扎啤桶清洗设备设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本科生毕业设计 说明书 （ 毕业 论文）  题     目： 扎啤桶清洗设备设计  学生姓名：  学     号：  专     业：  班     级：  指导教师：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 扎啤桶清洗设备设计  摘   要  在如今的啤酒市场来看，扎啤由于价格便宜，口感好，很受消费者的喜爱，所以占有一定的市场份额。然而 扎啤桶的清洗尤为重要，是因为它关系到扎啤的质量，并且设计相应的有关的清洗设备是必要。  扎啤桶的清洗设备是随着扎啤酒逐渐被消费者接受所研制开发的。早年由于扎啤酒未被遍及，所以相应的设备也比较简单落后。以致使扎啤桶的清洗成为一件难事，大 大限制了扎啤的推广，相应的限制了扎啤清洗设备的研制开发。 现有设备只能清洗桶的内壁，外壁还需人工清洗。  本次设计的设备所要突出的特点是 可以清洗 5L、 10L、 15L、 20L 四种型号的桶。采用单片机编程控制。整个清洗设备的清洗是半自动化的，内外壁清洗是自动化的，桶的拆卸是人工的。外壁的清洗采用超声波清洗技术，这样提高了桶的清洗效果。  关键词： 扎啤桶 ； 清洗机 ； 单片机 ； 可编程序控制 ； 超声波  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n of s as so a of of is it to of of is is a of as by in a So it a to in a of a of to be is L, 10L, 15L, 20L of of It is is a is of a is of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985    录  摘   要  . I .一章  前  言  . 1 究背景  . 1 有产品  . 2 设备概述  . 6 第二章  单片机概述  . 8 片机及其发展概况  . 8 片机的结构特点  . 11 片机应用综述  . 13 片机的优点  . 13 片机的应用领域  . 14 片机的选择  . 15 片机发展趋势  . 15 第三章  设备本体设计  . 18 备总体方案  . 18 转桶托支架设计  . 19 啤桶桶托设计  . 19 啤桶桶托支架的设计  . 20 洗头与其托架的设计  . 21 洗头  . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  清洗头托架设计  . 24 的设计  . 25 架的设计  . 25 洗槽设计  . 26 洗槽设计  . 26 洗槽支架设计  . 26 路原理设计  . 28 动系统设计  . 29 第四章  有关配件的选择及计算  . 31 及匹配电机的选择  . 31 的选择  . 31 机的选择  . 31 气压缩机的选择  . 32 道的选择  . 33 属管的选择  . 33 管的选择  . 34 道附件的选择  . 35 动系统输气管的选择  . 36 缸的选择与安装  . 36 缸的选择计算  . 36 缸的安装  . 37 动阀的选择  . 37 动阀的原理及结构说明  . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 体的设计计算  . 38 体的密封  . 39 转桶托支架的驱动电机的选择  . 39 感器的选用  . 40 磁换向阀的选择  . 43 声波发生器的选择与安装  . 43 声波发生器的选择  . 43 声波发生器的安装  . 45 第五章  电路设计  . 47 路工作原理说明  . 47 气元件的选择  . 47 片机的选择  . 47 钮的选择  . 48 触器的选择  . 49 断器的计算  . 49 继电器的选择计算  . 49 容器的选择  . 50 电耦合器的选择  . 50 极管的选择  . 50 阻的选择  . 50 压块的选择  . 50 第六章  单片机程序设计  . 51 制要求  . 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8051片机简介  . 52 脚分配  . 53 序编写  . 54 结束语  . 55 参考文献  . 56 附录： C 语言编程计算  . 58 致   谢  . 63 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章  前  言  究背景  近二十年来，我国啤酒工业正从高速发展阶段逐步走向稳步增长阶段，各级行业主管部门组织了多项重大技术装备的联合科研攻关和在引进、消化、吸收基础上的技术创新，使我国酿酒机械装备行业的技术水平和制造能力提高到了一个 新阶段。一个个各具特色的以自我开发为主体的科研基地和装备制造中心正在形成。我国啤酒行业一些资金雄厚、市场销售好的大企业、大集团都在以品牌为龙头，通过各种方式借鉴国内外先进经验，提高企业的酿造装备水平和建立完善的技术创新体系。企业酿酒技术和设备技术水平的提高有力地促进了产品质量的提高，有些企业的产品已接近和达到国际先进水平标准，并进入国际市场。  当前激烈的市场环境下，企业生产销售工作的好坏直接关系到企业的生存和发展，拥有高质量的合格产品也成为众多成功企业的共性。在新经济条件先，企业在产品市场的竞争已经逐渐演变 成产品的研发。在这种情况下，对原有扎啤桶的清洗方法提出改进很有意义。  扎啤桶的清洗设备是随着扎啤逐渐被消费者所认可而研制开发的。早年由于扎啤未普及，所以相应的设备也比较简单落后。以致扎啤桶的清洗成为一件难事，大大限制了扎啤的推广，相应的限制了扎啤桶清洗设备的研制开发。随着改革开放的深入，人们已经逐步使用并在扎啤的消费也逐年提高。相应的扎啤桶的清洗设备成为急需解决的问题，近几年扎啤桶的清洗设备比之前有所改进，但仍有些问题需进一步完善，以前老化落后的设备要进行改良和完善。国外的扎啤生产、清洗很早就实现了自动化。 伴随着我国进入 国的啤酒行业对我国的啤酒产业产生冲击，因此我国的啤酒行业必须进行相应的改革，提高市场竞争意识，加大改革的步伐，基于此点，我们对原有的设备进行买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 改革，提高自动化程度，用可编程控制器进行改造，因为它不受外界干扰，体积小，内部功能强，系统扩展方便，具有很强大的系统调试和辅助设计的手段，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下，容易采取对系统进行电磁屏蔽等措施，可靠性比一般的微机系统高的多，这样应用极为方便，大大的缩短了系统研制的周期，使整个系统的效率和可靠性大为提高。  原来的生产是人工手动控制，比 较浪费时间和劳动力，生产效率很低，为了提高劳动的生产效率和产量，充分利用劳动力，我们决定采用半自动化的生产模式，因为中国的劳动力价格便宜，而技术水平较低，如果采用全自动模式，那样生产成本太高，不适合，而人工手动控制，由于有很多人为因素，会使生产效率不会太高，因此我们采用了单片机控制，用一到二人就可以了，充分利用了劳动力，我们把事先编好的程序输入单片机，工人只需按说操作就可了，对工人的技术水平要求不高，只要对机器进行按时维修就可以了，机器的使用寿命很长，大约有 10 至 20 年，维修也相当方便快捷，不会耽误生产和使 用，采用 220V 民用电源就可以，通过电控制阀，以阀控制气，以气控制阀，从而实现了半自动化生产。  今后的设计发展将会向更高的技术水平迈进，科技含量越来越高，自动化程度也越来越高，对工人的要求也会相应的提高，工厂也会向大型化、集约化迈进。因为只有在大批量、全自动化的生产线上，生产成本才会大幅度的降低，市场竞争中才会立于不败之地。将来国内市场发展格局就是朝着这个方向发展。总体上来说，中国的啤酒市场潜力很大，对以后的企业和研究单位更是一个严峻的挑战，只有放眼未来的目标，才能使我们更能适应这个社会的进步和发展。  有 产品  现有的 产品结构形式单一，下面就简单列举几种产品如下 ：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 山东工大机械公司 生产的单头啤酒桶清洗机 、 双头啤酒桶清洗机两种型号；青岛仁成啤酒设备有限公司生产的 型 啤酒桶清洗机、 型 啤酒桶清洗机、 啤酒桶清洗机；青岛金酉科技有限售公司生产的 保鲜容器清洗机、 保鲜容器清洗机； 青岛华英啤酒设备有限公司生产的双工位啤酒桶全自动清洗机、四工位啤酒桶全自动清洗机、 酒茅啤酒桶清洗机系列； 青岛海志包装设备有限公司生产的清洗机、 啤酒桶自动清洗机、  啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机、 啤酒桶自动清洗机；青岛派特啤酒器具有限责任公司生产的 型啤酒保险容器自动清洗机； 沈阳 新科 实业发展公司 生产的B 型扎啤清洗 机 。  本人在 燕京啤酒（包头雪鹿）股份有限公司 进行生产实习时，扎啤生产车间放有三台扎啤桶清洗机，分别是 青岛海志包装设备有限公司生产的 啤酒桶自动清洗机 、青岛派特啤酒器具有限责任公司生产的 型啤酒保险容器自动清洗机； 沈阳 新科 实业发展公司 生产的 B 型扎啤清洗 机， 并且本人 主要对 该 三家产品进行了实地的研究。  青岛海志包装设备有限公司生产的 啤酒桶自动清洗机：   (1)可编程控制器全过程自动控制；  (2)所有参数可不停机修改；  (3)管道优化设计，冲刷力大；  (4)气路管路主要部分采用刚性连接，无泄漏，寿命长；  (5)设有  (6)全部采用气控双动角座阀，动作灵敏可靠。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4  (1)外形参数： 120013501900(2)清水箱箱容积： (3)消毒水箱箱容积： (4)净重： 1755)适用桶范围： 56)生产能力： 120 桶 /小时 (20L) (7)设备总功率： 950W (8)供电电压： 2200. 工作程序（该工作程序可据用户要求更改）：  压紧 排残液 清水清洗 消毒液清洗 清水清洗 无菌水清洗 压 取桶  国 国 湾  2 型啤酒桶自动清洗机  沈阳 新科 实业发展公司 生产的 B 型扎啤清洗 机 ：  1. 设备特点  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 (1)全自动过程控制 。  (2)单独手动排残酒功能 。  (3)左右桶不合格酒矛分别自动报警。（不包括无酒矛管或密封不严）  (4)以气动角座阀代替电磁阀，不怕潮湿。  (5)各工序时间任意可调。  (6)每班工作量及总清 洗桶数查询。  (7)井式、 板 式酒矛通用。  2. 工艺过程  压桶开酒矛排空进清水排空进消毒液回消毒液最后排空闭酒矛抬起  3. 设备配置  (1)日本进口欧姆龙可编程控制器（ 单片机 ）。  (2)不锈钢气控角座阀。  (3)韩国进口压力传感器 。  4. 主要参数  (1)工作效率： 120 桶 /小时  (2)压缩空气：大于 3)电源： 504)工作电压：  B 型扎啤清洗机  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 设备 概述  本 次设计所要突出的重点是该设备 只对材料为塑料的 扎啤桶（如图 计的。 因为本人在 燕京啤酒（包头雪鹿）股份有限公司 进行生产实习时， 了解到 现在生产扎啤时所用的扎啤桶基本是塑料的桶。由于塑料的扎啤桶保温 结构使得它的保温性 要比不锈钢扎啤桶的好 。在夏天的时候塑料式的扎啤桶更使扎啤保持在较低的温度。 在实习中遇到的问题也在该设计中也得到了相应的解决。  图 啤桶  该设备 可以清洗 5L、 10L、 15L、 20L 四种型号的桶， 对此设计了相应的 桶 托 架 和夹具。在清洗不同桶型的时候，只要更换与桶相匹配的桶托架和夹具即可。 桶 的内壁清洗采用气缸推动清洗头连同其托架顶开酒茅清洗，即现行的清洗方式。桶外壁的清洗 则采用超声波清洗技术 ，解决了桶外壁清洗的难题。 从 效率上 来看 ，现有设备的效率在 60小时 ，但在实际生产中这些设备的清洗能力也只能达到说明书所说的 75%左右。 根据清洗工艺 的要求，  压紧桶 2s、开桶 1s、排残酒（根据压力传感器确定）约 3s、进清水4s、排清水 7s、进热碱水 3s、回热碱水 6s、进消毒水 4s、回消毒水 7s、 s，所以整个过程大约需要 45s。由于该设备的桶托架采用旋转机构， 电机带动桶托架 旋转买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 90 到指定 位置（由位置传感器控制）需 2s。 每次有 8 个桶在清洗， 4 个在上方清洗内壁，另外 4 个清洗外壁，清洗工作同时进行 。清洗完清洗头下降需 2s， 即 47s 可以洗完四个桶 。 再加上 人工拆卸桶的时间， 最快每分钟可洗 4 个桶，那么一小时做多可洗 240桶。考虑到实际操作受到其他方面的影响，此清洗机的清洗能力可达每小时 200240 桶。这样的清洗效率对提高生产效率是不言而喻的。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第二章  单片机概述  单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 机存储器 读存储器 种 I/O 口和中断系 统、定时器 /计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 。  片机及其发展概况 1  众所周知，近二十多年来微型计算机的发展极为迅猛，其发展方向主要有两个：其一是不断推出高性能的通用微机系统，这类计算机主要用于科学计算、企事业管理、数据处理等场合；其二是大量生产和广泛应用单片机 (亦称微控制器 它是在一个芯片上集成了一个完整的微型计算机，即在一个硅片上集成 了 据存储器 序存储器  时器 /计数器以及各种 I/O 接口。  由于单片机的体积小、功能强、价格低、可靠性高，特别适用于智能仪器仪表、工业测控领域。在机电一体化、智能化电子产品、广播通讯、汽车工业、机器人工程、飞机、火箭以及家用电器等各个领域都有着极其广泛的应用。据不完全统计，现已问世的单片机有几十个系列、上千个品种。单片机的产量占整个微机产量的 80%以上 。  我们可以把单片机的发展划分为四个阶段：  第一阶段：单片机初级阶段。因受工艺限制，单片机采用双片的形式，而且功能比较简单， 如仙童公司的 际上只包括了 8 位 64 字节  2 个并行 I/O 口，因此，还需加一块 3851(由 时器 /计数器和 2 个并行 I/O 构成 )才能组成一台完整的微型计算机。  第二阶段：低性能单片机阶段。以 司的 48 为例，采用了单片结构，即在一块芯片内就含有 8 位 行 I/O 口、 8 位定时器 /计数器、  ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 但无串行 I/O，中断处理也较简单，片内  量较小，且寻址范围有限，一般都不大于 4K 字节。  第三阶段：高性能单片机阶段。这一类单片机带有串行 I/O，有多 级中断处理，定时器 /计数器为 16 位，片内的  对增大，且寻址范围可达 64K 字节，有的片内还带有 A/D 转换接口。这类单片机有 司的 51， 司的6801 和 司 。由于这类单片机应用的领域较广，目前还正在不断改进和发展着。  第四阶段： 16 位单片机阶段。 16 位单片机除了  16 位外，片内  时处理的能力更强。如 司的 96，其集成度巳为 120000管子 /片，主振为 l 2内  232 字节，  8K 字节，中断处理为八级，而且片内带有多通道 10位 A/输出部件 (实时处理的能力很强。  若从单片机的结构和功能来看，可以说单片机经历了三代：  第一代单片机，只是将  I/O 口、 计算机功能单元集成在同一个芯片上，其典型产品为 司的 48 系列单片机。  第二代单片机的重要技术指标特征是：在特殊功能寄存器 理下的模块结构，标淮的外部三总线 (构，和用于多机和网络系统的通用异步收发器 典型产品为 司的 51 系列单片机。  前两代单片机基本上属于微计算机的范畴。  新一代单片机即第三代单片机，则大力发展控制功能，提高系统运行的可靠性，逐步将测控系统要求的外部接口电路，如高速 I/O、 入片内，朝着真正实现控制器所应具有的功能为目标迈进。这一目标首先在 司的 16 位单片机96 单片机中得到体现。随后许多大公司积极配合，在第三代单片机中迅速普及这些技术。新一代单片机以飞利浦公司与 司 5l 单片机完全兼容的 80买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 列最为典型。  新一代单片机的技 术特点：  (1)普遍采用 艺，通常都能与 路兼容。大力发展低电压、低功耗专用系列，以满足某些应用需要，如 80808383一代单片机大都设置了闲置方式 (止工作，但 行口 断系统仍起作用 )和掉电方式 (只保存 内容、振荡器停振、关闭芯片的所有其他功能 )，通常工作时耗电 1 5、 6置时仅 10 20A，在掉电方式下可降低  (2)提供不同类型的存储器，并不断扩展存储容量。  单片机中程序存 储器和数据存储器是严格分开的，第二、 三 代单片机寻址范围一般都是 64K 字节程序存储器和 64K 字节数据存储器，片内容量有限，若不够用可在片外扩展。新一代单片机片内程序存储器的类型多样，有  E 烁存储器 ，容量已达到 32K 字节。  新一代 80列单片机的命名规则约定 8第一个 x 为程序存储器的配置代号：“ 0” 无  3”    7”  8”  2E  9”  (3)大力提高运行速度，主要措施时提高时钟频率，大多数时钟频率达到 16 24的可达到 33外指令中大部分为单周期指令。  (4)努力扩大接口功能：  扩展 I/O 口的数量，如 8 7 个 8 位准双向口。  增加外部中断源，如 80808083 10 个外部中断源。   设置高速 I/O(也称捕捉输入 /定时输出 )，其功能是捕捉外部实时事件 (一般指外部输入 电平上跳、下跳或上、下跳 )发生的时刻，精确地定时输出控制信号，这在实时控制系统中非常有用。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 把  入片内，如 83 8 路 10 位  2 路 宽调制 )输出可直接控制直流电机的转速，也可通过外部滤波电路得到平均模拟电压信号，作为 D/A 转换器使用。  (5)采用多种措施，提高芯片及系统工作的可靠性，许多单片机中都设置了监视定时器 称看门狗 )，它可在系统工作不正常时使系统自动复位 (自动恢复到正常状态 )，并可触发外接的报警器报警。有些单片机还设置电源监测、时钟监测功能。  (6)不断发展和完善串行总线，在第二代单片机全双工串行接口的基础上进一步增强，增加了帧错误检测和自动地址识别功能，并有多规程、高性能的串行通讯接口。新一代单片机中还出现了 2I C 器件与器件或 比之间串行通讯总线 )及 备间总线 )。飞利浦公司还推出了不少带有 2I C 外围芯片，如 E I/O 口、 A/D、 D/A、 I 动器等，对系统的结构设计将产生重大影响。  片机的结构特点 2  单片机有两种结构：兼容型单片和独立型单片机。所谓兼容型单片机，即与相应的微处理器相兼容，也就是把该系列的接口芯片都集成在一块芯片上。如 司的6801 可以看作由 列的 6875(时钟 )+6800(6828 字节 6830(1()M)+l/2* 6821(并行 I/O)+l/3*6840(定时器 )+6850(串行 I/O)所组成。  大多数单片机采用独立型结构，为适合控制之用，指令被设计为面向控制的高效控制指令。为了提高实时执行的速度，片内 存取类同于寄存器问的数据传送。如司的 48， 司的  司的 。这类单片机比兼容型结构紧凑，执行的效率也要高得多。  单片机的典型结构如图 2 1 所示，它采用 结