摘 要

随着科技的不断进步，特别是包装和自动化行业的不断发展，现代社会对于包装行业自动化的要求也越来越高，人工包装等重复繁琐的工作方式正在逐渐被淘汰，早期自动化程度较低的包装机械设备已经远远满足不了日益增长的社会需求。鉴于此，设计一个自动化程度较高的包装机械是社会对我们大学生的要求。所以本次瓶装调味品自动旋盖机的设计目的，就是要实现较高程度的自动化。本次设计根据要求，共需要完成上盖，供瓶，旋盖，出瓶等几个工序。整台设备仅需要进行简单操作，即可完成旋盖的动作，大大减少了人工的成本，实现较高程度的自动化。

整个机械系统主要包括上盖装置、旋盖头、输送带、星形转盘的设计。驱动部分则包括驱动输送机和旋盖器的两台交流电机，一台用于驱动星形回转盘间歇运动的步进电机，以及两个分别控制旋盖器上下运动和瓶身夹紧的气缸，通过完成各自特定的动作，最终能够协调在一起，完成自动旋盖的功能。

关键词：包装，旋盖机，输送带，旋盖头

ABSTRACT

With the continuous progress of science and technology, especially in the packaging and automation industries, the requirements for automation in the packaging industry in modern society are also getting higher and higher, and repetitive and cumbersome working methods such as manual packaging are gradually being eliminated. The packaging machinery, which was less automated in the early days, was far from meeting the growing social demand. In view of this, the design of a high degree of automation of packaging machinery is a social requirement for our college students. Therefore, the purpose of the design of this bottled seasoning automatic cover machine is to achieve a high degree of automation. According to the requirements, this design needs to complete several processes such as upper cover, supply bottle, spin cover, and exit bottle. The entire device only needs to perform simple operations to complete the operation of the spin cover, which greatly reduces the cost of labor and realizes a high degree of automation.

The entire mechanical system mainly includes the design of a cover device, a cover head, a conveyor belt, and a star-shaped turntable. The drive part includes two AC motors that drive the conveyor and the cover, a stepping motor that drives the intermittent movement of the star Gyration, and two cylinders that control the upper and lower movement of the cover and the clamping of the bottle body, respectively. Complete their specific actions, Finally, it can be coordinated together to complete the automatic rotation function.

Key words: Packing, screwing machine, conveyor belt, revolving head

目录

摘要 1

1绪论 7

1.1旋盖机总述 7

1.2国内外研究现状 8

1.3主要研究内容 8

1.3.1瓶装调味品旋盖机的工作方式 8

1.3.2课题设计内容 8

1.3.3主要设计参数 9

2瓶装调味品旋盖机的基本原理和总体设计 10

2.1系统的工作原理 10

2.2系统总体方案设计 10

2.3机械结构的初步设计 10

2.3.1送盖上盖部分初步设计 10

2.3.2输送部分结构确定 12

2.3.3旋盖部分方案设计 12

3 旋盖机结构主要部件设计与计算 14

3.1输送带的设计 14

3.1.1输送机基本尺寸设计 14

3.1.2输送带电机的选择 16

3.1.3输送带减速器选择 17

3.1.4验算电机转矩 17

3.2转盘的设计及驱动 17

3.2.1星形转盘的设计计算 17

3.2.2驱动电机选择 17

3.3旋盖部分设计 19

3.3.1旋盖头的设计 19

3.3.2旋盖电机及减速器的选型计算 19

3.3.2气缸的选择 19

3.4输送带挡板 20

4.部分零件的校核计算 21

4.1轴的设计及校核 21

4.2键的校核 23

4.3轴承的计算校核 23

5结论 25

致 谢 26

参考文献 27

1绪论

随着科技社会的发展，世界包装行业机械多年来一直不断增加，2008年全球包装机械市场就已达146亿欧元（约206亿美元），是一个非常有前景的行业。^[1] 尤其是食品和饮料行业在中国国家经济中占有重要地位，在世界范围内，投资比重也很大，中国同时是包装机械的最大买家，占有大概60%份额。^[2]我国的包装行业发展非常迅速，医药，化妆品，饮料等好几类行业的发展非常迅速，这些行业在国家生产过程起到了相当大的作用，也促进了国民的健康、社会的安定和经济的发展。^[3]调味品行业是其中的一个重要的组成部分， 20 多年来，调味品包装行业从无到有不断地进步和提升，以往的很多缺点如产品结构简单、竞争力低的局面都发生了巨大改变，这也是得益于各个新兴企业的规模和自动化程度不断提高，使得产品的设计逐渐合理和稳定。人们生活水平的不断提高，对调味品的方便、营养和健康提出了更高的要求。这也将导致更多的调味品企业升级他们的产品。

1.1旋盖机总述

目前市场上的封口机主要用于密封玻璃瓶和PET瓶的螺纹盖封口。这也是大多数瓶装调味品的主要封口形式。盖子是密封、可靠和易于打开的包装盖。该材料一般是铝合金、塑料等材料。这些材料所制成的瓶盖在旋盖机的作用下与瓶口旋紧，从而达到密封的效果。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，开放式瓶盖被广泛应用于各种瓶装食品包装中，如果汁、饮料、果蔬浆、调味品、婴儿食品等。瓶装调味品常用的瓶盖直径为30～65 mm。根据旋开盖的螺纹数的不同，在国内最常用的旋开瓶盖为三旋盖和四旋盖。

近年来，随着食品饮料工业规模化、高效化的发展，世界先进的罐头生产线的生产能力一般高达200～600瓶/min，同时，为了提高整个机械的生产效率，旋盖机、灌装机和洗瓶机常常会被组合在一台整机上。这不仅减少了洗涤瓶、灌装和旋转盖过程之间的运输距离，而且也减小了整个生产线的占地面积，这对于防止二次污染具有重要意义。由于原有的直线式的旋盖机效率较低，而旋转式灌装机效率较高，两者很难进行效率上的统一，因此很难组合合成一台完整的机器，旋盖机和灌装机的效率脱节已经难于满足社会日渐增大的需求，所以新型多头旋盖机应运而生。同旋转式灌装机一样，这种新型的旋盖机可以通过增加封头来提高产量。同时，由于新型的旋盖头具有灵活型高，可替换性高等特点，只要稍加改动就能够适应各种不同的瓶盖和瓶身的封口。旋盖机具有良好的应用前景，现在已经广泛应用于各种食品饮料生产线和制药行业。

然而，在过去，中国罐头封盖机在使用中仍存在许多不足。首先是自动化程度低。旋盖机旋转盖后仍需手动盖，才能够满足加工要求；二是效率低，不能满足我国罐头生产的现状，且旋盖质量低，返工率高。这些问题是由于封盖机自动化和精度低等问题一起造成的。^[4]

1.2国内外研究现状

近年来，随着调味品行业的发展，封盖的效率和密封性的重要程度变得越来越高。长期以来，中国的各类机械，包括旋盖机都是在走先进口先进的设备，然后再在模仿和二次开发的方式下向国产化转变的老路。而且我国的包装机械自动化程度相对较低，只实现了机械化，并没有完成信息化。电子技术在世界包装机械中的应用，将数据采集、分析和控制集成到芯片中，实现嵌入式控制。机器人的应用可以将机械手引入到封盖机中，并且可以远程控制，并且可以在更复杂的环境中实现自动控制^[5]。目前国际上主流的旋转盖速度在12000瓶/h，全部集成了盖子、对准、拾取、预压盖、紧盖等功能，实现了无人控制生产。特别是那些人工难以实现的包装,如无菌包装、药品饮料包装、真空包装、热成型包装等，更加需要实现自动化。伴随电子技术的发展，包装从单机分离电器为主的低级程序控制发展到多功能全自动包装机和由电子计算机控制的包装生产自动线^[6]。但是在目前，整个中国的机械包装行业非常落后，并且缺乏竞争力。^[7]还需要进一步的努力赶上。

目前，中国调味品生产线广泛采用的旋盖机一般分为两类：一种是直线式旋盖机，另一种是由中间转盘驱动的螺旋式盖机。第一种是基于盖子已经安装在瓶子上的情况，螺旋式旋盖机的旋开盖大多是机械导盖，旋盖头旋转封口^[8]。因此，在综合考虑结构性能、操作难度和成本性能等综合因素的基础上，本次设计采用螺旋式的旋盖机。

1.3主要研究内容

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