粉料气流分装机毕业设计论文

本科毕业设计（论文）题目：粉料气流分装机的设计系（院）：学生姓名：专业：班级：指导教师：月日诚信承诺本人__________声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完毕，论文所运用的一切资料均符合论文著作规定，且在参考文献中列出。签名：日期：摘 要粉料分装机重要用于多个粉类物料的定量分装，特别是在医用药粉的分装上应用广泛，装量小规定精度高。本文介绍了多个粉料分装机的工作原理和发展前景，并对所设计的气流式粉料分装机的工作原理进行了介绍，对分装机进行了整体构造的设计与计算。本分装机整体机构重要涉及：分装头部件和主传动机构。分装头部件采用气流式分装头，运用真空完毕吸粉和吹粉过程。主传动系统通过主电机来驱动，通过一种原则减速器，再经由一种间歇运动变速器产生间歇运动，最后通过一系列的齿轮传动将运动传递到输送带、分瓶拨轮机构带动对应部件的运动。两个部分的运动之间是互相协调的，通过控制面板来控制。本设计设计合理、构造简朴、工效高、操作维护方便，不会造成二次污染。核心词：粉料；分装机；气流；分装头；间歇运动机构AbstractThepowdermaterialrackingmachineismainlyusedinmanykindsofpowderclassmaterialinthequotasubpackage,inparticularitiswidelyusedinthemedicinalpowdersubpackage,andtheinstalledcapacityissmall,requiredaccuracyishigh.Thisarticleintroducestheworkingprincipleandtheprospectsfordevelopmentseveralkindsofpowdermaterialrackingmachines.ThisarticlealsointroducestheworkingprincipleoftheairdistributingheadPowderMeterialRackingMachine,anddescribesthedesigningandcalculationtothestructureofthewholemachine.Thismachinemainlyincludestwoparts:SubpackageforeheadandMasterdrivesystem.Thedistributingheadpartadoptsairflowdistributinghead,usingvacuumsuctionpowderandpowderblowingprocess.Themasterdrivesystemactuatesthroughthehostelectricalmachinery,topassthroughastandardgearbox,andthenpassthroughaincompletegearboxwhichisusedtocreatintermittentmotion.Atlastthroughaseriesofgear-meshingthemotionisdeliveriedtothemovingpartsincludingtheconveyerbelt,theInstitutionsforbottlesandtheRollerCypriotinstitutions.ThemotionofthetwopartsisregulatedbytheControlpanel.Thedesignisreasonable,thestructureissimple,theworkefficiencyishigh,theoperationandmaintenanceisconvenient,anditwillnotcausethetwopollution.KeyWords：Powdermaterial;Rackingmachine;Airdistributinghead;Intermittentmotionorganization.目 录13502摘要I13502AbstractIITOC\o"1-3"\h\u摘 要 I第一章绪论 11.1课题研究背景与意义 11.2分装机介绍 11.2.1分装机介绍 11.2.2分装机分类 31.3国内外发呈现状 51.3.1国外发展状况 51.3.2国内发展状况 61.3.3存在的问题 61.4本课题重要研究内容 7第二章分装机整体设计方案 82.1技术参数 82.2工艺方案拟定 82.3总体布局 82.4本章小结 9第三章分装系统的设计 103.1分装头的设计 103.1.1分装头的工作原理 103.1.2分装盘的设计 103.2搅粉筒的设计 113.3装粉筒的设计 123.4粉剂吸附隔离塞的改善 133.5本章小结 14第四章传动系统的设计 154.1主电机的选择 154.2原则减速器的选择 154.3不完全齿轮变速装置的设计 164.3.1传动齿轮的设计及校核 164.3.2轴的设计及校核 184.3.3减速器中轴承的选择及校核 224.4带轮及带轮轴的构造设计 234.4.1带轮及平带的选择 234.4.2带轮轴的设计 244.4.3带轮轴上轴承的选择 254.4.4轴承座的设计 254.5传动系统中两种锥齿轮的设计校核 264.5.1长轴端锥齿轮的设计校核 264.5.2减速箱与间歇运动变速器之间锥齿轮的设计校核 284.6拨瓶转盘机构 294.7其它零件 304.8本章小结 31第五章机架的设计 325.1机架的惯用材料 325.1.1锻造机架惯用材料 325.1.2焊接机架的惯用材料 325.1.3非金属机架惯用材料 325.2有关的构造设计 33结论与展望 34参考文献 35附录 37致谢 46第一章绪论1.1课题研究背景与意义随着我国经济高速的发展以及人们对医疗健康的重视程度越来越高，医药市场持续快速扩大。医药工业销售收入从的1686亿元增加至的9539亿元，复合增加率为21.23%[1]。自从我国国民经济增加和国家对制药行业强制性推行GPM(药品生产质量管理规范)认证制度后来，药品包装机械的发展获得了长足的进步，规模化、自动化等高技术含量的设备开始出现，据理解，现在我国生产制药装备的公司己达800余家，产品品种规格超出3000种。但这与国际先进水平相比还存在着很大的差距，国产医药包装机械不能完全满足商品化和国际化的发展规定，对于先进的药品包装设备仍重要依赖于进口。因此研究高水平的医药包装机械，不仅能满足速度、精度、质量、卫生条件等方面的规定，并且能适应多品种、多规格的需要[2]含有重要意义。在药剂生产中，粉针剂所占市场份额较大，粉针剂重要指固体物料的粒度在1mm下列的集合体。这种剂型有助于增进药品的溶解与吸取、提高药品的生物运用度，并且容易制成其它剂型，以适应多个给药途径的需要由于药品包装的卫生规定很严格，釆用填充机械能够有效避免人手和药品的直接接触，减少了对产品的污染,同时由于机械填充速度快，药品在空气中停留时间短，也会减少被污染的机会，有助于药品的卫生[3]。因此本课题针对粉针剂这种药品的充填装置进行设计，其研究成果含有广泛应用性。此设计能满足药量计量精确、填充速度快、卫生性、广泛合用性等规定。1.2分装机介绍1.2.1分装机介绍分装机的应用非常广泛，从食品分装加工到药剂分装加工，尚有建筑材料的分装加工，到处都有分装机的影子。分装机在日常的生产生活中扮演着重要的角色。在诸多行业，诸如医药、食品、粉末冶金等行业，我们需要对粉体进行定量加料或者分装。现在粉体定量包装过程中存在速度比较低，误差相对较大，环境污染严重等缺点。我们需要设计高性能的粉体加料系统，在提高粉体的定量生产效率、节省资源、改善工作环境、加强环保和安全生产等方面进行改善。因此，对粉体加料分装系统开展构造设计、性能分析以及应用研究，含有很大的现实意义和重要的实用价值。不大于一定粒径的颗粒组合我们普通叫做粉体。它是一种干燥、分散的固体粒子构成的细小颗粒,和普通的颗粒不完全相似。总的来讲粉体比颗粒的粒径尺寸更加细微。粉体的分类如表1-1所示[5]。表1-1粉体的分类粉体类粉体颗粒粗粒块状不规则块体颗粒直径范畴≥200目200目-3mm3mm-12mm≥12mm纤维,绞索状在需要进行定量包装的物料中,粉体占有相对比较大的比例。粉体的宏观体现由它的基本物理特性所决定。在粉体解决过程中,经常会出现的两个问题是偏析和架桥。由于粉体流动过程中的不畅通造成了粉体的偏析和架桥。偏析是由于粉体流动时粒度分布不均匀造成的。同时,由于偏析致使颗粒较大的粉粒分散在边沿并且浮在粉体的表层。所谓的架桥是指粉体在自由卸料的时候,由于微小颗粒相继排出而大颗粒由于互相的支撑作用形成的球表面。在粉体的运输和包装过程中,经常会出现由于粉体阻塞料斗的排料口,从而造成无法正常工作。分装机作为粉针剂生产中最为核心的设备将不停受到业内人士的关注，其之因此受关注是由于分装机还没能像其它制剂设备那样得到快速发展，同时粉针剂在药品市场合占份额的潜在性也同样受到关注。分装机从整体构造上来分，重要有气流式分装机和螺杆式螺旋下料分装机。从其应用对象上来分又有液体分装机、粉料分装机和大颗粒分装机。多个分装机的工作原理和构造都有其不同之处。气流式分装机，原理是运用真空吸取定量容积粉剂，再通过净化干燥压缩空气将粉剂吹入抗生素瓶内。螺杆式分装机，原理是通过控制螺杆的转速，来量取定量粉剂再分装到抗生素瓶内。粉料分装机的计量方式重要分三种：体积定量、称重定量和螺杆旋转定量方式。1.2.2分装机分类1、步进电机螺杆粉剂分装机国内的分装机重要是采用自动双头螺杆分装机，对国产自动双头螺杆式分装机而言，现在为止大致可分为3个技术时期：第1代为螺杆装量由步进电机与集成电路控制的技术；第2代为螺杆装量由步进电机与PLC控制的技术；第3代为螺杆装量由伺服电机与PLC控制的技术。控制技术方面已经非常成熟，只是在针对不同性质的粉料分装时，对螺杆的规定不同，因此在诸多分装机上都是在分装不同的粉料时换不同螺距的分装螺杆，采用不同规格的螺杆、粉杯、下料嘴组合，来完毕对不同性质的粉料的分装。螺杆分装机特别合用于粉针剂分装机。步进电机螺杆粉针剂分装机械事制药工业自动化流水线中的重要设备之一。现在应用的分装机有齿轮单头螺杆分装机或气流式分装机，他们均以传统的机械方式来控制粉针剂的装量精度。以应用较广的齿轮式单头螺杆分装机为例，由于机械齿轮传动中不可避免的间隙和惯性，使装量误差高达±7%以上，药粉容易散落在外，造成损耗。每分钟分装瓶数仅达60瓶左右，加上调节装量大小必须停机用人力进行，更进一步地影响了分装效率。该类型分装机的动作是这样实现的：它由送粉盒、螺旋送料口、空瓶输入和成品输出系统、瓶塞震动给料器及真空吸盘、拨瓶盘和导向凸轮、机壳、电源、分装头所构成。在分装头的上方设有一种步进电机，步进电机与分装头的下粉轴相连接。步进电机轴插入下粉轴端部的开口螺纹孔内，然后通过螺母紧固，并经下粉轴下端的吊轴与装粉螺杆连在一起。步进电机受控制系统设定的脉冲数控制。当步进电机驱动时，带动装粉螺杆旋转。由于步进电机是将输入电脉冲变换成角位移的控制电机，角位移与输入脉冲数成严格的正比例。输入脉冲停止时，步进电机能立刻锁定，这样它就没有积累误差，因而精确地控制了装粉螺杆的旋转度数，从而确保了粉针剂的装量精度。这种构造由于采用了步进电机与分装头的连接，消除了已有齿轮传动中不可避免的间隙和惯性，使得粉针剂装量精度从±7%提高到±3%。分装速度从每分钟60瓶提高到了120瓶，减少了药料的损耗。链霉素，氨苄青霉素优品率从原来70%提高到99.7%，且减轻了劳动强度。图1-1分装机示意图图1-1是螺杆式分装机的机构示意图。这种构造的分装头能够以较高精度完毕某些药粉的分装，但是对另某些物理性质不同的材料，例如，流速极快的粉和有粘稠度的粉来说，分装起来就有了一定的困难，只能靠变化螺杆的螺距、搅拌叶角度和粉嘴式样来解决是远远不够的，不是漏粉而引发装量超出规定，就是螺杆粘上好多药粉而无法分装，因此，需要更换下料螺杆和喷嘴，来确保分装的正常进行。因此该分装头尚有一定的局限性。2、气流式粉剂分装装置气流分装机是粉针生产中的一种分装设备。气流分装机的填充药粉原理是运用真空定量吸入药粉，再经压缩空气吹出药粉装瓶，如图1-2所示。工作时，分量盘按顺时针方向间歇旋转，分量盘圆周上均匀分布8个定量孔，当定量孔处在垂直向上工位时完毕真空定量吸入药粉，定量孔转到垂直向下工位时完毕压缩空气吹出药粉装瓶。分量盘和调量毛刷是该机直接接触药粉的核心部件，其中调量毛刷是采用极细的不锈钢丝束制成，通过密排钢丝之间的间隙对真空（吸入药粉时）或压缩空气（吹出药粉时）进行过滤、分流、细化，使之均匀分散柔和地作用于药粉上，确保药粉在吸入和吹出的过程中稳定成型，不松散，不飞扬，从而完毕分装操作。即相称于一种微孔过滤器。由于其过滤孔径达成微米级，且受到分量盘定量孔空间限制，无法制成这样小的过滤器，因此采用这种构造来实现过滤功效。图1-2气流式分装机分装原理1.3国内外发呈现状国内的分装机重要是采用自动双头螺杆分装机，对国产自动双头螺杆式分装机而言，现在为止大致可分为3个技术时期：第1代为螺杆装量由步进电机与集成电路控制的技术；第2代为螺杆装量由步进电机与PLC控制的技术；第3代为螺杆装量由伺服电机与PLC控制的技术。控制技术方面已经非常成熟，只是在针对不同性质的粉料分装时，对螺杆的规定不同，因此在诸多分装机上都是在分装不同的粉料时换不同螺距的分装螺杆，采用不同规格的螺杆、粉杯、下料嘴组合，来完毕对不同性质的粉料的分装。1.3.1国外发展状况国外粉针剂分装机发展大致经历了简朴机械化、初级自动化、自动分装生产线、计算机控制的高度自动化生产线等几个发展阶段。现在，美国、日本、德国的粉针剂分装机普遍引入计算机控制，提高了生产效率及自动控制的精确性和可靠性。日本早在昭和代开发出粉针剂分装机，提高了药品分装的卫生性[6]。德国制造商Wueste在新型容积式粉末、颗粒充填机的基础上研制出了一种Preminer旋转式真空粉末充填机。该机通过重量检测装置持续检测每个充填头的输出量，使容积密度偏差及时得到赔偿。控制系统釆用微机控制，并设有一种产品数据库显东屏,可显示配料和在最小及平均重量范畴以内的运行参数。这种机型特别合用于粉针剂、巧克力粉和调味粉等难充填产品的包装[7]。荷兰Calumatic公司已研发出有8个分装头的螺杆分装机，其最高速度为300瓶/min，重要运动均使用控制电机完毕,并带有检测和保护系统，自动化程度高，但在后期使用中发现，这种分装机只合用于物性较好的粉针剂，并且很难变化充填规格。近年B+S公司研发出高速单/双头螺杆式分装机(300瓶/min)，把传统的双轨双头式输送方式改为一轨双头的形式，它的成功重要靠伺服电机的应用[8]。1.3.2国内发展状况我国粉针剂分装机部分程度上己与现在国际上最新技术进展实现了同时，但总体水平还是存在很大差距[9]。大多数产品技术含量较低，产品差别程度低，成熟产品技术易模仿和剽窃,造成低水平重复,妨碍了对分装机的技术创新和发展。在产品研发的资金来源、实验条件、产品的稳定性、自动控制和人性化设计等方面也没有达成国际领先水平。国内制药公司使用的分装机，一类是国外引进设备，另一类就是八十年代后期，国内以乡镇公司为主生产的国产设备。国外设备由于成套引进价格较高，维护、使用不便，增加了生产投资成本。基于这一因素，国内药机设备制造厂纷纷研制国产设备，但由于自动化水平较低,工艺落后,难以被制药公司选用[10]。1.3.3存在的问题国内大多数药厂所釆用的机型均为国产螺杆式分装机，其存在的问题重要有下列几个方面：(1)生产能力很难达成技术指标值。例如，双头螺杆式分装机的生产能力是在抱负状态下拟定的，普通双头螺打杆式分装机生产能力名义指标为120瓶/min，但是达成这个能力的前提条件是粉针剂的流动性较好、装量要不不大于0.5g且所装容量在2-l0ml范畴。只要其中一项条件发生变化，其生产能力便会下降。但是，能满足上述3个条件的粉针剂只是部分品种，因此，必然有部分分装机的生产能力处在低于120瓶/min的状况。由于此因素，国内分装机只能在名义生产能力指标的80%-90%状态下正常生产，分装机的生产能力是达不到预期值的。(2)药品规格变化的适应性差。大规范GMP改造时期粉针剂生产线所配备的分装机规格普通为中档装量或7ml抗生素瓶，但近几年随着药品包装规格趋于低等装量与大容量瓶子规格的变化，当时的设备配备与现状已难以匹配。普通来说，分装机瓶子直径的增大或装量的减小都可造成产量对应减少，特别是装量越小其控制分装精度越难,因此往往只有通过减少速度的办法来确保分装精度。可见，装量或瓶子规格变化会造成生产能力减少。(3)计量精度低。对于采用螺杆式的粉针剂计量与充填系统，计量螺杆旋转的传动过去多为机械传动，其构造比较复杂，调节繁锁，并且计量精度很难达成原则。1.4本课题重要研究内容本课题以粉针剂分装机的间歇计量与持续充填装置为对象,设计出一种适合粉针剂分装的高速度、高精度、低能耗的装置。本产品涉及医药、食品、化工行业中精细粉剂的分装装置，是一种气流式分装装置。该设计重要涉及料斗、搅拌部分、传动机构、进瓶拔轮和气流式分装头。它们装在机架上，进瓶拔轮两邻拔齿节圆的弦长与双排气流式分装头的轴向亮相邻分装空的孔距相等，进瓶拔轮的安装轴与气流式分装头的安装轴垂直，两轴心的水平等于进瓶拔轮分度圆半径。它的构造简朴、性能可靠。工效高、价格低，是适合我国国情的一种好的分装粉剂的装置。第二章分装机整体设计方案2.1技术参数1、机器技术性能：该设计要适应多个药粉的分装，重要用于流动性较好的抗生素等粉针剂；分装机装量范畴大，调节装量有粗调和细调；2、分装机重要技术参数(1)生产能力：30~120瓶／分；(2)装量范畴：0.06~5克/瓶，装量误差≤±3％；(3)合用于5~25ml规格的瓶子。3、对设计的规定本设计应符合GMP规定，合用于结晶粉、喷雾干燥粉、冷冻干燥粉等药品。2.2工艺方案拟定粉针剂生产工艺流程大致以下：准备玻璃瓶、胶塞、药粉→装粉→盖胶塞→轧铝盖→贴签。装粉是粉针剂生产的核心工序；分装后要及时盖塞以免引发二次污染，因此装粉与盖塞是在同一装置上先后进行的。轧盖是防绷弹的手段，但为避免污染，轧盖与装粉、盖塞分开进行。本设计重要考虑送瓶、药粉的分装及胶塞输送与盖塞等装置。根据工艺流程和生产规定可拟定，粉针分装机平面工艺布置如图2-1。图2-1粉针平面工艺布置2.3总体布局根据设计规定和以上拟定的工艺方案，粉针分装机总体上应涉及以下构造：(1)贮瓶进瓶装置（涉及贮瓶盘、送瓶转盘及进瓶轨道等）；(2)主工作盘部件（涉及分装转盘及有关定位装置）；(3)喂料与分装装置（涉及喂料送粉机构、分装头等）；(4)出瓶机构；(5)动力与传动系统；(6)机架部件（用以连接和支承各部分，内部安装有关传动部分）。图2-2整体示意图技术方案：如图2-2所示，涉及输送部件、进瓶拨轮和排气流式分装头，它们装在机架上，进瓶拨轮为二进一停间歇式，进瓶拨轮两相邻拨齿节圆的弦长与双排气流式分装头的轴向两相邻分装孔的孔距相等，进瓶拨轮的安装轴与双排气流式分装头的安装轴垂直，两轴心的水平距离等于进瓶拨轮的分度圆半径，不大于气流式分装头的半径+瓶的高度（R分+h瓶＞H＞R分）。采用一种进瓶拨轮，实现双排气流式粉剂的单排分装。所述的进瓶拨轮为二进一停间歇式即进瓶拨轮每转两个齿停止一次亦即每次进二个瓶再停歇一次，停歇期间配合双排气流式分装头完毕装粉工序，进瓶拨轮只需一种。本设计中重要介绍了进瓶装置、分装装置、传动系统和机架的设计。2.4本章小结本章重要介绍了分装机的整体设计方案，涉及拟定工艺路线，分析工作过程，从而对总体进行布局。第三章分装系统的设计粉剂分装充填系统是气流分装机的重要构成部分。粉剂分装充填系统功用是充填粉剂，通过搅拌和分装转盘进行粉剂定量，在真空和压缩空气辅助下周期性地将粉剂分装于瓶内。粉剂分装充填系统重要由装粉筒、搅粉斗、粉剂分装转盘、传动装置、升降机构等构成。3.1分装头的设计3.1.1分装头的工作原理气流式分装头属于容积计量式，是运用气流原理实现真空吸取定量容积的粉针剂，再通过净化干燥、压缩空气等工序将粉剂吹入抗生素瓶内，从而完毕一定容积的粉针剂计量分装。在这种分装系统中，分装头中的分装孔与高压和负压气源相连。进粉时负压接通，将与排气流式分装头相连的料斗中的粉剂吸入分装孔一定容积的粉腔内，装粉时，负压关闭，高压气流接通，将粉腔内的粉剂吹出粉腔进入停歇中的进瓶拨轮的瓶子内。3.1.2分装盘的设计粉剂分装转盘是气流分装机实现定量分装的重要部件。分装转盘是由不锈钢制成的圆柱体，分装转盘上有8等分分布单排（或2排）直径一定的光滑圆孔,即分装孔。圆孔中有可调节的粉剂吸附隔离塞，通过调节隔离塞顶部与分装盘圆柱面的距离（即孔深)就可调节粉剂充填量。分装转盘后端面有与装粉孔数相似且和装粉孔相通的圆孔，靠分派盘与真空和无菌压缩空气相连,实现分装头在间歇回转中的吸粉和卸粉。如图1-1所示，其工作工程为：图3-1粉剂分装转盘(1)吸粉:圆盘转至计量孔(处在料斗下方)一端面阔接通真空一从料斗中吸入粉末；(2)吹粉:圆盘转至计量孔(处在容器上方)一端面阀接通压缩空气一计量孔吹出粉末至容器中。3.2搅粉筒的设计搅粉筒位于装粉筒前下方，顶部通过方口与装粉筒相连，下部与粉剂分装转盘相连。重要由上连接板、前后挡板和活动密封块、左挡板和刮板、右挡板和活动密封块、水平放置的4片搅拌叶片所构成。揽拌叶片每吸粉1次旋转1圈，其作用是将装粉筒落下的药粉保持疏松并压进粉剂分装转盘的定置分装孔中。搅拌叶片的设计成败将决定计量速度与精度的控制效果。圆柱体的搅袢叶片只能松动粉杯上部分的粉体，对于粉杯底部与分装盘之间间隙空间不起任何作用，只能合用普通装量规格与流动性行较好的粉体分装。当计量高點性粉针剂或装量规格小时，圆柱体的搅拌叶片将会使大量粉剂黏结在粉杯底部，不能完毕下粉过程，此时应设计一种在搅拌同时能让粉体产生向上递升作用的揽拌叶片构造。当计量装量规格大、爽滑性较差的粉体或装置高速度运行时，使用普通搅拌叶片会出现粉杯底部与搅粉筒之间间歇断粉，严重时装量不易控制，此时应设计一种在掠袢的同时能把粉体向下方传递的构造。本设计中分装的对象为高點性粉针剂,所觉得了使搅拌叶片能让粉体产生向上递升的作用，所设计的搅拌叶片旋转方向与分装回旋转相反，其构造如图3-2所示。图3-2搅拌叶片3.3装粉筒的设计装粉筒由不锈钢圆筒体和内装单独驱动贴近筒体底部的双叶垂直揽拌器构成。筒上部有装粉口,筒底靠前部位开有方口与搅粉斗相连。装粉筒如图3-3所示，搅粉斗如图3-4所示。图3-3装粉筒图3-4搅粉斗3.4粉剂吸附隔离塞的改善粉剂吸附隔离塞有活塞柱和吸粉柱，其端部滤粉部分用烧结金属或细不锈钢纤维压制的隔离刷，外罩不锈钢丝网。充填量的凋节由粉剂隔离塞在分装孔的位置拟定，可调节吸粉柱端部螺杆在螺母上的位置或旋转吸粉柱端部的滑块嵌入有阿基米德曲线凹槽的装量调节盘的角度来实现装量的调节。现在，原机所用的调量毛刷是捆绑式不锈钢丝束构造，其如图3-5所示。该毛刷构造简朴，使用方便。在工作时，压缩空气和真空从毛刷一侧吹过，透过毛刷分流过滤，完毕吸入和吹出药粉过程。其构造就像我们生活中擦地用的拖把同样。捆绑式毛刷的局限性之处，在于手工捆绑时无法确保不锈钢丝束均匀分布，造成钢丝分布疏密不匀，且丝束整体外形轮廓圆不规范。在使用时，压缩空气或真空从毛刷侧面出入，造成气流强度不均匀，药粉受力不均难以成型，在吸入和吹出药粉时易飞散开，造成原料药粉浪费，影响生产成品率。同时，由于不锈钢丝束疏密不均，钢丝间间隙大小不一，经常产生脱丝、开叉现象，使用时易造成药粉颗粒堵塞，不仅影响装量精度，并且清洗比较困难。图3-5捆绑式毛刷构造示意图改善后调量毛刷构造改为套管式，如图3-6所示。其原理是将调量毛刷端部制成套管形式，把不锈钢丝束箍在套管内，通过拉紧作用，使钢丝在套管内自动均匀紧密排列，达成疏密均匀，外形轮廓圆规范。然后端部收口，使不锈钢丝束紧密牢固地箍在套管内。与原捆绑式相比，改善后的毛刷钢丝经拉紧、压实、收口后在套管内排列紧密均匀，不锈钢丝束外轮廓圆规范，不会产生松散开叉或脱丝现象，使用时气流由调量杆侧面小孔(φ3mm)进出，经由中心小孔(φ2mm)透过不锈钢丝束芯部作用于药粉上，受力均匀，吸附性好，不易堵塞，拆装方便，使用寿命长。图3-6改善后的毛刷构造示意图3.5本章小结本章重要讲述了分装机分装装置的设计。分装装置是分装机的重要工作部分，气流式分装机的分装系统重要工作器件是分装盘。第四章传动系统的设计内部传动系统是该分装机的重要动力来源。电机的转动传递传来通过一种原则齿轮减速箱，将转动速度降到本机器所需要的速度，然后再通过一种能产生间歇运动的变速器，输出的运动才是系统需要的运动，再运动通过各级传动传递到各个工作部件，带动机器的运转。4.1主电机的选择主电机为输送带、滚塞机构和拨轮机构提供动力。三个部件的功率均未知，现预计来进行计算：传送带轮消耗的功率约为=100W，取功率系数=10有P=10×=1kW根据规定选用电动机型号如表4-1所示:表4-1电动机型号及性能参数型号额定功率/kW满载时转速/r.min-1电流/A效率/%YEJ100L1-42.214205.081该电机的安装尺寸如表4-2所示。表4-2电动机的安装尺寸机座号HABCDEFGGD100L1001601406328608247由于分瓶机构的功率未知，只懂得输送带装置的消耗功率，且功率比较大，取功率系数10，以确保电机功率的足够大。4.2原则减速器的选择根据所选电机的转速1420r/min-1，再参考所需的转速40r/min-1，因此所选的减速器的传动比为i==35.5根据输入功率查机械设计手册第四卷表16-2-39DCZ型减速器公称输入功率得：传动比为i=35.5的减速器，其公称中心距a=160mm。查机械设计手册第四卷表16-2-30可知该原则减速器的外形及尺寸。4.3不完全齿轮变速装置的设计4.3.1传动齿轮的设计及校核1）选定齿轮的类型、精度等级、材料级齿数a.本变速器为一级齿轮变速，采用直齿圆柱齿轮传动。b.本变速器的输入转速为原则齿轮的低速输出端，速度不高，故选用7级精度。c.材料选择。查机械设计手册拟定主动轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者材料硬度差为40HBS。d.齿轮齿数试选z1=z2=232）按齿面接触强度来设计由公式3-1:a.试选载荷系数为Kt=1.3b.齿轮传递转矩=4.775×10４N.mmc.取齿宽系数φd=0.3d.查机械设计手册取材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2e.查机械设计手册按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限σHlim=600MPaf.由式g.查机械设计手册查得齿轮的基础疲劳寿命系数=0.90h.取齿轮的失效率为1%，安全系数S=1由式=540MPa3）计算a.计算齿轮的分度圆直径d1t==57.64mmb.圆周速度==0.0905m/sc.齿宽b==25.90mmd.计算齿宽与齿高之比b/h模数mt===2.83mm齿高=5.64==10.22e.计算载荷系数根据=0.09.5m/s齿轮精度为7级查机械设计手册得动载系数Kv=1.02所选齿轮为直齿轮，假设＜100N/mm，查机械设计手册得=1.2根据齿轮的工作场合查表取使用系数=1.25齿轮精度为7级精度，齿轮相对于支撑非对称分布时带入数据得=1.421由b/h=10.22，=1.421查机械设计手册得=1.30故载荷系数=1.989f.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径由式d1=d1t带入数据得d1=66.42mm=30.89mm取b=31mmg.计算模数m=2.887mm取整得齿轮的模数m=3mm，=69mm4）验算带入数据得：Ft==90.47N/mm＜100N/mm经验算模数m=3mm，齿宽b=31mm的齿轮满足强度规定。5）变速器齿轮的有关数据两啮合齿轮的模数m1=m2=3mm齿数z1=7（全齿时为23齿），z2=23，两齿轮的中心距a=69mm主动齿轮为不完全齿轮，起构造示意图如4-1所示：图4-1不完全齿轮4.3.2轴的设计及校核1）主动轴的尺寸设计及校核a.初步估算轴的最小直径d选用轴的材料为45钢，调质解决，由于轴径不大，做成实心轴。由表4-3取=110，轴的转速n=40r/min，将各数据带入公式4-1中得：mm(4-1)表4-3轴材料的[τT]及A。值轴的材料45[τT]/MPa23～45A。126～103P——轴传递的功率，kW[τT]——许用扭转切应力，/MPaA。——系数，下述状况时，[τT]取较大值，A。取较大值：弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较小轴向载荷、轴只作单向旋转；反之，[τT]取较小值，取A。=103由于两个齿轮大小同样，其中主动齿轮为不完全齿轮，为了确保主动齿轮的刚度规定，将齿轮做成实心的。b．拟定轴上零件的装配方案该轴为本变速器的输入轴，输入轴端与一锥齿轮相连接，安装齿轮需要有轴肩，还要通过键来固定周向的相对运动。轴上尚有轴承、不完全齿轮等部件，通过对轴上部件的合理布置拟定轴的构造如图4-2所示：图4-2变速器主动轴该轴的一端装一种锥齿轮与原则减速箱的输出轴上的主齿轮啮合，将运动传递到间歇运动变速箱中，在箱体中的部分通过平键连接与一不完全齿轮相连接。两处平键的尺寸查机械设计手册（GB/T1095—1979）键槽用键铣刀加工，轴与不完全齿轮连接的平键型号：b×h=87（GB/T1095—1979）键槽用键铣刀加工，长为25mm。轴端与锥齿轮连接处的平键型号b×h=55（GB/T1095—1979）键槽用键铣刀加工，长为14mm。为确保良好的对中性，则带轮轮毂的公差配合为：H7/n6。取轴端倒角为1×45°，各轴肩处加工出退刀槽。c．主动轴的受力校核对轴进行受力分析并画弯矩图，如图4-4所示：对整个轴进行受力分析，列方程有：（4-2）以左边轴承为支点列方程有：（4-3）以右边轴承为支点列方程有：（4-4）对轴进行扭转受力分析列方程有：齿轮传递的转矩为：动力输入端锥齿轮所受的径向力即为该轴右端垂直于轴的力F14-3轴的受力、弯矩、扭矩图F1值大小由公式4-5得：（4-5）有=1706.82N将带入式4-5中得由式4-2计算出转矩M1=M2=T=该轴的弯矩、扭矩图如图4-3所示：进行校核时，普通只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面D）的强度，根据式4-6及上述计算成果，并取α=0.6，轴的计算应力：mm3（4-6）——轴的计算应力，MPaW——轴的抗弯截面系数，mm3D——轴的直径，mm前已经选定轴的材料为45钢，调质解决，由表15-1查得[δ-1]=60MPa，因此，<[]因此安全合理。通过对轴上零件的合理布置，根据轴承的型号以及所拟定的齿轮的宽度等数据来拟定轴的各段直径及各轴段宽度如图4-4所示：图4-4变速箱主动轴的外形尺寸2）从动轴的尺寸设计及校核从动轴的构造与主动轴构造相似，从动轴的尺寸构造如图4-5所示：图4-5变速箱从动轴的外形尺寸该轴的输出端通过平键连接与始终齿轮相配合。该平键的型号通过查机械设计手册得：b×h=55（GB/T1095—1979）键槽用键铣刀加工，长为25mm。轴中与从动齿轮配合的轴段与齿轮的配合也采用平键连接，平键型号为：b×h=87（GB/T1095—1979）键槽用键铣刀加工，长为25mm。为确保良好的对中性，则带轮轮毂的公差配合为：H7/n6。取轴端倒角为1×45°，各轴肩处加工出退刀槽。轴的校核过程同主动轴的校核，经校核从动轴设计安全合理。4.3.3减速器中轴承的选择及校核该间歇运动变速器中需要用两对轴承，变速器的输入端是一对锥齿轮的啮合，有轴向力也有径向力，规定输入轴上的轴承能够承受一点轴向载荷的同时还要能够承受一定的径向载荷，因此选择圆锥滚子轴承。从动轴的输出端是三个直齿轮额度啮合，即使没有轴向力，但是由于齿轮和轴的重力全部是由轴承来承当的，因此从动轴上的轴承也规定既能承受轴向载荷，又能承受径向载荷，故也选圆锥滚子轴承，四个轴承的型号相似。表4-4轴承的型号轴承基本尺寸基本额定载荷计算系数轴承代号dDTBCCrC0reYY03204215151225.028.20.371.60.9轴承所受的轴向力无视不计对主动轴的轴承进行寿命校核：当量动载荷的计算：由表4-4得e=0.37，Y=1.6，Y0=0.9对于圆锥滚子轴承查表得径向动载荷系数X=0.4由轴的受力分析时得到的轴承处所受的径向力FN中较大的是FN2=12776N根据锥齿轮的受力有锥齿轮所受的径向力轴承的当量动载荷P=(4-7)式中X—径向动载荷系数Y—轴向动载荷系数—冲击载荷系数根据所受的载荷性质为轻微冲击选用=1.2查表得可得X=0.4，Y=1.6故有=5.55kN则轴承的寿命计算由公式4-8得：（4-8）对于圆锥滚子轴承有ε==62743.6h≈7.2年满足设计规定的三年时间。故轴承寿命满足设计规定。4.4带轮及带轮轴的构造设计4.4.1带轮及平带的选择传送带采用平带传动，带的型号及带轮饿尺寸形状均可查机械设计手册来拟定。查表13-1-49选用带的厚度为5mm，带轮的直径选为140mm。平带选用三层棉帆布参考层数为n=4，则带的厚度δ=4.8mm。查机械设计手册表13-1-49覆胶帆布带单位截面积传递功率P0得P0=0.05kW。传送带的功率约为100W，则有A=（4-9）为包角修正系数，查机械设计手册表13-1-47得=1.0为传动布置系数，查机械设计手册表13-1-48得=1.0则有A=2cm2带宽b==42mm查机械设计手册表13-1-38，可取带宽b=40mm同样由表13-1-38可拟定带轮的宽度为50mm图4-6带轮同时取带长为mm，中心距a=920mm，带轮直径d=140mm，查机械设计手册表13-1-41拟定带轮的内孔直径D=18mm，轮缘宽度取50mm腹板厚度取S=12mm，最后拟定的带轮的构造如图4-6所示。4.4.2带轮轴的设计根据带轮的构造，带轮的运动是通过锥齿轮传递来的运动驱动的。带轮轴两端用轴承来支撑固定，轴承安装在轴承座内，将轴承座通过支架固定在工作台上。选用轴的材料为45钢，调质解决，由于轴径不大，做成实心轴。数据查表4-3由公式4-1得：P——轴传递的功率，kW[τT]——许用扭转切应力，MPa——系数，下述状况时，取较大值，取较大值：弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较小轴向载荷、轴只作单向旋转；反之，取较小值，取=103取轴的最小直径d=16mm轴的构造设计如图4-7所示：图4-7带轮轴的构造尺寸带轮轴的校核与减速箱主动轴的校核相似，经校核，带轮轴满足强度规定，能够使用。4.4.3带轮轴上轴承的选择该轴的轴承选用圆锥滚子轴承，内径为d1=25mm选用型号如表4-5所示：表4-5轴承的型号轴承基本尺寸基本额定载荷计算系数轴承代号dDTBCCrC0reYY03290525421212915.020.00.321.914.4.4轴承座的设计带轮轴两端的轴承放在轴承座中，然后将轴承座通过支架固定在工作台上，起到支撑带轮轴运转的功效。轴承座的构造如图4-8所示：图4-8轴承座的构造4.5传动系统中两种锥齿轮的设计校核4.5.1长轴端锥齿轮的设计校核三个长轴上的锥齿轮啮合均是传动比为1:1的传动，两对锥齿轮的尺寸数据相似，因此只需设计并校核其中的一种齿轮满足使用规定即可。为设计方便三处的锥齿轮采用同一构造的锥齿轮。直齿圆锥齿轮尺寸的初步拟定：按齿根弯曲强度计算：（4-10）现按照齿根弯曲强度设计：1）参数选用由公式——功率，单位kW；——转速，单位r/min；得齿轮传递的转矩=31.83N.m 查机械设计手册表14-1-81取：KA=1.35查机械设计手册表14-3-34取=1.50齿形系数=c而变为系数为1直齿轮查机械设计手册表14-3-24得：β=0，c=0==2.95u=1查机械设计手册表13-3-28取：=500MPa锥齿轮材料选用45钢，正火解决。2）计算由公式4-10得：=68.25mm取=69mm有δ1=δ2=选m=3mm则有z1==23mm锥距R==48.79mm齿宽系数查表取=1/5齿宽b==10mm齿宽b=×=12.73mm齿顶高ha=ha*×m=3mm齿高h=（2ha*+c*）×m=6.75mm齿根高hf=h-ha=3.75mm齿顶圆直径da=d+2ha×cosδ=69+2×3×=73.27mm齿根脚tanθf===0.0769外锥AK==30.26mm该锥齿轮的外形尺寸如图4-9所示：图4-9锥齿轮的外形尺寸4.5.2减速箱与间歇运动变速器之间锥齿轮的设计校核电机的运动通过变速器减速之后通过锥齿轮啮合将运动传递到间歇运动变速器中，下面将对这对锥齿轮进行强度设计和校核。按弯曲强度进行设计，由公式4-10：d1=50经计算=72mm锥距R1==50.92mm齿宽=12.73mm齿顶高=3mm齿高=6.75mm齿根高=3.75mm齿顶圆直径=76.27mm齿根脚tanθf===0.0736外锥AK==33.879mm取=34mm锥齿轮的外形尺寸如图4-10所示：图4-10锥齿轮4.6拨瓶转盘机构拨瓶转盘机构安装在装粉工位和盖塞工位；重要由拨瓶盘、传动轴、几个等分啮合的电磁离合器以及刹车盘构成的过载保护机构等构成。其作用是通过间歇机构的控制，精确地将输送的玻璃瓶送至分装转盘和盖塞头下进行装粉和盖胶塞。定位槽宽度比瓶子半径大1.5mm左右；为使瓶子容易进入定位槽，r1比r2稍大；由于分装转盘与分度盘同时旋转定位槽数与分度盘端面的滚子数相对应。图4-11拨瓶转盘机构4.7其它零件图4-12所示为机器左侧的一种竖轴，该轴顶端（右端）与一锥齿轮配合，与其啮合配对的锥齿轮带动带轮轴的转动；该轴的底端（左端）也与一锥齿轮配合，与其啮合的锥齿轮带动机器底部一根横轴的转动，即带动如图4-13所示的轴的转动。中间有键槽的轴段与始终齿轮配合，该处齿轮啮合为本轴的动力输入。图4-12机器右边一竖轴构造图4-13所示轴安放在机器的最底部，通过轴承座来固定和支撑，轴承座固定在机架上。该轴的右端与一锥齿轮配合，然后与图4-12所示的轴底端的锥齿轮相啮合，来传递运动；该轴的左端也与一锥齿轮相啮合，带动如图4-14所示的轴的转动。图4-13机器底部一横轴图4-14所示轴位于机器的左端，本轴带动的是分瓶拨轮机构的转动通过平键连接来固定拨轮机构与该轴的周向运动，在轴的最上端（左端）通过一螺钉和一垫片来固定拨瓶机构相对于轴的轴向运动。螺钉连接的构造如图4-15所示：图4-14机器左端一竖轴图4-15轴端的螺钉连接构造图4-14所示的轴上一共有三个轴承，底部的轴承是为了确保轴的刚度而加设的，通过轴承套固定在机架上。在轴的上半部分通过一种套杯将轴固定在工作台上，套杯内有两个圆锥滚子轴承，由于该轴不仅要承受轴向的重力，尚有锥齿轮啮合时的径向力和轴向力，用圆锥滚子轴承会使得机器的综合性能有所提高。轴上套杯的构造如图4-16所示，套杯通过螺栓固定在工作台上。图4-16套杯的内部构造4.8本章小结本章重要针对进瓶、拨瓶、下粉的部分进行传动机构的设计。该设计重要采用带轮传动，通过电机连接减速器并连接带及带轮，从而实现减速效果。第五章机架的设计机器中的部件或大型零件都应有机座支承，多个传动件也必须加以保护并与外界隔开，以免零件损伤或造成人身或设备安全事故，因此也应有箱体或壳体加以保护并支持各传动部件。机器中的样一种零件，它能够支撑零件或部件并保持与它们之间的联系，以及包容传动体的箱体统称为机架零件，如机器中的箱体，仪器仪表的壳体，机床的床身，立柱，其它机器中的底座及发动机机体等。5.1机架的惯用材料5.1.1锻造机架惯用材料铸铁、铸钢、锻造铝合金1）铸铁；铸铁是锻造机架的最佳材料，铸铁的流动性好，锻造办法成熟，毛坯质量稳定。铸铁中加入少量合金元素可提高其耐磨性，铸铁中的片状石墨增大了阻尼作用，有吸振作用，因而其动态刚度较好。根据材料对比优选HT200作为底座材料。2）铸钢；铸钢有良好的塑性和韧性，较好的焊接性和切削加工性。但锻造时排除钢水中的气体和杂质比较困难，容易产生断裂，多用于重型机架。3）锻造铝合金；重量轻，有较好的塑性，低温韧性和耐热性，惯用作轻型机架。5.1.2焊接机架的惯用材料钢材焊接性能的优劣决定于钢中含碳量，普通是含碳量低的钢，焊接性能优于含碳量高的钢。惯用钢16Mn，19Mn，20号钢，20Cr等。5.1.3非金属机架惯用材料1）混凝土机架，混凝土的弹性模量小，内阻尼大，热膨胀系数低，抗压强度较好，耐腐蚀，经济性好和生产周期短等特点。2）塑料，塑料有重量轻，防腐蚀和绝缘等优点，用注射模可制成形状较复杂的塑料材料而无需后继加工，大大简化了工艺和生产过程。3）花岗岩，组织稳定，几乎不会在变形，加工简朴，能够获得较高而又稳定的精度。导热系数和膨胀系数均很小，对温度不敏感，不导电，无磁性，耐腐蚀，吸振性好。使用中维护简朴，成本低，但脆性较大，不能承受冲击载荷。5.2有关的构造设计本分装机中的机架是用来安装轴承、间歇运动变速器和支撑工作台的，由H型钢支架构成，对机架的刚度规定不是很高。构造如图5-1所示：图5-1支架的构造输料支架大部分采用角钢，型号均采用边宽30mm，厚度4mm的角钢，其接头均采用焊接。构造如图5-2所示。机架受到工作台以及固定在工作台上的部件的压力作用，会发生一定的变形，这里不对机架进行刚度稳定性的校核，只设计其构造。图5-2输料支架构造结论与展望本文在对国内外的粉料分装机的综合分析的基础上，并对多个分装机的构造进行比较，提出了步进电机控制的螺杆型粉料分装机的整体设计方案。本分装机的动力系统分两个部分：分装头部分和主传动部分。分装部件与主传动系统的运动是互不干涉的，各自有自己的动力驱动来源，但是两个系统的运动又是互相配合的。分装部件中，步进电机带动下料螺杆旋转下料，搅拌电机带动搅拌器旋转进行搅拌。主传动系统由主电机来驱动，通过一种原则减速器，然后再通过一种产生间歇运动的变速箱，将运动传递到分瓶拨轮机构、输送带机构和滚塞机构带动整个系统的运转。通过对步进电机的控制，使其能够与主传动系统的运动形成一定的配合：分装头下料时，主传动系统间歇；主传动系统运动，分装头间歇，停止下料。最后完毕粉料的持续的自动分装。本分装机含有下列特点：（1）下料螺杆采用了变螺距形式，能够适应多个性质不同的粉料的分装。（2）搅拌器的搅拌叶片采用了双斜面式的搅拌，在对粉料进行搅拌的同时，不仅能够起到搅拌粉料，避免粉料结块的作用，还能够对粉料产生或向上或向下的作用力，配合变螺距螺杆，使得分装机对粉料份的适应性增强。参考文献[1] 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TimothySGlenn,NesbittWHagood.Developmentofatow-sidedpiezoelectricrataryultrasonicmotorforhightorque.SPIE,1997,30(41):326-338附录附录一：英文资料及翻译DesignandRealizationofLiquidFillingMachineIntelligentControlSystemDeminZhang,ShiboLiTianjinKeyLaboratoryforControlTheory&ApplicationsinComplicatedSystemTianjinUniversityofTechnology391,BinshuiXidao,XiqingDistrict,Tianjin,300384,China@qq.ComI.INTRODUCTIONThefillingmachinefrombelongtothecategoryofpackagingmachinery,Isthematerialforfillingmachinery.Isoneofthemostimportantaspectsofthefillingproductionline.China'spackagingmachineryhavingdevelopedintotheliquidfoodindustryhasasignificantimpactontheworldandgreatmarketshareintheindustry.Ithasdevelopedintotheliquidfoodindustryandhasasignificantimpactontheworldandgreatmarketshareintheindustry[1].Sotheliquidfillingmachinemarketisdevelopmentpotential.Atpresent,variousfillingmachineproductionfactoryproductionoffillerinbottletypefillingcapacity,efficiency,suitablescopeanddegreeofautomation,etc,eachhaveadvantagesanddisadvantages.Toagreatextentrestrictstheproductionqualityandproductionefficiency.Usingfillingmachinecannotonlyimprovethelabourproductivity,reduceproductloss,ensurethequalityofpackaging,butalsocanreducethepollutionofproductionenvironmentandpackedmaterialofeachother.Therefore,modernpackagingindustrygenerallyadoptsthemechanizedfillingmachine.Thisfillingmachineisusedforgasdrinks(beer,soda,sparklingbeer,coke)filling.AdoptHOLLYSYSLMPLCcontrolsthefillingmachine.CPUmoduleisresponsiblefortheswitchquantitycontroloffillingmachinesystem,Includingthemovementoffillingheadsolenoidvalve,cylindercontrolofelectromagneticvalve,startorstop.Andhavetoallkindsofphotoelectricswitches,liquidlevelsensordetection,etc.Thismachineisequippedwithhighprecisionautomaticisobaricfillingvalve,fillingspeed,bottledliquidlevelheightisstable,andairpressureisconstant.Thelargestfillingcapacityis1250ml;theminimumfillingcapacityis240ml,suitableforglassbottles,PET,cans,etc.thecontrolformincludesautomaticcontrolandmanualcontrol[2].Themachinedrivesystemusesfrequencyconversionmotor,Canaccordingtotheproductionofcannedreasonabletoadjustmotorrotationspeed.Hydrauliccylinderisequippedwithliquidlevelautomaticcontroller,ifintheprocess,therehaveunfilledbottlephenomenon,themachinecanimmediatelyautomaticallystopfilling.ThisdesignisbasedontheresearchoffillingmachineofProgrammableLogicController(PLC)controlsystem,integratedProgrammableLogicController(PLC),frequencyconvertercontrolandtheapplicationofcomputertechnology,moreparagraphsofthefrequencyconverterspeedcontrolbyPLC,makethespeedofthemotorasfeedbacksignaldetectedchanges,soastoachievecontrolofthefillingmachinefillingspeed,makethefillingmachineprogrammingconvenient,andimprovetheefficiencyofindustrialproduction.Atthesametimemakefillingmachinemaintenanceconvenient,savingthetimeofadjustmentprogram,increasetheflexibleoffillingmachine,stableandreliablerunningatthesametime.Fillingmachineforfillingmaterialisfrombelongstothecategoryofmachinery,packagingmachinery,isanimportantpartofthefillingproductionline.Chinapackagingmachineryhasdevelopedintotheworldofliquidfoodindustryhasasignificantimpactandmaximummarketshareofindustry.Therefore,thedevelopmentofliquidfillingmachinehaspotentialmarket.Fillingmachineproductionofvariousfillingmachinemanufacturerspresentinfillingcapacity,efficiency,appropriatebottletyperangeanddegreeofautomationhasitsadvantagesanddisadvantages,greatlyrestrictstheproductqualityandproductionefficiency.Fillingmachineisakindofpackagingmachinery,widelyusedinfood,chemical,pharmaceuticalandotherindustries.Usingfillingmachinecannotonlyimprovelabourproductivity,reducethelossofproducttoensurethequalityofpackaging,andcanreducetheproductionenvironmentisloadedwithcross-contaminationofmaterials.Thus,modernpackagingindustryisgenerallymechanizedfillingmachine.II.SYSTEMCOMPOSITIONA.TheStructureoftheControlSystemUsingPLCasthecontrolsystemofthemaincontroldevice,sensorasthedetectingdevice,frequencyconverterasthemotorspeedcontroldeviceandaconnectedtoacomputerthroughacommunicationprotocolorconnectedwithHT7A00Tman-machinehuman-computerinterface.Fig.1ThecontrolsystemstructureTomonitortheproductionlineandrecorddataprocessingproducts,thefillercontrolsystemconsistsofamainProgrammableLogicController(PLC)and3auxiliaryexpandProgrammableLogicController(PLC),mainPLCisLM3106A,fillingmachine,checkoutswitch,panelbuttons,invertermotorcontrolandelectromagneticvalve.ByProgrammableLogicController(PLC)accordingtothedetectionofsensorsignalbyeditingprogramtocompleteaseriesofactionssuchasfillingFig.1.B.TheControlSystemAlgorithmMotorspeedsignalofthissystemisturnedintoelectricalsignalbythetransmitterandloadedintothecontroller.Onthebasisofthesignal,ProgrammableLogicController(PLC)automaticshowsadata.Aftercomparingthetwospeeds,basedonthedeviationofthecontrolsignalithavebeentakentofrequencyconversiongovernor,Inordertoadjustspeedofthemotor,ithavetoeliminatethespeeddeviationwiththeactualdata.Bymodifyingthedeviationcausedbythemechanicaldisturbance,productionlineofthemotorspeedconstant,atthesametimetoensuretheproductionlineefficiency.Thissystemisaclosed-loopcontrolsystembasedonmotorspeed.ThissystemusestheProporti