（毕业设计图纸全套）矿泉水新式灌装机的设计与工程分析（含说明书）

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矿泉水新式灌装机的设计与工程分析摘要，额定输入转矩为。因为电动机的功率为.，所以选择该型号的减速器符合要求。.带传动的设计带传动是种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮主动带轮和从动带轮和传动带轮。当主动带轮转动时，利用带轮和传动带轮间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动带轮。带轮具有结构简单传动平稳价格低廉和缓冲吸震等特点，并且它工作时噪声小，能够实现较大距离间两周的传动，通过改变带长，能够满足不同中心距的要求，在近代机械中广泛应用。但是带运转定时间以后，会因为带的塑性变性和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，才去相应的补救措施。常见的方法有定期张紧装置自动张紧装置采用张紧轮的张紧装置等。安装张紧轮时应注意，般放在松边内侧，尽量靠近大带轮并且轮槽尺寸和带轮相同。在本设计中已知，该电动机的额定功率.，转速为，电动机传动到减速器上的传动比，估计天运转时间个小时，根据这些条件，设计计算出适合的大小带轮。确定计算功率查询机械设计第八版表查的工况系数.，故选择带的带型根据，查得机械设计第八版图选用型带。确定带轮的基准直径并验算带速初选小带轮的直径。由机械设计第八版表和，取小带轮的基准直径验算带速。因为和型带，查表机械设计正火回火应用最广泛调质调质用于载荷较大而无很大冲击的重要轴调质用于很重要的轴渗碳淬火回火渗碳用于要求强度及韧性均较高的轴由于该中心轴的载荷不大而且转速也不高的环境下工作，因此选用轴的材料为钢，调质处理，取。中心轴的安装由于本毕业设计采用的是旋转型的总体结构，所有机构必须由个旋转着的中心轴带动转动，完成灌装，故该中心轴的安装直接关系到灌装机能否正常工作以及它工作性能的好坏。灌装机的中心轴底部安装在支撑箱体上，所以底部与支撑箱体之间要使用轴承连接。轴承受竖直方向上受轴本身的以及来自于轴所带动的机构的重力，同时中心轴的旋转使得轴承又受到些径向力，故该轴承要能承受较大的轴向力以及些径向力。根据这些要求，我们选择使用推力球轴承，他能满足这些要求。如右图.所示在中心轴动力起始处安装了个推力球轴承，它安装于支撑板的阶梯通孔上，轴在旋转时，会使轴的上方沿中心线左右颤动，故我们在中心轴的中段位置处添加圆锥滚子球轴承，它安装于支撑箱体表面上的凸台处，凸台的作用除了可以减少加工箱体表面的加工量，而且处于轴中间段处，可以使轴更加稳定。圆锥滚子球轴承安装在轴套内部，轴套又可以更好地支撑轴。图.中心轴的安装方式中心轴的结构尺寸轴的结构设计包括定出轴的合理外形，和全部结构尺寸。轴的结构设计主要取决于以下因素轴在机器中的安装位置及形式轴上安装的零件的类型尺寸数量以及轴连接的方法载荷的性质大小方向及分布情况轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因素较多，且其结构性时又要随着具体情况的不同而异，所以，轴没有标准的结构形式。设计中，必须针对不同情况进行具体分析。但是，不论何种具体条件，轴的结构都应满足轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置轴上的零件应便于装拆和调整轴应具有良好的制造工艺性等。为了保证零件在轴上有固定的位置，必须将零件在径向轴向和周向予以固定。轴上零件的固定方法.轴上零件的径向固定般靠零件内孔与轴径的配合性质来保证，配合表面为圆形。.轴上零件的轴向固定用轴肩固定，其特点是结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力。.轴上零件的周向固定键槽起到齿轮的周向固定和拨瓶板的定位作用。.确定轴上的圆角和倒角尺寸。根据灌装机中心轴的旋转的整体要求，最终确定中心轴的结构方案如题.，图中轴段适于锥齿轮配合，用圆头普通平键连接轴段是与轴承配合轴段是与大齿轮配合轴段是与灌装机上的挡板配合连接，也是用圆头普通平键连接轴是段过渡轴轴段是与液箱连接，用得是单圆头的普通平键。图.轴的结构示意图中心轴的计算轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度或者刚度要求，必要时还应校核轴的稳定性。按扭转强度条件计算这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法，初步估算轴径。对于不大重要的轴，也可作为最后计算结果。轴的扭转强度条件为.式中扭转切应力，轴所受的扭矩，•轴的扭转截面系数，轴的转速，轴传递的功率，计算截面处轴的直径，许用扭转切应力见表.。由式.可得轴的直径.式中查表，对于空心轴，则.式中即空心轴的内径与之比，通常取。表轴常用的几种材料的和值轴的材料注表中值是考虑了弯矩影响而降低了许用扭转切应力。在下述情况时，取较大的值，取较小值弯矩较小或只受扭矩作用载荷较平稳无轴向载荷或只有较小的轴向载荷加速器的低速轴轴只做单向旋转反之，取较小的值，取较大值。应当矿泉水新式灌装机的设计与工程分析摘要内的，因此需要施以定大小色的压力，依靠压力将其挤压到包装容器中。由于液体种类的多样性，其性能不，如粘度起沫性含气性挥发性等，所以采用不同的灌装方法其次液体包装容器的多样性，如玻璃瓶金属罐塑料瓶复合纸盒等，所以，灌装机选择合理的灌装方法应该根据不同的包装容器包装物料及不同的灌装工艺。由于液体物料性能不同,我们常采用以下几种方法进行灌装常压灌装常压灌装，又叫重力灌装，即在常压状态下，利用液体本身的重力作用将使其自己流到灌装容器中，它整个工作系统是处于开放状态下，该灌装方法是最原始的灌装方法。至今仍被用在流动性很好的液体灌装中，这各方法比较适用于流动性好不含气不易挥发的液体中。如矿泉水白酒酱油牛奶等。压力灌装压力灌装，是借助外界压力将液体物料压入包装容器中。外界压力有机械压力气压液压等。压力灌装主要适用于粘度较大，流动性较差的薪酬物料的灌装，可以提高灌装速度。压力法灌装与真空法正好相反，灌装密封系统处于高于大气压力的状态中，将正压力加于产品上。压力法对于不能抽真空的产品是很理想的，如酒精类饮料酒精含量会随真空度增加减少，热饮料的果汁，抽真空可引起液料迅速蒸发，如果采用常压灌装液管道比较细，阻力大，效率低，为了提高灌装速度，可采用压力灌装等。压力法可在产品和排气两端保持高于大气压的压力，且产品端压力更高，这样的系统有利于控制些饮料保持较高的二氧化碳含量。等压灌装等压灌装，即先向包装容器内充气，使容器内压力与贮液缸内压力相等，再将贮液缸的液体物料灌入包装容器内。等压灌装又称压力重力灌装气体压力灌装。这种灌装方法只适用于含气饮料，如啤酒汽水香槟等。负压灌装负压灌装是先将包装容器抽气形成负压，再将液体物料灌入包装容器内。这种灌装方法不但能提高灌装速度，而且能减少包装容器内残存的空气，防止液体物料氧化变质，可延长产品的保存期。此外，还能限制毒性液体的逸散，并可以避免灌装有裂纹或缺口的容器，减少浪费，适用于不含气体，且怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体物料，以及有毒的液体物料。如果汁果酱糖浆油类农药药水等。此外还有虹吸法，虹吸法灌装应用虹吸原理使液体料经虹吸管由储液箱被吸入容器，直至两者液位相等为止。此法适合灌装低粘度不含气的液料，设备结构简单，但灌装速度低。该方法出现最早，人们最容易接受，原理也比较简单，但现在很少使用。.灌装机的总体方案灌装机广泛应用于食品工业中的汽水啤酒和果汁饮料等产品的装填灌注。其型号规格繁多，但大部分灌装机的主体结构主要由供料装置灌装阀托瓶机构供瓶装置和瓶高调节装置五部分组成。本次设计的灌装机主体结构如图.。液体经供料装置进入液箱，再进入灌装阀内，灌装阀经瓶高调节机构上下升降，从而将液体输入灌装瓶内瓶子由供瓶机构输送进灌装机的托瓶机构上经行灌装。图.灌装机的主题结构图.灌装机的供料装置灌装液料由贮液箱经泵或直接由高位箱及输液管将液体产品输入液箱中,再由液箱经灌装阀输入待灌容器中，这就形成了整个灌装液料的供送系统。对于等压法真空法有时还需对贮液箱充气或抽气。由此可见,不同的灌装方法就应有不同的供料系统，供料机构的设计对灌装速度和精度的影响起着至关重要的作用。供料机构的正确选择，除考虑液体本身的工艺性能如粘度重度含气性挥发性外，还必须考虑产品的工艺要求灌装机的机械结构等综合因素。对于般不含气的食用液料如瓶装牛奶瓶装果汁类等，可以采用常压法，亦可采用真空法，为了减少灌装时液料中的含氧气量，以便延长产品的保质期，采用较大的真空度的真空法更有利。另外，采用真空法其灌装阀的结构较简单，液漏损失小。应当指出，对于种液料的灌装不定选择单的方法，也可以综合选择几种方法，例如为了减少啤酒中的含氧量，避免保存期失光变质，种方法是灌装前对瓶内抽取真空，然后再充入二氧化碳进行等压灌装，即采用真空等压法，另种方法是用二氧化碳充气等压，瓶内被替代的空气被引入单独设置的回气箱，并不排至贮液箱。灌装前阶段在等压下进行，灌装后阶段可加快回气速度，形成与贮液箱的压差，从而提高灌装速度，即采用等压压力差压法。本毕业设计是针对无气粘度小的液体的灌装，故只需采用在常压法灌装。液体由于自身重力作用，由灌装阀流入灌装瓶中完成供料操作。此外，采用此供料装置，本机的结构因而比较简单，也容易清洗贮液箱。.灌装机的供瓶装置在包装工业领域内，现已广泛应用的限位装置的类型就是螺旋限位装置以及星形拨瓶轮装置，它可按种工艺要求将定规则或不规则的容器物件以确定的速度方向和间距分批逐个地供送到给定的工位。特别是为了适应包装容器日新月异的变化和提高设备生产能力的实际需要，螺旋限位装置正朝着多样化通用化和高速化方向发展，并不断扩大它在灌装充填封口贴标计量检测以及自动包装线上的应用，如分流合流升降起伏转向和翻身等等。螺旋限位装置如图.中，部件为螺旋限位器。在自动灌装机中，根据灌装的工艺性要求，准确地将由传送带送来的瓶子送入回转台上，它是保证灌装机能够正常有序工作的关键。般供瓶装置的关键就是瓶的连续输送和瓶的定时供给问题。常用的连续输送装置有链带传送，般采用不锈钢或尼龙坦克链带，为了减少链带与瓶底间的摩擦，有时需要在链带上涂些肥皂水，以起到良好的润滑作用。由洗瓶机洗出来的空瓶子由输送带传送过来以后，为了防止它们之间相互挤压或者堵塞以及准确地送入灌装机的回转台上，必须设法使瓶子单个地保持适当的间距送进，而螺旋限位装置正是起到这种作用。如图.，空瓶经限位器后，由原来的紧密挨着到以定的间距传送到下个组件上。螺旋限位器在结构上是种空间高副机构,它的结构形式受供送瓶的大小形状等的制约。从外观形式看，前端应设计呈截锥台形，有助于将玻璃瓶顺畅地导入螺杆的工作区段，而另端应具有与玻璃瓶同半径的圆弧过渡角，以便和星形拔轮同步衔接，为了使刚进入螺杆工作区段的玻璃瓶运动平稳，最好采用等螺距，使它暂不产生加速度鉴于星形拔轮的节距通常都大于两只玻璃瓶原来在链带上紧相接触时运动的中心距，显然，最后段螺旋线定要变螺距，为改善瓶的惯性运动，它应该制约玻璃瓶以等加速度规律逐渐增大其间距。实践证明，对于中小型自动灌装机般为瓶分以内，只需将螺杆设计呈等螺距段即可，虽然其加速度曲线不连续，有阶跃突变，但在加速度值不很大时，仍不致发生明显的柔性冲击。设计供送螺杆的关键在于，必须在满足被供送瓶的主体直径及有效高度星形拔轮节距和生产能力等条件下，预选螺杆的内外径及长度，合理确定螺旋线的组合形式旋向及螺旋槽的