直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 XXXX 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 題目 直線型液體自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì) 院 (系 ) XXXX 學(xué)院 專業(yè) 機(jī)電 姓名 孫華偉 指導(dǎo)老師 黃文兵 20XX 年 4 月 26 日 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，探討了產(chǎn)品的市場(chǎng)開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)思路，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)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) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目 錄 第 1 章 緒論 1.1 包裝機(jī)械化的重要意義 .1 1.2 包裝機(jī)械的主要特點(diǎn)及發(fā)展動(dòng)向 .2 1.3 包裝機(jī)械工業(yè)的概 況及展望 .3 1.4 包裝機(jī)械的組成 .4 第 2 章 灌裝機(jī)械 2.1 概述 .6 2.1.1 國(guó)內(nèi)外飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況 .6 2.1.2 我國(guó)飲料灌裝機(jī)械制造業(yè)概況 .7 2.1.3 液體灌裝機(jī)械的分類(lèi) .7 2.1.4 國(guó)內(nèi)外液體灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) .9 2.2 總體方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 .9 2.2.1 確定功能與應(yīng)用范圍 .9 2.2.2 工藝分析 .10 2.2.3 總體布局 .10 2.2.4 擬訂主要的工作參數(shù) .11 2.3 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 .12 3.1.1 功能與應(yīng)用范圍 .12 3.1.2 工藝分析 .12 3.1.3 對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求 .13 3.1.4 機(jī)構(gòu)選型 .13 3.2 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) .16 4.2 輸送液泵的確定 .17 4.3 閥端孔口流量的計(jì)算 .20 4.4 灌裝時(shí)間的計(jì)算 : .22 4.5 供液系統(tǒng)原理圖 .23 4.6 供液系統(tǒng)所選元件的參數(shù)與一些重要參數(shù) .24 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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 .25 5.2 電機(jī)到減 速器的傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .25 5.2.1 軸轉(zhuǎn)速功率扭矩的計(jì)算 .25 5.2.2 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) .27 5.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .33 5.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .35 5.4 輸送線部分的計(jì)算 .40 5.5 軸系部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .41 5.5.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .42 5.5.2 軸承的選用和計(jì)算 .48 5.5.3 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 .51 6.1.1 儲(chǔ)液箱容量的計(jì)算 .51 6.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .51 6.2 儲(chǔ)液箱上的一些輔件的說(shuō)明 .51 6.3 罐裝方法與定量方法的選用 .52 6.3.1 灌裝方法 .52 6.3.2 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 .55 7.1.1 動(dòng)作分析 .55 7.1.2 執(zhí)行件的選用 .55 7.2 設(shè)計(jì)分析與方案設(shè)計(jì) .55 7.3 機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .56 7.4 液壓系統(tǒng)回 路方案設(shè)計(jì) .60 7.5 選擇液壓元件 .61 7.6 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 .64 8.2 執(zhí)行系統(tǒng)的控制 .67 參考文獻(xiàn) .69 翻譯 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 中文譯文 .77 致謝 .81 買(mǎi)文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 1 章 緒論 1 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(kāi)銷(xiāo)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(xiāo)售。因而不妨這樣說(shuō)，在將來(lái)，沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝就沒(méi)有商品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售?？墒侨绻麤](méi)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(mén)，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，有的還將充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(mén)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)，并采用托盤(pán)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。 現(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。 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(jiàn)，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。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 包裝機(jī)械是特殊的專業(yè)機(jī)械 ，種類(lèi)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(mén)已經(jīng)取得的驚人的發(fā)展，同時(shí)也逐漸地成為一門(mén)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(kāi)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(kāi)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。 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(kāi)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(kāi)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(mén)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)。 快速發(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。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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(lèi)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(xiāo)售收入達(dá)到了 l4 15億元 ，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)達(dá)到25 73。 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)品，醫(yī)藥，輕工，兵器等部門(mén)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(kāi)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(méi)有主傳動(dòng)系統(tǒng)。 四 包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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。 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。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 2 章 灌裝機(jī)械 2.1 概述 液體灌裝是包裝的重要組成部分 ,主要包括在食品領(lǐng)域中對(duì)啤酒、飲料、白酒葡萄酒、植物油和調(diào)味品的包裝，還包括洗滌類(lèi)日化、礦物油和農(nóng)藥等化工類(lèi)液體產(chǎn)品的包裝。液體灌裝機(jī)械大部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè)。 將液體灌裝到包裝容器內(nèi)的裝置稱為灌裝機(jī)械或灌裝設(shè)備。 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(lèi)。 液體包裝容器主要有玻璃，金屬罐，以及用塑料或任性復(fù)合材料制成的各種杯，管，瓶，袋等。在我國(guó)目前廣泛采用玻璃瓶和塑料瓶。其主要缺點(diǎn)是較重，成本低，化學(xué)穩(wěn)定性好，可以長(zhǎng)時(shí)間保存，無(wú)毒，可清洗，可以回收。現(xiàn)在正在進(jìn)行研制新型包裝材料。 采用機(jī)械化的灌裝方法不僅可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，減少產(chǎn)品損失，保證包裝質(zhì)量，而且可以減少生產(chǎn)環(huán)境與被灌裝液體的相互污染。 2.1.1 國(guó)內(nèi)外飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況 飲料灌裝機(jī)械是伴隨飲料工業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，并追隨飲料工業(yè)的發(fā)展 而充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 進(jìn)步的。 1890 年，美國(guó)研制出玻璃灌裝機(jī)械， 1902 年市場(chǎng)上出現(xiàn)灌裝番茄醬的壓力灌裝機(jī)械， 1912 年發(fā)明了封口機(jī)械，不久灌裝機(jī)械和封口機(jī)械合為一體。在 20 世紀(jì)末，德國(guó)制造出手動(dòng)灌裝機(jī)。 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)階段。第一階段是 1952 年 -1957 年之間，完成了含氣體飲料的灌裝機(jī)械由差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，這期間先是德國(guó) H K 公司，之后是法國(guó)和前蘇聯(lián)，發(fā)明研制了等壓彈簧閥，彈簧在等壓狀態(tài)下，借助彈簧力將沖液閥打開(kāi)，破 瓶后沖液閥可以自動(dòng)關(guān)閉，這樣不僅使灌裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單了，而且延長(zhǎng)了灌裝閥的有效工作時(shí)間，為灌裝機(jī)械的高速化創(chuàng)造了條件。等壓彈簧閥的出現(xiàn)是灌裝發(fā)展史上的一個(gè)重要階段，至今等壓灌裝機(jī)還廣泛使用，只是功能更完善，結(jié)構(gòu)更合理。第三階段是一德國(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(kāi)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定。 2.1.2 我國(guó)飲料灌裝機(jī)械制造業(yè)概況 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(kāi)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)了一些國(guó)外灌轉(zhuǎn)生產(chǎn)線，在裝備一些設(shè)備的同時(shí)，也促進(jìn)了我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。機(jī)械，輕工，軍工等領(lǐng)域的一些企業(yè)開(kāi)始在仿制和消化國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)和研制出了各種中小型的灌裝機(jī)械，提供給國(guó)內(nèi)的一些飲料生產(chǎn)廠，促進(jìn)了我國(guó)飲料業(yè)的發(fā)展。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，我國(guó)采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進(jìn)德國(guó) SEN 公司的 20000 瓶 /小時(shí)的啤酒灌裝生產(chǎn)線 和日本三菱公司 18000 瓶 /小時(shí)的含氣飲料灌裝生產(chǎn)線的制造技術(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)線及生產(chǎn)技術(shù)。這樣我國(guó)不僅能夠生產(chǎn)中小型的灌裝機(jī)，而且能夠生產(chǎn)大型灌裝機(jī)，技術(shù)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階，將我國(guó)的液體灌裝設(shè)備制造業(yè)的整體水平提高到了一個(gè)新的水平。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.1.3 液體灌裝機(jī)械的分類(lèi) 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(jiàn)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(lèi)： 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；在啤酒行業(yè)，主流的包裝容器也是玻璃瓶。玻璃瓶雖有運(yùn)輸成本高，易破碎等缺點(diǎn)，但其氣密性好，理化指標(biāo)穩(wěn)定，沒(méi)有影響飲料品質(zhì)的不良?xì)馕?，目前依是液體包裝的主要容器。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。 除上述的幾類(lèi)灌裝機(jī)械外，制造商還可以根據(jù)客戶的要求設(shè)計(jì)出各色各樣的灌裝機(jī)。多數(shù)情況下，一種液體的包裝，可以有幾種灌裝機(jī)械供選用。 2.1.4 國(guó)內(nèi)外液體灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 一 灌裝機(jī)械制造水平的發(fā)展體現(xiàn)在灌裝閥核心的發(fā)展上：從機(jī)械閥到等壓閥，再到電子閥。這些都體現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。 二 灌裝機(jī)械向大型化發(fā)展。為適合食品飲料工業(yè)的大生產(chǎn)，以獲取規(guī)模經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，灌裝機(jī)械向高速化，高生產(chǎn)能力化發(fā)展。 三 灌裝機(jī)械結(jié)構(gòu)趨向于簡(jiǎn)單合理。灌裝機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，零部件在減少，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)競(jìng)爭(zhēng)力加強(qiáng)。 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。 六 灌裝機(jī)械技術(shù)的精確，高效，自動(dòng)化。精確的灌裝量，灌裝過(guò)程的高速，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，配置電磁流量計(jì)的電子閥，充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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)濟(jì)效益。 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)生的可能性也相應(yīng)增大。因此，只有在單功能灌裝的操作都相當(dāng)穩(wěn)定可靠的情況下，才能考慮將它們組成多功能的多功能灌裝機(jī)。 （ 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，結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。因此，常將多功能灌裝機(jī)設(shè)計(jì)成組合的形式，也可以根據(jù)用戶的不同需要靈活增加或改裝一些組合部件。 2.2.2 二工藝分析 工藝分析是研究，分析和確定所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)械完成預(yù)計(jì)包裝工序的工藝方法。 需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題： 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，都要保證灌裝質(zhì)量。 （ 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(lèi)型 （ 1）根據(jù)灌裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多少選擇機(jī)械類(lèi)型。 （ 2）根據(jù)生產(chǎn)率的高低選擇機(jī)械類(lèi)型。 3包裝程序， 包裝工藝和工位數(shù) （ 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充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 包裝程序。 （ 2）包裝工藝路線：包括包裝材料和包裝物品的供送路線，以及他們?cè)诎b過(guò)程中的傳送路線，包裝成品的輸出線。 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)空間位置的合理配置。 （ 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 2.2.4 擬訂主要的工作參數(shù) 灌裝機(jī)械的主要技術(shù)參數(shù)： （ 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 本設(shè)計(jì)由灌裝水廠提出 .設(shè)計(jì)要求 :對(duì)現(xiàn)有的直線型液體灌裝機(jī)做一些技術(shù)上的改進(jìn) ,使直線型灌裝生產(chǎn)線性能有大的提高 . 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。灌裝瓶是規(guī)格為：灌裝體積為 600ml,直徑 60mm。 包裝材料：塑料瓶 灌裝能力： 10， 0000 瓶 /天 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 灌裝時(shí)間 : 12s/次 設(shè)計(jì)要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作 穩(wěn)定性較好，方便控制 灌裝機(jī)械的主要技術(shù)指標(biāo) （ 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 設(shè)計(jì)分析 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60mm。 包裝材料：塑料瓶 /玻璃瓶。 灌裝能力： 10， 0000 瓶 /天。 設(shè)計(jì)要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作穩(wěn)定性較好，方便控制。 灌裝機(jī)械的主要技術(shù)指標(biāo)： （ 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. 3.1.2 工藝分析 1確定機(jī)器類(lèi)型 （ 1）工位 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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)作也不是較多，所以用單工位的灌裝機(jī)。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以控制成本。 （ 2）運(yùn)動(dòng)形式 液體包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)有間歇式和連續(xù)式兩種運(yùn)動(dòng)類(lèi)型。連續(xù)性的 生產(chǎn)量較大，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且控制要求精度較高。間歇式的生產(chǎn)量不是很大，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。所以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用間歇式。 2確定包裝程序，工藝路線和工位數(shù) （ 1）包裝程序 灌裝瓶運(yùn)動(dòng)到位后，由推動(dòng)液壓缸將其頂起，進(jìn)行灌裝，灌裝完成后再將其推到下一個(gè)生產(chǎn)工位。 （ 2）工藝路線 單工位的液體灌裝工藝路線有多種，如直線型分布，依照工藝順序?qū)⑸a(chǎn)線布置成直線，也可以將其分布成立體型等等。設(shè)計(jì)要求中指出要降低生產(chǎn)成本，要求控制方便，所以選用直線型的工藝路線。 （ 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)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。 3.1.3 對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求 （ 1）輸送系統(tǒng)要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，工作噪聲較小，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將灌裝瓶輸送到指定的灌裝平臺(tái)上。 （ 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)灌裝精度有較高的要求。 （ 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，再由輸送機(jī)構(gòu)將其輸出。 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，也可以充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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。 二 供送灌裝瓶系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 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 根據(jù)工藝分析和設(shè)計(jì)要求，可以選用液壓缸、氣壓缸做執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以選用機(jī)械傳動(dòng)。 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： 1）布置不受?chē)?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)。 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。 氣壓執(zhí)行也具有上面的優(yōu)點(diǎn)，但氣壓傳動(dòng)有沖擊，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制。 所以選用液壓傳動(dòng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 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。中心距變化范圍大，可以用于較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)，噪音小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝要求 不高。 2 鏈傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的，而且有沖擊震動(dòng)，所以不適合于高速傳動(dòng)及傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合，一般多用于底速傳動(dòng)及傳動(dòng)要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合。中心距變化范圍大，可以用于較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)，在高溫，油，酸等惡劣條件下工作，軸承和軸的作用力小。 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，體積充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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。 人字齒輪基本上同斜齒圓柱齒輪相同，它對(duì)軸承不產(chǎn)生軸向力。 錐齒輪加工困難 ，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)磨損大。 4 蝸桿傳動(dòng)：蝸桿傳動(dòng)速度比大，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，但效率低，消耗有色金屬。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，可以做成自瑣機(jī)構(gòu)。 5 摩擦輪傳動(dòng)：傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，有過(guò)載保護(hù)作用，可以在運(yùn)行中平穩(wěn)地調(diào)整傳動(dòng)比，廣泛地應(yīng)用于無(wú)級(jí)調(diào)速。 6 高副傳動(dòng)：可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的要求的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。 7 螺旋傳動(dòng)：能將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，并能夠以較小的轉(zhuǎn)距得到較大的軸向力，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲，無(wú)噪聲比大，可以用于微調(diào)，可以做成自瑣機(jī)構(gòu)。 8 平面連桿機(jī)構(gòu)，空間連桿機(jī)構(gòu)：可以由連續(xù)勻 速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成軌跡較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)，有一定位置度或相對(duì)位置的運(yùn)動(dòng)，低副運(yùn)動(dòng)，有利于潤(rùn)滑，可傳遞較大動(dòng)力。 所以，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選用鏈傳動(dòng)。 五 自動(dòng)控制系統(tǒng) 為實(shí)現(xiàn)灌裝生產(chǎn)的有序化和嚴(yán)格控制生產(chǎn)節(jié)奏，供液系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)需要配備自動(dòng)控制裝置，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的有序化和自動(dòng)化，所以選用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制。 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)。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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) 輸液管尺寸的確定 從儲(chǔ)液槽到灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱的輸液管路一般均用圓管鋪設(shè) .首先要合理選擇它的內(nèi)徑和壁厚 (1)圓管內(nèi)徑 設(shè)輸液管的內(nèi)徑為 d(m),截面積為 A( 2m ),液體在管內(nèi)的流速為 u(m/s),體積流量為 v( 3 /ms),由于 : 214Ad /u V A 故得 : 4Vdu 可見(jiàn) ,欲求 d 必須先求 v 和 u.為此 ,又設(shè) : W-管內(nèi)質(zhì)量流量（ kg/s） -液體的密度（ 3/kg m ） bG-每 瓶灌裝液體的質(zhì)量（ kg） 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 masQ-灌裝機(jī)最大的生成能力（ pcs/h） 逐寫(xiě)出 : 3( / )3600b m a sGQWV m s 361 . 0 1 0 6 0 0 1 00 . 6bGVkg 1 4 0 0 0 ( / )m a sQ p c s h 31 . 0 1 0 ( / )k g s 所以： 30 . 6 1 4 0 0 0 0 . 0 0 2 3 ( / )1 0 0 0 3 6 0 0V m s在流量保持定值的條件下 ,雖然提高流速會(huì)使管徑和設(shè)備投資費(fèi)用都相應(yīng)減少 ,但往往要增加輸送液料所 需的動(dòng)力和操作費(fèi)用 .因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況參考表 10-1 適當(dāng)選取流速 ,根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ,取 u=3m/s 所以： 644 6 0 0 4 0 1 03 . 1 4 30 . 1 1 0 0VDum m m (2)圓管壁厚 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 ,選 :t=5mm. 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 ,必須借助高位槽或輸送泵作動(dòng)力源 .因?yàn)楦呶徊鄄环奖憧刂埔后w的量 ,而且根據(jù)連續(xù)性方程可知高位槽中的液體原料在下落時(shí)會(huì)影響供液的壓力 ,所以用輸送泵作動(dòng)力源給灌裝機(jī)儲(chǔ)液 箱供液 . 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 為合理確定輸液泵的功率 ,應(yīng)運(yùn)用能量守恒定律 ,亦即流體力學(xué)的柏努力方程求解 : 為了求管子損失壓頭 h ,需要算出雷諾系數(shù) 23 3 2 30 . 0 3 0 . 6 1 4 0 0 03 6 0 0 1 . 0 1 0 ( 5 0 1 0 ) 1 . 0 1 02972eduRu 其中： 23336000 . 6 1 4 0 0 03 6 0 0 1 . 0 1 0 ( 5 0 1 0 )b m a sGQuA 由于 2320eR ,可知液體在管內(nèi)是紊流的 ,動(dòng)能修正系數(shù)可取 =1.另外 ,若取管子絕對(duì)粗糙度 =0.2,經(jīng)查表得摩擦系數(shù) =0.035,則直管阻力損失壓頭 : 22200 . 0 3 5 0 . 4 50 . 0 31 0 . 5fLuhdgm 又查表得標(biāo)準(zhǔn)彎頭阻力系數(shù)1=0.75,球心閥全開(kāi)時(shí)阻力系數(shù)2=6.4,進(jìn)口阻力系數(shù)3=0.5,出口阻力系數(shù)4=1,則局部阻力損失壓頭 : 21 2 3 42 ( 2 2 ) 22 ( 2 0 . 7 5 2 6 . 4 0 . 5 1 ) 0 . 4 57 . 1luhgm 設(shè)灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱的自由液面 11 ,而儲(chǔ)液槽液面為 2-2,取 1Z=0,2Z=3,管充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 路上多了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭 ,故損失壓頭 : 21 21 7 . 6 0 . 7 5 0 . 4 51 8 . 0uhhgm 代入有關(guān)數(shù)值 ,可得泵的壓頭 222 23 1 0 . 0 4 0 . 4 5 1 8 . 03 1 . 5ep uH Z hggm 則輸液泵所 需的軸功率： 36003 1 . 5 0 . 6 1 4 0 0 03 6 0 0 0 . 71 . 0 5ee b m a sHWNH G Qkw4.3 閥端孔口流量的計(jì)算 液料經(jīng)灌裝閥孔口的體積流量用通式表示為 300( / )V A U m s式中0A-孔口的流通面積（ 2m ） 0U-孔口的流速（ m/s） 液料流速0U可由灌裝閥端孔 口截面 0-0 與儲(chǔ)液槽液面 2-2 之間所建立的柏努力方程式得求 : 23 3 0302U p PZ Z hg g g 設(shè)儲(chǔ)液箱液面的表面積為1F,其速度折算系數(shù)為2001()AK F ,按流體連續(xù)性原理得相應(yīng)的流速03 0 0 01AU U U KF 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 同樣，設(shè)某段的截面面積為iA，其速度折算系數(shù)為0K=20()iAA ，按流體力學(xué)的連續(xù)性原理得相應(yīng)的流速： 0 00iiiAU U U KF 顯然： 22 0()iiiuuLLh K Kd g d g 將以上的3u， h 帶入，經(jīng)整理得： 20 3 00 3 01 2iiu P PLK K K Z Zd g g 解出 3030002 ( )1 iiPPg Z ZguLK K Kd 為簡(jiǎn)化分析計(jì)算： 令30Z Z Z ，30P P P 并取灌裝閥的孔口截面壓頭 PHZg 和流速系數(shù) 011 iicLk k kd 代入可得 : 0 2V C A g H 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 PHZ g 由此可見(jiàn)，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0A，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) 和 。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)果使得流速系數(shù)降低，要行修正。一般建議取修正系數(shù) =0.77-0.87 之間。這樣修正后的 流速系數(shù) ,cc 對(duì)灌裝低粘度的液體，一般取 c=0.5。 查參考表，集合設(shè)計(jì)要求，取 c=0.5。 2）孔口流通面積0A在瓶口