畢業(yè)設計（論文）酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)結構設計（含全套cad圖紙）

1、本科學生畢業(yè)設計酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)結構設計完整版CAD圖紙，聯(lián)系 153893706系部名稱： 機電工程學院 專業(yè)班級： 機械設計制造及自動化 08-1班學生姓名： 指導教師： 職 稱： 講 師 二一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe infusing liquid system of the product line of acid vegetable automatic packing LineCandidate： Specialty： Mechanical Design Manufacture & Automatio

2、nClass： 08-1Supervisor：Heilongjiang Institute of Technology2012-06Harbin摘 要近半個多世紀以來，隨著生產與流通日益社會化、現代化，產品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們普遍重視。本設計主要目的是實現酸菜加工的自動化。其間介紹了灌裝機的概念、種類。主要是針對酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)進行的設計主要通過對機械設計的學習、了解和掌握，來確定酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)的各個組成零件并最后組裝。通過計算和結構優(yōu)化設計，決定采用氣泵為動力源，以氣缸的往復運動及兩個單向閥的反向安裝來實現酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)的吸液和注液，從而實現由比

3、較簡單的結構完成要求的目的。設計后的酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)具有結構簡單、緊湊、制造和維修容易、操作簡單，成本低。廣泛用于中小型食品生產企業(yè)。關鍵詞：氣泵；氣缸；單向閥；電池換向閥；行程開關；貯液缸；自動控制ABSTRACTWith the socialization and modernization of the production and circulation since more than half a century，products packing is flourishing with a completely new feature and attached import

4、ance widely.The main purpose of this design is to realize the automatization of acid vegetable processing. It introduces the conception and category of the filling machine. The design aims at the infusing liquid system of the product line of acid vegetable automatic packing. We confirm every part of

5、 the system and install it according to the study of machinical design. We decide to use the air pump as the power fountain and realize sucking liquid and infusing liquid by the reciprocating of air urn and the reversed setting of two mon-return valves after calculating.Consequently,we achieve the p

6、urpose with a more simple configuration.The infusing liquid system of the product line of acid vegetable automatic packing have simple configuration,. It is tighten and easy to produce, mend and handle .Also it cost low .It is widely used in small and middle food manufactories.Key word: air pump；air

7、 urn；mon-return valve；eleceromagnetism cross valve；limit switch；stores the fluid cylinder；auto control目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264789423 摘 要 PAGEREF _Toc264789423 h I HYPERLINK l _Toc264789424 Abstract PAGEREF _Toc264789424 h II HYPERLINK l _Toc264789425 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc264789425 h 1

8、HYPERLINK l _Toc264789426 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc264789426 h 1 HYPERLINK l _Toc264789427 1.2 課題目的與意義 PAGEREF _Toc264789427 h 1 HYPERLINK l _Toc264789428 1.3 我國食品和包裝機械的發(fā)展現狀 PAGEREF _Toc264789428 h 3 HYPERLINK l _Toc264789429 1.3.1 食品和包裝機械工業(yè)初具規(guī)模 PAGEREF _Toc264789429 h 3 HYPERLINK l _Toc264789430 1.3.2

9、基本形成了為食品加工業(yè)提供成套裝備的能力 PAGEREF _Toc264789430 h 3 HYPERLINK l _Toc264789431 1.3.3 在部分領域形成了大型關鍵單機生產制造能力 PAGEREF _Toc264789431 h 3 HYPERLINK l _Toc264789432 1.3.4 我國食品和包裝機械工業(yè)與發(fā)達國家還有較大差距 PAGEREF _Toc264789432 h 3 HYPERLINK l _Toc264789433 1.4食品和包裝機械近期發(fā)展重點領域和方向 PAGEREF _Toc264789433 h 4 HYPERLINK l _Toc264

10、789434 第2章 灌裝機 PAGEREF _Toc264789434 h 6 HYPERLINK l _Toc264789435 2.1 灌裝機概述 PAGEREF _Toc264789435 h 6 HYPERLINK l _Toc264789436 2.2 國內飲料灌裝機械的發(fā)展概況 PAGEREF _Toc264789436 h 6 HYPERLINK l _Toc264789437 2.3 液體灌裝設備的分類 PAGEREF _Toc264789437 h 7 HYPERLINK l _Toc264789490 2.4本章小結 PAGEREF _Toc264789490 h 8 H

11、YPERLINK l _Toc264789491 第3章 注液系統(tǒng)的總體方案 PAGEREF _Toc264789491 h 9 HYPERLINK l _Toc264789492 3.1 注液系統(tǒng)的工藝方案 PAGEREF _Toc264789492 h 9 HYPERLINK l _Toc264789494 3.2 注液總體原理示意圖 PAGEREF _Toc264789494 h 9 HYPERLINK l _Toc264789495 3.2 動力源的選擇 PAGEREF _Toc264789495 h 9 HYPERLINK l _Toc264789496 3.4 注液系統(tǒng)的傳動方案

12、PAGEREF _Toc264789496 h 10 HYPERLINK l _Toc264789497 3.5 本章小結. PAGEREF _Toc264789497 h 10 HYPERLINK l _Toc264789498 第4章 系統(tǒng)各部分組件的計算及選用 PAGEREF _Toc264789498 h 11 HYPERLINK l _Toc264789499 4.1 貯液缸的選用 PAGEREF _Toc264789499 h 11 HYPERLINK l _Toc264789500 4.2 單向閥的選用 PAGEREF _Toc264789500 h 11 HYPERLINK l

13、 _Toc264789501 4.3 雙作用雙活塞桿氣缸計算及選用 PAGEREF _Toc264789501 h 12 HYPERLINK l _Toc264789502 4.4 耗氣量計算 PAGEREF _Toc264789502 h 15 HYPERLINK l _Toc264789503 4.5 活塞桿直徑校核 PAGEREF _Toc264789503 h 16 HYPERLINK l _Toc264789504 4.6 氣缸的運行速度 PAGEREF _Toc264789504 h 17 HYPERLINK l _Toc264789505 4.7 換向閥的選用 PAGEREF _

14、Toc264789505 h 18 HYPERLINK l _Toc264789506 4.8 行程開關的選用 PAGEREF _Toc264789506 h 19 HYPERLINK l _Toc264789507 4.9 管道的選擇 PAGEREF _Toc264789507 h 19 HYPERLINK l _Toc264789508 4.10 方向控制裝置 PAGEREF _Toc264789508 h 20 HYPERLINK l _Toc264789509 4.11 氣動控制部分 PAGEREF _Toc264789509 h 20 HYPERLINK l _Toc26478951

15、0 4.12 本章小結 PAGEREF _Toc264789510 h 21 HYPERLINK l _Toc264789511 第5章 框架結構的設計 PAGEREF _Toc264789511 h 22 HYPERLINK l _Toc264789512 5.1 固定板的設計 PAGEREF _Toc264789512 h 22 HYPERLINK l _Toc264789513 5.2 外框架的設計 PAGEREF _Toc264789513 h 22 HYPERLINK l _Toc264789514 5.3 儲液箱的設計 PAGEREF _Toc264789514 h 22 HYPE

16、RLINK l _Toc264789515 5.4 本章小結 PAGEREF _Toc264789515 h 23 HYPERLINK l _Toc264789516 結 論 PAGEREF _Toc264789516 h 24 HYPERLINK l _Toc264789517 參考文獻 PAGEREF _Toc264789517 h 25 HYPERLINK l _Toc264789518 致 謝 PAGEREF _Toc264789518 h 26 HYPERLINK l _Toc264789519 附 錄A PAGEREF _Toc264789519 h 27 HYPERLINK l

17、_Toc264789520 附 錄B PAGEREF _Toc264789520 h 35第1章 緒 論1.1 課題背景隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國食品工業(yè)得到快速發(fā)展，已經成為我國國民經濟的支柱產業(yè)。2002年食品工業(yè)總產值達到10554億元，占全國工業(yè)總產值10%左右，食品工業(yè)的利稅總額占全國工業(yè)部門利稅總額的20%左右。居全國各產業(yè)部門之首。食品和包裝機械行業(yè)作為食品工業(yè)提供裝備的工業(yè)，形成于20世紀七十年代末與八十年代初，經過八十年代的快速發(fā)展，九十年代的高速增長，目前已進入結構調整、產品質量升級、提高創(chuàng)新能力的關鍵時期。2002年食品和包裝機械全行業(yè)總產值近400億元

18、，已成為機械工業(yè)系統(tǒng)十四大行業(yè)之一，初步滿足了我國食品工業(yè)的需要。包裝機械化的重意義現代包裝的基本含義是：對不同批量的產品，選用某種有保護性、裝飾性的包裝材料或包裝容器，并借助適當的技術手段實施包裝作業(yè)，以達到規(guī)定的數量和質量，同時設法改善外部結構，降低包裝成本，從而在流通直至消費的整個過程中使之容易儲存搬運，防止產品破損變質，不污染環(huán)境，便于識別應用和回收廢料，有吸引力，廣開銷路，不斷促進擴大再生產。本文研究的是自動包裝機生產線的注液系統(tǒng)。大量事實表明，實現包裝的機械化和自動化，尤其是實現具有高度靈活性(或稱柔性)的自動包裝線，不僅體現了現代生產的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經濟效益。1.

19、2 課題目的與意義 無論在國內或國外，包裝工作已涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活、國際貿易和國防建設都帶來深刻的影響，甚至在現實生活中出現了過去準以想象的新情況：未經包裝出售的商品變得越來越少了，而且包裝上的失敗往往會使很好的產品得不到成功的銷售。因而不妨這樣說，在將來，如果沒有現代化的包裝就沒有商品的生產和銷售；可是如果沒有先進的工業(yè)與科學技術的綜合發(fā)展，也不可能出現高水平的現代化包裝。迄今，一些科學技術發(fā)達的國家，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，已經程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產過程，有的還將包裝材

20、料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。再者，為使包裝成品更好地進入流通領域，大都配有專用的自動化倉庫，并采用托盤集裝箱運輸。（如圖1.1所示的現代化酒廠自動包裝線的工藝流程簡圖就是一個頗有代表役的例子。）圖 1.1 現代化酒廠自動包裝線的工藝流程簡圖(1)能增加花色品種，改善產品質量，加強市場競爭能力?，F代包裝機械所能完成的工作已遠遠超出了簡單地模仿人的動作，甚至可以說在很多場合用巧妙的機械方法包裝出來的成品，不論在式樣、質地或精度等方面，大都是手工操作無法勝任和媲美的。隨著商品的多樣化，這一點越來越引起了人們的重視。另外，用機械手代替人手，就足以最大限度地避

21、免操作人員同產品直接接觸時可能產生的感染，從而保證食品、藥物的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。(2)能改善勞動條件，避免污染危害環(huán)境。對有劇毒、刺激性的、低溫、潮濕性的、爆炸、放射性的，以及必須放置在暗室中的物品，實現了包裝的機械化和自動化便可大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對需要進行長期、頻繁、重復的以及其他笨重的包裝工作，如能實現機械化和自動化，則能大大減輕體力勞動強度，增進工人健康和提高生產效率。(3)能節(jié)約原材料，減少浪費，降低成本。有些粉末、被體物料在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、氣泡、飛濺現象，若改為機械包裝則會大大減少損失。(4)能提高生產效率，加速產品的不斷更新。機械包裝的

22、生產能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，無疑這格會更好地適應市場的實際需要，合理安排勞動力，為社會多創(chuàng)造助富。由此可見，實現包裝機械化和建立現代包裝工業(yè)，乃是關系到國家長遠規(guī)劃的一件大事，也是搞好社會主義四個現代化的一項重要內容。1.3 我國食品和包裝機械的發(fā)展現狀1.3.1食品和包裝機械工業(yè)初具規(guī)模目前我國食品和包裝機械生產企業(yè)達6000余家，其數量在世界各國中居第一位，產品品種3000多種。2002年全行業(yè)總產值395.36億元。其中年產值500萬元以上生產企業(yè)1133家，2002年產品銷售收入345.16億元，其余4000多家為小型企業(yè)，其中近一半為兼營企業(yè)。2002年食品加工

23、和包裝機械出口交貨值2.61億美元，其中包裝機械出口交貨值1.38億美元，開始走向世界。1.3.2 基本形成了為食品加工業(yè)提供成套裝備的能力食品工業(yè)的發(fā)展，促進了食品加工和包裝機械工業(yè)的發(fā)展。食品和包裝機械的發(fā)展又為食品工業(yè)的發(fā)展提供了重要的裝備保障。初步形成了以大學工藝基礎研究、院所技術創(chuàng)新和工程轉化應用技術開發(fā)、企業(yè)產品生產制造的分工協(xié)作產業(yè)發(fā)展體系，在一批產品加工領域形成了企業(yè)為主體的關鍵單機生產制造能力和以院所為主體的工程成套裝備能力。1.3.3在部分領域形成了大型關鍵單機生產制造能力近10年有幾百項較高技術水平加工設備相繼問世并投入生產，達到國外20世紀80年代末90年代初水平，個別

24、機型達到世界先進水平。微波技術、速凍技術、真空技術、膨化技術、超微粉碎技術、微膠囊技術、二氧化碳超臨界萃取技術等高新技術已逐步應用到食品加工裝備中。1.3.4我國食品和包裝機械工業(yè)與發(fā)達國家還有較大差距我國食品與包裝機械工業(yè)起步晚、基礎差，目前達到或接近世界先進水平的加工裝備僅占全部的5%10%；整個行業(yè)落后2025年。每年還需要進口大量的食品和包裝機械，以滿足我國食品工業(yè)之需要。技術創(chuàng)新和工程轉化能力十分薄弱我國絕大多數食品加工和包裝機械制造企業(yè)屬于中小企業(yè)，基本上不具備自主研發(fā)能力；由于科研投入不足，研究院所和高等院校的實驗條件不完善，造成我國市場上的產品主要還是仿制、測繪或稍加改造的國產

25、化，產業(yè)主體技術依靠國外，有自主知識產權的產品少，與世界上食品和包裝機械工業(yè)強國相比相差甚遠，整體技術水平落后2025年。在工程轉化和技術集成方面還沒有形成有效的產、學、研結合機制，在低水平上各自為戰(zhàn)、重復引進、重復研發(fā)的現象相當普遍；工藝研究、裝備開發(fā)、生產制造相互脫節(jié)，工程成套及工程轉化能力弱。產品結構與質量、性能有待改善我國食品和包裝機械行業(yè)目前存在的主要問題可歸結為五多五少，即：單機多，成套少；主機多，輔機少；技術含量低的產品多，高技術、高附加值、高生產率的產品少；初加工設備多，深加工設備少；通用機型多，特殊要求、特殊物料加工的機型少。產品性能與國外同類產品相比，生產能力低、能耗高。較

26、好的產品小時生產能力僅是國外先進水平的1/2，能耗成倍地高于國外先進產品水平，尤其是大型設備性能差距更大，致使國內大型生產線基本都從國外引進。產品質量方面，存在著工作穩(wěn)定性、可靠性差，造型落伍，外觀粗糙，基礎件和配套件壽命短等問題。只有少數產品制定了可靠性標準，無故障時間比國外先進水平的同類產品低得多，僅是它們的1/21/3。企業(yè)規(guī)模小、布局不合理在企業(yè)規(guī)模方面，一是集中度不高，二是人均勞動生產率低。我國食品和包裝機械工業(yè)，從企業(yè)數量看還不少，有6000余家,比食品和包裝機械工業(yè)強國都多，其中有近2000多家不夠穩(wěn)定，每年有近15%的企業(yè)轉產或倒閉，但又有15%的企業(yè)加入這個行業(yè)。產值及銷售額

27、超過億元的企業(yè)僅有十幾家，最好的企業(yè)產值和銷售額剛過10億元，上市企業(yè)僅有一家；年銷售額過3000萬元的企業(yè)僅有50家，這50家企業(yè)的總銷售額僅有80億元，集中度僅達到20.66%。多數企業(yè)年產值在幾百萬到一千萬之間，低于100萬的企業(yè)為數還不少。人均勞動生產率多數企業(yè)在10萬人民幣以下。布局上，我國食品和包裝機械工業(yè)生產企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、上海、山東、廣東、遼寧、北京和河南等省市,上述8省市生產企業(yè)占全國食品和包裝機械工業(yè)總數的64%，而西北地區(qū)的甘肅、寧夏、青海和新疆4個省區(qū)生產企業(yè)只占總數的0.8%，分布極不均衡。1.4食品和包裝機械近期發(fā)展重點領域和方向加快發(fā)展食品和包裝機械的技

28、術創(chuàng)新速度，推動產品結構、企業(yè)結構和技術結構的調整。選擇食品工業(yè)中主要行業(yè)的技術裝備，如大豆加工設備、玉米加工設備、馬鈴薯加工設備、油料加工設備、乳品加工設備、肉類加工設備、果蔬保鮮與加工設備、飲料加工設備、方便食品和功能性食品加工設備、水產品深加工、食品包裝機械、 食品和包裝機械共性技術和設備等“重點突破”，依靠技術創(chuàng)新，結合技術改造和關鍵技術引進與消化吸收，提高食品工業(yè)裝備的自動化水平，向多品種、成套化、大型化方向發(fā)展。第2章 灌裝機2.1 灌裝機概述液體灌裝是包裝的重要組成部分，主要包括在食品領域中對啤酒、飲料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油和調味品的包裝，還包括洗滌類日化、礦物油和農藥等化

29、工類液體產品的包裝。液體灌裝機械有相當一大部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè)。2.2 國內飲料灌裝機械的發(fā)展概況飲料港裝機械是伴隨飲料工業(yè)的產生而產生，并追隨飲料工業(yè)的發(fā)展而進步的。1809年美國研制出玻璃瓶灌裝機；1902年市場上出現酒裝番茄醬的壓力灌裝機；1912年發(fā)明了皇冠蓋封口機；不久集灌裝和封口于一體的灌裝壓蓋機問世；在20世紀末，啤酒釀造業(yè)發(fā)達的德國制造出手動啤酒酒裝和壓蓋機。含氣飲料的酒裝工藝難度大，酒裝設備的發(fā)展大約經歷了三個階段。第一階段是1952-1957年間，完成了含氣飲料灌裝機由差壓灌裝向等壓灌裝的過渡，采用的是機械閥。第二階段是1957-1979年，這期間首先是德國H

30、K公司，之后是法國和前蘇聯(lián)，發(fā)明研制了等壓彈簧閥。彈簧閥在等壓狀態(tài)下，借助彈簧力將充液閥打開，破瓶后充液閥可自動關閉，這樣不僅使滔裝機酌控制機構簡化，而且延長了灌裝閥的有效工作時間，為灌裝機的高速化創(chuàng)造了條件。彈簧閥的出現是液體等壓灌裝發(fā)展史上的一個重要階段，至今等壓灌裝機仍普遍采用彈簧閥只是功能更完善，結構更加合理。第三階段是以德國SEN公司發(fā)明的電動閥為標志，電動閥中氣閻和水閥的開啟和關閉由可編程控制器控制，對灌裝時間、灌裝速度進行嚴格和可靠地界定。我國飲料遞裝機械制造業(yè)起步晚，20世紀60年代前基本上是空白，當時國內啤酒廠和汽水廠都是使用美國和日本20世紀3040年代的設備，工藝落后，機

31、械陳舊，嚴重影響了我國啤酒和飲料工業(yè)的發(fā)展，1967年我國才開始研究和生產灌裝機械。進入20世紀70年代我國先后引進了一些國外灌裝生產線，在裝備一些飲料生產企業(yè)的同時也促進了我國包裝機械行業(yè)進入了一個新的發(fā)展時期。機械、輕工、軍工等領域的一些企業(yè)開始在仿制和消化吸收國外技術的基礎上，開發(fā)了各種中小型的灌裝機械，提供給國內一大批飲料廠，促進了我國飲料業(yè)的發(fā)展。進入20世紀80年代，我國采用技術貿易結合的方式，引進德國SEN公司20000瓶h的啤酒灌裝線和日本三菱公司18000瓶h的含氣飲料灌裝線的制造技術，到1991年又引進了德國KHS公司36000瓶h的啤酒灌裝線及生產技術。這樣，我國不僅能夠

32、生產中小型的灌裝機，而且開始生產大型灌裝機，技術水平上了一個臺階，將我國液體灌裝設備制造業(yè)的整體水平提高到一個新的水平。2.3 液體灌裝設備的分類表2.1 液體灌裝設備分類表分類方法灌裝機機型主要特點按灌裝閥灌裝原理分類等壓式灌裝機用于啤酒，碳酸飲料及其他含氣飲料的包裝，也可以灌裝不含氣飲料負壓式灌裝機用于不含氣飲料，酒類灌裝灌裝閥很少有滴漏現象常壓式灌裝機容積定量，重力灌裝。用于酒類，乳品，調味品及礦物油，藥品，保健品等化工類產品灌裝，液損很小壓力式灌裝機用于不含氣飲料的液面灌裝，灌裝速度較快，無液損容積式壓力灌裝機背壓式灌裝，定量準確并可調節(jié)，用于植物油，洗滌類日用化工產品等低粘稠液體灌裝

33、稱重式定量灌裝機用于飲料原漿，酒類，藥品和植物油等要求定量準確液體的灌裝，稱量方法有電子稱和機械稱兩種按灌裝閥排列形式分類直線式灌裝機間歇式步進輸送，適用于特殊形狀包裝容器，大容積的液體包裝，生產效率較低回轉式灌裝機由直線式灌裝機發(fā)展而成的普通形式，高速連續(xù)工作，生產效率較高按包裝容器分類玻璃瓶灌裝機包裝含氣或不含氣液體的等壓，負壓，常壓壓力灌裝機聚酯瓶灌裝機包裝含氣或不含氣飲料，乳品，植物油，調味品，洗滌類日用化學品等液體的等壓，負壓，常壓壓力灌裝機金屬二片易拉罐灌裝機包裝啤酒，碳酸飲料等含氣液體的等壓灌裝金屬三片易拉罐灌裝機包裝果汁，素菜汁，植物蛋白飲料等不含氣液體的常壓灌裝機復合紙包裝灌

34、裝機無菌包裝，灌裝乳品，果汁，素菜汁等不含氣飲料按包裝容器的封口形式分類皇冠蓋壓封灌裝機包裝含氣或不含氣飲料冠形瓶，玻璃瓶封口塑料蓋壓封灌裝機包裝不含氣飲料，瓶蓋為撕開式塑料防盜蓋塑料蓋擰封灌裝機包裝含氣或不含氣飲料，塑料防盜蓋為抓蓋擰封鋁質扭斷蓋壓紋封口灌裝機玻璃瓶或塑料瓶螺旋口的鋁制蓋壓紋封口，用于含氣或不含氣飲料灌裝易拉罐二重卷邊封口灌裝機包裝啤酒，含氣飲料或果汁，植物蛋白飲料的易拉罐等壓，常壓灌裝三（四）旋蓋旋封灌裝機廣口玻璃瓶封口，用于包裝果汁，果醬類產品錫箔熱封灌裝機容積式灌裝，乳制品塑料包裝的封口軟木塞壓封灌裝機干葡萄酒軟木塞封口，負壓或常壓灌裝壓塞-塑料蓋擰封灌裝機洗滌類日化產

35、品包裝，復合封口方式錫箔熱封-塑料蓋擰封灌裝機乳制品類飲料包裝，復合封口方式2.4本章小結灌裝機是針對液體包裝的，主要在食品領域中，所以灌裝機在包裝機械中占重要地位。我國的罐裝機械制造業(yè)起步晚，隨著我國科技的進步，并吸收國外先進的技術，我國的灌裝機有了整體的水平提高。 液體的罐裝設備可以根據不同的工作原理、排列形式、容器、封口形式分為各種罐裝設備。認真了解、分析液體包裝生產設備的工作原理、方法，為進一步設計酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)提供模型。第3章 注液系統(tǒng)的總體方案3.1 注液系統(tǒng)的工藝方案注液系統(tǒng)的工藝方案該系統(tǒng)的工藝方案為：吸液貯液注液注液完返回吸液，其具體分析如下：首先該系統(tǒng)的工作方式

36、為往復式的，即在吸液和注液之間使用行程開關來控制執(zhí)行機構的行程。完成吸液和注液過程，所需的液體通過進給系統(tǒng)將液體輸入儲液箱，儲液箱的液位控制器自動控制液面的高度。但需要工作的時候液體在自重和大氣壓強的作用下進入注液系統(tǒng)的管道，經動力源作用將其注入食品包裝袋里，這樣往復運動。注液和吸液這兩個動作分別進行，不能互相干擾，即吸液只能從儲液箱中吸取，注液只能往包裝袋中注液，通過安裝兩個相反的單向閥來實現。3.2 注液總體原理示意圖圖4.1 注液原理圖3.3 動力源的選擇目前，市場上常見的動力源主要有：電動機、汽油機、柴油機、液壓馬達、氣輪機和氣動馬達。因為液壓馬達的結構復雜，汽油機的各項成本較高等因素

37、，在農用機械的應用領域之中，較多使用電動機和柴油機作為動力源?？紤]到本設計要加工的物料基本上歸屬于食品行業(yè)的生產原料，為了減少污染的來源，所以選用電動或者氣動作為動力源。初步計劃選用低壓氣泵（0.4MPa）為動力源。3.4注液系統(tǒng)的傳動方案 傳動方案：該系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)為：電機帶動氣泵將氣壓能傳遞給減壓閥，調到0.4Mpa壓力進入管道，在經電磁換向閥進入氣缸的左腔，推動活塞桿向右運動，液體在大氣壓強和自重的作用下經單向閥流入貯液缸中，貯液缸為液壓缸。由于安裝單向閥1，不能倒吸液體。但吸液動作完成后，活塞桿壓下行程開關a1，電磁換向閥換向，氣泵的氣壓作用與氣缸的右腔，與上一動作相同工作實現注液過程

38、。 選用這樣的方案比機械式的傳動方案結構簡單、緊湊，性能優(yōu)越，能到達工作的要求。3.4本章小結.注液工作原理(1)當汽缸的活塞向右運動時，上邊的單向閥關閉，下邊的單向閥開啟，從而實現汽缸的吸液過程。(2)當汽缸的活塞向左運動時，上邊的單向閥開啟，下邊的單向閥關閉，從而實現汽缸的注液過程。預計結果設計后的白菜包裝生產線具有結構簡單、緊湊、制造容易，成本低。廣泛用于中小型食品生產企業(yè)。第4章 系統(tǒng)各部分組件的計算及選用4.1 貯液缸的選用由于系統(tǒng)要求每次注液量在20ml-30ml之間，所以貯液缸的容積應大于30ml。即 ( 4.1) (4.2) 根據上式確定貯液缸的體積和尺寸。采用不銹鋼筒，端蓋與

39、缸筒之間鉚接緊固，軸向尺寸小，外型美觀，無給油潤滑，使用壽命長等特點。剛好符合抗酸性，體積小的設計要求。具體參數如下：表4.1貯液缸各項參數內徑（mm）40動作型式復動型固定型式 LB型使用壓力范圍Kgf/cm0.051.0保證耐壓力Kgf/cm13.5使用溫度范圍 -25至80（不解凍條件下）使用速度范圍 mm/s50700緩沖型式緩沖墊片 4.2 單向閥的選用由于氣動系統(tǒng)的工作壓力較低，約為0.4 Mpa ，所以選用由廣東肇慶方大氣動生產的KA-L6單向閥，其具體參數如下表：表4.2 KA-L6單向閥參數公稱通徑（mm）6工作壓力范圍/MPa0.05-0.8環(huán)境/介質溫度（）5-50有效截

40、面積 10開啟壓力/MPa0.03關閉壓力/MPa0.015換向時間/s 0.03泄露量/ 104.3 雙作用雙活塞桿氣缸計算及選用下面來重點研究雙作用雙活塞桿氣缸。從氣源出來的壓縮空氣經減壓閥減壓后，壓力穩(wěn)定在0.4MPa 。然后，壓縮空氣經過電磁換向閥后和一個雙作用活塞式汽缸相連。如上圖所示。當A氣缸左腔進氣時，活塞桿右伸出，帶動貯液缸活塞向右運動，即為吸液過程。當運動25mm后，A氣缸右端活塞桿上觸點壓下行程開關，此時，左腔氣體經電磁換向閥與大氣相通，排氣。當A氣缸右腔進氣時，活塞桿向左運動，即為注液過程。同樣運動25mm后。A氣缸右端活塞桿上觸點壓下行程開關此時，右腔氣體經電磁換向閥與

41、大氣相通，排氣。由于所需推力小，屬于高速輕載情況，且氣缸安裝空間有限，所以決定選用鋁合金，不銹鋼迷你汽缸。因為汽缸動作時間短，活塞運動速度大，所以活塞桿的直徑較粗，現選為d=18 mm，活塞直徑選為D=20 mm ，活塞行程根據要求定為 L=25 mm。則活塞腔面積為S1,活塞桿面積為S2 。從減壓閥出來的進氣壓強為P1 。由以下公式可計算汽缸的輸出力 （4.3）式中： 氣缸的理論輸出力， （4.4）大氣阻力， （4.5）氣缸活塞桿的輸出推力，重力加速度10/活塞直徑, 活塞桿直徑，活塞桿面積， 活塞有桿端面積， 缸筒與密封件表面的摩擦阻力，視加工情況而定， 摩擦阻力因子，工程上常取為0.2氣

42、缸的進氣壓強，大氣壓強，部分運算結果如下 (4.6) （4.7） （4.8） （4.9） （4.10）現來計算左腔進氣的情況，此時右腔排氣，接大氣，壓強為大氣壓力。此階段為吸液過程，并可分為以下五個階段。第一階段：在汽缸剛啟動時，由于氣體有壓縮性，且氣體經過管路和各種閥體到達汽缸的進氣腔后，還需要有一定的時間富集，才能克服各種阻力推動活塞向右伸出。此時，氣缸的右腔與大氣相連，氣缸左腔的壓力處于持續(xù)上升階段。同時，由于貯液缸活塞未移動，所以,還未達到最大值。公式為： （4.11）第二階段：經過一定的時間富集后，氣缸達到臨界狀態(tài)，氣缸活塞雖未移動，但有運動的趨勢。此時，氣缸右腔與大氣相連，無桿腔的

43、壓力仍處于持續(xù)上升階段。 (4.12)代入數據為 (4.13) 第三階段：氣缸克服各種阻力作功，拉動貯液缸活塞向右運動。此時，氣缸右腔與大氣相連，排氣，左腔壓力達到最大值。公式為： (4.14)代入數據為： (4.15)第四階段：由于氣缸活塞向右伸出，左腔的體積持續(xù)增大，致使左腔的壓力下降，但活塞依舊向右運動。及下降。公式為: (4.16)第五階段：貯液缸活塞達到最大伸出量，A氣缸活塞右端觸點壓下行程開關，吸液過程結束。此時，為最大值，并一直保持住，直到電磁閥換向，氣缸進入注液階段。注液過程與吸液過程類似，此時電磁閥換向，右腔進氣，左腔排氣，接大氣，壓強為大氣壓，過程現簡述如下：第一階段：氣缸

44、的左腔與大氣相連，右腔的壓力處于持續(xù)上升階段。貯液缸活塞未移動，所以為零, 還未達到最大值。公式為： (4.17)第二階段：氣缸達到臨界狀態(tài)，氣缸活塞雖未移動，但有運動的趨勢。此時，右腔的壓力仍處于持續(xù)上升階段。公式為： (4.18)代入數據為： (4.19)第三階段：氣缸克服各種阻力作功，貯液缸活塞向左運動，氣缸的左腔與大氣相連并排氣，右腔的壓力達到最大值。公式為： (4.20)代入數據為： (4.21)第四階段：由于右腔的體積持續(xù)增大，致使右腔的壓力下降，但活塞依舊向左運動。和下降。公式為： (4.22)第五階段：A氣缸活塞右端觸點壓下，注液過程結束，氣缸完成一個往復運動。此時，為最大值7

45、3.5，并一直保持住，直到電磁閥換向，氣缸進入下一個循環(huán)。以上是氣缸的一個往復運動的全程分析，氣缸在規(guī)定時間內究竟需要多少個往復運動由實際生產要求決定，并由事先編好的程序控制。4.4 耗氣量計算下面要計算氣缸的耗氣量Q,并設n為氣缸每分鐘往復的次數。由以下公式可計算氣缸的耗氣量。 (4.23)式中 ： 代入數值計算得 (4.24)在實際生產中，由于不需要經常變換注液狀態(tài)，所以該氣缸往復的頻率很低， n 值不大，因而 Q值也很小。4.5 活塞桿直徑校核當氣缸帶負載工作時，其活塞桿受壓縮載荷大，容易引起活塞桿彎曲，因此必須將活塞桿作受壓桿來處理，以決定活塞桿的直徑和長度?；钊麠U的材料為Q235A，

46、屈服極限為216235Mpa，現取最小值216Mpa。當活塞桿的長度H10d時，按強度條件計算，此時活塞桿直徑由載荷決定，而與長度無關，或者說活塞桿所受的應力應小于活塞桿材料的許用應力，即 (4.25)故 (4.26)式中 ： 代入數值計算 (4.27) d = 18mm 0.6mm ，所以滿足設計要求。如活塞桿的長度H10d時,應按縱向彎曲極限力計算,這時活塞桿直徑與長度需同時考慮,活塞桿直徑不僅和外載荷有關,而且和長度及安裝形式及材料的性能有關。4.6氣缸的運行速度由于氣體的壓縮性，且氣體需要有一定的時間富集才能推動氣缸，所以這段時間設為T1。此時氣缸壓力持續(xù)上升，活塞不運動。在T1點，氣

47、缸處于臨界狀態(tài)。當活塞運動后一段時間后，氣缸壓力上升至最大值，這段時間設為T2。過T2點后，由于進氣腔的容積變大，使得進氣腔的壓力降低，直至活塞達到最大行程，這段時間設為T3。所以，一個循環(huán)過程的總時間。T要求小于0.1秒，行程L為32mm，a為活塞缸的加速度。 (4.28)對上式積分可反推出所需時間T。但由于在這三段時間內進氣腔的壓力一直處于變化中，至使活塞的加速度也處于變化中，如求時間和加速度的二重積分，則因積分曲線過于復雜，而難于計算。所以，現在根據經驗公式來估算時間T。如推力取最大值23.7N，則加速度為 (4.29) (4.30)這是理想情況下（即氣缸的推力在瞬間就達到最大值并一直保

48、持到活塞運動停止，=1）算出的總時間。為效率因子（值的大小受管路的長度、汽缸的行程、活塞大端面積等因素影響）。值取為0.50.75，代入式（3.14）、（3.15）得T=0.0670.10.1秒，所以滿足設計要求。同理可得回程階段所需的總時間為：，但對回程時間不做要求。根據以上參數要求，具體參數如下表所示：表4.3氣缸參數內徑（mm）40動作型式復動型工作介質空 氣固定型式LB型使用壓力范圍Kgf/cm0.11.0保證耐壓力Kgf/cm1.5使用溫度范圍 070使用速度范圍 mm/s50700緩沖型式緩沖墊片4.7 換向閥的選用因氣缸反映速度快，所以要求換向閥動作靈敏，所以決定選用廣東肇慶方大

49、氣動生產的型號為Q25DC-6的二位五通電磁換向閥。具體參數如下表所示：表4.4 Q25DC-6型電磁換向閥參數型號Q25DC-6壓力范圍MPa0.15-0.80公稱通徑/mm6有效截面積/10工作介質過濾的壓縮空氣使用溫度范圍-5-50換向時間/s 0.04工作電壓/ VDC：244.8 行程開關的選用本系統(tǒng)采用觸點下壓的形式實現對換向閥的控制，所以選用由沈陽二一三電器有限責任公司生產的LXW6-11DG型行程開關。具體參數如下表所示：表4.5 LXW6-11DG型行程開關參數型號LXW6-11DG動作力/N3.921.96復位力/N0.49動作行程/mm0.50.2誤差/mm0.3 額定電

50、壓/VAC380機械壽命/萬次100電氣壽命/萬次1004.9管道的選擇包括管子和各種管接頭。它把氣動控制元件、氣動執(zhí)行元件以及輔助元件等連接成一個完整的氣動控制系統(tǒng)。在總氣管和支氣管等一些固定不動、不需要經常裝拆的地方，由于注射液體呈弱酸性，具有一定的腐蝕性，故選用鋁塑復合管，該管內外層均為特殊聚乙烯（PE）材料；中間鋁合金及膠接PE與鋁之間的膠合層組成。烯是一種無毒，無異味的塑料，具有良好的耐撞擊，耐腐蝕，抗天候性能。中間層縱焊鋁合金使管子不易彎曲不反彈，鋁塑復合管擁有金屬管堅固耐壓和塑料管抗酸耐腐的兩大特點。（公稱通徑為6mm）4.10 方向控制裝置由兩個單向閥組成，主要控制吸液和注液。

51、如圖4-1所示，當主動氣缸A向右運動時，從動貯液缸也隨之向右運動，左方單向閥關閉，上方單向閥開啟完成注液缸的吸液過程；當主動氣缸A向左運動時，從動注液缸也隨之向左運動，左方單向閥開啟，上方單向閥關閉，完成貯液缸的注液過程。4.11 氣動控制部分利用電磁力的作用來實現閥的切換以控制氣流的流動方向。采用二位五通電磁換向閥及LXW6-11CL型行程開關來完成氣缸的連續(xù)自動往復工作。如圖4-2所示，當按鈕a按下后，氣缸即不斷伸出和收縮回不停工作。當a按下后，自保。在此狀態(tài)下，行程開關被壓下，處于自保使線圈DTA通電，A缸前進伸出。當撞塊壓下即解除了自保，使A缸縮回。如此往復不停直到停止按鈕b按下取消自

52、保方停止工作。圖4.6 方向控制裝置示意圖圖4.7 控制原理及電路圖4.12 本章小結通過設計計算和校核，選用行程開關，電磁換向閥來控制整個系統(tǒng)的自動運行，以氣缸和貯液缸為傳動部件，根據設計要求確定其參數和尺寸。先通過工作要求初步選定活塞尺寸和活塞桿的尺寸，然后進行設計計算，并對其校核。第5章 框架結構的設計5.1 固定板的設計采用湯陽縣環(huán)球工程塑料生產的UHMW-PE超高分子量聚乙烯硬板。該板具有耐磨損、抗沖擊、耐低溫、自潤滑等優(yōu)異性能，可長期在110攝氏度至269攝氏度條件下工作，并且吸水率極低有特殊的不 ，對人體無害，是一種性能特別優(yōu)異的工程塑料材料。具體尺寸為140080020（mm）

53、5.2 外框架的設計 采用建筑用鋁合金板。該板強度高、質地輕、表面平整、抗疲勞、抗老化、抗冷熱性（溫差）能好、抗酸、易安裝等特點。結構示意圖如下：圖5.1 框架結構圖5.3 儲液箱的設計 箱體材料采用鍍鋅鋼板。其具有抗酸、防銹、防蝕、使用年限長、材質輕、外表美觀等特點，是本次設計的理想材料。箱體規(guī)格為80040050（mm）。圖5.2 箱體結構圖5.4 本章小結箱體和儲液箱要選用合金鋼板，特別是儲液箱要選用不銹鋼，材料要對人體沒有任何危害，不能發(fā)生任何污染情況，適應要使連接件能固定牢靠。 箱體和內部結構是緊密相連的結構，設計后的酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)具有結構簡單、緊湊、制造容易、操作簡單，

54、成本低。結 論本次的研究題目為酸菜自動包裝生產線注液系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要特點為自動輸入液體、吸液、注液，完成一個動作循環(huán)后自動重復運動，可以用于很多包裝機的結構中，主要用于食品包裝機類。如飲料、啤酒、乳品、調味品等。這個系統(tǒng)具有速度快、無污染、方便快捷等特點。本次設計主要完成了對注液系統(tǒng)的布局、進給系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的設計計算，并對一些所需部件的運動的選用。該系統(tǒng)選用直立式布局，即進給系統(tǒng)在上、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)在下，通過氣壓缸和液壓缸取代機械式結構是本次設計的最大優(yōu)點，可以根據生產要求調節(jié)動作循環(huán)間的距離增加輸入液體量的體積，另一方面，本系統(tǒng)采用電器控制可以完全自動完成工作過程，無需人工

55、過多參與，使得自動化程度更加明顯，但是同時，本系統(tǒng)的設計上還有缺陷：本系統(tǒng)的傳動采用氣壓和液壓，有泄漏的現象，不精確。解決的方法是提高配合精度，加強密封程度，本系統(tǒng)的發(fā)展方向是朝著規(guī)?；?、自動化、高生產率方向發(fā)展，即輸入液體吸液注液生產一條線；采用電器控制減少手工操作產生的誤差，提高機構的零部件強度，從而提高生產率。從總體上來看，本系統(tǒng)的設計較為合理，安全可靠無污染對人體無味為危害，生產率較高，自動化程度較高，但是，這個系統(tǒng)的細節(jié)之處還有未處理好的，這就需要針對本系統(tǒng)進行修改，使其更完美。參考文獻1 徐萃平,趙燦,何凡,等.現代機械設計方法與應用M.北京：高等教育出版社,2004.1.2 鄒慧

56、君.機械系統(tǒng)設計原理M.北京：科學出版社,2003.4.3 王洪欣.機械設計工程學M.徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2001.1.4 成大先.機械設計手冊（單行本）機械傳動M.北京：化學工業(yè)出版社,2004.1.5 趙淮.包裝機械選用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社出版,2001.4.6 許林成.包裝機械原理與設計J.包裝機技術, 2006，(02). 7 鄭洪生.氣壓傳動與控制技術J.中國機械產業(yè), 2006，(02).8 鄭洪生，陸鑫盛.實用氣動系統(tǒng)及裝置技術J.氣壓機械,2006，(02).s9 鄭洪生，陸鑫盛.氣動技術基礎J.機械工業(yè), 2007，(02).10 成大先.機械設計手冊（單行本）

57、液壓傳動M.北京：化學工業(yè)出版社,2005.111 趙淮.包裝機械選用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社出版,2007.412 許林成.包裝機械原理與設計指導J.科學技術出版社,2005.9.13 徐莉.氣壓傳動與控制技術J.機械工業(yè)出版社,2008.514 鄭洪生，陸鑫盛.實用氣動系統(tǒng)及裝置J.氣壓機械，2005.515The research J Northwestern Polytechnical University journal that Guan Jiwan rund the systematic Tubemod of process imitation is flex in digi

58、tals control such as Yu Suihuai and so on to Zhong Xiadi to He Weiping , 2005 ( 3 ) : 360 364.16Nakamura，Maki S， medium frequency reaction is partly heated to flex the research of the Guan Huidan J application mechanics journal , 2004 ( 6 ) : 81 88.致 謝本次設計的主要內容是酸菜自動包裝機的注液機構設計。在設計過程中，由于酸菜自動包裝機在我國的設備不

59、多，所以資料不多，給設計工作帶來了不少的困難。再者，由于平時所學的書本知識與實際相脫節(jié)，使我們在設計中常常感到力不從心，找不到頭緒。為此我請教了指導老師馬武學老師，馬老師給予了我了莫大的幫助，帶我們去工廠實習了很多次,現場解說，使我能有的放矢，找出問題的關鍵。如果沒有老師幫助就沒有本設計的完成。在此，我向各所有幫助過我的人真心地說一聲謝謝你們。并向四年來教導過我，幫助過我的所有任課老師一并致謝，由衷的祝福你們一生幸福。相信在以后的工作學習中，你們的教誨將長伴我左右。我將以你們傳授的知識去為祖國的繁榮富強而奮斗。附錄A管材彎曲工藝研究新進展摘要管材成形由于容易滿足塑性成形產品輕量化、強韌化和低耗

60、高效、精確制造等方面的要求,在航空航天、汽車工業(yè)等許多行業(yè)中得到廣泛的應用。管材彎曲成形工藝的研究是其中備受關注并得到迅速發(fā)展的重要領域之一。介紹了幾種新的彎管工藝,闡述了國內外彎管工藝的最新研究進展和發(fā)展趨勢。關鍵詞管材;彎曲;彎管工藝管材塑性加工是以管材作毛坯,通過塑性加工手段,制造管材零件的加工技術1。管材塑性加工由于容易滿足塑性成形產品輕量化、強韌化和低耗高效、精確制造等方面的要求,已成為先進塑性加工技術面向21世紀研究與發(fā)展的一個重要方向2。在航空航天、汽車、石油化工、輕工及交通運輸等工業(yè)部門中,廣泛地采用管材制造零件。例如在汽車工業(yè)中,采用中空鋁型材作車身結構和保險杠,在保持與鋼鐵