旋转式啤酒灌装机设计（CAD图纸全套+设计说明书）
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 摘 要 啤酒作为一种口味独特的风味饮料深受 广大老百姓的喜欢。 灌装机是啤酒包装生产线的核心设备 ， 因 此， 灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。 液体的灌装方式分为常压式、等压式、真空式、机械压力式四种。一般而言酒类灌装多采用常压式灌装方式，常压式灌装机使用方便，具有速度可调、计量准确、运行平稳、无噪音和液体 不外溢等优点， 使用广泛。 关键词 ：灌装机，常压式灌装方式。 he of s is to to s to to to to be so on is 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 第一章 绪论 .二章 总体方案设计 . 2 定功能与应用范围 . 2 艺分析 . 2 定机械类型 . 2 定灌装程序以及工位数 . 2 执行机构的运动要求 . 2 订主要技术参数 . 3 第三章 旋转式灌装机的设计计算 . 6 动机的选择 . 6 装机输送管路计算 . 8 装时间的确定 . 10 转式灌装机的工艺计算 . 13 转式灌装机的生产率分析 . 13 装机的最小旋转角度确定 . 14 转式灌装机的传动系统设计 . 17 动比 . 17 转式灌装机的带传动设计 . 19 杆斡轮传动设计 . 21 轮传动设计 . 25 装机旋转主轴的选择 . 31 的强度计算 . 31 的刚度计算 . 32 第四章 旋转式灌装机的各机构设计 . 33 装阀的设计 . 33 降瓶机构的设计 . 35 第五章 结论 .考文献 .致谢 .购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 要 啤酒作为一种口味独特的风味饮料深受广大老百姓的喜欢。灌装机是啤酒包装生产线的核心设备，因此，灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。液体的灌装方式分为常压式、等压式、真空式、机械压力式四种。一般而言酒类灌装多采用常压式灌装方式，常压式灌装机使用方便，具有速度可调、计量准确、运行平稳、无噪音和液体不外溢等优点，使用广泛。 关键词 ：灌装机，常压式灌装方式。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 业设计（论文） 3 he of s is to to s to to to to be so on is 第二章 总体方案设计 4 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 第一章 绪论 . 1 第二章 总体方案设计 . 2 定功能与应用范围 . 2 艺分析 . 2 定机械类型 . 2 定灌装程序以及工位数 . 2 执行机构的运动要求 . 2 订主要技术参数 . 3 第三章 旋转式灌装机的设计计算 . 6 动机的选择 . 6 装机输送管路计算 . 8 装时间的确定 . 10 转式灌装机的工艺计算 . 13 转式灌装机的生产率分析 . 13 装机的最小旋转角度确定 . 14 转式灌装机的传动系统设计 . 17 动比 . 17 转式灌装机的带传动设计 . 19 杆斡轮传动设计 . 21 轮传动设计 . 25 装机旋转主轴的选择 . 31 的强度计算 . 31 的刚度计算 . 32 第四章 旋转式灌装机的各机构设计 . 33 装阀的设计 . 33 降瓶机构的设计 . 35 第五章 结论 . 38 参考文献 . 39 致谢 . 40 毕业设计（论文） 5 第一章 绪 论 随着市场经济的完善和发展，商品流通的深度和广度进一步扩大，包装工业在国民经济中的作用和地位越来越高。根据各国经济发展水平不同，包装工业的产值通常占国民生产总值的 经济越发达，包装工业所占的比重就越大。灌装机就是包装机械的一种。建国以后，我国陆续建立了一些灌装设备生产厂，但主要是 一些小型设备，技术落后。八十年代初，国家开始积极引进国外先进灌装技术，当时灌装技术主要掌握在少数国有企业手中。随着改革开放的推进，一些原来从事机床、农机制造的企业也转到灌装设备的开发制造上，从业厂商逐渐增多。 我国的灌装设备主要是应用在酒业、饮料的灌装上，从灌装原理上大体可分为负压灌装机、常压灌装机、等压灌装机、定量灌装机 、料位灌装机等几种类型。但是目前各个设备生产厂家的灌装机在灌装能力、效率、适宜瓶型范围及自动化程度等方面各有优缺点，不同程度地制约着产品包装质量和生产率。 目前，灌装机呈现出新的发展动向 ，主要为：（ 1）多功能。同一台设备，可进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳饮料和果汁饮料等多种饮料的热灌装；均可进行玻璃瓶与聚酯瓶的灌装。（ 2）高速度、高产量。碳酸饮料灌装机的灌装速度最高达2000灌 /分，非碳酸饮料灌装速度最高达 1500 灌 /分。（ 3）技术含量高、可靠性高、计量精确。 啤酒作为一种口味独特的风味饮料，深受广大老百姓的喜欢，近年来由于受酿酒原材料涨价的影响，啤酒的酿造成本随之增高，而啤酒的市场竞争越来越激烈，啤酒生产厂家为了争夺啤酒的市场份额，一方面对啤酒的销售价格不敢轻易提价，一方面内部加强管理努力消 化原材料涨价带来的负面影响。啤酒灌装机是啤酒包装生产线的核心设备，啤酒灌装过程中出现的冒酒、灌不满、液位偏高或偏低、增氧量和瓶颈空气超出标准等现象，都会直接导致酒损的增加，从而增加了啤酒的包装成本，因此，灌装机灌装效果和机械本身的性能的好坏直接影响到企业的经济效益，所以，希望通过对灌装机的设计，能更好的发挥出灌装机的使用性能，提高生产率和机械自身的性能，使之能运行更加稳定、计量更加准确、使用更加方便、尽可能的减小噪音等等。 第二章 总体方案设计 6 第二章 总体方案设计 定功能与应用范围 用途：灌装瓶装啤酒。 规格：灌装瓶容量为 640瓶为 670 灌装方式： 常 压式灌装。 常 压式灌装 ，是在大气压下直接靠被灌液料的自重流入包装容器内的灌装方式。常 压式灌装 的工艺过程为： A. 进液排气，即液料进入容器，同时容器内的空气被排出。 B. 停止进液，即容器内的液料达到定量要求时，进液自动停止。 C. 排除余液，即排除管道中的残余液料。 设计要求：对灌装机进行优化改进，在生产率、可靠性、使用寿命和噪声等方面都应有明显改进。 艺分析 定机械类型 工位 啤酒生产批量大，灌装机工作动作多，故选用多工位灌装机。 动形式 灌装机分为直线型和旋转型 2种，而啤酒灌装机都是采用旋转型灌装机进行 灌装，且是连续型灌装工作方式，故采用旋转型连续灌装机。 定 灌 装程序，工位数 装程序 啤酒空瓶由进瓶机构传送至升降瓶机构上，升降瓶机构控制瓶子升降，升瓶灌装完成后，降瓶由拨瓶机构传送出去。 即进瓶 升瓶 灌装 降瓶 出瓶。 位数 由于啤酒灌装是大批量生产，所以要求工位数多，在结构合理且提高生产效率的基础上采用多的工位，故选用 24工位。 执行构件的运动要求 酒瓶升降机构 对于 旋转 型灌装机，通常是借助 分件供送螺 杆将瓶子按所要求的状态、间距、毕业设计（论文） 7 速度逐个而连续地供送到 灌装 机的托瓶 台上。 并 由 托瓶机构将其升起 使 瓶 口 与灌装头紧密接触而进行 灌装。 待 灌 装过程完成后下降复位。 托瓶机构 固定在导向板上。 托瓶机构主要有机械式、气动式、机械与气动组合式等 三 种结构形式。 对于旋转型啤酒灌装机来说，应尽量结构简单，经济实惠，便与维护，所以宜选择机械式托瓶机构。 装阀 灌装阀是对啤酒进行灌装的关键装置，所以对其结构要精心设计。 灌装阀应固定在储液箱下部，其安装轴 线应该与啤酒瓶升降机构的轴线一 致，以便于啤酒瓶在升起过后能正确的对准灌装口进行灌装工作。 常压式灌装机的灌装阀也采用常压灌装阀，因灌装操作环境为常压状态，灌装过程简单，通常采用弹簧阀门式灌装阀。 轴 主轴是灌装机的动力传动轴。电机通过减速装置把动力传送到主轴上，主轴带动储液箱和导向板同步转动。 液箱 储液箱位于主轴顶端，箱体下面在圆周方向配置灌装阀，箱体随主轴转动，带动灌装阀一起同步转动。 向板 导向板的作用是固定托瓶机构，导向板和储液箱一样固定在主轴 上，随主轴一起同步转动。 订主要技术参数 构参数 结构参数反映灌装机的结构特征和灌装物件的尺寸范围。如灌装机列数，包装工位，执行机构头数，主传送机构的回转直径或直线移距，工作台面的宽度与高度，物件的输入高度，成品的输出高度等等。 动参数 运动参数反映灌装机的生产能力和执行机构的工作速度，如主轴转速、物件供送速度、计量与充填速度等。 力参数 动力参数反映执行机构的工作载荷和灌装机正常运转的能量消耗，如成型、第二章 总体方案设计 8 封口等执行机构的工作载荷，动力机的额定功率、 额定扭矩和调速范围，气液压传动的工作压力和流量，以及为完成清洗、杀菌、热封等工序所需的水、汽、电和其他能源的消耗量，等等。 艺参数 工艺参数反映完成灌装工序所用的工艺方法及其特性，如完成包装工序的有关温度、时间、压力、拉力、速度、真空度、计量精度等参数。 通过分析对比同一类型灌装机的不同设备的技术参数，无疑可以判断各个设备的性能优劣。而且用户在筹建生产车间或工厂之际，借此可根据各自的生产条件、规模与物料消耗情况，妥善配备各种设备并核算经营成本。 鉴于灌装机所完成的灌装工 序、灌装物件、所用工艺方法、机器类型等种类繁多，各种灌装机主要技术参数的具体内容也互有差异，因此，拟定主要技木参数时，务必遵循基本准则按具体条件加以具体分析来解决。 众所周知，传动件的结构及其尺寸等参数在很大程度上是根据动力参数设计计算的。所以，若动力参数选择过大就会使动力机、传动件的结构尺寸相应增大，若过小又会使它们经常处于超负荷状态而难以维持正常工作，甚至损坏。 确定灌装机功率的方法有： A：类比法 通过调查研究、统计和分析比较同类型 灌 装机所需功率的状况 ，从而确定灌 装机功率。 B：实测法 选 择同类型灌 装机或试制样 机， 测其动力机的输入功 率， 再依它的效率和转速计算输出功率和扭矩。考虑到被测的与 所 设计的 灌 装机有某些差 异， 应将实测结果加以适当修正 ， 作 为确定灌 装机功率的依据。 C：计算法 动力机的输出功率也可用下式粗略 计 算 ： P=2+ i=1， 2， .） （ 2 也就是灌装机所需功率等于个执行机构 所需功率之和。 在总体方案设计阶段，有关的动力参数主要根据 前 两种 方 法粗略求算，待到零 部件设计完成后尚须做进一步的校核。采用计算法确定动力参数日前还不普毕业设计（论文） 9 遍，这主要是由于包装机的工作载 荷 大 都 难以精确汁算，加之对执行机构的传动效率和惯性力的计算相当 麻烦， 以致把计算法仅作为确定动力参数的一种辅助手段。 第三章 旋转式灌装机的设计计算 10 第三章 旋转式灌装机的设计计算 动机的选择 拟订 本次设计的灌装机是用来完成灌装空瓶容量为 670求灌装量为 640此条件，经查阅相 关旋转式灌装机的资料，可得出以下参考数据： 灌装阀头数： 24 头 灌装阀节距： 150装区间角： a=193 灌装区占有率： 产率： 7200h 贮液箱半径： r=*2 150*24=600 考类似型号灌装机工艺参数，现在先拟订灌装时间 s，于是由灌装时间 Ta=60a（ 3 r/得： n=60*60 =r/ （ 3 拟订贮液箱在装有液料的时候的最大重量为 500径 00 角速度 为 ： =30n（ 3 =30n s 毕业设计（论文） 11 贮液箱上作用力 *Z （ 3 =m*g*r =500* =4900 N*m 再由功率： P= （ 3 得 ： P= =4900*w 由于旋转型灌装机主体是同其他机构连在一起构成灌装机组，包括进瓶机构、出瓶机构、升降瓶机构和压盖机，用同一台电动机提供动力，这样才能保证工作同步，所以经考察同类型机组，现拟订： 进瓶机构功率 出瓶机构功率 升降瓶机构功率 压盖 机功率为 由此根据式（ 1估算出灌装机组总功率 P： P=2+ 以，选择电动机型号为： 额定功率 定转速 定转矩 量 三章 旋转式灌装机的设计计算 12 装机输送管路计算 输送管路是连接贮液箱和啤酒瓶口之间的管道，开始灌装时，液料从输送管路口直接靠自重灌入瓶内。输液管路一般均用圆管，设计时，首先要合理选择它的内径和壁厚。 管内径 设输液管的内径为 d (m)，截面积为 A (，液料在管内的流速为 u (m/s)，体积流量为 V (s)。 由于 ： A =42d (3u =故得： d = (3 可见，欲求 d 必先 求 V 及 u 。为 此，又 设： kg/s） kg/，取 03 kg/c），取 c h） ,已知 200 h u 取 0.7 m/s 遂写出： V =W=*3600* s） （ 3 =10 3*600 7200*03 s 毕业设计（论文） 13 将 V 和 u 带入式（ 3，得： d = = 10 3 =25 流量保持定值的条件下，虽 然提高流速会使管径和设备投资费用都相应减少，但往往要增加输送液料所需的动力和操作费用。因此，设计时应根据具体情况选取流速。 计算出 圆管内径 后，必 须参照现有的圆管规格 圆 整至标 准值。 管壁厚 圆 管的壁厚一般根据它的 耐 压和耐腐蚀等条件，按标准规格选 取。 选取圆管壁厚 圆管外径为 30 第三章 旋转式灌装机的设计计算 14 装时间的确定 利用流体力学能量守恒定律，可计算出各类灌装阀的灌装时间，从理论上找出影响液料灌装速度时间的因素，以便设计出较合理的灌装机构从而提高灌装机生 产率。 在前面已经介绍过灌装机有常压式、等压式、真空式、机械压力式四种。对啤酒类液体进行灌装时，阀门被打开后，也是靠自重流入容器的。因此，旋转式灌装机的灌装方式可分为常压式和等压式，但是一般都采用常压式灌装，因为常压式灌装机结构简单，灌装方便且生产速度快，非常适合啤酒类大批量生产所要求的生产率，是啤酒灌装机的首选灌装方式。 本次设计拟采用定量杯式定量方式，首先将料液灌入定量杯定量后再灌入包装容器中。若不考虑滴液等损失，则每次灌装的液料容积应与定量杯的相应容积相等。要改变每次的灌装量，只需改变调节管在定量杯中 的高度或更换定量杯。这种定量方式，机构结构简单、定量速度快，避免了瓶子本身的制造误差带来的影响，故定量精度高。 如图 3示， 图中定量杯的内腔直径为 D， 定量杯的计量 高度 为 H， 定量杯底部液孔直径为 d。定量杯 上 液 面及 装 液容器 均受大气压作用。 因为对啤酒瓶的灌装容量为 640以定量杯的容量也应为 640设定量杯液面与进液管口的距离 H=100 定量杯直径 D=90 定量杯中的 液料流入容器 的过程其 液 位不断下降 ，直 到定量 杯 中的 液料 流完 ， 定量杯流 出 液料 的过程由于为非 稳 定性流动，其 流出液料 体积在 各个相等 瞬时 的间隔是不等的 。随着定量杯液料 的不断 流 出其液位不断下降， 液料流出速度相应地随之减小。设在 u*F*e* 212 *e*42d * 212 H (3相同的 定量杯中液料减少的体积为： 毕业设计（论文） 15 2d *显然有 e*42d * 212 H 42d *3 式 中 量杯内 液料 的液面水平高度 (m) 量杯内液 料的 液 面高度改变 量 上式整理后有： * 1（ S） （ 3 在定量杯内液料流 入容器的过程 中，液 面将由 ；其所经的时间由 0到t，定量杯内的 液料才全部流完。即： * 11 * H 2122* 1 = 2122* * 第三章 旋转式灌装机的设计计算 16 式中 查阅相关资料，取 0.5 m/s 由此可算出灌装时间为： 1002590 212* = s） 取整数 9s，与前面假设的灌装时间相符。 图 3量杯定量图 毕业设计（论文） 17 转式灌装机的工艺计算 转式灌装机的生产率分析 旋转式灌装机的生产率： Q =60 （ 3 式中： Q h） n r/ z 上式说明 灌装机的生产率与旋 转台转 速 、 灌装 工位 数有关。 如果以增加 灌装工位数来提高生产 率，那么灌装 机 的 旋 转工作台直径也要相应地增大 。 从式中还可以 看 到，提高 旋 转工作合转速 ， 也可以提高 灌装机的生产率， 但是受到两 个因素的限制，一个是旋 转台转动时会产生 离 心力，因此当 旋转台转速增大到一定程度时， 瓶托上玻璃瓶的离心力达到足以克服 啤酒瓶与瓶托之间的摩擦力，啤酒 瓶便会 被 甩出 瓶托；另一个因素是，液料 的 罐装速度，当旋转台转速提高时， 在 灌装 转角不变的情况下其 灌装时间就会相应地缩短， 即是说瓶子在 旋转台上转过一定角度的时间相应减少， 因而瓶 子不能装满。影 响 液 料 灌装速度的因素 是 液料的粘度，液缸液位高度，灌装 阀的结构等。 由此可知这些 因 素直接限制了旋 转台转速的提高。 旋 转台旋转一用的时间： T =3 根据灌装工艺过程，上式又可写成： T =b+d（ 3 式中 （ s） （ s） 托下降到最低点停留时间 （ s） （ s） 灌 装 时间 自动机 械 中称为基本工艺时间，基本工艺时间一 般 都要经过设计计算， 然后经过多次反复试验才能确定。 根据以上分析，提 高灌装 机的生产率可从两方面考虑：一是适当增加 灌 装工第三章 旋转式灌装机的设计计算 18 位数 。 二是设法提高 灌 装阀的 灌 装速度 。 转式灌装机的 最小旋转角确定 图 3装机工艺转角平面示意图 如 图 3示，该图为本次设计的灌装机平面工艺布置示意图，前面已经介绍了灌装机旋转一周所需要的时间为： T =式中 a、 b、 c、 （度） （度） （度） （度） 灌装机旋转 一 周 时包括 灌液 ， 瓶 托带动 瓶子 下降， 瓶 托 带 动瓶子下降 在最低点 (为 了瓶子 进出 瓶 托 )， 瓶托带动瓶子上升。即 ： 毕业设计（论文） 19 Ta=360a（ s） (3Tb=360b（ s） (3Tc=360c（ s） (3Td=360d（ s） (3在前面已经从理论上推导出了灌装时间 s，于是根据式 (3： a=6 *n =9*6 * 193 （ 3 现在已根据理论灌装时间求出了灌装转角，在实际生产当中，若已知灌装方式 和被 灌 容器的体积 V ，就 可以按在不同 情况 下的计算公式算出 实际灌 装时间 由此可知，灌 装 机转过 a 角的灌装 时间 必 需 等于 或 大于 实际灌装时间 能保证 被灌装 容器 灌满。 根据这一原则有： 常压式灌装 液缸 液 位不变 情况 下灌 装 机最小 灌装 转角 a： 360a 21*a = 2160 （ 3 式中： V 灌装 液料 的容器的体积 ( n 灌 装机 转 速 (r e 查阅相关资料，取 灌装 阀 液 管 横 截面积 ( g 重 力加速度 (9 81m 第三章 旋转式灌装机的设计计算 20 设计时，首先确定灌 装 转角 a，确定后再根据具体结构形式决定 其他辅助角 b、 c、 d。 现在拟订： d= 48 c= 88 则： b= 360 -d-c-a= 31 现在已知每个区间的转角，就可以根据式（ 3（ 3（ 3出对应的转过没个区间转角所需要的时 Tb=360b=（ s） Tc=360c= （ s） Td=360d=（ s） 由式（ 3，灌装机旋转一周所需要的时间为： T =b+d=9+17 s 毕业设计（论文） 21 转式灌装机的传动系统设计 灌装不含气液体的 灌 装机和压 盖机都是各自独立分 开， 各自单独由电机驱动，但含气 液 体 灌装都是将灌装机 和压盖机设计成联合机组常称 灌装机组，目的是为了灌液后， 尽快 封盖，以减少液料的增氧量。 旋 转式 灌 压机组其传动系统可分为外传动链和内传动链。 外传动链是用来联接电机和灌压机组的传动主 轴， 其功用是： A把一定的功率从动力源传递给灌压机组的执行机构。 B保证执行机构有一定转速和一定调速范围。 C能够方便地对机组进行启动、停止、发生故障或过载时自动停机。 外传动 链 可用传动比不准 确的传动副和摩擦副，例 如皮带传动，摩擦无级变速器等； 但一般不采用机械无级调速， 而是采用电气无级调速，因为电气无级调速器操作方便， 同 时由于电子技术的普及和提高，维护方便， 操作可 靠。 内传动链为了保证 灌 压机组各机构动作协调一致，其主要功能是： A进行运动和功率的传递。 B 保证 灌 压机组各机构间运动的严格 速 比和按动作 顺 序协调动作 。 内传动 链 为了保证各机构之间的动作协调一致，因此必须保证传动精度。实际上内联传动链不能用传动比不准确的摩擦副、传动副作为传动元件， 必须 由定比传动机构如 齿轮 机构、凸轮机构、连杆机构 或 间歇机构组成。 动比 旋转式灌装机的传动比计算，经考察同类型灌装机普 遍采用的传动方式，了解其传动特点，然后在本次设计中拟采用最常用的传动方式，如图 3 图为本次设计的灌装机传动示意图，图中带、蜗杆蜗轮为外传动链，01 为内传动链，设计类似这样的传动链时，首先计算灌装机的灌装时间，并确定灌装工艺转角 ， 根据 灌 装时间和 灌 装工艺转角可算出 灌 装 机 转速，即图中液缸 液缸转速 的传动比。 为了保证同步， 装在主轴 3上的出瓶 拨 轮 槽数 )与装在主铀 4上的液缸 之比必须等于齿轮 数与齿 轮 之比，即： 3 第三章 旋转式灌装机的设计计算 22 已知贮液缸 4，若初设 出瓶 拨 轮 8，则： 24=3 （ 3 因此 3的齿数比也必须等于 3。 更确切地说为了保证传动精度， 灌 装阀尾管 中心 线即瓶子垂直中心线到液缸的回转轴线的距 离 轮 3之比也必须但等于 3。 3也是齿轮 3的节圆半径。 同理： 323 （ 3 212 （ 3 454 （ 3 而 10之间的关系：若进 瓶 拨轮 为 8，则进瓶 拨 轮 等 距 进 瓶 螺旋必须转 8转，即： 8*9876 3 以上内传动链的分 析和计 算仅仅是为了机组同步和协调，还必须考虑功率的传递 ， 即 传动 元件的强度，对齿轮来说就是模数的大小。 因此计算时可能会出现反复 ， 但最终 必须保证同步和功率的传递。 毕业设计（论文） 23 图 3转式灌装机传动示意图 出瓶星轮 压盖机 拨瓶星轮 灌装机 进瓶星轮 进瓶螺旋装置 转式灌装机带传动设计 已知电动机功率 P=n=1440r/选用 定 工作情况系数 A=算功率 P= (3=带型号 小带轮直径 取 12带轮直径 1- ）1(3=（ *8151440*112= 196带轮转速 1- ）21 1 (3=851r/ 第三章 旋转式灌装机的设计计算 24 算带长 求 1961122 21 =154 =2 1121962 12 =42取中心距 a 2(2) a 1+h （ 3 取 a=600长 L L=m 22 （ 3 =54+2*600+600422 =1687准长度 d=1800中心距和包角 中心距 a a= 22 8414 mL m (3= 42154*1 8 0 0 22 *8414 154*1800 =656轮包角 11= 601 8 0 *12 a 3 =165 带根数 带速 V V=1000*601 1 （ 3 =1000*60 1440*196*=14.8 m/s 传动比 i i=151440= (3带根数 Z 单根 0取 毕业设计（论文） 25 包角系数 K取 度系数 根 V带 i 1时传递功率的增
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