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1、济南大学泉城学院毕业设计济南大学泉城学院毕 业 设 计题 目 摩擦式理瓶机的结构设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 07Q2 学 生 白长玉 学 号 20073006002 指导教师 潘永智 二一一年 五 月 三十 日- 1 -目 录摘要. .IABSTRACT.II1 绪 论.11.1课题来源及背景.11.2 理瓶机的现状、特点及现代设计方法.21.3 本文的主要研究内容.42 摩擦式理瓶机结构设计的总体方案.52.1摩擦式理瓶机总体方案设计概述.52.2摩擦式理瓶机的功能设计及原理.62.3 摩擦式理瓶机的结构设计.73 具体结构.84 零部件的设计计算.144.1 主从动齿轮的
2、设计计算.154.2 轴承的选用.205结论21 5.1结论.21 5.2展望21参考文献.22致谢.23附录.24济南大学泉城学院毕业设计1 绪 论1.1课题来源及背景饮料灌装加工业在我国是一个很有前景的行业，其中饮料行业是食品加工中的重要组成部分，在许多饮料加工的过程中都必不可少的是饮料瓶的整理过程，这就必须使用到理瓶机，然而这种实用型机械国内外的研究还是比较少的。中国的饮料工业每年都以20以上的增长速度高速发展， 很多饮料生产企业新上马的生产线定位在36000 瓶小时的中高速饮料灌装生产线。目前国内几家著名饮料包装机械生产企业已经能够提供36000 瓶小时的高速灌装机，一直以来，以往18
3、000 瓶小时以上的旋转式吹瓶机完全依赖进口，进口的高速吹瓶机价格高昂，使国内众多饮料生产企业望而却步。PET 瓶理瓶机作为中高速饮料灌装生产线的必备设备，随着中国饮料工业高速增长的需求正得到快速发展。近几年吹瓶机通过风送道与灌装机连接的方式大行其道，许多国内知名饮料生产企业近年新上马的生产线均采用了此种方式，如农夫山泉的饮用水和果汁生产线，乐百氏西安和丰润工厂的饮用水生产线等。虽然采用吹瓶机通过风送道与灌装机连接的方式有很多优点，但是对于中高速饮料灌装生产线而言，理瓶机成为不二之选。随着高速饮料灌装生产线需求的快速增长， 国内对高速PET 瓶理瓶机的研发也加快了步伐。国内一家企业就推出了36
4、000 瓶小时的高速PET 瓶理瓶机，该机采用了全新的工作原理，具有体积小、适用瓶形范围广的特点。推升式排瓶机构是江苏新美星的专利机构， 早期的推升机构每升降一次仅能托起一个空瓶，新的推升机构每升降一次可以同时托起两个空瓶，提高了出瓶效率，减少了推升机构数量。同时，该机可满足瓶高达360mm 的25 升PET 瓶的整理排列， 而原30000 瓶小时的理瓶机最大仅可满足瓶高320mm 的15 升PET 瓶的整理排列1。本课题主要根据部分工厂的工作需要，设计便于操作的摩擦式理瓶机，其性能相对同类产品稳定，操作方便、可靠性高，且利用摩擦原理提高了工作效率，减轻了工作量。同时，其可调中心距式的功能大大
5、扩大了其适用范围。1.2理瓶机的特点、现状和现代设计方法本机为自动理瓶机，用于各种果汁、饮用水、果奶、调味酱、颗粒饮料等塑料瓶的理瓶，其主要技术性能达到了同类进口机型的水平，起到了替代进口设备的作用。本机将不规则的塑料瓶自动整理成瓶口朝上的单行瓶列，以供割口机切口或自动灌装封盖机灌装封口，极大地减少了进行有序化所花费的人力和工时。除了达到高效（36000 瓶小时）特点外，还要具有如下特点：1筒身采用封闭结构，并保持轻微正压，防止灰尘侵入。筒身顶部设有两个气缸驱动的活动盖，方便维修和清洁。2设有破损瓶、变形瓶剔除机构，通常情况下不需停机进行人工清理。如果大批变形、尺寸异常瓶造成落瓶槽堵塞， 此时
6、设在机内的检测开关将发出报警信号，并使机器停止运转。操作人员可根据人机界面上的故障指示进行疏通。3特殊设计的落瓶槽能适应尺寸相差不太大的瓶子， 而不必更换落瓶槽， 仅需对落瓶槽作适当调节即可实现，节省投资。4 设有完善的安全防护措施，当维修门和模具更换门打开时， 机器不能启动， 此时可使用手动操作器控制机器。5理瓶机出瓶拨轮设有卡瓶检测器，能有效保护机器安全。反瓶将在出瓶拨轮与风送道连接处被剔除。6气路系统设有压力开关和合闸阀， 压缩空气不接通或气压低于设定值时则机器不能启动。合闸阀与机器启停联动，节省气耗。7风送道进瓶端设有卡瓶排除机构，该机构由气缸驱动。当风送道进瓶端出现卡瓶堵塞时， 该机
7、构自动排除堵塞的瓶子， 防止由于挤瓶造成理瓶机拥堵。在国内，理瓶机应用的场合越来越多，在饮料、啤酒、固体和液体药物等等的罐装生产线中被应用，理瓶机的应用不但大大节约了人力和物力，提高了生产的效率，降底了生产成本，最重要的的是避免了过去人工操作时的二次污染，进一步降低了清洁的成本与次数，但是由于国内生产水平的限制（生产能力：60 120瓶分钟），国内的大众型企业的理瓶机生产线都从国外引进，近年来，国内在理瓶机方面有了长足的进步，已经可以达到国际水平（36000 瓶小时）2。在食品加工过程中，需要输送的物料种类繁多，而且各种物料的性质差异也很大，因此，输送机械与设备的选用必须根据物料来确定。按工作
8、原理，输送机械与设备可分为连续式和间歇式；按输送时的运动方式，可分为直线式和回转式；按驱动方式，可分为机械驱动、液压驱动、气动驱动和电磁驱动等形式；按所输送物料的状态，可分为固体物料输送机械和流体物料输送机械和设备。输送固体物料时，可选用各种形式的带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机、振动输送机或气力输送装置；输送流体物料时，可选用各种类型的泵，如离心泵、螺杆泵、齿轮泵、滑片泵等，或流送槽以及真空吸料装置等输送机械与设备。在这里简单介绍一下固体物料的输送：1、 带式输送机带式输送机是食品加工中使用最广泛的，它常用于在水平方向或倾斜度不大（25）的方向上对物料进行传送，也可兼作选择检查、清洗或预处
9、理、装填、成品包装入库等工段的操作台。2、 斗式提升机斗式提升机主要用于在不同高度间升运物料，适合将松散的粉粒状物料由较低位置提升到较高位置上。3、 螺旋式输送机螺旋输送机俗称“搅龙”，是一种不带挠性牵引件的连续输送机。4、 振动输送机 振动输送机是一种利用振动技术使输送机中的输送构件达到接近共振或扩大共振状态，从而对松散态颗粒物料进行中、短距离输送的输送机械。5、气力输送装置采用风机或其他风源使管道内形成具有一定速度的气流，从而达到将散粒物料沿管路从一处输送到另一处的物料输送方法，称为气力输送。6、 泵 泵是输送流体物料的主要设备，在食品生产中起重要作用13。现在市面上销售的理瓶机的整理阶段
10、可以大致分为以下几种：1、重心式理瓶机：其基本原理是：整理过程中利用瓶子重心的特点，如果瓶子正向，重心就会靠近瓶子下部，这样瓶子就会不改变排列，如果瓶子反向，重心就会在瓶子上部，瓶子重心就会不稳，然后瓶子在挡板内反转，从而达到向上的要求。然而缺点很明显，饮料瓶子大都是塑料瓶，其重量变化很小，所以该功能在实际操作中不会达到要求，该功能适合在重量较大的玻璃瓶理瓶机中使用3。2、水浮式加挡板式理瓶机：其基本原理是：在输送阶段利用水的浮力原理，把瓶子输送到整理阶段，在整理阶段，利用挡板A使瓶子正向输出。挡板上有一个适合瓶子口的长方形空，当瓶子口过来时，瓶口就会进入长方形空，这样就使瓶底先下，瓶口再下，
11、瓶子就会正向输出，当瓶底过来时，挡板不起作用，瓶子正向输出5。该理瓶机结构设计缺点有两点：一、在水浮过程中，瓶子会进水，在后面灌装阶段增加了不必要的步骤。二、在整理阶段，效率很低，不适合全自动化生产线。该方案适用于啤酒行业使用玻璃瓶大饮品。3、摩擦式理瓶机：该方案基本原理是：在整理阶段利用皮带的摩擦力，输送瓶子，在整理阶段，利用摩擦力调整瓶子。该方案与上述两个方案相比，最大的优点是其效率最高，不存在其他不必要的过程，如清理阶段等。该理瓶机结构设计主要是利用皮带的摩擦力，使瓶子能在高速运动下翻转，而且做到了高效，提高了加工效率11。1.3本文主要研究内容根据理瓶机开发研究的特点，利用现代设计方法
12、和理论，在本课题中运用软件平台AutoCAD软件摩擦式理瓶机的部分零件进行结构造型和分析，并在此基础上运用AutoCAD软件绘CAD工程图纸。研究设计具体包括以下几个方面的内容：第一：概述摩擦式理瓶机的特点、现状和现代研究设计方法和技术。第二：提出本课题摩擦式理瓶机的结构设计的总体方案。第三：详细分析现有理瓶机的功能，结合生产线的实际需要，对理瓶机进行具体结构设计。第四：根据不同的功能阶段系统地设计和分析摩擦式理瓶机，并在文中插入必要的设计工程图样。第五：结论。3济南大学泉城学院毕业设计2 摩擦式理瓶机结构设计的总体方案本章按摩擦式理瓶机的构成，分为若干个模块逐一研究设计，主要对理瓶机的核心部分翻瓶机构进行设计并绘制其相关的工程图样，然后对输送阶段和输出阶段提出附件设计要求，并绘制工程图样。2.1摩擦式理瓶机总体方案设计概述总体方案设计包含功能设计、结构设计和性能分析三部分。功能设计，即在调研分析，确定了所设计产品的工作参数（运动、动力、尺寸）之后，通过功能分解，创新出或类比出可以实现加工要求的各种总体布局方案。创新设计，主要通过对运动功能的分解和合成来确定其布局方案，这对于设计加工特定零件的专用机床较为有效。而变型设计或类比设计主要通过查
