購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載,,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點(diǎn)開預(yù)覽,,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。。。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:12401814
16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
啤酒瓶洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí)
指導(dǎo)老師
日 期 2016 .05
機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
17
畢業(yè)設(shè)計(jì)
前 言
啤酒是人類最古老的酒精飲料之一,是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。啤酒是以大麥芽、酒花、水為主要原料,經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒,被稱為“液體面包”。啤酒乙醇含量極少,故喝啤酒不易醉人傷身,少量飲用反而對(duì)身體健康有益處,因此啤酒越來越成為了人們生活中最喜愛的飲料之一[1]。
啤酒行業(yè)也是食品行業(yè)之一,食品行業(yè)對(duì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有十分嚴(yán)格的要求。每個(gè)涉及食品的企業(yè)都要根據(jù)相關(guān)部門的相關(guān)要求,定期對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行消毒清洗。啤酒生產(chǎn)商想方設(shè)法提高產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。在這種刺激下啤酒生產(chǎn)設(shè)備不斷更新?lián)Q代,啤酒瓶洗瓶機(jī)也隨之發(fā)展[2]。
根據(jù)啤酒瓶原料及外形,設(shè)計(jì)一種簡易高效的啤酒瓶洗瓶機(jī)。本洗瓶機(jī)的工作原理:用槽輪機(jī)構(gòu)間歇性地將污瓶進(jìn)料、用凸輪連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)瓶子前進(jìn),在前進(jìn)的過程中齒輪傳動(dòng)雙輥機(jī)構(gòu)使瓶子旋轉(zhuǎn),此時(shí)毛刷機(jī)構(gòu)開始清洗瓶子外表面,這一過程結(jié)束時(shí),推桿氣壓通入瓶子內(nèi)表面。清洗結(jié)束后瓶子歸位[3]。
本文所設(shè)計(jì)的啤酒瓶清洗機(jī),結(jié)構(gòu)簡單可行,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)效率高。
關(guān)鍵詞:清洗機(jī);啤酒瓶;槽輪機(jī)構(gòu);凸輪連桿機(jī)構(gòu)
目 錄
1緒論 1
1.1課題的研究意義 1
1.2 啤酒瓶洗瓶機(jī)國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3國內(nèi)啤酒瓶洗瓶機(jī)存在的問題 2
2傳動(dòng)方案的擬定 2
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù) 2
2.2 送料機(jī)構(gòu)的說明 5
2.3 推瓶機(jī)構(gòu)的說明 7
2.4送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 7
2.5導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)的說明 8
2.6毛刷機(jī)構(gòu)的說明 10
3主要零部件的選擇與計(jì)算 11
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇 11
3.2減速器的選擇 11
3.3凸輪連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11
3.4槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.5V帶的計(jì)算 13
總 結(jié) 15
致 謝 16
參考文獻(xiàn) 17
1緒論
1.1課題的研究意義
隨著社會(huì)的發(fā)展,人們的生活水平逐漸提高。酒類飲料特別是啤酒類飲料已經(jīng)常為了人們最喜愛的飲料之一。逢年過節(jié),總能在商店里或者家里看到成堆的酒類飲料。這其中,啤酒飲料占據(jù)了酒類飲料的半壁江山。啤酒中的乙醇含量相比白酒的少,故喝啤酒不但不易醉人傷身,還能養(yǎng)顏保健。在這種趨勢(shì)下,啤酒需求量與日俱增,日益劇增的需求量刺激了啤酒包裝的更新?lián)Q代。啤酒生產(chǎn)商想方設(shè)法提高產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。由此,啤酒瓶清洗機(jī)出現(xiàn)在我的視野中。我所設(shè)計(jì)的這種啤酒瓶洗瓶機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率;
(2)清洗徹底,有效提高衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn);
(3)提升生產(chǎn)效益。使用這種洗瓶機(jī),將會(huì)在市場中更具有競爭力,從而占據(jù)市場,獲得經(jīng)濟(jì)利益[4]。
1.2 啤酒瓶洗瓶機(jī)國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1酒瓶洗瓶機(jī)國內(nèi)現(xiàn)狀
上世紀(jì)六、七十年代時(shí),我國開始慢慢的引入國外洗瓶機(jī),并對(duì)洗瓶機(jī)仿制和改良完善,即消化吸收與自主創(chuàng)新階段。此階段洗瓶機(jī)先后經(jīng)歷了很大的變化,單端、臥式雙端、立式雙端等多種類型。上世紀(jì)70年代中期第一代洗瓶機(jī)瓶盒排數(shù)為16排,主鏈甁盒運(yùn)行間歇?jiǎng)幼鳎a(chǎn)量最高為800瓶每小時(shí)。由于這種洗瓶機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單,方便制造等優(yōu)點(diǎn),在市場上占據(jù)了相當(dāng)長的的一段時(shí)間[5]。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,洗瓶機(jī)設(shè)備取得了新的技術(shù)進(jìn)步,現(xiàn)在已出現(xiàn)了采用無軸變頻傳動(dòng)取代萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)的新型傳動(dòng)洗瓶機(jī),除標(biāo)方式上出現(xiàn)了立式軸流泵噴沖,或?qū)υ须x心泵噴淋進(jìn)行了完善升級(jí)[6]。
我們的國內(nèi)洗瓶機(jī)市場發(fā)展比其歐美國家落后,而且我們國家的技術(shù)在一定程度上跟不上市場發(fā)展的需要,導(dǎo)致國內(nèi)市場上的洗瓶機(jī)沒有形成一定的強(qiáng)勢(shì)資源,各個(gè)生產(chǎn)廠家技術(shù)保密,不能形成很好的信息交換和共享,導(dǎo)致市場上洗瓶機(jī)的發(fā)展參差不齊,功能不全面[7]。
1.2.2啤酒洗瓶機(jī)國外現(xiàn)狀
擁有發(fā)達(dá)技術(shù)的國外企業(yè)促進(jìn)了洗瓶機(jī)市場在國外的發(fā)展。新技術(shù)的發(fā)展也給洗瓶機(jī)的市場帶來一股新的活力,特別是大量的企業(yè)采用新的計(jì)算機(jī)技術(shù),二維的CAD早已在制造業(yè)普及,三維的設(shè)計(jì)也在慢慢推廣。電氣設(shè)計(jì)部分采用ED 等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段,引入定子調(diào)壓和變頻調(diào)速,PLC 參與系統(tǒng)控制,采用了大量高新傳感元器件,實(shí)現(xiàn)了定位準(zhǔn)確,操控方便,其安全可靠性也逐步提高。通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用,極大地推進(jìn)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)程,并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究成果,使得洗瓶機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開始向數(shù)字化化方向發(fā)展。
1.2.3啤酒瓶洗瓶機(jī)發(fā)展趨勢(shì)
隨著新世紀(jì)全球工業(yè)格局的新變化和我國工業(yè)技術(shù)水平的快速發(fā)展,洗瓶機(jī)市場近年來異常的活躍起來?,F(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)飛速發(fā)展,使得洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)在綜合考慮控制系統(tǒng)安全性、可靠性、操作的舒適性、機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)廣義優(yōu)化等方面有了更高層次的要求。因此洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)必須從原來的常規(guī)設(shè)計(jì)模式中跳出來,用新觀點(diǎn)、新原理、新方法、新技術(shù)、新工藝來設(shè)計(jì)適應(yīng)新形勢(shì)的新產(chǎn)品。未來洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法,應(yīng)用微電子、信息、管理等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期[8]。
1.3國內(nèi)啤酒瓶洗瓶機(jī)存在的問題
我國在包裝技術(shù)這一塊上相比其他國家起點(diǎn)低、起步晚,根據(jù)調(diào)查,存在著以下問題:
(1)洗瓶裝置易碎瓶;
(2)安全性無保障;
(3)技術(shù)流轉(zhuǎn)在各個(gè)小作坊,不能快速地實(shí)現(xiàn)共享和互換。
2傳動(dòng)方案的擬定
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)
2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)
根據(jù)啤酒瓶的尺寸,設(shè)計(jì)全自動(dòng)啤酒瓶清洗裝置,其參數(shù)要求如下:
設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu),使其間歇式地運(yùn)輸瓶子、推動(dòng)瓶子[9]。
(1)推瓶機(jī)構(gòu)以均勻的速度推瓶,平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子,然后推頭快速返回原位,準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。
(2)按洗瓶速率每分鐘3個(gè)的要求,推程的平均速度v=45mm/s,返回時(shí)的平均速度為工作時(shí)平均速度的三倍。
(3)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好,結(jié)構(gòu)緊湊,制造方便。
2.1.2啤酒瓶的參數(shù)
在設(shè)計(jì)開始之前,首先應(yīng)明確此次設(shè)計(jì)所要服務(wù)的對(duì)象,了解其數(shù)據(jù)信息和基本特性。啤酒洗瓶機(jī)的對(duì)象是啤酒瓶,它的數(shù)據(jù)信息或物質(zhì)特性直接決定洗瓶機(jī)的某些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)啤酒瓶來進(jìn)行設(shè)計(jì),下面簡單介紹一下啤酒瓶的基本參數(shù)。
根據(jù)實(shí)際測(cè)量得知啤酒瓶瓶底直徑為70±1mm,瓶高285±1mm。啤酒瓶使用玻璃為制作材料,玻璃材料具有易碎的特性,所以在輸送時(shí)不能承受太大沖擊。
2.1.3啤酒瓶洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)要求
啤酒瓶洗瓶機(jī)是由進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)、推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)共同完成工作的。首先是推瓶機(jī)構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上導(dǎo)輥,推頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使瓶子一個(gè)個(gè)不間斷的送上工作臺(tái)進(jìn)行清洗工作,由于瓶子是從靜止到具有一定的速度,推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊,所以用橡膠制作推頭,保證在工作過程中盡可能減少瓶子的破碎率。第二,瓶子送到工作臺(tái)的同時(shí)導(dǎo)輥進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且開始清洗瓶子。整體結(jié)構(gòu)如下圖所示。
1.帶輪 2.皮帶 3.小齒輪 4.V帶 5.電機(jī) 6.減速器 7.減速器齒輪 8.傳動(dòng)齒輪 9.皮帶 10.渦輪蝸桿 11.凸輪機(jī)構(gòu) 12.連桿機(jī)構(gòu) 13.導(dǎo)輥 14.導(dǎo)輥齒輪 15.錐齒輪 16導(dǎo)輥齒輪 17.內(nèi)洗瓶機(jī)構(gòu) 18.槽輪機(jī)構(gòu) 19.渦輪蝸桿
圖2-1 啤酒瓶洗瓶機(jī)整體圖
1.機(jī)殼 2.輸瓶板
圖2-2 啤酒瓶洗瓶機(jī)外部圖
方案運(yùn)動(dòng)說明:
首先需將瓶子放入傳送帶2上,通過進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上,通過凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)帶動(dòng)毛刷插入瓶子,毛刷在導(dǎo)桿的推動(dòng)和旋轉(zhuǎn)下邊前進(jìn)邊清洗內(nèi)表面,推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn),再由外面轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子將瓶子外表面洗凈[10]。
由下列工藝動(dòng)作過程來實(shí)現(xiàn)上述功能:
(1)皮帶做間歇直線運(yùn)動(dòng);
(2)瓶子由皮帶滑動(dòng)到導(dǎo)輥;
(3)內(nèi)表面毛刷勻速推進(jìn)瓶子內(nèi);
(4)推頭作直線或者近似直線運(yùn)動(dòng),將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置;
(5)推頭沿直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)瓶子移動(dòng)的程中,瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng);
(6)當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動(dòng)時(shí)將瓶子的外表面就清洗干凈;
(7)離開皮帶,而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置,進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán);
(8)洗好的瓶子由斜面滑下,進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶送出。
實(shí)際工作中,要設(shè)計(jì)的機(jī)器往往比較復(fù)雜,其使用要求或工藝要求往往需要很多的功能原理組合成一個(gè)總的功能原理。以下介紹啤酒瓶洗瓶機(jī)是通過什么功能原理來實(shí)現(xiàn)其所要完成的工作的。
推瓶機(jī)構(gòu)所采用的功能原理是用機(jī)械能迫使瓶子由工作臺(tái)的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)。要完成這個(gè)功能就需要有一個(gè)工作行程為L往返運(yùn)動(dòng)的推頭,同時(shí)推頭在工作過程中要?jiǎng)蛩?,工作完回程時(shí)要快速。能夠滿足此運(yùn)動(dòng)規(guī)律的常見機(jī)構(gòu)有曲柄-四桿機(jī)構(gòu)或者凸輪連桿機(jī)構(gòu) [11]。
其次是轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律,也是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較簡單的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,只需要有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與推瓶機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)相配合來實(shí)現(xiàn)洗瓶設(shè)備的整體工作功能。它是由兩個(gè)長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的,其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能,移動(dòng)功能是由推瓶機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。
最后是轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)所采用的功能原理,它與導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)相同運(yùn)用的都是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律,與其不同的是轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)要有很高的速度來完成其對(duì)瓶子外壁的清洗工作。推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)都是由一臺(tái)電機(jī)來提供所有的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的,這就要求我必須對(duì)它們深入分析、研究各構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)規(guī)律的聯(lián)系,進(jìn)而的設(shè)計(jì)出符合其聯(lián)動(dòng)規(guī)律的整體設(shè)備,來滿足預(yù)期想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
2.2 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.2.1間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
槽輪機(jī)構(gòu)由具有徑向槽的槽輪2、帶有圓銷A的撥盤1和機(jī)架組成。撥盤1作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),驅(qū)使槽輪2作時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。撥盤1上的圓銷A尚未進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí),由于槽輪2的內(nèi)凹鎖住弧β時(shí)被撥盤1的外凸圓弧α卡住,故槽輪2 靜止不動(dòng)。圖中所示位置是當(dāng)圓銷A開始進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí)的情況。這時(shí)鎖住弧被松開,因此槽輪2受圓銷A驅(qū)使沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓銷A開始脫出槽輪的徑向槽時(shí),槽輪的另一內(nèi)凹鎖住弧又被撥盤1的外凸圓弧卡住,致使槽輪2又靜止不動(dòng),直到圓銷A再進(jìn)入槽輪2的另一徑向槽時(shí),兩者又重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。這一機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單,機(jī)械效率高,并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
1.撥盤 2.槽輪
圖2-3 槽輪機(jī)構(gòu)簡圖
我設(shè)計(jì)的是當(dāng)主動(dòng)撥盤(缺口圓盤)勻速轉(zhuǎn)一周,從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)90°,而傳動(dòng)帶的導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過90°,而且要等于一個(gè)瓶子的長度 。所用時(shí)間是洗瓶裝置的一個(gè)來回,即:
T=20s (2-1)
則主動(dòng)撥盤角速度: ω=20π20s
=0.314rad/s (2-2)
2.2.2進(jìn)瓶裝置簡圖
圖2-4 進(jìn)瓶裝置簡圖
2.3 推瓶機(jī)構(gòu)的說明
推瓶機(jī)構(gòu)的方案選定:根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求,推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一個(gè)具有急回特性的機(jī)構(gòu),為了提高工作效率,一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些;在推程(即工作行程)中,應(yīng)使推頭作直線運(yùn)動(dòng),或者近似直線運(yùn)動(dòng),以保證工作的穩(wěn)定性。
推頭的運(yùn)動(dòng)要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。
運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法以及在大學(xué)學(xué)習(xí)中的熟悉程度,再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在此選擇凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)為推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
2.3.1凸輪連桿機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)的分析
要準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律及運(yùn)動(dòng)軌跡,凸輪機(jī)構(gòu)是首選,因?yàn)楸P形凸輪輪廓就是根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)的,而任意平面軌跡總可以用
X=x(φ)Y=y(φ) (2-3)
表示,因此把兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)組合起來就可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)軌跡。
2.4送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖2-5 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)示意圖
在這里我選用槽輪間歇機(jī)構(gòu)作為進(jìn)瓶主要構(gòu)件,負(fù)責(zé)把瓶子傳送到洗瓶裝置上。因?yàn)榘凑丈a(chǎn)率為3/min得到每洗一個(gè)要20s,所以設(shè)計(jì)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為20s,這樣從動(dòng)撥盤就每20s轉(zhuǎn)動(dòng)90°,再讓它轉(zhuǎn)過90°時(shí)的路程等于一個(gè)瓶子的長度即285mm,則可以確定主動(dòng)帶輪1的直徑,因?yàn)?
s=π4D1 (2-4)
=285mm 得出 D1=363.1mm
進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)過程:進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助大齒輪帶動(dòng)上圖中小齒輪,又由小齒輪帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn),再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿,然后蝸輪蝸桿帶動(dòng)上面的齒輪,再由齒輪帶動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。
2.5導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)的說明
2.5.1推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)
(1)起點(diǎn)時(shí)的簡圖
圖2-6 推瓶裝置起點(diǎn)簡圖
(2)推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說明
上圖是剛剛開始推瓶時(shí)候,推桿回到最左端,此時(shí),剛好進(jìn)瓶裝置送下一個(gè)瓶子,內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi),刷毛選用軟性材料制作而成,方便內(nèi)刷子插入瓶內(nèi),這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷子伸進(jìn)瓶子內(nèi),等推頭擋板抵到瓶口時(shí),瓶子才受到推桿的推力,推頭才會(huì)推動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng),進(jìn)行外表面的清洗,一直到導(dǎo)輥完。
2.5.2推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)
(1)推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說明
推瓶終點(diǎn)簡圖與推瓶起點(diǎn)簡圖類似。當(dāng)推瓶推到終點(diǎn)的時(shí)候,推桿推到最右端,此時(shí),瓶子在推桿的作用下,走到導(dǎo)輥末端,在重力的作用下,瓶子沿內(nèi)刷子隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道內(nèi),刷桿和刷毛盡量選用軟性材料,方便瓶子滑入出瓶滑道內(nèi),這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿往回運(yùn)動(dòng),內(nèi)刷子退出瓶子內(nèi),瓶子滑出內(nèi)刷子后,瓶子落到出瓶滑道內(nèi),推頭繼續(xù)做回復(fù)運(yùn)動(dòng),不過要避免死點(diǎn)的產(chǎn)生,才能穩(wěn)定的進(jìn)行下一個(gè)瓶子內(nèi)外表面的清洗,一直循環(huán)工作。
2.6毛刷機(jī)構(gòu)的說明
2.6.1外毛刷結(jié)構(gòu)簡圖
外毛刷裝置由三個(gè)毛刷輪組成,三個(gè)毛刷輪由齒輪帶動(dòng),其傳動(dòng)方案如下圖所示。
圖2-7 外毛刷結(jié)構(gòu)簡圖
2.6.2內(nèi)毛刷結(jié)構(gòu)簡圖
圖2-8 內(nèi)毛刷結(jié)構(gòu)簡圖
如上圖將推頭設(shè)計(jì)成可以清洗瓶子內(nèi)表面的刷子,它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些,瓶子在進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的輸送下開始進(jìn)入洗瓶機(jī)構(gòu),在推頭的作用下,后面又有洗外表面刷子的阻力,內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶內(nèi),待到推頭的擋板抵到瓶口之后就可以推著瓶子走了。隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng),瓶子內(nèi)外表面都可以得到很好的清洗。
另外,值得注意的一點(diǎn)是,內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩?,所以要選用軟一點(diǎn)刷子,內(nèi)刷刷桿設(shè)計(jì)成管狀,并且?guī)в行】?,從端部?duì)刷桿通入氣壓,可以把毛刷吹起來,同時(shí),氣壓也有助于吹干凈瓶子內(nèi)表面。
3主要零部件的選擇與計(jì)算
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇
3.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型
Y系列電動(dòng)機(jī)具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn),B級(jí)絕緣,工作環(huán)境溫度不超過+40攝氏度,相對(duì)濕度不超過95%,海拔高度不超過1000m,額定電壓220V,頻率50Hz[11]。
YZR系列為繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī),YZ系列為籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。冶金及起重用電動(dòng)機(jī)大多采用繞線轉(zhuǎn)子,但對(duì)于30Kw以下電動(dòng)機(jī)以及在起動(dòng)不是很頻繁而電網(wǎng)容量又許可滿壓起動(dòng)的場所,也可采用籠型轉(zhuǎn)子。
按照工作要求和條件,選用Y系列電機(jī)。通過考慮安全生產(chǎn),生產(chǎn)效率等問題,選擇Y132M2-6型電動(dòng)機(jī)。
3.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
根據(jù)工作條件,確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min,
3.2減速器的選擇
根據(jù)啤酒瓶洗瓶機(jī)的工作環(huán)境和工作條件,選擇較為實(shí)用的減速器。選擇ZDY型減速器[12]。
3.3凸輪連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.3.1壓力角的檢驗(yàn)及機(jī)構(gòu)尺寸的確定
為了防止自鎖,保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作并具有一定的傳動(dòng)效率,必須對(duì)壓力角加以限制。凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的壓力角一般是變化的,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使最大壓力角不超過許用值。通常,對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),取許用壓力角[ɑ]=30°;對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),取許用壓力角[ɑ]=45°?,F(xiàn)確定直動(dòng)從動(dòng)件ɑ=17o<[ɑ],擺動(dòng)從動(dòng)件ɑ=12o<[ɑ]。都符合許用值,且符合設(shè)計(jì)要求。
3.3.2機(jī)構(gòu)尺寸的最終確定
表3-1 機(jī)構(gòu)桿件設(shè)計(jì)參數(shù)
桿件代號(hào)
l1
L2
l3
設(shè)計(jì)參數(shù)值(mm)
900
600
135
表3-2 直動(dòng)凸輪的設(shè)計(jì)參數(shù)
基圓半徑
壓力角
90mm
17°
表3-3 擺動(dòng)凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)
基圓半徑
壓力角
72mm
12°
3.4槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖3-1 槽輪機(jī)構(gòu)計(jì)算示意圖
槽輪槽數(shù): Z=4 (3-1)
根據(jù)結(jié)構(gòu)簡圖及各構(gòu)件尺寸得槽輪中心距,并將摩擦輪尺寸考慮進(jìn)去得:
L>18+40+100+92-135=115mm (3-2)
在此取L=130mm
從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角: 2β=360°Z (3-3)
=360°4
=90°
主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角: 2α=360°-2β (3-4)
=90°
從動(dòng)輪軸心到槽口長度: O2A=Lcosβ (3-5)
=91.92mm
主動(dòng)曲柄長度: R1=O1A (3-6)
=Lsinβ
=91.92mm
滾子半徑: r3=R16 (3-7)
=91.926
=15.32mm
取15mm
鎖止弧半徑:RH?O1A-r3-h=91.92-15-0.6~0.8×15 (3-8)
=(64.92~67.92)
取65mm
槽輪上槽口至槽底深: Ls=O2A-L-O1A (3-9)
=91.92-(130-91.92)
=68.84mm
周期 T=80s (3-10)
從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間:td=α×Tπ (3-11)
=(12-1Z)×T
=T4
=20s
從動(dòng)輪停歇時(shí)間:tj=T-td (3-12)
=60s
3.5V帶的計(jì)算
3.5.1已知條件
V帶在載荷變動(dòng)微小的情況下工作,所需傳遞的額定功率P=3kw,小帶輪轉(zhuǎn)速為960r/min,傳動(dòng)比i=2
3.5.2確定計(jì)算功率
PZ=KAP0 (3-13)
=1.1×3
=3.3kw
式中:PZ-計(jì)算功率,kw
KA-工作情況系數(shù),根據(jù)洗瓶機(jī)工作情況及查表得KA=1.1
P0-所需傳遞的額定功率,w
3.5.3選擇V帶的帶型
根據(jù)PZ及小帶輪轉(zhuǎn)速n1,選擇A型V帶。
3.5.4確定基準(zhǔn)帶直徑d1,并驗(yàn)算帶速V。
(1)小帶基準(zhǔn)直徑d2的初選。
根據(jù)V帶帶型,使d2≥d1, d2=112mm (3-14)
(2)驗(yàn)算帶速v
由 v=πd2n160×1000 (3-15)
=π×12×9060×1000
=5.6m/s
(3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑
由 d3=id2 (3-16)
=2×112
=224mm
(4)確定中心距a并選擇V帶的基準(zhǔn)長度Ld
初選帶傳動(dòng)中心距
由式 0.7(d2+d3)≤a0≤2(d2+d3) (3-17)
得 235.2≤a0≤672
取 a0=400mm
式中,a0-初選的帶傳動(dòng)中心距
(5)計(jì)算相應(yīng)的帶長L帶
L帶=2a0+π2d2+d3+(d3-d2)24a0 (3-18)
=2×400+π2×112+224+(224-112)24×400
=1335.6mm
(6)計(jì)算中心距a
a=a0+Ld-L帶2 (3-19)
=400+1400-13362
=432mm
即中心距為432mm。
總 結(jié)
隨著畢業(yè)的到來,畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過為期十二周的奮戰(zhàn),我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié),但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn),而且也是對(duì)自己能力的一種提高。以前老是覺得自己什么東西都會(huì),什么東西都懂,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺,自己要學(xué)習(xí)的東西還有太多。本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)臟啤酒瓶設(shè)計(jì)的??偟脕碚f通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我體會(huì)到了學(xué)以致用的含義并學(xué)到了更多的知識(shí)。許多能力也在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到鍛煉:
1、機(jī)械類方面的設(shè)計(jì)大體都一樣,在弄清楚和計(jì)算好機(jī)械零部件的情況下,設(shè)計(jì)起來會(huì)相對(duì)得心應(yīng)手。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)前就進(jìn)行了深入了解,在設(shè)計(jì)中自然更加容易。如零部件該由什么材料制造,在以后設(shè)計(jì)中遇到相同的條件就可以選擇相同的材料。
2、這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也進(jìn)一步加深了對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的理解和運(yùn)用。因?yàn)樵诖蠖r(shí)期學(xué)過有關(guān)這兩個(gè)機(jī)構(gòu)方面的知識(shí),通過這次設(shè)計(jì)更加的鞏固了以前的知識(shí)并發(fā)現(xiàn)了間歇機(jī)構(gòu)在生活中的好處,比如電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)就是運(yùn)用槽輪機(jī)構(gòu)制作而成的。但是凸輪機(jī)構(gòu)卻是我這次設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),由于學(xué)識(shí)有限,在這方面處理的不是很好。
3、經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)市場上有很多種啤酒瓶洗瓶機(jī),但是都是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的,這樣一來就加劇了機(jī)器的損壞。我所設(shè)計(jì)的是一種間歇性的洗瓶機(jī),其不連續(xù)性可以給機(jī)器一個(gè)緩沖,降低損壞程度。
4、整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,都是利用我們生活中熟悉但是可能沒有留意過的一些常用結(jié)構(gòu)組合而成的,比如槽輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)在本設(shè)計(jì)中起到了非常重要的作用。雖然設(shè)計(jì)的不完美,但卻是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通。
5、隨著生活的發(fā)展,人們對(duì)食品行業(yè)的要求越來越高。啤酒也是食品行業(yè),設(shè)計(jì)一種高效清洗瓶子的機(jī)器能快速占領(lǐng)市場、提高人們的期望值、獲得更高的利益,為人們的健康造福。
6、這次設(shè)計(jì)也提升了對(duì)一些繪圖軟件如AutoCAD和SolidWorks和辦公軟件Word、PowerPoint的熟悉和運(yùn)用。
致 謝
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在安靜老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到設(shè)計(jì)完成,安靜老師都給予了我耐心的指導(dǎo)與細(xì)心的關(guān)懷。正是因?yàn)榘察o老師的耐心指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷我才不會(huì)在設(shè)計(jì)的過程中迷失方向,失去前進(jìn)的動(dòng)力;最終順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在為期一年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,安靜老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng)都深深地感染了我,這些都是我所需要學(xué)習(xí)的。感謝安靜老師給予了我這樣一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),謝謝!
感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學(xué)們!每當(dāng)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到困難時(shí),他們總能無私地幫助我、指導(dǎo)我,使我通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到了更多的知識(shí)。特別感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院,四年里,我在這個(gè)大家庭里逐漸成長,變得成熟。尤其是我的代課老師,他們或風(fēng)趣或幽默,或嚴(yán)謹(jǐn)或認(rèn)真,都深深地感染了我,對(duì)我以后的工作無疑會(huì)起到巨大的幫助。再次感謝!
參考文獻(xiàn)
[1] 徐恒.食品包裝設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].食品包裝與機(jī)械,2013:38-59.
[2] 徐景珩.中國食品和包裝機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2013:90-111.
[3] 楊可.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].第五版.北京:高等教育出版社,2012:40-50.
[4] 李傳瑞,金黎明,等.洗瓶機(jī)準(zhǔn)確度的調(diào)整對(duì)商品凈含量的影響[J].中國計(jì)量,2008(4): 103-108.
[5] 盧娟.國外飲料洗瓶機(jī)現(xiàn)狀[J].中國包裝工業(yè),2009(9):40-50.
[6] 盧春富.BYKG系列高速液體洗瓶機(jī)[J].機(jī)電信息,2009,230(20):61-79.
[7] 劉守謙.現(xiàn)代包裝機(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].輕工機(jī)械,2007,2(6):18-20.
[8] 高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2015:40-52.
[9] 沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013:35-39.
[10] 楊可楨,程光蘊(yùn),李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].(第5版),2013:6-189.
[11] 龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[J].(第2版),2013:1-80.
[12] 吳宗澤,羅圣國,等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版,2010:30-38.