畢業(yè)設計（論文）-全自動貼標機設計

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1、全自動貼標機設計 摘 要 本次設計課題為“全自動單標直線貼標機總體設計”。據(jù)統(tǒng)計全世界用于灌裝的各種容器已經(jīng)多達3030億個，而其中71%是玻璃瓶。我國是世界上玻璃瓶使用比例最多的國家，占全球總量的55%以上。再加之近年來我國釀造技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工貼標簽的方式必將不能滿足需要，所以近些年來，國內(nèi)眾多廠家積極引進國外成套釀造生產(chǎn)設備和先進技術，使我國全自動貼標機有了很大的發(fā)展空間。 設計此食用油瓶貼標機，要求在滿足自動分瓶、送標帶、同步分離標簽，標貼情況下，使貼標準確、穩(wěn)定、可靠、高效。 其中著重針對于單標真空轉鼓式直線貼標機的結構及貼標方式進行改進、分析與設計，并對其主

2、要傳動部分進行方案設計及強度校核。了解和掌握全自動單標直線貼標機在實際使用過程中出現(xiàn)的問題，在進行理論分析和計算的基礎上，對全自動單標直線貼標機供標裝置涂膠裝置進行改進，并對其貼標精度不足的問題提出具體可行的解決方案。 通過整個總體設計，我熟練的使用CAD,Solidworks等繪圖軟件設計分析，優(yōu)化設計參數(shù)，縮短設計時間，對總體設計的整體構思有了更為深刻全面的了解。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 關鍵詞：直線貼標機， 真空轉鼓，貼標方式，涂膠裝置 III Abstract Th

3、is design topic is “Automatic straight line labeling machine for single label——overall design”. Mainly of single label drum vacuum line labeler to the structure and labeling methods to improve the analysis and design, and transmission parts of the main program design and strength check. Understandi

4、ng and knowledge of standard single-line automatic labeling machines actually used in the course of problems in theoretical analysis The important position of the wheel gear and shaft can't falter in traditional machine and modern machinesThe passing to process to make them can is divided into many

5、model numbers, useding for many situations respectively.So we must be the multilayers to the understanding of the wheel gear and shaft in many ways , and calculated based on the standard single-line automatic labeling machines for the standard device to improve the labeling system, and gelatinize fi

6、xture of its lack of specific and feasible solutions. Through the whole design process,the design for analysis software including CAD,Solidworks and so on,Usething these soft wares optimizes the parameters cutsdown the design time and makes the process efficient.I learned the more knowledge of t

7、he whole design. Key words： labeling machine,drum vacuum,labeling system, gelatinize fixture 目 錄 摘 要 I 1 概述 1 1.1簡介 1 1.2國內(nèi)及國外包裝機械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 2 設計任務的分析 5 2.1 設計任務的提出 5 2.2 設計任務的可行性分析 7 3 總體設計 9 3.1工藝分析 9 3.2 總體布局 9 3.3各主要部分設計 10 3.4電動機與傳動系統(tǒng) 12 3.5帶傳動

8、設計計算 15 3.6齒輪材料選擇及熱處理 17 4 使用及維修 21 4.1 安全技術操作規(guī)程（工作準備） 21 4.2操作基本技術要求 21 4.3常見的貼標機故障及排除 21 結 論 23 致 謝 24 參考文獻 25 附 錄 26 1 概述 1.1簡介 我國包裝設備在今后的發(fā)展方向可以概括為：高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；包裝設備要滿足包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設備必須符合提高質量、高效節(jié)能的要求；采用和推廣新技術，提高自主創(chuàng)新能力。所以，貼標機是將事先印好的商標粘貼到包裝容器的特定部位的機械設備，一般

9、在包裝作業(yè)的灌裝結束裝箱之前環(huán)節(jié)進行，其完成的工藝過程包括取標簽、送標簽、涂膠、貼標簽、整平等。貼標機有很多種類型，按自動化程度可分為自動與半自動貼標機；按瓶子運動方式可分為直線式與轉盤式貼標機；按貼標工藝特征可分為壓捺式滾壓式、搓滾式、刷撫式貼標機。 貼標時容器直接由設置在貼標機上的板式輸送鏈進行輸送，在輸送過程中接受貼標，容器自送入到完成貼標排出運行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線者，稱為直線式貼標機。 貼標機主要工作裝置有機架、傳動裝置系統(tǒng)、標簽供給裝置系統(tǒng)、包裝件傳送裝置系統(tǒng)、涂膠裝置、貼標整理裝置等部分組成。 1.2國內(nèi)及國外包裝機械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 據(jù)統(tǒng)計全世界用于灌裝的

10、各種容器已經(jīng)多達3030億個，而其中71%是玻璃瓶。我國是世界上玻璃瓶使用比例最多的國家，占全球總量的55%以上。再加之近年來我國釀造技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工貼標簽的方式必將不能滿足需要，所以近些年來，國內(nèi)眾多廠家積極引進國外成套釀造生產(chǎn)設備和先進技術，使我國全自動貼標機有了很大的發(fā)展空間。釀造水平有了很大提高。以啤酒為例，生產(chǎn)能力由每小時8000瓶提高到每小時24000—36000瓶，并且實現(xiàn)了灌裝壓蓋貼標裝箱的機械自動化，大大降低了勞動程度，提高了生產(chǎn)效率。國內(nèi)啤酒設備生產(chǎn)廠家也在吸收消化國外先進技術的基礎上不斷創(chuàng)新，現(xiàn)已形成完整的行業(yè)體系，不僅滿足了國內(nèi)的需求還實現(xiàn)了出口創(chuàng)收。我國企業(yè)

11、開發(fā)的啤酒包裝機械生產(chǎn)能力已達2.4萬瓶/時至43.6萬瓶/時，并實現(xiàn)了兩次抽真空以及適合于高速輸瓶的無壓力輸瓶系統(tǒng)。然而相對于國外釀造設備的發(fā)展，我國仍有不小的差距，為此，今后一段時間我國包裝業(yè)將面臨著一個大的發(fā)展機遇。我國包裝設備在今后的發(fā)展方向可以概括為：高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；包裝設備要滿足包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設備必須符合提高質量、高效節(jié)能的要求；采用和推廣新技術，提高自主創(chuàng)新能力。 1.2.1貼標機械在國際方面發(fā)展的特點 德國、美國、法國、意大利均為世界包裝機械大國，在包裝機械設計、制造、技術性能等方面很值得中國學習借鑒。其中德國的包裝機械中

12、尤其是飲料、啤酒包裝機械和食品包裝機械，其具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。美國包裝設備則以“高大精尖“聞名于世，機電一體化程度極高，并且具有速度快，成本低，靈活多用途等特點。法國包裝機械則在靈活，通用和自動化方面有其獨到之處。因此，提高國產(chǎn)裝備技術含量和使用度是我國啤酒行業(yè)面臨的艱巨任務，在未來我國啤酒工業(yè)包裝設備在今后的發(fā)展方向可以概括為：啤酒工業(yè)技術裝備必須向高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；啤酒裝備要滿足啤酒包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設備必須符合提高啤酒質量、高效節(jié)能、安全衛(wèi)生的要求；采用和推廣新技術，提高自主創(chuàng)新能力。 1.2.2在我國貼標機械的發(fā)

13、展狀況及趨勢 貼標機械在我國的發(fā)展速度也是相當迅速的。尤其是近年來，對外開放，對內(nèi)搞活政策的實施，使一些釀造企業(yè)及包裝機械生產(chǎn)廠家通過引進國外先進的設備并在結合自身的實際情況，敢于創(chuàng)新，使得貼標機械在我國有了長足的發(fā)展，但與國外產(chǎn)品相比仍存在接近20年的技術差距。 上世紀60年代末期，個別專家、學者通過考察從德國帶回了飲料包裝生產(chǎn)線技術，并在國內(nèi)試制成功。該技術后被某企業(yè)購買，并迅速制成產(chǎn)品，投放市場，可稱為我國第一代具備現(xiàn)代意義的自動化包裝技術。隨著改革開放的推進，一批中小企業(yè)對市場經(jīng)濟表現(xiàn)出無所適從，企業(yè)遇到較大困難。一些原來從事機床、農(nóng)機制造的企業(yè)就轉到包裝設備的開發(fā)制造上。另外，啤

14、酒飲料包裝機械行業(yè)市場空間巨大，一些私營企業(yè)開始看好這一行業(yè)，也加入了包裝設備的生產(chǎn)行列。可相對于中國的機械行業(yè)，食品包裝機械行業(yè)的正式確立晚了32年。中國的食品包裝行業(yè)既是一個擁有較長歷史的行業(yè)，也是一個年輕的行業(yè)?，F(xiàn)階段，很多80-90年代甚至90年代末期進入包裝行業(yè)的企業(yè)已成為行業(yè)內(nèi)的領先企業(yè)，占據(jù)較大市場份額，并引領行業(yè)先進技術水平。在這種情況下，瓶裝食品貼標機械行業(yè)乃至整個食品包裝機械行業(yè)迅速擴大，從業(yè)廠商和市場規(guī)模均快速增長。1989年9月確立了食品和包裝機械行業(yè)，成為機械工業(yè)部直管的十二個行業(yè)之一，使得貼標機械行業(yè)技術水平有了大幅度提升，大大縮小了與國際先進水平的差距，許多廠商已

15、經(jīng)走出國門，將我國食品包裝設備遠銷世界各國。[2] 傳統(tǒng)的包裝機械多采用機械式控制，但是隨著生產(chǎn)力的日益提高，包裝參數(shù)的隨機多變，這些控制系統(tǒng)已越來越難以滿足新的需求。在這種情況下機電一體化技術徹底改變了包裝機械的面貌，標志著“智能化”時代的到來。它摒棄了常規(guī)包裝機械中的繁瑣和不合理部分，而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學科的先進技術融為一體，給包裝機械在設計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上改變了包裝機械的面貌。 由于我國包裝機械發(fā)展起步較晚，資金，科研力量，高新技術嚴重不足，我國包裝機械整體水平與國際先進水平的差距仍相當大。目前，雖然國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)對引進的生產(chǎn)技術都能

16、很好地掌握和應用，但技術創(chuàng)新少，研究水平和技術儲備力量較弱，新學術研究難度大，由此可見，國產(chǎn)貼標機械還遠遠不能滿足我國包裝工業(yè)的需求。以貼標機為例，中國貼標機雖然在短短的三年時間里把絕大部分國外產(chǎn)品擠出了“國門”，但是，在國際市場中仍無地位可言。究其原因，大致如下：[3] 1. 缺少核心技術，或者說產(chǎn)品技術含量不高，質量不夠穩(wěn)定2. 產(chǎn)品品種單一，缺乏系列產(chǎn)品，如套標機、熱熔膠貼標機、不干膠貼標機等3.重復建設嚴重4.開發(fā)能力不足我國包裝機械主要還是仿制測繪，稍加國產(chǎn)化改進，談不上自主開發(fā)研究， 雖然在“2008中國國際啤酒、飲料制造技術及設備展覽會”上大放異彩，但國產(chǎn)貼標機若要全面占領國內(nèi)

17、啤酒、飲料的需求市場，打入國際市場，提高國際競爭力，還應該在“質”和“量”上下功夫，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、實用性上下功夫，在發(fā)掘自己的核心技術、自主創(chuàng)新上下功夫，這對中國貼標機生產(chǎn)企業(yè)來說將是一段很漫長的路。我國包裝機械發(fā)展新趨勢如下:[4] 1 資源的高利用化 資源的高利用化含有三層含義：提高資源的高利用率；提高有效成分的提取率；減少其營養(yǎng)成分的損失。 2 生產(chǎn)效率化 機電一體化技術是提高包裝機械自動化程度及運行可靠性和穩(wěn)定性的重要保證，未來包裝機械產(chǎn)業(yè)將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，技術發(fā)展將朝著四個方向發(fā)展：一是機械功能多樣化。二是結構設計標準化、模組化。三是控制智能化。四是結構

18、高精度化。 3 高新技術實用化 包裝機械中采用微機技術、無菌包裝技術等新技術可提高產(chǎn)品品質。高新技術在包裝機械中具有廣泛的應用前景，是包裝機械上檔次、上水平的重要組成部分。 4 產(chǎn)品節(jié)能化 節(jié)能的新技術新產(chǎn)品已成為當今國內(nèi)外包裝機械的發(fā)展重點，在包裝機械中，廣泛采用節(jié)能技術對降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟效益具有重要作用。 5 大力加強科研、開發(fā)能力 加快科研成果向商品轉化的步伐，使科學技術正真成為解放生產(chǎn)力和推進社會進步的強大動力。包裝機械產(chǎn)品應向知識密集化、技術綜合化和產(chǎn)品智能化等方向發(fā)展，以包裝工業(yè)中急需的、量大面廣的成套技術裝備為重點，增加品種，填補國內(nèi)空白，以微電

19、子和計算機為先導，引進新技術，增加自主開發(fā)能力，促進機械技術和電子技術的而結合，積極推進包裝裝備的機電一體化。[5] 25 2 設計任務的分析 2.1 設計任務的提出 2.1.1設計任務的要求 重量： （Kg） 約500 工 作 制 ： 每年300天, 每天兩班； 生產(chǎn)類型 ： 成批生產(chǎn)。 適用范圍 ：適用于中小型生產(chǎn)廠家用于玻璃瓶貼單一標簽 生產(chǎn)能力 ： （瓶/小時） 2000-6000 取標板數(shù)： （個） 1 貼 標 數(shù)：

20、 （個） 1身標 瓶子直徑： （mm） 50-85 標紙盒容量： （張） 約2000 壓縮空氣壓力： （Mpa） 0.35-0.5 空氣耗量： （/n） 約0.9 主電機功率： （Kw） 0.37KW 主機外型尺寸： （長×寬×高cm） 190×85×70 2.1.2貼標機的選擇 合理選擇貼標機是保證包裝質量，提高經(jīng)濟效益的重要途徑。一般來說，應密切聯(lián)系生產(chǎn)

21、實際，盡量選擇質量好、效益高、結構簡單、使用維修方便、體積小、重量輕的，在選擇貼標機時，應遵循以下原則： 1.為生產(chǎn)工藝服務原則 首先應根據(jù)待貼標容器形狀（圓形，方形，扁形）選擇適宜的貼標機，以滿足生產(chǎn)工藝要求。 2.貼標范圍大原則 貼標機的貼標范圍時指其適應不同生產(chǎn)要求的能力。工藝范圍越寬，越能提高設備的利用率，實現(xiàn)一機多用，即利用同一設備可以粘貼多種瓶型多種尺寸的商標。因此為了適應酒水、飲料，調味品行業(yè)多品種、多規(guī)格的貼標要求，應選擇工藝范圍盡可能寬的貼標機[6] 3.生產(chǎn)率高和貼標質量好原則 貼標機生產(chǎn)率的高低直接反映包裝線的生產(chǎn)能力。所以生產(chǎn)率越高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益越好。

22、為了提高產(chǎn)品質量，應選擇設備精度高，自動化程度也高的貼標機。但是設備的售價也相應提高，增大了產(chǎn)品的單位成本。如若灌裝工序生產(chǎn)能力不夠，還會出現(xiàn)資源浪費的情況。因此在選擇貼標機時，應結合生產(chǎn)能力要求，對相關的因素進行綜合考慮。 2.1.3提高生產(chǎn)率，選擇貼標機的類別 1.根據(jù)待貼標容器的傳送形式，貼標機可分為“直線式”和“回轉式”兩種。[7] (1)直線式貼標機（如圖2-1）：就是貼標時容器直接由設置在貼標機上的板式輸送鏈進行輸送，在輸送過程中接受貼標，容器自送入到完成貼標排出運行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線的貼標機。這種機型結構簡單，成本低，工作穩(wěn)定性好，再者，這種設備占地面積小

23、，故廣泛應用在中小型生產(chǎn)企業(yè)中。 圖2-1直線式貼標機 (2) 回轉式貼標機（如圖2-2）：回轉式貼標機在貼標時，容器由板式輸送鏈與回轉工作臺交替載運著通過相應的貼標工作區(qū)段接受貼標。由于回轉式貼標機可設置多工位，同時貼身標背標等，生產(chǎn)率又較直線式貼機高，所以目前大型企業(yè)貼標機大多采用 “回轉式”的結構。 圖2-2回轉式貼標機 2. 從降低工人勞動強度而言，主要是增設進瓶檢測 以前貼標機開機貼標時機必須由操作工人確定，這樣既費時、費力，又容易出現(xiàn)漏標情況，增設進瓶檢測裝置后，實現(xiàn)無瓶不上標，有瓶必貼標，這

24、樣一來，既不需要專人負責，又能保證連續(xù)作業(yè)，還大大降低了工人的勞動強度。 2.2 設計任務的可行性分析 將事先印好的商標粘貼到包裝容器的特定部位的機械設備稱為貼標機。 液體包裝容器主要有玻璃瓶、金屬瓶，以及由塑料或柔性復合材料制作成的各種杯、管、瓶、袋等，我國目前廣泛采用玻璃瓶灌裝各種液料，這是因為玻璃瓶原料豐富，成本低廉，化學穩(wěn)定性好，貯藏期長，無毒，易清洗，可回收利用，尤其適合包裝高檔商品。但其也有自身的缺點，不夠美觀就是其一，因此貼標機械必將得到了廣泛的應用。 包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)率的提高不但與灌裝工序有關，而且與緊接著的貼標工序有關。另外，為了進—步提高生產(chǎn)率，在可能條

25、件下，包裝生產(chǎn)線必須向洗瓶、灌裝、上蓋，貼商標等聯(lián)合自動線方向發(fā)展，這樣的自動線國外已經(jīng)有很多了，為了使我國食品包裝工業(yè)盡快趕上世界先進水平，有必要對貼標機械的設計加以研究。 各種不同類型的貼標機，其主要工作程序是大致相同的，先把待貼標容器輸送到貼標機上，由螺旋限位器進行分瓶，同時完成取標刮膠過程，然后待貼標容器在貼標及其理標裝置的作用下完成貼標過程。 自動貼標機按容器運動特性可分兩類，一是直線式，即貼標時容器直接由設置在貼標機上的板式輸送鏈進行輸送，在輸送過程中接受貼標，容器自送入到完成貼標排出運行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線者。另一類是回轉式，容器由板式輸送鏈即回轉式工作臺交替載運

26、著通過相應的貼標工作完成貼標。前一類結構比較簡單，適用于中小企業(yè)對圓柱形玻璃瓶貼單一身標。后一種適用于大型企業(yè)使用，特別是啤酒生產(chǎn)企業(yè)使用。[8] 各種類型的貼標機其結構基本由四大部分組成：(1)機架；(2)傳動裝置系統(tǒng)； (3)標簽供給裝置系統(tǒng)；(4)涂膠裝置；（5）貼標理標裝置。 以下為貼標流程圖2-1： 圖2-1 貼標流程圖 選擇合理的貼標方法：由于標簽的物理化學性質各有差異，在貼標時，就有著不同的貼標要求，常采用以下幾種方法： a.滾壓式貼標法 b.搓滾式貼標法 c.刷撫式貼標法 d.壓按式貼標法 本設計的任務是貼標機的總體設計，要考慮到它的總體的結構尺寸

27、和關鍵的部件的配合和安裝，要合理設計其布局和傳動部分，在設計構思和繪圖期間要周密考慮，做到尺寸和配合一致。作為總體的設計要考慮機器立體空間的大小，做到布局合理，尤其是儲標盒和刮膠裝置的布局安排。在傳動上要做好輸送鏈板與進出瓶系統(tǒng)的速度匹配，進出瓶系統(tǒng)和貼標中心的速度匹配，標盒擺動與取標板的速度匹配。在借鑒成功案例的基礎上初步擬定采用直線式結構，滾壓式貼標法。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 3 總體設計 3.1工藝分析 3.1.1確定機器類型 考慮到設計生產(chǎn)率要求不高，而且是貼單一身標的貼標要求，所以選擇直線式真空轉鼓貼標機為本次設計類型。 3.1.2確定貼標程序

28、 要保證貼標精度最重要的是要保證同步要求，為此，由于進入貼標機的瓶子在鏈道上的傳送速度較高而瓶距不均，經(jīng)過螺旋限位器后，就可將其速度降低至貼標機機的工作速度范圍之中，并使瓶距保持一定值進入貼標機等待貼標，與此同時，取標板完成從標盒取標過程并對標簽涂膠，然后由標簽傳送裝置傳送到貼標區(qū)完成貼標，最后將貼好標的瓶子經(jīng)過輸瓶鏈道送出，進行下面的一系列工序如：檢驗、裝箱等。其具體的工藝路線如下圖3-1[9]所示。 上膠 標盒進入 標板取標 真空吸附取標 自動檢測 螺旋限位器 貼標 標紙 瓶子

29、 裝箱 圖3-1 貼標工藝路線圖 3.2 總體布局 3.2.1整機組成 貼標機主要由以下幾個部分組成：機架，傳動裝置系統(tǒng)，標簽供給裝置系統(tǒng)，標簽傳送裝置系統(tǒng)，涂膠系統(tǒng)，貼標整理裝置及檢測連鎖裝置。 3.2.2設計平面圖 原則：各部分布局合理，結構緊湊，占地面積少，操作方便，安全、美觀整齊。 圖3-2 貼標機整機布局圖 1-螺旋限位器 2-真空轉鼓 3-海綿襯墊 4-搓輥 5-取標板 6-儲標盒 7-鋼輥 8-膠輥 整個機器的布置大體可分為以上幾個部分，各部分在

30、空間的布置影響到整機的空間尺寸?？紤]到整機布局時要盡量使其占地面積小，搭配角度合理，利于生產(chǎn)，一般將各部件在空間交錯布局，而避免線性排列，以利于發(fā)揮各部分的工作效率。由于取標板、膠輥、真空轉鼓的分布必須滿足其分度圓相切的原則，才能形成一個具有協(xié)調性、同步性的自動貼標過程，整個機器主要部件相互關系如圖所示。由此可以知，各部分的相互位置互相影響，當取標板位置定好后，其他部件位置大體可以確定，具體尺寸見總裝圖。 3.3各主要部分設計 3.3.1貼標裝置 圖3-3 貼標裝置示意圖 1-真空接入管 2-起標器 3-真空轉鼓 4-皮帶張緊輪 5-搓輥 6-皮帶傳送輥 7-調節(jié)方螺

31、母 如圖3-3所示為本機的貼標裝置，主要由取標和貼標兩部分構成。取標器2主要作用是將標簽從取標板上剝離，然后由真空轉鼓3將標簽吸附在其表面，當標簽被摩擦皮帶送至搓輥5位置時，真空轉鼓消除真空吸力，開始進行貼標。貼標時標簽在摩擦皮帶上相對于待貼標容器做純滾動。搓輥另一側的海面襯墊則能夠將標簽理順并貼實。此種貼標裝置結構簡單，適用于普通貼標機貼單一身標。[10] 3.3.2標簽供給裝置 圖3-4 標簽供給裝置示意圖 1-高度調節(jié)旋鈕 2-上下抓標鉤 3-左右抓標鉤 4-高度調節(jié)旋鈕 5-寬度調節(jié)旋鈕 6-標盒 7-推桿 供標裝置的功能是在貼標的過程中，將標

32、簽按照一定得工藝要求進行供送，裝置的結構隨所用標簽形式的不同而不同，通常由6-標簽盒和7-推桿組成。本設計采用可調式標盒結構，使用時可以根據(jù)所用標簽的尺寸進行調節(jié)。調節(jié)采用螺旋裝置，上下左右抓標鉤由調節(jié)旋鈕1、4、5根據(jù)需要進行調節(jié)。 貼標機中采用的標簽盒運動形式有固定式和運動式兩類。本設計采用左右搖擺式運動結構，整個標簽盒安置在一個曲柄滑塊機構上，工作時整個標盒與取標板同步運動完成松標過程。標盒的推進是由安置在標盒下方的小型汽缸完成的，當進瓶檢測開關檢測到有瓶子進入貼標機待貼標時，汽缸才開始動作，當長時間檢測不到有瓶進入時，汽缸停止動作，標盒在彈簧的拉力作用下退回，真正實現(xiàn)“有瓶必貼標，無

33、瓶不貼標”。 [11] 3.3.3涂膠裝置 圖3-5 涂膠裝置示意圖 1- 膠輥 2-鋼滾 3-刮膠盒 4-調節(jié)手把 5-膠水盤 6-箱體 涂膠裝置是將適量的膠黏劑涂抹在標簽的背面或取標執(zhí)行機構上，主要包括上膠，涂膠和膠量調節(jié)裝置，常用的有圓盤式輥式磙子式等形式，本設計采用雙立輥式結構，如上圖所示。膠水由外置氣動膠水泵注入刮膠盒3中，通過調節(jié)把手將膠水均勻涂在鋼輥2上，再由鋼滾與膠輥的相對運動將膠水均勻涂在膠輥上，工作時取標板從膠輥上粘取粘結劑，完成取標。多余膠水由膠水盤接住通過排膠管流入外置膠水桶內(nèi)。 3.4電動機與傳動系統(tǒng) 3.4.1原動機的選擇

34、 在自動貼標機中，合理的電動機功率能夠保證貼標機的正常運轉，電動機功率的選擇是以貼標機啟動和連續(xù)生產(chǎn)時其中最大的功率作為依據(jù)，—般情況下，貼標機的啟動功率為最大，啟動時，功率要消耗在以下幾個方面：①使貼標機各工作部分由靜止達到工作轉速；②克服運動的工作阻力和摩擦力；③傳動系統(tǒng)中傳動副間的功率損失。 由于貼標過程的作用力一般較小，所以電動機功率較小且要采用無級變速，以便靈活調整貼標速度，調節(jié)生產(chǎn)能力?？紤]到前面的各因素，通過類比和比較，選電機功率為0.55kw，型號YCT-112-4A（電磁調速三相異步電動機），調速范圍1250～125轉／分（SEW(天津)調速設備有限公司）。[12]

35、3.4.2確定傳動系統(tǒng)[13] 由于電機最高轉速1250～125轉／分，其變速范圍可以滿足工作要求。 根據(jù)設計要求，貼標機生產(chǎn)能力為2000～6000瓶每小時，由于貼標速度是傳動系統(tǒng)首先要解決的問題，故先確定取標板的轉速，于是： 由公式Q=60nZ (3-1) 則n= (3-2) Q：生產(chǎn)能力 Z：單周取標數(shù) n：轉速 根據(jù)設計要求Q1：2000瓶／小時，Q2：6000瓶／小時， r/min (3-3) r

36、/min (3-4) 則貼標機主軸調速范圍R=>1，一般當R>1的時候要采取變速裝置，本設計用電磁調速電機滿足要求。另外，還應增設兩級圓錐圓柱齒輪減速器，及齒輪傳動。 根據(jù)貼標機的工作情況，同時結合本次設計課題，現(xiàn)擬定以下兩種傳動方案供選擇： 標盒箱體 方案一：無級調速電機減速器圓柱直齒輪真空轉鼓、螺旋限位器 鏈板輪 交錯軸斜齒輪 涂膠裝置 方案二：無級調速電機減速器圓柱直齒輪真空轉鼓、

37、螺旋限位器 調速電機鏈板輪 兩種方案的比較：方案一輸瓶鏈板動力由主電機提供，但結構復雜，特別是交錯軸斜齒輪的加工與安裝更是要求極高。方案二輸瓶鏈板動力由單獨電動機提供，結構簡單且調速方便。根據(jù)以上的評價比較和分析，最終選擇方案二作為本次設計的傳動方案。傳動系統(tǒng)簡圖見圖3-6所示。 圖3-6 傳動系統(tǒng)簡圖 1-兩級圓錐圓柱齒輪減速器 2-電動機 3-帶輪 4-膠輥齒輪 5-標盒齒輪 6-取標板齒輪 7-滾子鏈聯(lián)軸器 8-真空轉鼓齒輪 9-轉換齒輪 10-交錯軸斜齒輪 3.4.3確定各級傳動比及齒輪齒數(shù)、模數(shù) 1. 確定各傳動比 (1

38、). 所選用電動機轉速 r/min 取標板主軸轉速 r/min 則兩級圓錐圓柱齒輪減速器減速比μ＝25 (2). 取標板設計直徑d1=250mm 真空轉鼓直徑d2=116mm 由于取標板與真空轉鼓線速度相同，所以 =d1/d2=2.15 (3-5) (3).對膠輥和鋼輥設計尺寸d3=d4=70mm，由同步要求有 d1/d3=3.57 (3-6) d3/d4=1

39、 (3-7) (4).對標盒的運動，由于取標板單周取標兩個，所以 2 (5).根據(jù)同步要求，對螺旋限位器來說，其工作能力： (3-8) s’—右旋單頭螺桿，s’＝1；n’— 螺桿轉數(shù) 而＝2000瓶/小時 ； ＝6000瓶/小時 則＝r/min; r/min 而取標板主軸轉速r/min ; r/min 則螺旋限位器至取標板主軸傳動比 現(xiàn)將各部分傳動比列在下表3.1中： 表3.1 各部分傳動比 序號 μ i 25 2.15 3.57 2 1 2

40、. 確定各齒輪齒數(shù)、模數(shù) 首先確定標板軸大齒數(shù)輪，由此類比其它相關機械灌裝包裝設備主齒輪齒數(shù)=100。標盒主軸與標板主軸設計中心距a=180mm，由公式 m=（0.007-0.02）a (3-9) 得m=1.26-3.6 取m1=3.5 現(xiàn)將各齒輪齒數(shù)及模數(shù)列在下表3.2： 表3.2 各齒輪齒數(shù)及模數(shù)表 序號 1 2 3 4 5 Z 100 46 28 52 50 M 3.5 3 3.5 3.5 3.5 3.5帶傳動設計計算 3.5.1傳動齒輪的結構設計 齒

41、輪的齒數(shù) Z1=100，模數(shù)為m=3.5 分度圓直徑：d=mz (3-10) d=mz = 3.5×100=35 齒頂高: (3-11) 齒根高: (3-12) 齒高： (3-13) 齒頂圓直徑：

42、 (3-14) 齒根圓： (3-15) ，采用實心式結構 3.5.2 V帶傳動設計 1.確定計算功率 PA (kw) (3-16) P—傳遞的額定功率；ka-工作情況系數(shù) ka=1.4 2.選擇帶的截面形狀 根據(jù)計算功率，帶輪轉速n1，由機械設計基礎175頁表9-8選擇帶的截面形狀為B型帶 由 =0.77kw n1=1250r/min 選B型帶

43、 3.5.3確定帶輪的直徑 帶輪1，由機械設計手冊第三卷13-7頁表13-1-10參考取D=146mm 驗算帶的速度 (3-17) 介于5～12之間，合適。 計算帶輪2的直徑由傳動比i=1，則 3.5.4確定中心距 (3-18) 選擇mm 選擇帶的基準長度 (3-19) mm 由機械設計基礎175頁表9-3取=1900mm,則實際安裝中心距a=500mm

44、安裝是所需要的最小中心距 (3-20) =500-0.015×1900=471.5mm 張緊或伸長時所需要的中心距 (3-21) =500+0.03×1900=557mm 3.5.5驗證小帶輪上的包角 (3-22) = 適合 3.5.6計算帶的跟數(shù)Z (3-23) 則選取Z=2 3.6齒輪材料選擇及熱處理 3

45、.6.1齒輪材料的基本要求[14] 從對齒輪的失效分析可知，為了使齒輪能夠正常工作，應對齒輪的材料提出如下基本要求： （1）齒面應有足夠的硬度和耐磨性，以防止齒面磨損、點蝕、膠合以及塑性變形等失效。 （2）輪齒心部應有足夠的強度和較好的韌性，以防止齒根折斷忽然抵抗沖擊載荷。 （3）應有良好的加工工藝性能及熱處理性能，以便加工和提高力學性能。 3.6.2常用材料及熱處理 適合制造齒輪的材料有很多，最常用的是鋼、鑄鐵，有些場合也采用非金屬材料。 1、鋼 鋼具有強度高、韌性好、便于制造和熱處理等優(yōu)點。大多數(shù)齒輪毛坯都采用優(yōu)質碳素鋼和合金鋼通過鍛造而成，并通過熱處理改善和提高力學性

46、能。按熱處理后齒面硬度的不同，鋼制齒輪分為軟齒面齒輪和硬齒面齒輪兩種。 軟齒面齒輪的齒面硬度小于或等于350HBS，通常適用于一般用途、中小功率以及精度要求不高的場合，例如一般用途的減速器。由于齒面硬度不高，這種齒輪的毛坯在進行調質或正火的熱處理之后再進行精加工，一般采用插齒或滾齒等方法。 對于一對軟齒面的齒輪來說，在傳動的過程中，小齒輪的輪齒嚙合次數(shù)比大齒輪的多，同時小齒輪的齒根較薄，使得小齒輪的輪齒彎曲強度較弱。因此，通常使小齒輪的齒面硬度要比大齒輪的齒面硬度高30～50HBS或更多，以保證大、小齒輪的使用壽命相接近。在一般情況下，通常選用不同的材料或不同的熱處理可以實現(xiàn)這個要求。

47、硬齒面齒輪的齒面硬度大于350HBS，常用于高速重載及受有沖擊載荷的或要求結構緊湊的重要機械傳動中，例如機床、汽車變速箱等。這種齒輪的毛坯在進行調質或正火后，進行精切齒，然后再進行表面淬火處理，使得齒輪的耐磨性提高，承載能力增大。 硬齒面齒輪與軟齒面齒輪比較，其綜合承載能力可提高2～3倍?；蛘哒f，在相同的承載能力下，硬齒面的齒輪傳動要比軟齒面的結構尺寸小得多。所以，除非受到工藝或生產(chǎn)等條件的限制，一般情況下應盡可能采用硬齒面齒輪。 2、鑄鋼 對于齒輪的直徑尺寸較大（大于400～600mm），或結構復雜不易鍛造的齒輪毛坯，可用鑄鋼來制造。例如低速、重載的礦山機械中的大齒輪。 3、鑄鐵

48、灰鑄鐵具有較好的減磨性和加工性能，而且價格低廉，但它的強度較低，抗沖擊性能差，因此，常用于開式、低速輕載、功率不大及沖擊振動的齒輪的傳動中。 球墨鑄鐵的力學性能和抗沖擊能力較灰鑄鐵高，可代替灰鑄鐵、鑄鋼和調質鋼鑄造大直徑齒輪。 4、非金屬材料 非金屬材料的彈性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承載能力小，適用高速輕載以及精度要求不高場合。例如食品機械、家電產(chǎn)品以及辦公設備等。 常用齒輪的材料見下表3.3： 表3.3 常用齒輪的材料及其力學性能 材料 牌號 熱處理 方 法 齒面硬度 強度極限 屈服極限 主要應用 優(yōu)質 碳 素鋼 45 正火 160

49、～217HBS 580 290 低速輕載 調質 217～255HBS 650 360 低速中載 表面 淬火 48～55HRC 750 450 高速中載或低速重載 50 正火 180～220HBS 620 320 沖擊很小 合金鋼 40Cr 調質 表面淬火 240～260HBS 48～55HRC 700 900 550 650 中速中載 高速中載無劇烈沖擊 42SiMn 調質 表面淬火 217～269HBS 45～55HRC 750 470 高速中載無劇烈沖擊 20Cr 滲碳淬火 56～62HRC 650

50、400 高速中載 承受沖擊 20CrMnTi 滲碳淬火 56～62HRC 1100 850 鑄鋼 ZG310～570 正活 表面淬火 160～210HBS 40～50HRC 570 320 中速、中載、大直徑 ZG340～640 正火 調質 170～230HBS 240～270HBS 650 700 350 380 球墨鑄鐵 QT600-2 QT500-5 正火 220～280HBS 147～241HBS 600 500 低中速輕載有小的沖擊 灰鑄鐵 HT250 HT300 人工時效 170～240HBS 18

51、7～235HBS 200 300 低速輕載沖擊很小 根據(jù)上述齒輪材料的介紹，我設計改進后的貼標機齒輪，直齒圓柱齒輪齒輪選用45#鋼，調質處理，十字交叉斜齒輪由于是點接觸沖擊較大選用40Cr，表面淬火處理。 使用及維修 4.1安全技術操作規(guī)程（工作準備） 1. 檢查螺旋限位器，刮膠刀，取標板，并清除雜物。 2. 按規(guī)定向潤滑部位加油。 3. 上膠裝置鋼輥、膠輥以及取標板須擦干凈，干燥才可用。 4. 電動機，檢查是否運轉正常。 5. 風機、膠水泵，檢查是否工作正常。 6. 操作人員需熟悉

52、機器性能，工作時精神集中，堅守崗位。 7. 出現(xiàn)悶車及爆瓶時應及時停車，排除故障。 8. 機器運轉中不得隨意調整。不得打開安全防護罩。 發(fā)生機電故障時，應通知專業(yè)人員維護，操作人員保護現(xiàn)場等待查修在本機的設計過程中，盡量減少機器的專用性，增加其通用性，也是我們的一個設計原則和目標。換而言之，就是使本機在生產(chǎn)中不僅能夠適應有共同點的各種標型的貼標任務，同時也要使本機器能夠適應有共同點的各種不同規(guī)格，但具有相似形狀的瓶子或塑料容器相適應。當然，對于前者，對本機的影響不大，無非就是調整標盒尺寸，但后者就首先在螺旋限位器方面能更換，同時在瓶子或塑料容器的傳送過程中的直徑控制方面也須增加調節(jié)裝置。

53、 4.2 操作基本要求 1. 操作及維修人員必須熟悉本機結構和性能，嚴格按操作過程進行工作。 2. 新機器安裝后，必須進行嚴格的調試，合格后方可交付使用。 3. 經(jīng)常檢查機器，及時排除故障。 4. 安全保護失靈后，應及時修復，不允許在無保護狀態(tài)下開機生產(chǎn)。 5. 各調整機構的調節(jié)和緊固應使用合適的工具，不能用非常方法踢打。 6. 經(jīng)常檢查各潤滑部位并及時加油，保證潤滑通順，油路暢通。 7. 進行沖洗及清洗工作時，不能用水沖洗電器部分。 8. 超過本機使用范圍的瓶型不得使用。 9. 根據(jù)機器運轉工時，定時進行大、中、小修復。 10. 新更換的備品配件必須符合設計圖紙要求

54、。 4.3常見的貼標機故障及排除[15] 1.左右傾斜（歪標） 標盒底線不處于水平線上，取標時已傾斜，調整角度；檢查標紙在標盒中是否平整，如果不平整，可將標鉤調整使之平整；海綿厚度不均勻；轉鼓推出裝置是否在三點一線上且放夾時間與凸輪配合是否恰當；瓶托板膠墊磨損過度既影響對中又會歪斜。 2.身背標、膠水太厚，掃標磨損；導瓶架海綿塊磨損；出口星輪小轆生銹不轉動和脫膠圈；瓶子撞導瓶架膠條和護欄。 3.標盒上取標失敗或漏膠 標紙外形尺寸誤差太大，根本無法取標；標紙要么在標盒內(nèi)卡死，無法取出；要么從標盒前未取標時已跌落；標勾太緊或彈簧太松，應放松標勾或收緊標勾；標紙盒進入取標位置距離不當，標

55、板壓入標盒取標深度應約2mm，標夾開放時間不當，標鼓夾夾板壓縮量為1~2mm，否則過小會取標不牢，過大會影響放標時間；標盒內(nèi)的標勾有膠水，阻礙取膠，應及時清洗標勾；標紙不夠，馬上加足標紙；標夾松或標夾斷彈簧，應上緊標夾或更換彈簧。 4.貼標不對中 檢查取標時是否對中，若不對中則調整標盒到恰當位置；放標是否最佳位置；標夾或海綿臟，倒粘；貼標對中，掃后不對中：膠水太厚；初黏性差，溫度太低（最佳溫度為26~28）；標掃臟，標掃太硬，兩邊力不均勻，掃歪；標鼓取標后吹氣量沒調好；定中杯擺動阻力大，不能自由旋轉；入口星輪錯位，造成瓶子不在轉盤中心造成角度不均勻，影響掃標質量。 結 論

56、本機用以完成圓形容器的貼標簽過程，貼標能力為2000～6000瓶/小時。基于“直線式貼標”原理，并采用新式可調式儲標盒和真空吸附式轉鼓，能適應不同的瓶型和商標尺寸。標盒推進是在檢測開關檢測到有瓶進入后才開始工作的，真正實現(xiàn)，無瓶不上標有瓶必貼標。整機由0.55KW電磁調速電機帶動，輸瓶鏈道由減速電機帶動，兩臺電機由一臺變頻器控制，真正實現(xiàn)了按生產(chǎn)能力進行無級同步變速。 安裝條件，水泥地面平整，須埋設地腳螺栓，整機高度與輸瓶鏈道高度一致，機器四周應設有溝槽排水。 本機總體設計在設計中進行了傳動部分的改進： 由于傳動比的要求，使得螺旋限位器傳動齒輪和其主動齒輪中心距不能滿足設計要求，故設計了

57、中間過渡齒輪。過渡齒輪采用了擺轉式結構，極大的方便了安裝和調試。（具體結構見裝配圖） 本次設計是在康朋桂老師的精心指導下順利完成的，是我對大學四年所學的所有科目的理論有了一個較系統(tǒng)、完善的與實踐有機的結合，鞏固了知識，深化了理解，強化了記憶，對機械、控制、液壓、氣壓等專業(yè)有了更全面的了解，同以往的課程設計相比較收獲很大，無論從知識上還是從綜合能力水平上都有一定的提高。 首先，使我初步掌握了設計的基本思想與程序。以往的課程設計，只是對當時所學的專業(yè)知識的一個零碎的演練，而這次設計是一條完整的生產(chǎn)線，這就需要專門從整體出發(fā)全面著眼，去設計各個零部件，從開始構思到總體方案的確定以及草圖的繪制、修

58、改、驗證，是一個復雜的程序。需要我慢慢去體會和摸索，從而考驗我在大學四年中所學的知識。 其次，由于設計涉及的范圍較廣，是一次綜合性專業(yè)知識的考驗，我以往所學的專業(yè)課程以及專業(yè)基礎課程是理論的知識，在這次設計中得到了實際的應用，從機械制圖到金屬工藝學、機械設計進行了一次系統(tǒng)的溫習和鞏固。 最后，我體會到一個工程技術人員應具備的素質。個人固然重要，但與別人親密配合、團結合作是必不可少的。搞一個設計，一個人往往很難完成，必須學會與別人合作，共同探討。而且，在相互協(xié)作中，我會學到許多原來不懂的東西。通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)了我們互相幫助、團結協(xié)作的精神。但同時也讓我知道，一個好的工程技術人員必須具備獨立

59、工作能力，不能互相依賴。只有這樣我們才能不局限于別人的思路中 ，做出具有創(chuàng)造性的設計。 致 謝 此次畢業(yè)設計在經(jīng)過近一個學期的努力工作之后，終于順利完成了。本人所學的知識和工作實踐有限，設計過程中存在一些問題還請老師批評指正。 首先，我要感謝我的指導老師，他嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和淵博知識深深地感染了我，給了我很大的幫助。接下來我要感謝我的同學及朋友，他們幫我解決了許多的難題，并為我的設計提出了許多的寶貴意見。 在老師的指導下，我終于靠自己的能力成功地完成了此次畢業(yè)論文設計。感謝各位老師對我的悉心栽培，我將會努力使自己成為一名優(yōu)秀的機械工程設計人員。 最后，在此向答辯小組的全體老師

60、們表示由衷地感謝 參考文獻 [1] 中國機械工程學會包裝與食品工程分會編．包裝機械【M】．第1版．北京：化學工業(yè)出版社，2008．P6-P9 [2] 機械工程手冊編輯委員會編．機械設計手冊【M】．第3版．北京：機械工業(yè)出版社，2008 P56-P78 [3] 陳希榮．啤酒包裝的新趨勢【J】．中國食品工業(yè)，2008，第十期：P10-P14 [4] 陳于萍 周兆元．互換性與測量技術基礎【M】．第2版．北京：機械工業(yè)出版社，2008． [5] 李繼慶，陳作模主編，機械設計基礎【M】，北京：高等教育出版社，1999 [6] 吳宗澤，羅圣國主編，第

61、二版，機械設計課程設計手冊【M】，北京：高等教育出版社，1999 [7] 高德主編，包裝機械設計【M】，北京：化學工業(yè)出版社,2005 [8] 濮良貴，紀名剛，機械設計【M】，北京：高等教育出版社，2002，238～347 [9] 胡宜鳴，孟淑華，機械制圖【M】，北京：高等教育出版社，2002，216～259 [10] 趙松年，機電一體化機械系統(tǒng)設計【M】，北京：機械出版社，1996，45～62 [11] 戴宏民，包裝機械技術發(fā)展趨勢及我國的應對【J】，輕工機械，2003,04 [12] 戴宏民，世界包裝機械的發(fā)展趨勢及我國的發(fā)展戰(zhàn)略【J】，重慶工商大學學報（自然科學版）， 200

62、3,02 [13] 傅貴華 聶萍 淺談回轉式全自動貼標機的改造【J】 酒.飲料技術裝備，2005，12 [14] 滕燕;李小寧，氣動全自動貼標機的研究與開發(fā)【J】 中國制造業(yè)信息化 2004，12期 [15] 田耀華，不干膠貼標機及其相關方面的選擇【J】 機電信息 2007年 35期 附 錄 1.主要符號表 q ————————— 生產(chǎn)能力(或輸送能力) n ————————— 轉速 Q ————————— 貼標能力 Z ————————— 齒數(shù) m ————————— 模數(shù) i ————————— 傳動比 P ————————— 功率 ka ————————— 工作情況系數(shù) —————————帶輪包角 —————————帶的基準長度 —————————帶計算功率