全自動(dòng)微型塑料瓶灌液機(jī)的設(shè)計(jì)

1、摘 要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)備的國內(nèi)外現(xiàn)狀，探討了產(chǎn)品的市場開發(fā)背景，對設(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，通過對比和分析完成了對各個(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

2、編程；其次，對設(shè)備進(jìn)行了準(zhǔn)確度等級的檢測實(shí)驗(yàn)和商品實(shí)例分析；最后，對系統(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)值和良好的市場前景。關(guān)鍵詞：灌裝；直線型；控制；單片機(jī)目 錄第1章 緒論1.1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.4第2章 灌裝機(jī)械2.1概述.62.1.1國內(nèi)外飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況.62.1.2我國

3、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國內(nèi)外液體灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢.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.102.2.3總體布局.102.2.4擬訂主要的工作參數(shù).112.3方案的提出.11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.123.1.1功能與應(yīng)用范圍.123.1.2工藝分析.123.1.3對執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求.133.1.4機(jī)構(gòu)選型.133.2灌裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu).15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).164.2輸送液泵的確定.174.3閥端孔口流量的計(jì)算.204.4灌

4、裝時(shí)間的計(jì)算: .224.5供液系統(tǒng)原理圖.234.6供液系統(tǒng)所選元件的參數(shù)與一些重要參數(shù).24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.255.2電機(jī)到減速器的傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算.255.2.1軸轉(zhuǎn)速功率扭矩的計(jì)算.255.2.2直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).275.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).335.3鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.355.4輸送線部分的計(jì)算.405.5軸系部件的設(shè)計(jì)計(jì)算.415.5.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.425.5.2軸承的選用和計(jì)算.485.5.3鍵的校核計(jì)算.49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.516.1.1儲(chǔ)液箱容量的計(jì)算.516.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).516.2儲(chǔ)液箱上的

5、一些輔件的說明.516.3罐裝方法與定量方法的選用.526.3.1灌裝方法.526.3.2定量方法.53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.557.1.1動(dòng)作分析.557.1.2執(zhí)行件的選用.557.2設(shè)計(jì)分析與方案設(shè)計(jì).557.3機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算.567.4液壓系統(tǒng)回路方案設(shè)計(jì).607.5選擇液壓元件.617.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算.62第8章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選用8.1水箱液位控制.648.2執(zhí)行系統(tǒng)的控制.67參考文獻(xiàn).69翻譯中文譯文.77致謝.81 第1章 緒論11包裝機(jī)械化的重要意義近半個(gè)多世紀(jì)以來，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

6、貌崛起，受到人們的普遍重視?，F(xiàn)在包裝的基本定義是：對不同批量的產(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)。無論在國外或國內(nèi)，包裝工程已經(jīng)涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活，國際貿(mào)易和國防建設(shè)到帶來了深刻的影響，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況：未經(jīng)包裝出售的商品越來越少，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，在將來，沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品

7、的生產(chǎn)和銷售?？墒侨绻麤]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)化倉庫，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

8、增加各種品種，改善產(chǎn)品質(zhì)量，增加市場競爭力。現(xiàn)代包裝機(jī)械所能完成的工作已經(jīng)遠(yuǎn)超過了簡單地模仿人的動(dòng)作，甚至可以說在很多場合用巧妙的機(jī)械方法包裝出來的產(chǎn)品，不論在式樣，質(zhì)地或精度等方面，大多是手工無法勝任的。二 能改善勞動(dòng)條件，避免污染危害環(huán)境。對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。至于對需要進(jìn)行長期，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。

9、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)系到國家長遠(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)品包裝工藝過程。為了對包裝機(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Σ撸斜匾钊氲亓私馑囊恍┨攸c(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

10、。而且人們對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。所以人們越來越重視包裝機(jī)的通用性。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

11、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年我國包裝機(jī)械產(chǎn)量將增加到67萬臺(tái)(套)，到2010年將增至93萬臺(tái)?？焖侔l(fā)展的食

12、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)帶來了商機(jī)。目前我國食品加工能力還遠(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年國內(nèi)市場食品機(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以上的增長率才能滿足市場需求。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，爭取使新型高效設(shè)備所占比例達(dá)到60。由于中國國產(chǎn)機(jī)械的技術(shù)和質(zhì)量還無法滿足要求，對國外此類設(shè)備的進(jìn)口需求將增加。隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢持續(xù)高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對醫(yī)療健康的需求越來越高，因此帶動(dòng)了醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，并由此推動(dòng)了對制藥機(jī)械需求的增長，促進(jìn)了制藥裝備工業(yè)的繁榮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，200