成瓶啤酒自动装箱设备

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第 1 章 课题规划
1.1 课题背景分析
当前，世界先进自动装箱机的发展已呈现出集机、电、气、液、光、磁、生 为一体的势头，生产的高效率化、产品节能可回收化、高新技术实用化、智能化 已成趋势，这也应该是我国包装机械业的主流发展方向。国内外研究现状分析： 全球啤酒市场将快速发展，这对于啤酒包装以及包装标签市场的发展而言将产生 巨大的推动作用。同时这样的发展机遇也对我国的包装行业提出了更高的要求。 这对于包装印刷行业而言将是一个良好的商机，那么至于这是不是可以转变为包 装市场的增长动力还有待实践验证，但是这对于啤酒包装行业的价值是不言而喻 的。中国啤酒业成为世界啤酒市场中增长最快、产销量最大和竞争最为激烈的产 业之一。在未来 5 年左右，这个市场仍然存在较大增长的空间。面对这样的发展 机遇，自动装箱机是否有能力抓住是啤酒企业所要考虑的问题，包装设备是啤酒 生产中最重要的设备组成，其中包括卸垛机、卸箱机、洗瓶机、灌装机、杀菌机、 装箱机、纸箱成型机、纸箱包装机、纸箱封箱机、热收缩膜包装机、码垛机等。 啤酒包装设备是我国啤酒机械行业技术引进最多、发展最均衡的部分。我国啤酒 包装机械发展一直重复着落后-引进-仿制-落后的过程。 我国啤酒包装行业的发展 主要是通过引进和测绘、仿制国外设备发展起来的，目前还存在两大问题。其一， 我国啤酒包装机械行业产品虽然比较丰富，但其受到制造厂商发展水平的限制， 产品线不够完善。由于技术水平的原因，成套设备的整体性能还不够好。其综合 实力有限，一些单机发展不错，但配套设备不完善，导致整个生产线的性能大打 折扣。其二，国内包装机械行业发展面临的最大困境就是知识产权意识淡薄，研 发创新能力差。我国具有自主研发能力的啤酒包装机械行业少之甚少，而正在掌 握国际先进水平的自主知识产权核心技术更是寥寥无几。造成这种局面的主要原 因有很多，重要的是如何正确的看待技术的研发。通过技术的提升和优化，实现 高端包装设备的国产化是指日可待的，而通过高新技术的不断应用和推动，武装 和强化行业的整体水平，我国也将朝着世界包装中心的方向不断前进。 随着啤酒、饮料业的迅速发展，装箱机已经成为现代啤酒饮料罐装生产线上不可 缺少的设备，虽然，人们可以完成把罐装完成瓶子从输瓶带装进箱子里的工作。， 但是与现代化生产极不相配，也远远不能满足生产发展的需要。半机械、办人工 的装箱机的出现，虽然可以部分地替代人们的手工劳动，但这种机械适应生产线 在 1.5 万瓶／时以下的工作状态。现在，人们已研究出采用计算机控制的全自动 装箱机来满足市场的需求。JXZ12/4 全自动装箱机就是其中之一。
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适应性
工 环 动 运
况：负荷变化 境：室内常温，保持环境清洁 力：380V 50HZ 总功率≤3KW 动：运动形式、速度、加速度
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性能
结构尺寸：主机外型：（长 x 宽 x 高）1600x1450x2400MM 输箱链道：4000x760x600MM 出箱高度：650 50MM 输瓶链道：2000x440x870MM 进瓶高度：760 50MM
压缩空气被释放时，气囊恢复原形，瓶子被放开，顺利进入箱子内。
图 5 抓瓶装置
传动装置：抓瓶装置中抓头抓牢瓶子后带着提升，前移，下降把瓶子放入箱 内，有上升，返回，下降抓瓶。这个运动是由本装置中双四杆机构来实现。 导瓶装置：为了使抓头放下的瓶子正确放在箱内，本装置设置了导瓶装置。 装箱机的输瓶带沿纵向输瓶，输瓶带上的瓶在横向上通过导瓶板隔开，在纵向上 是靠近紧的，导瓶装置中瓶道的排放优先采用 4 瓶道加空隔道，这与 3X4 纸箱对 应。
包装运输
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第 2 章 功能分析
2.1 设计任务功能分析
2.1.1 总功能提炼
总功能就是将已经灌装好的成瓶啤酒装进纸箱(通过封箱机封口)，或者塑料 周转箱里从而完成啤酒的生产过程，是整个啤酒包装工艺流程实现自动化生产的 一个必要环节。
图 1 成瓶啤酒自动装箱机黑箱图
2.1.2 功能分解
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图 2 分功能关系图
它是由抓头充气、放气来实现抓、放瓶子的。通过机械运动、气动和电控, 把瓶子准确、可靠地放进箱子里。主机由带制动器的双速电机驱动,通过独特的双 四杆机构,使瓶子提升和降落运动准确平稳。 这种设备主要由：输箱装置、排瓶装置、抓瓶装置、气动装置、主传动装置、 输瓶装置、电控装置等组成。
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专业课程设计说明书
课题名称 成瓶啤酒装箱设备
指导教师
学生学号 学生姓名 学生班级 成 绩
设计时间 2015 年 11 月 2 日～2015 年 11 月 13 日
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目 录
第 1 章 课题规划..................................................................................................... 3 1.1 课题背景分析............................................................................................ 3 1.2 设计任务书................................................................................................ 4 第 2 章 功能分析..................................................................................................... 5 2.1 设计任务功能分析.................................................................................... 5 2.1.1 总功能提炼..................................................................................... 5 2.1.2 功能分解......................................................................................... 5 2.1.3 功能结构分析及功能结构图绘制................................................. 6 2.2 本章小结.................................................................................................. 10 第 3 章 系统原理方案设计................................................................................... 11 3.1 功能单元求解.......................................................................................... 11 3.1.1 分功能求解................................................................................... 11 3.1.2 系统原理方案综合求解............................................................... 12 3.1.3 方案优化及评价........................................................................... 14 3.2 本章小结.................................................................................................. 16 第 4 章 总体设计................................................................................................... 17 4.1 系统总体结构草图.................................................................................. 17 4.2 本章小结.................................................................................................. 18 第 5 章 总结........................................................................................................... 19 参考文献................................................................................................................. 21
图 4 摇瓶装置
缺瓶扫描装置：为了保证装箱质量，防止缺瓶现象在摇瓶装置中间设计了此 装置。 挡瓶装置：它是确定瓶子的纵向位置，保证抓头准确抓瓶。当瓶子随抓头刚 离开工作台面，由左右两个气缸同步将挡块拉至固定位置，将后面输送过来的瓶
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专业课程设计 子挡住。当抓头将要抓住瓶子的瞬间，挡块被气缸推离瓶子。使抓头顺利提起瓶 子。 抓瓶装置：本装置完成抓瓶和放瓶工作。在这装置中设计有带气囊的抓头。 当压缩空气进入气囊内，气囊发生形变 ，将瓶颈抱紧,瓶子可随本装置移动。当
2.1.3 功能结构分析及功能结构图绘制
图 3 装箱工艺流程
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装箱机的工作原理：输瓶带将灌装，杀菌，贴标签后的啤酒瓶输送本机工作 台。本机的充气抓头抓住酒瓶由一套双四杆机构运输放入停留在输送带上的空啤 酒塑料箱内，完成啤酒的自动装箱工作。 啤酒装箱机主要有：导瓶装置，机头装置，缺瓶扫描装置，输送装置，摇瓶 装置，进瓶装置，传动装置，机架装置，安全装置，挡屏装置，输箱 p，输箱 e 等组成。 进瓶装置：本装置将无规律的瓶输送到摇瓶装置 输送装置：采用皮带传送 摇瓶装置：经进瓶装置进入本装置的瓶子横向排列不整齐。不能保证抓头的 准确性。本装着有能左右摇动的摇板，迫使瓶子规整一定排列，保证瓶子之间横 向位置。摇动的动力是由气缸完成。
3பைடு நூலகம்
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1.2 设计任务书
设计任务书 课题编号 起止时间 15 课题名称 成瓶啤酒装箱设备
2015 年 11 月 2 日～2015 年 11 月 13 日 设 计 要 求
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功能
主要功能：啤酒灌装生产线自动装箱 辅助功能：成瓶啤酒的整齐摆放 作业对象：瓶为 500ml 啤酒瓶，瓶身直径 75mm，高度 238mm
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图 6
导瓶装置
输箱 P 和输箱 E：他们是串联在一起完成啤酒箱的供箱及输箱工作。
控制装置：本装置中设置有 8 个接近开关 B1，B2，B3，B4，B5，B6，B67， B8. 接近开关 B1 是控制机头装置中电磁阀，电磁阀失电，气囊充气，抓头抓瓶； 接近开关 B2 是控制机头装置中电磁阀，电磁阀带电，气囊放气，抓头抓瓶； 接近开关 B3 是控制挡瓶装置中电磁阀，气缸充气，挡块离开啤酒瓶，保证 瓶子被顺利提起； 接近开关 B4 是控制摇瓶装置中电磁阀，气缸实现充放气交换进行，摇动摇 板； 接近开关 B5 是控制挡瓶装置中电磁阀，气缸放气，挡块到啤酒的固定位置， 输箱 E 电机启动； 接近开关 B6 是控制输箱 E,输箱 P 的电磁阀（带电），输箱 P 气缸放气，挡 铁下降，啤酒箱由输出箱 P 输出本机。同时输箱 E 充气，带动输箱带，抬起空箱 输入输箱 P; 接近开关 B7 是控制机架装置中工作台输瓶带电动机带电，瓶子向前移动； 接近开关 B8 是控制输箱 E，充气挡铁上升，输箱 P 的电磁阀失电，输箱 P 挡住有输箱 E 进来的空箱，输箱 E 气缸放气，活动输箱带运动下降阻止空箱继续 输入输箱 P。它同时控制机架装置中工作台传动机失电，工作台停止工作，它由 控制摇瓶装置中电磁阀失电停止摇动摇板，输箱 E 电机失电。
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生产能力 可 靠 性 使用寿命 经济成本 人机工程 安 全
生产率（理论的、额定的、实际的）12 箱/分 整机可靠性达 99.9%以上 本机采用伺服驱动，运行稳定可靠，寿命长。 材料费用、设计费用、制造加工费用、管理费用 采用真色彩人机界面，操作简单直观。 本机采用控制元件，机电气联动，耐用，安全，故障率低。 纸箱，周转塑料箱包装