灌装机供瓶机构的设计

前言

灌装机是酒水、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。为提高食品加工行业的快速发展，目前正向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。

本文针对传统罐装机性能比较单一、自动化程度低、通用性差，灌装速度调整不方便，而且难以适用瓶形、液体物料及灌装规格的变化等问题，结合全自动液体旋转灌装的工艺流程，分析了全自动液体灌装机的工作过程及其主要部件的功能，重点介绍了全自动液体灌装机关键工作环节的工作原理及控制要求在全自动灌装、包装生产线中，液体灌装机是包装机械的重要组成部分之一，其主要用在食品、化工等轻工行业中。

全自动液体灌装机实现了灌装生产高速化、精确化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要求。本文设计对灌装工作过程进行了自动化及机械化处理，结合整个灌装生产线，提高了液体灌装的自动化水平，提高了生产效率。

关键词：灌装；包装；灌装机；供瓶系统

目录

1绪论 (1)

1.1课题研究的意义 (1)

1.2国内外液体灌装机现状及其发展趋势 (1)

1.3研究的内容和方法 (3)

1.4预期目标 (3)

1.5重点研究的关键问题及解决思路 (3)

2灌装生产线概念 (4)

2.1全自动液体灌装线概述 (4)

2.2 液体灌装基本原理 (4)

2.3液体灌装方式 (4)

2.4液体灌装机的一般工作流程的叙述 (5)

3灌装机供瓶机构设计 (6)

3.1理瓶机构结构设计 (6)

3.2传送带机构 (7)

3.3 间歇转盘机构 (8)

4灌装机供瓶机构的零部件设计与选择 (10)

4.1不完全齿轮的设计及参数选择 (10)

4.2电机的设计及参数选择 (11)

4.3传动装置的设计 (11)

4.4轴的校核 (13)

总结 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

1绪论

1.1课题研究的意义

随着食品工业的发展、人民生活水平的不断提高，食品的需求量和种类与日俱增，食品包装也日渐突出。食品包装机械是对食品进行完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序、计量等辅助设备。食品包装机械是食品工业生产的一个重要环节。发展食品包装机械化，可以提高劳动生产率，节约大量劳动力，可以降低劳动强度，改善劳动条件，有利于食品卫生，提高生产质量，还可以改善环境卫生，节约原料[1]。

灌装机械是食品包装机械中的一种，通常将液体产品充填到包装容器内的机器称为灌装机械。在自动灌装机中，按照灌装的工艺要求、速度、间距和状态，准确地将待灌瓶送入主转盘升降托瓶台上，是保证灌装机正常而有序地工作的关键。常用的供送装置有链带式、动梁推进式、螺杆和星型拨轮等。供瓶机构是液体灌装机的必要组成部分，它在液体灌装机中起到承上启下的作用，完善的结构设计可以保证灌装动作的顺利完成，实现其自动化操作[8]。

1.2国内外液体灌装机现状及其发展趋势

1.2.1国内液体灌装机械的发展现状

我国饮料灌装机械制造业起步晚，建国后基本上采用的是手工灌装，当时国内啤酒厂和汽水厂都是使用国外早期比较落后的设备，工艺落后，灌装速度慢，而且在卫生上也存在很大问题，严重影响了我国饮料行业的发展。改革开放后，随着轻工业的迅速发展，一方面我国先后引进了一些国外灌装生产线，在改造一些饮料生产企业的同时，另一方面我国也在自行研制，这就促进了我国的包装机械行业进入了一个新的发展时期，开发出各种自动、半自动中小型的灌装机械，提供给国内大批饮料厂，促进了我国饮料业的迅速发展。进入20世纪80年代，我国采用技术贸易结合的方式，引进德国SEN公司20000瓶／小时的啤酒灌装线和日本三菱公司18000瓶／d,时的含气体饮料灌装线的制造技术，到1991年又引进了德国KHS公司36000瓶／d,时的啤酒灌装线及生产技术。

这样，我国不仅能够生产中小型的灌装机，而且开始生产大型灌装机。我们参照国外全自动液体灌装机的先进机型，结合国内液体灌装的实际情况，独立开发设计并制造新型全自动液体灌装生产线，并根据测算，与国外同类产品相比，价格仅是进口设备35％，并且完全可以代替进口同类产品，具有良好的价格性能比，同时技术水平也上了一个台阶，将我国液体灌装设备制造业的整体水平提高到一个新的水平。我国的灌装机械制造业，经历了仿制、引进技术、消化吸收、创新、自主开发的过程，技术进步及创新的速度很快，而且在不断缩小与国外先进技术之间的差距。

1.2.2国外液体灌装机发展现状

灌装机在食品行业、饮料行业、日化行业等广泛使用，是这些企业实现自动化生产必不可少的机械设备之一。西方各国对灌装机发展十分重视，不仅种类齐全，而且自动化程度高，集机、电、

光、声、磁为一体的高新技术灌装机正在不断涌现。在产品节能化、资源高利用化、生产高效率化、高新技术实用化、科研成果商业化成了西方发达国家拉大同其他发展国家差距的重要方面。如西方各国灌装与旋盖设备走向一体化和智能化，并且向高速、多用、高精度方向发展。经过长期深入的发展，以美日等国为代表的发达国家，包装行业灌装机技术先进、多功能化、自动化程度和灌装精度都很高。

1.2.3国内外液体灌装机械制造业的发展趋势

随着食品工业的发展，在饮料灌装、包装设备方面也不断的向高的方向发展。目前在这方面的发展水平还是体现在美国、德国、意大利、英国和日本等国家，我国也不断在向这个方向发展。其主要表现为：生产的高速化、设备结构合理化、设备的多功能化、控制的智能化，以及设备的绿色化等。

①生产的高速化。为了迎合市场发展的需求，获取大的经济利益，提高生产速度似乎已经成为生产控制中的一个重要因素。在一定程度上讲，提高生产速度在不增加劳动力的情况下，唯一的方法就是改进设备，用同样的时间和同样的劳动力去操纵高效率的机器，以生产出相对多的产品。因此在这方面，提高设备的生产能力就成为重中之重。目前，在碳酸饮料灌装中，灌装机的灌装速度最高可达2000罐／分，灌装阀头数也分别达到140头、160 头、180头；非碳酸饮料灌装机的灌装阀头数也达到50--100头。在灌装速度上，灌装速度最高可达1000瓶／分，最高的已经超过1500瓶／分。

②结构的合理化。国内外灌装机械制造商都在致力于产品结构的优化，不断的在对老产品进行优化的同时开发出新的产品以适合市场的变化。一方面是零部结构的优化，设备可靠性的提高，另一方面则围绕设备成本降低，以及操作方便和可维护性进行研究。例如，德国KRONES 公司贴标机的转换部件大大减少，贴标的功能及数量反而增加。有的“冲-灌-封-一体机全部采用瓶颈夹持输送装置，省去了输瓶导板、导轨、底板等转换部件，不论PET 瓶体积大小如何均不需要调整灌装机和封口机的高度，在各种生产时速和各种灌装方式中都能够高速、平稳地输送包装容器。

③设备多功能化。设备在不断的向多功能化方向发展，早期的灌装设备，功能单一，只适应一种容器或一种液体的灌装，而且灌装量调节范围比较小，不能够适应用户改变包装容器、改变灌装液体及灌装量的变化。而新型的灌装设备是由几台可以独立工作的设备经过智能组合，按用户的要求组成的不同形式的生产线，用户只需在更换小的部件的情况下就能完全满足对不同容器、不同液体的灌装，而且灌速度调节自如，这样就可以满足用户的不同灌装要求。

④控制的智能化。早期的灌装设备都是通过机构的功能来进行机械操作，使得设备庞大，运转不灵活，而且可控制性差，误差大等。随着电子技术的发展，各种功能的传感器和可编程控制器