間歇轉(zhuǎn)盤機構(gòu)的工作原理 電機轉(zhuǎn)動帶動輪旋轉(zhuǎn)減低轉(zhuǎn)速，輪和短軸之間用鍵連接，從而短軸開始轉(zhuǎn)動，短軸上連接有不完全齒輪機構(gòu)的小輪，小輪的轉(zhuǎn)動帶動大輪做間歇運動，又由于大輪安裝在長軸上，從而長軸也做間歇運動。 長軸做間歇運動那么安裝在其上的轉(zhuǎn)盤也做間歇運動，從而由由傳送帶傳送過來的瓶由轉(zhuǎn)盤卡位后，也做間歇運動，從而實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 2 關(guān)鍵部件設(shè)計 2.1 不完全齒輪的設(shè)計及參數(shù)選擇 根據(jù)不完全齒輪機構(gòu)，選取一對標準直齒輪（傳動裝置的齒輪1和齒輪2），具體參數(shù)為： 中心距： 分度圓半徑： （4-1） 可得： 基圓半徑：由式 （4-1-1） 可得： 2.2.1 電機轉(zhuǎn)速的選擇 從機構(gòu)所要實現(xiàn)的運動結(jié)構(gòu)入手，每秒生產(chǎn)一個產(chǎn)品，這樣要保證八工位轉(zhuǎn)盤在一秒內(nèi)完成停止兩個動作。經(jīng)過考慮，在運動循環(huán)中，將停止時間定為2/3秒，八工位轉(zhuǎn)動的時間則為1/3秒，轉(zhuǎn)盤與從動輪同軸，有相同的運動情況，故從動輪撥盤轉(zhuǎn)動2/3圈所用的時間為1/3秒。他的轉(zhuǎn)速可以求出：（2/3）r/（2/3）s=1r/s 通過軸之間的傳動關(guān)系，不難看出，轉(zhuǎn)速仍為一圈每秒。再加上齒輪傳動和皮帶傳動，他們的傳動比均為5，可得電動機的同步轉(zhuǎn)速為： 2.3電動機類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動機主要有Y，YZ，YZR系列，無特殊需要，一般選取Y系列的三相交流異步電動機；而YZ，YZR系列一般用于頻繁啟動，制動和換向，具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的過載能力。我們所設(shè)計的灌裝機對于工作無特殊要求，選用Y系列三相交流異步電動機。適當加大刀的回轉(zhuǎn)半徑,增大刀軸離地間隙。 2.2 傳動裝置的設(shè)計 傳動裝置就是把動力裝置的動力傳遞給工作機構(gòu)等的中間設(shè)備，常用的傳動裝置有帶傳動，鏈傳動和齒輪傳動，由于帶傳動具有緩和載荷沖擊，運行平穩(wěn)無噪聲；制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格；且過載時會引起打滑，防止其他零件的損壞；增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件等優(yōu)點，所以選擇帶傳動比較合適。 2.3.1 V帶傳動的設(shè)計及參數(shù)選擇 確定計算功率；查表得工作情況系數(shù) 2.3.2選擇帶型 由于，小帶輪轉(zhuǎn)速 2.3.3確定帶輪基準直徑 查表取主動輪基準直徑，根據(jù)公式，從動輪基準直徑為150mm。驗證帶的速度由 （m/s） （4-2） 式中： D——動輪直徑，mm 得V=3.92 所以帶的速度合適 2.3.4確定窄V帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù)公式 （4-3） 初步確定中心距 根據(jù)公式計算所需的基準長度： （4-4） 可得 查表選取帶的基準長度， 計算實際中心距 中心距可調(diào)范圍： 3 結(jié)論 全自動液體灌裝機的應(yīng)用和市場需求在日益增長，無論是從計量的準確性，還是從灌裝的速度方面，都對自動化的要求不斷提高。對灌裝速度和準確性的要求，主要取決于設(shè)備的性能，設(shè)備的功能及搭配的合理性直接影響系統(tǒng)的灌裝速度。同時，檢測設(shè)備的技術(shù)水平將會進一步表現(xiàn)在控制的準確性上。 本文主要實現(xiàn)對全自動液體灌裝機灌裝生產(chǎn)線上的機械化。與傳統(tǒng)的灌裝機的相比，在技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在：灌裝機的自動化水平。通過對市場的了解和學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，目前市面上的灌裝機還主要停留在灌裝這個部分，而很少是將其前面的供瓶和后面的封蓋都作為一個灌裝的整體去考慮。 在實際設(shè)計過程中，也曾遇到過許多的問題。自己的想法與實際操作相結(jié)合所體現(xiàn)的差異，對全自動液體灌裝機的整體生產(chǎn)線也有許多問題沒有發(fā)現(xiàn)，在本方案的設(shè)計中，有很多控制方法都是參考或借鑒其它控制系統(tǒng)進行改進設(shè)計的，其中不免存在不適之處，這就需要不斷的研究改進。 參考文獻： [1]車寧，武福，一種FGZ 10型灌裝機的設(shè)計與研制[J]，廣西輕工業(yè)2007． [2]張文明，全自動液體灌裝機[J]，機電一體化，2003 [3]劉文彥，白忠喜，高路．經(jīng)濟型液體灌裝機的研制[J]，食品機械 [4]夏春艷，劉秀娟，程焰，液體灌裝機結(jié)構(gòu)綜述[J]，佳本斯大學(xué)學(xué)報2000 [5]高德，包裝機械設(shè)計[M]，北學(xué)工業(yè)出版社，2005 [6]彭青，2006年的薩克米的飲料熱灌裝[J]機，中國包裝工業(yè)2007． [7]謝小鵬，王大成，灌裝機控制系統(tǒng)改進設(shè)計[J]，石油化工設(shè)備，2000 [8]張磅，王長偉，劉長建等．低真空灌裝機實用技術(shù)講座(一)[J]，釀酒，1999 [9]張暗，王長偉，劉長建等．低真空灌裝機實用技術(shù)講座(二)們，釀酒，2009 [lO]汪國健，灌裝機的研制[J]，液壓與氣動，2001(12)：87．89 [11]許林成，趙治華，王治，包裝機械原理與設(shè)計[M]，上?？萍汲霭嫔纾?006 [12]屈能勝，中國食品包裝機械發(fā)展綜述[J]，中國食品，2004(9)：12．17 [13]尹章偉，包裝機械[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [14]孫鳳蘭，馬喜川，包裝機械概論[M]，印刷工業(yè)出版社，2007 [15]肖銀玲，金輝，機械制圖第六版[M]，大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室，2010. [16]龔桂義，潘沛霖，機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊第三版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013. ABSTRACT He PengxuLi （College of Mechanical and Electrical Engineering，Tarim University，Alar 843300，China） Abstract: Liquid filling machine was one of critical equipments in the filed of food processing for beverages．At present，the development tendency of Liquid filling machine was high speed、accurate、intelligent and multifunction． This paper compared the performance of traditional single．cylinder machine， the lower degree of automation，poor GM，filling speed of adjustment is not convenient，but difficult to apply a bottle—shaped，liquid filling materials and the changes in specifications and other issues，combined with fully automatic liquid filling process processes，analysis of the automatic liquid filling machine of the working process and its main functional parts，focuses on the automatic liquid filling machine of the key aspects of the work of the working principle and control requirements。 Full-automatic liquid filling machine to achieve the filling of the production of high-speed，precision，intelligence，multi—functional as well as human interface requirements．Work on the filling process of real-time monitoring and dynamic management，increased automation level of liquid filling，increased production efficiency． Key words: Filling，packaging，filling machine