冷霜灌装线改进

1、冷霜灌装线改进 姓 名： 王成畅 学 号： 1202672122 班 级： 机电1211 课程名称： 冷霜灌装线改进 提交日期： 2015.10.20 概要灌装线一般是由多台不同功能的单机设备为了满足某一产品生产或者加工目的的联动生产线。是为了减少人力,优化作业流程并提高生产效率的机电装置。这次实训主要学习机械设备维修与调试的基本知识，是灌装机装配、调试技能的一门综合性实践，是机电一体化自动机与自动线操作与维修人员必修的一门专业实践课程，是机电一体化技术专业主要的专业方向综合实训。目录前言4第一章冷霜灌装机整体结构51.1冷霜灌装机的工作流程51.2送入机构的初步设计6第二章 冷霜机的工艺72

2、.1送入机构·72.2 工作机构9第三章 灌装线改进133.1灌供料的改进133.2 检验的改进14第四章 参数选择与计算154.1灌霜机工作机构运动流程图154.2圆柱凸轮的设计与计算：154.2槽轮机构的参数计算164.3槽轮机构的参数计算164.4直锥齿轮的计算174.7主传动杆上带传动轮计算18项目总结19参考文献20前言冷霜也称香脂或护肤霜，多为油包水型乳状液，最早的冷霜是用1份蜂蜡，3份橄榄油和部分玫瑰水溶液制成的，限于当时的条件，制得的乳状液不够稳定，涂于皮肤上便有水分离出来，水分蒸发吸热，使皮肤有凉爽的感觉，因此而有冷霜的名称。在近现代冷霜配方中，蜂蜡硼乳化体系已逐渐

3、为非离子型的乳化剂所代替，但为了操作和效果，往往采用非离子乳化剂和蜂蜡硼砂体系相结合的方法。国内灌装生产线全方位发展我国饮料灌装设备基本是在引进设备和技术的基础上发展起来的，八十年代，引进各种饮料灌装生产线200多条，包括啤酒灌装线达500多条。 目前我国国内灌装机械厂家有专业研究开发厂家很少，这也是我国的不足之处。但在国内灌装机械厂家不断努力下国内的包装机械在计量、制造、技术性能等方面有了不错的成就,特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点。还有食品包装机技术上大幅改进，机电一体化的出现，伺服贴标机卧式贴标机使自动化包装机设备的需求激增，未来数年各种食品灌装机械的

4、需求将快速增长。第一章 冷霜灌装机整体结构1.1冷霜灌装机的工作流程1-1 工作流程示意图如图可知，冷霜自动灌装机的工作主要可以分为三个部分：送入机构、工作机构、送入机构。其中我们要着重了解的为前两个部分，第三部分较为简单，不是本章的重点。1.2送入机构的初步设计一、以某一个空盒为考察对象，来介绍每个环节的工作及其机构的初步设计。首先，空盒进入送入机构：送入机构主要由两个环节构成，一是传送带将空盒送到工位转盘边缘，二是推杆将空盒送入工位转盘，我们考虑用间歇机构带动传送带，当传送带处于间歇期时，推杆将空盒推入转盘。二、送入机构的初步设计三、工作机构的初步设计（一）工位转盘的转位 推杆将空盒推入转

5、盘时，转盘处于间歇期，此后，推杆退出，转盘开始转动，让空盒依次通过灌霜、贴纸、加盖三个工位，并在每个工位处都有一个间歇期。于是，转盘的驱动也需要一个间歇机构。（二）灌霜、贴纸、加盖的实现 转盘在每个工位处都有一个间歇期，在此间歇期内，三个机构同时工作，则空盒依次完成了灌霜、贴纸及加盖。 第二章 冷霜机的工艺2.1送入机构·2.1.1 传送带间歇运动传送带间歇运动就是在送入过程中将容器分组，如图2-1所示就是传送过程中的间歇运动。间歇运动中容器分组的数量一般取决于加工的条件，如图2-2所示，由于灌装机为四头灌装机，机器要进行挡瓶，定位等操作、最终容器按每组四个进行排列，以保证在灌装的过

6、程中不会遇到其他容器的挤压、碰撞；如图2-2所示，由于此旋钮机一次只能对一个容器进行旋钮操作，因此，原本四个一组的容器排列方式又变成了单个排列的方式。总之来说，传送带间歇运动要根据实际情况进行调整，并不是一成不变的。图2-1间歇运动图2-2 旋钮操作图2-2 自动旋盖机2.1.2 推杆运动推杆运动分为电动推杆运动和电液推杆运动，以电动推杆的往复运动为例。电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。 电动推杆是通用型的辅助驱动装置，可广泛运用于电力、机械、冶金、交通、矿山、石油、化

7、工、起重、运输、建筑、粮饲加工等行业。具有性能可靠，动作灵敏，运行平稳，推拉力相同，环境适应性好等特点。 主要结构：电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。 工作原理：电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或加大行程。 行程控制装置：经电机齿轮上的涡杆带动涡轮转动，使涡轮内的小丝杆作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转（正

8、反控制相同）。2.2 工作机构2.2.1 冷霜的定量冷霜的定量方式为定量泵定量，如图2-3所示为柱塞式定量泵，工作过程为：柱塞在驱动机构的作用下作直线往复运动,当柱塞向左移动时,转阀顺时针方向转动关闭出料管打开进料管,料斗中的物料经进料管被吸入柱塞和壳体形成的容腔实现计量;当柱塞向右移动时,转阀逆时针方向转动关闭进料管打开出料管,物料被推入出料管落入冷霜的盒里,完成定量自动落料的要求。如图2-4所示为柱塞式定容定量装置的简图。柱塞3在往复运动的行程中形成一定的定量容腔。由于柱塞往复运动可承受有一定的推力，故这种装置不仅适用于松散粉粒物料的定量，可用于流动性差，易结块的物品的定量。 图2-3 图

9、2-4 柱塞式定容定量装置 如图2-5为定量泵定量原理图。工作过程分为吸料定量和压料定量灌装。吸料定量过程中活塞9下行，活塞缸10内形成一定的真空度，此时，弧形槽6把贮料箱1和活塞缸10接通，贮料箱1中物料在大气压以及自重作用下被吸入活塞缸10中。压料灌装过程中，待装容器随升降机构上升，紧顶灌装头8，且使下料孔7与活塞缸10接通，活塞供10与贮料箱1断开，此时，活塞上行，把物料沿料孔7压如待装容器。调节活塞行程即可改变定量值。图2-5 定量泵定量原理图1-贮料箱 2-阀座 2-弹簧 3-导向螺钉 5-滑阀6-弧形槽 7-下料孔 8-灌装头 9-活塞 10-活塞缸2.2.2 贴纸与加盖贴纸：这种

10、型式的机构是通过对工件或对纸张涂胶，在工件和纸张相接触时，靠胶水的粘力，从纸库中取走面上的一张纸。图2-6 回转式双贴标机1齿轮 2真空转鼓 2颈标取标板 3身标取标板 5涂胶辊 6凸轮底 7小齿轮 8扇面板 9扇底板 10小齿轮轴 11大齿轮 12星形轮 12贴标回转台 13标签盒门 15刮胶板链轮带动真空转鼓轴，使转鼓2和齿轮1转动，齿轮1又带动齿轮11旋转，从而使装在其上的小齿轮7随大齿轮1l一起转动，小齿轮的运动又带动扇形板齿轮上的滚轮沿凸轮底盘6作曲线运动，致使扇形齿轮上的扇面板8和扇底板9除了随大齿轮11运动外，自身还有一个摆动(由凸轮曲线控制)，而小齿轮7又和另一扇形齿轮的扇面板

11、8和扇底板9相啮合。因此凸轮曲线通过扇形齿轮带动小齿轮作摆动，使小齿轮轴10作摆动。当轴10上的身标取标板3和颈标取标板2转到涂胶辊5位置时，取标板上胶，回转至标签盒位置时，取标板即可粘取颈标和身标，转到转鼓位置时商标纸经转鼓上的夹吸装置贴紧于转鼓表面，此时涂胶水面朝外，当转鼓上标纸与贴标回转台12上的酒瓶相接触时，标签即被转贴于酒瓶上，再经毛刷拭平后输出。灌装后的酒瓶经过此贴标机构完成贴标工序后即可装箱出厂。图2-7 饮料的贴纸过程加盖：如图2-8所示为饮料的旋盖过程。图2-8饮料的旋盖过程第三章 灌装线改进3.1灌供料的改进现在的灌装线中仍然需要人工上料，在如今的社会用人成本也在不断的上升

12、，需要我们不断的节约劳动力，如图3-1所示，在国内，还有很多的上料下料还在使用人工。在成本允许的情况下，我们可以用机器人进行上料下料，如图3-2所示，就是服务机器人上料和卸料。图3-1上料下料图3-2服务机器人上料和卸料3.2 检验的改进如图3-2所示，如今的很多工厂对于灌装过程中的容器的清洁度、容器是否破损、是否密封都采用人工，这就大大提高了商品本身的价格并降低了生产的效率，因此我人为，在生产过程中，对于以上的检验应该也要采用机械的方式，比如，瓶子有缺口可以在生产线上加上测质量的方式来剔除有残缺的，清洁度低的容器。图3-2检测第四章 参数选择与计算4.1灌霜机工作机构运动流程图图4-1灌霜机

13、工作机构运动流程图4.2圆柱凸轮的设计与计算： 设计传送带的宽度为L120mm，则为了使得圆柱凸轮旋转过程中能够把冷霜盒顺利的推入转盘的槽中，设计连接在圆柱凸轮上的长杆长约200mm。 圆柱凸轮旋转过程中杆件的位移曲线如下：图4-2圆柱凸轮计算在凸轮设计过程中，圆柱上的槽其实就是该曲线沿Y轴方向旋转而成的。曲线的周期为0.8S,即每0.8S，就会有一个冷霜盒被推入槽中。凸轮旋转过程中，杆件的位移S2×12.525cm250mm4.2槽轮机构的参数计算槽轮机构的初步计算：产品设计中使用了2个完全一样的槽轮机构，一个是用来驱动五工位转盘，另外一个是驱动间歇传送带。槽轮的径向槽数是Z5，拨

14、销数n1。根据要求，设定拨盘转动周期T=1s, 据公式 可算出转动时间td=0.2s, 停歇时间t=0.7s 。4.3槽轮机构的参数计算槽轮尺寸的计算：拨销盘的角速度w=2（1）槽数z 按工位数要求选定为5。（2）中心距a 按结构情况确定 a=200mm（2）圆销半径r 按结构情况确定为 r=20mm（3）槽轮每次转位时主动件的转角2=180(1-2/z)=108（5）槽间角2 2=260/z=72（6）主动件圆销中心半径R1 R1=asin=176.2mm（7）R1与a的比值 =R1/a=sin=0.587（8）槽轮外圆半径R2 = （9）槽轮槽深h h>a(+cos-1) r h&g

15、t;138.8mm 取h=139mm（10）运动系数k =1(1/2-1/5)=0.2（n=1，n为圆销数）图4-3槽轮机构4.4直锥齿轮的计算拨销盘的角速度w22，转速为60转/分连在机构主传动轴上的直齿圆锥齿轮5的转速为200转/分，传动比为N=200 i（2,3）=60/200=0.2连在槽轮机构上直齿圆锥齿轮3的齿数设定为为60，则直齿圆锥齿轮3的齿数 z3=0.2×6018图4-4直锥齿轮4.7主传动杆上带传动轮计算 带传动轮组一共有2个，第一个是连接主传动杆与主凸轮之间，第二个是连接主传动杆与传送带槽轮机构之间，第三个是连接主传动杆与圆柱凸轮之间 带传动连在机构主传动轴上

16、的带传动轮设为轮6，连在主凸轮机构上的带传动轮设为轮7，设定其直径为20CM，齿轮7的转动角速度为60转/分。齿轮6，7之间采用带传动。 D7=20CM i6.7=200/60=10/2 D6=20/（10/2）=6CM因为槽轮的周期也是1S，所以与带传动1参数一样项目总结生活在进步，科学在发展，在工业生产中机械化、自动化已逐步代替了手工生产，人们对生活的要求也逐步增加了很多很多，为了更好地适应这种社会形势，我们要热切关注社会与科学的发展趋势，在生活中力求创新，使生活更加便利舒适。此外自动化生产已充分的充满了我们的生活，平时喝的饮料、酒、牛奶，洗漱用品牙膏、 洗面奶、洗发水等等，都是通过自动化

17、灌装生产线生产出来的，它们的外观比手工制品更为平滑与美观，生产效率也得到了大大的提高。从此自动化灌装生产线成为我们生活的亲密伙伴，对它的好奇与疑问通过此次得到了充分的认识与了解。通过此次对冷霜灌装线的改进，我们充分了解了冷霜灌装机的分类，直线式、旋转式、双转盘式冷霜灌装机的工作原理、技术参数以及它们的优缺点，在机构的设计上所考虑的问题；传动机构与控制机构的合理选择对灌装线的重要性，合理安排工位的必要性，灌装生产流水线的安排与要点。在处理类似问题时所要做的准备工作，安排的工作流程等等，明白只有充分对其有所了解，才能合理的对他的工作流程进行可要的安排与改进。虽然这次只是一次对冷霜灌装线的改进，却也的的确确涉及到佷多专业知识，例如：传动系统的选型，控制系统的选型等等。在改进过程中，我们先对现有的冷霜灌装机进行了解与讨论，共讨论了三种机型直线式、双转盘式、转盘式的冷霜灌装机。再者对它们的优缺点进行系统的分析，最后进行方案设定，通过以上的讨论，我们得出两种方案：一对灌装头的改