毕业设计方案 单列啤酒输瓶机

毕业设计方案毕业设计方案题 目 单列啤酒输瓶机 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机自0705 二一一年四月十日- 9 -济南大学 设计题目 单列啤酒输瓶机 一、选题背景与意义1.选题背景我国的啤酒灌装生产线是最早引进国外先进技术的设备制造行业之一，早在上个世纪八十年代初，我国就从东欧、西欧、日本等国家进口了大量的灌装生产线设备，经过多年的努力，不断的消化吸收国外的先进技术，逐步实现国产化，其中一些国产生产线达到了很高的技术水平。我国的生产线与国外的先进生产技术水平的差距正在逐步的缩小。输瓶设备在灌装生产线中的作用十分重要， 恰如高速公路畅通与否关系汽车运输效率一样, 纵使有高速灌装线的主机设备, 如果没有设计合理、制作精良、运行稳定的输瓶系统，全线生产也绝不可能会有高效率的产出。输瓶设备与理瓶设备、灌装设备、贴标设备、装箱设备等关系密切，是灌装生产线中不可缺少且极其重要的一部分。据调查, 国外瓶装生产线的效率大多都超过80 % , 而我国国标规定的仅为70 % 。虽然造成这一现象的因素很多, 但输送系统设计得合理与否却是其中的重要因素。虽然我国的灌装生产线产品技术水平总的来说与国际上的先进技术相比还处于落后状态，主要在控制水平方面，高新技术应用方面不够好，新材料新工艺的推广应用也十分缓慢，只有少数的产品能够达到有先进技术的国家上世纪90年代初期的水平，但是，我国的灌装线输瓶设备已经能够基本达到或接近国外同类产品的技术水平，并且基本实现了国产化。2.选题意义本次毕业设计的题目是单列啤酒输瓶机设计。啤酒的工业化生产离不开啤酒生产线，啤酒生产线由很多分管不同工序的机械组成，如理瓶机、洗瓶机、杀菌机、灌装机等，如要进行生产，必需要有输瓶机做为各工序间的连接。另外输瓶机还起到协调瓶流的作用，这意味着性能优秀的输瓶机可以提高生产线的产量、效率，甚至降低成本。而本次毕业设计单列啤酒输瓶机可以满足贴标、灌装、清洗等设备的单列输送的要求，其性能优劣将极大的影响多种设备的实际生产，所以单列啤酒输瓶机有极大的实用意义和研究意义。另外，通过进行单列啤酒输瓶机的设计，可以让我对单列啤酒输瓶机的设计方法有深入的了解，通过理解、模仿甚至改进这些设备的设计工作，不断巩固加深各方面的基础专业知识，与实际应用融会贯通，更好更熟练地综合运用大学所学的各科专业应用知识，与此同时可以巩固画法几何的知识以及使用计算机绘图的能力，理解和掌握机械设计的一般方法和基本过程，了解设备设计的一般流程和工作方法。此次毕业设计给我提供了实践的机会，将给我以后的职场工作带来不小的帮助。二、设计内容1内容研究输送装置不是各单机之间简单的联结, 而是一个综合的系统。现代高速容器灌装生产线从容器的供给到最后的装箱、包装都需要容器的运动在整条生产线上保持稳定准确且有秩序，这一切都要由输瓶机来提供支持。良好的设计和合理的布置输瓶机会给整条生产线带来产量、质量、以及效率上的提高，或许还会降低生产成本。输瓶机的设计必须满足生产上的需求。灌装生产线上某些必要的环节之中，比如贴标机、灌装机等，要求容器的运动要与机器的工作装置相配合，才能正常的工作。总之，要求输瓶机应该应该具备以下条件：（1） 适当的速度；（2） 适当的容器输送数量；（3） 适当的列数；（4） 最低的成本；（5） 最小的破损；（6） 良好的抗干扰性；（7） 较小的噪音。本次设计拟选用输送带的形式，带型使用链板带或同步齿形带，输送带上使用导轨规范瓶子的运动，因为链板带和同步齿形带运动较为准确，技术成熟。外壳和内部箱体拟使用不锈钢材料，因为输送带上要使用润滑液，所以为防生锈而选用不锈钢材料，不仅实用并且也比较美观。零件尽量使用标准化部件或通用部件，有利于降低生产成本并便于产品的维护，提高产品竞争力。2. 预期研究本次设计的啤酒单列输瓶机，期望能够实现“将特定数量的瓶子从一单机以适当的速率和速度，以最小的精力、费用,、损失、噪音以及干扰传送到另一单机”的功能。通过这次毕业设计，熟悉掌握机械设计的过程和方法，更深层次的理解深化大学四年中所涉及的各门专业知识。这次毕业设计要求学生完成一定的工作量，通过论文和设计图纸来完整的表达学生的构思过程，设计过程和计算结果。在毕业设计的时间里完成字数不少于12000字的毕业设计说明书和至少3张A0的设计图纸，其中手工绘图与计算机绘图各不少于1张。毕业设计是对每个毕业生大学四年学业的考评，他不仅是对大学四年中学习的理论知识的总结，更是对学生实践动手能力的锻炼，对每位毕业生都十分重要。希望通过本次毕业设计，能够提高我的综合分析能力，能够把所学的知识运用到实践中去,真正的做到理论与实践相结合,与此同时熟悉、掌握一般机械设计的方法和设计流程，为今后的职场工作打下良好的基础。三、设计方案1.设计方案本次设计拟选用输送带外加导轨的输送形式完成输瓶动作，使用变速系统来改变输瓶速度。此输瓶机拟由动力装置，传动装置，输送导向装置，润滑装置以及机器外壳支架组成。（1）动力装置拟用交流电机。（2）传动装置使用齿轮减速器进行转矩和转速调节，考虑到速度的精确性，此处拟用齿轮减速器，变速方面，拟采用无级变速或者不选用减速器，无级调速没有固定档位，可以在一定速度范围内满足使用者的各种速度要求，此处有两个方案：1）拟使用无级变速器，其原理如图1、2。图1图2无级变速器是两组变速轮盘和一条传动带组成的，比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速。2） 除上条，还可以改变电机运行参数进行调速，如调压调速等，也可以实现无级调速。考虑到同组同学的设计题目，现不选用变速器。（3）输送导向装置使用输送带外加导轨进行导向和运输，其原理如简图3。图3 1-导轨 2-啤酒瓶 3-输送带辊轮 4输送带当输送带驱动输送带运动时，啤酒瓶随输送带向前运动，为了使啤酒瓶运动过程中不产生跑偏和歪倒的现象，在输送带上方设置了导轨引导啤酒瓶的运动。1）输送带拟选用链板带（图4）图4 链板立体图图5 链板剖视图两块相邻的链板之间可以形成铰链连接，可以使链板自由卷动弯曲，同时链板下部如图5，驱动轮借助这种结构可以使板链如输送带般运动起来。链板表面有纵向条纹，这样可以减少其与被传送物的接触面积，减小摩擦，另外，此条纹部分可以由塑料，树脂等较软的材料代替，以使被传送物在输送过程中于其表面上做滑行运动时不会造成擦伤和损坏。鉴于市面上的啤酒瓶瓶底尺寸多为7080mm，所以链板宽度预定为90mm。链板在脱离两端的辊轮后需要有支撑体，不然链板的工作主体会下垂，以致无法运行，为此，拟用一组导轨来规范其运动，以免链板下垂以及可能发生的跑偏现象。方案如下：图61 滑轮 2 导轨如图6，将图5改装成如图6所示，图中导轨是固定于输瓶机机架上的，当链板离开辊轮时链板上的滑轮与导轨接触，导轨支撑并规范着链板的运动。另外，也可使用挡板挡住链板边沿，使之形成一个槽形轨道，以此来防止链板跑偏。经过比较，使用挡板的方案比较简单可行，消耗少，效果明显。鉴于不同用户的实际情况，用户会对输瓶机的长度有不同的需求，于是导轨的设计决定选用按一定长度生产，最后按整机长度分段组装的方案。2）导轨在实际运作时受力不大，用普通的不锈钢制作就可满足要求，导轨架座受力也是较小的，故材料拟用钣金材料，制作加工只需要进行必要的切割、冷作变形、和焊接即可成形。如简图7。图7 导轨支架座1-导轨支架 2导轨支架支柱 3导轨支架座固定端图7中1用来固定导轨，2用来支撑导轨支架1，它是可以旋转地，3是导轨支架座固定端，这里有螺孔可将整个支座固定于机器外壳上。图8 导轨1接触端 2固定槽导轨形状如图8，图中1接触端用来与啤酒瓶接触规范瓶子运动，导轨中间的2固定槽用来与固定装置配合使导轨固定在导轨支架上。（4）润滑装置，输送过程中输送带上应带有润滑液，以降低摩擦，如不使用润滑液会使瓶子的挤压力增大, 从而使瓶子的破损率增大， 直接影响操作者的安全和生产成本。 同时，造成输送带的运动件（链板、托轮及电机减速机）与支承件（条、护栏、支座）的损坏，导致输瓶系统故障率上升，影响生产效率和增加维修费用。所以，润滑装置的设计是极其重要的。方案1：使用喷嘴进行间歇性的喷洒润滑液，此方案装置使用自动控制系统，结构复杂，成本高，但润滑效果好，尤其是对输送速度较高的输瓶机而言。方案2：使用润滑箱，使输送带板在运行的过程中浸入润滑箱，以使输送带链沾上润滑液，达到润滑的作用。此方案结构简单，适用范围广，成本低廉。如图9。图9鉴于本次设计的实际需求情况，拟选用方案2作为单列输瓶机润滑装置。润滑箱内所装润滑液选择肥皂水即可满足实际需求。（5）机器外壳支架，鉴于用户对输瓶机长度的实际需求，拟采用分段化设计，按单位长度生产机架外壳，最后分段组装。以一般人作为参考，支架选用高度在800-1200mm范围内可调的设计方案。输瓶机需要进行定期清洗，为了便于清洁，拟采用半封闭的组装机架。2.设计手段在设计中应尽量采用现代机械设计方法及计算机的设计，以适应时代的需要并为将来的工作积累经验。设计过程中，对于机械结构的设计主要采用参考机械设计手册等相关资料和参考现有的一些设计资料相配合进行，并且向老师请教学习相关经验。对于绘制装配图和机械零件图，采用手工绘制与计算机绘图相结合的手段。四、参考文献1何孝武,陈能玉. 关于输送设备的设计要素J.技术园地1994-20112何孝武,陈能玉. 对瓶装生产线效率的再认识J.中国包装工业1998 年第12 期3曹卫中,韩春. 瓶装生产钱中输瓶装呈的稚护与保养J.啤酒科技2002.64王湘宏. 啤酒包装生产线的设计J.啤酒科技 2005.85贺陵. 饮料灌装线设计应考虑的若干因素J.轻工机械2000 年第3 期6李诗龙. 高速输瓶系统的可靠性保护技术J.包装工程 PACKAGING ENGINEERING Vol. 24 No1. 20037孔凡钦. 润滑液一输瓶系统高效传输的保障J.啤酒科技 2005.38赵志恒. 饮料生产线输送系统的几个典型问题的解决方案J.包装与机械 食品工业科技Vol.25,No.11,20049王红政. 啤酒厂灌装车间的设计J.广州食品工业科技 1995年第11卷第3期10顾玲, 管荣根, 张瑞宏, 陈静. 链板式连续运输机械的现代设计方法研究J.工程设计学报第10卷第3期11何孝武. 中国啤酒饮料灌装设备的基地J.CHINA PACKAGING INDUSTRY 1998 Vol.6 No.6 12胡善亭,郭池,王化勇,杨国枢,张付涛,李德荣,韩国伟,张仲斌,南玉林,李宇.链板输送机:中国，201020181802.4U.2010.11.2413胡善亭,郭池,王化勇,杨国枢,张付涛,李德荣,韩国伟,张仲斌,南玉林,李宇.滚轮链板带输送机:中国,200510102474.8A2007.03.2114 葛西贤治,高岛保晴,松田保.输送机链: 日本,96195720.4A1998.8.2615lynn petrak.moving right alongJ.Diary Field september 200516Thomson.Motion Solutions for Packaging ApplicationsJ.THOMSON.Linear Motion. Optimized.五、指导教师评语指导教师（签字） 201 年 月 日六、审核意见系主任（签字） 201 年 月 日