灌裝機供瓶機構的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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[16]龔桂義，潘沛霖，機械設計課程設計圖冊第三版，哈爾濱工業(yè)大學，2013. ABSTRACT He PengxuLi （College of Mechanical and Electrical Engineering，Tarim University，Alar 843300，China） Abstract: Liquid filling machine was one of critical equipments in the filed of food processing for beverages．At present，the development tendency of Liquid filling machine was high speed、accurate、intelligent and multifunction． This paper compared the performance of traditional single．cylinder machine， the lower degree of automation，poor GM，filling speed of adjustment is not convenient，but difficult to apply a bottle—shaped，liquid filling materials and the changes in specifications and other issues，combined with fully automatic liquid filling process processes，analysis of the automatic liquid filling machine of the working process and its main functional parts，focuses on the automatic liquid filling machine of the key aspects of the work of the working principle and control requirements。 Full-automatic liquid filling machine to achieve the filling of the production of high-speed，precision，intelligence，multi—functional as well as human interface requirements．Work on the filling process of real-time monitoring and dynamic management，increased automation level of liquid filling，increased production efficiency． Key words: Filling，packaging，filling machine