畢業(yè)設(shè)計方案 單列啤酒輸瓶機(jī)

畢業(yè)設(shè)計方案畢業(yè)設(shè)計方案題 目 單列啤酒輸瓶機(jī) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動化 班 級 機(jī)自0705 二一一年四月十日- 9 -濟(jì)南大學(xué) 設(shè)計題目 單列啤酒輸瓶機(jī) 一、選題背景與意義1.選題背景我國的啤酒灌裝生產(chǎn)線是最早引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備制造行業(yè)之一，早在上個世紀(jì)八十年代初，我國就從東歐、西歐、日本等國家進(jìn)口了大量的灌裝生產(chǎn)線設(shè)備，經(jīng)過多年的努力，不斷的消化吸收國外的先進(jìn)技術(shù)，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，其中一些國產(chǎn)生產(chǎn)線達(dá)到了很高的技術(shù)水平。我國的生產(chǎn)線與國外的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平的差距正在逐步的縮小。輸瓶設(shè)備在灌裝生產(chǎn)線中的作用十分重要， 恰如高速公路暢通與否關(guān)系汽車運輸效率一樣, 縱使有高速灌裝線的主機(jī)設(shè)備, 如果沒有設(shè)計合理、制作精良、運行穩(wěn)定的輸瓶系統(tǒng)，全線生產(chǎn)也絕不可能會有高效率的產(chǎn)出。輸瓶設(shè)備與理瓶設(shè)備、灌裝設(shè)備、貼標(biāo)設(shè)備、裝箱設(shè)備等關(guān)系密切，是灌裝生產(chǎn)線中不可缺少且極其重要的一部分。據(jù)調(diào)查, 國外瓶裝生產(chǎn)線的效率大多都超過80 % , 而我國國標(biāo)規(guī)定的僅為70 % 。雖然造成這一現(xiàn)象的因素很多, 但輸送系統(tǒng)設(shè)計得合理與否卻是其中的重要因素。雖然我國的灌裝生產(chǎn)線產(chǎn)品技術(shù)水平總的來說與國際上的先進(jìn)技術(shù)相比還處于落后狀態(tài)，主要在控制水平方面，高新技術(shù)應(yīng)用方面不夠好，新材料新工藝的推廣應(yīng)用也十分緩慢，只有少數(shù)的產(chǎn)品能夠達(dá)到有先進(jìn)技術(shù)的國家上世紀(jì)90年代初期的水平，但是，我國的灌裝線輸瓶設(shè)備已經(jīng)能夠基本達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平，并且基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。2.選題意義本次畢業(yè)設(shè)計的題目是單列啤酒輸瓶機(jī)設(shè)計。啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)離不開啤酒生產(chǎn)線，啤酒生產(chǎn)線由很多分管不同工序的機(jī)械組成，如理瓶機(jī)、洗瓶機(jī)、殺菌機(jī)、灌裝機(jī)等，如要進(jìn)行生產(chǎn)，必需要有輸瓶機(jī)做為各工序間的連接。另外輸瓶機(jī)還起到協(xié)調(diào)瓶流的作用，這意味著性能優(yōu)秀的輸瓶機(jī)可以提高生產(chǎn)線的產(chǎn)量、效率，甚至降低成本。而本次畢業(yè)設(shè)計單列啤酒輸瓶機(jī)可以滿足貼標(biāo)、灌裝、清洗等設(shè)備的單列輸送的要求，其性能優(yōu)劣將極大的影響多種設(shè)備的實際生產(chǎn)，所以單列啤酒輸瓶機(jī)有極大的實用意義和研究意義。另外，通過進(jìn)行單列啤酒輸瓶機(jī)的設(shè)計，可以讓我對單列啤酒輸瓶機(jī)的設(shè)計方法有深入的了解，通過理解、模仿甚至改進(jìn)這些設(shè)備的設(shè)計工作，不斷鞏固加深各方面的基礎(chǔ)專業(yè)知識，與實際應(yīng)用融會貫通，更好更熟練地綜合運用大學(xué)所學(xué)的各科專業(yè)應(yīng)用知識，與此同時可以鞏固畫法幾何的知識以及使用計算機(jī)繪圖的能力，理解和掌握機(jī)械設(shè)計的一般方法和基本過程，了解設(shè)備設(shè)計的一般流程和工作方法。此次畢業(yè)設(shè)計給我提供了實踐的機(jī)會，將給我以后的職場工作帶來不小的幫助。二、設(shè)計內(nèi)容1內(nèi)容研究輸送裝置不是各單機(jī)之間簡單的聯(lián)結(jié), 而是一個綜合的系統(tǒng)?，F(xiàn)代高速容器灌裝生產(chǎn)線從容器的供給到最后的裝箱、包裝都需要容器的運動在整條生產(chǎn)線上保持穩(wěn)定準(zhǔn)確且有秩序，這一切都要由輸瓶機(jī)來提供支持。良好的設(shè)計和合理的布置輸瓶機(jī)會給整條生產(chǎn)線帶來產(chǎn)量、質(zhì)量、以及效率上的提高，或許還會降低生產(chǎn)成本。輸瓶機(jī)的設(shè)計必須滿足生產(chǎn)上的需求。灌裝生產(chǎn)線上某些必要的環(huán)節(jié)之中，比如貼標(biāo)機(jī)、灌裝機(jī)等，要求容器的運動要與機(jī)器的工作裝置相配合，才能正常的工作。總之，要求輸瓶機(jī)應(yīng)該應(yīng)該具備以下條件：（1） 適當(dāng)?shù)乃俣?；?） 適當(dāng)?shù)娜萜鬏斔蛿?shù)量；（3） 適當(dāng)?shù)牧袛?shù)；（4） 最低的成本；（5） 最小的破損；（6） 良好的抗干擾性；（7） 較小的噪音。本次設(shè)計擬選用輸送帶的形式，帶型使用鏈板帶或同步齒形帶，輸送帶上使用導(dǎo)軌規(guī)范瓶子的運動，因為鏈板帶和同步齒形帶運動較為準(zhǔn)確，技術(shù)成熟。外殼和內(nèi)部箱體擬使用不銹鋼材料，因為輸送帶上要使用潤滑液，所以為防生銹而選用不銹鋼材料，不僅實用并且也比較美觀。零件盡量使用標(biāo)準(zhǔn)化部件或通用部件，有利于降低生產(chǎn)成本并便于產(chǎn)品的維護(hù)，提高產(chǎn)品競爭力。2. 預(yù)期研究本次設(shè)計的啤酒單列輸瓶機(jī)，期望能夠?qū)崿F(xiàn)“將特定數(shù)量的瓶子從一單機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俾屎退俣?，以最小的精力、費用,、損失、噪音以及干擾傳送到另一單機(jī)”的功能。通過這次畢業(yè)設(shè)計，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計的過程和方法，更深層次的理解深化大學(xué)四年中所涉及的各門專業(yè)知識。這次畢業(yè)設(shè)計要求學(xué)生完成一定的工作量，通過論文和設(shè)計圖紙來完整的表達(dá)學(xué)生的構(gòu)思過程，設(shè)計過程和計算結(jié)果。在畢業(yè)設(shè)計的時間里完成字?jǐn)?shù)不少于12000字的畢業(yè)設(shè)計說明書和至少3張A0的設(shè)計圖紙，其中手工繪圖與計算機(jī)繪圖各不少于1張。畢業(yè)設(shè)計是對每個畢業(yè)生大學(xué)四年學(xué)業(yè)的考評，他不僅是對大學(xué)四年中學(xué)習(xí)的理論知識的總結(jié)，更是對學(xué)生實踐動手能力的鍛煉，對每位畢業(yè)生都十分重要。希望通過本次畢業(yè)設(shè)計，能夠提高我的綜合分析能力，能夠把所學(xué)的知識運用到實踐中去,真正的做到理論與實踐相結(jié)合,與此同時熟悉、掌握一般機(jī)械設(shè)計的方法和設(shè)計流程，為今后的職場工作打下良好的基礎(chǔ)。三、設(shè)計方案1.設(shè)計方案本次設(shè)計擬選用輸送帶外加導(dǎo)軌的輸送形式完成輸瓶動作，使用變速系統(tǒng)來改變輸瓶速度。此輸瓶機(jī)擬由動力裝置，傳動裝置，輸送導(dǎo)向裝置，潤滑裝置以及機(jī)器外殼支架組成。（1）動力裝置擬用交流電機(jī)。（2）傳動裝置使用齒輪減速器進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到速度的精確性，此處擬用齒輪減速器，變速方面，擬采用無級變速或者不選用減速器，無級調(diào)速沒有固定檔位，可以在一定速度范圍內(nèi)滿足使用者的各種速度要求，此處有兩個方案：1）擬使用無級變速器，其原理如圖1、2。圖1圖2無級變速器是兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的，比傳統(tǒng)自動變速器結(jié)構(gòu)簡單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動比，從而實現(xiàn)全程無級變速。2） 除上條，還可以改變電機(jī)運行參數(shù)進(jìn)行調(diào)速，如調(diào)壓調(diào)速等，也可以實現(xiàn)無級調(diào)速?？紤]到同組同學(xué)的設(shè)計題目，現(xiàn)不選用變速器。（3）輸送導(dǎo)向裝置使用輸送帶外加導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向和運輸，其原理如簡圖3。圖3 1-導(dǎo)軌 2-啤酒瓶 3-輸送帶輥輪 4輸送帶當(dāng)輸送帶驅(qū)動輸送帶運動時，啤酒瓶隨輸送帶向前運動，為了使啤酒瓶運動過程中不產(chǎn)生跑偏和歪倒的現(xiàn)象，在輸送帶上方設(shè)置了導(dǎo)軌引導(dǎo)啤酒瓶的運動。1）輸送帶擬選用鏈板帶（圖4）圖4 鏈板立體圖圖5 鏈板剖視圖兩塊相鄰的鏈板之間可以形成鉸鏈連接，可以使鏈板自由卷動彎曲，同時鏈板下部如圖5，驅(qū)動輪借助這種結(jié)構(gòu)可以使板鏈如輸送帶般運動起來。鏈板表面有縱向條紋，這樣可以減少其與被傳送物的接觸面積，減小摩擦，另外，此條紋部分可以由塑料，樹脂等較軟的材料代替，以使被傳送物在輸送過程中于其表面上做滑行運動時不會造成擦傷和損壞。鑒于市面上的啤酒瓶瓶底尺寸多為7080mm，所以鏈板寬度預(yù)定為90mm。鏈板在脫離兩端的輥輪后需要有支撐體，不然鏈板的工作主體會下垂，以致無法運行，為此，擬用一組導(dǎo)軌來規(guī)范其運動，以免鏈板下垂以及可能發(fā)生的跑偏現(xiàn)象。方案如下：圖61 滑輪 2 導(dǎo)軌如圖6，將圖5改裝成如圖6所示，圖中導(dǎo)軌是固定于輸瓶機(jī)機(jī)架上的，當(dāng)鏈板離開輥輪時鏈板上的滑輪與導(dǎo)軌接觸，導(dǎo)軌支撐并規(guī)范著鏈板的運動。另外，也可使用擋板擋住鏈板邊沿，使之形成一個槽形軌道，以此來防止鏈板跑偏。經(jīng)過比較，使用擋板的方案比較簡單可行，消耗少，效果明顯。鑒于不同用戶的實際情況，用戶會對輸瓶機(jī)的長度有不同的需求，于是導(dǎo)軌的設(shè)計決定選用按一定長度生產(chǎn)，最后按整機(jī)長度分段組裝的方案。2）導(dǎo)軌在實際運作時受力不大，用普通的不銹鋼制作就可滿足要求，導(dǎo)軌架座受力也是較小的，故材料擬用鈑金材料，制作加工只需要進(jìn)行必要的切割、冷作變形、和焊接即可成形。如簡圖7。圖7 導(dǎo)軌支架座1-導(dǎo)軌支架 2導(dǎo)軌支架支柱 3導(dǎo)軌支架座固定端圖7中1用來固定導(dǎo)軌，2用來支撐導(dǎo)軌支架1，它是可以旋轉(zhuǎn)地，3是導(dǎo)軌支架座固定端，這里有螺孔可將整個支座固定于機(jī)器外殼上。圖8 導(dǎo)軌1接觸端 2固定槽導(dǎo)軌形狀如圖8，圖中1接觸端用來與啤酒瓶接觸規(guī)范瓶子運動，導(dǎo)軌中間的2固定槽用來與固定裝置配合使導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌支架上。（4）潤滑裝置，輸送過程中輸送帶上應(yīng)帶有潤滑液，以降低摩擦，如不使用潤滑液會使瓶子的擠壓力增大, 從而使瓶子的破損率增大， 直接影響操作者的安全和生產(chǎn)成本。 同時，造成輸送帶的運動件（鏈板、托輪及電機(jī)減速機(jī)）與支承件（條、護(hù)欄、支座）的損壞，導(dǎo)致輸瓶系統(tǒng)故障率上升，影響生產(chǎn)效率和增加維修費用。所以，潤滑裝置的設(shè)計是極其重要的。方案1：使用噴嘴進(jìn)行間歇性的噴灑潤滑液，此方案裝置使用自動控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，但潤滑效果好，尤其是對輸送速度較高的輸瓶機(jī)而言。方案2：使用潤滑箱，使輸送帶板在運行的過程中浸入潤滑箱，以使輸送帶鏈沾上潤滑液，達(dá)到潤滑的作用。此方案結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣，成本低廉。如圖9。圖9鑒于本次設(shè)計的實際需求情況，擬選用方案2作為單列輸瓶機(jī)潤滑裝置。潤滑箱內(nèi)所裝潤滑液選擇肥皂水即可滿足實際需求。（5）機(jī)器外殼支架，鑒于用戶對輸瓶機(jī)長度的實際需求，擬采用分段化設(shè)計，按單位長度生產(chǎn)機(jī)架外殼，最后分段組裝。以一般人作為參考，支架選用高度在800-1200mm范圍內(nèi)可調(diào)的設(shè)計方案。輸瓶機(jī)需要進(jìn)行定期清洗，為了便于清潔，擬采用半封閉的組裝機(jī)架。2.設(shè)計手段在設(shè)計中應(yīng)盡量采用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法及計算機(jī)的設(shè)計，以適應(yīng)時代的需要并為將來的工作積累經(jīng)驗。設(shè)計過程中，對于機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要采用參考機(jī)械設(shè)計手冊等相關(guān)資料和參考現(xiàn)有的一些設(shè)計資料相配合進(jìn)行，并且向老師請教學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)驗。對于繪制裝配圖和機(jī)械零件圖，采用手工繪制與計算機(jī)繪圖相結(jié)合的手段。四、參考文獻(xiàn)1何孝武,陳能玉. 關(guān)于輸送設(shè)備的設(shè)計要素J.技術(shù)園地1994-20112何孝武,陳能玉. 對瓶裝生產(chǎn)線效率的再認(rèn)識J.中國包裝工業(yè)1998 年第12 期3曹衛(wèi)中,韓春. 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Optimized.五、指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師（簽字） 201 年 月 日六、審核意見系主任（簽字） 201 年 月 日