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1、济南大学毕业设计1 前言输瓶机是啤酒工业生产的必要设备，完成啤酒生产线上输送瓶装啤酒或啤酒瓶的任务，使特定数量的瓶子从一单机以适当速度、最小的功耗和损失、较低的噪音及干扰传送到另一单机1。单列输瓶机是输瓶机的一种，可以用于贴标、灌装、清洗等工序。1.1 国内外现状通过阅览网上的文章了解到，我国的啤酒灌装生产线是最早引进国外先进技术的设备制造行业之一。早在上个世纪八十年代初，我国就从东欧、西欧、日本等国家进口了大量的灌装生产线设备，经过多年的努力，不断的消化吸收国外的先进技术，逐步实现国产化，其中一些国产生产线达到了很高的技术水平。我国的生产线与国外的先进生产技术水平的差距正在逐步的缩小。输瓶设
2、备在灌装生产线中的作用十分重要，其性能优劣将直接影响到整个生产线的产量，效率与成本。瓶装线即使配备最好的单机,由受过高度培训的人员操作,其状况也难令人满意。此种状态, 在多数情况下,是由于输瓶系统不力造成的2。输瓶设备与理瓶设备、灌装设备、贴标设备、装箱设备等关系密切，是灌装生产线中不可缺少的一部分。据调查, 国外瓶装生产线的效率大多都超过80 % , 而我国国标规定的仅为70 % 。虽然造成这一现象的因素很多, 但输送系统设计得合理与否却是其中的重要因素。虽然我国的灌装生产线产品技术水平总的来说与国际上的先进技术相比还处于落后状态，主要在控制水平方面，高新技术应用方面不够好，新材料新工艺的推
3、广应用也十分缓慢，只有少数的产品能够达到有先进技术的国家上世纪90年代初期的水平，但是，我国的灌装线输瓶设备已经能够基本达到或接近国外同类产品的技术水平，并且基本实现了国产化。1.2发展方向随着社会的发展，人们的物质文化需求也在不断地增加，酒类饮料作为人们最喜爱的饮料之一，其需求量也与日俱增，有需求就会有供应，因此刺激了酒类饮料的生产。啤酒生产商想方设法提高产量，在这种刺激下啤酒生产设备不断更新换代，输瓶机也随之发展。经过查阅了大量文献23456，梳理分析了解到，未来输瓶机的发展方向应该包括以下几点：（1）高速化输瓶机的输送速度可以影响产量，在生产商追求高产的今天，输送速度已经成为输瓶机的一条
4、重要指标。（2）输送平稳输瓶机应平稳地输送瓶子，尽量降低瓶子的倒瓶率和破损率，减少损失。（3）高效低耗高效低耗的设备可以降低生产成本，使生产商们更具有生产竞争力，因此这也是输瓶机的一个重要发展方向。（4）灵活性更强在机械产品不断升级换代的今天，产品的兼容性也受到了重视，购买输瓶机的用户希望机器可以大量生产的同时，可以灵活的应对未来的需要。6（5）自动化更快速、更智能的输瓶系统可以实现动作精准，效率极高，同时减少了劳动成本以及人力失误造成的损失。（6）便于清理啤酒行业也是食品行业之一，食品行业的卫生标准是十分严格的，的每个涉及食品的企业都要根据相关部门的相关要求，定期对生产设备进行消毒清洗，因次
5、便于清洗的输瓶机将在未来更具有竞争力，从而占据市场。1.3选题意义啤酒的工业化生产离不开啤酒生产线，啤酒生产线由很多分管不同工序的机械组成，如理瓶机、洗瓶机、杀菌机、灌装机等，如要进行生产，必需要有输瓶机做为各工序间的连接。另外输瓶机还起到协调瓶流的作用，这意味着性能优秀的输瓶机可以提高生产线的产量、效率，甚至降低成本。因此，本次毕业设计选择单列啤酒输瓶机作为设计题目。本次毕业设计的单列啤酒输瓶机，需要满足贴标、灌装、清洗等设备的单列输送的要求，其性能优劣将会影响多种设备的实际生产效率，所以单列啤酒输瓶机有重要的实用意义和研究意义。另外，通过进行单列啤酒输瓶机的设计，可以让我对单列啤酒输瓶机的
6、设计方法有深入的了解，通过理解、模仿和改进这些设备的设计工作，不断巩固加深各方面的基础专业知识，与实际应用融会贯通，更好更熟练地综合运用大学所学的各科专业应用知识。在设计过程中，可以加深画法几何与机械制图的知识、提高手工绘图计算机绘图的能力，理解和掌握机械设计的一般方法和基本过程，了解设备设计的一般流程和工作方法。此次毕业设计给我提供了实践的机会，将给我以后的职场工作带来不小的帮助。2 单列输瓶机的总体设计本次设计是设计一台单列输瓶机，鉴于单列输瓶机是根据厂商的订单生产，有时还需要生产厂家进行必要的改装，故不需要大批量生产。拟选用输送链带的形式进行输送，输送链带选用符合JBT 10867-20
7、08要求的塑料平顶链，输送带上使用导轨规范瓶子的运动路径，同时，链板带运动较为准确，技术十分成熟，并且平顶链是标准化部件，利于链带的维修和更换；外壳和内部部件拟使用不锈钢材料，因为输送带上要使用润滑液（本次设计拟用肥皂液），所以为防生锈而选用不锈钢，大大减少了内部零件的损耗，提高了产品的使用寿命，不仅实用并且也比较美观。零件尽量使用标准化部件或通用部件，有利于降低生产成本并便于产品的维护，提高产品竞争力。单列输瓶机的链轮及轮轴等零部件涉及配合和输送性能，所以加工要求比较高，其余都是标准件与普通零部件，加工要求不高。另外，单列输瓶机的输送速度应有限制178，不能过快亦不能过慢，理论上输瓶机的带速
8、应不低于0.2m/s，同时不应超过1520m/min。在设计中应尽量采用现代机械设计方法及计算机的应用，以适应时代的需要和为将来的工作积累经验。设计过程中应注重以下重要要素：（1）输瓶速度，输瓶时应具备适当的输瓶速度，以使机器维持良好的生产秩序；（2）平稳的输送，输瓶机的输送平稳，可以有效的减少冲击、噪音等问题；（3）适当的加工成本。2.1 单列输瓶机的工作环境单列输瓶机主要用于贴标、灌装、清洗等加工工序中，与贴标机、灌装机、洗瓶机等机器配合完成生产动作，由于涉及食品生产卫生，车间工作环境比较干净，但往往潮湿度较大。 2.2 设计任务与设计参数设计任务如下：（1）理解单列输瓶机的工作原理、基本
9、参数和基本结构；（2）确定单列输瓶机的工作方案和详细结构。设计参数如下：（1）输瓶量：约9600瓶/小时（2）输瓶带线速度：根据水平式输瓶机标准的阐述，主要技术要求如下：（1）输瓶机应符合标准要求，并按经规定程序批准的图样和技术文件制造。输瓶机主要应包括下列部件：1）机架；2）输送带和链轮；3）传动部件。（2）平顶链的形式有单铰链式和双铰链式两种。（3）平顶链的材料，若用于食品工业应采用不锈钢制造，若用于其他场合也可用低碳钢或其他材料制造。（4）平顶链应能承受规定的极限拉伸载荷。（5）输瓶机的结构应能保证不用取下传动轴就能方便的检查和润滑有关零部件、更换减速器和电动机及张紧平顶链。（6）输瓶机
10、运动时应平稳、无卡组，在伏在运行时不应有卡瓶倒瓶等现象。2.3 啤酒瓶数据信息在设计开始之前，首先应明确此次设计所要服务的对象，了解它的数据信息和基本特性。单列啤酒输瓶机的输送对象是啤酒瓶或瓶装啤酒，它的数据信息或物质特性直接决定单列输瓶机的某些结构设计。本次设计主要针对啤酒瓶来进行设计，下面简单的介绍一下啤酒瓶的基本数据。其基本标准外形如图2.1。图2.1 啤酒瓶外形结构由上图所示，结合啤酒瓶的国家标准9，可以得知啤酒瓶瓶底尺寸为751.8mm，瓶高2901.8mm。啤酒瓶使用玻璃为制作材料，玻璃材料具有易碎的特性，所以它在移动时不能承受太大冲击震荡。根据实际调查得知，一瓶成品啤酒的重量约为
11、0.6kg。2.4 单列输瓶机的组成市场上的单列输瓶机有很多种，外形结构各不相同，但它们的工作原理基本相同，将几类功能作用相同的机构和部件加以归纳概括，就会发现它们都是由几类装置系统组成的，各部功能相互联系，共同完成输瓶任务。（1）动力装置，输瓶机一般使用电机作为动力装置，为整机提供能源和动力。（2）传动装置，由于一般电动机输出地动力转速较高，力矩较低，不能直接用于驱动，所以一般由传动装置改变了速度，力矩，方向后传递给后续的驱动装置。（3）啤酒瓶输送装置，用于为酒瓶提供向前移动的动力，其一般形式为链轮带动链板带，链板带带动酒瓶向前，并且链板带上有润滑液，可以减少啤酒瓶与链板带的摩擦力，与此同时
12、还能减少啤酒瓶间的冲击震动。（4）啤酒瓶导向装置，为保证啤酒瓶的运动方向，防止跑偏和歪倒，必须在输瓶机两侧，链板带上方安装导轨，规范啤酒瓶的运动，使其单行排列沿直线输送。（5）润滑装置，由于在链板上使用润滑液后可以极大地减少啤酒瓶与链板的摩擦力，大幅减少啤酒瓶间的碰撞冲击以及瓶与瓶的压力，否则，不使用润滑液使瓶子的挤压力增大 ,从而使瓶子的破损率增大 ,直接影响操作者的安全和生产成本。10所以润滑装置的存在是极其必要的，一般低速的输瓶机采用肥皂液作为润滑液浸入式润滑就可以满足要求，高速输瓶机由于速度高的原因，必须使用高级的润滑液以及喷洒式润滑。（6）机架，机架用来支撑容纳各装置，使输瓶机安稳的
13、固定于地面。根据水平式输瓶机标准JB/T 7213-94,整机高度应介于0.5-2.1m11，机架上的高度应设计合理，并有高度调节机构。2.5 单列输瓶机设计的步骤经过良好设计和合理布置的输瓶机会给整条生产线带来产量、质量、以及效率上的提高，或许还会降低生产成本。通常，理想的设计不是要得到一个最快，最坚固，最精确或者是成本最低的方案，事实上，理想的解决方案是性能，寿命和成本这几方面能够达到最佳平衡的方案。12本次单列输瓶机设计的基本步骤可以概述如下：（1）研究原始资料，明确设计任务本次单列输瓶机的设计任务是：通过查阅文献，了解单列输瓶机设计的相关基础知识，并根据所查阅的相关文献资料以及所学相关
14、专业知识，设计一台单列输瓶机；通过本次毕业设计，达到熟练运用所学各门专业知识、熟悉掌握机械设计的一般方法和流程的目的。（2）确定单列输瓶机的结构方案，其内容如下拟选用输送链带加导向导轨的形式进行输送，外壳和内部部件拟使用不锈钢材料，零件尽量使用标准化部件或通用部件，有利于降低生产成本并便于产品的维护，提高产品竞争力。具体结构有以下章节详细阐述（3）绘制单列输瓶机总装图单列输瓶机总装图应遵循国家标准绘制，选取适当比例，视图布置位置适当，结构合理，投影正确，表达清楚，合乎制图规则，有正确的特征尺寸，配合尺寸与配合，安装尺寸，明确的明细表以及必要的技术要求。（4）绘制单列输瓶机零件图单列输瓶机中的非
15、标准件必须要画零件图。选取适当比例，合理布置视图位置，在确定这些零件的尺寸、公差和技术条件时，应注意使其满足单列输瓶机的总装图要求。（5）编写设计说明书，字数至少1.2万字（含插图折合字数），对单列输瓶机的设计过程进行详细说明。3关键零部件设计本章节主要对单列啤酒输瓶机的关键零部件（输送带、电机、减速器、轴承、链轮以及相关轴类零件）进行设计、计算、选型。其中输送带、电机、减速器、轴承是标准件，可根据计算结果，查找国家标准进行选型。链轮与轮轴需要根据需要进行设计定型。3.1输送带选择输送带是本机执行装置中的重要部件，它直接与啤酒瓶接触，拖动啤酒瓶运动，其材料与外形尺寸的选择十分重要。本机采用输送带输送加输送导轨导向的方式进行输送动作，拟选用输送链带的形式进行输送，输送链带选用符合JBT 10867-2008要求的塑料平顶链，因为平顶链带运动较为准确，技术十分成熟，并且平顶链是标准化部件，利于链带的维修、更换，提高产品竞争力。本次设计拟选用塑料平顶链。塑料平顶链是由一系列的具有标准规定宽度的平板链节组成。塑料平板的两端各带有铰卷，在相连接铰卷孔中穿人销轴，使各板相互连接成能作单向自由弯曲的平顶链(见图3.1)。销轴通常用不锈钢制成，与固定铰卷采用压力配合或滚花来固定。塑料平顶链是利用铰卷的外径与链轮的齿槽相互啮合来完成传动。13图3.1 塑料平顶链
