磁力式拧瓶机的设计及工程分析【优秀】【带UG三维】【10张CAD图纸】【毕设】

磁力式拧瓶机的设计及工程分析【优秀】【带UG三维】【10张CAD图纸】【毕业设计】

【38页@正文13700字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】.bat

2Dpdf打印图

A0zhuangpeitu.dxf

A1yuanzhutulun1.dxf

A1zhuanpan.dxf

A2zhuichilunda.dxf

A3dadailun.dxf

A3xuangaitou2.dxf

A3zhongxinzhou1.dxf

A3zhuichilunxiao.dxf

A4xiaodailun1.dxf

UGsanwei

任务书.doc

开题报告.doc

机架.dxf

相关资料.doc

磁力式拧瓶机的设计及工程分析正文.doc

螺杆式压缩机的设计外文文献翻译.doc

计划周记进度检查表.xls

任 务 书

一、题目及专题：

1、题目　　  磁力式拧瓶机的设计及工程分析            　　

2、专题　                                              　

二、课题来源及选题依据

拧瓶机是封口机的一种，它广泛用于玻璃瓶或PET 瓶的螺纹盖封口。国内外已经有相当成熟的封口机技术，形成了相当成熟的生产线，各种有特定功能的封口机、拧瓶机也在生产生活中随处可见，技术不断创新和改良，形式多样化发展。                        

拧瓶机是饮料灌装过程中旋紧瓶盖的专用设备,工作时必须保证适宜的旋紧力矩。力矩过小, 瓶盖旋不紧; 力矩过大, 易损坏瓶嘴和瓶盖。为此, 我们在吸收国外同类先进设备的基础上研制了一种利用磁力传递扭力矩实现瓶盖旋紧的旋盖头, 能根据需要方便地设定、调整旋紧力矩的大小, 并能适用于不同高度的瓶子。                

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：

① 拧瓶机的生产效率能达到4000瓶/小时，并在拧盖过程中能适应不同高度的瓶子；                                                          

②利用UG绘制主机总图及主要零件图 ；                       ③对拧盖机主要零件进行强度校核；                                  

④根据计算结果，确定拧盖机结构尺寸，完成总装配图；                

⑤查阅相关数据，完成毕业设计说明书一份，不少于30页。  

摘  要

国内外已经有了相当成熟的封口机的技术，形成了成熟的生产线，各种有特定功能的封口机、拧瓶机在生产生活中随处可见，技术经过不断创新和改良，形式得到多样化发展。

   拧瓶机是在灌装中旋紧瓶盖的专用设备,工作时必须保证适宜的旋紧力矩。力过小,则 瓶盖旋不紧；力若过大，则易损坏瓶嘴和瓶盖。为此，我们在吸收国内外先进设备的基础上研制了一种利用电磁力传递扭力矩实现瓶盖旋紧的旋盖头, 它不仅能根据需要方便地设定、调整旋紧力的大小, 还能适用于不同高度的瓶子。

本文介绍了本课题的研究背景和意义，论述了拧瓶机在国内外发展的状况，介绍了本次设计设计的内容及方法。本次设计的重点是拧瓶机的总体设计方案、封装过程的旋盖、输送方式和定位的方法，在此基础上进行了运动与结构设计。本次设计采用了回转式的封装方法，通过圆柱凸轮来实现旋盖头的上下升降运动。在满足包装机械原理的条件下，充分考虑了整机的布局和经济性。

关键词：拧瓶机；磁力；自动化；圆柱凸轮 ；

Abstract

   At home and abroad has been quite mature technology sealing machine, forming a fairly mature production line, various specific functions sealing machine, capping machine can be seen everywhere in the production and living, technical innovation and improvement, form diversified development.

Capping machine is tightening the cap in the process of beverage filling equipment, work must ensure that appropriate tightening torque. Torque is too small, cap screw is not tight; Torque is too big, easy to damage the bottle mouth and bottle caps.Therefore, we developed on the basis of absorbing foreign advanced equipment from a use of magnetic transfer torque capping head cap tightened, can be easily set as required, adjust the tightening torque of the size, and can be applied to different the height of the bottle.

This paper introduces the research background and significance of the topic， discussed capping machine development at home and abroad, introduced the content and methods design research.This is designed to focus the overall design of the capping machine, Capping, transportation and positioning of the packaging process, Based on this the motion and structure design. The packaging design is the rotary type ，through the cylindrical cam contour the capping head up and down reciprocating of the motion. And take full account to meet the principle of the packaging machinery, machine layout and economy.

Key words: capping machine; magnetic force; automation; cylindrical cam

目  录

摘  要III

AbstractIV

目  录V

1 绪论1

1.1 本课题的设计内容和意义1

1.2 国内外的发展概况1

1.3 本课题应达到的要求2

2 拧瓶机的总体设计3

2.1 拧瓶机的简介3

2.1.1 拧瓶机系统的构成3

2.2 拧瓶机的设计3

2.2.1 拧瓶机的整体传动设计3

2.2.2 拧瓶机的外形设计3

2.2.3 拧瓶机自动化控制系统的设计3

2.2.4 旋盖头装置的结构设计3

2.2.5 转盘装置的结构设计4

2.3 拧瓶机总体方案的确定4

2.3.1 方案一的介绍4

2.3.2 方案二的介绍4

2.3.3 方案三的介绍5

2.3.4 方案比较6

2.4 拧瓶机重要参数的确定6

2.4.1 设计参数：6

2.4.2 设计要求6

3 拧瓶机的组成及部件设计7

3.1 拧瓶机的组成7

3.2 圆柱凸轮的设计7

3.3 理盖装置的设计7

3.3.1 送盖自动料斗8

3.3.2 螺旋形供盖滑道8

3.3.3 输盖槽部件10

3.3.4 理盖机机架10

3.4 旋瓶转盘的设计12

3.5 拨杆机构的设计13

3.6 输送轨道的设计14

3.7 旋盖头的设计14

3.7.1 初级的外靠摩擦轮形式15

3.7.2 摩擦片扭矩限制机构15

3.7.3 电磁力扭矩限制机构16

4 拧瓶机传动部分的设计17

4.1 电动机的选择17

4.1.1 类型和结构型式的选择17

4.1.2 功率的确定17

4.1.3 转速的确定17

4.2 传动比的分配18

4.2.1 传动比分配的参考数据18

4.3 减速器的设计选择19

4.4 带传动的设计19

4.5 轴的设计及校核21

4.5.1 轴的材料21

4.5.2 轴的计算21

4.6 键的选择和键链接强度计算22

4.6.1 键的选择22

4.6.2 平键链接强度计算22

4.7 锥齿轮的设计计算23

4.8 滚动轴承选择原则27

5 拧瓶机控制系统29

5.1 控制要求29

5.2 控制系统的选择29

5.2.1 为何采用PLC控制29

6 拧瓶机的安装、维护和安全30

6.1 安装30

6.2 维护保养30

6.3 安装要求30

7 结论与展望31

7.1 结论31

7.2不足之处及未来展望31

致  谢32

参考文献33

1 绪论

1.1 本课题的设计内容和意义

拧瓶机是灌装生产线的主要设备之一，它被广泛用于玻璃瓶或PET瓶的螺纹盖封口。伴随着社会的发展，产品的包装质量要求对人们来说也越来越重要。在饮料，调味料，酒类，化妆品及药品等瓶包装的封口就大量采用螺纹盖封口。因为螺纹盖具有封口快捷，开启方便及开启瓶后又可重新封好等优点。目前已有全自动洗瓶机、全自动灌装机、全自动拧瓶机三合一的机型。

许多大型零售商都要求饮料和食品生产商采用塑料包装，为了减少包装破损和运输重量，并满足消费者的安全需要。带有螺旋密封盖的瓶子具有快速、便捷和密封等优点,使它越来越广泛的应用于许多产品包装。现在竞争日趋猛烈，自动封口机的高度自动化,智能化,高配置、高效率和低消费越来越受到行业的青睐。为了提高生产效率，特进行本课题磁力拧瓶机的设计。

第二章主要介绍了拧瓶机的总体设计，简单介绍了下拧瓶机的几种设计方案并与自己的方案比较了下以及拧瓶机的设计要求等。第三章介绍了拧瓶机的组成以及各部件设计，包括圆柱凸轮、理盖装置、转盘、输送轨道和旋盖头的设计。第四章主要介绍了拧瓶机传动部分的设计，包括电动机的选择、减速器的选择、带传动设计、轴校核、键的选取、滚动轴承的选取和锥齿轮的计算等等。第五章讲的是拧瓶机控制系统，分析后决定采用PLC控制系统。第六章主要讲拧瓶机的安装和维护。

1.2 国内外的发展概况

国内外已经有相当成熟的封口机技术，形成了相当成熟的生产线，各种有特定功能的封口机、拧瓶机也在生产生活中随处可见，技术不断创新和改良，形式多样化发展。

但目前国内自主研发的拧瓶机还存在可靠性低、稳定性差、旋盖质量低、返工率高等问题，国内灌装生产线中广泛使用的拧瓶机大多为直线式拧瓶机，采用瓶颈挂盖。经定位、预封后使盖平稳坐落在瓶口上，最后由皮带对盖顶部搓压摩擦而将盖旋紧。旋盖头主要结构型式经历了弹簧摩擦片式和磁力耦合式2种。弹簧摩擦片式在满足恒扭矩要求方面效果    较差，如经长时间使用后弹簧力会减小，摩擦片使用一段时间后也需进行更换和调整。目前，国内普遍使用的旋盖头为磁力耦合式。为了适应现代包装机高速、高效和高可靠性生产的需要, 研制出了FX12 型拧瓶机[1]和XG12回转型拧瓶机。近几年来随着食品饮料工业向大规模高效率方向发展。

拧瓶机是饮料灌装过程中旋紧瓶盖的专用设备,工作时必须保证适宜的旋紧力矩。力矩过小, 瓶盖旋不紧; 力矩过大, 易损坏瓶嘴和瓶盖。为此, 我们在吸收国外同类先进设备的基础上研制了一种利用磁力传递扭力矩实现瓶盖旋紧的旋盖头, 能根据需要方便地设定、调整旋紧力矩的大小, 并能适用于不同高度的瓶子，它具有效率高、速度快、可靠性好和自动化程度高等特点[2]。

1.3 本课题应达到的要求

(1) 一机多用：利用同一台设备旋不同高度的瓶盖，提高设备利用率；

(2) 使用安全，维修方便：在设计过程中对于机器的安装、设备的维修、保养和维护应该综合考虑，使得零部件更换方便[2]。

(3) 降低成本：综合考虑后应选取成本最低的材料。

(4) 旋紧力度要合适：力过大则不易开瓶，影响顾客打开瓶子喝水；力过小则不利于密封，造成漏气影响产品质量。

2 拧瓶机的总体设计

2.1 拧瓶机的简介

拧瓶机的功能一般是为了将瓶盖旋紧在容器口上,通过密封垫或瓶盖的弹性变形使瓶口密封,这种封口形式主要用于盖子为塑料盖或金属盖,而瓶身为塑料,金属的容器。

2.1.1 拧瓶机系统的构成

拧瓶机,属于封口机械的一种,其种类繁多,构造复杂。拧瓶机的系统一般由传动系统，供料系统和执行系统,控制系统,机身五部分组成。

（1）传动系统

包装过程一般需要多步完成,每一步工序都需要将外包装和被包装物品从一个位置运送到另一个位置,直至最后输出成品。所以传动系统就是完成以上功能的。一般由电机带动齿轮,凸轮,链条进行传动。

（2）供料系统

供料系统将包装材料进行有序的排列,送到合适的工位,为后续工作做准备,如将瓶口摆在合适的位置,竖起,定位等。同时对包装产品称重,计量,送入封口工位。为封装产品做准备。

（3）执行机构

执行机构是采用机械化的方法或自动化手段代替人工操作,如夹持冲洗、封口、滚花、封装等操作的机构。

（4）控制系统

控制系统由各种手动和自动装置组成。在包装过程中,各个环节的运转,各个机构的配合,人与机械的互动,都需要控制。控制系统不仅决定了包装的质量,而且影响到人身安全,所以提高控制系统的水平至关重要。

（5）机身

机身不仅用于安装、固定、支承机器,还具有减震、防护等作用。因此,机身必须具有高强度和稳定性等特点。

2.2 拧瓶机的设计

2.2.1 拧瓶机的整体传动设计

选择好电机型号后，应该判断如何合理分配各级传动以及采用的传动方式，如带传动，齿轮传动等等。

2.2.2 拧瓶机的外形设计

从拧瓶机的外观设计需要符合机械设计的工艺性要求，除此之外机器的密封必须可靠，而且要考虑到出现问题后，机器的维修调试要方便等等。

2.2.3 拧瓶机自动化控制系统的设计

首先是从产品的进料到出料过程的自动化，其次是拧瓶机旋盖过程的自动化控制，甚至还有检测装置的自动化检测和报警。

2.2.4 旋盖头装置的结构设计

从旋盖头内部各零件的设计。

2.2.5 转盘装置的结构设计

转盘周边设计成与瓶大小适当的槽，可以顺利的取瓶，送瓶，转盘与中心主轴靠键链接，中心主轴旋转从而带动转盘旋转。

2.3 拧瓶机总体方案的确定

经过对拧瓶机相关文献和专利的阅读和详细分析，运用已经掌握的知识对本课题初步形成了三种大致的设计方案如下：

2.3.1 方案一的介绍

如图2.1所示，该方案靠带动传送带将瓶子传送至上理盖器下方，瓶子上好盖子后停止在拧瓶机正下方，传感装置检测到后，通过上部的气缸进行运动，旋盖头进行下降，旋盖头旋转将瓶盖旋紧在瓶上。本方案结构简单易懂，但是从整体来分析，旋盖的效率不高，自动化程度也不够高，成本也不低所以此方案舍弃。

参考文献

[1] 李诗龙. FX12型旋盖机的设计[J]. 包装工程, 2000, 21(3) : 24-26.

[2] 孙秀延,王秀伦. XG12全自动回转式旋盖机的设计[J]. 沈阳工学院报, 2008, 12(4) : 55-56.

[3] 玉良, 周福吕. 永磁传动器设计制造中的几个问题[J]. 磁性材料及器件, 2000, 11(4) : 24.

[4] 高　德. 包装机械设计[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.

[5] 张　聪. 自动化食品包装机[M]. 广州: 广东科技出版社, 2003.

[6] 李育锡. 机械设计课程设计[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010.

[7] 濮良贵, 纪名刚. 机械设计[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010.

[8] 周始荣. 旋盖机的几种恒扭矩结构的分析[J]. 包装与食品机械, 2007(3) :11-13.

[9] M. Pattemore .Seal for a stuffing box with lubricant dispensing. Sealing Technology ,October 2005.

[10] 赵韩, 田杰. 磁力机械学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009.

[11] 严书华. 一种通用瓶盖理盖器与旋盖机的设计[J]. 机电技术, 2007(4) :30-32..

[12] Colin McPherson, Ben Hicks, Chris Berry, Tony Medland and Glen Mullineux. Advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering. Part 1 Springer Netherlands? 2005? 81-94.

[13] U.Rock .Water bottle comprising seal that can be operated with one hand. Sealing Technology , March 2007.

[14] 侯成仁, 梁庆华. 基于运动约束的高速旋盖机设计及其凸轮分析[J]. 机械制造, 2004, 42(7) : 35-37.

[15] Luca Ferrarini. An Incremental Approach to Logic Controller Design with Petri Neys IEEE Transaction on System Man and Cybernetics(3).201 -257.

[16] Mechanical Drive(Reference Issue). Machine Design. 52(14),1980.

[17] 周肇西. 磁力联轴器传递扭矩的计算及其应用[J]. 流体机械, 1993,21(11) : 43-44.

[18] 侯珍秀. 机械系统设计[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2003.

[19] 张源泽. 轻工业包装技术[M]. 北京: 轻工业出版社, 1990.

[20] 王争. 增强磁性输送带磁性盒磁力的设计[J]. 轻工机械, 2006, 24(4) : 153-154.

[21] 杨红, 赵韩.快速电磁离合器力矩特性的有线元分析[J]. 轻工机械, 2004, 12(1) : 74-76.

[22] 郭敬孙, 刘同年. 包装机械应用技术[M]. 上海: 上海市包装技术协会, 1987.

[23] 冯之敬. 机械制造工程原理[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008.6.

[24] 张伟安, 王建勤. 全自动回转式旋盖机[J]. 轻工机械, 2002, 15(2) : 17-18.

[25] 石永刚, 吴央芳. 凸轮机构设计与应用创新[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007.

[26] 俞国亮. PLC原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005.

[27] 陈建明. 电气控制与PLC应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2010.