饮料灌装机设计[答辩毕业论文 资料 ]

需要 CAD 图纸，咨询 Q：414951605 或 1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载毕业设计说明书题 目：饮料灌装机设计学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014 年 2 月 16 日 23摘要 由于企业生产发展需要，现有饮料灌装生产线的设计能力已远远不能满足生产要求，必须对生产线进行改造。饮料灌装机为饮料灌装生产线关键设备为此，选定饮料灌装机这一工厂实例作为课题。星形拨瓶轮是将灌装机的限位机构送来的瓶子，准确地送入灌机中的升降机构或灌满的瓶子从升降机构取下送入传送带的机构。将定量的液体物料(简称液料)充填入包装容器内的机器称为灌装机械。因为所要灌入的液体具有流动性，所以所用的容器一般为刚性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶(或罐)、金属罐、复合纸盒等。输送链带、分件供送螺杆、星形拨轮和弧形导板相结合用于容器的输入；同时拨轮也用于容器的输出。螺旋限位器在包装工业领域内，现以广泛应用多种类型的分件供送螺杆装置，可按某种工艺要求将规则或不规则排列的容器、物件以确定的速度、方向和间距分批或逐个地送到给定的工位。 关键词： 饮料；灌装机；星型拔轮机构4AbstractDue to the need of enterprise development, design capacity of the existing beverage filling production line has been far can not meet the requirement of production, must carry on the transformation of the production line. Beverage filling machine is the key equipment of beverage filling production line for selected beverage filling machine, this factory instance as the subject.Dial star-shaped bottle filling machine round is to limit the agency sent the bottle, filling machine accurately into the take-off and landing or a bottle filled with the bodies removed from the lift conveyor belt into the body. Quantitative liquid materials (referred to as liquid) into the packaging container filling machine filling machinery called. Because the number to be filled with liquid with liquid,Therefore, the general container used for rigid containers, such as PET bottles, glass bottles (or cans), metal cans, cartons and other composites. Conveyor belt, sub-items for delivery screw, star-shaped and arc-shaped guide plate Pull out the gear combination for the importation of container; Pull out the gear At the same time, the output is also used in containers. Spiral limit in the field of packaging industry, is now widely applied to various types of sub-items for delivery screw device, a process may require rules or irregular array of containers, objects to determine the speed, direction and distance individually or in batches to a given position. Keyword ：Drinks；The Filling Machine；Star-shaped Bodies Out Round 5目 录摘要 .2Abstract .3第 1 章 绪 论 .51.1 研究背景 .51.2 国内外发展现状 .71.3 课题研究意义 .8第 2 章 饮料灌装机总体方案设计 .92.1 饮料灌装机的设计方案 .92.2 灌装的基本方法 .10第 3 章 灌装机传动系统设计计算 .113.1 类比法选择动力源 .113.2 工位的计算 .123.3 拨瓶轮主要结构参数设计计算 .123.3.1 拨瓶轮齿槽数（齿数）确定 .123.3.2 拨瓶轮节圆半径的确定 .133.3.3 拨瓶轮其它尺寸的确定 .133.3.4 包装容器与拨瓶轮的相对运动 .143.4 螺旋限位器设计 .163.4.1 限位器总体计算 .173.4.2 螺杆等速段计算 .173.4.3 螺杆变加速段计算 .1963.4.4 螺杆等加速段计算 .213.5 带的选择和校核 .243.6 液箱的计算 .26结 论 .28致 谢 .29参考文献 .307第 1 章 绪 论1.1 研究背景灌装机主要是包装机中的一小类产品，从对物料的包装角度可分为液体灌装机，膏体灌装机，粉剂灌装机,颗粒灌装机；从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线。灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机、液体灌装机、油类灌装机、膏体灌装机、酱类灌装机、颗粒浆状灌装机、粉剂灌装机、大桶水灌装机和真空灌装机。（1）常压灌装机是在大气压力下靠液体自重进行灌装。这类灌装机又分为定时灌装和定容灌装两种，只适用于灌装低粘度不含气体的液体如牛奶、白酒、矿泉水等。（2）压力灌装机是在高于大气压力下进行灌装，也可分为两种：一种是贮液缸内的压力与瓶中的压力相等，靠液体自重流入瓶中而灌装，称为等压灌装；另一种是贮液缸内的压力高于瓶中的压力，液体靠压差流入瓶内，高速生产线多采用这种方法。压力灌装机适用于含气体的液体灌装，如啤酒、汽水、香槟酒等。（3）真空灌装机是在瓶中的压力低于大气压力下进行灌装。这种灌装机结构简单，效率较高，对物料的粘度适应范围较广，如油类、糖浆、果酒等均可适用。（4）油类灌装机可以灌装各类油品，如食用油、润滑油、花生油、豆油等。该类灌装机是针对油品物料灌装专门开发研制的灌装机械，可实现人工操作和无人化操作的灵活配置，例如食用油灌装机。按计量方式可分为流量计式。活塞式。称重式等。按设备样式可分为直线式和旋转式等。目前国内制造油类灌装机厂商多数分布在山东省。广东省。江苏省等地。 （5）注塞式灌装机该类灌装机广泛适用于医药、食品、日化、油脂、农药及其他特殊行业，可灌装各种液体、膏体类产品，如消毒液、洗手液、牙膏、药膏、各种化妆品8等物品.（6）液体灌装机全新卧式设计，轻巧方便，自动抽料，对于黏稠较大的膏体可加料斗加料。立式液体灌装机 立式液体灌装机手动及自动相互切换功能：当机器处于“自动”状态，机器按设定速度，自 动进行连续灌装。而当机器处于手动状态，操作人员踩动踏板，来实现灌装，若一直踩住不放，则也变为自动连续灌装的状态。防滴漏灌装系统：灌装时气缸上下动作，带动闷头.（7）膏体灌装机适合于灌制从水剂到膏霜的各种黏度产品，是广大日化、医药、食品、农药等行业的理想填充机型。特点全新卧式设计，轻巧方便，自动抽料，对于黏稠较大的膏体可加料斗加料。双头卧式膏体灌装机 双头卧式膏体灌装机手动及自动相互切换功能：当机器处于“自动”状态，机器按设定速度，自动进行连续灌装。而当机器处于手动状态，操作人员踩动踏板，来实现灌装，若一直踩住不放，则也变为自动连续灌装的状态。 防滴漏灌装系统：灌装时气缸上下动作，带动闷头。（8）酱类灌装机适用于调味品中带颗粒并且浓度较大的辣椒酱、豆瓣酱、花生酱、芝麻酱、果酱、牛油火锅底料、红油火锅底料等物质的粘稠酱类的灌装。按照操作流程可以分为全自动灌装机和半自动灌装机称重式灌装机，适用于黏度较低的液体物料。例如，油漆，涂料，树脂，及各种化工原料。（9）颗粒浆状灌装机适用于医药、日化、食品、农药及特殊行业，是理想的颗粒浆状粘度流体充填设备。 该机为半自动活塞式灌装机，可灌装颗粒浆状流体物料。（10）粉剂灌装机该机适用于化工、食品、农、副产品等行业的粉状、小颗粒状物料的定量灌装。如：农药、兽药、消毒剂、洗衣粉、粮食、种子、奶粉、调味品、味精、食盐、白糖、添加剂等。产品特点：微电脑控制，定量准确。参数可调整，误差可自动修正。强弱电分开，无干扰。可靠性高，适应面广。充填部件用全不锈钢制做加工精度高，互换性好，分级合理。模块式设计，组合灵活。91.2 国内外 发展现状饮料灌装机械是伴随饮料工业的产生而产生，并追随饮料工业的发展而进步的。1890年，美国研制出玻璃灌装机械，1902年市场上出现灌装番茄酱的压力灌装机械，1912年发明了封口机械，不久灌装机械和封口机械合为一体。在20世纪末，德国制造出手动灌装机。含气体饮料的灌装工艺难度较大，灌装设备的发展大约经历了三个阶段。第一阶段是1952年-1957年之间，完成了含气体饮料的灌装机械由差压灌装向等压灌装发展，采用的是机械阀。第二阶段是1957年-1759年，这期间先是德国HK公司，之后是法国和前苏联，发明研制了等压弹簧阀，弹簧在等压状态下，借助弹簧力将冲液阀打开，破瓶后冲液阀可以自动关闭，这样不仅使灌装机械的结构简单了，而且延长了灌装阀的有效工作时间，为灌装机械的高速化创造了条件。等压弹簧阀的出现是灌装发展史上的一个重要阶段，至今等压灌装机还广泛使用，只是功能更完善，结构更合理。第三阶段是一德国SEN公司发明的电动阀为标志，电动阀中气阀和水阀的开启和关闭由可控编程器控制，对灌装时间，灌装速度进行严格的控制和可靠的界定。我 国 饮 料 灌 装 机 械 制 造 业 起 步 晚 ， 20世 界 60年 代 前 基 本 是 空 白 ， 当 时国 内 的 啤 酒 厂 和 汽 水 厂 都 是 使 用 美 国 和 日 本 20世 纪 30-40年 代 的 设 备 ， 工艺 落 后 ， 机 械 陈 旧 ， 严 重 影 响 了 我 国 啤 酒 和 汽 水 饮 料 工 业 的 发 展 ， 1967年我 国 才 开 始 研 制 和 生 产 灌 装 机 械 。 进 入 20世 纪 70年 代 ， 我 国 先 后 引 进 了 一些 国 外 灌 转 生 产 线 ， 在 装 备 一 些 设 备 的 同 时 ， 也 促 进 了 我 国 包 装 机 械 行 业 进入 了 一 个 新 的 发 展 时 期 。 机 械 ， 轻 工 ， 军 工 等 领 域 的 一 些 企 业 开 始 在 仿 制 和消 化 国 外 技 术 的 基 础 上 ， 又 开 发 和 研 制 出 了 各 种 中 小 型 的 灌 装 机 械 ， 提 供 给国 内 的 一 些 饮 料 生 产 厂 ， 促 进 了 我 国 饮 料 业 的 发 展 。 进 入 20世 纪 80年 代 ，我 国 采 用 技 术 贸 易 结 合 的 方 式 ， 引 进 德 国 SEN 公 司 的 20000瓶 /小 时 的 啤 酒灌 装 生 产 线 和 日 本 三 菱 公 司 18000瓶 /小 时 的 含 气 饮 料 灌 装 生 产 线 的 制 造 技 术 ，到 1991年 又 引 进 了 德 国 KHS 公 司 30000瓶 /小 时 的 啤 酒 灌 装 生 产 线 及 生 产 技术 。 这 样 我 国 不 仅 能 够 生 产 中 小 型 的 灌 装 机 ， 而 且 能 够 生 产 大 型 灌 装 机 ， 技术 水 平 上 了 一 个 新 的 台 阶 ， 将 我 国 的 液 体 灌 装 设 备 制 造 业 的 整 体 水 平 提 高 到了 一 个 新 的 水 平 。101.3 课题研究意义当 今 国 际 灌 装 机 加 工 成 套 设 备 向 着 大 型 化 发 展 ， 工 艺 技 术 水 平 也 逐 步 向智 能 控 制 和 自 动 控 制 方 向 靠 拢 。 而 中 国 的 灌 装 机 现 状 还 主 要 以 多 元 所 有 制 结构 和 小 规 模 经 营 方 式 为 主 ， 技 术 水 平 参 差 不 齐 ， 工 艺 设 备 加 工 精 度 与 加 工 密度 不 够 ， 企 业 没 有 自 主 创 新 能 力 ， 设 备 大 多 都 是 直 接 仿 制 国 外 ， 有 许 多 不 适合 我 国 的 国 情 ， 一 道 或 者 数 道 工 艺 需 要 改 进 。 灌 装 机 发 展 至 今 ， 已 由 早 前 单一 环 节 的 加 工 模 式 发 展 为 成 套 的 加 工 工 艺 流 程 ， 但 各 环 节 的 灵 活 性 降 低 ， 怎样 处 理 好 环 节 间 畅 通 ， 并 保 证 各 环 节 灌 装 机 质 量 成 为 亟 需 解 决 的 问 题 。 随 着智 能 控 制 技 术 的 成 熟 ， 开 发 成 套 的 智 能 化 、 自 动 化 灌 装 机 技 术 有 重 大 的 现 实意 义 。灌 装 机 在 食 品 行 业 、 饮 料 行 业 、 日 化 行 业 等 广 泛 使 用 。 食 品 包 装 机 械 竞争 日 趋 激 烈 ， 未 来 的 食 品 灌 装 机 械 将 配 合 产 业 自 动 化 ， 促 进 包 装 设 备 总 体 水平 提 高 ， 发 展 多 功 能 、 高 效 率 、 低 消 耗 的 食 品 包 装 设 备 。 一 直 以 来 ， 灌 装 机就 是 饮 料 市 场 的 坚 实 后 盾 ， 特 别 是 现 代 市 场 上 人 们 对 商 品 质 量 要 求 日 渐 提 高 、市 场 需 求 不 断 扩 大 、 企 业 对 高 效 自 动 化 生 产 的 要 求 ， 在 这 样 的 情 况 下 ， 灌 装机 更 是 成 为 了 炙 手 可 热 的 灌 装 设 备 。 加 上 近 几 年 ， 科 学 技 术 水 平 的 提 高 ， 国内 灌 装 机 行 业 也 得 到 了 较 快 的 发 展 ， 技 术 水 平 、 设 备 性 能 、 质 量 等 方 面 都 有了 很 大 程 度 的 提 高 ， 在 支 持 企 业 高 效 、 安 全 生 产 上 发 挥 了 重 要 的 作 用 。11第 2 章 饮料灌装机总体方案设计2.1 饮料灌装机的设计方案本机适用用于含汽饮料(啤酒,汽水等)的灌装，适用于中型饮料厂使用。本文设计由于企业生产发展需要，现有饮料灌装生产线的设计能力已远远不能满足生产要求，必须对生产线进行改造。饮料灌装机为饮料灌装生产线关键设(BZQP40-8 型啤酒灌装压盖联合机的灌装部分） ，为此，选定饮料灌装机这一工厂实例作为课题。 设计参数：圆形标准玻璃瓶按国家标准GB4544；瓶高：H=（160290）mm；瓶径：D=(5676)mm；瓶口内径：d=(1316)mm；装瓶头数： 401n压盖头数： 82生产能力： 6000-8000（瓶/小时），完成相关的系统结构图，零件图等。参考设计方案如图1 所示：图1：饮 料 灌 装 机 方 案 图122.2 灌装的基本方法液体物料由贮液装置灌入包装容器中，常采用如下几种方法。（1）常压法灌装。是指在大气压下直接依靠被灌液料的自重流入包装容器内的灌装方法。常压灌装的工艺过程为：1、进液排气，即液料进入容器，同时容器内的空气被排出；2、停止进液、即容器内的液料达到定量要求时，进液自动停止；3、排除余液，即排除排气管中的残液。常压法主要用于灌装粘度地、不含气的液料如牛奶、白酒、酱油、药水等。（2）等压法灌装。是利用贮液箱上部气室的压缩空气给包装容器充气，使两者的压力接近相等，然后使液料靠自重流入包装容器内的灌装方法。等压灌装的工艺过程为：1、充气等压；2、进液回气；3、停止进液；4、释放压力，即释放瓶颈内残留的压缩气体至大气内，以免瓶内突然降压而引起大量冒泡，影响包装质量和定量精度。等压法适用于含气饮料，如啤酒、汽水等的灌装，可以减少所含二氧化碳的损失。（3）真空灌装法。是在低于大气压力条件下进行灌装的方法。它有两种基本方式：一种是压力真空式，即让贮液箱内部处于常压状态，只对包装容器内抽气使其形成一定的真空度，液体依靠两容器内的压力差，流入包装容器并完成灌装；另一种是重力真空式，即让贮液箱和包装容器都处于接近相等的真空状态，液料靠自重流入该容器内。目前，国内常采用压力真空式。其设备简单，工作可靠。真空法灌装的工艺过程为：1、瓶抽真空；2、进液排气 3、停止进液；4、余液回流，即排气管中的残液经真空室回流至贮液箱内。真空法适用于灌装粘度低一些的液料（如油类、糖浆等） 、含维生素的液料（如蔬菜汁、果子汁等）和有毒的液料（如农药等） 。此法不但能提高灌装速度，而且能减少液料与容器内残存空气的接触和作用，故有利于延长某系产品的保质期。此外，还能限制气体和液体的逸散，从而改善操作条件。但对灌装配置的、含有芳香性气体的液体是不适宜的，因为抽气会增加液香的损失。 （4）虹吸法灌装。虹吸法灌装应用虹吸原理使液体料经虹吸管由储液箱被吸入容器，直至两者液位相等为止。此法适合灌装低粘度不含 气的液料，设备结构简单，但灌装速度低。（5）压力法灌装。压力法灌装是借助机械或气液压等装置控制活塞往复运13动，降粘度较高的液体物料从储料缸吸入活塞缸内，然后再强制压入待灌装的容器内，可依靠本身所具有的气体压力直接灌入未经预先充气的瓶内。第三章 灌装机传动系统设计计算3.1 类比法选择动力源根据类比法选择电机。在食品厂实习时，其电机选择为 Y112M-6、2.2KW，由于是轻工机械所以功率不用太大，选择 Y 系列三相异步电动机，选择 Y112M-6。其功率为 2.2KW 额定转矩为 2 额定转速 940r/min 重量 45Kg3.2 工位的计算机器的工作效率范围是 6000-8000 瓶/时，又因为是轻工机械，所以按高生产率 134 瓶/分钟计算，完全可以满足设计和安全要求。考虑到螺旋限位器的摆放位置需要一定的空间，所以在液箱周围设置了 68个工位，在进、出拨轮之间的一个是空位，其上无工作头。所以，一周仍然是67 个工位。此机器的工作头一周期是 转，每分钟 周期，所以工作头每分钟678134672转过 转。134683.3 拨瓶轮主要结构参数设计计算3. 3. 1 拨瓶轮齿槽数（齿数）确定星形拨轮齿数为 Zb，灌装机的生产能力为 Q，拨轮主轴转速为 ，依据单n位时间内供瓶数应等于出瓶数（不考虑灌装过程中出现爆瓶现象） 。则14（3.1）60bQnZ式中，Zb 齿数；Q 生产能力，瓶/时；转速， /min。nrad拨瓶轮齿数由 确定。/60bZQn已知灌装机得生产能力 Q 瓶/时，初步确定拨瓶轮主轴转速与80:灌装机大转盘主轴转速的比例为 i5.大转盘主轴转速根据计算得出n13 /min.则可以确定拨瓶轮主轴转速 n15 /min.拨瓶轮齿数 Zb:rad rad/6080/615.789bZQn:选取拨轮齿数 Zb8。3. 3. 2 拨瓶轮节圆半径的确定设拨轮节圆半径为 Rb, Cb 为行星拨轮的节距，因为容器以等间距定时供送，则（3.2） 2bbZ（3.3）/R对于旋转灌装机来讲，C b 应等于灌装阀的节距。在确定灌装机整体尺寸时确定的灌装阀节距尺寸Cb126 mm， Rb160mm 。用 Cb 带入验算：（3.4）/2bbRCZ16810.5m用 Rb 带入验算：（3.5）2/bbZ160825.15根据检验，对 Cb, Rb 进行优化设计，最后确定 Cb126mm，R b160mm。3. 3. 3 拨瓶轮其它尺寸的确定在本课题中灌装容器是啤酒瓶，因此拨瓶轮的材料在选择上应选用对酒瓶不会造成有磨损，击碎的现象。故选用尼龙 1010 材料。拨轮中的尺寸 h 和 Rc 均由容器瓶的高度和直径来确定。它与灌装机中拨轮盘花齿尺寸有关，拨轮的尺寸以能很平稳地 输送瓶子为原则，可用类比或实验来决定。设计时尺寸 Rc 地决定方法；因为 Rc 与灌装机主体中地拨瓶轮花盘有关，若拨轮外接圆与灌装机主体中拨瓶花盘地外接圆相切时 Rc 等于瓶子半径；若与灌装机主体中拨瓶花盘地外接圆相交，则尺寸 Rc 大于瓶子的半径。而且拨轮在往灌装机大转盘拨瓶子的时候，为了能使瓶子均匀稳定地输送到大转盘而不被拨回来，尺寸 Rc也应大于瓶子的半径，这可以由实验结果得知。由已知给定的参数瓶子半径R40 mm，则可确定尺寸 RcR+(23)mm，即 Rc42mm。高度是由瓶高来确定的，瓶子确定的高度是 280mm，拨瓶轮的厚度可以根据设计时按设计者给定的值。拨瓶轮给的厚度是 10mm，容器瓶从输送带过来瓶底离下拨瓶板的距离确定为 25mm，设该课题给定的容器瓶瓶颈为 105mm，直径为 70mm 的瓶身高出上拨瓶板为 25mm，保证瓶子的重心在两齿的中心附近。h28020252510585mm3.3.4 包装容器与拨瓶轮的相对运动拨轮的结构比较简单，设计时主要考虑齿槽形状。在包装容器的供送过程中，容器在末端堆挤在一起，要使不同形状的包装容器顺利导入拨轮齿槽，即齿槽不与拨轮发生碰撞，必须合理确定齿槽形状。为此，要分析被供送包装容器与拨轮之间的相对运动。可以用简化画法表示拨瓶轮与容器瓶的相对运动。实用中，多将星形拨轮与分件供送螺杆组合在一起，对此应指出一些特殊的设计要求。设拨轮的节圆直径 （半径为 ） ,齿槽数为 ,主轴转速 , 则bDbRbZbn= = =320 （3.6）bCZ1268m16= =15 （3.7）bn1208Z/minrad对旋转型灌装机， 等于灌装阀的节距至于能否取整数，则与整个川东部bC据有关。在此前提下，决定 不仅要考虑拨轮的外轮廓尺寸和齿槽的结构形式，也要便于等分提高制造精度。 实践表明，为合理设计星形拨轮齿槽的结构形式，必须深入研究它同被供送瓶罐的相对运动关系。如图 3.6 所示，通过拨轮主轴O 取一静坐标系 ，在通过该点及任一齿槽中心 C 取一动坐标系 。初始oxy oxy时二系的横纵坐标轴对应重合，其次由 C 一点引节圆切线分别截取两个线段，令 = = 。已论证 。ac3mS:bC3mSb设星形拨轮以等角速度 做逆时针方向转动，经时间 t 转过角度 = ,bt相应的齿槽中心 移至 ,而瓶罐中心以初速度 等加速度 移至 ,令 = , bvaax由于其末速度 = = ，因此3mvbbRa= - （3.8）vb60an= + （3.9）xa12t式中 ，在此过程中瓶罐相对拨轮的运动轨迹即为 - - 。若以瓶罐60tn ac中心绝对运动轨迹上的 点极坐标（ ）表示它的动坐标系中的位置。以图,r示几何关系写出（3.10）2()mbrDSx（3.11）3arcbtgR此即瓶罐与拨轮的相对运动方程，借以上两式画出瓶罐的相对运动轨迹及其外轮廓线，是以确定拨轮齿槽的形状尺寸，同时做出是否需切齿修整的判断。但是，要想从根本上解决两者互不干涉的问题，应进一步运用解析法加以剖析。设齿槽半径（即瓶罐主题部位半径） 所对应的拨轮中心角为 ，瓶罐相对运动轨迹终点 的切线与该点拨轮矢径的夹角为 ，那么保证啮入不干涉的基c b17本条件应是（3.12）arcsin2bbR由于（3.13）bdrttgr借（3.10）和（3.14）3arcmbSxtgR应用罗比塔法则导出（3.15）2arcbbtg代入式（3.10）,得（3.16）2(arcsin)bbRtgR（3.17）201336()bmCSi将（3.15）带入（3.14）（3.18）01232()arcsinbmmbRSiiCtg总之，当 为定值时，通过调整 可达到瓶罐啮入拨轮齿槽01,bSR23,mi（其外轮廓形状尺寸与瓶罐啮合部分完全一致）不产生任何干涉的目的。在这方面，与分件供送螺杆的转速变化毫无关系 10。3.4 螺旋限位 器设计在包装工业领域内，现以广泛应用多种类型的分件供送螺杆装置，可按某种工艺要求将规则或不规则排列的容器、物件以确定的速度、方向和间距分批或逐个地送到给定的工位。本设计主要用来分件单列供送正圆柱形的典型组合18装置，此分件供送装置是整个灌装设备的“咽喉” ，其结构特性的好坏直接影响到产品的质量、工作效率、总体布局和自动化水平。图 3.4 三段式分件供送螺杆如图 3.4 所示，圆柱螺杆的前端多呈截锥台形（斜角约为 3040） ，而后端则有同瓶主体半径相适宜的过渡角，以利改善导入效果，缓和输入输出两端的抖振和磨损，延长使用寿命。同时为了使待灌瓶逐个依次顺利导入螺旋槽内，增速达到预定间距借助拨轮有节奏地引导到包装工位，因此将螺杆应用于高速分件定时供送，其螺旋线最标准的组合模式包括：a.输入等速段，有助于稳定的导入。b.变加速段，加速度由零增至某最大值，以消除冲击。c.等加速段，与输送带拖动待灌瓶的摩擦作用力相适应，采用等加速运动规律使之增大间距，可保证在整个供送过程中与螺旋槽有着可靠的接触点而不易晃动和倾倒。d.输出等速段，以改善星形拨轮齿槽的结构形式及其啮入状态。3.4.1 限位器总体计算由 得 60Qnjj6084:2.53:/minrad3412n/mirad拨轮节圆周长 ，则160lRm105268blC19已知螺杆的转速（其值与供送能力相当） ，行星拨轮的齿数120/minnrad及节距 ，则8bZ126bCm拨轮的转速 05/i8bnradZ拨轮节圆的直径 12630bDm当物件被等速的输送带拖动前进时，如果让整个变螺距螺杆对它仅起一定的阻挡作用，并在末端与星形拨轮取得速度的同步，显然应保证输送带的运动速度 ，螺杆的最大供送速度 和拨轮的节圆线速度 均相等：cv3mvbv31265./mbCns3.4.2 螺杆等速段计算供送正圆柱形物件，令其主体部位的圆弧半径为 ，螺杆的内外半径各为、 ，可取0rR0Rr而对于供送异侧形状的物件，令其主体部位的长度（或长轴） 、宽度（或短轴）各为 ， ，可取12b021Rrb进而求螺杆等速段的螺距 或 012S01S式中 两相邻物件的平均间隙（一般为几毫米，主要与物件加工精度有关）本设计令 ，则8m05432D019S令 ，则 ，取r024365Rrm4R设等速段螺旋线的最大圈数为 （通常取为 1） ，而其中间任意值 。对1i 10mi20单头外螺旋线引起展开图形为一条斜直线，故相应的螺旋角0193.48StgD所以 01arc.3418.tg周向展开长度： 276iLm11mi轴向长度： 093HS11mi螺杆输入速度： 0523./6nvms式中 螺杆外直径（ ）D8DR若物件的输入速度 ，那么最好借助调试波形尼龙拌和刷板等缓冲装置使0r其减速；反之当 时，就只能依靠输送带对无建起的摩擦拖动作用加速已rv接近螺杆的初始供送速度，居此获得供入段的输送长度20rrvLfg式中 物件与输送带的滑动摩擦系数f重力加速度g另外，设螺杆物件与输送带的最大速差 01()(2693)158.2/mcbvCSnms故知拨轮节距和螺杆转速都不宜过大，以免加快板链工作表面的磨损，病防止对物件引起强烈的震动。3.4.3 螺杆变加速段计算数据前述，令此段螺杆的供送加速度 有零值一正弦函数变化规律提高到2a某一最大值 ，遂写出a21221sinmtaC进而解出相应的供送速度及轴向位移22221cosmttvadt C22221 34inmttHtC式中 、 分别表示被供送物件移过行程 及其最大值 所需的时间，有边2tm 2H2m界条件得知：当 时， ；而当 时， ，顾可确定各20t220vta待定系数：1Ca220mtv3将 、 、 代入式，并取 ，式中 、 分别表示变加速1C23 26itn2mt2im段螺旋线的圈数的任意值和最大值（即 ，通常取 ） ，取 ，20i1:2i1。等加速段螺旋线的最大圈数为 （通常取 或更多）而其中坚任意2mi3m5:值 ，取 ， 。经推导求出加速段螺旋线展开图形的轴向长度：30i3i3mi2012220134()sinmbmiCSHSi2(69)93(i)5201201 23mbm miCSHSii22212693931()5m周向长度： 281276LDi2m外螺旋线的螺旋角：20122013()cosmbmiCSitgRi69.3402arc0.3619.8tg2012013.6mbmiCStgtRi2arc0.3619.8mtg螺距 201222013 241cossin4mbmmiCSiSi 6993 i145螺杆的供送速度 2012203cosmbminCSivi691.39/s201203mbinCSvi232106933.9/ms供送加速度20123sinbmmnCSai2691i./s以上表明，当其他条件一定时，过渡段的外螺旋线螺旋角螺距和供送速度均随螺旋圈数的增大而增大。若取 ，则 。这完全符合螺杆20i2002v前两段的位移、速度及加速度区县衔接要求。3.4.4 螺杆等加速段计算令螺杆等加速段的供送加速度 ，则相应的供送速度及轴向位移3a34vdtC233435Htt式中 表示被供送物件移过行程 所需的时间。有边界条件得知：当 时，3t 3 30t，故可确定各待定系数： ， 。0H2mv 42mCv50由于 ，经推导求出等加速段处螺旋线展开图形的轴向长度3itn012301 323bmmSiHSii 6941931502330bmm mCSiHi241269341330m周向长度： 3829LDi3m螺旋线的螺旋角：3013223bmmiCStgDi69.80453arc.2.tg01322360.48mbbmiCStgtDi3arc0.46.7mt螺距：23301014mbiiSCS963101323bmbmCSSi691b螺杆的供送速度：01230 323bmmnCSivi25120693213.84/ms33 05/bvCnDtgms供送加速度：2201 23 1693.4/bmSa si这表明，等加速段的供送加速度与螺杆转过的平方成正比。若星形拨轮节距和等速段螺距均为确定值，而能适当增加后两段螺旋线的总周数，则有助于降低螺杆的供送加速度或提高转速（即生产能力） 。再有，当其他条件一定时，等加速段的外螺旋线螺旋角、螺距和供送速度同样都随着螺旋圈数的增大而增大。若取 ，则 ， ， ，这完全符合螺杆后两段的位移、30i32m32v3a速度及加速度曲线的衔接要求。最后指出，螺杆等速段最大轴向长度 仅与1mH螺距 及圈数 有关，而过渡段和等加速段的最大轴向长度 、 都与拨01S1mi 23轮节距 、螺距 及圈数 、 有关。bC02mi3至此，可求高速分件供送螺杆组合螺旋线展开图形轴向及周向全长： 1323mmHH:95081323mmLL:76593.5 带的选择和校核1） 计算功率 cP已知 P=2.2Kw n=940r/min由表 3-4 查工作情况系数 1AK26由式 3-23 得 12.cAPKKw2）V 带型号根据 和 由机械设计图 3-12 确定，选 A 型带。cP0n3）定带轮基准直径选择小带轮直径 由表 3-5，表 3-6 确定 取d md75验算带速：由式 3-12 得 1759403./606dnv s小于 sm/25mid.18.214）确定中心距 a 和带的基准长度 cL初定中心距 0由式 3-25 得 0.7(d +d)a2(d +d) 183.75a525取 a =500mm0由式 3-26 得 + = )(2daLc02)(am7.148取标准 按机械设计 表 3-3 取c Ld0确定中心距 a由式 3-27 得mLcd 65.4927.1840520 的调整范围aad 23.3.mx L479105015in5）验算包角 由式 3-28 得27 24.1675.31806275.1806180ad24.66）确定带的功率及根数查机械设计书4108.3c 32108.9c1569546170L8.260n973.0)51(.)51(2. 7.80K26.lg)1(442sdcdcP079.l42Ld1846.)lg()(423210dddd ccP97.0).07.186.97.0)(210 K39.2.5PZc初拉力smdv/81.0716.2查机械设计书 表 3-1 得 kgq NqvKvzPFc 09.148.0)19673.052(81.50)15.2(0 22 ZFQ4.sin4sin03.6 液箱的计算已知液箱的内径为 ，外径为 根据现在常用的饮料的mr40mR58最大容积为 2.5 升，灌装头数为 40 个可得液箱的最大容积为28373250410Lm因为此机的灌液区有一个空区，得乘以系数 68又每个灌液区又有单独的空区，占容积的 ，得乘以系数 8所以有公式 267()8LRrh得液箱的高度为72 210108.4676()(584)8h mRr每次灌液后液面下降的高度为： 71220156.LhmR29结 论通过这次饮料灌装机的结构设计，我认识到了单纯的理论知识学习和 实际设计之间的差距。 通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计 规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。这些都是我希望得到的 也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的这些宝贵的知识和经验，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。本次设计参考了许多资料，吸取了其优点，并在考虑我国实际的基础上完成了饮料灌装机的结构设计，表达了自己的设计思想，完成了设计任务。但是由于缺乏生产和设计经验，问题一定很多，这些都需要老师改正，使之更合乎生产实际。需要 CAD 图纸，咨询 Q：414951605 或 1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载致 谢本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学习的榜样，也将始终引导和激励着学生在科学技术的殿堂里探索前进。老师令人敬佩的平易近人的处世方式也为学生树立了榜样。本毕业设计的完成是在导师的指导下完成的，在整个过程中同时也得到了其他老师的指导和大力支持。在此我向老师们表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢他们对我在学习上的耐心指导、以及做人做事方面的悉心教诲，使我在解决问题的方法策略和为人处事上都有了很大提高。同时祝愿他们工作顺利，身体健康！在这个设计过程中，我得到了很多同学、朋友及老师的支持和帮助，他们给予了极大的帮助和支持。在此我对他们表示衷心的感谢，同时我也感谢我的家人，是他们的理解和默默支持使我的毕业设计能得以顺利按时的完成。最后，借此机会谨向所有关心、支持和帮助我的老师、同学、家人、朋友以及所有默默支持我的人致以最衷心的感谢。谨以此文献给所有关心和帮助我的人。学生所取得的每一点点成绩和每一次的进步，无不凝聚着老师大量的心血。在此论文完成之际，谨向老师致以最崇高的敬意和衷心的感谢和帮助，在此向老师表示衷心的感谢。老师全面活跃的思维方式、一丝不苟的治学态度和勤奋务实的工作作风给我留下了深刻的印象，并将使我受益终生。感谢我的家人。他们的支持和理解是我完成学业的前提和动力。没有他们的支持我不可能顺利完成我的学业。值此论文完成之际，向所有给予我关心和帮助的老师、同学和亲友致以深深的谢意和美好的祝福。31参考文献1 吴相宪 王正为 黄玉堂 主编. 实用机械设计手册. 中国矿业大学出版社，19932 王洪欣 李木 刘秉忠 主编. 机械设计工程学I. 中国矿业大学出版社，20013 唐大放 冯晓宁 杨现卿 主编. 机械设计工程学II.中国矿业大学出版社，20014茶饮料生产技术及装备，食品工业科技，2000（3）5一步法聚脂瓶生产技术探讨，中国食品工业，1999（1）6BOPP 瓶：茶饮料的理想容器，中国食品工业，1998（8）7章建浩，食品包装大全，北京，轻工业出版社，20008曹国荣等，灌装机灌装时间的计算研究，包装工程，1996,179P Cu.M Hashemian.A Y C.Nee.Adaptable Design J .CIRP.2004.53 (2):1-19.10 Christian Brannstrom. Forests for cotton: Institutions and organizations in Brazils mid-twentieth-century cotton boom, Journal of Historical Geography, 36 (2010): 169182.