灌装机供瓶机构的设计.docx

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1、前灌装机是酒水、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。为提高食品加工行业的快速发展，目前正向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。本文针对传统罐装机性能比较单一、自动化程度低、通用性差，灌装速度调整不方便，而且难以适用瓶形、液体物料及灌装规格的变化等问题，结合全自动液体旋转灌装的工艺流程，分析了全自动液体灌装机的工作过程及其主要部件的功能，重点介绍了全自动液体灌装机关键工作环节的工作原理及控制要求在全自动灌装、包装生产线中，液体灌装机是包装机械的重要组成部分之一，其主要用在食品、化工等轻工行业中。全自动液体灌装机实现了灌装生产高速化、精确化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要

2、求。本文设计对灌装工作过程进行了自动化及机械化处理，结合整个灌装生产线，提高了液体灌装的自动化水平，提高了生产效率。关键词：灌装；包装；灌装机；供瓶系统目录1绪论11.l课题研究的意义12国内外液体灌装机现状及其发展趋势11.3研究的内容和方法31.4预期目标31. 5重点研究的关键问题及解决思路32灌装生产线概念41.1 全自动液体灌装线概述41.2 液体灌装基本原理42. 3液体灌装方式41. 4液体灌装机的一般工作流程的叙述53灌装机供瓶机构设计61.1 理瓶机构结构设计62. 2传送带机构73. 3间歇转盘机构84灌装机供瓶机构的零部件设计与选择104.1 不完全齿轮的设计及参数选择1

3、04.2 电机的设计及参数选择114.3 传动装置的设计114.4 轴的校核13总结14致谢15参考文献161绪论1.1 课题研究的意义随着食品工业的发展、人民生活水平的不断提高，食品的需求量和种类与日俱增，食品包装也日渐突出。食品包装机械是对食品进行完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序、计量等辅助设备。食品包装机械是食品工业生产的一个重要环节。发展食品包装机械化，可以提高劳动生产率，节约大量劳动力，可以降低劳动强度，改善劳动条件，有利于食品卫生，提高生产质量，还可以改善环境卫生，节约原料山。灌装机械是食品包装机械中的一种，通常将液体

4、产品充填到包装容器内的机器称为灌装机械。在自动灌装机中，按照灌装的工艺要求、速度、间距和状态，准确地将待灌瓶送入主转盘升降托瓶台上，是保证灌装机正常而有序地工作的关键。常用的供送装置有链带式、动梁推进式、螺杆和星型拨轮等。供瓶机构是液体灌装机的必要组成部分，它在液体灌装机中起到承上启下的作用，完善的结构设计可以保证灌装动作的顺利完成，实现其自动化操作。1.2 国内外液体灌装机现状及其发展趋势1.2.1 国内液体灌装机械的发展现状我国饮料灌装机械制造业起步晚，建国后基本上采用的是手工灌装，当时国内啤酒厂和汽水厂都是使用国外早期比较落后的设备，工艺落后，灌装速度慢，而且在卫生上也存在很大问题，严重

5、影响了我国饮料行业的发展。改革开放后，随着轻工业的迅速发展，一方面我国先后引进了一些国外灌装生产线，在改造一些饮料生产企业的同时，另一方面我国也在自行研制，这就促进了我国的包装机械行业进入了一个新的发展时期，开发出各种自动、半自动中小型的灌装机械，提供给国内大批饮料厂，促进了我国饮料业的迅速发展。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20000瓶/小时的啤酒灌装线和日本三菱公司18000瓶/d,时的含气体饮料灌装线的制造技术，到1991年又引进了德国KHS公司36000瓶/d,时的啤酒灌装线及生产技术。这样，我国不仅能够生产中小型的灌装机，而且开始生产大型灌装机。

6、我们参照国外全自动液体灌装机的先进机型，结合国内液体灌装的实际情况，独立开发设计并制造新型全自动液体灌装生产线，并根据测算，与国外同类产品相比，价格仅是进口设备35%,并且完全可以代替进口同类产品，具有良好的价格性能比，同时技术水平也上了一个台阶，将我国液体灌装设备制造业的整体水平提高到一个新的水平。我国的灌装机械制造业，经历了仿制、引进技术、消化吸收、创新、自主开发的过程，技术进步及创新的速度很快，而且在不断缩小与国外先进技术之间的差距。1.2.2国外液体灌装机发展现状灌装机在食品行业、饮料行业、日化行业等广泛使用，是这些企业实现自动化生产必不可少的机械设备之一。西方各国对灌装机发展十分重视

7、，不仅种类齐全，而且自动化程度高，集机、电、光、声、磁为一体的高新技术灌装机正在不断涌现。在产品节能化、资源高利用化、生产高效率化、高新技术实用化、科研成果商业化成了西方发达国家拉大同其他发展国家差距的重要方面。如西方各国灌装与旋盖设备走向一体化和智能化，并且向高速、多用、高精度方向发展。经过长期深入的发展，以美日等国为代表的发达国家，包装行业灌装机技术先进、多功能化、自动化程度和灌装精度都很高。1.2.3国内外液体灌装机械制造业的发展趋势随着食品工业的发展，在饮料灌装、包装设备方面也不断的向高的方向发展。目前在这方面的发展水平还是体现在美国、德国、意大利、英国和日本等国家，我国也不断在向这个

8、方向发展。其主要表现为：生产的高速化、设备结构合理化、设备的多功能化、控制的智能化，以及设备的绿色化等。生产的高速化。为了迎合市场发展的需求，获取大的经济利益，提高生产速度似乎己经成为生产控制中的一个重要因素。在一定程度上讲，提高生产速度在不增加劳动力的情况下，唯一的方法就是改进设备，用同样的时间和同样的劳动力去操纵高效率的机器，以生产出相对多的产品。因此在这方面，提高设备的生产能力就成为重中之重。目前，在碳酸饮料灌装中，灌装机的灌装速度最高可达2000Bl/分，灌装阀头数也分别达到140头、160头、180头；非碳酸饮料灌装机的灌装阀头数也达到50-100头。在灌装速度上，灌装速度最高可达1

9、000瓶/分，最高的已经超过1500瓶/分。结构的合理化。国内外灌装机械制造商都在致力于产品结构的优化，不断的在对老产品进行优化的同时开发出新的产品以适合市场的变化。一方面是零部结构的优化，设备可靠性的提高，另一方面则围绕设备成本降低，以及操作方便和可维护性进行研究。例如，德国KRONES公司贴标机的转换部件大大减少，贴标的功能及数量反而增加。有的“冲灌-封-一体机全部采用瓶颈夹持输送装置，省去了输瓶导板、导轨、底板等转换部件，不论PET瓶体积大小如何均不需要调整灌装机和封口机的高度，在各种生产时速和各种灌装方式中都能够高速、平稳地输送包装容器。设备多功能化。设备在不断的向多功能化方向发展，早

10、期的灌装设备，功能单一，只适应一种容器或一种液体的灌装，而且灌装量调节范围比较小，不能够适应用户改变包装容器、改变灌装液体及灌装量的变化。而新型的灌装设备是由几台可以独立工作的设备经过智能组合，按用户的要求组成的不同形式的生产线，用户只需在更换小的部件的情况下就能完全满足对不同容器、不同液体的灌装，而且灌速度调节自如I,这样就可以满足用户的不同灌装要求。控制的智能化。早期的灌装设备都是通过机构的功能来进行机械操作，使得设备庞大，运转不灵活，而且可控制性差，误差大等。随着电子技术的发展，各种功能的传感器和可编程控制器普遍应用于灌装机的控制系统中，而且大型设备更是采用计算机控制，人机界面，故隙自我

11、诊断等，实现了设备运行的智能化。现代灌装技术的目标是精确、高效、自动化。精确的灌装量、灌装过程的高速、减少尽量小的液损、整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。L3研究的内容和方法本课题将灌装机生产线作为研究重点，利用供瓶机构实现灌装生产线上的机械化和自动化，免去人工劳动力的强度，加大生产效率，提高自动灌装一体化，优化灌装生产线，全自动灌装机生产线优势在于为制造业提供性能优良、稳定可靠的灌装生产线；材料浪费少，在大规模生产中节约成本；根据生产流程进行编程控制，生产效率高；生产过程对环境污染小等等。所以，通过去阿拉尔市托木尔峰酒厂的实习观摩，将全自动旋转灌装机的生产线优化成供

12、瓶机构，减少酒瓶从洗瓶机出来人工运送到生产线上且一次一人只能放置两瓶的时间，而且能大大提高生产效率，因此对其结构的优化设计和研究特别是供瓶机构的研究是本文的重点。通过观摩辣椒酱理瓶机，利用新型的理瓶机构运用到供瓶机构中，可以大大节省制作成本，简明易懂，结合灌装机理瓶机构，将两者相结合，并且将灌装机进瓶机构也简化融入到供瓶机构中，使整个生产线简明及自动化，让酒瓶能稳定快捷的进入灌装机转盘。1.4预期目标(1)能大大节省劳动力，减少人工成本。(2)实现灌装生产线上的机械化和自动化，增加生产效率。(3)通过研究灌装机供瓶机构机械化来更加深入了解灌装机的整体化和自动化，希望对灌装生产线整体机械及自动化

13、有启发和借鉴作用。1. 5重点研究的关键问题及解决思路供瓶机构的整体设计思想都是以全自动液体旋转灌装机来配合的，要结合某一灌装机，利用与他相同的电机转速与效率，不然会出现输送速度与灌装速度不切合，使生产线堵塞。对于传动装置与理瓶装置对从洗瓶机出来的瓶子如何做到输送过程中减少倒瓶和碎瓶率。结合多种灌装生产线总结出有利于供瓶机构的设计和想法，使供瓶机构的设计合理，利于灌装生产线的简化及增加效率。(1)通过查阅机械设计手册与实地测试确定合适的电机转速和功率，机械的选择(2)选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。(3)运用SOIidWorkSCAD软件,绘制二维零件图和装配图。(4)运用Sol

14、idWorks三维设计软件完成整机各零部件的三维建模。2灌装生产概念1.1 全自动液体灌装线概述全自动液体灌装机的使用和需求日益增长，已经逐步代替手工灌装或半自动灌装，并将发展成为液体灌装行业所必备的设备。目前，市场上对全自液体灌装机没有明确的定义和划分，大多只对能进行自动计量或某部分机构能实现自动控制。在全自动灌装、包装生产线中，液体灌装机是包装机械的重要组成部分之一，其主要用在食品、化工等轻工行业中。在食品行业中的用途则尤为重要，例如：酒水、饮料、乳品、油脂以及调味品等与日常生活息息相关产品的包装。另外是在化工行业中包括洗涤类、日化、矿物油和农药等化工类液体产品的灌装。然而，由于我国灌装行

15、业起步较晚，灌装、包装的自动化水平较底，市场自动化灌装设置要求很高。基于此，本文选择的是自动液体旋转灌装机作为讨论的主题进行研究和设计。2.1.1灌装生产线定义全自动包装生产线是由数台自动包装机械经控制系统进行集中控制，并按各自的功能完成一定任务进行顺序、连续生产包装的一系列机器的组合。组成自动包装生产线的过程是按照产品包装的工艺顺序，将若干台自动包装机械按一定的工艺要求组成一条生产线，并将包装物料和被包装的物料经输送装置、自动控制设备、检测设备及各种辅助设备按相应工艺要求进行连续输入、定量、包装、以及输出成品的一个自动化过程。其特点是：高速性、连续性。灌装生产线也称包装线，主要用于包装啤酒、

16、饮料、液体药品、食品油脂等。一条灌装生产线配套有多台机械，如配套自动吹瓶机、理瓶机、自动洗瓶机、烘干机、自动灌装机、封盖机、打包机等。采用自动化包装过程既可以使包装工序紧凑，提高工作效率，又可以降低工人的劳动强度。2.2液体灌装基本原理灌装就是将一定量的液体物料注入到包装容器中的过程。这种液体物料主要是指具有低粘度的可流动型液体物料，如酒类、汽水、果汁等。它们可以依靠自重以一定速度流入到包装容器中。另外还可灌装一些中等粘稠液体物料和一些高粘度物料，如果酱、油脂，牙膏及黄油等。对这些物料的灌装依靠重力是不能使其按要求流动的，因此需要施加一定的压力将其挤入或压入到包装容器中。由于液体种类很多，其性能不一，如粘度、起沫性、含气性、挥发性等各不相同，所以采用的灌装方法不一样，其