畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)1本文主要介紹了一種為液體飲料生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)的自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線。分析了定量常壓式灌裝設(shè)備的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，探討了產(chǎn)品的市場(chǎng)開發(fā)背景，對(duì)設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各個(gè)子系統(tǒng)，如供送系統(tǒng)、灌裝系統(tǒng)、控制控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)的主要功能都作了詳細(xì)介紹，論述了設(shè)備開發(fā)過(guò)程中采用的一些關(guān)鍵技術(shù)；采用單片機(jī)控制，系統(tǒng)控制方便準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠；執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性高、穩(wěn)定性好；傳感器的應(yīng)用更是提高了設(shè)備的可靠性；抗干擾設(shè)計(jì)和一體化的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了重量，節(jié)省了成本。本文研究成果及主要工作包括：首先，通過(guò)對(duì)比和分析完成了對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)環(huán)節(jié)的選擇與設(shè)計(jì)的基本思想和開發(fā)思路，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件編程；其次，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了準(zhǔn)確度等級(jí)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和商品實(shí)例分析；最后，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整體一致性地分析和控制。設(shè)備具有精度高、速度快、穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，配以自動(dòng)式封蓋機(jī)能適用于自動(dòng)化生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于食品，醫(yī)藥，輕工，化工，紡織，電子，儀表等行業(yè)，提高了企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率和計(jì)量保證能力，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和良好的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞：灌裝；直線型；控制；單片機(jī)AuLoCAD圖形減速器-A1AuLOCAD圖形直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)AutoCAD圖形鏈輪季件圖-A2AutoCAD圖形45.kB軸的零件圖-A2AutoCAD圖形灌裝閥部件結(jié)構(gòu)圖-A1AutoCAD圖形三倍增速輸送鏈的結(jié)構(gòu)尺寸圖總體結(jié)構(gòu)圖-A0全套圖紙，加153893706直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)21.1包裝機(jī)械化的重要意義 11.2包裝機(jī)械的主要特點(diǎn)及發(fā)展動(dòng)向 21.3包裝機(jī)械工業(yè)的概況及展望 31.4包裝機(jī)械的組成 42.1概述 62.1.1國(guó)內(nèi)外飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況 62.1.2我國(guó)飲料灌裝機(jī)械制造業(yè)概況 72.1.3液體灌裝機(jī)械的分類 72.1.4國(guó)內(nèi)外液體灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 92.2總體方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 92.2.1確定功能與應(yīng)用范圍 92.2.2工藝分析 2.2.3總體布局 2.2.4擬訂主要的工作參數(shù) 2.3方案的提出 第3章總體方案的設(shè)計(jì)分析和方案的比較與選擇3.1設(shè)計(jì)分析 3.1.1功能與應(yīng)用范圍 3.1.2工藝分析 3.1.3對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求 3.1.4機(jī)構(gòu)選型 3.2灌裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 第4章液料供送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用4.1輸送管路的設(shè)計(jì) 4.2輸送液泵的確定 4.3閥端孔口流量的計(jì)算 4.5供液系統(tǒng)原理圖 4.6供液系統(tǒng)所選元件的參數(shù)與一些重要參數(shù) 直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)3第5章供瓶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用5.1輸送線方案的選用 5.2電機(jī)到減速器的傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.2.1軸轉(zhuǎn)速功率扭矩的計(jì)算 5.2.2直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5.4輸送線部分的計(jì)算 5.5軸系部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.5.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.5.2軸承的選用和計(jì)算 5.5.3鍵的校核計(jì)算 第6章灌裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選用6.1灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱的尺寸確定 6.1.1儲(chǔ)液箱容量的計(jì)算 6.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.2儲(chǔ)液箱上的一些輔件的說(shuō)明 6.3罐裝方法與定量方法的選用 6.3.1灌裝方法 6.3.2定量方法 第7章執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用7.1動(dòng)作分析與執(zhí)行件的選用 7.1.1動(dòng)作分析 7.1.2執(zhí)行件的選用 7.2設(shè)計(jì)分析與方案設(shè)計(jì) 7.3機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 7.4液壓系統(tǒng)回路方案設(shè)計(jì) 7.5選擇液壓元件 7.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 第8章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選用8.1水箱液位控制 8.2執(zhí)行系統(tǒng)的控制 參考文獻(xiàn) 翻譯中文譯文 直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)4致謝………………………直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)51.1包裝機(jī)械化的重要意義近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化，現(xiàn)代化，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們的普遍重視。現(xiàn)在包裝的基本定義是：對(duì)不同批量的產(chǎn)品，選擇某種有保護(hù)性，裝飾性的材料或包裝容器，并借助適當(dāng)?shù)陌b方法實(shí)現(xiàn)包裝作業(yè)，以達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量，同時(shí)設(shè)法改善外部結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，從而在流通到消費(fèi)的過(guò)程中使之容易儲(chǔ)存搬運(yùn)，防止產(chǎn)品破損變質(zhì)，便于識(shí)別回收和利用，有吸影力，廣開銷路，不斷促進(jìn)擴(kuò)大再生產(chǎn)。無(wú)論在國(guó)外或國(guó)內(nèi)，包裝工程已經(jīng)涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對(duì)人民生活，國(guó)際貿(mào)易和國(guó)防建設(shè)到帶來(lái)了深刻的影響，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)了過(guò)去難以想象的新情況：未經(jīng)包裝出售的商品越來(lái)越少，而且包裝上的失敗往往會(huì)使好的產(chǎn)品得不到好的銷售。因而不妨這樣說(shuō)，在將來(lái)，沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)和銷售。可是如果沒有先進(jìn)的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展，也不可能出現(xiàn)現(xiàn)代化的包裝工程。迄今，一些科技發(fā)達(dá)的國(guó)家，在食品，醫(yī)藥，輕工，化工，紡織，電子，儀表和兵器等工業(yè)部門，已經(jīng)程度不同地形成了由原料處理，中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)構(gòu)成的包裝連續(xù)化和自動(dòng)化的生產(chǎn)加工過(guò)程，有的還將包裝材料加工，包裝容器成型和包裝成品儲(chǔ)存系統(tǒng)都聯(lián)系起來(lái)組成高效率的流水作業(yè)線。再者，為使包裝產(chǎn)品更好地進(jìn)入流通領(lǐng)域，大都配有專門的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)，并采用托盤集裝箱運(yùn)輸。大量事實(shí)表明，實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和自動(dòng)化，尤其是實(shí)現(xiàn)具有高靈敏度和高靈活性的自動(dòng)化包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的方向，同時(shí)也可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。一能增加各種品種，改善產(chǎn)品質(zhì)量，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)代包裝機(jī)械所能完成的工作已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)了簡(jiǎn)單地模仿人的動(dòng)作，甚至可以說(shuō)在很多場(chǎng)合用巧妙的機(jī)械方法包裝出來(lái)的產(chǎn)品，不論在式樣，質(zhì)地或精度等方面，大多是手工無(wú)法勝任的。二能改善勞動(dòng)條件，避免污染危害環(huán)境。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)6對(duì)一些特殊的包裝物品，實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械自動(dòng)化，便可以大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對(duì)需要進(jìn)行長(zhǎng)期，頻繁，重復(fù)的以及其他笨重的包裝工作，如果能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，則可以大大減輕體力勞動(dòng)，增加工人健康和提高生產(chǎn)效率。三能節(jié)約原材料，減少浪費(fèi)，降低成本。有一些粉末，液體在手工包裝過(guò)程中容易發(fā)生起泡，飛濺，外泄等現(xiàn)象，如果改為機(jī)械包裝則會(huì)大大減少損失。四能提高生產(chǎn)效率，加速產(chǎn)品的不斷更新。機(jī)械包裝反對(duì)生產(chǎn)能力往往比手工包裝提高幾十倍，甚至是幾百倍，這樣將會(huì)更好地適應(yīng)市場(chǎng)的實(shí)際需要，合理地安排勞動(dòng)力，為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富。由此可見，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械化和建立現(xiàn)代化包裝工業(yè)，是關(guān)系到國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的一件大事，也是搞好社會(huì)主義現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。1.2包裝機(jī)械的主要特點(diǎn)及發(fā)展動(dòng)向包裝機(jī)械的作用是給有關(guān)行業(yè)提供必要的技術(shù)裝備，以完成所需要的產(chǎn)品包裝工藝過(guò)程。為了對(duì)包裝機(jī)的發(fā)生和發(fā)展找出規(guī)律性認(rèn)識(shí)并制定出適當(dāng)?shù)膶?duì)策，有必要深入地了解它的一些特點(diǎn)：一包裝機(jī)械是特殊的專業(yè)機(jī)械。包裝機(jī)械是特殊的專業(yè)機(jī)械，種類很多。包裝物品不僅花色品種多，而且多數(shù)是可以變化的。而且人們對(duì)包裝還提出更高的要求，從而使得包裝機(jī)械不斷地提高和改進(jìn)。包裝不單作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門已經(jīng)取得的驚人的發(fā)展，同時(shí)也逐漸地成為一門嶄新的綜合科學(xué)。二在發(fā)展專用機(jī)械的同時(shí)，積極開發(fā)通用包裝機(jī)械。包裝機(jī)械在發(fā)展專用機(jī)械的同時(shí)，為滿足現(xiàn)代包裝的實(shí)際需要正在不斷擴(kuò)大其通用能力，積極開發(fā)新型的通用包裝機(jī)。研制通用包裝機(jī)的目的，一是適應(yīng)被包裝物品，材料和包裝形式的多樣化，二是要照顧制造使用單位的技術(shù)力量，設(shè)備配置和生產(chǎn)成本。所以人們?cè)絹?lái)越重視包裝機(jī)的通用性。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)7三包裝機(jī)械日趨聯(lián)動(dòng)化，高速化，自動(dòng)化包裝機(jī)械日趨聯(lián)動(dòng)化，高速化，自動(dòng)化，并相應(yīng)提高自動(dòng)化水平，使設(shè)備功能逐步完善。實(shí)踐表明，搞好包裝機(jī)械自動(dòng)化不單脫離不開機(jī)電液氣等常規(guī)技術(shù)手段的相互配合，同時(shí)還必須了解和掌握有關(guān)尖端技術(shù)，盡量吸收和改進(jìn)包裝機(jī)械確有的價(jià)值，使之保持一定的生命力。1.3包裝機(jī)械工業(yè)的概況及展望在世界范圍內(nèi)，包裝工業(yè)的發(fā)展比較短?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美各國(guó)大體上是從本世紀(jì)開始初葉起步的，及至50年代才有大的發(fā)展。由于社會(huì)上的各方面的積極推動(dòng)和有利配合，終于逐步建立起包裝材料，包裝印刷，包裝機(jī)械等生產(chǎn)部門和與之相適應(yīng)的科研，設(shè)計(jì)，教育，學(xué)術(shù)，管理等機(jī)構(gòu)，進(jìn)而形成了獨(dú)立完整的包裝工業(yè)體系，而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)，2005年我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)量將增加到67萬(wàn)臺(tái)(套),到2010年將增至93萬(wàn)臺(tái)?？焖侔l(fā)展的食品加工業(yè)，需要大量高品質(zhì)的包裝機(jī)械和食品加工機(jī)械，也給包裝機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)了商機(jī)。目前我國(guó)食品加工能力還遠(yuǎn)不能滿足需要，因此在提高農(nóng)副產(chǎn)品深加工能力的同時(shí)，食品機(jī)械和包裝設(shè)備的需求就必然加大。據(jù)有關(guān)方面預(yù)計(jì)，到2005年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)食品機(jī)械和包裝設(shè)備的總需求應(yīng)為650億元左右，即每年保持12%以上的增長(zhǎng)率才能滿足市場(chǎng)需求。同時(shí)，這兩個(gè)行業(yè)將淘汰部分低產(chǎn)量高能耗的生產(chǎn)設(shè)備，爭(zhēng)取使新型高效設(shè)備所占比例達(dá)到60%。由于中國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)械的技術(shù)和質(zhì)量還無(wú)法滿足要求，對(duì)國(guó)外此類設(shè)備的進(jìn)口需求將增加。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)持續(xù)高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對(duì)醫(yī)療健康的需求越來(lái)越高，因此帶動(dòng)了醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，并由此推動(dòng)了對(duì)制藥機(jī)械需求的增長(zhǎng)，促進(jìn)了制藥裝備工業(yè)的繁榮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年前3個(gè)季度，我國(guó)制藥機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)到了14.15億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)達(dá)到今后要運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，進(jìn)一步統(tǒng)籌規(guī)劃，分工發(fā)展食品，農(nóng)副產(chǎn)直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)8品，醫(yī)藥，輕工，兵器等部門急需的包裝機(jī)械以及相關(guān)的包裝配套設(shè)備，還須抓好包裝材料加工和成型機(jī)械，包裝檢測(cè)裝置以及包裝基礎(chǔ)件的生產(chǎn)，并且充分利用現(xiàn)有條件全面開展產(chǎn)品的系列化，零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化等工作，以加快包裝機(jī)械更新?lián)Q代的步伐。1.4包裝機(jī)械的組成包裝機(jī)械由動(dòng)力機(jī)，傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分等構(gòu)成。為便于掌握和研究包裝機(jī)械的工作原理與結(jié)構(gòu)性能，通常又將包裝機(jī)械分成以下9個(gè)組成要素。一被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)是指將被包裝物品進(jìn)行計(jì)量，整理，排列，運(yùn)輸?shù)筋A(yù)定的工位的裝置系統(tǒng)。有的還完成被包裝物品的成型和分割。二被包裝材料的整理與供送系統(tǒng)包裝材料的整理與供送系統(tǒng)是指將包裝材料進(jìn)行定長(zhǎng)切斷或整理排列，并逐個(gè)輸送到預(yù)定的工位的裝置系統(tǒng)。有的在供送過(guò)程中還完成制袋或包裝容器的豎立，定型，定位。三主傳動(dòng)系統(tǒng)住傳動(dòng)系統(tǒng)是指將包裝物品和包裝材料由一個(gè)包裝共位傳送到下一個(gè)工位的裝置系統(tǒng)。單工位包裝機(jī)則沒有主傳動(dòng)系統(tǒng)。四包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指直接進(jìn)行裹包，填充，封口，貼標(biāo)，捆扎和容器成型等包裝操作的機(jī)構(gòu)。五成品輸出機(jī)構(gòu)成品輸出機(jī)構(gòu)是指將包裝品從包裝機(jī)上卸下，定向排列并輸出的機(jī)構(gòu)。有的機(jī)械的成品輸出由主傳動(dòng)系統(tǒng)完成或靠重力卸下。六動(dòng)力機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)是指將動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件，使之實(shí)現(xiàn)的預(yù)定動(dòng)作的裝置系統(tǒng)。七控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由各種自動(dòng)和手動(dòng)控制裝置等組成，是現(xiàn)在包裝機(jī)的重要組成部分，包括包裝過(guò)程及其參數(shù)的控制，包裝質(zhì)量，故障與安全的控制等。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)9八機(jī)身機(jī)身用于支撐和固定有關(guān)零部件，保持其工作時(shí)要求的相對(duì)位置，并起一定的保護(hù)，美化外觀等作用。九包裝機(jī)械的輔助件和設(shè)備輔助機(jī)械包括包裝材料，包裝件和相關(guān)機(jī)械和設(shè)備。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)第2章灌裝機(jī)械液體依據(jù)自身黏度的不同，有的借助于自重即能灌入包裝容器，對(duì)于低黏度的液體，根據(jù)是否含有二氧化碳?xì)怏w分為含氣和不含氣體兩類。2.1.1國(guó)內(nèi)外飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況含氣體飲料的灌裝工藝難度較大，灌裝設(shè)備的發(fā)展大約經(jīng)歷了三個(gè)階壓灌裝向等壓灌裝發(fā)展，采用的是機(jī)械閥。第二階段是1957年---1759年，直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)階段是一德國(guó)SEN公司發(fā)明的電動(dòng)閥為標(biāo)志，電動(dòng)閥中氣閥和水閥的開啟和關(guān)閉由可控編程器控制，對(duì)灌裝時(shí)間，灌裝速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制和可靠的界我國(guó)飲料灌裝機(jī)械制造業(yè)起步晚，20世界60年代前基本是空白，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的啤酒廠和汽水廠都是使用美國(guó)和日本20世紀(jì)30---40年代的設(shè)備，工藝落后，機(jī)械陳舊，嚴(yán)重影響了我國(guó)啤酒和汽水飲料工業(yè)的發(fā)展，1967年我國(guó)才開始研制和生產(chǎn)灌裝機(jī)械。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，我國(guó)先后引進(jìn)了術(shù)，到1991年又引進(jìn)了德國(guó)KHS公司30000瓶/小時(shí)的啤酒灌裝生產(chǎn)線及生2.1.3液體灌裝機(jī)械的分類日常生活中，需要商品包裝的液體涉及到很多領(lǐng)域，范圍廣泛。包裝容器各式各樣，包裝容量從幾十毫升到上百升。下面就食品行業(yè)(包括部分化工行業(yè))常見的，灌裝容量在150—2000的各式灌裝設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類：在我國(guó)，玻璃瓶包裝飲料總產(chǎn)量的24.3%(1997),達(dá)260萬(wàn)噸；在啤酒體包裝的主要容器。鋁質(zhì)易拉罐用于啤酒飲料的包裝，馬口鐵易拉罐用于果菜汁飲料及一些流體食品的包裝。由于今年來(lái)易拉罐的包裝成本大幅度下降，灌裝飲料的產(chǎn)量逐漸上升。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)除上述的幾類灌裝機(jī)械外，制造商還可以根據(jù)客戶的要求設(shè)計(jì)出各色各2.1.4國(guó)內(nèi)外液體灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)等壓閥，再到電子閥。這些都體現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。部件在減少，設(shè)備可靠性在提高，成本降低，操作簡(jiǎn)單，維修方便。四灌裝機(jī)械在向多功能發(fā)展。能夠使用用戶改變包裝容器，改變灌裝液體的需要。更換部件也能適應(yīng)封口形式的變化，產(chǎn)品的適應(yīng)性提高，市場(chǎng)五灌裝機(jī)械的光機(jī)電的一體化。先進(jìn)的控制系統(tǒng)用于灌裝機(jī)械中，人機(jī)界面，故障自我診斷，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的智能化。高速，可靠，盡量少的液損，整條生產(chǎn)線的最優(yōu)化控制，都由于電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用而成為可能。電子灌裝閥灌裝技術(shù)的迅速發(fā)展是大的趨勢(shì)。目前國(guó)外使用的電子灌裝閥有三種形式：探針式電子閥配置定量筒的電子閥。我國(guó)的一些灌裝設(shè)備廠也在研制設(shè)計(jì)一些符合我國(guó)國(guó)情的電子灌裝閥，但是電子灌裝閥在我國(guó)的推廣使用受到了國(guó)產(chǎn)灌裝器容器幾何形狀精度不高和電子元件水平的制約。2.2總體方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容2.2.1確定功能與應(yīng)用范圍早期的灌裝機(jī)械功能單一的居多數(shù)，這樣可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，并且比較容易成功。若將多臺(tái)機(jī)械和多道工序合成由一臺(tái)包裝來(lái)完成，可以取得明顯的經(jīng)確定灌裝機(jī)的功能與應(yīng)用范圍，需要注意兩個(gè)問(wèn)題：(1)可靠性。在一般情況下，功能增加灌裝操作環(huán)節(jié)變多，故障發(fā)生(2)適應(yīng)性。任何灌裝機(jī)的應(yīng)用范圍都是有限的，機(jī)器的功能越多，2.2.2工藝分析1包裝方法(1)把保證灌裝質(zhì)量放在首要位置。不論選用何種灌裝方法，都要保(2)當(dāng)有多種方法可以選擇時(shí)，應(yīng)選用容易實(shí)現(xiàn)的方案。2機(jī)器類型(1)根據(jù)灌裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多少選擇機(jī)械類型。(2)根據(jù)生產(chǎn)率的高低選擇機(jī)械類型。(1)包裝程序是指：完成包裝操作的先后順序。包裝方式往往決定了4運(yùn)動(dòng)要求和機(jī)構(gòu)選型根據(jù)已定的功能，應(yīng)用條件和范圍，工藝方法，分析和確定對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求，進(jìn)而完成機(jī)構(gòu)的選型及其綜合。2.2.3總體布局總體布局是指灌裝機(jī)的有關(guān)組件，部件在整機(jī)中相對(duì)空間位置的合理配(1)布置執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2)布置傳動(dòng)系統(tǒng)(3)布置操作條件(4)選擇支承形式(5)繪制總體布局圖(1)機(jī)構(gòu)參數(shù)(2)運(yùn)動(dòng)參數(shù)(3)動(dòng)力參數(shù)(4)工藝參數(shù)2.3方案的提出用途：包裝低粘度的不含氣體的液體飲料(如礦泉水、飲料等)灌裝能力：10,0000瓶/天灌裝時(shí)間：<12s/次(1)灌裝液體粘度小于1Pa.s(2)灌裝速度6次/min。(3)灌裝容器尺寸范圍：高度20mm---200mm,截面直徑<70mm(4)系統(tǒng)壓力：0.5---3MPa.第3章總體方案的設(shè)計(jì)分析和方案的比較與選擇3.1.1功能與應(yīng)用范圍用途：包裝低粘度的不含氣體的液體飲料(如礦泉水、飲料等)包裝規(guī)格：灌裝礦泉水/飲料。灌裝瓶規(guī)格為：灌裝體積為600ml,直徑灌裝能力：10,0000瓶/天。(1)灌裝液體粘度小于1Pa.s(2)灌裝速度6次/min3.1.2工藝分析1確定機(jī)器類型(1)工位所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線批量不是較大，而且整條生產(chǎn)線的灌裝動(dòng)作也不是較(2)運(yùn)動(dòng)形式(1)包裝程序(2)工藝路線直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)(3)工位數(shù)因?yàn)樯a(chǎn)批量不是很大，所以選用單工位。這樣就可以省去主傳動(dòng)系統(tǒng)，3.1.3對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求(2)頂起部件的運(yùn)動(dòng)要求可以將灌裝平臺(tái)和其上部的灌裝瓶頂起，并起支撐的作用。輸送部件運(yùn)動(dòng)要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將物體推到規(guī)定的位置。(3)液體灌裝要求灌裝動(dòng)作要穩(wěn)定，而且對(duì)灌裝(4)成品輸出，灌裝完成后還要將灌裝瓶推送到指定的下一條生產(chǎn)線上，3.1.4機(jī)構(gòu)選型一供送液體系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)因?yàn)楣嘌b的是低粘度的液體，所以液體的供送可以選用液壓泵，也可以借助高液位依靠液體的自身重力完成灌裝。但采用高液位灌裝時(shí)，灌裝速度是變量，而且對(duì)灌裝的精度有較大的影響，同時(shí)對(duì)灌裝的穩(wěn)定性也不利。所以選用一套液壓供送裝置進(jìn)行供送。參考現(xiàn)有的的輸送機(jī)械，選用板式輸送機(jī)。三執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的選型1)布置不受嚴(yán)格的空間位置限制，系統(tǒng)布局安裝有很大的靈活性，能夠組成復(fù)雜的系統(tǒng)。直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)2)可以在運(yùn)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。3)運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)。4)操作控制方便，省力，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。5)液壓元件是工業(yè)基礎(chǔ)件，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化。6)單位質(zhì)量輸出功率大，動(dòng)態(tài)性能好。四傳動(dòng)系統(tǒng)各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)比較1帶傳動(dòng)：帶傳動(dòng)的功率不大(可以用于中小功率),結(jié)構(gòu)尺寸比其它傳動(dòng)形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸收沖擊震動(dòng)，常用于高速傳動(dòng)中。3齒輪齒輪傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比是不變化的，而且效率高，體積較小。外形尺寸小，圓周速度及功率范圍廣。圓柱齒輪的設(shè)計(jì)加工容易，但速度高時(shí)有噪音。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，承載能力高。屬。結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)比不變，無(wú)噪聲，可以做六機(jī)身為適應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并考慮生產(chǎn)的批量，底座與箱機(jī)架都采用了槽鋼。3.2灌裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)根據(jù)包裝容器的傳送形式，灌裝機(jī)可以分為直線型和旋轉(zhuǎn)型兩種。前者包裝容器沿直線作周期性的間隙移動(dòng)，在停歇時(shí)完成灌裝。后者，包裝容器繞圓周作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行灌裝。直線型灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但工作穩(wěn)定性不如旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。第4章液料供送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用輸液管尺寸的確定u=V/Ap----液體的密度(kg/m3)=1.0×103×600×10-(=0.6kgp=1.0×103(kg/s)直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)圓管的壁厚一般根據(jù)系統(tǒng)的耐壓和耐腐蝕等條件，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選用，4.2輸送液泵的確定：要在單位時(shí)間內(nèi)給灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱輸送一定數(shù)量的液體原料，必須借助高力源給灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱供液.方程求解：=2972直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)=2×(2×0.75+2×6.4+0.5+1)×0.45直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)=1.05kw4.3閥端孔口流量的計(jì)算,按流體連續(xù)性原,按流體力學(xué)解出和流速系數(shù)由此可見，液料體積流量V主要取決于三個(gè)參數(shù)：通道流速系數(shù)C,孔口流通面積4。,孔口截面壓頭H。1)通道流速系數(shù)C液料經(jīng)灌裝閥通道所受到的阻力越小，C值就越大，但它小于1。通常，C值用實(shí)驗(yàn)的方法確定，也可以通過(guò)計(jì)算的方法算出。若已知灌裝閥的結(jié)構(gòu)及操作條件，通過(guò)查表可以確定出各段的阻力系數(shù)a和ξ。不過(guò)閥中各部位的阻力系數(shù)不僅難以求出，而且相互之間又有影響，結(jié)果使得流速系的流速系數(shù)c’=Cη查參考表，集合設(shè)計(jì)要求，取c=0.5。2)孔口流通面積A在瓶口尺寸允許的條件下應(yīng)盡可能地取較大的A。,并且盡量增加該截面的浸潤(rùn)周邊長(zhǎng)度，以將少雷諾系數(shù)，從而使得液體流動(dòng)更加穩(wěn)定。3)孔口截面壓頭H它包括兩項(xiàng)：一是，孔口截面的靜壓頭,它除受自由出流或淹沒出流的影響外，更重要的是取決于儲(chǔ)液箱和灌裝瓶?jī)?nèi)的氣壓差。另一個(gè)是孔口截面位壓差△Z,它除受定量方法的影響外，更重要的是取決于儲(chǔ)液箱內(nèi)自由液面對(duì)灌裝閥端面孔口截面的高度。綜合上面的計(jì)算，得出：v=c×A?√2×g×H=3.51m/s參考表10---2,取用V=3m/s。4.4灌裝時(shí)間的計(jì)算：根據(jù)定量方法的和灌裝閥管口伸至瓶?jī)?nèi)位置的不同對(duì)灌裝時(shí)間影響也不同。如圖所示，若管口伸至瓶頸部分，隨定量杯內(nèi)的液位逐漸降低，液體流速也會(huì)相應(yīng)降慢，故此灌裝過(guò)程屬于不穩(wěn)定的管口自由流出出液，即液料體積流量V為變量，它是孔口截面位壓頭的函數(shù)。設(shè)定量杯的截面積為定值F,,當(dāng)內(nèi)存液料距離管口的高度為Z時(shí)，其瞬時(shí)流量將上式轉(zhuǎn)換為則定量杯所存的液料全部注入瓶?jī)?nèi)所需的灌裝時(shí)間2,------定量杯流完液料時(shí)距離管口的高度(m)=5.4s根據(jù)設(shè)計(jì)要求分析可得，可以滿足使用要求。4.5供液系統(tǒng)原理圖長(zhǎng)長(zhǎng)4.6供液系統(tǒng)所選元件的參數(shù)與一些重要參數(shù)1液壓泵型號(hào)規(guī)格排量壓力轉(zhuǎn)速效率驅(qū)動(dòng)功率表面尺寸2.5mpa2節(jié)流閥型號(hào)規(guī)格公稱壓力公稱流量質(zhì)量LF-B32H200L/min3溢流閥型號(hào)規(guī)格通經(jīng)額定流量調(diào)壓范圍卸荷壓力質(zhì)量YF3-10B-*4電磁換向閥型號(hào)規(guī)格CE系列直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)6灌裝時(shí)間7管路直徑8管路壁厚通徑額定壓力第5章供瓶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用5.1輸送線方案的選用板式輸送機(jī)在工業(yè)部門中應(yīng)用廣泛.它可以沿水平方向或傾斜方向輸送大的物料或成件物品.也可以在較高的溫度環(huán)境下輸送物快.2輸送能力大.4輸送線路布置靈活.5在輸送過(guò)程中可以進(jìn)行各種工藝的加工.6運(yùn)行平穩(wěn)可靠.直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)4張緊部分：5機(jī)架：設(shè)計(jì)一級(jí)減速器，具體設(shè)計(jì)計(jì)算如下。額定功率3kw,電流6A,轉(zhuǎn)差率10%,功率因數(shù)0.875.2.1軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩的計(jì)算機(jī)相聯(lián))第二根軸的轉(zhuǎn)速為與鏈輪相聯(lián)的軸的轉(zhuǎn)速。從上面輸送線的計(jì)算可以得知第一根軸p,=p2,第二根軸p,=p,=105ON5m.n=3929W1m.n從上可以得出如下表格的數(shù)據(jù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速輸出功率輸出轉(zhuǎn)矩T(N……,傳動(dòng)比效率η電機(jī)軸311I軸5.2.2直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)查表8-17大小齒輪均用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)HBS=245～22按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)估取圓周速度為V=2.06查表選取公差等級(jí)為8級(jí)小輪分度圓直徑d,,由公式可得直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)小輪齒數(shù)z,,在推薦值17~20中選則。Z?=17大輪齒數(shù)z,=iz=3.86×17圓整，取Z,=66誤差范圍在±5%的范圍內(nèi)，所以合適。小輪轉(zhuǎn)矩T載荷系數(shù)KK=KKyKKa動(dòng)載荷系數(shù)k,,查表得初值K=1.10齒向載荷分配系數(shù)K。,由下式及β=0得=[1.88-3.2(1/Z?+1/·?)]cosβ直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)=1.64K=1.1σμmin÷57Nmhσμmin=57NmmN?=60njL,N?=N?/μZ?=Zv,=1直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)d≥11mm齒輪模數(shù)m=d?lZ=0.(查表取m=1.5d,=Z?×m=17×1.5圓周速度V=2.11K=K=1.1K=K,=1.34直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)d,=mZ?中心距a=62.25mm齒寬bb=ψ×dtmib?=b小輪齒寬bb?=b?+(5～10)=20.&(5~3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算；齒形系數(shù)Y查圖8—67小輪YrY=2.9應(yīng)力修正系數(shù)Y。查圖8—68小輪YY=1.54大輪YY=1.73重合度系數(shù)Y=0.70許用彎曲應(yīng)力[[o]由式(8—71)得彎曲疲勞極限σ查圖8—72Y=1Yx,=]尺寸系數(shù)YY=1安全系數(shù)S查圖8—73查圖8—74查圖8—27=353.8V5m/m=353.8V5m/m=11.5=11.55σr?<[σ]5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)1345d?=16mm。根據(jù)工作需要及工藝要求取軸段1長(zhǎng)為l=30mmd?=16mml?=30mmd,,d?至凸緣邊緣距離C?=20mm,C?+C,確定軸段2的長(zhǎng)度和直徑為軸段3:根據(jù)所選的深溝球軸承6404直徑為d=20mm,可以確定軸段3的直徑d?=20mm,以及軸承的寬度為19mm,可以定軸的長(zhǎng)度為38mmd?=20mml?=38mm軸段4:由于小齒輪直徑為26mm,與軸的直徑相差不大，所以可以將小齒輪與軸段4做成一體，可以定軸段4的直徑為d=26mm,l?=小齒輪寬度+與箱壁的距離。d?=26mml?=26mm軸段5同軸3段一樣。第二根軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分配一根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段1:根據(jù)鏈輪的直徑為270mm,以及寬為100mm,可直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)以將軸的第一段作成花鍵l,=100mn軸段2:根據(jù)端蓋的定位及d,,d,d,d,,d?至凸緣邊緣距離C?=20mm,C?+C,確定軸段2的長(zhǎng)度和直徑為d?=32mm軸段3:根據(jù)所選的軸承型號(hào)6407直徑為35mm,寬為25mm,以及擋圈?？啥ㄝS段3的直徑及長(zhǎng)度為l?=35mmd?=60mm軸段4:長(zhǎng)度比軸一的長(zhǎng)度略短些?？扇?=39mm軸段5:軸段5+軸段6=軸段3。可定軸段5的直徑為d.=44mm軸段6:軸段6=60-20=40mm軸的強(qiáng)度校核和受力將在5.5.1中進(jìn)行分析和計(jì)算根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)，選用鏈傳動(dòng)。1鏈輪齒數(shù)Z1,Z2:2若載荷平穩(wěn)，尺寸允許可取i=8---10。2確定鏈條節(jié)距p:k-----工作情況系數(shù)因?yàn)楣ぷ髌椒€(wěn)，所以從表8----8中得：k=1.0所以Pc=1.0*7.5=7.5kw。(2)特定條件下，單排鏈傳遞功率Po小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。查表8----9,取k=1.12傳動(dòng)比系數(shù)。查表8----10,取k,=1.09中心距系數(shù)。查表8----11,取k。=1.0多排鏈系數(shù)。查表8----12,取k,=1.0鏈號(hào)05B節(jié)距P=8mm,排距Pt=5.64mm,滾子外徑a,=5mm,內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b,=3.0mm銷軸L=8.6mm,極限拉伸載荷g,=4400N,質(zhì)量q=0.18kg/m3確定中心距a和鏈條節(jié)數(shù)Lp(1)若a過(guò)小，則循環(huán)次數(shù)增加，加速磨損疲勞，而且包角a1變小，容易發(fā)生跳齒。(2)若a過(guò)大，可以減少鏈磨損，延長(zhǎng)壽命，但可能有抖動(dòng)，而且尺寸加大。(3)一般取a0=30p---50p。amax=80p。(4)則鏈條長(zhǎng)度為：=195.6mm(5)Lp圓整，取偶數(shù)L=196。(6)計(jì)算實(shí)際中心距：=301.7mm(7)a的差值為1.7mm<2mm----5mm。所以可以選用。3驗(yàn)算鏈速=1.84m/s在范圍內(nèi)(2m/s----8m/s),所以安全，可以選用。4計(jì)算壓軸承力QQ=K。*F有效拉力=4076.1N所以Q=4076.1*1.0=4076.1N3鏈輪的主要尺寸(1)選材：45鋼，沾火處理。要求：足夠強(qiáng)度和耐磨性，小鏈輪材料比大鏈輪材料好一些。40HRC---45HRC(2)主要尺寸：A節(jié)圓直徑B齒頂圓直徑=57.68m·=270.96mmC齒根圓直徑d=d?-d?=53.3d=d?-d?=266.-7D齒側(cè)凸圓最大直徑B.=45.28mm查表8---15,得d=26mm=258.56mmE最大齒根距離Lx=d,(偶數(shù)齒)(奇數(shù)齒)所以：直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)F軸面主要尺寸ba=1.6mmh=6.4mmr=0.5p,=5.64mm3鏈輪結(jié)構(gòu)對(duì)中小直徑可采用整體式結(jié)構(gòu)。4鏈輪的潤(rùn)滑結(jié)合系統(tǒng)要求采用人工潤(rùn)滑。5.4輸送線部分的計(jì)算：1原始數(shù)據(jù)及資料名稱：灌裝瓶材料：塑料形狀：圓柱形最大橫向尺寸：60*10=600mm,考慮托盤的間隙，取最大橫向尺寸為最大輸送能力：20000瓶/小時(shí)。(1)底板寬度按表10---2----1選取，并結(jié)合物料尺寸校核和圓整。B-----底板寬度(mm)所以B=60*10+100=700mm另一條輸送線也同樣依次計(jì)算，其B=60*4+100=340mm,圓整，取B=400mm?？紤]輸送過(guò)程中必須要有擋邊保證輸送的方向準(zhǔn)確性。(2)擋邊高度：擋邊高度應(yīng)保證成件物在底板上的位置可靠，參照現(xiàn)有的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，取h=1600mm。(1)輸送機(jī)單位長(zhǎng)度載荷的計(jì)算------底板上單位長(zhǎng)度的重量(kg/m),可按式10---2---15計(jì)算。A------底板的中立重量系數(shù)。查表10----2----9,q=40*0.7=28kgq?=60*0.4+0.04=24.04m=28+24.04=52.04(kg/m)(2)牽引鏈的最小張力牽引鏈的最小張力可以取所選用的許用張力的5%,但單根鏈條的張力不锝小于50N。承載分支的水平投影長(zhǎng)度(m)所以，可以使用，安全。(3)動(dòng)載荷的計(jì)算：板式輸送機(jī)牽引力的動(dòng)載荷計(jì)算可按下式計(jì)算a----牽引鏈的最大加速度(m/s2)g-------重力加速度(取10m/s2)輸送機(jī)行走部分換算質(zhì)量的減少系數(shù)。因?yàn)長(zhǎng)c=30m,所以c。=0。5Z------驅(qū)動(dòng)鏈輪齒數(shù)參考現(xiàn)有的灌裝機(jī)的結(jié)構(gòu)得知，可以使用。5.5軸系部件的設(shè)計(jì)計(jì)算軸系部件軸系部件包括傳動(dòng)軸，軸承，傳動(dòng)件以及鍵。本系統(tǒng)中傳動(dòng)件為鏈傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)已計(jì)算完成，現(xiàn)計(jì)算傳動(dòng)軸和對(duì)軸承進(jìn)行選用和計(jì)算。5.5.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)件裝在軸上以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和傳遞功率，支撐傳動(dòng)件是機(jī)器中不可缺少的通用零件。1軸的材料要求：由于軸的載荷通常是變載荷，或變應(yīng)力，故材料應(yīng)具備較好的強(qiáng)度和韌性。對(duì)軸的表面與支承有相對(duì)滑動(dòng)的軸，還需要求材料有較好的耐磨2材料：通常材料與熱處理(1)碳素鋼：主要是45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火等熱處理；輕載荷或不重要的場(chǎng)合可以使用Q235,Q255,Q275等普通碳素鋼；(2)合金鋼：常用40Cr,38CrSi,20CrMnTi,35SiMn,38CrMnAlA等合金鋼，可以用于重載荷，要求重量輕或耐磨的公況下。熱處理后或沾火后皆可以提高強(qiáng)度。但對(duì)應(yīng)力集中較為敏感，所以應(yīng)采用較低的表面粗糙度，在結(jié)構(gòu)設(shè)直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)要求以剛度為軸的主的重要軸，由于合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不大，所以不宜采用較貴的合金鋼。(3)球墨鑄鐵：吸收沖擊較好，對(duì)應(yīng)力集中適應(yīng)性強(qiáng)，可以鑄，獲得較復(fù)雜的形狀，但韌性低3毛坯：一般可以用圓鋼為毛坯，較重要的軸則需鍛造，也有鑄造毛坯。4初算軸徑c——與材料的許用應(yīng)力有關(guān)，可以參考表19--2p——軸的傳動(dòng)功率(kw)n——軸的轉(zhuǎn)速(r/min)=0.37×(117--106)因?yàn)檩S上有雙鍵，所以d增加7%d=43.29*1.07=46.32mm取d=60mm5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)計(jì)算轉(zhuǎn)矩：T=9550*P/n=9550*7/140=477.5N.m查表得K=1.5Tc=477.5*1.5=716.25(2)為軸向夾緊，須取與配合的軸長(zhǎng)度要小一些(3)定位軸肩直徑一般須增大不小于5mm.。(4)取軸徑d=60mm,軸段長(zhǎng)L=82mm直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)(5)查手冊(cè)確定鍵的尺寸參數(shù)選用A型鍵14*9*75和A型鍵18*11*70=0.4mBs/當(dāng)v=6m/s---30m/s,時(shí)用非接觸式密封。(1)查手冊(cè)選直徑(2)軸承凸出點(diǎn)與箱外活動(dòng)件須留15mm----25mm間隔。(1)在前一直徑上考慮安裝，加工方便，而且尾數(shù)為0,5,或用前一段直(2)選用適當(dāng)軸承類別，查手冊(cè)得尺寸參數(shù)選30211正裝，尺寸d*D*T=55mm*100mm*22.75mm(3)按d,dn值選軸承潤(rùn)滑形式d,<2*100000r(min.mm)時(shí)可以用脂潤(rùn)滑。d,=55*140=7700(min.mm),所以用脂潤(rùn)。(4)油潤(rùn)滑時(shí)，軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁3mm---5mm。(5)箱內(nèi)傳動(dòng)件應(yīng)距內(nèi)壁15mm----25mm取24mmc直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)(2)軸段應(yīng)比輪轂長(zhǎng)短一些，以獲得軸向定位較緊。取L軸=87mm。(1)軸承支點(diǎn)按圖19---22所示計(jì)。(2)求各支點(diǎn)在垂直面V與水平H中支反力R,R。=1464NMnc=RμR×BC=1464×75=10×41F?×205-F?×75=R×150=616.4N直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)Fa?×205+F?×75=R,?×150=1682.4NMvci=R,g×75=1682.4×75Mvc?=R,p×75=616.4×75=167260N.mm=119130N.mm(3)列出V面與H面彎距方程并繪制出各平面的彎距圖。(4)計(jì)算出各平面內(nèi)彎距中最大值。(5)繪制出合成彎距分布圖。M=√My2+M2(6)繪制出扭矩分布圖，軸承損耗的扭矩可以忽略(7)確定轉(zhuǎn)換系數(shù)a作扭矩圖aT=0.59×4.775×10'=2.82×10?Nmm可見C點(diǎn)處有最大載荷，所以對(duì)其進(jìn)行彎扭合成校核。=1.7MPa忽略鍵的影響[σ],=55MPa所以合格，可以使用。計(jì)算受載荷最大點(diǎn)處5.5.2軸承的選用和計(jì)算載荷R=2000N,軸向載荷為500N,要求使用壽命L,=5000h。1求當(dāng)量動(dòng)載荷p受復(fù)合載荷作用的深溝球軸承，求P,時(shí)用因A/R=500/2000=0.025,表5----12查得X=0.56,Y=1.99,2計(jì)算軸承所需要的徑向額定載荷c因軸承的溫度不高，工作載荷只有輕微的沖擊，由表5---9,5---10查得f,=1,f,=1.1。按式5---6有=22001N3選擇軸承型號(hào)查滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)GB/T272—93,選得6211軸承。其c=25700N>c=22001N;C=15300N,因A/C。=500/15300=0.0349,用線形插值法可求得e=0.23,與原估計(jì)相近，適用。5.5.3鍵的校核計(jì)算鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)連接的具體結(jié)構(gòu)，使用要求以及工作條件選擇合適的類型，最后按連接的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選用相應(yīng)的剖面尺寸，并選擇鍵的長(zhǎng)度。鍵長(zhǎng)要比輪轂的長(zhǎng)度短并且符合鍵長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行鍵連接的強(qiáng)度進(jìn)行校核因?yàn)槭褂闷胀ㄆ芥I，所以對(duì)其進(jìn)行校核。鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng),軸的直徑為d的平鍵當(dāng)軸傳遞轉(zhuǎn)矩T時(shí)，鍵的工作平面壓力N的作用，工作面受擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵，軸槽和輪轂槽三者中最弱的工作面被擠壓破壞和鍵被剪壞。當(dāng)鍵是用45鋼制造時(shí)，主要失效形式是壓潰，所以通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時(shí)擠壓強(qiáng)度條件是剪切強(qiáng)度d-----軸的直徑(mm)h-----鍵的接觸長(zhǎng)度(mm)[o]。---許用擠壓應(yīng)力(MPa)鍵的材料一般采用抗拉強(qiáng)度極限------的精拔鋼制造，常用材料為45號(hào)鋼；軸的材料一般為鋼；而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵。當(dāng)計(jì)算結(jié)果不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可以用雙鍵。所選用的鍵符合強(qiáng)度要求，可以使用。第6章灌裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選用6.1.1儲(chǔ)液箱容量的計(jì)算儲(chǔ)液箱容量應(yīng)能保證系統(tǒng)工作時(shí)儲(chǔ)液箱其最底液面高于定量杯口5mm以上，但不能大于定量杯的最高位置，儲(chǔ)液箱應(yīng)能保證供液的充足.系統(tǒng)停止工作時(shí)其最高液面不超過(guò)儲(chǔ)液箱高度的80%,當(dāng)系統(tǒng)中的液體全部返回儲(chǔ)液儲(chǔ)液箱有效容積確定：q?-----泵的流量(ml)β-----與系統(tǒng)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于低壓系統(tǒng)，取2---4;對(duì)于中壓系統(tǒng)，取5---7;對(duì)于高壓系統(tǒng)，去8---12。取β=2。V=β×qn=2*q,=2*20000ml=40000ml6.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)儲(chǔ)液箱的長(zhǎng)寬高尺寸是根據(jù)儲(chǔ)液箱的有效容積來(lái)確定，它的長(zhǎng)寬高按直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)所以無(wú)需熱平衡效核.參照現(xiàn)有的水箱結(jié)構(gòu)尺寸，定其長(zhǎng)寬高分別為：900mm,500mm,200mm.3儲(chǔ)液箱內(nèi)壁應(yīng)進(jìn)行加工處理6.2儲(chǔ)液箱上的一些輔件的說(shuō)明3系統(tǒng)中不需要蓄能器.因?yàn)楸玫牧髁拷?jīng)節(jié)流閥后所得流量同灌裝容積5管路中需要壓力表6管路中需要溫度表7管路中需要有液位觀察器件6.3罐裝方法與定量方法的選用6.3.1灌裝方法液料由儲(chǔ)液裝置灌入包裝容器常采用以下幾種方法。(1)常壓法灌裝常壓法灌裝的工藝過(guò)程為：1)進(jìn)液排氣：液體進(jìn)入容器，同時(shí)容器內(nèi)3)排除余液：排除氣管中的殘液，該過(guò)程對(duì)排氣至儲(chǔ)液箱上部氣室的那些直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)(2)等壓法灌裝等壓法灌裝的工藝過(guò)程為：1)沖起等壓2)進(jìn)液回氣3)停止進(jìn)液4)(3)真空法灌裝真空法灌裝的工藝過(guò)程為：1)瓶抽真空2)進(jìn)液排氣3)停止進(jìn)液4)真空法灌裝法適用于灌裝粘度較大的液體和有毒的液體。這種方法不但能提高灌裝速度而且能減少液體與容器內(nèi)的殘存空氣的接觸和作用，故有利于保存產(chǎn)品，還能限制有毒性的氣體和液體的外散，從而改善操作條件，但對(duì)灌裝含有芳香性氣體的酒類卻是不適用的。(4)虹吸法灌裝(5)壓力法灌裝體從直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)在灌裝方法的選擇時(shí)，除考慮液體本身的粘度特性以外，還必須認(rèn)真分析產(chǎn)品的工藝要求以及灌裝機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)與運(yùn)轉(zhuǎn)情況。6.3.2定量方法(1)控制液位定量法(2)定量杯定量法定量杯定量法是將液料先注入定量杯中，然后再進(jìn)行灌裝。若不考慮液損，則每次灌裝的液體容積應(yīng)與定量杯的相應(yīng)容積相等。(3)定量泵定量法定量泵定量法是采用機(jī)械壓力灌裝的一種定量方法。每次灌裝物料的容積與活塞往復(fù)的行程成正比。所以，灌裝閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)第7章執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和選用7.1動(dòng)作分析與執(zhí)行件的選用選用液壓傳動(dòng)7.2設(shè)計(jì)分析與方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分析油缸最大工作行程——400mm額定工作油壓——6MPa直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量——36kg移動(dòng)速度控制——6m/min為了使系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠可以把液壓缸運(yùn)行劃分為幾個(gè)過(guò)程，基本過(guò)系統(tǒng)只要求保證液壓缸有一定的壓力和速度就可以了，所以其設(shè)計(jì)發(fā)難有多種。在機(jī)械部分上的壓力控制可以選用溢流閥，減壓閥，順序閥等調(diào)節(jié)，也可以用硬編傳感器璧還控制，在速度上可以用節(jié)流閥，調(diào)速閥調(diào)節(jié)，位移可以用電容傳感器，位移傳感器，電桿傳感器，限位開液壓缸有雙活塞桿液壓缸，單活塞桿液壓缸，增壓缸，增速缸等。在機(jī)電控制部分主要有單片機(jī)控制和PLC控制.對(duì)液壓缸的選擇進(jìn)行比較，活塞桿液壓缸運(yùn)動(dòng)范圍較大，主要用于大型設(shè)備中。由于本題負(fù)載較小，運(yùn)動(dòng)速度也不大，所以選用滿足一般使用要求的活塞桿液壓缸，制造成本低，安裝制造方便。壓力控制上，壓力控制與傳感器測(cè)量的選擇。如果選用傳感器，勢(shì)必要遇到閉環(huán)控制，靈敏度高，非線性誤差等，操作起來(lái)不容易。選用壓力閥，成本低，使用方便，選用先導(dǎo)型溢流閥性能較好，壓力調(diào)節(jié)精度高，且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)。由于工作負(fù)載不大，變化也不大，而且對(duì)速度要求也不高，所以選用節(jié)流閥速度控制就可以滿足使用要求，若選用調(diào)速閥只能安裝在油路上，出口壓力隨執(zhí)行環(huán)節(jié)負(fù)載而2電氣設(shè)計(jì)3電動(dòng)機(jī)選型電動(dòng)的種類很多，一般液壓缸使用在大功率的場(chǎng)合，而且往往是環(huán)境惡劣的地方，所以選用的必須保證在這種場(chǎng)合電動(dòng)機(jī)能正常工作，經(jīng)噪聲低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠維修方便。7.3機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算1.負(fù)載移動(dòng)力分析負(fù)載移動(dòng)阻力F=500N,慣性力：摩擦系數(shù)f?=0.1,靜摩擦阻力f=0.2,F=f(mg)=0.1*(100*10)=100N,F=f(mg)=0.2*100*10=200N,考慮液壓缸密封裝置的摩擦阻力(取液壓缸的機(jī)械效率ηm=0.9),則液壓缸在各工況階段的負(fù)載值見表1-1表1-1液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算公式啟動(dòng)加速F=F+F,快進(jìn)灌裝縮回停止根據(jù)條件，快進(jìn)、快退速度為6m/min=0.1m/s,由于加速時(shí)間很短所 P,A?=P?A?+F。,可求出液壓缸大腔面積A,為工況計(jì)算公式負(fù)載液壓缸PU,.P*10N(kw)開啟啟動(dòng)N=pQ*10~37加速頂起*灌裝N=PO*10-P,=10縮啟動(dòng)回加速N=PQ*10-縮回*停止00000根據(jù)GB2348-80圓整成就近的標(biāo)準(zhǔn)值，得D=16mm,液壓缸活塞直按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量9mt=0.05*L/mi,因工進(jìn)速度v=0.02m/s為最小速度，則由A?≥4.計(jì)算液壓缸各工作階段的工作壓力、流量、和功率：根據(jù)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸工5.液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算我們這里采用無(wú)縫鋼管材料，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算：R>=P3/(2D[Q])式中R----液壓缸壁厚(mm)D----液壓缸內(nèi)徑(mm)直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)取1.3倍[Q]----缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：無(wú)縫鋼管：[Q]=100到又由于薄壁液壓缸的內(nèi)徑D與其厚度r的比值D/d>=10綜上所述0.854<=R<=2(這里取R=2mm)由題意得液壓缸的工作行程為300mm7.缸蓋厚度的確定式中t----缸蓋有效厚度(mm)對(duì)于一般液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求H>=L/20+D/2式中L----液壓缸的最大行程D----液壓缸的內(nèi)徑于是得H>=20mm(這里取H=34.5mm)活塞寬度B一般取B=(0.6到1.0)D;這里取B=20mm為保證最小導(dǎo)長(zhǎng)H,必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來(lái)增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)長(zhǎng)H決定，即C=H-(L+B)/2,取C=14。液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮液壓缸倆端端蓋的厚度。一般液壓缸到30倍。(1)調(diào)速回路：該液壓系統(tǒng)功率小，因此選用節(jié)流閥調(diào)速方式?？紤](2)換向調(diào)速回路和卸荷回路：負(fù)載采用單活塞桿液壓缸驅(qū)動(dòng)。由工況可知，系統(tǒng)壓力和流量不大，同時(shí)考慮負(fù)載實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化移動(dòng)，選用三位四通電磁換向閥，并對(duì)流量的控制。(3)快速運(yùn)動(dòng)回路：為實(shí)現(xiàn)負(fù)載快速進(jìn)給，選用三位四通電磁換向閥構(gòu)成液壓缸的差動(dòng)連接。這種連接的快速運(yùn)動(dòng)會(huì)回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也比較經(jīng)(4)壓力控制回路由于液壓系統(tǒng)流量較小，負(fù)載工作進(jìn)給時(shí)，采用回油路節(jié)流調(diào)速，故選用定量泵供油。比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，1、液壓泵的參數(shù)計(jì)算取液壓系統(tǒng)的泄漏系數(shù)k=1.1,則液壓泵的最大流量Ω≥k(20)m=1.1*0.2=0.22L/min,根據(jù)擬訂的液壓系統(tǒng)是回油路節(jié)油路節(jié)流(22+5)*10?=27pa.P片泵。該泵額定壓力為10Mpa,轉(zhuǎn)速為600-2000r/min,該泵額定流量為0.75,驅(qū)動(dòng)液壓泵最大輸入功率為：直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)最大工作壓力的通過(guò)元件的最大流量，選用各類閥的規(guī)格，見表1-7。表1-7選用各類閥的規(guī)格序號(hào)控制元件名稱型號(hào)規(guī)格實(shí)際流量額定流量時(shí)壓力損失1溢流閥卸荷壓力2三位四通閥電磁換向閥23順序閥4單向閥3輔助元件選用說(shuō)明：濾油器：液壓泵吸油口需裝粗濾器，選用XU-16x100J線隙式100um進(jìn)口濾油流量Q=16L/min。7.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算：(1)、回路中壓力損失：上面已確定管路直徑d=5mm,長(zhǎng)度在管道布置圖前暫按進(jìn)油管、回油管均為L(zhǎng)=2m估算。油液運(yùn)動(dòng)粘度取v=1.5x10~m21s,以下為驗(yàn)算工進(jìn)和快退時(shí)的壓力損失。(2)、確定液壓泵工作壓力：u,=0.88,液壓缸效率于是u=0.75*0.88*0.04=0.03油液溫升口.20,同時(shí)增大油箱散熱面積，V=7*12(L)=84*10~3m3,于是：故沒有超過(guò)允許溫升25-30℃的范圍。第8章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選用8.1水箱液位控制圖7-48是水位控制原理圖，圖中虛