負壓自動灌裝機系統設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 、虹吸法等。等壓法是指分別給料缸和瓶子進料充氣，給料缸充氣是為了防止液料剛灌入時突然將壓而冒泡，造成操作混亂。給瓶子充氣為了使瓶子之間壓力相等從而有利于灌裝；真空法供料裝置分為單室式、雙室式和多室式三種。2．在本次設計中，我們采用的是單室真空法供料裝置。它是將真空室與貯液箱合為一體的中小型供料裝置。輸液管經進液孔而與圓柱形貯液箱相通。箱內設有浮子，它隨液位的波動而在限定的范圍內上浮或下沉，從而封閉或開放進液孔，以保持適當的液面高度。貯液箱的上部空間借真空泵的不斷吸氣而達到一定的真空度。當托瓶臺將瓶子托起，先打開氣閥充氣，接著又打開液閥灌液。而瓶內的氣體不斷被吸至貯液箱然后經真空管排出機外。另外，采用此供料裝置，本機的結構因而比較簡單，也容易清洗貯液箱。 托瓶機構對于旋轉型灌裝機，通常是借助分件供送螺桿裝置將瓶子按所要求的狀態、間距、速度逐個而連續地供送到灌裝機的托瓶臺上。并由托瓶機構將其升起使瓶口和灌裝頭緊密接觸而進行灌裝。待灌裝過程完成后下降復位。托瓶機構主要有機械式、氣動式、機械與氣動組合式等三種結構形式。三種類型的托瓶機構各有其優缺點。機械式托瓶機構是依靠彈簧力使托瓶臺升降，無需密封，但彈簧在連續工作中容易失效，壓緊力也受到一定限制，它主要用于不含氣液料的灌裝機。氣動式托瓶機構以壓縮空氣作動力源，有良好的吸震緩沖能力，出現故障時也不易扎壞瓶子，但活塞的運動速度受到氣壓變化的影響。若壓力下降較小，不但使瓶子的上升速速度減慢，而且難于保持瓶口和灌裝頭的緊密接觸。若壓力上升較大，則瓶子的上升速度加快，以致不易與進液管對中，并使瓶子受到較強的沖擊力。機械與氣動組合式托瓶機構，工作穩定可靠，壓縮空氣在環管中循環使用，只需補充漏損量，應用廣泛。但凸輪導軌也會增加額外的潤滑、磨損和運轉阻力。在本設計中，我們采用的是機械式的托瓶機構。其工作原理如下：托瓶機構的上滑筒與下滑筒，借拉桿與壓縮彈簧組成一個彈性套筒。在下滑筒的支承銷軸上裝有滾動軸承，使托瓶臺連同上、下滑筒一起沿著凸輪導軌升降。由上、下兩滑筒等組成的彈性套筒不僅保證了灌裝時瓶口的密封，同時對瓶子的高度誤差亦有較好的適應能力。凸輪導軌安置在滾動軸承的下方。托瓶靠壓縮彈簧力上升。因此，在灌裝時不再需要凸輪導軌，結構有明顯簡化。 瓶高調節機構本設計中，由于設計的灌裝機屬于中、小型的灌裝機，而且生產能力也不是太高。故我們可采用蝸輪蝸桿裝置來對灌裝機進行調高。其結構及工作原理為：蝸輪與貯液箱立柱以螺紋來連接，當我們需要調整灌裝高度時，先松開鎖緊螺母，使導向壓塊松開，然后用手柄扳轉蝸桿，由于蝸桿帶動蝸輪轉動，結果貯液箱立柱也隨之或上或下的移動，從而實現灌裝的高度調節。待調節至要求高度后，仍需壓緊桿、導向壓塊壓緊，并用鎖緊螺母鎖緊。5 灌裝機傳動部分設計 電動機的選擇生產中一般采用三相交流異步電動機，其常用電動機的標準見《機械設計零件手冊（修訂版）》的附錄一。在經常起動、制動及反轉的場合，要求電動機的轉動慣量小河過載能力達，選用鼠籠或繞線式三相起步電動機。電動機結構有開啟式、防護式、封閉式和防暴式。根據防護要求選擇。功率的確定：電動機的功率選得是否合適，對其工作和經濟性都有影響；如采用額定功率小于工作機要求的功率，就不能保證工作機的正常工作，甚至日電動機長期過載而過早損壞；如果電動機的額度功率大于所要求的功率，則電動機價格高，容量也未得到充分利用，以致造成成本高，而且浪費。通常對在變載荷作用下，穩定、長期連續運行的機械，要求所選用的電動機的額定功率稍大于工作機功率。還應查處電動機類型和額定功率、相應的轉速和安裝尺寸。在一般情況下不必校驗電動機的發熱和起動力矩。電動機工作時需要的功率按下式計算：（KW） （51）式中——工作機所需的功率，KW——從電動機到工作機間各運動副的總機械效率（以下簡稱效率）。工作機所需要工作功率 一般根據工作機的生產阻力和運動參數計算：或 (52)式中F —— 工作機的生產阻力，N；v —— 工作機的速度，m/s；——工作機的阻力矩，Nm；——工作機的轉速，r/min；——工作機的效率。總效率按下式計算: (53)式中、…. 分別為運動鏈中各運動副（如齒輪、軸承及聯軸器等）的效率，其值可參考《機械設計零件手冊（修訂版）》。 容量相同的同類型電動機，可以有不同的轉速。如三相異步電動機常用的有四種同步轉速，即3000、1500、1000、750r/min。低轉速電動機的極數多，外廓尺寸及重量都較大，幾個高，但可使傳動裝置總傳動比及尺寸較小；高轉速電動機則相反。因此確定電動機轉速時，應按具體情況進行分析和比較。 通常多選用同步轉速為1500和1000r/min的電動機，如無特殊需要，不選用同步轉速低于750r/min的電動機。 傳動裝置的設計功率通常按實際所需要的電動機工作功率考慮，而轉速則按電動機額定功率時的轉速 （滿載轉速，它不等于同步轉速）計算。通過計算可知，中心軸下面安裝的滾子軸承在工作時，所受的摩擦力大約為40N，所以灌裝機主軸的啟動轉矩不大，根據《機械設計手冊單行本減（變）速器電機與電器》上電動機選擇時應綜合考慮的問題和考慮到運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產品的價格、建設費用、運行和維修費用、生產過程中前后期電動機功率變化關系等各種因素，選擇電動機為Y2型系列電動機，所選電動機的型號為Y290S4型電動機，它的額定轉速為1400r/min,[2]。 減速器的設計選擇 由于所選電動機的額度轉速為1400r/min，灌裝機的生產能力為4000瓶／小時，灌裝機的灌裝閥頭數為16頭，所以灌裝機每轉生產16瓶，所以灌裝機主軸的轉速為250r/小時，即r/min。首先設主軸上大齒輪與減速器上小齒輪的傳動比，電動機的小帶輪與減速器上大帶輪的傳動比，則減速器上輸入的轉速為700r/min，輸出的轉速為25r/min，根據以上的條件，選擇CW型減速器，減速器的型號為CW8025IF,該型號的減速器的額定輸入轉速為750r/min,，額定輸入轉矩為437。，所以選擇該型號的減速器符合要求[2]。 帶傳動的設計取帶輪的傳動比，小帶輪轉速，電動機的額定功率P=，一天運轉時間＞16h(1) 確定計算功率由由《機械設計（第七版）》表86查得工作情況系數KA=(2) 選取V帶帶型根據、由《機械設計（第七版）》圖89確定選用普通V帶型(3) 確定帶輪基準直徑由《機械設計（第七版）》表83和表87取主動輪基準直徑按式，從動輪基準直徑根據表87，取按式驗算帶的速度所以帶的速度合適。(4)確定普通V帶的基準長度和傳動中心距根據，初步確定中心距根據式計算帶所需的基準長度由《機械設計（第七版）》表(82)選帶的基準長度按式計算實際中心距a(5)驗算主動輪上的包角由式得故主動輪上的包角合適.(6)計算V帶的根數由《機械設計（第七版）》式(822)知: (54)由n1=1400r/min、查《機械設計（第七版）》表85a和表85b得查《機械設計（第七版）》表88得,查《機械設計（第七版）》表82得則取=5根。(7)計算作用在軸上的壓軸力由式得：(8)計算作用在軸上的壓軸力由式得 軸的設計及校核(1)選擇材料由于工作的環境是在有腐蝕性的環境下工作的，因此選用軸的材料為40Cr，[τ]取45MPa，選用空心軸[7]。(2)中心軸上的功率中心軸轉速： (3)初步估計軸的最小直徑，由式(4)按扭轉強度條件計算查表153，對于空心軸 (55)式中，即空心軸內徑和外徑之比，通常取取，則(5)考慮到軸上鍵槽的影響由于軸選擇的是空心軸，因為由于灌裝機的結構的要求需要在軸中裝一個直徑為35左右的升降軸，由裝配圖可知，在傳動軸上還裝有調節升降的渦輪蝸桿，而渦輪蝸桿的尺寸比所計算出來的中心軸的最小直徑要大的多，并且按上面的公式求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。中心軸上安裝一個支撐料缸作用的零件，軸的直徑圓整為170，即是安裝齒輪處軸的直徑。 中心軸齒輪的設計計算一般，設