手動(dòng)瓶蓋壓蓋機(jī)的改進(jìn),手動(dòng),瓶蓋,壓蓋,改進(jìn),改良 河南科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 題目名稱： 手動(dòng)瓶蓋壓蓋機(jī)的改進(jìn) 學(xué)生姓名 李 欣 所學(xué)專業(yè) 機(jī)電技術(shù)教育 學(xué)號(hào) 20040315045 指導(dǎo)教師姓名 洪新華 所學(xué)專業(yè) 光電工程 職稱 教授 完成期限 2009年5月25日 一、前言 1．選題的目的和意義 壓蓋機(jī)是包裝機(jī)械中的一個(gè)組成部分，也是包裝機(jī)械的必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。壓蓋機(jī)的效率必然要影響到整個(gè)包裝機(jī)械的效率，如果沒有高效率現(xiàn)代化機(jī)械自動(dòng)控制的壓蓋機(jī)，那么包裝機(jī)械也不能迅速發(fā)展。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)水平的不斷提高，而且市場的競爭日趨激烈，手動(dòng)瓶蓋壓蓋機(jī)工作效率低、生產(chǎn)力落后，因此對其的改進(jìn)可以有效的提高工作效率和生產(chǎn)能力，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。故將手動(dòng)壓蓋機(jī)改造為自動(dòng)壓蓋機(jī)是非常有必要的。 2．研究現(xiàn)狀以及優(yōu)缺點(diǎn) 首先，壓蓋機(jī)是屬于包裝機(jī)械，是包裝機(jī)械的一個(gè)組成環(huán)節(jié)。而我國的包裝行業(yè)起步比較的晚，那么壓蓋機(jī)的起步也就比較的晚。包裝行業(yè)在我國是屬于一個(gè)新興的工業(yè)，80年代初剛剛起步，剛開始這一行業(yè)不被人們重視，底子很薄，而且技術(shù)含量極為不足，是一個(gè)分散的行業(yè)。但是隨著商品流通領(lǐng)域的擴(kuò)大，包裝的作用已為企業(yè)所重視，并成為國民經(jīng)濟(jì)的組成部分。經(jīng)過“七五”、“八五”、“九五”至今的發(fā)展，我國的包裝機(jī)械壓蓋機(jī)發(fā)展迅速，已走玩了發(fā)達(dá)國家的30～～40年的歷程。今天我國的此行業(yè)已經(jīng)達(dá)到發(fā)達(dá)國家的80年代中期的水平，而壓蓋機(jī)有些已經(jīng)水平達(dá)國際水平，比如：我國的 GY126/124灌裝壓蓋機(jī)和雙端式洗瓶機(jī)為核心的4萬瓶/小時(shí)(640ml)瓶裝生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線為目前國內(nèi)（國外進(jìn)口的除外）技術(shù)最先進(jìn)、性能最好、速度最快的啤酒瓶裝生產(chǎn)線之一，此外還有GY80A灌裝壓蓋機(jī)，它的性能也非常的好且穩(wěn)定。但是這是我國極為先進(jìn)的水平，還沒有應(yīng)用和推廣至全國，許多的企業(yè)的壓蓋機(jī)還是比較的落后，生產(chǎn)水平還比較的低，還有許多的手動(dòng)和腳踏式的人工壓蓋機(jī)，因此還需要進(jìn)行提高，進(jìn)行改造。 其次，國外的發(fā)展?fàn)顩r。美國是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史最長的國家，早早的已經(jīng)形成了一個(gè)獨(dú)立完整的包裝機(jī)械工業(yè)體系。美國的產(chǎn)品以高、大、精、尖居多，而且他們對一個(gè)或兩個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)行專門的研究、實(shí)驗(yàn)和制造， 以達(dá)到精益求精。每一種產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新的投入都比較大，每年的銷售也都有增加。其中壓蓋機(jī)就是美國新型包裝機(jī)械產(chǎn)品中增長速度最快之一。德國也是包裝工業(yè)發(fā)展發(fā)達(dá)的國家之一，尤其是德國在啤酒和飲料灌裝等設(shè)備居于領(lǐng)先地位。它們的產(chǎn)品具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。德國的包裝機(jī)械壓蓋機(jī)之類的廣泛的采用機(jī)——電——?dú)?，機(jī)——電——液等一體化方面的技術(shù)，生產(chǎn)水平先進(jìn)且效率也高。 意大利也是包裝機(jī)械發(fā)展水平高的國家之一。意大利機(jī)械主要特點(diǎn)是性能優(yōu)良、外觀考究、價(jià)格便宜。意大利的壓蓋機(jī)機(jī)械多采用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，如用微機(jī)和PLC（可編程控制器）等系統(tǒng)。 日本的這一行業(yè)也發(fā)展迅速，它以技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠而聞名于世。日本將微機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)等應(yīng)用于包裝機(jī)械中，大大提高了競爭能力。日本的包裝產(chǎn)品中，以中小型單機(jī)為多，其中的封蓋機(jī)體積小、安裝容易、操作方便，自動(dòng)化程度也很高。 最后，我國與國外的壓蓋機(jī)發(fā)展水平差距。在質(zhì)量方面，國外的這些機(jī)械已經(jīng)普遍的引入了微機(jī)控制、氣、電控制等機(jī)電一體化技術(shù)，大大的提高了機(jī)械的生產(chǎn)效率和自動(dòng)控制的可靠性。但是我國的機(jī)械相當(dāng)?shù)牟?，主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)效率低、耗能高、穩(wěn)定性和可靠性差；外觀也粗糙、產(chǎn)品的壽命低。在技術(shù)水平方面，國外的壓蓋機(jī)產(chǎn)品早已采用機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合，智能化和柔性化的技術(shù)水平高。對于啤酒生產(chǎn)中的設(shè)備更是采用了只能控制等先進(jìn)技術(shù)，運(yùn)行可靠穩(wěn)定性好。我國的產(chǎn)品技術(shù)均偏低，表現(xiàn)在控制技術(shù)和產(chǎn)品靠性等方面，更重要的的是我國的技術(shù)水平更新速度太慢，新技術(shù)、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用范圍太窄。在產(chǎn)品的開發(fā)方面，我國的企業(yè)開發(fā)一種產(chǎn)品并且穩(wěn)定的生產(chǎn)，時(shí)間要2～3年，開發(fā)的周期太長，根本做不到“生產(chǎn)一個(gè)、儲(chǔ)備一個(gè)、開發(fā)一個(gè)”。而國外的產(chǎn)品開發(fā)，專門從事開發(fā)的人員充足，費(fèi)用高，因此新產(chǎn)品層出不斷。 總之，我國的壓蓋機(jī)等一系列的包裝機(jī)械與國外會(huì)存在很大的差距，需要從多方面進(jìn)改進(jìn)。比如，引進(jìn)的設(shè)備不夠先進(jìn)，技術(shù)水平不夠高，機(jī)電一體化、自動(dòng)化程度比較的低，設(shè)備壽命短，維修配件跟不上，技術(shù)服務(wù)差，用戶使用不方便。 3．種類及分析 （1） 腳踏式壓蓋機(jī) 此類壓蓋機(jī)是河南新鄉(xiāng)輕工業(yè)機(jī)械制造廠生產(chǎn)的，該類的壓蓋機(jī)是對手動(dòng)的壓蓋機(jī)來講是一個(gè)進(jìn)步，因?yàn)樗陨眢w的力量來進(jìn)行壓蓋，比手壓式壓蓋機(jī)省力得多，而且腳踏式壓蓋機(jī)的穩(wěn)定性也比較好，適用于瓶身55mm到 85mm，高度200mm到350mm的啤酒瓶或者是飲料瓶。它的不足之處是仍然是人工的操作，只能進(jìn)行單件小批量的生產(chǎn)，而不能進(jìn)行大批大量的生產(chǎn)，還是比較的落后，生產(chǎn)力水平低下，效率不高。但它可以進(jìn)行教學(xué)的使用，讓學(xué)生的進(jìn)行觀察和簡單操作。 （2） MEYER HL1008型灌裝壓蓋機(jī) 此壓蓋機(jī)是美國MEYER公司制造的HL1008一78一18型短管機(jī)，1989年投人使用，但是現(xiàn)在這種機(jī)械在美國早已經(jīng)淘汰，在我國使用近年來該設(shè)備已經(jīng)存在了很大的缺陷，比如： a．酒閥控制液位功能差，控制拔叉已嚴(yán)重磨損； b．擊泡裝置無壓力、無開停時(shí)間自控功能； c．托瓶氣缸使用壓縮空氣壓力要求高達(dá)O、7Mpa，日常所用氣源難以滿足，長期在高壓狀態(tài)下工作，零部件極易磨損； d. 托瓶氣缸上端沒有防水及防碎玻璃裝置，氣缸外壁及導(dǎo)向軸承易被割損； e. 壓蓋機(jī)中心軸與壓蓋筒中心分度圓出現(xiàn)偏差，運(yùn)行時(shí)常出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象； f. 皇冠蓋壓蓋組件無超載卸壓裝置，易壓爛瓶，也易損壞壓力彈簧和壓蓋錐套等零件。 （3）FG-4型全自動(dòng)防盜封口機(jī) 此機(jī)械生產(chǎn)于湖南省食品機(jī)械總廠，目前是國家重點(diǎn)的投資項(xiàng)目，該機(jī)深受用戶歡迎，用戶反映使用效果較好。由于啤酒、飲料及原汁飲料生產(chǎn)成套設(shè)備隨著市場競爭日趨深入，防偽措施也越來越重視。酒類、飲料生產(chǎn)要求配套防盜蓋封口機(jī)。而該類機(jī)械就是針對于瓶蓋的防偽而設(shè)計(jì)的，其效果非常好，它適用于瓶直徑60mm～110mm，瓶高160mm～230mm，筒式鋁質(zhì)防盜蓋，瓶蓋的尺寸為25.6mm×7mm；28mm×16mm；30.5mm×21mm(直徑、高度)，生產(chǎn)能力是1000～5000瓶/h，采用的調(diào)速形式為機(jī)械無級(jí)調(diào)速。 （4） BYJ-10型塑料蓋壓蓋機(jī) BYJ－10型塑料蓋壓蓋機(jī)是一種將平頂塑料蓋自動(dòng)地壓入玻璃瓶口中,完成玻璃瓶塞式封口的包裝機(jī)械。它適用于我國大中型醬油、飲料等廠,最大生產(chǎn)能力8000瓶/時(shí),有操作安全,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音小,破瓶率底,體積小,調(diào)試簡單,維修方便,沒有特殊材料等優(yōu)點(diǎn),它是采用真空吸蓋和轉(zhuǎn)盤型孔式理蓋器,能自動(dòng)整理瓶蓋并準(zhǔn)確地在玻璃瓶上扎壓塑料蓋。瓶子規(guī)格瓶徑￠75±1.5mm瓶身高89±1.5mm;適應(yīng)蓋形圓形平頂蓋;壓蓋頭數(shù)10個(gè)。 （5）FDC32T8型灌裝壓蓋機(jī) 此類灌裝壓蓋機(jī)它采用補(bǔ)償彈簧的裝置，有效的減少了瓶高造成的瓶子壓碎的現(xiàn)象，降低了瓶子的破損率，提高了生產(chǎn)的效率。對于這一類壓蓋機(jī)太缺少瓶蓋的供送裝置，需要專門的輸蓋機(jī)一臺(tái)（CHL—72型）。 （6） 封蓋及壓蓋機(jī) 此機(jī)械是北京釀酒機(jī)械廠生產(chǎn)的機(jī)械，它的壓蓋頭數(shù)是120頭，電動(dòng)機(jī)的功率2.2kw。如此多的壓蓋頭數(shù)使得它的機(jī)械效率很高。 廣東輕工業(yè)機(jī)械集團(tuán)的啤酒瓶裝生產(chǎn)線，近年來發(fā)展較快，單機(jī)的生產(chǎn)能力已大于等于36000瓶/小時(shí)，比過去的8000瓶/小時(shí)是一個(gè)很大的進(jìn)步，生產(chǎn)線效率也大于等于77%，比過去的65%也提高了10%還多，破瓶率也已經(jīng)有過去的4%減小到2.5%。 總之，我國的壓蓋機(jī)與國外的相比較，各種性能還是有一定的差距。 二、采用的設(shè)計(jì)原理及主要研究內(nèi)容 1．設(shè)計(jì)原理 手動(dòng)壓蓋機(jī)是以人工操作進(jìn)行對瓶蓋的壓緊，其改進(jìn)是將人工的操作變換為機(jī)械的操作，以電動(dòng)機(jī)代替人工手動(dòng)，采用在自動(dòng)機(jī)械的壓蓋。機(jī)械自動(dòng)的壓蓋機(jī)共有壓蓋機(jī)主體、壓蓋機(jī)機(jī)頭、瓶蓋的供送裝置、進(jìn)出瓶裝置四部分組成。 壓蓋機(jī)的運(yùn)行方式分為兩種：一是瓶子不動(dòng)，壓蓋機(jī)機(jī)頭下落，把瓶蓋壓蓋到瓶口上去，；另一種是壓蓋機(jī)機(jī)頭不動(dòng)，瓶子隨著托盤升降，從而達(dá)到壓蓋的目的。 壓蓋的工序包括：首先是將瓶蓋經(jīng)過料斗的定向裝置，定向的（皇冠）瓶蓋通過送蓋滑道輸送到壓蓋模的外側(cè)，然后是用壓縮空氣將蓋吹至壓蓋模下發(fā)，此瓶蓋就被壓蓋頭柱塞中的磁鐵緊緊的吸住從而也達(dá)到定位，最后是壓蓋機(jī)機(jī)頭受壓蓋凸輪槽道控制向下運(yùn)動(dòng)，對中罩使瓶嘴與壓蓋機(jī)機(jī)頭對中，同時(shí)將蓋壓到瓶口，壓蓋機(jī)中的心桿壓住瓶蓋，使得蓋與瓶口間隙密封墊產(chǎn)生擠壓變形，同時(shí)壓蓋模與對蓋的裙邊進(jìn)行擠壓，使得其向瓶封口凸棱下壓緊，產(chǎn)生彈性塑性變形，形成蓋與瓶口的機(jī)械性密封。壓蓋完成后，在彈簧力的作用下，蓋與壓蓋模分離，壓蓋機(jī)機(jī)頭升起，瓶子由出瓶撥輪排出。 2．研究內(nèi)容 研究的主要內(nèi)容包括四個(gè)部分：一是送蓋裝置的設(shè)計(jì)和分析，說明其工作原理并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖；二是對壓蓋機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì)分析，說明其工作原理并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖；第三是對電動(dòng)機(jī)的選擇并對傳動(dòng)裝置的計(jì)算和分析，以及對重要器件的選用；第四是對進(jìn)出瓶裝置的分析及結(jié)構(gòu)簡圖。 三、現(xiàn)在所在的工作 通過對瓶蓋壓蓋機(jī)實(shí)地考察，以及查閱書籍和資料并對其研究和分析，我已經(jīng)對瓶蓋壓蓋機(jī)有了一定的認(rèn)識(shí)。了解了人工（手動(dòng)）壓蓋機(jī)的工作原理，同時(shí)也對自動(dòng)（機(jī)械）壓蓋機(jī)的壓蓋機(jī)機(jī)頭、進(jìn)出瓶裝置等組成部分的基本工作原理有了初步的認(rèn)識(shí)，但對他們只是一個(gè)簡單的表面認(rèn)識(shí)，但是還需要進(jìn)行進(jìn)一步的深層的剖析，將他們的原理部分徹底搞清楚。 有了以上的工作基礎(chǔ)，下一步開始對瓶蓋壓蓋機(jī)的各個(gè)組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括：1.對壓蓋機(jī)的瓶蓋傳輸供送裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖；2.對壓蓋機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行速度的計(jì)算，從而選擇電機(jī)以及確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；3.對壓蓋機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并畫出其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的簡圖；4.對壓蓋機(jī)機(jī)頭的工作原理的說明，并畫出壓蓋機(jī)機(jī)頭的原理圖；5.對壓蓋機(jī)的進(jìn)出瓶裝置的設(shè)計(jì)。最后對瓶蓋的壓蓋和瓶口的說明并畫出簡圖。 四、主要參考文獻(xiàn)與資料 ［1］徐景珩.未來十年中國食品和包裝機(jī)械發(fā)展趨勢.北京：中國輕工業(yè)出版社，1998 ［2］宮相印.食品機(jī)械與設(shè)備.北京：中國商業(yè)出版社，1993 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