新型全自动灌装机的结构设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

本科毕业论文 开题报告 机械设计制造及其自动化 新型全自动灌装机的结构设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 本课题国内外研究动态 随着经济的发展和人们生活水平的提高，商品的包装愈显重要，灌装机也有了很大的发展，灌装机主要是包装机中的一小类产品，从对物料的包装角度可分为液体灌装机，膏体灌装机，粉剂灌装机，颗粒灌装机，而由于液体的特殊性 (如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等 )使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。 世界灌装机向高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可 以在玻璃瓶与塑料容器（聚酯瓶）、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要求和环境下使用。 目前，碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达 2000 罐 /分，德国 H&K 公司灌装机的灌装阀多达 165 头， 司 144 头， 司 178 头，灌装机直径大至 5 米，灌装精度 下。非碳酸饮料灌装机灌装阀 50 100 头，灌装速度最高达 1500 罐 /分，灌装机料槽转速 20 25 转 /分，速度提高 1 倍。可以进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳和果汁饮料等多种饮料的热灌装，国外热灌装饮料封口后不再进行二次杀菌。碳酸饮料常温灌装 已酝酿 20 多年，常温碳酸化可以降低饮料成本，有利环保。非碳酸饮料充氮系统采用加压方式或液氮滴入方式向落壁铝罐或 内灌注液氮惰性气体，使易拉两片铝罐和 用于果汁饮料等非碳酸饮料，同时可以保护内容物，减少营养素的损失。目前 装茶饮料通常采用热灌装方法，为了降低灌装温度，提高茶饮料风味，确保产品卫生安全，已开发 脂成形到使用 130蒸汽杀菌和特殊灌装的无菌包装机，同 时正在开发冰咖啡等低酸性饮料两片薄壁罐的无菌包装技术，以实现薄壁罐的无菌包装。 随着我国酒业的快速发展，啤酒、葡萄酒、黄酒、白 酒等酒类产量持续增长，我国饮料酒 (不含果露酒、发酵酒精 )总产量已达 2878 万千升，同比增长 有关专家指出，我国饮料行业是高成长性的行业，成熟饮品增长稳定，新的热点和增长点不断涌现，新兴饮品的增长更快。同时，中国包装机械已发展成世界液态食品行业中有重大影响和极大市场占有率行业。因此，液体灌装机市场发展潜力巨大。 我国液体灌装机要满足包装行业快速发展的，并积极参与国际竞争，就必须打破“小而散”的行业态势，在“高精尖”的方向上不断前进。业内人士认为，未来液体灌装机将配合产业自动化趋势，在技术发展上朝着机 械功能多元化，结构设计标准化、模组化，控制智能化，结构高精度化等几个方向发展液体。因此灌装机的发展为食品、药品的现代化加工和大批量生产提供了必要的保证。从而再一次证明了液体灌装机的发展市场潜力巨大。 近年来商品市场， 流行多品种、小批量，这使得灌装机也必须适应多品种，多批量的市场需求。因此灌装机有向小型箱式化方向发展的动态。 选题的依据和意义 现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为使灌装出的食品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率和一定的柔性。 随着国民经济发展 ，要求对液体灌装的工作越来越多，如食用油、润滑油、洗涤剂类以及其他一些化妆、化工等液体产品的桶 ( 瓶 ) 的灌装。而且对精度和自动化程度的要求也越来越高。 由于液体食品的特殊性 (如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等 )使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。 由于包装容器形态，材质，制成方法等不同，以及产品物理化学要求的不同，以及产品物理化学性要求的不同，灌装机构的性能、结构也千差万别。 灌装机因灌装的物料、工艺、环境、生产方式、配套要求、用户需要不同而各异。目前各生产厂制造的设备均各有所侧重，生产 的灌装机的型式各色各样、 千变万化，但没有一种是完全一样的。 因此设计能适应灌装各种容器 (大小、形状 )，而且使灌装机结构简单、密封可靠、调整方便就尤为重要。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究的基本内容 1. 了解自动灌装机设计制造和应用现状。 2. 自动灌装机的工作原理和各部件结构及功用。 3. 采用 装配图和关键部件零件图。 拟解决的主要问题 设计能适应灌装各种容器 (大小、形状 )，而且使灌装机结构简单、密封可靠、调整方便。 三、研究步骤、方法及措施： 研究步骤 1. 通过检索文献 了解自动灌装机设计制造和应用现状。 2. 对自动灌装机灌装头工作原理，功用，结构的了解 3. 对现有灌装机供料系统的结构，工作原理，及优缺点的了解。 4. 对灌装机控制系统工作原理，结构的了解。 5. 采用 装配图和关键部件零件图。 方法及措施 自主学习灌装机原理，结构等的了解， 关键问题与指导老师沟通。 四、参考文献： 1李贵平 . 液体灌装机的分类与选择 J. 江西食品工业 , 2002, (04): 6162. 2于启冬 . 全自动液体灌装机 J. 液压与气动 , 1997, (06): 2425. 3夏春艳 , 刘秀娟 , 程焰 . 液体灌装机结构综述 J. 佳木斯大学学报 (自然科学版 ), 2000, (02): 178179. 4马祖达 , 郑旭 , 王炯熠 . 智能气动液体灌装机的开发 ( )J. 包装与食品机械 , 2002, (03): 3233. 5施昌彦 , 万旭平 . 一种 _按后不管 _理念的全功能自动液体灌装机 J. 中国计量 , 2009, (12): 5859. 6张文明 . 全自动液体灌装机 J. 机电一体化 , 2003, (06): 4648. 7马银戌 , 陈港殿 . 灌装机的 J. 食品科技 , 2009, (08): 8384. 8于启冬 . 世界包装工业现状及其发展趋势 J. 包装世界 , 1999, (01): 2425. 9金晴川 . 液体自动灌装机的发展动向 J. 上海包装 , 1997, (01): 1011. 10of . 1922, 27(6): 645659. 11, . . 1996. 五、研究工作进度： 1调研、查阅文献、收集资料； 1 2周 2灌装头设计； 3 5周 3供料系统设计； 6 7周 4控制系统设计； 8 9周 5采用 装配图和关键部件零件图； 10 11周 6整理资料，撰写论文，总结结题。 12 14周 毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 新型全自动灌装机的结 构设计 灌装机是一种用途非常广泛的称重测控系统。通常的做法是利用一个或两个球阀控制物料加料速度，在预先设定的关断点关闭加料阀门以达到定量灌装的目的。 不同的装填物料 (含气液体、不含气液体、膏状体等 )和不同的包装容器 (瓶、罐、盒、桶、袋等 ） ， 使用灌装机的品种也不尽相同 ， 通常灌装机的分类方法如下表 。 表 装机分类图 序号 分类方法 型式、技术特性、灌装原理 1 按自动化程序分 手工灌装机 半自动灌装机 全自动灌装机 灌装压盖联合机 2 按结构分 直线式灌装机 旋转式灌装机 3 按定量装置分 容杯式灌装机 液面式灌装机 转子式灌装机 柱塞式灌装机 4 按灌装阀头数分 单头灌装机 多头灌装机 5 按灌装原理分 真空灌装机 常压灌装机 反压灌装机 负压灌装机 加压灌装机 6 按供料缸结构分 单室供料灌装机 双室供料灌装机 多室供料灌装机 7 按包装容品升降结构分 滑道式升降灌装机 气动式升降灌装机 滑道气动组合升降灌装机 1. 当灌装量超过几升时 ， 缸筒活塞以及使用的偏心装置或气缸筒的 体积庞大。 2. 缸筒与活塞之间的密封容易磨损。这样在吸入液体的同时 ， 从密封磨损处容易吸入空气 ； 而在灌装时又容易从密封磨损处泄漏出液体 ， 从而使灌装量精度不能保证。 3. 灌装量的调整 ， 是通过改变偏心装置偏心距或改变气缸行程来完成的。调整过程麻烦而且不准确 ， 影响灌装量的精度。 4. 灌装头出口处的滴漏除了影响灌装量的精度外 ， 主要缺点是污染，容器和环境。 1. 设备的运行完全在微电脑的控制与检测之下 ， 自动化程度和安全程度高 ，设备体积小 。 2. 灌装量的调整范围大 ， 可以采用不同排 量的泵或调整气马达的转速 ， 以满足不同灌装量的要求。用微电脑设定灌装量精度高且简单方便 2。 3. 灌装量的精度很高 ， 因为微电脑设定灌装量的单位可以达到设定灌装量的 1/ 1000 之内 ， 而且有微电脑控制的温度补偿机能 。 4. 内启闭式液体灌装头与计量泵配合以保证灌装精度 ， 同时消除灌装头出口的滴漏 ， 避免液体对容器和环境的污染 。 对于高速高产的流水线设备而言，传送带往往要占据很大的空间，如果要将平面设置进行变动，要耗费时日，也要耗费很多经费。因此，希望今后对这些设备要能做到 3： （ 1）各台设备单体化，节缩占用空间，以利平面设置的变动。 （ 2）降低销售价格。 （ 3）设备轻量化和匣（箱 ） 式化。 （ 4）可适应产品的多批量化。 如果能做到设备的轻量化和箱式化，就要以实现平面设置的经常变动。近年来开发了不少轻量匣式化的灌装机 为了适应多批量、多品种的市场需求，还开发了挠性双充灌的灌装流水线。这种设备可以同时生产两种产品，是由 0 排流水灌装机组成的 由于托夹的返回方式是利用了原有部件，所以可大大节省占用空间 据估计可比原有流水线节缩。 灌装机的主要工作原理是通过利用控制 瓶内液面高度的方法来达到控制灌装量。该方法 控制液位定量法不仅简单而且可靠 ， 而被广泛应用于灌装设备中。控制液位定量法的液面高度位置主要是通过控制回液管回液口的高度来实现。回液管回液口的高度用户可根据灌装量之需要经计算确定后再进行调节。以适应灌装各种大小瓶子需要 4。图 体图。 图 装机整体图 台 秤台用于摆放料桶，秤台中的称重传感器将重量转化为电信号送往控制仪表。秤台面可根据桶型和灌装物料的重量配备分为滑面式、滚筒式和动力滚筒式3种。 枪 由枪管、枪头阀和驱动气缸组成。枪管的长度应与最高桶的高度相当或略长。 单步驱动气缸与枪头阀相连，控制着料的注入和停止 5。 降机构 由长气缸或丝杆构成，用于推动灌枪的上下移动和停止。升降机构上的位置探测仪可准确测定灌枪高度，并将信息发送控制仪表，确保灌枪能停在预先设定的高度上。 制仪表 其大尺寸中英双语提示智能显示屏，可及时明确地显示各种重要信息；其高精度称重传感器信号测量电路，可对输入信号进行快速准确的测量；其可编程功能，可将所有操作都按下载于仪表中的专用测控软件完成；其多层 级密码数据库，可确保各级人员准确履行自身职责。 制系统的构成 全自动灌装机有一套严格的工艺程序，何时进瓶、出瓶，什么时候灌装头上升、下降，什么时候灌装，灌装料量多少，进瓶时的传送带速度，出瓶时的传送带速度，加速时间，减速时间等，都有严格的要求。系统不但有高精确度的时间和液位控制，而且还有调速、汽缸进出、升降等功能。此外，根据工艺的要求，除了能实现全自动化外，还能实现手动操作。为了满足上述要求，如果采用常规的仪表和继电控制，那么，系统不但复杂、繁琐，而且可靠性等也相应降低。采用 触摸屏的有机结 合，不仅能有效地解决上述问题，而且在触摸屏上能反映和调整技术参数、工艺参数例如能显示灌装速度、产量，能调整每步工艺之间的时间，系统的可靠性、可操作性、可视性都有了很大的提高 6。 装机的 制系统 现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为使灌装出的食品整齐 、 美观并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作 、 定位精度及较高的生产率和一定的柔性 。 因此对灌装机的控制要求越来越高，传统的继电器已经不能满足现代生产的要求，所以研制高效 、 经济且有一定柔性的新型灌装机械是市场的迫切需要 。因此 统就由为重要了 7。 在灌装机电控部分的设计中，考虑到灌装机运作复杂 、 传感器多 、 干扰大，而 有可靠性高 、 控制功能强 、 编程方便等优点，因此采用可编程控制器作 为其主控制器 。 图 统硬件配置结构框 系统硬件配置结构框图 括中央处理单元及 I/O 扩展单元 、 检测元件 (光电开关和接近开关等 )、 操作面板 (触摸屏，按钮开关和指示灯 )、 控制元件 (交流接触器和电磁阀 )以及执行元件 (电动机和气缸 )等几部分 。 触摸屏作为设备控制的操作界面，接受来 自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态，并以菜单形式显示机器启停 、 功能切换 、 工况检测 、 数据输入与修改 、 运行状态 、 故障报警等，使参数组态变得更为方便；检测元件检测液位计量 、 灌装结束信号，以及各部分的动作完成情况； 动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态，通过通断交流接触器和换向电磁阀来控制电动机的启停和气缸的动作，从而完成罐子输送到液体灌装再到喷码排出全过程的自动控制 。 灌装机工艺过程由灌装 、 封口 、 日期打印等几部分组成， 灌装机控制系统输入信号有：启动 、 停止及急停信号 、 安全门开关检测 、 罐体检测 、 液体检测 、 液体灌装信号 、 罐体到位检测 、 顶盖到位检测 、 顶盖下压器脱开检测 。 输出信号有：输送带启动 、 灌装区挡板启动 、 灌装区挡板撤离 、 灌装阀开停 、 传盖装置启动 、压盖区挡板启动 、 压盖器启动 、 压盖区挡板撤离 、 喷码器工作输送带停止等 。 全自动灌装机用于灌装各种各样的瓶装水剂 ， 例如农药、酒和饮料。在全自动灌装机上方有一个恒压储液罐料箱 ， 里面有两个相隔 5过它控制一个旋转汽动阀进行料位控制 ， 使液位保持稳定。料 箱连接 16个灌装头。灌装头由汽动阀控制 ， 通过控制汽动阀开启的时间 ， 就达到控制剂量。其精度由 精选的优质元件和软件进行保证。传送带电动机由变频器控制 ， 进瓶处设置光纤传感器检测进瓶个数。当检测到 16个时 ， 传送带电动机停止 ， 出瓶处汽缸伸出挡住空料瓶 ， 进瓶处汽缸也伸出不再进瓶。这时 ， 灌装头下降到瓶口 ， 并由触摸屏输人的时间通过 进行灌装。灌装结束后 ， 灌装头上升 ， 出瓶处汽缸缩回 ， 传送带电动机又开始工作 ， 进瓶处汽缸延时2 光纤传感器又检测进瓶个数 ， 循环以上过程。其机构简图组成如 6。 图 构简图 1. 实现既能从进料到出料和灌装的整个过程自动化 ， 又能实现各个环节的手动控制。 2. 实现和 过程动作配套的高精确度的灌装时间控制以及液位的自控。 3. 当系统某一部分出现故障时如液位不到、气压低和检测不到个料瓶等 ，能对它们实时监测 ， 记忆锁存 ， 并通过触摸屏快速指示报警 ， 指明报警类型。 4. 实现系统间的安全联锁。 5. 所有技术参数、工艺参数、操作手册、维修指南都通过触摸屏保存。 参考文献 1李贵平 . 液体灌装机的分类与选择 J. 江西食品工业 , 2002, (04): 6162. 2于启冬 . 全自动液体灌装机 J. 液压与气动 , 1997, (06): 2425. 3夏春艳 , 刘秀娟 , 程焰 . 液体灌装机结构综述 J. 佳木斯大学学报 (自然科学版 ), 2000, (02): 178179. 4马祖达 , 郑旭 , 王炯熠 . 智能气动液体灌装机的开发 ( )J. 包装与食品机械 , 2002, (03): 3233. 5施昌彦 , 万旭平 . 一种 _按后不管 _理念的全功能自动液体灌装机 J. 中国计量 , 2009, (12): 5859. 6张文明 . 全自动液体灌装机 J. 机电一体化 , 2003, (06): 4648. 7马银戌 , 陈港殿 . 灌装机 的 J. 食品科技 , 2009, (08): 8384. 8于启冬 . 世界包装工业现状及其发展趋势 J. 包装世界 , 1999, (01): 2425. 9金晴川 . 液体自动灌装机的发展动向 J. 上海包装 , 1997, (01): 1011. 10of . 1922, 27(6): 645659. 11, . . 1996. 本科毕业论文 （ 20 届） 新型全自动灌装机的结构设计 专业：机械设计制造及其自动化 摘 要 灌装机是包装生产线中一种核心设备。因此，灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。本文对灌装设备的基本原理、结构设计及各个子系统都作了详细的介绍，如供瓶系统、灌装系统。同时在控制和执行方面的关键技术也做了简单的介绍，如采用单片机控制，系统控制稳定、准确； 传感器的应用可提高了设备的可靠性；抗干扰设计和一体化的设计简化了系统结构，降低了重量，节省了成本。 本次设计的成果：设计了一种沿直线作周期性的间隙移动，在停歇时完成灌装，主要应用于液体饮料生产企业的直线型液体灌装机。主要分析和设计了灌装机的 3个主要系统：液料供送系统、供瓶系统和灌装系统。液料供送系统采用了液压泵把液体从储液槽输送到灌装机储液箱，供瓶系统采用了板式输送机和链传动来运输灌装瓶，灌装系统主要采用了定量杯定量法，常压式灌装方法。 关键词 ： 灌装；直线型；定量；常压式 is of of of a on of In of in as as to is of of of of of a is in of be in of of of a to to of a to of 目录 前言 . 1 第 1章 绪论 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 题的意义 . 3 第 2章 总体 方案设计的基本内容 . 4 . 4 艺分析 . 4 . 4 . 5 . 5 第 3章 总体方案的设计分析、比较与选择 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 . 8 第 4章 液料供送系统的设计、计算和选用 . 9 . 9 . 10 . 11 . 14 . 14 第 5章 供瓶系统的设计、计算和选用 . 16 . 16 . 16 率、扭矩的计算 . 16 . 17 计 . 22 . 23 . 27 . 27 . 27 . 28 . 29 . 29 . 33 . 33 第 6章 灌 装系统设计和选用 . 35 . 35 . 35 . 35 . 35 . 36 . 36 . 37 第 7章 执行系统的设计、计算和选用 . 38 . 38 . 38 . 38 . 38 与计算 . 39 . 42 . 42 . 43 第 8章 控制系统的设计和选用 . 45 . 45 . 45 小结 . 46 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 47 1 前言 随着经济的发展和人们生活水平的提高，商品的包装愈显重要，灌装机也有了很大的发展，灌装机主要是包装机中的一小 类产品，从对物料的包装角度可分为液体灌装机，膏体灌装机，粉剂灌装机，颗粒灌装机，而由于液体的特殊性 (如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等 )使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。 世界灌装机向高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可以在玻璃瓶与塑料容器（聚酯瓶）、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要求和环境下使用。 目前，碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达 2000 罐 /分，德国 H&65头， 44头， 78头，灌装机直径大至 5米，灌装 精度 碳酸饮料灌装机灌装阀 50 100头，灌装速度最高达 1500罐 /分，灌装机料槽转速 20 25 转 /分，速度提高 1倍。可以进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳和果汁饮料等多种饮料的热灌装，国外热灌装饮料封口后不再进行二次杀菌。碳酸饮料常温灌装已酝酿 20多年，常温碳酸化可以降低饮料成本，有利环保。非碳酸饮料充氮系统采用加压方式或液氮滴入方式向落壁铝罐或 1，使易拉两片铝罐和 时可以保护内容物，减少营养素的损失。目前 热灌装方法，为了降低灌装温度，提高茶饮料风味，确保产品卫生安全，已开发 脂成形到使用 130蒸汽杀菌和特殊灌装的无菌包装机，同时正在开发冰咖啡等低酸性饮料两片薄壁罐的无菌包装技术，以实现薄壁罐的无菌包装。 2 第 1 章 绪论 体灌装机概况 我国饮料灌装机械制造业起步晚， 20世界 60 年代前基本是空白，当时国内的啤酒厂和汽水厂都是使用美国和日本 20 世纪 30代的设备，工艺落后，机械陈旧，严重影响了我国啤酒和汽水饮料工业的发展， 1967年我国才开始研制和生 产灌装机械。进入 20 世纪70 年代，我国先后引进了一些国外 灌装 生产线，在装备一些设备的同时，也促进了我国包装机械行业进入了一个新的发展时期 2。机械，轻工，军工等领域的一些企业开始在仿制和消化国外技术的基础上，又开发和研制出了各种中小型的灌装机械，提供给国内的一些饮料生产厂，促进了我国饮料业的发展。进入 20世纪 80 年代，我国采用技术贸易结合的方式，引进德国 0000瓶 /小时的啤酒灌装生产线和日本三菱公司 18000瓶 /小时的含气饮料灌装生产线的制造技术，到 1991年又引进了德国 0000瓶 /小时的啤酒灌装生产线及生产技术。这样我国不仅能够生产中小型的灌装机，而且能够生产大型灌装机，技术水平上了一个新的台阶，将我国的液体灌装机设备制造业的整体水平提高到到一个新的水平。 日常生活中，需要包装的液体商品涉及到很多领域，范围广泛。包装容器各式各样，大小各异，包装容量从几十毫升到上百升 3。下面就食品行业常见的，灌装容量在 150 2000的各式灌装机进行简单的分类： 在我国，玻璃瓶包装饮料占总产量的 1997），达 260 万吨，尤其在啤酒行业，主流的包装容器也 是玻璃瓶。玻璃瓶虽有运输成本高，易破碎等缺点，但其理化指标稳定，气密性好，也不会影响饮料品质，目前依是液体包装的主要容器。铝质易拉罐用于啤酒饮料的包装，马口铁易拉罐用于果菜汁饮料及一些流体食品的包装。由于今年来易拉罐的包装成本大幅度下降，易拉罐灌装饮料的产量逐渐上升。 除上述的几类灌装机械外，制造商还可以根据客户的要求设计出各色各样的灌装机。多数情况下，一种液体的包装，可以有几种灌装机械供选用。 （ 1） 随着技术的进步和发展，灌装机的核心灌装阀也有了快速的发展：从机械 阀到等压阀，再到电子阀，灌装的精度，效率变的越来越好。 （ 2） 灌装机械向大型化发展 4。为适合食品饮料工业的大生产，以获取规模经济利润，灌装机械向高速化，高生产能力化发展。 （ 3） 灌装机械结构趋向于简单合理。灌装机械产品结构越来越简单，零部件在减少，设备可靠性在提高，成本降低，操作简单，维修方便。 （ 4） 灌装机械在向多功能发展。能够使用用户改变包装容器，改变灌装液体的需要。更换部件也能适应封口形式的变化，产品的适应性提高，市场竞争力加强。 （ 5） 灌装机械的光机电的一体化。先进的控制系统用于灌装机械 中，人机界面，故障 3 自我诊断，实现了设备运行的智能化。 （ 6） 灌装机械技术的精确，高效，自动化。精确的灌装量，灌装过程的高速，可靠，尽量少的液损，整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。电子灌装阀灌装技术的迅速发展是大的趋势。目前国外使用的电子灌装阀有三种形式：探针式电子阀，配置电磁流量计的电子阀，配置定量筒的电子阀 5。我国的一些灌装设备厂也在研制设计一些符合我国国情的电子灌装阀，但是电子灌装阀在我国的推广使用受到了国产灌装器容器几何形状精度不高和电子元件水平的制约。 题的 意义 现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为使灌装出的食品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率和一定的柔性。 随着国民经济发展，要求对液体灌装的工作越来越多，如食用油、润滑油、洗涤剂类以及其他一些化妆、化工等液体产品的桶 ( 瓶 ) 的灌装。而且对精度和自动化程度的要求也越来越高。 由于液体食品的特殊性 (如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等 )使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。 由于包装容器形态，材质，制成方法等不同，以及产品物理化学要求的不同，以 及产品物理化学性要求的不同，灌装机构的性能、结构也千差万别。 灌装机因灌装的物料、工艺、环境、生产方式、配套要求、用户需要不同而各异。目前各生产厂制造的设备均各有所侧重，生产的灌装机的型式各色各样、千变万化，但没有一种是完全一样的。 因此设计能适应灌装各种容器 (大小、形状 )，而且使灌装机结构简单、密封可靠、调整方便就尤为重要。 4 第 2 章 总体方案设计的基本内容 定功能与应用范围 早期的灌装机械功能单一的居多数，这样可以简化设计，并且比较容易成功。若将多台机械和多道工序合成由一台包装来完成，可以取得 明显的经济效益。 确定灌装机的功能与应用范围，需要注意两个问题： （ 1）可靠性。在一般情况下，功能增加灌装操作环节变多，故障发生的可能性也相应增大。因此，只有在单功能灌装的操作都相当稳定可靠的情况下 6，才能考虑将它们组成多功能的多功能灌装机。 （ 2）适应性。任何灌装机的应用范围都是有限的，机器的功能越多，结构就越复杂。因此，常将多功能灌装机设计成组合的形式，也可以根据用户的不同需要灵活增加或改装一些组合部件。 艺分析 工艺分析是研究，分析和确定所设计的包装机械完成预计包装工序的工艺方法。 需要 考虑的几个问题： 1. 包装方法 （ 1）把保证灌装质量放在首要位置 7。不论选用何种灌装方法，都要保证灌装质量。 （ 2）当有多种方法可以选择时，应选用容易实现的方案。 2. 机器类型 （ 1）根据灌装执行机构的多少选择机械类型。 （ 2）根据生产率的高低选择机械类型。 3. 包装程序，包装工艺和工位数 （ 1）包装程序是指：完成包装操作的先后顺序。包装方式往往决定了包装程序。 （ 2）包装工艺路线：包括包装材料和包装物品的供送路线，以及他们在包装过程中的传送路线，包装成品的输出线。 4. 运动要求和机构选型 根据 已定的功能，应用条件和范围，工艺方法，分析和确定对执行机构的运动要求，进而完成机构的选型及其综合。 体布局 总体布局是指灌装机的有关组件，部件在整机中相对空间位置的合理配置。 1. 执行机构的布置 2. 传动系统的布置 3. 操作条件的布置 4. 支承形式的选择 5. 总体布局图的绘制 5 订主要的工作参数 灌装机械的主要技术参数： 1. 机构参数 2. 运动参数 3. 动力参数 4. 工艺参数 案的提出 用途：包装低粘度的不含气体的液体饮料（如矿泉水、饮料等）。 包装规格：灌装矿泉水 /饮料。灌装瓶规格为：灌装体积为 600径 60 包装材料：塑料瓶 /玻璃瓶。 灌装能力： 100000瓶 /天。 灌装时间 : 50N 所以，可以使用，安全。 （ 3）动载荷的计算： 板式输送机牵引力的动载荷计算可按下式计算 m a x 003 ()d c m q L C q L q q (5 2/ g 10 2/ 29 为 0m，所以m） 参考现有的灌装机的结构得知，可以使用。 系部件的设计计算 轴系部件包括传动轴，轴承，传动件以及键。 本系统中传动件为链传动，其设计已计算完成，现计算传动轴和对轴承进行选用和计算。 传动件装在轴上以实现回转运动和传递功率，支撑传动件是机器中不可缺少的通用零件。 （ 1）轴的材料 要求：由于轴的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具备较好的强度和韧性。对轴的表面与支承有相对滑动的轴，还需要 求材料有较好的耐磨性。 （ 2）材料：通常材料与热处理 a. 碳素钢：主要是 45号钢，经调质或正火等热处理；轻载荷或不重要的场合可以使用 b. 合金钢：常用 4038203538合金钢，可以用于重载荷，要求重量轻或耐磨的公况下。热处理后或沾火后皆可以提高强度。但对应力集中较为敏感，所以应采用较低的表面粗糙度，在结构设计时尽量消除或减少应力集中源。 c. 要求以刚度为轴的主的重