酸菜自動包裝生產(chǎn)線注液系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言(或引言) …………………………………………………………………1</p><p>　　1包裝機(jī)………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1我國食品和包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………………4</p><p&

2、gt;　　1.2食品和包裝機(jī)械近期發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域和方向 ………………………………6</p><p>　　2灌裝機(jī)………………………………………………………………………7</p><p>　　2.1灌裝機(jī)概述 ………………………………………………………………7</p><p>　　2.2 國內(nèi)飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況……………………………………………7</p>

3、<p>　　2.3液體灌裝設(shè)備的分類………………………………………………………8</p><p>　　3 注液系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分析………………………………………………………11</p><p>　　3.1 方案設(shè)計……………………………………………………………………11</p><p>　　3.2 動力源的選擇……………………………………………………………

4、…11</p><p>　　3.3 注液總體原理示意圖………………………………………………………11</p><p>　　3.4 注液工作原理………………………………………………………………12</p><p>　　3.5 預(yù)計結(jié)果……………………………………………………………………12</p><p>　　4系統(tǒng)各部分組件的計算及選用………

5、………………………………………13</p><p>　　4．1 貯液缸的選用……………………………………………………………13</p><p>　　4．2 單向閥的選用……………………………………………………………13</p><p>　　4．3 雙作用雙活塞桿氣缸計算及選用………………………………………14</p><p>　　4．

6、4 耗氣量計算………………………………………………………………18</p><p>　　4．5 活塞桿直徑校核…………………………………………………………19</p><p>　　4．6 氣缸的運(yùn)行速度…………………………………………………………20</p><p>　　4．7 換向閥的選用……………………………………………………………21</p>

7、;<p>　　4．8 行程開關(guān)的選用…………………………………………………………22</p><p>　　4．9 管道的選用………………………………………………………………23</p><p>　　4．10 方向控制裝置……………………………………………………………23</p><p>　　4．11 氣動控制部分………………………………………………

8、……………23</p><p>　　5 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算………………………………………………………25</p><p>　　5．1固定板的設(shè)計………………………………………………………………25</p><p>　　5．2外框架的設(shè)計………………………………………………………………25</p><p>　　5．3儲液箱的設(shè)計…………………

9、……………………………………………25</p><p>　　6結(jié)論 ……………………………………………………………………………27</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………28</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………29</p><p><b&g

10、t;　　摘要</b></p><p>　　近半個多世紀(jì)以來，隨著生產(chǎn)與流通日益社會化、現(xiàn)代化，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們普遍重視。</p><p>　　本設(shè)計主要目的是實(shí)現(xiàn)酸菜加工的自動化。其間介紹了灌裝機(jī)的概念、種類。主要是針對酸菜自動包裝生產(chǎn)線注液系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計主要通過對機(jī)械設(shè)計的學(xué)習(xí)、了解和掌握，來確定酸菜自動包裝生產(chǎn)線注液系統(tǒng)的各個組成零件并最后組裝。通過計算

11、和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，決定采用氣泵為動力源，以氣缸的往復(fù)運(yùn)動及兩個單向閥的反向安裝來實(shí)現(xiàn)酸菜自動包裝生產(chǎn)線注液系統(tǒng)的吸液和注液，從而實(shí)現(xiàn)由比較簡單的結(jié)構(gòu)完成要求的目的。</p><p>　　設(shè)計后的酸菜自動包裝生產(chǎn)線注液系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造和維修容易、操作簡單，成本低。廣泛用于中小型食品生產(chǎn)企業(yè)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：氣泵，氣缸，單向閥</p><p>&

12、lt;b>　　Abstract</b></p><p>　　With the socialization and modernization of the production and circulation since more than half a century，products packing is flourishing with a completely new feature a

13、nd attached importance widely.</p><p>　　The main purpose of this design is to realize the automatization of acid vegetable processing. It introduces the conception and category of the filling machine. The de

14、sign aims at the infusing liquid system of the product line of acid vegetable automatic packing. We confirm every part of the system and install it according to the study of machinical design. We decide to use the air

15、pump as the power fountain and realize sucking liquid and infusing liquid by the reciprocating of air urn and th</p><p>　　The infusing liquid system of the product line of acid vegetable automatic packing h

16、ave simple configuration,. I t is tighten and easy to produce, mend and handle .Also it cost low .It is widely used in small and middle food manufactories.</p><p>　　Key word: air pump ,air urn, mon-return v

17、alve</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國食品工業(yè)得到快速發(fā)展，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。2002年食品工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10554億元，占全國工業(yè)總產(chǎn)值10%左右，食品工業(yè)的利稅總額占全國工業(yè)部門利稅總額的20%左右。居全國各產(chǎn)業(yè)部門之首。</p><p>　　食品和

18、包裝機(jī)械行業(yè)作為食品工業(yè)提供裝備的工業(yè)，形成于20世紀(jì)七十年代末與八十年代初，經(jīng)過八十年代的快速發(fā)展，九十年代的高速增長，目前已進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品質(zhì)量升級、提高創(chuàng)新能力的關(guān)鍵時期。2002年食品和包裝機(jī)械全行業(yè)總產(chǎn)值近400億元，已成為機(jī)械工業(yè)系統(tǒng)十四大行業(yè)之一，初步滿足了我國食品工業(yè)的需要。</p><p><b>　　包裝機(jī)械化的重意義</b></p><p>　

19、　現(xiàn)代包裝的基本含義是：對不同批量的產(chǎn)品，選用某種有保護(hù)性、裝飾性的包裝材料或包裝容器，并借助適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段實(shí)施包裝作業(yè)，以達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量，同時設(shè)法改善外部結(jié)構(gòu)，降低包裝成本，從而在流通直至消費(fèi)的整個過程中使之容易儲存搬運(yùn)，防止產(chǎn)品破損變質(zhì)，不污染環(huán)境，便于識別應(yīng)用和回收廢料，有吸引力，廣開銷路，不斷促進(jìn)擴(kuò)大再生產(chǎn)。</p><p>　　無論在國內(nèi)或國外，包裝工作已涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活、國際

20、貿(mào)易和國防建設(shè)都帶來深刻的影響，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)了過去準(zhǔn)以想象的新情況：未經(jīng)包裝出售的商品變得越來越少了，而且包裝上的失敗往往會使很好的產(chǎn)品得不到成功的銷售。因而不妨這樣說，在將來，如果沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)和銷售；可是如果沒有先進(jìn)的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合發(fā)展，也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。</p><p>　　迄今，一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門

21、，已經(jīng)程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產(chǎn)過程，有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。再者，為使包裝成品更好地進(jìn)入流通領(lǐng)域，大都配有專用的自動化倉庫，并采用托盤集裝箱運(yùn)輸。（如圖1—1所示的現(xiàn)代化酒廠自動包裝線的工藝流程簡圖就是一個頗有代表役的例子。）</p><p>　　大量事實(shí)表明，實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和自動化，

22、尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活性(或稱柔性)的自動包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1)能增加花色品種，改善產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)市場競爭能力。</p><p>　　現(xiàn)代包裝機(jī)械所能完成的工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單地模仿人的動作，甚至可以說在很多</p><p>　　場合用巧妙的機(jī)械方法包裝出來的成品，不論在式樣、質(zhì)地或精度等方面，

23、大都是手工操作無法勝任和媲美的。隨著商品的多樣化，這一點(diǎn)越來越引起了人們的重視。另外，用機(jī)械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人員同產(chǎn)品直接接觸時可能產(chǎn)生的感染，從而保證食品、藥物的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。</p><p>　　2)能改善勞動條件，避免污染危害環(huán)境。</p><p>　　對有劇毒、刺激性的、低溫、期濕性的、爆炸、放射性的，以及必須放置在暗室中的物品，實(shí)現(xiàn)了包裝的機(jī)械

24、化和自動化便可大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對需要進(jìn)行長期、頻繁、重復(fù)的以及其他笨重的包裝工作，如能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，則能大大減輕體力勞動強(qiáng)度，增進(jìn)工人健康和提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　3)能節(jié)約原材料，減少浪費(fèi)，降低成本。</p><p>　　有些粉末、被體物料在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、氣泡、飛濺現(xiàn)象，若改為機(jī)械包裝則會大大減少損失。</p><

25、;p>　　4)能提高生產(chǎn)效率，加速產(chǎn)品的不斷更新。</p><p>　　機(jī)械包裝的生產(chǎn)能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，無疑這格會更好地適應(yīng)市場的實(shí)際需要，合理安排勞動力，為社會多創(chuàng)造助富。</p><p>　　由此可見，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械化和建立現(xiàn)代包裝工業(yè)，乃是關(guān)系到國家長遠(yuǎn)規(guī)劃的一件大事，也是搞好社會主義四個現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。</p><p>

26、　　圖 1-1 現(xiàn)代化酒廠自動包裝線的工藝流程簡圖</p><p>　　Fig. 1-1 Craft Flow of automatic packing line in modern alcohol factories</p><p><b>　　1. 包裝機(jī)</b></p><p>　　1．1 我國食品和包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀</p>

27、<p>　　1.1.1食品和包裝機(jī)械工業(yè)初具規(guī)模</p><p>　　目前我國食品和包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)達(dá)6000余家，其數(shù)量在世界各國中居第一位，產(chǎn)品品種3000多種。2002年全行業(yè)總產(chǎn)值395.36億元。其中年產(chǎn)值500萬元以上生產(chǎn)企業(yè)1133家，2002年產(chǎn)品銷售收入345.16億元，其余4000多家為小型企業(yè)，其中近一半為兼營企業(yè)。2002年食品加工和包裝機(jī)械出口交貨值2.61億美元，其中包裝

28、機(jī)械出口交貨值1.38億美元，開始走向世界。</p><p>　　1.1.2 基本形成了為食品加工業(yè)提供成套裝備的能力</p><p>　　食品工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了食品加工和包裝機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。食品和包裝機(jī)械的發(fā)展又為食品工業(yè)的發(fā)展提供了重要的裝備保障。初步形成了以大學(xué)工藝基礎(chǔ)研究、院所技術(shù)創(chuàng)新和工程轉(zhuǎn)化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)制造的分工協(xié)作產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，在一批產(chǎn)品加工領(lǐng)域形成了企業(yè)為主體

29、的關(guān)鍵單機(jī)生產(chǎn)制造能力和以院所為主體的工程成套裝備能力。</p><p>　　1.1.3在部分領(lǐng)域形成了大型關(guān)鍵單機(jī)生產(chǎn)制造能力</p><p>　　近10年有幾百項(xiàng)較高技術(shù)水平加工設(shè)備相繼問世并投入生產(chǎn)，達(dá)到國外20世紀(jì)80年代末90年代初水平，個別機(jī)型達(dá)到世界先進(jìn)水平。微波技術(shù)、速凍技術(shù)、真空技術(shù)、膨化技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、微膠囊技術(shù)、二氧化碳超臨界萃取技術(shù)等高新技術(shù)已逐步應(yīng)用到食品加工

30、裝備中。</p><p>　　1.1.4我國食品和包裝機(jī)械工業(yè)與發(fā)達(dá)國家還有較大差距</p><p>　　我國食品與包裝機(jī)械工業(yè)起步晚、基礎(chǔ)差，目前達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平的加工裝備僅占全部的5%～10%；整個行業(yè)落后20～25年。每年還需要進(jìn)口大量的食品和包裝機(jī)械，以滿足我國食品工業(yè)之需要。技術(shù)創(chuàng)新和工程轉(zhuǎn)化能力十分薄弱</p><p>　　我國絕大多數(shù)食品加工和包

31、裝機(jī)械制造企業(yè)屬于中小企業(yè)，基本上不具備自主研發(fā)能力；由于科研投入不足，研究院所和高等院校的實(shí)驗(yàn)條件不完善，造成我國市場上的產(chǎn)品主要還是仿制、測繪或稍加改造的國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)主體技術(shù)依靠國外，有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，與世界上食品和包裝機(jī)械工業(yè)強(qiáng)國相比相差甚遠(yuǎn)，整體技術(shù)水平落后20～25年。</p><p>　　在工程轉(zhuǎn)化和技術(shù)集成方面還沒有形成有效的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合機(jī)制，在低水平上各自為戰(zhàn)、重復(fù)引進(jìn)、重復(fù)研發(fā)的現(xiàn)象相當(dāng)

32、普遍；工藝研究、裝備開發(fā)、生產(chǎn)制造相互脫節(jié)，工程成套及工程轉(zhuǎn)化能力弱。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與質(zhì)量、性能有待改善</p><p>　　我國食品和包裝機(jī)械行業(yè)目前存在的主要問題可歸結(jié)為五多五少，即：單機(jī)多，成套少；主機(jī)多，輔機(jī)少；技術(shù)含量低的產(chǎn)品多，高技術(shù)、高附加值、高生產(chǎn)率的產(chǎn)品少；初加工設(shè)備多，深加工設(shè)備少；通用機(jī)型多，特殊要求、特殊物料加工的機(jī)型少。產(chǎn)品性能與國外同類產(chǎn)品相比，生產(chǎn)能力低、能耗高。較好的產(chǎn)品小時生產(chǎn)能力僅是

33、國外先進(jìn)水平的1/2，能耗成倍地高于國外先進(jìn)產(chǎn)品水平，尤其是大型設(shè)備性能差距更大，致使國內(nèi)大型生產(chǎn)線基本都從國外引進(jìn)。</p><p>　　產(chǎn)品質(zhì)量方面，存在著工作穩(wěn)定性、可靠性差，造型落伍，外觀粗糙，基礎(chǔ)件和配套件壽命短等問題。只有少數(shù)產(chǎn)品制定了可靠性標(biāo)準(zhǔn)，無故障時間比國外先進(jìn)水平的同類產(chǎn)品低得多，僅是它們的1/2～1/3。</p><p>　　企業(yè)規(guī)模小、布局不合理</p>

34、<p>　　在企業(yè)規(guī)模方面，一是集中度不高，二是人均勞動生產(chǎn)率低。我國食品和包裝機(jī)械工業(yè)，從企業(yè)數(shù)量看還不少，有6000余家,比食品和包裝機(jī)械工業(yè)強(qiáng)國都多，其中有近2000多家不夠穩(wěn)定，每年有近15%的企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)或倒閉，但又有15%的企業(yè)加入這個行業(yè)。產(chǎn)值及銷售額超過億元的企業(yè)僅有十幾家，最好的企業(yè)產(chǎn)值和銷售額剛過10億元，上市企業(yè)僅有一家；年銷售額過3000萬元的企業(yè)僅有50家，這50家企業(yè)的總銷售額僅有80億元，集中度僅

35、達(dá)到20.66%。多數(shù)企業(yè)年產(chǎn)值在幾百萬到一千萬之間，低于100萬的企業(yè)為數(shù)還不少。人均勞動生產(chǎn)率多數(shù)企業(yè)在10萬人民幣以下。</p><p>　　布局上，我國食品和包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、上海、山東、廣東、遼寧、北京和河南等省市,上述8省市生產(chǎn)企業(yè)占全國食品和包裝機(jī)械工業(yè)總數(shù)的64%，而西北地區(qū)的甘肅、寧夏、青海和新疆4個省區(qū)生產(chǎn)企業(yè)只占總數(shù)的0.8%，分布極不均衡。</p>&

36、lt;p>　　1.2　食品和包裝機(jī)械近期發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域和方向</p><p>　　加快發(fā)展食品和包裝機(jī)械的技術(shù)創(chuàng)新速度，推動產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。選擇食品工業(yè)中主要行業(yè)的技術(shù)裝備，如大豆加工設(shè)備、玉米加工設(shè)備、馬鈴薯加工設(shè)備、油料加工設(shè)備、乳品加工設(shè)備、肉類加工設(shè)備、果蔬保鮮與加工設(shè)備、飲料加工設(shè)備、方便食品和功能性食品加工設(shè)備、水產(chǎn)品深加工、食品包裝機(jī)械、 食品和包裝機(jī)械共性技術(shù)和設(shè)備等“重點(diǎn)

37、突破”，依靠技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)合技術(shù)改造和關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)與消化吸收，提高食品工業(yè)裝備的自動化水平，向多品種、成套化、大型化方向發(fā)展。</p><p><b>　　2. 灌裝機(jī)</b></p><p><b>　　2.1 灌裝機(jī)概述</b></p><p>　　液體灌裝是包裝的重要組成部分，主要包括在食品領(lǐng)域中對啤酒、飲料、乳品、白

38、酒、葡萄酒、植物油和調(diào)味品的包裝，還包括洗滌類日化、礦物油和農(nóng)藥等化工類液體產(chǎn)品的包裝。液體灌裝機(jī)械有相當(dāng)一大部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè)。</p><p>　　2.2 國內(nèi)飲料灌裝機(jī)械的發(fā)展概況</p><p>　　飲料港裝機(jī)械是伴隨飲料工業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，并追隨飲料工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)步的。1809年美國研制出玻璃瓶灌裝機(jī)；1902年市場上出現(xiàn)酒裝番茄醬的壓力灌裝機(jī)；1912年發(fā)明了皇冠

39、蓋封口機(jī)；不久集灌裝和封口于一體的灌裝壓蓋機(jī)問世；在20世紀(jì)末，啤酒釀造業(yè)發(fā)達(dá)的德國制造出手動啤酒酒裝和壓蓋機(jī)。</p><p>　　含氣飲料的酒裝工藝難度大，酒裝設(shè)備的發(fā)展大約經(jīng)歷了三個階段。第一階段是1952-1957年間，完成了含氣飲料灌裝機(jī)由差壓灌裝向等壓灌裝的過渡，采用的是機(jī)械閥。第二階段是1957-1979年，這期間首先是德國H＆K公司，之后是法國和前蘇聯(lián)，發(fā)明研制了等壓彈簧閥。彈簧閥在等壓狀態(tài)下，借

40、助彈簧力將充液閥打開，破瓶后充液閥可自動關(guān)閉，這樣不僅使滔裝機(jī)酌控制機(jī)構(gòu)簡化，而且延長了灌裝閥的有效工作時間，為灌裝機(jī)的高速化創(chuàng)造了條件。彈簧閥的出現(xiàn)是液體等壓灌裝發(fā)展史上的一個重要階段，至今等壓灌裝機(jī)仍普遍采用彈簧閥．只是功能更完善，結(jié)構(gòu)更加合理。第三階段是以德國SEN公司發(fā)明的電動閥為標(biāo)志，電動閥中氣閻和水閥的開啟和關(guān)閉由可編程控制器控制，對灌裝時間、灌裝速度進(jìn)行嚴(yán)格和可靠地界定。</p><p>　　我國飲

41、料遞裝機(jī)械制造業(yè)起步晚，20世紀(jì)60年代前基本上是空白，當(dāng)時國內(nèi)啤酒廠和汽水廠都是使用美國和日本20世紀(jì)30—40年代的設(shè)備，工藝落后，機(jī)械陳舊，嚴(yán)重影響了我國啤酒和飲料工業(yè)的發(fā)展，1967年我國才開始研究和生產(chǎn)灌裝機(jī)械。進(jìn)入20世紀(jì)70年代．我國先后引進(jìn)了一些國外灌裝生產(chǎn)線，在裝備一些飲料生產(chǎn)企業(yè)的同時．也促進(jìn)了我國包裝機(jī)械行業(yè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。機(jī)械、輕工、軍工等領(lǐng)域的一些企業(yè)開始在仿制和消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了各種中小

42、型的灌裝機(jī)械，提供給國內(nèi)一大批飲料廠，促進(jìn)了我國飲料業(yè)的發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，我國采用技術(shù)貿(mào)易結(jié)合的方式，引進(jìn)德國SEN公司20000瓶／h的啤酒灌裝線和日本三菱公司18000瓶／h的含氣飲料灌裝線的制造技術(shù)，到1991年又引進(jìn)了德國KHS公司36000瓶／h的啤酒灌裝線及生產(chǎn)技術(shù)。這樣，我國不僅能夠生產(chǎn)中小型的灌裝機(jī)，而且開始生產(chǎn)大型灌裝機(jī)，技術(shù)水平上了一個臺階，將我國液體灌裝設(shè)備制造業(yè)的整體水平提高到一個新的水平。</p

43、><p>　　2.3 液體灌裝設(shè)備的分類</p><p>　　表2-1 液體灌裝設(shè)備分類表</p><p>　　Table 2-1 The sorting of Liquid canned equipment</p><p>　　3. 注液系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分析</p><p><b>　　3.1 方案設(shè)計</b

44、></p><p>　　本裝置設(shè)計共分三大主要系統(tǒng)，即進(jìn)給系統(tǒng)、熱封系統(tǒng)和注液系統(tǒng)，分別由本人與另兩名同學(xué)共同完成整個裝置的設(shè)計任務(wù)。本人在此次設(shè)計中主要負(fù)責(zé)注液系統(tǒng)部分的設(shè)計工作。</p><p>　　3.2 動力源的選擇</p><p>　　目前，市場上常見的動力源主要有：電動機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)、液壓馬達(dá)、氣輪機(jī)和氣動馬達(dá)。因?yàn)橐簤厚R達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，汽油機(jī)的

45、各項(xiàng)成本較高等因素，在農(nóng)用機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域之中，較多使用電動機(jī)和柴油機(jī)作為動力源?？紤]到本設(shè)計要加工的物料基本上歸屬于食品行業(yè)的生產(chǎn)原料，為了減少污染的來源，所以選用電動或者氣動作為動力源。初步計劃選用低壓氣泵（0.4MPa）為動力源</p><p>　　3.3 注液總體原理示意圖</p><p>　　圖3-1 注液原理圖</p><p>　　Fig.3-1 The

46、principle of Fluid injection</p><p>　　3.4 注液工作原理：</p><p>　　(1)當(dāng)汽缸的活塞向右運(yùn)動時，上邊的單向閥關(guān)閉，下邊的單向閥開啟，從而實(shí)現(xiàn)汽缸的吸液過程。</p><p>　　(2)當(dāng)汽缸的活塞向左運(yùn)動時，上邊的單向閥開啟，下邊的單向閥關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)汽缸的注液過程。</p><p>&

47、lt;b>　　3.5 預(yù)計結(jié)果</b></p><p>　　設(shè)計后的白菜包裝生產(chǎn)線具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造容易，成本低。廣泛用于中小型食品生產(chǎn)企業(yè)。</p><p>　　4. 系統(tǒng)各部分組件的計算及選用</p><p>　　4.1 貯液缸的選用</p><p>　　由于系統(tǒng)要求每次注液量在10ml-20ml之間，所以貯液缸的

48、容積應(yīng)略大于20ml。即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　根據(jù)上式確定使用由廣東肇慶方大氣動有限公司生產(chǎn)的10Y-1LB20N300SY型氣缸。該氣缸按ISO國際標(biāo)準(zhǔn)安裝尺寸設(shè)計。采用不銹鋼筒，端蓋與缸筒之間鉚接緊固，軸向尺寸小，外型美觀，

49、無給油潤滑，使用壽命長等特點(diǎn)。剛好符合抗酸性，體積小的設(shè)計要求。</p><p><b>　　具體參數(shù)如下：</b></p><p>　　表4-1 10Y-1LB20N300SY型氣缸各項(xiàng)參數(shù)</p><p>　　Table 4-1 Each parameter of type 10Y-1LB20N300SY Air cylinder<

50、/p><p>　　4.2 單向閥的選用</p><p>　　由于氣動系統(tǒng)的工作壓力較低，約為0.4 Mpa ，所以選用由廣東肇慶方大氣動有限公司生產(chǎn)的KA-L6單向閥，其具體參數(shù)如下表：</p><p>　　表4-2 KA-L6單向閥參數(shù)</p><p>　　Table 4-2 The parameters of Cone-way valve&l

51、t;/p><p>　　4.3 雙作用雙活塞桿氣缸計算及選用</p><p>　　下面來重點(diǎn)研究雙作用雙活塞桿氣缸。從氣源出來的壓縮空氣經(jīng)減壓閥減壓后，壓力穩(wěn)定在0.4MPa 。然后，壓縮空氣經(jīng)過電磁換向閥后和一個雙作用活塞式汽缸相連。如上圖所示。當(dāng)A氣缸左腔進(jìn)氣時，活塞桿右伸出，帶動貯液缸活塞向右運(yùn)動，即為吸液過程。當(dāng)運(yùn)動32mm后，A氣缸右端活塞桿上觸點(diǎn)壓下行程開關(guān)，此時，左腔氣體經(jīng)電磁換向

52、閥與大氣相通，排氣。當(dāng)A氣缸右腔進(jìn)氣時，活塞桿向左運(yùn)動，即為注液過程。同樣運(yùn)動32mm后。A氣缸右端活塞桿上觸點(diǎn)壓下行程開關(guān)此時，右腔氣體經(jīng)電磁換向閥與大氣相通，排氣。由于所需推力小，屬于高速輕載情況，且氣缸安裝空間有限，所以決定選用鋁合金，不銹鋼迷你汽缸。因?yàn)槠讋幼鲿r間短，活塞運(yùn)動速度大，所以活塞桿的直徑較粗，現(xiàn)選為d=5 mm，活塞直徑選為D=20 mm ，活塞行程根據(jù)要求定為 L=32 mm。則活塞腔面積為S1,活塞桿面積為S2

53、 。從減壓閥出來的進(jìn)氣壓強(qiáng)為P1 。由以下公式可計算汽缸的輸出力</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　市中 </b></p><p><b>　　（4-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b>&

54、lt;/p><p><b>　　部分運(yùn)算結(jié)果如下</b></p><p><b>　　（4-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　（4-8）</b></p><p><b>

55、　　（4-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　現(xiàn)來計算左腔進(jìn)氣的情況，此時右腔排氣，接大氣，壓強(qiáng)為大氣壓力。此階段為吸液過程，并可分為以下五個階段。</p><p>　　第一階段：在汽缸剛啟動時，由于氣體有壓縮性，且氣體經(jīng)過管路和各種閥體到達(dá)汽缸的進(jìn)氣腔后，還需要有一定的時間富集，才能

56、克服各種阻力推動活塞向右伸出。此時，氣缸的右腔與大氣相連，氣缸左腔的壓力處于持續(xù)上升階段。同時，由于貯液缸活塞未移動，所以，還未達(dá)到最大值。</p><p><b>　　公式為：</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　第二階段：經(jīng)過一定的時間富集后，氣缸達(dá)到臨界狀態(tài)，氣缸活塞雖未移動

57、，但有運(yùn)動的趨勢。此時，氣缸右腔與大氣相連，無桿腔的壓力仍處于持續(xù)上升階段。</p><p><b>　　（4-12）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)為</b></p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　第三階段：氣缸克服各種阻力作功，

58、拉動貯液缸活塞向右運(yùn)動。此時，氣缸右腔與大氣相連，排氣，左腔壓力達(dá)到最大值。</p><p><b>　　公式為：</b></p><p><b>　　（4-14）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)為：</b></p><p><b>　?。?-15）&l

59、t;/b></p><p>　　第四階段：由于氣缸活塞向右伸出，左腔的體積持續(xù)增大，致使左腔的壓力下降，但活塞依舊向右運(yùn)動。及下降。</p><p><b>　　公式為</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　第五階段：貯液缸活塞達(dá)到最大伸出量，A氣缸活塞

60、右端觸點(diǎn)壓下行程開關(guān)，吸液過程結(jié)束。此時，為最大值，并一直保持住，直到電磁閥換向，氣缸進(jìn)入注液階段。</p><p>　　注液過程與吸液過程類似，此時電磁閥換向，右腔進(jìn)氣，左腔排氣，接大氣，壓強(qiáng)為大氣壓，過程現(xiàn)簡述如下：</p><p>　　第一階段：氣缸的左腔與大氣相連，右腔的壓力處于持續(xù)上升階段。貯液缸活塞未移動，所以為零,還未達(dá)到最大值。</p><p>&l

61、t;b>　　公式為：</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　第二階段：氣缸達(dá)到臨界狀態(tài)，氣缸活塞雖未移動，但有運(yùn)動的趨勢。此時，右腔的壓力仍處于持續(xù)上升階段。</p><p><b>　　公式為：</b></p><p><b>　

62、?。?-18）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)為：</b></p><p><b>　　（4-19）</b></p><p>　　第三階段：氣缸克服各種阻力作功，貯液缸活塞向左運(yùn)動，氣缸的左腔與大氣相連并排氣，右腔的壓力達(dá)到最大值。</p><p><b>　　公

63、式為：</b></p><p><b>　　（4-20）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)為：</b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　第四階段：由于右腔的體積持續(xù)增大，致使右腔的壓力下降，但活塞依舊向左運(yùn)動。和下降

64、。</p><p><b>　　公式為：</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　第五階段：A氣缸活塞右端觸點(diǎn)壓下，注液過程結(jié)束，氣缸完成一個往復(fù)運(yùn)動。此時，為最大值73.5，并一直保持住，直到電磁閥換向，氣缸進(jìn)入下一個循環(huán)。</p><p>　　以上是氣缸的一

65、個往復(fù)運(yùn)動的全程分析，氣缸在規(guī)定時間內(nèi)究竟需要多少個往復(fù)運(yùn)動由實(shí)際生產(chǎn)要求決定，并由事先編好的程序控制。</p><p><b>　　4.4 耗氣量計算</b></p><p>　　下面要計算氣缸的耗氣量Q,并設(shè)n為氣缸每分鐘往復(fù)的次數(shù)。</p><p>　　由以下公式可計算氣缸的耗氣量。</p><p><b&g

66、t;　?。?-23）</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　代入數(shù)值計算得</b></p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，由于不需要經(jīng)常變換注液狀態(tài)，所以該氣缸往復(fù)的頻率很低，

67、 n 值不大，因而 Q值也很小。</p><p>　　4.5 活塞桿直徑校核</p><p>　　當(dāng)氣缸帶負(fù)載工作時，其活塞桿受壓縮載荷大，容易引起活塞桿彎曲，因此必須將活塞桿作受壓桿來處理，以決定活塞桿的直徑和長度?；钊麠U的材料為Q235—A，屈服極限為216—235Mpa，現(xiàn)取最小值216Mpa。當(dāng)活塞桿的長度H10d時，按強(qiáng)度條件計算，此時活塞桿直徑由載荷決定，而與長度無關(guān)，或者說活

68、塞桿所受的應(yīng)力應(yīng)小于活塞桿材料的許用應(yīng)力，即</p><p><b>　　（4-25）</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　　式中 </b></p>

69、<p><b>　　代入數(shù)值計算</b></p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　d = 5mm ＞0.6mm ，所以滿足設(shè)計要求。</p><p>　　如活塞桿的長度H＞10d時,應(yīng)按縱向彎曲極限力計算,這時活塞桿直徑與長度需同時考慮,活塞桿直徑不僅和外載荷有關(guān),而且和長度及安裝形

70、式及材料的性能有關(guān)。</p><p>　　4.6氣缸的運(yùn)行速度</p><p>　　由于氣體的壓縮性，且氣體需要有一定的時間富集才能推動氣缸，所以這段時間設(shè)為T1。此時氣缸壓力持續(xù)上升，活塞不運(yùn)動。在T1點(diǎn)，氣缸處于臨界狀態(tài)。當(dāng)活塞運(yùn)動后一段時間后，氣缸壓力上升至最大值，這段時間設(shè)為T2。過T2點(diǎn)后，由于進(jìn)氣腔的容積變大，使得進(jìn)氣腔的壓力降低，直至活塞達(dá)到最大行程，這段時間設(shè)為T3。所以，

71、一個循環(huán)過程的總時間。T要求小于0.1秒，行程L為32mm，a為活塞缸的加速度。</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　對上式積分可反推出所需時間T。但由于在這三段時間內(nèi)進(jìn)氣腔的壓力一直處于變化中，至使活塞的加速度也處于變化中，如求時間和加速度的二重積分，則因積分曲線過于復(fù)雜，而難于計算。所以，現(xiàn)在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來估算時間T。如推力取最大

72、值23.7N，則加速度為</p><p><b>　?。?-29）</b></p><p><b>　　（4-30）</b></p><p>　　這是理想情況下（即氣缸的推力在瞬間就達(dá)到最大值并一直保持到活塞運(yùn)動停止，μ=1）算出的總時間。μ為效率因子（μ值的大小受管路的長度、汽缸的行程、活塞大端面積等因素影響）。μ值取為

73、0.5—0.75，代入式（3.14）、（3.15）得T=0.067～0.1≤0.1秒，所以滿足設(shè)計要求。同理可得回程階段所需的總時間為：，但對回程時間不做要求。</p><p>　　根據(jù)以上參數(shù)要求，決定選用廣東肇慶方大氣動有限公司生產(chǎn)的型號為QGEW-1LB20300-Y2，具體參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表4-3 QGEW-1LB20300-Y2型氣缸參數(shù)</p>

74、<p>　　Table 4-3 The parameters of type QGEW-1LB20300-Y2 Air cylinder</p><p>　　4.7 換向閥的選用</p><p>　　因氣缸反映速度快，所以要求換向閥動作靈敏，所以決定選用廣東肇慶方大氣動有限公司生產(chǎn)的型號為Q25DC-6的二位五通電磁換向閥。具體參數(shù)如下表所示：</p><

75、p>　　表4-4 Q25DC-6型電磁換向閥參數(shù)</p><p>　　Tsble 4-4 The parameters of type Q25DC-6 Electromagnetism cross valve</p><p>　　4.8 行程開關(guān)的選用</p><p>　　本系統(tǒng)采用觸點(diǎn)下壓的形式實(shí)現(xiàn)對換向閥的控制，所以選用由沈陽二一三電器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的L

76、XW6-11DG型行程開關(guān)。具體參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表4-5 LXW6-11DG型行程開關(guān)參數(shù)</p><p>　　Table 4-5 The parameters of type LXW6-11DG Limit switch</p><p><b>　　4.9管道的選擇</b></p><p>　　包

77、括管子和各種管接頭。它把氣動控制元件、氣動執(zhí)行元件以及輔助元件等連接成一個完整的氣動控制系統(tǒng)。在總氣管和支氣管等一些固定不動、不需要經(jīng)常裝拆的地方，由于注射液體呈弱酸性，具有一定的腐蝕性，故選用鋁塑復(fù)合管，該管內(nèi)外層均為特殊聚乙烯（PE）材料；中間鋁合金及膠接PE與鋁之間的膠合層組成。烯是一種無毒，無異味的塑料，具有良好的耐撞擊，耐腐蝕，抗天候性能。中間層縱焊鋁合金使管子不易彎曲不反彈，鋁塑復(fù)合管擁有金屬管堅固耐壓和塑料管抗酸耐腐的兩大

78、特點(diǎn)。（公稱通徑為6mm）</p><p>　　4.10 方向控制裝置</p><p>　　由兩個單向閥組成，主要控制吸液和注液。如圖4-1所示，當(dāng)主動氣缸A向右運(yùn)動時，從動貯液缸也隨之向右運(yùn)動，左方單向閥關(guān)閉，上方單向閥開啟完成注液缸的吸液過程；當(dāng)主動氣缸A向左運(yùn)動時，從動注液缸也隨之向左運(yùn)動，左方單向閥開啟，上方單向閥關(guān)閉，完成貯液缸的注液過程。</p><p>

79、;　　4.11 氣動控制部分</p><p>　　利用電磁力的作用來實(shí)現(xiàn)閥的切換以控制氣流的流動方向。采用二位五通電磁換向閥及LXW6-11CL型行程開關(guān)來完成氣缸的連續(xù)自動往復(fù)工作。如圖4-2所示，當(dāng)按鈕a按下后，氣缸即不斷伸出和收縮回不停工作。當(dāng)a按下后，自保。在此狀態(tài)下，行程開關(guān)被壓下，處于自保使線圈DTA通電，A缸前進(jìn)伸出。當(dāng)撞塊壓下即解除了自保，使A缸縮回。如此往復(fù)不停直到停止按鈕b按下取消自保方停止工

80、作。</p><p>　　圖4-6 方向控制裝置示意圖</p><p>　　Fig. 4-6 Schematic drawing of Directional control installment</p><p>　　圖4-7 控制原理及電路圖</p><p>　　Fig. 4-7 The principle of controllin

81、g and Circuit diagram</p><p>　　5 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算</p><p>　　5.1 固定板的設(shè)計</p><p>　　采用湯陽縣環(huán)球工程塑料有限公司生產(chǎn)的UHMW-PE超高分子量聚乙烯硬板。該板具有耐磨損、抗沖擊、耐低溫、自潤滑等優(yōu)異性能，可長期在110攝氏度至269攝氏度條件下工作，并且吸水率極低有特殊的不 ，對人體無害，是一種性

82、能特別優(yōu)異的工程塑料材料。具體尺寸為1400×800×20（mm）</p><p>　　5.2 外框架的設(shè)計</p><p>　　采用建筑用鋁合金板。該板強(qiáng)度高、質(zhì)地輕、表面平整、抗疲勞、抗老化、抗冷熱性（溫差）能好、抗酸、易安裝等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)示意圖如下：</p><p>　　圖5-1 框架結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig

83、. 5-1 The diagram of frame and structure</p><p>　　5.3 儲液箱的設(shè)計</p><p>　　箱體材料采用鍍鋅鋼板。其具有抗酸、防銹、防蝕、使用年限長、材質(zhì)輕、外表美觀等特點(diǎn)，是本次設(shè)計的理想材料。箱體規(guī)格為800×400×50（mm）。</p><p><b>　　圖5-2箱體結(jié)構(gòu)圖&

84、lt;/b></p><p>　　Fig. 5-2 The structure diagram of Box body</p><p><b>　　6．結(jié)論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中對自己學(xué)習(xí)成果的綜合考評。是五年學(xué)習(xí)生活、知識積累的充分體現(xiàn)，也是對大學(xué)所學(xué)知識的全面應(yīng)用。本次設(shè)計的主要課題酸菜自動包裝機(jī)的注液機(jī)構(gòu)

85、設(shè)計。由于對本課題不了解，所以我先在圖書館查閱了相關(guān)的書籍，并在網(wǎng)上對包裝行業(yè)進(jìn)行了大致的了解，找到了一些相關(guān)的圖片，對包裝設(shè)備有了直觀的認(rèn)識。后又隨指導(dǎo)老師到我市的一些包裝廠進(jìn)行參觀，見到了實(shí)物?；貋斫?jīng)指導(dǎo)老師耐心的講解，我對設(shè)計課題有了一定的把握。</p><p>　　首先，我根據(jù)張老師的講解確定了主要機(jī)構(gòu)的總體方案-氣缸往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)。氣缸的往復(fù)運(yùn)動通過兩個行程開關(guān)和一個電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)。兩個行程開關(guān)的距離決

86、定氣缸活塞的行程從而控制每個往復(fù)運(yùn)動的注液及吸液量。另一方面，通過兩個單向閥的不同時開放來實(shí)現(xiàn)吸液和注液。最后通過計算確定各組件的規(guī)格型號以及各組件的強(qiáng)度校核。</p><p>　　其次，是框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)各組件在平面組合的大小確定框架的尺寸，并通過計算校核強(qiáng)度及壽命等參數(shù)。</p><p>　　在經(jīng)過翻閱了大量的設(shè)計資料，參觀了許多的工廠，得到了很多技術(shù)人員的幫助和指導(dǎo)老師陳書法的耐

87、心的指導(dǎo)，我的這個還有不成熟的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。我知道由于我的個人的能力所限，其中一定有些不足，在此我希望老師們給予批評、指正。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計的主要內(nèi)容是酸菜自動包裝機(jī)的注液機(jī)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計過程中，由于酸菜自動包裝機(jī)在我國還未出現(xiàn)過，所以資料不多，給設(shè)計工作帶來了不少的困難。再者，由于平時所學(xué)的書本

88、知識與實(shí)際相脫節(jié)，使我們在設(shè)計中常常感到力不從心，找不到頭緒。為此我請教了指導(dǎo)老師張建卓，張老師給予了我了莫大的幫助，帶我們?nèi)スS實(shí)習(xí)了很多次,現(xiàn)場解說，使我能有的放矢，找出問題的關(guān)鍵。如果沒有張老師幫助就沒有本設(shè)計的完成。在此，我向各所有幫助過我的人真心地說一聲——謝謝你們。并向五年來教導(dǎo)過我，幫助過我的所有任課老師一并致謝，由衷的祝福你們一生幸福。相信在以后的工作學(xué)習(xí)中，你們的教誨將長伴我左右。我將以你們傳授的知識去為祖國的繁榮富強(qiáng)

89、而奮斗。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐萃平 趙燦 何凡等·現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法與應(yīng)用·北京：高等教育出版社·2004.1</p><p>　　[2] 鄒慧君·機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計原理·北京：科學(xué)出版社·2003</p><p&

90、gt;　　[3] 王洪欣·機(jī)械設(shè)計工程學(xué)·徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社·2001.1</p><p>　　[4] 成大先·機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）機(jī)械傳動·北京：化學(xué)工業(yè)出版社·2004.1</p><p>　　[5] 趙淮 ·包裝機(jī)械選用手冊··北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版·2001.4&l

91、t;/p><p>　　[6] 許林成·包裝機(jī)械原理與設(shè)計·上海：科學(xué)技術(shù)出版社·1988.9</p><p>　　[7] 鄭洪生·氣壓傳動與控制·北京：機(jī)械工業(yè)出版社·1988</p><p>　　[8] 鄭洪生，陸鑫盛·實(shí)用氣動系統(tǒng)及裝置·沈陽：東北大學(xué)出版社·1993&l

92、t;/p><p>　　[9] 上海工業(yè)大學(xué)流控研究室編·氣動技術(shù)基礎(chǔ)·北京：機(jī)械工業(yè)出版社·1982</p><p>　　[10] 陸鑫盛，周洪·氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計·上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社·2000</p><p>　　[11] 成大先·機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）氣壓傳動·北京：化