自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的設(shè)計(jì)

自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的設(shè)計(jì),自動(dòng),機(jī)理,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 論文(設(shè)計(jì))題目 自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)械工程系 作者所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者所在班級(jí) 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時(shí) 間 2012 年 06 月 畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(理工類) 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：B08111 學(xué) 號(hào)： 33 指導(dǎo)教師：偉 職 稱： 副教授 完成時(shí)間： 2012.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的設(shè)計(jì) 縱向課題（ ） 理論研究（ ）教師科研 課 題 橫向課題（√ ） 應(yīng)用研究（ ） 教師自擬課題（ ） 應(yīng)用設(shè)計(jì)（ √）題目來(lái)源 學(xué)生自擬課題（ ） 題目類型 其 他（ ） 注：請(qǐng)直 接在所屬 項(xiàng)目括號(hào) 內(nèi)打“√” 總體設(shè)計(jì)要求及技術(shù)要點(diǎn)： 1980 年以后， 電動(dòng)閥投入使用， 隨著酒閥的自動(dòng)化程度的提高， 整機(jī)的傳動(dòng) 系統(tǒng)、液、氣控制系統(tǒng)、送蓋系統(tǒng)都做了改進(jìn)。目前， 世界含氣飲料灌裝壓蓋設(shè)備 朝“高速度、高精度， 自動(dòng)化灌裝” 、“由繁到簡(jiǎn)”、“高質(zhì)量、保鮮灌裝” 、“低噪音” 、“兼用化” 五個(gè)方面發(fā)展。 旋蓋機(jī)的主要功能是將塑料旋蓋，端正牢固地密封在塑料瓶口上。主要結(jié)構(gòu)有傳動(dòng)、 理蓋、送蓋滑道、旋蓋頭等幾個(gè)部分。 封蓋傳動(dòng) 由主驅(qū)動(dòng)渦輪減速箱輸出軸上的齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)封蓋機(jī)工作。 旋蓋頭 封蓋機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，各沖頭在凸輪的控制下升降一個(gè)行程，由旋蓋頭自身的 旋轉(zhuǎn)將瓶蓋旋緊在瓶口上使膠墊變形而達(dá)到密封。 理蓋器 瓶蓋料斗底部有一理蓋攪拌器，傳動(dòng)靠一部 0.25KW 的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)渦輪減速 器實(shí)現(xiàn)理蓋。理蓋器的送蓋速度應(yīng)大于 150 個(gè)/分。 瓶蓋滑道 經(jīng)過(guò)理蓋起的處理瓶蓋通過(guò)滑道送往壓蓋沖頭的下端，而且經(jīng)過(guò)一個(gè)翻蓋 自動(dòng)剔除裝置，確保正蓋連續(xù)送給。在滑道最下端有一個(gè)空氣噴嘴，能夠?qū)⑵可w順利 吹入抓蓋頭內(nèi)。 工作環(huán)境及技術(shù)條件： 在環(huán)境溫度在 20 度的情況下，能一次將配料成分純凈水和 CO2 氣體混合成符合 人們口感要求的液體飲料，灌裝于飲料瓶中并封蓋.在此過(guò)程中,減少了成品被污染的 機(jī)會(huì),使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高.減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度. 畢業(yè)論文 1．理蓋器設(shè)計(jì)。 根據(jù)要求，確定上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤、出蓋口的結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)解決正蓋輸出反蓋擋回 的問(wèn)題。提供形式為圖紙。 2．上、下滑道設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)上、下滑道板，支板，出蓋口等部件，重點(diǎn)解決瓶蓋連續(xù)送給問(wèn)題，反蓋自 動(dòng)剔除問(wèn)題，提供形式為圖紙。 3．理蓋器的調(diào)整。 重點(diǎn)解決不同高度的防盜蓋自動(dòng)問(wèn)題，提供形式為圖紙。 時(shí)間進(jìn)度安排： 第一階段：搜集資料，學(xué)習(xí)一些相關(guān)知識(shí)。寫出開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述，英文翻譯。 （第 5－第 7 周） 。 第二階段：旋蓋理蓋部分設(shè)計(jì)（第 8-第 12 周） 第三階段：檢驗(yàn)，修正（第 13-第 14 周） 第四階段：總結(jié)，論文編寫。 （第 15-第 17 周） 第五階段：準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任意見(jiàn)： 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文 畢業(yè)論文 摘 要 旋蓋機(jī)理蓋系統(tǒng)作為旋蓋機(jī)的重要組成部分，其作用是將雜亂堆積的皇冠瓶蓋進(jìn)行 快速整理和排序并準(zhǔn)確地輸送到旋蓋位置，其理蓋的準(zhǔn)確性和速度直接影響到灌裝生產(chǎn) 線的產(chǎn)量。本文首先介紹了理蓋器設(shè)計(jì)，接著介紹了上、下滑道設(shè)計(jì)，隨后針對(duì)正蓋輸 出反蓋擋回的問(wèn)題，瓶蓋連續(xù)送給問(wèn)題以及反蓋自動(dòng)剔除問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)完善，最后對(duì)文 章進(jìn)行總結(jié)。 關(guān)鍵詞 自動(dòng)旋蓋機(jī) 理蓋系統(tǒng) 理蓋器 畢業(yè)論文 Abstract Capping mechanism cover system as an important part of the capping machine, its role is to be disorderly deposits crown cap for rapid collation and sort and accurate transmission to the capping position, its cover sorting accuracy and speed affects directly the filling production line output. This paper introduces the design of the cover, and then describes the design, the glide path，after the positive cover output reverse cover retaining back problems, and the cover cap continuous to automatic elimination problems is improved. Finally, the summary of the article. Capping mechanism cover system as an important part of the capping machine, its role is to be disorderly deposits crown cap for rapid collation and sort and accurate transmission to the capping position, its cover sorting accuracy and speed affects directly the filling production line output. This paper introduces the design of the cover, and then describes the design, the glide path，after the positive cover output reverse cover retaining back problems, and the cover cap continuous to automatic elimination problems is improved. Finally, the summary of the article. Key Words automatic capping machine cover arranging system cap sorter 畢業(yè)論文 目 錄 摘 要 ABSTRACT 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................................1 1.1 課題背景 ............................................................................................................................1 1.2 主要研究?jī)?nèi)容 ....................................................................................................................2 1.3 設(shè)計(jì)方案與技術(shù)要求 ........................................................................................................2 第 2章 自動(dòng)旋蓋機(jī)的發(fā)展 ..........................................................................................................3 2.1 自動(dòng)旋蓋機(jī)的發(fā)展背景 ....................................................................................................3 2.2 我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................................4 第 3章 理蓋器的發(fā)展 ..................................................................................................................6 3.1 理蓋器的用途 ....................................................................................................................6 3.2 我國(guó)的發(fā) 展 現(xiàn)狀 ...............................................................................................................6 3.3 國(guó) 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 ..................................................................................................................6 3.4 瓶 蓋 的 種 類 ......................................................................................................................7 3.5 理蓋器的種類 ....................................................................................................................8 第 4 章 理蓋器的設(shè)計(jì) ................................................................................................................10 4.1 理蓋器的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 ..............................................................................................10 4.2 瓶蓋定向原理 ..................................................................................................................14 第 5 章 上、下滑道的設(shè)計(jì) ........................................................................................................18 5.1 反蓋自動(dòng)剔除原理 ..........................................................................................................18 5.2 保證蓋子的正確性 ..........................................................................................................18 第 6 章 主要參數(shù)的計(jì)算 ............................................................................................................20 6.1 生產(chǎn)能力 ..........................................................................................................................20 6.2 底盤轉(zhuǎn)速 ..........................................................................................................................20 6.3 上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間的間距 ..........................................................................................21 畢業(yè)論文 6.4 儲(chǔ)蓋筒傾角 ......................................................................................................................22 第 7章 結(jié)論 ................................................................................................................................23 致 謝 ......................................................................................................................................24 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................25 畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 1.1 課題背景 自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器是一種應(yīng)用在飲料包裝生產(chǎn)工廠的設(shè)備機(jī)器。它的作用是通過(guò)一 系列的整理，傳送，實(shí)現(xiàn)飲料瓶蓋的自動(dòng)化供料，其中瓶蓋的狀態(tài)是統(tǒng)一朝上或朝下的， 然后通過(guò)輸出滑道供料給其他裝置。在液體飲料自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線上，需要采用理蓋器和 供送機(jī)構(gòu)將料斗中雜亂堆置的酒瓶蓋整理成定向正確的瓶蓋流，供送到封口機(jī)的機(jī)頭處； 因此，理蓋器和供送機(jī)構(gòu)就成為整條灌裝生產(chǎn)線的“咽喉”，其理蓋的準(zhǔn)確性和供送速 度直接影響到灌裝生產(chǎn)線的產(chǎn)量。理蓋系統(tǒng)由于處于飲料生產(chǎn)的一環(huán)，缺它不可：使用 它，可以提高工廠的作業(yè)效率，減少人力成本，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，自動(dòng)化操作，同時(shí)也提高 安全性，所以它的重要性與日俱增，研究它的重要性也迫在眉睫。目前很多企業(yè)都缺少 相應(yīng)的理蓋器產(chǎn)品，市場(chǎng)前景很大，相對(duì)于國(guó)外的理蓋器技術(shù)，目前發(fā)展具有自主產(chǎn)權(quán) 的理蓋器技術(shù)意義重大。 液體罐裝機(jī)械有相當(dāng)一部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè)，以 PET 瓶為包裝容 器的飲料包裝，占整個(gè)飲料行業(yè)包裝市場(chǎng)的 60％以上。近年來(lái)，隨著食品飲料工業(yè)向大 規(guī)模高效率方向發(fā)展，國(guó)際上先進(jìn)的灌裝線生產(chǎn)能力一般都在 3 0 0—5 0 0 瓶／min， 旋蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，用于 PET 瓶的螺紋封口，理蓋系統(tǒng)作為旋蓋 機(jī)的重要組成部分，其作用是將雜亂堆積的瓶蓋進(jìn)行快速整理和排序并準(zhǔn)確地輸送到旋 蓋位置，因此，理蓋系統(tǒng)就成為整條灌裝生產(chǎn)線的“咽喉”，而理蓋的準(zhǔn)確性和供送速 度直接影響到該灌裝生產(chǎn)線的產(chǎn)量。常用的理蓋形式有電磁振動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式，其中電磁 振動(dòng)式理蓋器由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)噪音大、瓶蓋磨損大、效率低等原因難以滿足現(xiàn)代包 裝機(jī)械的需要； 理蓋形式可整理金屬蓋、塑料蓋等，但還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配維修困難、理蓋速度可調(diào) 范圍小等不足。有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、調(diào)速范圍大、制造、安裝方便的理 蓋系統(tǒng)。 飲料灌裝線理蓋器由于處于飲料生產(chǎn)的一環(huán)，缺它不可：使用它，可以提高工廠的 作業(yè)效率，減少人力成本，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，自動(dòng)化操作，同時(shí)也提高安全性，所以它的重 要性與日俱增，研究它的重要性也迫在眉睫。鑒于理蓋器的重要性，有不少工程技術(shù)人 員對(duì)此進(jìn)行了認(rèn)真的研究，提出來(lái)多種不同的設(shè)計(jì)方案。雖然這些設(shè)計(jì)方案各有特色， 但也存在一些不足之處：如“斜斗式理蓋器” ，不能用于瓶蓋高度大于直徑的場(chǎng)合，定向 正確的瓶蓋在通過(guò)“瓶蓋定向通道”時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)卡蓋現(xiàn)象，瓶蓋尺寸改變時(shí)，瓶蓋 定向通道的間隙調(diào)整不太方便等。 包裝是食品生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，而啤酒及其他碳酸飲料在人們的生活中已 占據(jù)了重要的地位，從而也帶動(dòng)了灌裝機(jī)械的發(fā)展。 畢業(yè)論文 2 目前很多企業(yè)都缺少相應(yīng)的理蓋機(jī)產(chǎn)品，市場(chǎng)前景很大，相對(duì)于國(guó)外的理蓋機(jī)技術(shù)， 目前發(fā)展具有自主產(chǎn)權(quán)的理蓋機(jī)技術(shù)意義重大。 1.2 主要研究?jī)?nèi)容 第一部分是根據(jù)要求，確定上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤、出蓋口的結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)解決正蓋輸出反 蓋擋回的問(wèn)題。 第二部分是設(shè)計(jì)上、下滑道板，支板，出蓋口等部件，重點(diǎn)解決瓶蓋連續(xù)送給問(wèn)題， 反蓋自動(dòng)剔除問(wèn)題。 第三部分是對(duì)理蓋器的整體進(jìn)行調(diào)整與完善。 1.3 設(shè)計(jì)方案與技術(shù)要求 皇冠蓋理蓋器作為供送系統(tǒng)的一種，在灌裝機(jī)械方面有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中， 生產(chǎn)量大的瓶裝啤酒、汽水、白酒等基本上采用的是皇冠蓋，這就使我們研究皇冠蓋理 蓋的方法有一定的普遍性。 通過(guò)對(duì)理蓋器的設(shè)計(jì) 將雜亂堆積的皇冠瓶蓋進(jìn)行快速整理和 排序并準(zhǔn)確地輸送到旋蓋位置，有效提高灌裝生產(chǎn)線的工作效率。 畢業(yè)論文 3 第 2章 自動(dòng)旋蓋機(jī)的發(fā)展 2.1 自動(dòng)旋蓋機(jī)的發(fā)展背景 包裝機(jī)械是為商品進(jìn)入市場(chǎng)提供保護(hù)、方便流通、促進(jìn)銷售及提高附加值而完成生 產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)裝備。它是包裝工業(yè)，同時(shí)也是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，可以說(shuō)沒(méi)有現(xiàn) 代化的包裝機(jī)械，就沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。液體灌裝是包裝的重要組成部分，液體灌 裝機(jī)械有相當(dāng)大的部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料行業(yè)。灌裝就是將特定量的液態(tài)產(chǎn)品 加注到一定容積和形狀的容器中，以便于貯存、運(yùn)輸和使用的一種產(chǎn)品包裝形式。隨著 包裝工業(yè)的發(fā)展，特別是化工、飲料工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)對(duì)高品質(zhì)罐裝機(jī)械的需求量 不斷增加。伴隨人們的需求不斷變化，灌裝容器的形狀和樣式也千變?nèi)f化。灌裝形式的 多樣化，對(duì)灌裝機(jī)械的自動(dòng)化、現(xiàn)代化提出了挑戰(zhàn)。目前國(guó)內(nèi)灌裝生產(chǎn)線中廣泛使用的 旋開蓋封口機(jī)大多為直線式旋蓋機(jī)，由皮帶對(duì)蓋頂部搓壓摩擦而將蓋旋緊，而且多為單 頭。這種結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在使用實(shí)踐中，旋蓋力度較難把握，生產(chǎn)效率較低。 如果能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)選蓋、旋蓋，旋蓋力度合適，則可以適合目前市場(chǎng)上大多數(shù)塑料瓶蓋 的旋緊和效率要求。 我國(guó)罐裝機(jī)械制造行業(yè)起步較晚，20世紀(jì)60年代前，基本上是空白，那時(shí)國(guó)內(nèi)啤酒 廠和汽水廠都是使用美國(guó)和日本30～40年代的設(shè)備，設(shè)備陳舊，工藝落后。70年代我國(guó) 先后引進(jìn)了一些國(guó)外灌裝生產(chǎn)線，在一些飲料生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)裝備的同時(shí)，也促進(jìn)了 我國(guó)罐裝機(jī)械的發(fā)展。一些企業(yè)在消化吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，仿制開發(fā)了各種中、小 型灌裝設(shè)備。80年代，我國(guó)采用技術(shù)貿(mào)易方式，引進(jìn)日本三菱公司18000瓶/h寒氣飲料灌 裝線制造技術(shù)，推出了國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線，技術(shù)進(jìn)步成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)灌裝生產(chǎn)線的主流和代表； 隨后又在消化吸收的基礎(chǔ)上自行研制出20000瓶/h的啤酒罐生產(chǎn)線，產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo) 達(dá)到國(guó)際80年代末水平，滿足了國(guó)內(nèi)中型啤酒廠的需求。直到2001年廣東輕工業(yè)集團(tuán)公 司、安徽龍津啤酒有限責(zé)任公司和江南大學(xué)生物工程學(xué)院等單位共同開發(fā)出我國(guó)首條啤 酒無(wú)菌灌裝設(shè)備，用于純生啤酒的灌裝。可見(jiàn)，我國(guó)灌裝機(jī)械的艱難。我國(guó)現(xiàn)有的旋蓋 機(jī)得到大量應(yīng)用，發(fā)展迅猛，每年以10%以上的平均增長(zhǎng)速度發(fā)展，高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增 長(zhǎng)速度，產(chǎn)品水平上了新臺(tái)階，開始出現(xiàn)規(guī)?；?、成套化、自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、 技術(shù)含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)。但是與國(guó)外先進(jìn)水平仍然存在一定差距，高新技術(shù)應(yīng)用少， 新材料、新工藝推廣慢?；旧线€處于消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，然后進(jìn)行改造 和仿制，自主開發(fā)和創(chuàng)新能力有限。 旋蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝機(jī)械系統(tǒng)中的主要部件，主要用于玻璃瓶或 PET 瓶的螺紋蓋封口。 由于螺紋蓋具有封口快捷、開啟方便及開啟后可以重新封好等優(yōu)點(diǎn)，使其在許多產(chǎn)品的 包裝中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，諸如飲料、酒類、調(diào)味料、化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大 畢業(yè)論文 4 量采用螺紋蓋封口。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)常壓式自動(dòng)灌裝旋蓋機(jī)具有一定的實(shí)際意義和良好 的經(jīng)濟(jì)效益。 2.2 我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)罐裝機(jī)械制造行業(yè)起步較晚，20世紀(jì)60年代前，基本上是空白，那時(shí)國(guó)內(nèi)啤酒 廠和汽水廠都是使用美國(guó)和日本30～40年代的設(shè)備，設(shè)備陳舊，工藝落后。70年代我國(guó) 先后引進(jìn)了一些國(guó)外灌裝生產(chǎn)線，在一些飲料生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)裝備的同時(shí)，也促進(jìn)了 我國(guó)罐裝機(jī)械的發(fā)展。一些企業(yè)在消化吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，仿制開發(fā)了各種中、小 型灌裝設(shè)備。80年代，我國(guó)采用技術(shù)貿(mào)易方式，引進(jìn)日本三菱公司18000瓶/h寒氣飲料灌 裝線制造技術(shù)，推出了國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線，技術(shù)進(jìn)步成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)灌裝生產(chǎn)線的主流和代表； 隨后又在消化吸收的基礎(chǔ)上自行研制出20000瓶/h的啤酒罐生產(chǎn)線，產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo) 達(dá)到國(guó)際80年代末水平，滿足了國(guó)內(nèi)中型啤酒廠的需求。直到2001年廣東輕工業(yè)集團(tuán)公 司、安徽龍津啤酒有限責(zé)任公司和江南大學(xué)生物工程學(xué)院等單位共同開發(fā)出我國(guó)首條啤 酒無(wú)菌灌裝設(shè)備，用于純生啤酒的灌裝?？梢?jiàn)，我國(guó)灌裝機(jī)械的艱難。我國(guó)現(xiàn)有的旋蓋 機(jī)得到大量應(yīng)用，發(fā)展迅猛，每年以10%以上的平均增長(zhǎng)速度發(fā)展，高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增 長(zhǎng)速度，產(chǎn)品水平上了新臺(tái)階，開始出現(xiàn)規(guī)模化、成套化、自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、 技術(shù)含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)。但是與國(guó)外先進(jìn)水平仍然存在一定差距，高新技術(shù)應(yīng)用少， 新材料、新工藝推廣慢。基本上還處于消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，然后進(jìn)行改造 和仿制，自主開發(fā)和創(chuàng)新能力有限。 旋蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝機(jī)械系統(tǒng)中的主要部件，主要用于玻璃瓶或 PET 瓶的螺紋蓋封口。 由于螺紋蓋具有封口快捷、開啟方便及開啟后可以重新封好等優(yōu)點(diǎn)，使其在許多產(chǎn)品的 包裝中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，諸如飲料、酒類、調(diào)味料、化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大 量采用螺紋蓋封口。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)常壓式自動(dòng)灌裝旋蓋機(jī)具有一定的實(shí)際意義和良好 的經(jīng)濟(jì)效益。如圖 2.2 所示： 畢業(yè)論文 5 圖 2.2 hyxg-1 型全自動(dòng)旋蓋機(jī) 畢業(yè)論文 6 第 3章 理蓋器的發(fā)展 3.1 理蓋器的用途 理蓋器利用蓋子重量的不均衡性將符合條件的蓋子提升，不符合條件的蓋子落下再 提升，直到符合提升條件，所以理蓋這部分直接將要理順的瓶蓋直接倒入放蓋槽就可以， 設(shè)備直接通過(guò)理蓋傳送帶將符合條件的蓋子理順提升到傳送帶里，放蓋裝置將理順的蓋 子直接掛靠在隨傳送帶移動(dòng)的瓶子頂端，然后用定位裝置將蓋子定位，即完成理蓋落蓋 的過(guò)程，全部理蓋落蓋過(guò)程不需要人工干預(yù)。 理蓋器一般主要由兩部分構(gòu)成，自動(dòng)理蓋部分跟落蓋部分。它包括瓶蓋提升輸送帶 及料倉(cāng)，所述提升輸送帶設(shè)有承載瓶蓋的橫向擋條，所述提升輸送帶有一部份區(qū)段的傾 斜角度和擋條之間具有以下配合關(guān)系：處于該區(qū)段的反蓋重心位于擋條之外，處于該區(qū) 段的正蓋重心位于擋條之內(nèi)。本發(fā)明利用瓶蓋的重心與其幾何中心不重合的特點(diǎn)，使反 蓋在自身重力的作用下，在提升輸送帶的上述區(qū)段跌出擋條，自由落回料倉(cāng)，完成理蓋， 因此，對(duì)瓶蓋影響較小，在理蓋時(shí)瓶蓋不易破損，并且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)蓋子整理，能成 倍地提高理蓋效率。 3.2 我國(guó)的發(fā) 展 現(xiàn)狀 縱觀國(guó)內(nèi)理蓋機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)使用情況，其發(fā)展前景是很光明的，特別是目 前國(guó)內(nèi)已擁有一批專門從事理蓋機(jī)科研、設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)隊(duì)伍，以及制造理蓋機(jī)的單 位，積累了一定的生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)，為發(fā)展、完善和提高理蓋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平，打下了 良好的基礎(chǔ)，因此，發(fā)展國(guó)產(chǎn)理蓋機(jī)具有很多有利條件 。 發(fā)展國(guó)產(chǎn)理蓋機(jī)有如下幾個(gè)有利條件：國(guó)內(nèi)已擁有一批專業(yè)科技隊(duì)伍；已有一批專 業(yè)制造單位；國(guó)產(chǎn)機(jī)型已基本能滿足生產(chǎn)需要；已能生產(chǎn)與理蓋機(jī)配套的控制元器件； 國(guó)產(chǎn)理蓋機(jī)價(jià)格較便宜；國(guó)產(chǎn)理蓋機(jī)的備品備件容易解決；售后服務(wù)較周到及時(shí)。 但現(xiàn)實(shí)中也依然存在很多不足，最主要就是體現(xiàn)在我們的自主研發(fā)能力較德國(guó)、日 本等發(fā)達(dá)國(guó)家而言尚且太過(guò)薄弱，實(shí)際上許多中小企業(yè)如今正深陷在仿造國(guó)外理蓋機(jī)的 泥潭中。 今天的整體機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，速度越來(lái)越快，理蓋機(jī)面臨的挑戰(zhàn)是越來(lái) 越多，首先其一就是作業(yè)效率的問(wèn)題，這是每個(gè)國(guó)家科研工作者們共同面臨的問(wèn)題。 3.3 國(guó) 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 60 年 代 始 ， 在 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 的 德 國(guó) 、 意 大 利 、 日 本 等 國(guó) 家 ， 已 相 繼 研 出 半 自 動(dòng) 、 全 自 動(dòng) 理 蓋 機(jī) ， 后 來(lái) 在 結(jié) 構(gòu) 和 機(jī) 型 方 面 ， 還 不 斷 作 了 改 進(jìn) 和 完 善 ， 其 中 最 顯 著 的 是 磁 力 回 轉(zhuǎn) 式 王 冠 理 蓋 機(jī) ， 作 為 供 送 系 統(tǒng) 的 一 種 ， 在 灌 裝 機(jī) 械 方 面 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 畢業(yè)論文 7 到 70 年 代 ， 西 德 勒 斯 （ MOLLERS） 公 司 于 1976 年 在 瓶 蓋 同 向 排 列 設(shè) 計(jì) 上 ， 為 了 快 速 ， 連 續(xù) 的 生 產(chǎn) ， 發(fā) 明 了 在 瓶 蓋 進(jìn) 入 旋 蓋 機(jī) 前 用 專 門 的 設(shè) 備 將 其 同 向 列 ， 單 列 輸 出 的 技 術(shù) 。 從 80 年 代 初 期 開 始 ， 我 國(guó) 大 型 飲 料 企 業(yè) 先 后 從 日 本 、 西 德 和 意 大 利 等 國(guó) 家 引 進(jìn) 了 幾 十 臺(tái) 飲 料 自 動(dòng) 化 理 蓋 機(jī) 設(shè) 備 。 其 中 除 了 從 西 德 勒 斯 （ MOLLERS） 公 司 和 意 大 利 OCME 公 司 引 進(jìn) 幾 臺(tái) 外 ， 其 余 大 部 分 理 蓋 機(jī) 均 系 從 日 本 OKURA 公 司 和 不 二 公 司 進(jìn) 口 的 。 縱 觀 國(guó) 內(nèi) 理 蓋 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 、 制 造 和 生 產(chǎn) 使 用 情 況 ， 其 發(fā) 展 前 景 是 很 光 明 的 ， 特 別 是 目 前 國(guó) 內(nèi) 已 擁 有 一 批 專 門 從 事 理 蓋 機(jī) 科 研 、 設(shè) 計(jì) 和 制 造 的 技 術(shù) 隊(duì) 伍 ， 以 及 制 造 理 蓋 機(jī) 的 單 位 ， 積 累 了 一 定 的 生 產(chǎn) 使 用 經(jīng) 驗(yàn) ， 為 發(fā) 展 、 完 善 和 提 高 理 蓋 機(jī) 的 生 產(chǎn) 技 術(shù) 水 平 ， 打 下 了 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 因 此 ， 發(fā) 展 國(guó) 產(chǎn) 理 蓋 機(jī) 具 有 很 多 有 利 條 件 。 發(fā) 展 國(guó) 產(chǎn) 理 蓋 機(jī) 有 如 下 幾 個(gè) 有 利 條 件 ： 國(guó) 內(nèi) 已 擁 有 一 批 專 業(yè) 科 技 隊(duì) 伍 ； 已 有 一 批 專 業(yè) 制 造 單 位 ； 國(guó) 產(chǎn) 機(jī) 型 已 基 本 能 滿 足 生 產(chǎn) 需 要 ； 已 能 生 產(chǎn) 與 理 蓋 機(jī) 配 套 的 控 制 元 器 件 ； 國(guó) 產(chǎn) 理 蓋 機(jī) 價(jià) 格 較 便 宜 ； 國(guó) 產(chǎn) 理 蓋 機(jī) 的 備 品 備 件 容 易 解 決 ； 售 后 服 務(wù) 較 周 到 及 時(shí) 。 但 現(xiàn) 實(shí) 中 也 依 然 存 在 很 多 不 足 ， 最 主 要 就 是 體 現(xiàn) 在 我 們 的 自 主 研 發(fā) 能 力 較 德 國(guó) 、 日 本 等 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 而 言 尚 且 太 過(guò) 薄 弱 ， 實(shí) 際 上 許 多 中 小 企 業(yè) 如 今 正 深 陷 在 仿 造 國(guó) 外 理 蓋 機(jī) 的 泥 潭 中 。 今 天 的 整 體 機(jī) 械 自 動(dòng) 化 設(shè) 備 越 來(lái) 越 復(fù) 雜 ， 速 度 越 來(lái) 越 快 ， 理 蓋 機(jī) 面 臨 的 挑 戰(zhàn) 是 越 來(lái) 越 多 ， 首 先 其 一 就 是 作 業(yè) 效 率 的 問(wèn) 題 ， 這 是 每 個(gè) 國(guó) 家 科 研 工 作 者 們 共 同 面 臨 的 問(wèn) 題 。 3.4 瓶 蓋 的 種 類 目 前 飲 料 行 業(yè) 常 見(jiàn) 的 瓶 蓋 種 類 主 要 有 兩 種 ， 一 是 PET 塑 料 蓋 ， 二 是 皇 冠 蓋 。 3.4.1 PET 塑料蓋 PET 瓶蓋主要由塑料材料制成，廣泛應(yīng)用于液體灌裝食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè)。 以 P E T 瓶為包裝容器的飲料包裝，占整個(gè)飲料行業(yè)包裝市場(chǎng)的 6 0％以上。近年來(lái)，隨 著食品飲料工業(yè)向大規(guī)模高效率方向發(fā)展，國(guó)際上先進(jìn)的灌裝線生產(chǎn)能力一般都在 300—500 瓶／m i n，旋蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，能用于 P E T 瓶的螺紋 封口，塑料蓋理蓋系統(tǒng)作為旋蓋機(jī)的重要組成部分，其作用是將雜亂堆積的瓶蓋進(jìn)行快 速整理和排序并準(zhǔn)確地輸送到旋蓋位置，因此，理蓋系統(tǒng)就成為整條灌裝生產(chǎn)線的“咽 喉” ，而理蓋的準(zhǔn)確性直接影響到灌裝生產(chǎn)線的產(chǎn)量。如圖 3.1 所示： 畢業(yè)論文 8 圖 3.1 PET 塑料瓶蓋 3.4.2 皇 冠 蓋 目前通用的皇冠蓋亦稱王冠蓋，主要應(yīng)用于酒類飲料中，特別是啤酒行業(yè)，啤酒瓶 采用可循環(huán)利用的玻璃瓶，與之最為匹配的就是皇冠蓋。因?yàn)榛使谏w有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)： 第一皇冠蓋加工工藝簡(jiǎn)單，方便于大批量的生產(chǎn)，成本較低。第二能夠進(jìn)行回收循環(huán)利 用，減少了資源的浪費(fèi)，有利于生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展。第三冠蓋邊緣的波褶形蓋裙能 保證啤酒瓶的密封，使啤酒保持長(zhǎng)時(shí)間的質(zhì)量合格，口感順滑。 鐵統(tǒng)的皇冠蓋的基材為 0.23-0.28mm 厚的鍍鉻或鍍錫鋼板，經(jīng)沖壓成型。冠蓋邊緣 帶有 21-24 個(gè)波褶形蓋裙。另外還要在基材上涂一層防銹漆，以防止啤酒與瓶蓋接觸導(dǎo) 致瓶蓋生銹。冠蓋內(nèi)側(cè)帶有 pvc 粒料和漿料的墊片。封蓋時(shí)，蓋裙的相鄰折角相互夾持 并向瓶口的凹槽內(nèi)彎曲緊緊包住瓶口。這樣，密封效果非常好。并且加工工藝簡(jiǎn)單，成 本較低。如圖 3.2 所示： 圖 3.2 皇冠蓋 3.5 理蓋器的種類 常 用 的 理 蓋 形 式 有 電 磁 振 動(dòng) 式 和 回 轉(zhuǎn) 式 ， 因 此 ， 理 蓋 器 也 可 分 成 兩 大 類 電 磁 振 動(dòng) 畢業(yè)論文 9 類 和 回 轉(zhuǎn) 類 。 3.5.1 電 磁 類 理 蓋 器 電 磁 振 動(dòng) 式 理 蓋 器 主 要 利 用 瓶 蓋 的 外 形 特 征 和 本 身 的 材 質(zhì) 屬 性 (它 的 材 料 為 錫 游 離 鋼 或 馬 口 鐵 )， 并 且 利 用 電 磁 原 理 使 理 蓋 轉(zhuǎn) 盤 周 邊 形 成 均 勻 的 磁 場(chǎng) ， 利 用 磁 力 對(duì) 瓶 蓋 進(jìn) 行 方 向 的 選 定 ， 進(jìn) 而 實(shí) 現(xiàn) 蓋 子 的 定 位 、 定 向 ， 并 把 理 出 的 正 向 蓋 逐 步 送 到 滑 道 ， 供 給 壓 蓋 機(jī) 構(gòu) 。 但 是 由 于 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 振 動(dòng) 噪 音 大 、 瓶 蓋 磨 損 大 、 效 率 低 等 原 因 難 以 滿 足 現(xiàn) 代 包 裝 機(jī) 械 的 需 要 ， 并 且 需 要 先 進(jìn) 的 制 造 與 生 產(chǎn) 水 平 。 3.5.2 回 轉(zhuǎn) 式 理 蓋 器 回 轉(zhuǎn) 式 理 蓋 器 主 用 是 通 過(guò) 利 用 理 蓋 器 的 上 下 轉(zhuǎn) 盤 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 作 復(fù) 合 式 運(yùn) 動(dòng) ， 加 以 一 定 合 理 的 定 向 篩 選 方 式 進(jìn) 行 理 該 。 常 見(jiàn) 的 定 向 篩 選 方 式 有 “E”形 缺 口 方 式 （ 如 圖 3.3） 和 斜 斗 式 （ 如 圖 3.4） 所 示 ： 圖 3.3 “E”形 缺 口 圖 3.4 斜斗式 畢業(yè)論文 10 第 4 章 理蓋器的設(shè)計(jì) 理蓋裝置是自動(dòng)封蓋機(jī)的重要組成部分,它保證向封蓋機(jī)的封蓋頭提供穩(wěn)定的定向正 確的瓶蓋流，并直接影響封蓋機(jī)的適應(yīng)性、可靠性和產(chǎn)量。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)噪音大、 易卡蓋、效率低等諸多原因?qū)㈦y以滿足現(xiàn)代包裝機(jī)械的需要。由于不同產(chǎn)品所使用的包 裝容器差異較大，瓶蓋的幾何形狀和尺寸也不盡相同，設(shè)計(jì)一種既能適應(yīng)不同形狀和尺 寸的瓶蓋，又具有高效率、高可靠性的理蓋裝置是非常必要的。 4.1 理蓋器的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 理蓋器一般主要由兩部分構(gòu)成，自動(dòng)理蓋部分跟落蓋部分。它包括瓶蓋提升輸送帶 及儲(chǔ)蓋筒，所述提升輸送帶設(shè)有承載瓶蓋的橫向擋條，所述提升輸送帶有一部份區(qū)段的 傾斜角度和擋條之間具有以下配合關(guān)系：處于該區(qū)段的反蓋重心位于擋條之外，處于該 區(qū)段的正蓋重心位于擋條之內(nèi)。利用瓶蓋的重心與其幾何中心不重合的特點(diǎn)，使反蓋在 自身重力的作用下，在提升輸送帶的上述區(qū)段跌出擋條，自由落回料倉(cāng)，完成理蓋。 本文所介紹的自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器主要由儲(chǔ)蓋筒、上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤、支架及其其他一 些零件組成。 4.1.1 上轉(zhuǎn)盤 上轉(zhuǎn)盤是自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的關(guān)鍵部分，它通過(guò)連接盤與電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)。工作時(shí)， 上轉(zhuǎn)盤在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下以一定的速度（轉(zhuǎn)速可以調(diào)，也就是理該能力可以調(diào)節(jié)）順 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 上轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)上比較規(guī)則，都是常規(guī)的平面和圓孔組成，加工工藝比較簡(jiǎn)單，加工 成本低。同時(shí)，上轉(zhuǎn)盤兼容蓋子的形狀和尺寸都有大幅度的增加，更有力的保證了多種 產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)。 在上轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有一個(gè)由許多錐形凸起和相對(duì)應(yīng)的錐形環(huán)槽構(gòu)成的特殊通道。由于 瓶蓋具有一端開口，且中空的幾何構(gòu)形，對(duì)蓋口朝上的瓶蓋將很容易穿過(guò)通道；而對(duì)蓋 口朝下的瓶蓋將受到錐形凸起的阻礙，并隨圓盤帶到上半?yún)^(qū)域后滑落進(jìn)散堆中，再重新 定向。 上轉(zhuǎn)盤是瓶蓋定向的重要組成部分。如圖 4.1 所示： 畢業(yè)論文 11 圖 4.1 上轉(zhuǎn)盤 4.1.2下轉(zhuǎn)盤 下轉(zhuǎn)盤與上轉(zhuǎn)盤一樣，是自動(dòng)旋蓋機(jī)理蓋器的關(guān)鍵部分，與上轉(zhuǎn)盤共同組成了進(jìn)行 正蓋通過(guò)反蓋剔除的關(guān)鍵部件。 上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤由 3 ～4 個(gè)可調(diào)間隔套聯(lián)結(jié)。上轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)有 3 ～4 個(gè)凸爪，其底面 沿邊緣有若干個(gè)錐形凸起。底板具有相對(duì)應(yīng)的錐形環(huán)槽。因此在上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間形 成一特殊通道，其間隙由可調(diào)間隔套保證。當(dāng)瓶蓋充入儲(chǔ)蓋筒后，通過(guò)微型電機(jī)帶動(dòng)上 轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，蓋口朝上的瓶蓋穿過(guò)通道進(jìn)入集蓋槽，再通過(guò)滑道供給封蓋頭或瓶 口。蓋 口朝下的瓶蓋將由下轉(zhuǎn)盤帶進(jìn)上半圓區(qū)域，滑落進(jìn)入儲(chǔ)蓋筒中重新進(jìn)行選擇。 如圖 4.2 所示： 畢業(yè)論文 12 圖 4.2 下轉(zhuǎn)盤 4.1.3 理蓋器支架 理蓋器支架相當(dāng)于理蓋器的機(jī)架，它安裝在連接體上（連接體固定在旋蓋機(jī)機(jī)頂?shù)?安裝盤） ，上方外沿用螺栓與儲(chǔ)料筒相聯(lián)，內(nèi)側(cè)通過(guò)螺栓、螺母和托蓋導(dǎo)軌調(diào)整塊與托蓋 導(dǎo)軌相連接，旋轉(zhuǎn)該螺栓可以調(diào)節(jié)托蓋導(dǎo)軌和上轉(zhuǎn)盤之間的間距來(lái)適應(yīng)不同厚度的蓋子， 常規(guī)的啤酒瓶皇冠蓋厚度一定，因此在出廠前調(diào)整至合適的位置后一般不用再調(diào)節(jié)。 理蓋器支架在與出蓋滑道對(duì)接端開一坡口，使理好的蓋子能夠通過(guò)和出蓋滑道連接 塊相連接的出口滑道進(jìn)入旋蓋機(jī)的取蓋工位。底座下方焊接有法蘭盤，一側(cè)與驅(qū)動(dòng)電機(jī) 連接，另一側(cè)通過(guò)推力軸承和驅(qū)動(dòng)軸相連接。支架的頂端帶有一凸塊并開孔，方便調(diào)試 完畢后與旋蓋機(jī)組銜接時(shí)的吊裝。 畢業(yè)論文 13 由于理蓋器支架的功能僅僅作為機(jī)架連接用，它的材質(zhì)和加工工藝要求就不必太高， 該理蓋器支架整體采用 Q235 表面鍍鋅處理，這樣既能滿足使用性能又降低了成本。 4.1.4 儲(chǔ)蓋筒 儲(chǔ)蓋筒作為盛裝瓶蓋的主要容器，是蓋子自動(dòng)排隊(duì)、自動(dòng)輸出的重要“倉(cāng)庫(kù)” 。儲(chǔ)蓋 筒的上方放置儲(chǔ)蓋筒蓋子，與下方的理蓋器上轉(zhuǎn)盤一起形成一個(gè)封閉的腔體，防止儲(chǔ)蓋 筒中的蓋子在電機(jī)帶動(dòng)的上轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)離心力的作用下飛出儲(chǔ)蓋筒，確保理蓋器的周圍 工作環(huán)境的安全。儲(chǔ)蓋筒傾斜放置，在重力、慣性力或離心力作用下使其集中于平面接 合處， 瓶蓋將從任意狀態(tài)轉(zhuǎn)變到表面的幾何形狀所決定的某種穩(wěn)定狀態(tài)。保證瓶蓋連續(xù) 輸送至理蓋器的上轉(zhuǎn)盤中，進(jìn)行瓶蓋定向。 儲(chǔ)料筒由有機(jī)玻璃制成，干凈透明，保證工作人員能從外部時(shí)刻觀察到內(nèi)部的瓶蓋 數(shù)量及其工作情況，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理。儲(chǔ)蓋筒內(nèi)側(cè)光滑，減小了瓶蓋與儲(chǔ)蓋 筒內(nèi)壁之間的摩擦。外側(cè)美觀大方。如圖 4.3 所示： 圖 4.3 儲(chǔ)蓋筒 4.1.5 出蓋口 出蓋口是連接理蓋器整體的主要部件，存在于上下轉(zhuǎn)盤與滑道的連接處。其作用主 要是保證瓶蓋正常順利的從出蓋口通過(guò)，進(jìn)入滑道中，是瓶蓋通過(guò)進(jìn)入滑道的出口，因 此名為" 出蓋口"。 出蓋口的寬度是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)量的，要與瓶蓋的直徑相匹配，保證合格瓶蓋能順利通 過(guò)，而不合格的則不能通過(guò)，具有一定的檢驗(yàn)作用。如圖 4.4 所示： 畢業(yè)論文 14 圖 4.4 出蓋口 4.2 瓶蓋定向原理 理蓋器的工作原理是：利用皇冠蓋的外形特征和本身的材質(zhì)屬性（它的材料為錫游 離鋼或馬口鐵）來(lái)實(shí)現(xiàn)蓋子的定位、定向，并把理出的正向蓋逐步送到滑道，供給壓蓋 機(jī)構(gòu)。 我們所處理的皇冠蓋標(biāo)準(zhǔn)尺寸及外形如圖所示，蓋緣標(biāo)準(zhǔn)褶數(shù) 21 個(gè)，其整個(gè)蓋子的 重心靠上。 瓶蓋在定向之前，通常都是雜亂地散堆在儲(chǔ)蓋筒中的。散料體通常具有這樣的特點(diǎn)， 當(dāng)把它們放入傾斜放置的兩相交平面中，在重力、慣性力或離心力作用下使其集中于平 面接合處，物料將從任意狀態(tài)轉(zhuǎn)變到表面的幾何形狀所決定的某種穩(wěn)定狀態(tài)。其中一個(gè) 畢業(yè)論文 15 平面稱為基本定向平面，另一個(gè)平面稱為導(dǎo)向定向平面。通常被定向的物體也可能不止 一個(gè)穩(wěn)定態(tài)，因此有一次定向和二次定向的要求。 傾斜放置的圓形儲(chǔ)蓋筒和上下轉(zhuǎn)盤也具有上述兩平面相同的功能。實(shí)踐表明，圓盤 回轉(zhuǎn)時(shí)，散落在料斗中的瓶蓋視其高徑比 h／D 值而大多以某一主要方位排列。這一現(xiàn) 象是由于瓶蓋力求排列得使其在理蓋環(huán)攪動(dòng)瓶蓋時(shí)相互移動(dòng)的阻力為最小所致 。h／D>1 的瓶蓋大多是沿圓盤弦的方位排列，其值愈大，沿弦方位定向的瓶蓋就愈多； h／D≤1 的瓶蓋多半以其端面排列在圓盤平面上，即要么是蓋口要么是蓋底與底盤平面 接觸，因此瓶蓋經(jīng)過(guò)一次定向后還需二次定向。由于瓶蓋有一個(gè)共同的特點(diǎn)：重心位于 軸心線且靠近蓋底，因此蓋底與圓盤平面接觸的概率將大于蓋口與平面接觸的概率。這 種定向又稱為主 動(dòng)定向。如圖 4.5 所示： 圖 4.5 儲(chǔ)蓋筒定向簡(jiǎn)圖 瓶蓋經(jīng)過(guò)初步定向后，尚需進(jìn)行最終定向，即將蓋口朝上的瓶蓋選出而將蓋口朝下 的瓶蓋剔除重新定向。在上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間設(shè)置有由許多錐形凸起和相對(duì)應(yīng)的錐形環(huán) 槽構(gòu)成的特殊通道。由于瓶蓋具有一端開口，且中空的幾何構(gòu)形，對(duì)蓋口朝上的瓶蓋將 很容易穿過(guò)通道；而對(duì)蓋口朝下的瓶蓋將受到錐形凸起的阻礙，并隨圓盤帶到上半?yún)^(qū)域 后滑落進(jìn)散堆中，再重新定向。這種定向稱為被動(dòng)定向。如圖 4.6 所示： 畢業(yè)論文 16 圖 4.6 瓶蓋通道的幾何結(jié)構(gòu) 瓶蓋隨轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到料斗出口并呈單排排列時(shí)，瓶蓋的方向只有兩個(gè)，即蓋口向上 ( 正蓋) 和蓋口向下( 反蓋 )兩種情況。由于瓶蓋有一個(gè)共同的特點(diǎn)：重心位于軸心線且靠 近蓋底，因此蓋底與轉(zhuǎn)盤平面接觸的概率將大于蓋口與轉(zhuǎn)盤接觸的概率，即正蓋數(shù)量大 于反蓋數(shù)量。 當(dāng)凹面對(duì)著上轉(zhuǎn)盤時(shí)，即為反蓋時(shí)，蓋子的褶裙剛好卡在上轉(zhuǎn)盤的凸臺(tái)處而不能滑 到下面的斜面間隙處，并隨圓盤帶到上半?yún)^(qū)域后使其落入儲(chǔ)蓋筒中，重新下一個(gè)循環(huán)。 當(dāng)凹面對(duì)著上轉(zhuǎn)盤時(shí)，即為正蓋時(shí)，這時(shí)蓋子由于凸面圓角不會(huì)卡在理蓋環(huán)的凸臺(tái) 處， 而在隨上轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在離心力的作用下，逐漸滑入下面的斜面處，并隨著盤 轉(zhuǎn)到理蓋器的上部的出口處，脫離轉(zhuǎn)盤在慣性的作用下進(jìn)入滑道里去，然后沿著滑道流 入壓蓋頭的壓頭處以便壓蓋。如圖 4.7 和 4.8 所示： 圖 4.7 凹槽 畢業(yè)論文 17 圖 4.8 由于雜亂堆放的瓶蓋在儲(chǔ)料筒中的定向具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性除了瓶蓋的幾何參 數(shù)外，還與重心位置、瓶蓋在基本定向平面和導(dǎo)向定向平面的投影輪廓、通道間隙、瓶 蓋的表面特征等有關(guān)。因此，要保證對(duì)十分固定的節(jié)拍工作的封蓋機(jī)均勻加料，需在理 蓋器出 口設(shè)置緩沖集料倉(cāng)，用以貯備一定量的瓶蓋，以補(bǔ)償料斗定向加料裝置的平均生 產(chǎn)能力與其瞬時(shí)值之間的不定差值。 畢業(yè)論文 18 第 5 章 上、下滑道的設(shè)計(jì) 上、下滑道的合理設(shè)計(jì)能保證瓶蓋連續(xù)送給，通過(guò)把少數(shù)反蓋進(jìn)行剔除，把理出的 正向蓋逐步送到滑道，保證正常的封蓋傳送。 5.1 反蓋自動(dòng)剔除原理 考慮到瓶蓋的移動(dòng)速度快，上下轉(zhuǎn)盤剔除反蓋會(huì)有遺漏，在垂直滑道選蓋撥輪位置 對(duì)反蓋進(jìn)行二次剔除。蓋口背向撥輪齒即為反蓋，撥輪齒卡住反蓋停止移動(dòng)，撥輪齒間 距的大小應(yīng)保證正蓋通過(guò)時(shí)撥輪齒能順利進(jìn)人瓶蓋，與瓶蓋口的間隙又不能過(guò)大，保持 齒間距 為合適尺寸。 瓶蓋隨轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到料斗出口并呈單排排列時(shí)，瓶蓋的方向只有兩個(gè)，即蓋口向上 ( 正蓋) 和蓋口向下( 反蓋 )兩種情況。由于瓶蓋有一個(gè)共同的特點(diǎn)：重心位于軸心線且靠 近蓋底，因此蓋底與轉(zhuǎn)盤平面接觸的概率將大于蓋口與轉(zhuǎn)盤接觸的概率，即正蓋數(shù)量大 于反蓋數(shù)量。 在瓶蓋通過(guò)滑道進(jìn)入封蓋機(jī)下道工序之前，在滑道的末端安裝可調(diào)空氣噴嘴，利用 撥條除引導(dǎo)正蓋進(jìn)入滑道外，還有一個(gè)鑒別正、反蓋的作 用，把反蓋撥入儲(chǔ)料筒，重新 排序，這里要求說(shuō)明的是為什么要加第二道工序呢 ? 因?yàn)榈谝坏拦ば螂y免由于個(gè)別蓋子 不標(biāo)準(zhǔn)，如直徑偏小或高度偏低而呈反蓋時(shí)進(jìn)入斜面間隙混在正蓋序列中，所以經(jīng)過(guò)第 二道工序就保證了進(jìn)入滑道后均為正蓋，萬(wàn)無(wú)一失。 5.2 保證蓋子的正確性 5.2.1 保證進(jìn)入滑道的蓋子均為正蓋 這個(gè)從前面的原理敘述中可以知道，此理蓋器采用了兩道工序?qū)φw進(jìn)行了篩選， 第一道工序是通過(guò)上線轉(zhuǎn)盤的凸臺(tái)及凹面和皇冠蓋凹面的朝向來(lái)實(shí)現(xiàn)剔除反蓋，這里的 間隙 占與蓋子的高度和上線轉(zhuǎn)盤凸面的高度有關(guān)，要求凸面的取值能使正蓋順利進(jìn)入斜 面間 隙而使反蓋不能進(jìn)入。 第二道工序，在瓶蓋通過(guò)滑道進(jìn)入封蓋機(jī)下道工序之前， 在滑道的末端安裝可調(diào)空氣噴嘴，利用撥條除引導(dǎo)正蓋進(jìn)入滑道外，還有一個(gè)鑒別正、 反蓋的作 用，把反蓋撥入儲(chǔ)料筒，重新排序，這里要求說(shuō)明的是為什么要加第二道工序 呢? 因?yàn)榈?一道工序難免由于個(gè)別蓋子不標(biāo)準(zhǔn)，如直徑偏小或高度偏低而呈反蓋時(shí)進(jìn)入 斜面間隙混在正蓋序列中，所以經(jīng)過(guò)第二道工序就保證了進(jìn)入滑道后均為正蓋，萬(wàn)無(wú)一 失 。 5.2.2 保證進(jìn)入滑道的正蓋表面無(wú)明顯的劃傷和形狀變形 由于正反蓋選擇是利用上下轉(zhuǎn)盤的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)進(jìn)行正蓋通過(guò)反蓋擋回的進(jìn)入到滑 道里去的，所以蓋子在這過(guò)程中無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)程度輕，表面避免了因摩擦 畢業(yè)論文 19 而引起的劃傷。 反蓋被擋回重新選擇也在彈性推頭的推動(dòng)下，隨著下轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)重新落回儲(chǔ)料筒的。 在此過(guò)程之中并無(wú)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不存在表面劃傷， 并在上轉(zhuǎn)盤的右側(cè)缺口處隨慣性拋出， 前面裝有緩沖裝置，使蓋子得到足夠緩沖并落人儲(chǔ)料筒中，避免了因強(qiáng)烈的撞擊而造成 的形狀的變形。 畢業(yè)論文 20 第 6 章 主要參數(shù)的計(jì)算 6.1 生產(chǎn)能力 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，被動(dòng)定向機(jī)構(gòu)至多可容納多少個(gè)瓶蓋，儲(chǔ)料筒就供給多少個(gè)瓶蓋。 儲(chǔ)料筒定向加料裝置每分鐘最大生產(chǎn)能力按式 ( 1 ) 確定： ( 1 ) nd D2max??? 式中：D 指圓盤直徑( mm) D 指蓋口外徑( mm)； 由于瓶蓋在料斗內(nèi)定向具有隨機(jī)性，因此，實(shí)際儲(chǔ)料筒定向加料裝置的平均生產(chǎn)能 力Ⅱ?qū)⒖偸切∮诎词? 1 )計(jì)算的最大可能值。定向加料裝置生產(chǎn)能力的實(shí)際值與最大理 論值之比稱為理蓋效率 P，這樣： ( 2 ) ndp2max ??? 實(shí)際上，理蓋效率 P 就是定向裝置的選取概率，被動(dòng)定向時(shí)一般為：??xqpnii??1 式中：p 是由于第 i 種原因，蓋未被選取的概率。 這些原因中有：瓶蓋處于不正確定向的位置；瓶蓋的附著性過(guò)高；轉(zhuǎn)盤速度過(guò)高致 使來(lái)不及選取等。通常理蓋器的實(shí)際生產(chǎn)能力應(yīng)高于生產(chǎn)線所需要的瓶蓋數(shù)的 1 3 0 ％ 左右。 6.2 底盤轉(zhuǎn)速 底盤的轉(zhuǎn)速越小，生產(chǎn)能力也越小，過(guò)小則不能滿足封蓋機(jī)要求：過(guò)大，不利于瓶 蓋的下滑。因此轉(zhuǎn)速是理蓋器設(shè)計(jì)中最重要的參數(shù)之一。為了保證封蓋機(jī)的實(shí)際產(chǎn)量 W( p c ／ h ) ，那么： ( 3 ) 602 WndD???? 另一方面，又要保證未選出的瓶蓋能向下滑動(dòng)，那么： ( 4 ) ????cossi 2mgrmg? 畢業(yè)論文 21 其中： 60 2,1023nDr?????? 則 ( 5 ) ??31cossi???gn??? 式中： α 為儲(chǔ)料筒傾角； μ 為瓶蓋對(duì)下轉(zhuǎn)盤的摩擦系數(shù)。 因此，圓盤轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足： ( 6 ) ??310cossin23062???? DgnWDpd ???? 6.3 上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間的間距 理蓋環(huán)與底盤之間的間距是實(shí)現(xiàn)瓶蓋二次定向的重要參數(shù)。為保證蓋口朝上的瓶蓋 順暢通過(guò)而蓋口朝下的瓶蓋不能通過(guò)，必須選取合適的間距。為了使蓋口朝下的瓶蓋不 通過(guò)， 則有： htgdL???2 ( 7 )t? 為了保證蓋口朝上的瓶蓋能順暢通過(guò)，則有： htg dL??2cos? 故 ( 8 )2cos? th?? 故間隙 L 應(yīng)滿足： ( 9 ) ??tg dhtgdh22cos??? 畢業(yè)論文 22 式中：h—瓶蓋高度（mm） ； θ—上轉(zhuǎn)盤錐形凸起之錐角( o ) 。 6.4 儲(chǔ)蓋筒傾角 儲(chǔ)蓋筒傾斜放置，在重力、慣性力或離心力作用下使其集中于平面接合處，瓶蓋將 從任意狀態(tài)轉(zhuǎn)變到表面的幾何形狀所決定的某種穩(wěn)定狀態(tài)。保證瓶蓋連續(xù)輸送至理蓋器 的上轉(zhuǎn)盤中，進(jìn)行瓶蓋定向。 儲(chǔ)蓋筒對(duì)水平面的傾角應(yīng)保證尚未落出通道的瓶蓋向下滑動(dòng)，因此，傾角應(yīng)比瓶蓋 摩擦角大 1～2 倍。一般取 α＝ 4 5 o～ 5 5 o。 畢業(yè)論文 23 第 7章 結(jié)論 瓶蓋理蓋器和旋蓋機(jī)構(gòu)作為各種酒類自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線上必備的、重要的組成部分， 其生產(chǎn)率的高低、工作性能的優(yōu)劣直接影響整條灌裝線的生產(chǎn)，也對(duì)提高釀酒企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益起著至關(guān)重要的作用。本文介紹的瓶蓋理蓋器和具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，篩選瓶蓋 準(zhǔn)確、 效率高，制造、維修簡(jiǎn)單、方便，瓶蓋供送平穩(wěn)、無(wú)損傷，通剛性廣 ( 可以適 合多種類型的酒瓶瓶蓋)等特點(diǎn)。此外，通過(guò)合理選擇振動(dòng)頻率、合理設(shè)計(jì)吸合間隙和減 振機(jī)構(gòu)，可以減少理蓋器的振動(dòng)和噪聲；從而進(jìn)一步體現(xiàn)出這種理蓋器的優(yōu)越性。在消 化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，我們?nèi)裟芙沂酒鋬?nèi)在的關(guān)系和規(guī)律，抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，就 能做到學(xué)有進(jìn)步，給我們以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)分析了蓋子本身形狀的特點(diǎn)和 蓋子材質(zhì)的特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)理蓋，使整個(gè)王冠蓋理蓋方法有了新的突破，這種方法 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)瓶蓋標(biāo)簽損傷??；此外，簡(jiǎn)便實(shí) 用，效率高。可滿足高速封蓋機(jī)需要，容易進(jìn)行大批量生產(chǎn)；適于 h／D ≤1 瓶蓋或其他 自動(dòng)裝配機(jī)上蓋形零件的定向等特點(diǎn)。但必須注意，在提高理蓋器速度的前提下，除要 考慮理蓋上下轉(zhuǎn)盤相應(yīng)尺寸增大的同時(shí)還要從動(dòng)作的平穩(wěn)性等方面引起重視，加以考慮。 ，如果滿足了高速自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的各項(xiàng)要求，在國(guó)內(nèi)飲料灌裝行業(yè)得到推廣應(yīng)用，一 定會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 畢業(yè)論文 24 致 謝 感謝我的論文指導(dǎo)老師劉立偉副教授對(duì)我的幫助，在本文的寫作過(guò)程中，我自始至 終的得到了劉老師的精心指導(dǎo)，從論文開題、答疑解惑、圖紙繪制修改到最終定稿，無(wú) 不傾注了她的心血和智慧，在這里我要向劉老師致以最衷心的謝意。同時(shí)，劉老師淵博 的學(xué)識(shí)、敏銳而深刻的學(xué)術(shù)直覺(jué)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的研究作風(fēng)、勤奮努力的工作態(tài)度，都使我 由衷欽佩，是我以后的學(xué)習(xí)楷模。 通過(guò)畢業(yè)論文的這