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1、完整版啤酒灌装机毕业设计摘要现如今啤酒及其他碳酸饮料在人们的生活中已占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。啤酒灌装是啤酒生产的最后工序，其装备水平直接影响到啤酒的成品质量、成本、销售效果和企业的经济效益。论文重点围绕啤酒的运送和灌装进行了机构的设计与零件校核。本文首先对所给技术参数包括生产能力、流量、体积等技术参数进行了整理和计算。考虑到加工过程的高效性和可行性，对整体灌装系统进行了初步的机械结构设计，包括运输机构和灌装机构。然后，针对各个零件的配合关系、强度要求以及寿命要求，对各个机构的零件进行结构以及尺寸的设计，并进行了校核，各个零件均符合要求。最后，对啤酒灌装机系统的安装要求和维

2、护措施进行了简要的阐述，保证系统运行的可靠与稳定性，满足生产任务的要求。关键词：啤酒灌装机；机构设计；尺寸；校核；安装；维护各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文如果需要代做也请加上述 ,代做免费讲解。AbstractNowadays, beer and other carbonated drinks important position in the peoples life, which led to the development of filling machine. Beer filling is the last process in beer production,

3、and the level of equipment affects product quality, cost, beer sales and economic benefit of the enterprise directly. This article designs a mechanism focusing on the beer delivery and filling.Firstly, the technical parameters including the production capacity, flow rate, volume and other technical

4、parameters are organized and calculated. The mechanical structure of the whole filling system is designed considering the feasibility and efficiency of the machining process, including the transport mechanism and the filling mechanism.Then, the structure and size of each body parts are designed and

5、checked for the cooperation of each part and meeting strength requirements and life requirements, all parts fit the bill.Finally, the installation and maintenance measures of the beer filling machine system are briefly described in order to ensure the reliability and stability of system operation, t

6、o meet the production requirements.Key-words: beer filling machine; design; size; check; installation;maintenance目录摘要 .IAbstract .III第 1 章 绪论 .11.1课题来源及研究的目的和意义. 11.2国内外在该方向现状及分析 .11.3主要研究内容 .31.4技术要求 .3第 2 章 机构整体设计 .42.1设计思想 .42.2灌装机构设计 .42.2.1灌装阀设计 .42.2.2导轨滑块机构设计 .52.2.3辅助零件设计 .82.3运输机构设计 .82.3.1

7、减速机构设计 .92.3.2传送机构设计 .92.4本章小结 .9第 3 章 零件设计及校核 .113.1主轴设计及校核 .113.1.1主轴尺寸设计计算 .113.1.2主轴材料设计 .123.1.3主轴校核 .123.2电动机的选择 .123.3减速机构带传动设计 .错误！未定义书签。3.3.1高速级传送带设计计算 .错误！未定义书签。3.3.2低速级传送带设计计算 .133.4圆柱齿轮的设计及校核 .133.4.1圆柱齿轮的设计计算 .错误！未定义书签。3.4.2圆柱齿轮校核计算 .错误！未定义书签。3.5滚动轴承的选择及校核 .错误！未定义书签。3.5.1主轴滚动轴承的选择 .133.

8、5.2主轴滚动轴承寿命计算 .13第 4 章 灌装机系统的安装与维护 .144.1系统安装 .144.2系统维护 .144.3安全要求 .154.4设计评估与展望 .16致谢 .17参考文献 .18附录 .21第1章 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义现如今啤酒及其他碳酸饮料在人们的生活中已占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。啤酒灌装是啤酒生产的最后工序，其装备水平直接影响到啤酒的成品质量、成本、销售效果和企业的经济效益 1-3。世界发达国家尤其像美国、德国这样一些啤酒生产大国，气设备制造厂家无不致力于改进和发展新一代的啤酒灌装设备。虽然我国现代啤酒机械制造业起步较迟，但从 80

9、 年代开始，通过引进日本和德国技术软件，组织消化吸收，已经能生产出接近国际水平的啤酒灌装机生产线，但是仍存在更深层次发展的问题 4。所以研究包装机械方面的课题对他们个人和社会都有积极意义，是对学生综合能力的培养和锻炼，尤其是总体设计更是如此。一方面巩固、增长专业知识，培养综合运用知识的能力和动手能力，为以后的工作积累经验，另一方面也可以在课题上有所发现、改进、创新，提出一些建设性的意见。通过灌装机的设计，掌握生产线与专用机构的设计方法，对三维设计软件与二维工程图表达、尺寸与精度设计、工艺、成本等进行综合性的掌握，对提高学生的机械设计能力具有综合锻炼意义。1.2 国内外在该方向现状及分析国外灌装

10、与封口设备向高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可以在玻璃瓶与塑料瓶容器（聚酯瓶） 、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要求和环境下使用 5-8。目前碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达 2000 罐分，德国 H&K 公司灌装机的灌装阀多达 165 头、 SEN 公 144 头、 Krones 公司 178 头，灌装机直径至 50.5ml以下。全线的自控水平和全线效率高。在线检测装置和计量装置配套完备，能自动检测各项参数，计量精确。集机、电、气、光、磁为一体的高新技术产品不断涌现9 。扩大生产规模以获取更大的经济效益已是当今啤酒生产行业的发展趋势。80年代以来，我国啤酒生产厂家逐

11、步配备能力大于2000 瓶 Hd 、年产 3万吨以上的灌装生产线，啤酒生产企业向大型化展，应该配备相应的大型灌装生产线，目前，国产最大生产能力的灌装线为年产5.6 万吨的 36000 瓶时线，约相当于2 条 20000 瓶时线的产量， 1 条 3 万 6线与 2 条 2 万线相比，厂房面积和装机容量约可减少四分之一，当班操作人可减少近14。所以，生产规模较大，有条件的啤酒生产企业，都逐步把 3 万 6 线作为更新改造或新建扩建的首选设备10-11。当前，不少啤酒厂都把发展规模定位在年产2030 万吨的水平上，如果选用 36000 瓶时灌装线，就可以达到生产线数为35 条这一比较合理的配置格局。

12、但是，生产规模更大，比如年产3050万吨的企业，若仍然配备 30000 瓶时灌装线，则显得又不适应。目前，国外已推出生产能力超过60000 瓶时的全单机生产线，年产量可达10 万吨以上，最大生产能力的单机如192 头的80000 瓶时玻璃瓶灌装机、 16 头的 120000 罐时易拉罐灌装机、 72000 瓶时的标机；高达市场 8100 瓶时的洗瓶机和杀菌机以及产量箱时连续式装卸箱机等亦己投放 12。如果需要，可以采取双灌装和双标机的布置型式，便可配置成 120000 瓶时的生产线。所以我国目前包装机械行业的发展空间比较大，对这行业还应加大科研创新的投资 13。1.3 主要研究内容1.整个灌装

13、过程分析。初步设定啤酒灌装步骤分为啤酒瓶输送啤酒灌装啤酒输出，由此初步将机构设计分为两部分运输机构与灌装机构。2.选择合理的灌装方式，设计灌装阀，并根据灌装阀的工作原理设计分析啤酒瓶的运动轨迹。3.根据啤酒灌装机要求的生产能力及灌装的啤酒瓶的体积与高度，结合啤酒瓶的运动轨迹，设计灌装机构。4.选择适合的电机进行机构控制，并根据电机转速设计减速机构，与灌装机构进行合理连接，保证酒瓶的运送效率和灌装效率达到啤酒灌装机的生产能力要求。5.对机构中主要零件和部分辅助零件进行校核，保证强度和寿命要求。6.对已设计的啤酒灌装工艺中的所有机构进行表示，制出所有构件 CAD 二维图，以及整个灌装机的 SOLI

14、DWORKS 三维立体图。1.4 技术要求适用瓶径： 80-100 （mm）输瓶带高度： 850（ mm）自动化程度：半自动第 2章 机构整体设计2.1 设计思想整体啤酒灌装机的设计，应具有实用性强、自动化程度高、成本低等特点。初步设计整个灌装设备由灌装机构及运输机构两部分组成，其中灌装机构由灌装阀、主轴、导轨滑块、旋转卡盘等主要零部件组成；运输机构分为三部分传送机构、减速机构以及支撑机构，主要由传送带、减速轮系、电机等零部件组成。2.2 灌装机构设计灌装机构的核心是灌装阀的设计与导轨滑块的设计。其余辅助零件包括主轴、托盘、旋转卡盘、主轴支承轴承、主轴支承轴承、轴承端盖、支撑座等。2.2.1

15、灌装阀设计由于啤酒灌装过程中会产生二氧化碳泡沫影响灌装，所以设计一个常压灌装阀，利用啤酒自重进行灌装，以确保质量 6 。灌装阀具体结构如图 2-1 所示。图 2-1 灌装机构啤酒灌装阀设计灌装前，阀体最下端注液头、气孔均被滑动套筒封闭，灌装时托盘推动啤酒上升，啤酒瓶嘴压着阀体下端的橡胶圈向上运动，通过阀体内部套筒使弹簧压缩，滑动套筒也跟着向上滑动，此时注液孔、气孔同时启，开始注液。啤酒灌装到一定高度时，啤酒对注液孔液封，停止灌装。最后托盘带着酒瓶下降，瓶嘴脱离阀体，结束灌装。2.2.2 导轨滑块机构设计2.2.2.1 导轨设计根据液压确定流速有公式：(2-1)其中流速，单位流量系数，与阀门或管

16、子的形状有关，本文中取面积，通过阀门前后的压力差，单位液体密度，啤酒密度设为初步 选取 储液箱高度为 500mm ，灌 装时选取平均液面高度400mm，灌装阀高度为 100mm，故喷头到液面平均高度为 500mm。阀门前后压力差为p gh 1003 9.8 0.5 4.915MPa则啤酒经过灌装阀后的流速为v 0.6 50 10 62 491595ml / s1003每瓶啤酒容积约 2500ml，故每瓶啤酒灌装所需时间为初步设想啤酒瓶跟随滑块在导轨上运动，导轨俯视为圆形导轨，输送带与输出带之间相距 90，则灌装时间为周期的 0.75 倍。导轨有上升和下降，时间约为 4s，故啤酒瓶绕过导轨需要

17、30s，整个周期为 40s。生产能力要求为 3000 4000 瓶时，即 0.831.1 瓶 s，不妨设为生产 1 瓶所需时间为 1s。则一周需要灌装阀的数量为 40。若用四十个电机控制四十个灌装阀的上下移动，定会使整个装置变得繁琐无比，且成本巨大。故依据机械原理所学，滑块在正弦曲线轨道上运动，速度以及加速度均不发生突变，冲击比柔性冲击还小，所以将轨道上升和下降部分设计成俯视图为圆周运动，正视图为正选上升、下降的空间曲线路径。导轨截面形状尺寸直接影响着导轨支架和导轨滑块的形状尺寸，在综合考虑后，最终导轨、导轨支架、导轨滑块的形状尺寸如图 2-2 所示。图 2-2 灌装机构导轨设计此导轨的空间设

18、计函数为：x(t)1000cos(0.157)t2)(0,0.157y(t )1000sin(0.157)t(0, 2)0.15720sin( t0.5) 20t(0,1)40t1.51)(1,z(t)0.15720sin( t1.51.5)20t( 1.51, 1.5)0.1570.1570.1570t( 1.5, 2)0.157 0.157导轨 3D 草图如图 2-3 所示：图 2-3 灌装机构导轨 3D 草图导轨的上升、下降轨迹设计成主视为正弦轨迹，俯视为圆弧轨迹的空间曲线以保证冲击减小到最小，因为沿其运动可以确保速度和加速度均不会发生突变。其上升、下降高度由灌装阀以及瓶嘴的尺寸决定，圆

19、周半径由灌装阀的圆周回转半径确定。导轨将四十个托盘的上下运动设计成整体的、不需要人为控制的机构，四十个托盘的运动通过导轨变得更加精确。导轨横截面尺寸如图 2-4 所示：图 2-4 灌装机构导轨横截面示意图2.2.2.2 滑块设计根据导轨形状，设计其配合滑块如图 2-5 所示：图 2-5 灌装机构滑块设计2.2.3 辅助零件设计2.3 运输机构设计运输机构由传送机构、减速机构以及支撑机构三部分组成。由于灌装流量原因，灌装阀绕导轨行进一圈时间为，由此计算得主轴转速为n10.038r / s 2.25 r / min26.3其中传送机构为平带传动，初定带轮直径为 300mm，通过与主轴转速的配合计算，保证平带上啤酒瓶速度与托盘线速度相同，可得带轮转速为。为保证啤酒瓶运送与罐装的配合精度，设