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1、畢業(yè)設計方案 畢業(yè)設計方案 題 目 單列啤酒輸瓶機 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 機自0705 二〇一一年四月十日 - 9 - 濟南大學 設計題目 單列啤酒輸瓶機 一、選題背景與意義 1.選題背景 我國的啤酒灌裝生產線是最早引進國外先進技

2、術的設備制造行業(yè)之一，早在上個世紀八十年代初，我國就從東歐、西歐、日本等國家進口了大量的灌裝生產線設備，經過多年的努力，不斷的消化吸收國外的先進技術，逐步實現(xiàn)國產化，其中一些國產生產線達到了很高的技術水平。我國的生產線與國外的先進生產技術水平的差距正在逐步的縮小。 輸瓶設備在灌裝生產線中的作用十分重要， 恰如高速公路暢通與否關系汽車運輸效率一樣, 縱使有高速灌裝線的主機設備, 如果沒有設計合理、制作精良、運行穩(wěn)定的輸瓶系統(tǒng)，全線生產也絕不可能會有高效率的產出。輸瓶設備與理瓶設備、灌裝設備、貼標設備、裝箱設備等關系密切，是灌裝生產線中不可缺少且極其重要的一部分。 據調查, 國外瓶裝生產線的效

3、率大多都超過80 % , 而我國國標規(guī)定的僅為70 % 。雖然造成這一現(xiàn)象的因素很多, 但輸送系統(tǒng)設計得合理與否卻是其中的重要因素。雖然我國的灌裝生產線產品技術水平總的來說與國際上的先進技術相比還處于落后狀態(tài)，主要在控制水平方面，高新技術應用方面不夠好，新材料新工藝的推廣應用也十分緩慢，只有少數(shù)的產品能夠達到有先進技術的國家上世紀90年代初期的水平，但是，我國的灌裝線輸瓶設備已經能夠基本達到或接近國外同類產品的技術水平，并且基本實現(xiàn)了國產化。 2.選題意義 本次畢業(yè)設計的題目是單列啤酒輸瓶機設計。 啤酒的工業(yè)化生產離不開啤酒生產線，啤酒生產線由很多分管不同工序的機械組成，如理瓶機、洗瓶機

4、、殺菌機、灌裝機等，如要進行生產，必需要有輸瓶機做為各工序間的連接。另外輸瓶機還起到協(xié)調瓶流的作用，這意味著性能優(yōu)秀的輸瓶機可以提高生產線的產量、效率，甚至降低成本。而本次畢業(yè)設計單列啤酒輸瓶機可以滿足貼標、灌裝、清洗等設備的單列輸送的要求，其性能優(yōu)劣將極大的影響多種設備的實際生產，所以單列啤酒輸瓶機有極大的實用意義和研究意義。 另外，通過進行單列啤酒輸瓶機的設計，可以讓我對單列啤酒輸瓶機的設計方法有深入的了解，通過理解、模仿甚至改進這些設備的設計工作，不斷鞏固加深各方面的基礎專業(yè)知識，與實際應用融會貫通，更好更熟練地綜合運用大學所學的各科專業(yè)應用知識，與此同時可以鞏固畫法幾何的知識以及使用

5、計算機繪圖的能力，理解和掌握機械設計的一般方法和基本過程，了解設備設計的一般流程和工作方法。此次畢業(yè)設計給我提供了實踐的機會，將給我以后的職場工作帶來不小的幫助。 二、設計內容 1．內容研究 輸送裝置不是各單機之間簡單的聯(lián)結, 而是一個綜合的系統(tǒng)?，F(xiàn)代高速容器灌裝生產線從容器的供給到最后的裝箱、包裝都需要容器的運動在整條生產線上保持穩(wěn)定準確且有秩序，這一切都要由輸瓶機來提供支持。良好的設計和合理的布置輸瓶機會給整條生產線帶來產量、質量、以及效率上的提高，或許還會降低生產成本。 輸瓶機的設計必須滿足生產上的需求。灌裝生產線上某些必要的環(huán)節(jié)之中，比如貼標機、灌裝機等，要求容器的運動要與機器

6、的工作裝置相配合，才能正常的工作?？傊筝斊繖C應該應該具備以下條件： （1） 適當?shù)乃俣龋? （2） 適當?shù)娜萜鬏斔蛿?shù)量； （3） 適當?shù)牧袛?shù)； （4） 最低的成本； （5） 最小的破損； （6） 良好的抗干擾性； （7） 較小的噪音。 本次設計擬選用輸送帶的形式，帶型使用鏈板帶或同步齒形帶，輸送帶上使用導軌規(guī)范瓶子的運動，因為鏈板帶和同步齒形帶運動較為準確，技術成熟。 外殼和內部箱體擬使用不銹鋼材料，因為輸送帶上要使用潤滑液，所以為防生銹而選用不銹鋼材料，不僅實用并且也比較美觀。 零件盡量使用標準化部件或通用部件，有利于降低生產成本并便于產品的維護，提高產品競爭力。

7、2. 預期研究 本次設計的啤酒單列輸瓶機，期望能夠實現(xiàn)“將特定數(shù)量的瓶子從一單機以適當?shù)乃俾屎退俣龋宰钚〉木?、費用,、損失、噪音以及干擾傳送到另一單機”的功能。 通過這次畢業(yè)設計，熟悉掌握機械設計的過程和方法，更深層次的理解深化大學四年中所涉及的各門專業(yè)知識。這次畢業(yè)設計要求學生完成一定的工作量，通過論文和設計圖紙來完整的表達學生的構思過程，設計過程和計算結果。在畢業(yè)設計的時間里完成字數(shù)不少于12000字的畢業(yè)設計說明書和至少3張A0的設計圖紙，其中手工繪圖與計算機繪圖各不少于1張。畢業(yè)設計是對每個畢業(yè)生大學四年學業(yè)的考評，他不僅是對大學四年中學習的理論知識的總結，更是對學生實踐動手能

8、力的鍛煉，對每位畢業(yè)生都十分重要。 希望通過本次畢業(yè)設計，能夠提高我的綜合分析能力，能夠把所學的知識運用到實踐中去,真正的做到理論與實踐相結合,與此同時熟悉、掌握一般機械設計的方法和設計流程，為今后的職場工作打下良好的基礎。 三、設計方案 1.設計方案 本次設計擬選用輸送帶外加導軌的輸送形式完成輸瓶動作，使用變速系統(tǒng)來改變輸瓶速度。此輸瓶機擬由動力裝置，傳動裝置，輸送導向裝置，潤滑裝置以及機器外殼支架組成。 （1）動力裝置擬用交流電機。 （2）傳動裝置使用齒輪減速器進行轉矩和轉速調節(jié)，考慮到速度的精確性，此處擬用齒輪減速器，變速方面，擬采用無級變速或者不選用減速器，無級調速沒有固定

9、檔位，可以在一定速度范圍內滿足使用者的各種速度要求，此處有兩個方案： 1）擬使用無級變速器，其原理如圖1、2。 圖1 圖2 無級變速器是兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的，比傳統(tǒng)自動變速器結構簡單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動比，從而實現(xiàn)全程無級變速。 2） 除上條，還可以改變電機運行參數(shù)進行調速，如調壓調速等，也可以實現(xiàn)無級調速。 考慮到同組同學的設計題目，現(xiàn)不選用變速器。 （3）輸送導向裝置使用輸送帶外加導軌進行導向和運輸，其原理如簡圖3。 圖3 1-導軌 2-啤酒瓶 3-輸送帶輥輪 4輸送帶 當輸送帶驅動輸送帶運動時，啤酒瓶隨輸送帶向前運動，為了使啤酒

10、瓶運動過程中不產生跑偏和歪倒的現(xiàn)象，在輸送帶上方設置了導軌引導啤酒瓶的運動。 1）輸送帶擬選用鏈板帶（圖4） 圖4 鏈板立體圖 圖5 鏈板剖視圖 兩塊相鄰的鏈板之間可以形成鉸鏈連接，可以使鏈板自由卷動彎曲，同時鏈板下部如圖5，驅動輪借助這種結構可以使板鏈如輸送帶般運動起來。鏈板表面有縱向條紋，這樣可以減少其與被傳送物的接觸面積，減小摩擦，另外，此條紋部分可以由塑料，樹脂等較軟的材料代替，以使被傳送物在輸送過程中于其表面上做滑行運動時不會造成擦傷和損壞。 鑒于市面上的啤酒瓶瓶底尺寸多為70~80mm，所以鏈板寬度預定為90mm。 鏈板在脫離兩端的輥輪后需要有支撐體，不然鏈板的

11、工作主體會下垂，以致無法運行，為此，擬用一組導軌來規(guī)范其運動，以免鏈板下垂以及可能發(fā)生的跑偏現(xiàn)象。方案如下： 圖6 1 滑輪 2 導軌 如圖6，將圖5改裝成如圖6所示，圖中導軌是固定于輸瓶機機架上的，當鏈板離開輥輪時鏈板上的滑輪與導軌接觸，導軌支撐并規(guī)范著鏈板的運動。 另外，也可使用擋板擋住鏈板邊沿，使之形成一個槽形軌道，以此來防止鏈板跑偏。 經過比較，使用擋板的方案比較簡單可行，消耗少，效果明顯。 鑒于不同用戶的實際情況，用戶會對輸瓶機的長度有不同的需求，于是導軌的設計決定選用按一定長度生產，最后按整機長度分段組裝的方案。 2）導軌在實際運作時受力不大，用普通的不銹鋼制作就

12、可滿足要求，導軌架座受力也是較小的，故材料擬用鈑金材料，制作加工只需要進行必要的切割、冷作變形、和焊接即可成形。如簡圖7。 圖7 導軌支架座 1-導軌支架 2導軌支架支柱 3導軌支架座固定端 圖7中1用來固定導軌，2用來支撐導軌支架1，它是可以旋轉地，3是導軌支架座固定端，這里有螺孔可將整個支座固定于機器外殼上。 圖8 導軌 1接觸端 2固定槽 導軌形狀如圖8，圖中1接觸端用來與啤酒瓶接觸規(guī)范瓶子運動，導軌中間的2固定槽用來與固定裝置配合使導軌固定在導軌支架上。 （4）潤滑裝置，輸送過程中輸送帶上應帶有潤滑液，以降低摩擦，如不使用潤滑液會使瓶子的擠壓力增大, 從而使瓶子的

13、破損率增大， 直接影響操作者的安全和生產成本。 同時，造成輸送帶的運動件（鏈板、托輪及電機減速機）與支承件（條、護欄、支座）的損壞，導致輸瓶系統(tǒng)故障率上升，影響生產效率和增加維修費用。所以，潤滑裝置的設計是極其重要的。 方案1：使用噴嘴進行間歇性的噴灑潤滑液，此方案裝置使用自動控制系統(tǒng)，結構復雜，成本高，但潤滑效果好，尤其是對輸送速度較高的輸瓶機而言。 方案2：使用潤滑箱，使輸送帶板在運行的過程中浸入潤滑箱，以使輸送帶鏈沾上潤滑液，達到潤滑的作用。此方案結構簡單，適用范圍廣，成本低廉。如圖9。 圖9 鑒于本次設計的實際需求情況，擬選用方案2作為單列輸瓶機潤滑裝置。潤滑箱內所裝潤滑液

14、選擇肥皂水即可滿足實際需求。 （5）機器外殼支架，鑒于用戶對輸瓶機長度的實際需求，擬采用分段化設計，按單位長度生產機架外殼，最后分段組裝。以一般人作為參考，支架選用高度在800-1200mm范圍內可調的設計方案。輸瓶機需要進行定期清洗，為了便于清潔，擬采用半封閉的組裝機架。 2.設計手段 在設計中應盡量采用現(xiàn)代機械設計方法及計算機的設計，以適應時代的需要并為將來的工作積累經驗。 設計過程中，對于機械結構的設計主要采用參考《機械設計手冊》等相關資料和參考現(xiàn)有的一些設計資料相配合進行，并且向老師請教學習相關經驗。對于繪制裝配圖和機械零件圖，采用手工繪制與計算機繪圖相結合的手段。 四、參考

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18、s[J].THOMSON.Linear Motion. Optimized. 五、指導教師評語 指導教師（簽字） 201 年 月 日 六、審核意見 系主任（簽字） 201 年 月 日