圓盤形洗瓶機設計【含9張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip,含9張CAD圖帶開題報告-獨家,圓盤,形洗瓶機,設計,CAD,開題,報告,獨家 圓盤形洗瓶機設計 摘要 隨著人們對清洗機械不斷重視，對清洗要求也不斷提高，人們開始把目光投向清洗機械行業(yè)。然而，我國洗瓶機械還處于剛起步狀態(tài)，洗瓶機械品種不齊全，自動化程度也不高。本論文主要來源于實際生產車間要求，對生產線上自動洗瓶機進行改進，要求簡化結構，降低設備生產、維護成本。在剖析了一些自動化設施相關國內外發(fā)展現(xiàn)狀，以及洗瓶機發(fā)展趨勢，介紹一種為實現(xiàn)瓶裝液體飲料自動洗瓶機設計。本文在對比了相關設計具有一定特性、功能，選擇了最優(yōu)、最符合實際情況設計。還論述了設備相關設計原理、結構設計，各個子系統(tǒng)中主要功能都進行詳細構思、設計，在說明書中也有比較詳細說明，包括清洗液供送系統(tǒng)設計、供瓶傳送系統(tǒng)設計、清洗控制系統(tǒng)設計，以及液壓控制系統(tǒng)設計。 關鍵詞：旋轉式；清洗；機械；單片機 - I - Abstract Along with people’s continuously valuing packaging and the request on packaging continuously raising, people start to turn their concern to packaging machine profession. However, the packaging machine of our country is still placed in just the appearance of start and packaging machine species are not well-found. This topic mainly comes from the requirements of the actual production workshop, and improves the automatic bottle washing machine for the production line. It requires the simplification of the structure and the cost of production and maintenance of the equipment. In this paper, the development status of some automation facilities at home and abroad, and the development trend of bottle washing machine are analyzed, and the design of automatic bottle washing machine for bottled liquid drink is introduced.In this paper, the characteristics and functions of the relevant design are compared, and the best and most practical design is chosen. The design principle and structure design of the equipment are also discussed, and the main functions of each subsystem are detailed and designed. There are also detailed descriptions in the instructions, including the design of the cleaning liquid supply system, the design of the bottle delivery system, the design of the cleaning control system, and the design of the hydraulic control system. Key word: Rotation type; Gear box; Machinery; Headstock. 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1選題背景 1 1.2洗瓶機械主要特點及分類 1 1.3我國洗瓶機發(fā)展概況及發(fā)展趨勢 2 1.4國外洗瓶機發(fā)展概況及發(fā)展趨勢 3 第2章 總體方案設計和基本內容 5 2.1功能與適用范圍 5 2.2洗瓶機工藝設計 5 2.3總體布局 6 2.4主要技術參數(shù)確定 6 2.5主要設計研究內容 7 第3章 總體方案設計分析與方案選擇 8 3.1設計與分析 8 3.1.1功能與應用范圍 8 3.1.2 工藝分析 8 3.1.3 執(zhí)行構件運動要求 9 3.1.4 機構選型 9 3.1.5傳動系統(tǒng) 10 3.1.6自動控制系統(tǒng) 11 3.1.7機身 11 3.2 洗瓶機總體結構 11 第4章 清洗液供送系統(tǒng)設計計算和選用 13 4.1 輸送管路設計 13 4.2 輸送液泵確定 14 4.3閥端孔口流量計算 15 4.4 清洗時間計算 16 第5章 瓶裝液體自動洗瓶機供瓶傳送系統(tǒng)設計 17 5.1 輸送線方案選用 17 5.2電機到減速器傳動設計與計算 17 5.2.1軸轉速、功率、扭矩計算 17 5.2.2軸的結構設計 18 5.2.3軸系部件設計計算 20 5.2.4鏈傳動設計計算 21 5.2.5輸送線部分計算 24 第6章 清洗系統(tǒng)設計和選用 27 6.1洗瓶機儲液箱尺寸確定 27 6.1.1儲液箱容量設計計算 27 6.1.2儲液箱箱體結構設計 27 6.2罐裝方法與定量方法的設計與選用 28 6.2.1清洗方法 28 6.2.2定量方法 29 第7章 控制系統(tǒng)設計和選用 30 7.1水箱液位控制 30 7.2執(zhí)行系統(tǒng)控制 31 第8章 機械液壓系統(tǒng)設計與計算 32 8.1負載移動力計算分析 32 8.2運動分析 32 8.3液壓缸參數(shù)確定 32 8.4計算設計液壓缸各工作階段工作壓力、流量和功率 33 8.5液壓缸壁厚和外徑設計計算 33 8.6 液壓缸工作行程確定 33 8.7確定缸蓋厚度 34 8.8最小導向長度確定 34 8.9缸體長度確定 34 8.10選擇液壓元件 35 8.11液壓系統(tǒng)性能驗算 35 結 論 38 參考文獻 39 致 謝 40 - 5 - 第1章 緒論 1.1選題背景 近半個世紀以來，洗瓶機，經歷了從無到有，從簡單的手動清洗自動化的發(fā)展完全封閉的，社會的發(fā)展，洗瓶機生產帶來極大的促進作用和要求對洗瓶機生活的各個方面，不同的是，洗瓶機的發(fā)展越來越受到重視和公眾關注。 縱觀國內外，近半個世紀以來，洗瓶機的發(fā)展具有很多重大意義： （1）究的基礎上，加工產品的種類得到了極大地豐富，提高了清洗質量。自動洗瓶機能比僅是模仿人的行為有更多的功能和處理方式，更適用于現(xiàn)代生產實踐中。 （2）在實際生產中，一些特殊物品需要填寫，清洗機械可以大大改變屏蔽操作，也可以避免造成環(huán)境污染。 （3）避免材料浪費的清洗過程，生產成本也得到了降低。 （4）可以減少對操作人員的需求，人工成本降低，生產效率得到提高。自動清洗生產效率通常是手動清洗幾倍，甚至是幾百倍，將提高經濟效益，大大提高生產效率，減少勞動力需求，從而降低企業(yè)的勞動力成本。 在對產品質量的要求越來越嚴重的社會背景下，因此，自動清洗生產線的需求是越來越迫切的，自動洗瓶機也經歷了從無到，從自動化程度低，自動化智能化的發(fā)展，自動洗瓶機是一種快速的臉出現(xiàn)在眼前人。而自動洗瓶機的改進設計的自動化產品，生產，設計，完美的設計的特點，自動洗瓶機的成本也得到了相應的降低，也能為生產企業(yè)帶來方便，生產和節(jié)省成本。而自動洗瓶機是合適生產要求和質量保證的設計制造，是一個特點很多自動化設計。 1.2洗瓶機械主要特點及分類 在一個小類別的產品生產是主要的洗瓶機，洗瓶機的分類：從材料清洗的角度可分為，液體自動洗瓶機，全自動洗瓶機械，自動洗瓶機等。它們是適用于膏狀產品的清洗，液體產品的清洗，顆粒物清洗，自動清洗粉末的對象。液體洗瓶機是一種特殊用途的專用機，具有多種多樣的類型。清洗劑品不僅形式也是豐富多樣的，其中大部分是根據變化的具體設計要求進行清洗。由于變化的需求在生產實際，很多自動洗瓶機廠家提出了更智能，更高效的性能要求，使洗瓶機械的性能不斷提高也得到了極大的豐富。 1.3我國洗瓶機發(fā)展概況及發(fā)展趨勢 我國洗瓶機械制造業(yè)起步較晚，洗瓶機械制造行業(yè)的前1960基本上是一個真空，那時還停留在手工操作階段的清洗生產模式，相關行業(yè)生產效率相對落后。一直到上世紀70年代左右，青島，煙臺，上海，北京，一些從國外引進的工業(yè)自動化清潔生產線，包括意大利西門子公司，西德塞茨公司，羅馬尼亞梅勒公司，和美國的公司相關產品，幫助我國的一些飲料生產企業(yè)提高生產效率的生產設備，技術和設備，也促進了中國萌發(fā)了洗瓶機械行業(yè)。從國內一些機械廠家開始，在借鑒和吸收國外洗瓶機設計技術的基礎上，對液體洗瓶機一些結構進行了自主研發(fā)，同時填補相關技術的空白在我國。 但是，應該知道，洗瓶機的發(fā)展和中國的國際先進水平之間的巨大差距自上世紀80年代以來，中國通過全自動清洗設備進行采購從國外，引進日本三菱含氣飲料清洗生產線，ESENG，制造技術，吸收我國的自動清洗生產線設計和技術的本質，技術進步是典型的和常見的清潔生產線，也是清洗設備的主流發(fā)展方向。一些方便的罐頭產品，如礦泉水瓶或飲料瓶洗瓶機械設備，基本上都取得了國內的技術水平，但也基本滿足需求，填補了國內企業(yè)生產。先后推出了一系列聚酯飲料瓶自動生產線，南京輕工集團自主研發(fā)，特別是采用了瓶的洗瓶機，旋蓋機三位一體的設計理念，吸收了法國，德國，美國的設計先進的傳動技術，控制技術，自動清洗閥技術，并填寫瓶蓋并滿足多個清洗瓶容器的生產。整個生產線采用PLC程控和創(chuàng)新，增加了觸摸屏控制技術，在同行業(yè)中處于二十世紀，代表了行業(yè)的領先水準。 目前，我國已擁有國內近兩百多家的洗瓶機械批量設計、生產銷售的廠家，洗瓶機產業(yè)的發(fā)展還帶動了其他產業(yè)的發(fā)展，還形成了近千家的相關配件生產的廠家，以及洗瓶機國家科技研院所。然而，從眼前的現(xiàn)實來看，中國的洗瓶機械設計技術，與國際先進主流技術相比較，存在較大差距。我國全自動洗瓶機設備的設計、制造，主要是引進國外產品后進行的創(chuàng)新，學會吸收其技術的精華，進行設計，所以工藝會有很多的限制，甚至有一些基本形式的成套設備。生產質量也不能滿足商家對洗瓶機的要求，也缺少相應的高質量的配用套件，直接導致了我國生產的設備沒有自主研究的技術進步，國內的洗瓶機設備只能夠滿足中小型飲料廠需求。此外，在流水線控制技術、可靠性能和在線實時監(jiān)測、自動控制方面存在相當大的差距。在大型設備設計方面的差距是更大的，國產的清洗設備還不能滿足國內企業(yè)的生產需要。 目前，我國擁有近200的洗瓶機批量設計，生產和銷售的廠家，洗瓶機行業(yè)的發(fā)展也LED對其他產業(yè)的發(fā)展，也是近1000的配件生產廠家的形成，與國家科學技術研究所的洗瓶機。然而，眼前的現(xiàn)實，該洗瓶機設計技術在中國，與國際先進技術相比，仍有比較大的差距。中國自動洗瓶機設備的設計，制造，主要是引進國外產品進行分析，吸收技術，設計的本質，在工藝上還有很多的局限性，甚至一些配套的基本設備的生產質量不能滿足。對洗瓶機的需求是缺乏高質量的裝備，一套LED裝備直接對我國生產的設備沒有獨立的研發(fā)和相關技術的進步，中國生產的洗瓶機設備只能滿足中小型工廠和MED的需求。此外，在管道控制技技術上有著比較大的差距，在線實時監(jiān)測，自動控制的性能可靠。在大型設備設計差距較大，國內清洗設備已經不能滿足國內企業(yè)的需要。洗瓶機的發(fā)展具有以下發(fā)展趨勢： （1）豐富的功能?？蛇m應液體，乳膏，粉末，顆粒和其他的清洗劑，即使在冷、熱飲料也可以實現(xiàn)包裝，玻璃瓶和聚酷瓶都可以進行清洗。 （2）洗瓶機的智能化發(fā)展。為了滿足洗瓶機性能的需要，為了達到更好的經濟效益，洗瓶機正朝著高性能，高智能化的方向發(fā)展。 （3）高含金量的科技。整個生產線的自動控制程度會越來越高，在線監(jiān)測技術將更加方便，能夠實現(xiàn)參數(shù)的自動檢測和精準測量。一般來說，技術的發(fā)展，洗瓶機將建立一系列的機械，空氣，電子，電氣，液壓，光線，聲音，在一個高的和新的控制技術和磁技術。 （4）整體結構簡單。洗瓶機的機械結構變得簡單、合理，洗瓶機械的設計和制造的廠商都在努力使產品結構更簡單，重量輕，零件在機械結構的數(shù)量也在減少，但總體性能的設備，但在提高，要控制和降低成本，又方便也可以使它更容易操作，故障維修更方便。 1.4國外洗瓶機發(fā)展概況及發(fā)展趨勢 只知道所謂的液體洗瓶機，顧名思義就是用于液體進入相應的容器機械設備，因為人類開始使用器皿盛放液體，存在相應的液體清洗。在早期，只有純手工清洗現(xiàn)實生活，用手和手柄等輔助工具來提高清洗效率，或者使用長柄勺，直接向容器的充填完全淹沒在手工清洗。直到19世紀中旬，隨著機器設備和虹吸裝置的出現(xiàn)，工業(yè)生產越來越受歡迎。然而，直到一系列液體洗瓶機的完成，大規(guī)模生產，設計和銷售在20世紀。 大約在1980年代，美國的Horix、Kiefe和美國Brritr開始實驗設計制造能夠用于液體清洗的機器設備。Kiefe成功的生產出由一個商家定制的第一臺洗瓶機；Horix公司不甘愿落后，在二十世紀初，首次采用了重力原理進行清洗洗瓶機的理論，復制了番茄醬的自動清洗功能，重力是一種更有效的清洗方式，今天，Horix公司仍然對這種洗瓶機進行著生產；20年代初，這三家洗瓶機生產公司又同時推出了圓盤形洗瓶機的設計和生產，其中美國Brritr公司成功生產出了真空洗瓶機拓寬了洗瓶機的應用領域，從20世紀初期到如今，洗瓶機械的設計發(fā)展的極為迅速。 在20世紀80年，美國的horix，kiefe和brritr美國三家公司開始實驗設計用于液體清潔機械設備設計制造。kiefe成功生產出由一個臺灣商人定制的第一臺洗瓶機；horix公司不甘落后，自20世紀起，第一臺灌裝機采用重力原理和番茄醬清洗自動復制。重力清洗是一種更有效的清潔方法。今天，HORIX公司仍然是生產洗衣機。美國三瓶洗衣機產品公司已開始旋轉洗瓶機的設計和生產，BrrITR公司在美國制造的真空洗瓶機將自動洗瓶機成功，從上世紀20年代到現(xiàn)在，洗瓶機快速發(fā)展。 第2章 總體方案設計和基本內容 2.1功能與適用范圍 過去，傳統(tǒng)的液體清洗型沉淀在工藝過程中，存在許多實際問題，如：清洗精度不精準，具有一定的生產周期疲勞，生產效率低，存在材料浪費等充填工藝過程。同時，工人的作業(yè)環(huán)境不好，太高，提高了廠家的人工成本，可能影響工人的身心健康，幾乎沒有良好的質量控制和灌裝過程中的瓶裝液體，雜質如細菌。容易混入。 在確定洗瓶機的性能，我們需要注意以下問題： （1）性能可靠。一般來說，如果有豐富的清洗功能，必然會增加操作環(huán)節(jié)，這可能會增加安全風險因素的風險。本設計的前提是該洗瓶機性能可靠，并能用洗瓶機實現(xiàn)，清洗操作穩(wěn)定可靠。 （2）用于實際生產。通常一個多功能洗瓶機的模塊化設計和開發(fā)，現(xiàn)在洗瓶機廠家還可以根據用戶的不同需求，靈活地增加或修改部分的組合，實現(xiàn)不同的使用情況。 2.2洗瓶機工藝設計 洗瓶機的工藝設計方式設計，為本文的分析及瓶自動洗瓶機總體設計確定。需要考慮以下問題： （1）清洗法： 1）清洗方法可以保證灌漿質量。 2）當幾個清洗的方法，選擇易于實施，易于控制，清洗和高效。 （2）機械設計： 1）根據執(zhí)行機構的實際需求確定機械類型。 2）機械式可根據生產率的測定選擇。 （3）清洗過程，清洗過程和工作數(shù)量： 1）清洗程序完成清洗操作序列。事實上，清洗方法已經決定清洗程序。 2）充填工藝路線：包括清洗材料，清洗材料的運輸，并交付成品制劑清洗充填過程中。 運動要求和機制的選擇： 在一個設計的形式運動的確定和根據性能要求，總體設計是基于設計中的形式運動的確定和根據性能要求的適用范圍和條件進行的，結合執(zhí)行器的過程和運動分析的確定。 2.3總體布局 總體布局是自動洗瓶機的總體設計包含所有組件和相關組件，在合理的分配體。 全自動洗瓶機的部件和組件包括以下： （1）執(zhí)行機構的安排 （2）傳動系統(tǒng)的布置 （3）操作條件的安排 （4）選擇支護形式 （5）總體布局規(guī)劃 2.4主要技術參數(shù)確定 本液體自動清洗洗瓶機的課題，是由瓶裝水清洗廠提出的。 設計要求：對現(xiàn)有生產中運用的圓盤型液體洗瓶機進行一些技術上的改進，使旋轉型清洗生產線性能、生產效率能 有大的提高。 用途：用于清洗低粘度的液體飲料（如飲料、礦泉水等）。 清洗規(guī)格：清洗瓶裝水水。清洗瓶是規(guī)格為：瓶體直徑50mm體積為500ml。 清洗材料：塑料瓶。 清洗能力：10，0000 瓶/天。 清洗時間：＜12s/次。 設計要求：結構簡單，低制造成本，工作穩(wěn)定性能較穩(wěn)定，便于控制，維修簡單。 洗瓶機械的主要技術指標： （1）清洗液體粘度小于1Pa/s （2）清洗速度6 次/min。 （3）清洗容器尺寸范圍：高度20mm-200mm，截面直徑<70m。 2.5主要設計研究內容 (1) 瓶裝液體自動洗瓶機的清洗液供送系統(tǒng)設計。 (2) 瓶裝液體自動洗瓶機的供瓶傳送系統(tǒng)設計。 (3) 瓶裝液體自動洗瓶機的清洗控制系統(tǒng)設計。 (4) 瓶裝液體自動洗瓶機的液壓控制系統(tǒng)設計。 - 8 - 第3章 總體方案設計分析與方案選擇 3.1設計與分析 3.1.1功能與應用范圍 用 途：用于清洗低粘度的液體飲料（如飲料、礦泉水等）。 清洗規(guī)格：清洗瓶裝水。清洗瓶是規(guī)格為：瓶體直徑50mm體積為500ml。 清洗材料：塑料瓶 清洗能力：10，0000 瓶/天 清洗時間：＜12s/次 設計要求：結構簡單，低制造成本，工作穩(wěn)定性能較穩(wěn)定，便于控制，維修簡單。 （1）清洗液體粘度小于1Pa/s （2）清洗速度6 次/min。 （3）清洗容器尺寸范圍：高度20mm-200mm，截面直徑<70mm （4）系統(tǒng)壓力：0.5MPa-3MPa。 3.1.2 工藝分析 （1）確定機器類型 1）工位 工人的位置可以理解為一個工人的工作手冊的內容或在生產線的工人..在實際生產中，工人的關注和經驗是有限的，所以生產線質量不能設計太大，此外，生產線清洗也不宜太復雜，然后使用選定的單站洗瓶機。由于其相對簡單，它可以很好地控制生產成本，而且維護也非常方便。 2）運動形式 液體自動洗瓶機的輸送運動形式，大多數(shù)采用間歇運動式或者連續(xù)運動式兩種運動類型。 連續(xù)運動式：具有生產批量大，成產效率高的特點，但是其存在結構比較復雜，在高精度控制要求的前提下，有著較高的生產成本，維護相對較難。 間歇式運動：不是很大的生產批量，有著比較簡單的結構，非常簡單的控制，相對較低的成本。 因此，根據制造商的設計要求，間歇式運動用于供給和運輸塑料瓶。 （2）清洗程序、工藝路線和工位數(shù)的設計確定 1）清洗程序：瓶在輸送帶清洗，液壓缸推動頂，推到清洗口清洗，清洗完成后，液壓缸，再由輸送帶到下一個操作程序交付。 2）工藝路線 也有許多類型的單臺液體清洗的工藝流程，如線性分布，和旋轉式電源。在本設計中，我們需要降低生產成本，提高了洗瓶機的性能，和控制的方便和效率，因此我們選擇線性分布的技術路線。 3）工位數(shù) 因為這次設計的生產量不是特別大，所以我們打算選擇一個站的生產程序。從而實現(xiàn)主傳動系統(tǒng)，使機器的機械結構大大簡化。 3.1.3 執(zhí)行構件運動要求 （1）輸送系統(tǒng)：運行平穩(wěn)，并可在指定的時間到指定的加油平臺運。 （2）施工設備：起重設備可以清洗輸送帶隨著清洗瓶的頂部，可以起到很好的輔助作用。為了提高清洗效率，設備的運動需要推到相關的塑料瓶在指定位置的時間。 （3）液體清洗：清洗操作需要性能穩(wěn)定，清洗精度也需要高。 （4）產品輸出：清洗完畢，而且集裝箱推到清洗過程，并最終交付機制將清洗容器輸出。 3.1.4 機構選型 （1）供液系統(tǒng)的供給機制 當洗瓶機清洗的溶液粘度低，送瓶系統(tǒng)方案可以選擇液壓泵的合適的模型，在實際的生產洗瓶機也可以用液位差，使液體接近自身重力清洗完成。但高水平的清洗時間。清洗速度是不確定的。因此，液體清洗精度存在很大的影響，不穩(wěn)定，不易控制液體輸入量，也穩(wěn)定了清洗也不利。所以在我們的設計中，整個系統(tǒng)將選擇一套交付塑料瓶液壓供給系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的優(yōu)點： 液壓位置沒有嚴格的限制，利用液壓系統(tǒng)裝置的機械結構。安裝的布局非常靈活的主動性。不要形成更復雜的清洗系統(tǒng)。 運行過程中可實現(xiàn)無級變速控制。運動的勻速運動是均勻的。操作更加方便，并且微控制器的使用也容易實現(xiàn)自動控制。 液壓元件和液壓系統(tǒng)和工業(yè)生產基地，配件的基礎，國家對液壓元件進行了規(guī)范，我們選擇了有關零件的類型時，只是根據不同的模式選擇，在相關設備需要維修，也可以迅速補充型，似乎沒有太多的麻煩。 單位質量的輸出功率比較大，并具有更好的動態(tài)性能。因此，液壓傳動的選擇作為執(zhí)行機構。 （2）為供給機制和充灌瓶的設計與選擇： 板式輸送機的選擇，板輸送方式簡單，容易設計和維護。 （3）對執(zhí)行機構系統(tǒng)的選擇： 根據設計要求和設計要求的生產過程的分析，可以選擇液壓缸執(zhí)行機構。 3.1.5傳動系統(tǒng) 各種傳動形式的特點比較： （1）帶傳動：帶驅動是使用兩個或更多個滑輪彼此以磁帶作為一個柔性的拉動運動傳遞部件的間接的形式，它可以采取的皮帶和皮帶輪或接合到驅動器運動或力在工作之間的摩擦的優(yōu)點。適應傳動皮帶驅動功率小，結構尺寸比大，傳動平穩(wěn)，低噪聲、沖擊和振動的皮帶傳動，可減輕其他駕駛員的收入，常用于高速傳動。然而，距離驅動中心的距離變化相對較大，不能應用于驅動較長的距離。皮帶傳動具有結構簡單，成本低，要求不高安裝的優(yōu)點。然而，彈性腰帶驅動滑動和打滑的情況下，我們不能保證傳動比的精度，此外，磨損的結果和撕裂長期過程相關聯(lián)，具有相對短的驅動壽命一般。 （2）鏈傳動：鏈條驅動是適用之間的兩個或更多個鏈輪嚙合的鏈條驅動作為柔性拉動元件。瞬時傳動比鏈傳動還不能確定，并與沖擊和振動鏈驅動器，所以，鏈驅動通常是更常用的底部高速傳輸和驅動的場合要求不太嚴格，不適合于高速傳輸，并一傳動比要求更精確的場合。 （3）齒輪傳動：瞬時速比不變，效率高，體積小。齒輪的尺寸較小，其圓周速度和功率適用于各種場合。 （4）蝸桿傳動：蝸桿傳動帶傳動速度大，運動傳遞性能比較平穩(wěn)，但蝸輪的相對低效率和蠕蟲需要消耗更多的非鐵金屬的制造。其結構緊湊，體積小，傳動比的傳動比被確定并平穩(wěn)，噪音低，并且可以從瑣碎的機構構成，以防止發(fā)生意外。 （5）螺旋傳動：傳動平穩(wěn)，無噪音，無噪比，可以適用于微調，它可以從瑣碎的機構進行。它最大的特點是旋轉運動可以轉換成直線運動，只需要很小的轉矩，就能獲得較大的軸向力。 （6）連桿機構：連桿機構、連桿連桿觀察平面和兩種形式的空間連接可以做成連續(xù)的、勻速的運動，轉換成更復雜的軌跡，可以實現(xiàn)一些快速的康復運動，但相對運動的位置相對。 3.1.6自動控制系統(tǒng) 為了實現(xiàn)系統(tǒng)為液體清洗過程有序，自動化，洗瓶機，輸送系統(tǒng)，以及所有執(zhí)行系統(tǒng)，需要實時的自動檢測裝置，并配有自動控制裝置中，為了實現(xiàn)有序和自動化生產，提高防效。 選用單片機進行系統(tǒng)智能控制。 3.1.7機身 為適應系統(tǒng)的運轉，以及生產的批量的要求，機身設計要能承載一定載荷，具有穩(wěn)定性。 3.2 洗瓶機總體結構 當洗瓶機進行造型設計，有兩種喂養(yǎng)方式，直線型和旋轉型可以選擇發(fā)送。 線性：清洗容器沿直線運動和定期，清洗結束時，時間停止了。 旋轉式：在清洗容器周圍的圓周旋轉運動過程中液清洗。 直線洗瓶機的機械結構相對簡單，生產成本低，而且易于維護，但工作效率不為旋轉型洗瓶機好。顯然，本設計選用直線式是比較符合要求。 洗瓶機總體設計目標如圖： 圖3.2 圓盤形洗瓶機 - 51 - 第4章 清洗液供送系統(tǒng)設計計算和選用 4.1 輸送管路設計 對輸液管大小的測定： 解決方案存儲在儲液罐和需要解決運輸?shù)捷斠汗埽话銉藓凸艿婪笤O洗瓶機儲液罐輸液管道之間。 首先，需要設計內徑與管道壁厚合理： (1)圓管內徑 首先，假設輸液管管道的的內直徑為 d(m)，橫截面積為 A(m )，清洗液體在輸液管內的流速為 u(m/s)，流量體積為 v(m / s )，因為： A=1/4×π×d^2 (4-1) u=V/A (4-2) 故得: d=4V/(π×u) W----管內質量流量（kg/s） r----液體的密度（kg /m3） Gb----每瓶清洗液體的質量（kg） Qmas --洗瓶機最大的生成能力（pcs/h） 故寫出： V=wp=Gb×Qmas3600×pm3s (4-3) Gb=p×v=1.0×103×500×10-6=0.5kg (4-5) Q_mas=14000( pcs/h) P=1.0×103Kg/s 所以：V=0.5×140001000×3600=0.0023(m3/s) 維護的前提下，在管的恒定流速，根據該理論，如果增加液體的速度，減小直徑和設備的投資成本，從而降低了成本，但在這種情況下，往往要增加輸送液體物料所需的功率，但也增加了運行成本。 因此，在設計中，應根據實際情況，選擇適當?shù)乃俣?，和選擇一個平衡點，根據系統(tǒng)的設計要求，取u=3m/s 所以： D=4vπ×u=0.1m=100m (4-6) (2)圓管壁厚 輸液管需要輸送液體，一般要具有較好的韌性、耐腐蝕的特性，圓管的管壁厚度，按照相應的標準規(guī)格選用厚度：t=5mm 4.2 輸送液泵確定 液體的輸送，需要在單位時間內，會有一定量的液體輸送到洗瓶機儲液罐的原材料，可以利用高架罐液位差，也可以用泵作為動力源。由于高架罐的存在是不方便控制液體量不足的，按照計算的連續(xù)性方程可以知道液體原料的高架罐，在秋天會影響液體的壓力和壓力可能會導致不穩(wěn)定管?？傊斔捅米鳛閯恿υ词褂?，洗瓶機儲液罐。 為了求出管子的損失壓頭，首先需要計算出雷諾系數(shù)： Re=d×u2×pu=0.03×0.6×140003600×1.0×10-3×(50×10-3)2×1.0×10-3 (4-7) 其中： u2=Gb×Qmas3600×p×A=0.03×0.6×140003600×1.0×103×501×10-3 (4-8) hf=λ×Ld×u22×g=0.035×200.03×0.45=10.5m (4-9) 在這個基礎之上，查表可得標準彎頭阻力系數(shù)=0.75，球心閥全部打開時候的阻力系數(shù)=6.4，進口阻力的系數(shù)=0.5，=1，則可計算阻力損失壓頭： h1=2×2×ξ1+2×ξ2+ξ3+ξ4×u22×g=2×2×0.75+2×0.64+1×0.45=7.1m (4-10) 取Z1=0,Z2=3,所以管路設計中將多出一個標準彎頭，那么損失壓頭為： h=h+ξ1u22×g=17.6+0.75×0.45=18.0m (4-11) 將相關數(shù)值代入，可得: He=Z2+P2ρ×g+u22×g+h=3+10.04+0.45+18.0=31.5m (4-12) 則可計算輸液泵功率： p=He×wη=He×Gb×Qmas3600×0.7=31.5×0.6×140003600×0.7=1.05kw (4-13) 4.3閥端孔口流量計算 液體充液閥孔體積計算，根據流動的一般公式：V=AU(m/s) 其中，A——孔口橫截面積（m） U——孔口液體流速（m/s） 溶液的流量孔板，清洗閥端孔的截面0-0與儲液罐2-2剖面，通過建立伯努利方程可以得到： 設儲液箱表面積S1,速度折算系數(shù)： K0=(A0S1)2 ,根據液體連續(xù)性原理可得相應的液體流速： U3=A0S1×U0=U0×K0 (4-14) 綜上可得 V=C×A02×g×h (4-15) H=?Z+?Pρ×g (4-16) Z3+U322×g+P3ρ×g=Z0+P0ρ×g+h (4-17) 進行到此可以觀察到，溶液的流量體積V，主要取決于三個參數(shù)：孔流通面積A0、通道流速系數(shù)C、孔截面壓頭H。 （1） 通道流速系數(shù)C 當液體原料通過清洗閥通道，降低阻力，通道流量系數(shù)C值會更大，但不管多老，總是小于1。一般來說，C的值可以通過實驗方法測定，并可通過計算法計算。 如果清洗閥的結構和操作條件是已知的，然后查找表可以通過阻力系數(shù)的確定及部分。但閥門的各部分阻力系數(shù)不僅是為了獲得比較困難，彼此之間的影響，使流量系數(shù)的速度會降低，這種情況下修改相關系數(shù)。 一般建議之間的校正因子。這種修正后的流速系數(shù)： C'=ηc (4-18) 清洗低粘度的液體，一般取0.5。 （2）孔口出流區(qū) 使充液流的穩(wěn)定性，在瓶的尺寸允許的條件下，應盡可能采取大孔的流通面積，對假設的孔口出流區(qū)，也應盡可能地增加外周長度浸潤的截面不雷諾茲系數(shù)，所以當充能更順利。 4.4 清洗時間計算 因為測量液體和清洗嘴伸入清洗速度不同，要求不同的距離，所以在清洗過程中的液流V應該是可變的，它是一個功能孔段壓頭。 為自定義的定量假設杯子的橫截面積，當從噴嘴高度的液體是H，流量公式： V=-S0dzdt=cA02g(?Pρg+H) (4-19) 上式可轉化為： Dt=-S0dzcA02g(?Pρg+H) (4-20) 則可通過微積分求得液料全部注入瓶中所需的清洗時間： T1=-Z2Z2S0dzcA02g(?Pρg+H)=2S0cA02g(?Pgρ+Z1-?Pgρ+Z1) (4-21) 其中：Z1--定量杯充滿液料時距離管口的高度（m） Z2--定量杯流完液料時距離管口的高度（m） 將相關數(shù)據代入公式，可算得清洗時間t=5.4s，經驗證該時間符合實際要求。 第5章 瓶裝液體自動洗瓶機供瓶傳送系統(tǒng)設計 5.1 輸送線方案選用 瓶輸送系統(tǒng)需要設計板輸送中有著廣泛的應用，板輸送機可輸送各種散狀物料或貨物的水平或傾斜方向在工業(yè)領域，還可以應用于生產線。能夠運輸?shù)南鄬χ亓亢痛蟮牟牧匣蜇浳锏倪\輸，可以在較高的溫度下更快。 （1）板式輸送機的優(yōu)點： 1）輸送能力； 2）柔性輸電線路布局； 3）運行穩(wěn)定可靠 4）使用范圍寬； 5）牽引鏈強度高，可長距離輸送； 6）在輸送過程中可加工各種工藝。 （2）布局形式： 為了滿足清洗生產線的基本要求，布局形式簡化，并采用臥式布局，這是線性的瓶裝水的自動洗瓶機的設計。 （3）對刮板輸送機的主要部件： 1）牽引鏈； 2）底板； 3）驅動程序； 4）緊零件； 5）機架。 5.2電機到減速器傳動設計與計算 參考目前的生產實踐中，電動機的選擇，建議選擇電機類型：YH100l - 2，且速度2700r／min，額定功率，額定電流6A和轉彎滑10%，功率因數(shù)為0.87 5.2.1軸轉速、功率、扭矩計算 第一軸的轉速等于電機轉速為2700（軸1相連，電機通過聯(lián)軸器） 第二軸的轉速的軸與鏈輪的轉速，可從上述輸送線的計算得： n2=700r/min 傳動比為： i=n1n2=2700700=3.86 (5-1) 各軸功率的計算： 第一根軸：P1=P×η1=3×0.99=2.97kw (5-2) 第二根軸：P2=P1×η1=2.97×0.97=2.88kw (5-3) 軸的扭矩計算： T1=9.55×106×P1n1=9.55×106×2.972700=10505N.mm (5-4) T2=9.55×106×P2n2=9.55×106×2.88700=39291N.mm (5-5) 能夠從以上內容得出如下表格的數(shù)據： 軸輸出功率、轉矩、傳動比及效率： 表5.2 軸號 轉速 輸出功率 P(kw) 輸出轉矩 T(N.mm) 傳動比 效率 電機軸 2700 3 1 1 軸 2700 2.97 10505 3．86 0．99 軸 700 2.88 39291 0.97 5.2.2軸的結構設計 （1）軸的材料 因為軸工作環(huán)境比較特殊所承載的載荷通常是變載荷，或者變應力，因此材 傳動部分：它是軸之間的動力，實現(xiàn)旋轉運動和傳輸，以及支持是機器運動的重要組成部分。 由于軸向的工作環(huán)境是比較特殊的負載通常是可變荷載，或過敏，所以材料需要具有良好的韌性和強度。在表面的軸和軸承相對滑動軸，還需要找到的材料具有良好的耐磨性。 （2）材料的選擇（常用材料和熱處理方式的選擇）： 1）球墨鑄鐵：具有良好的沖擊吸收適應性，應力集中可轉化為較復雜的形狀，但韌性較低； 2）：45鋼：正火或回火熱處理；使用Q235、Q27 5 255、普通低碳鋼作輕或不重要場合； 3）合金鋼：常用的40Cr和合金鋼，合金鋼可用于重載特性，適用于輕或耐磨的工作環(huán)境。熱處理或杰姆斯火處理，可以提高合金鋼的強度，但應力集中更敏感，容易發(fā)生事故，因此粗糙表面應設計相對較低，在結構設計中，需要設法消除或減少應力集中。主軸的剛度，這就要求，是軸的軸的軸，由于合金鋼和碳鋼低彈性模量，它不應該使用更昂貴的鋼。 （3）一般可以用鋼空白一片空白，也需要有鑄坯。 （4）主軸直徑 計算公式： d≥c×3pn (5-6) 其中：c----與材料的許用應力有關 p----軸的傳動功率（kw） n----軸的轉速（r/min） 則：d≥117--106×314=0.37×117--106=43.29--39.22 (5-7) 因為軸上有雙鍵，所以d有必要增加7% d=43.29×1.07=46.32mm,取d=60mm （5）結構設計： 1）計算轉矩：T=9550×pn=9500÷140×7=477.5N.m (5-8) 查表的 K=1.5，則Tc=477.5×1.5=716.25 2）為了使軸向夾緊，有必要取與配合的軸長度要小一些; 3）定位軸肩直徑一般需要增大不小于5mm； 4）綜上取軸徑d=60mm，軸段長L=82mm； 5）據此查手冊確定鍵的尺寸參數(shù)。 選用A型鍵14*9*75及A型鍵18*11*70 （6）蓋子相關的尺寸計算： 由軸徑線速度選密封形式 V=π×d×n60×1000=3.14×60×14060×1000=0.43m/s (5-9) 當v<5m/s時，能夠使用氈圈密封； 當v>10m/s時，用皮碗密封； 當v=6m/s----30m/s時，用非接觸式密封。 V=0.44m/s<5m/s,所以使用氈圈密封。 （7）2.軸肩選取?60d9 1）查手冊選直徑。 2）軸承凸出點與箱外活動件須留15mm----25mm間隔。 留出尺寸43mm。 （8）動軸承相關的尺寸： 1）軸承選擇時，因為是在前一直徑上設計安裝步驟，也能使加工更方便，而且尾數(shù)為0或5，或用前一段直徑，或在起軸肩，取軸承內徑?55k6； 2）選用適當?shù)妮S承，經查手冊得尺寸參數(shù)后，選用30211正裝，尺寸： d×D×T=55(mm)×100(mm)×22.77(mm) (5-10) 3）按dn值選軸承潤滑形式 dn>2×100000r(min.mm) 時，可以用潤滑油。 （9）其他相關尺寸： 1）傳動組件與軸肩一般又緊密配合； 2）根據實際業(yè)務需要，軸截面應小于車輪的長度，以獲得致密的軸向定位，以87。 3）軸向定位需要使用套，肩，領子，彈性圈等部件固定，套筒的選擇和定位項圈，項圈直徑。 其中的轉盤軸如圖： 圖5.1 轉盤軸 5.2.3軸系部件設計計算 軸系部件包括：傳動軸，軸承，傳動件以及鍵。 已知條件：軸承是應用于輸送線上的，轉速，軸頸，軸承所承受的徑向載荷R=2000N，軸向載荷為500N，要求使用壽命=5000h。 得到相應的動載荷Pr。 軸類零件包括：傳動軸，軸承，齒輪和鍵。 軸承采用傳動線、轉速、滑動軸承，徑向載荷R = N，軸向載荷500N，使用壽命為50000h。在復雜加載荷條件下，利用X和Y根據查表可得到深溝球軸承的系數(shù)。在軸承類型的選擇是未知的，試算的方法需要暫時= 0.08，則E = 0.22 由于A/R=50/2000=0.025,查得X=0.56,Y=1.99可求得： Pr=XR+YA=0.56×2000+1.99×500=2115N (5-11) （2）計算軸承所需要的徑向額定載荷Cr 由于軸承溫度不高，與工作負荷只有輕微的影響，查表： ft=1,fp=1.1 按公式有： Cr=fp×prft(60nLh106)13=22001N (5-12) （3）選擇軸承型號 查詢滾動軸承國家標準GB/T272—93，選的6211軸承，該軸承?。? Cr=25700N>Cr=22001N ; Cσ=15300N; 又因為： ACσ=50015300=0.0349 (5-13) 所以，再用線形插值法可計算得e=0.23，適用于本設計。 5.2.4鏈傳動設計計算 傳動形式可分為：機械傳動，液壓傳動和電力傳動三大類。 機械傳動：機械部件來實現(xiàn)傳動的運動使用，機械傳動分為齒輪傳動、鏈傳動和摩擦傳動帶傳動。 傳輸有很多優(yōu)點。與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和滑移現(xiàn)象。此外，鏈傳動的平均傳動比是準確的。另外，鏈傳動的傳動功率大，過載能力強，小體積的傳動條件相同。張力較小，作用在軸向壓力較?。辉诟邷?、潮濕、粉塵、污染等不利條件下。鏈條的主要缺點：只能用于平行軸之間的傳動，成本高，易磨損，易伸長，傳動穩(wěn)定性差，操作時會產生附加的動載荷、振動、沖擊和噪聲，不適合用在快速反向傳輸上。 根據系統(tǒng)的設計要求和傳輸?shù)男问教卣?，鏈傳動能夠滿足需求。 （1）確定鏈輪齒數(shù)Z1,Z2: 取Z1=21。 Z2=i×d1=n1n2×d1=700140×21=105<120 (5-14) 速比i： 通常i≤6，此外，若載荷平穩(wěn)，尺寸允許可取i=8----10。 （2）確定鏈條節(jié)距P： 計算功率：pc=p×kA (5-15) 式中：P----額定功率 kA----工作情況系數(shù) 因為工作相對平穩(wěn)，所以查表得：kA=1.0 所以pc=p×kA=1.0×7.5=7.5kw (5-16) 特定條件下，單排鏈傳遞功率p0 p0≥pcKz×Ki×Ka×Kp=6.14 (5-17) （3）根據p0，n的數(shù)值，查表，查得節(jié)距P和鏈號： 鏈號05B，節(jié)距P=8mm，排距pt=5.64mm,滾子外徑dr=5mm， 內鏈節(jié)內寬b1=3.0mm 銷軸LX=8.6mm，極限拉伸載荷Q1=4400N，質量q=0.81kg/m （4）確定中心距a和鏈條節(jié)數(shù)Lp。 1）如果中心距比較小，增加循環(huán)次數(shù)會相應增加，磨損疲勞將會加速，還容易發(fā)生跳齒。 2）如果中心距的選擇，它可以減少鏈條的磨損，可延長生命，但可能會有抖動，和大小相應增加。 3）則鏈條長度為： L=2×a0p+z1+z22+pa0z2-z22π=2×300P+21+1052+7.5300105-212×3.14=195.6mm (5-18) 4）Lp圓整，取偶數(shù)L=196。 5）計算中心距實際距離： a=p4[L-z1+z22+(L-z1+z22)2-8×(z2-z12×π)2 =7.54[196-21+1052+(196-21+1052)2-8×(105-212×π)2 =301.7mm (5-19) 6）a的差值為1.7mm<2mm----5mm。所以我們是能夠選用這樣的取值。 進行驗算： V=z1×n1×p60×1000=21×700×7.560×1000=1.84m/s (5-20) 該取值是在范圍內的，我們也能夠去選這個值使用。 （5）計算壓軸承力Q ?=k0×FE (5-21) 式中有效拉力 FE=1000pcv=1000×7.51.844076.1N (5-22) （6）設計鏈輪的主要尺寸 1）材料選用：45鋼，并且需要經過沾火。 材料要求：材料需要有一定的強度和耐磨性，與小鏈輪材料比大鏈輪的材料強度與耐磨性。 2）主要尺寸： A節(jié)圓直徑 d1=psin(1800Z1)=8sin(180021)=53.3 (5-23) d2=psin(1800Z2)=266.7 (5-24) B齒頂圓直徑 da=p×0.45+ctg1800Z1-0.08=8×0.45+ctg180021=57.68 (5-25) da=p×0.45+ctg1800Z2-0.08=8×0.45+ctg1800105=270.96 (5-26) C齒根圓直徑 df=d1-dr=53.5-5=48.3 (5-27) df=d2-dr=277.7-5=261.7 (5-28) D齒側凸圓最大直徑 dg=p×ctg1800Z1-1=0.×ctg180021-1-0.08=45.28 (5-29) 選dg=45mm，查表得dk=26mm。 dg≤p×ctg1800Z1-1-0.08=258.56 (5-30) 則選dg=250mm。 E最大齒根距離 LX=df ----偶數(shù)齒 Lx=cos90。Z×d-dt ----奇數(shù)齒 根據上述公式： Lx=cos90。21×5-5=48.15 (5-31) Lx=cos90。21×266.6-5=260.2mm (5-32) F軸面主要尺寸 ba=1.6mm rx=13.5mm bf=7.1mm h=6.4mm ra=0.5mm pt=5.64mm 3）鏈輪結構 我們以中小直徑的鏈輪為總體結構的設計。鏈輪齒形鏈輪齒形，一方面需要保證環(huán)節(jié)順利地進入和退出嚙合，另一方面，減少鏈條嚙合沖擊應該接觸應力。最后的鏈輪也容易處理。 4）鏈輪的維護 鏈輪安裝注意事項：當軸安裝，沒有搖擺和傾斜，在相同的傳動部件，在兩鏈輪端需要保持同一平面。當鏈輪中心距小于50cm，允許偏差1毫米的存在；當鏈輪中心距大于0.5米，可以允許偏差2毫米的存在。但是鏈輪的安裝過程中，不允許有摩擦傳動副，因為如果兩輪偏差過大，比較容易產生斷鏈，會增加摩擦，從而加速齒輪的磨損。改變鏈輪時，注意檢查和調整偏移量。鏈輪磨損嚴重，為了保證高效，我們應該更換新的鏈輪或次新鏈輪。正常情況下，不僅需要更換新鏈輪或新鏈輪，還需要更換兩個新鏈輪。否則，由于網孔不完善，可以加速新鏈輪或鏈輪的磨損過程。 此外，當鏈輪齒在一定程度上磨損時，也可以及時投入使用，這也就意味著調整鏈輪的使用，延長其使用時間，降低成本，提高資源的利用率。 對鏈輪的保養(yǎng)，機器存儲沒有投入生產使用，鏈輪應拆除，并用煤油清洗。最后，涂上機油或黃油，放在干燥的地方。為了防止銹病的發(fā)生，但也要防止資源浪費。 5.2.5輸送線部分計算 （1）原始數(shù)據及資料 物品重：10kg 材料：塑料制品 形狀：圓柱形 最的大橫向尺寸： 60*10=600 需要考慮托盤存在的間隙，可以取最大橫向尺寸為700mm。 設計最大輸送能力：20000瓶/小時。 （2）輸送底板寬度： 1）底部寬度可以選擇，然后選擇材料的大小，和校準檢查全做。