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啤酒瓶洗瓶機的設(shè)計
葉永寶1 安靜1
(1. 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文通過對啤酒瓶洗瓶機的設(shè)計同時介紹了啤酒瓶洗瓶機的發(fā)展歷史、種類、工作原理及其主要參數(shù)。并詳細(xì)的分析了啤酒瓶洗瓶機的構(gòu)成、以及啤酒瓶洗瓶機的日常維護和基本安全操作規(guī)程，并分析了啤酒瓶洗瓶機的日常檢修及其常見故障分析。通過自身的實踐，更加的認(rèn)識到對啤酒瓶洗瓶機專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)，提高操作技能，了解啤酒瓶洗瓶機的內(nèi)部構(gòu)造，大概了解啤酒瓶洗瓶機的客觀運用，敘述了利用傳統(tǒng)的方法、結(jié)合先進的知識、科學(xué)的邏輯思維方法來客觀的闡述分析啤酒瓶洗瓶機出現(xiàn)的一般事故以及設(shè)計的心得體會。并對啤酒瓶洗瓶機的未來發(fā)展前景有著很好的憧憬。
關(guān)鍵詞：清洗機；啤酒瓶；槽輪機構(gòu)；凸輪連桿機構(gòu)
中圖分類號:TD451 文獻標(biāo)識碼：A
0引言
啤酒是人類最古老的酒精飲料之一，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。啤酒是以大麥芽、酒花、水為主要原料，經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒，被稱為“液體面包”。啤酒乙醇含量極少，故喝啤酒不易醉人傷身，少量飲用反而對身體健康有益處，因此啤酒越來越成為了人們生活中最喜愛的飲料之一。
啤酒行業(yè)也是食品行業(yè)之一，食品行業(yè)對衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有十分嚴(yán)格的要求。每個涉及食品的企業(yè)都要根據(jù)相關(guān)部門的相關(guān)要求，定期對生產(chǎn)設(shè)備進行消毒清洗。啤酒生產(chǎn)商想方設(shè)法提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。在這種刺激下啤酒生產(chǎn)設(shè)備不斷更新?lián)Q代，啤酒瓶洗瓶機也隨之發(fā)展。
根據(jù)啤酒瓶原料及外形，設(shè)計一種簡易高效的啤酒瓶洗瓶機。本洗瓶機的工作原理：用槽輪機構(gòu)間歇性地將污瓶進料、用凸輪連桿機構(gòu)推動瓶子前進，在前進的過程中齒輪傳動雙輥機構(gòu)使瓶子旋轉(zhuǎn)，此時毛刷機構(gòu)開始清洗瓶子外表面，這一過程結(jié)束時，推桿氣壓通入瓶子內(nèi)表面。清洗結(jié)束后瓶子歸位。
本文所設(shè)計的啤酒瓶清洗機，結(jié)構(gòu)簡單可行，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高。
1總體設(shè)計思路
啤酒瓶洗瓶機是由進瓶機構(gòu)、推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)共同完成工作的。首先是推瓶機構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上導(dǎo)輥，推頭的往復(fù)運動使瓶子一個個不間斷的送上工作臺進行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以用橡膠制作推頭，保證在工作過程中盡可能減少瓶子的破碎率。第二，瓶子送到工作臺的同時導(dǎo)輥進入旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且開始清洗瓶子。
1.1設(shè)計原理
推瓶機構(gòu)所采用的功能原理是用機械能迫使瓶子由工作臺的一側(cè)運動到另一側(cè)。要完成這個功能就需要有一個工作行程為L往返運動的推頭，同時推頭在工作過程中要勻速，工作完回程時要快速。能夠滿足此運動規(guī)律的常見機構(gòu)有曲柄-四桿機構(gòu)或者凸輪連桿機構(gòu) 。
其次是轉(zhuǎn)輥機構(gòu)所運用的是機械的轉(zhuǎn)動規(guī)律，也是機械運動中比較簡單的運動規(guī)律，只需要有一定的轉(zhuǎn)動速度與推瓶機構(gòu)、轉(zhuǎn)輥機構(gòu)相配合來實現(xiàn)洗瓶設(shè)備的整體工作功能。它是由兩個長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動功能是由推瓶機構(gòu)來實現(xiàn)的。
最后是轉(zhuǎn)刷機構(gòu)所采用的功能原理，它與導(dǎo)輥機構(gòu)相同運用的都是機械的轉(zhuǎn)動規(guī)律，與其不同的是轉(zhuǎn)刷機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)要有很高的速度來完成其對瓶子外壁的清洗工作。推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)都是由一臺電機來提供所有的機械轉(zhuǎn)動規(guī)律的，這就要求我必須對它們深入分析、研究各構(gòu)件之間運動規(guī)律的聯(lián)系，進而的設(shè)計出符合其聯(lián)動規(guī)律的整體設(shè)備，來滿足預(yù)期想要實現(xiàn)的目標(biāo)。
1.2設(shè)計總體結(jié)構(gòu)
啤酒瓶洗瓶機的總體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。
啤酒瓶洗瓶機是由進瓶機構(gòu)、推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)共同完成工作的。首先是推瓶機構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上導(dǎo)輥，推頭的往復(fù)運動使瓶子一個個不間斷的送上工作臺進行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以用橡膠制作推頭，保證在工作過程中盡可能減少瓶子的破碎率。第二，瓶子送到工作臺的同時導(dǎo)輥進入旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且開始清洗瓶子。
圖1啤酒瓶洗瓶機的總體結(jié)構(gòu)示意圖
1機架 2直凸輪 3渦輪 4擺凸輪 5連桿1 6連桿2 7導(dǎo)輥 8錐齒輪 9毛刷 10小齒輪 11內(nèi)洗瓶機構(gòu) 12槽輪 13蝸桿 14軸 15皮帶 16軸承1 17大齒輪 18大帶輪 19軸承2 20連桿3 21傳動齒輪 22減速器 23減速器齒輪 24電機
2關(guān)鍵部件的設(shè)計
2.1間歇機構(gòu)的設(shè)計
槽輪間歇機構(gòu)由具有徑向槽的槽輪、帶有圓銷的撥盤和機架組成。撥盤作勻速轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使槽輪作時轉(zhuǎn)時停的間歇運動。撥盤上的圓銷尚未進入槽輪的徑向槽時，由于槽輪的內(nèi)凹鎖住弧時被撥盤的外凸圓弧卡住，故槽輪靜止不動。
2.2推瓶機構(gòu)的設(shè)計
推瓶機構(gòu)的方案選定：根據(jù)前述設(shè)計要求,推瓶機構(gòu)應(yīng)為一個具有急回特性的機構(gòu),為了提高工作效率,一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些；在推程(即工作行程)中,應(yīng)使推頭作直線運動,或者近似直線運動,以保證工作的穩(wěn)定性。
推頭的運動要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。
運用前述設(shè)計的思想方法以及在大學(xué)學(xué)習(xí)中的熟悉程度，再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運動的特點，在此選擇凸輪連桿機構(gòu)組合機構(gòu)為推瓶機構(gòu)設(shè)計方案。
2.3 內(nèi)毛刷機構(gòu)的設(shè)計
將推頭設(shè)計成可以清洗瓶子內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子在進瓶機構(gòu)的輸送下開始進入洗瓶機構(gòu)，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶內(nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口之后就可以推著瓶子走了。隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動，瓶子內(nèi)外表面都可以得到很好的清洗。
另外，值得注意的一點是，內(nèi)刷子因為要伸到瓶子里面，所以要選用軟一點刷子，內(nèi)刷刷桿設(shè)計成管狀，并且?guī)в行】?，從端部對刷桿通入氣壓，可以把毛刷吹起來，同時，氣壓也有助于吹干凈瓶子內(nèi)表面。
3總結(jié)
轉(zhuǎn)子是錘式破碎機的關(guān)鍵部件。轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速以及錘頭質(zhì)量對破碎機的破碎效率、生產(chǎn)能力和能量消耗都有直接影響。在設(shè)計錘式破碎機時，必須綜合考慮各種因素，慎重確定轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)。同時還要根據(jù)錘頭的幾何形狀和質(zhì)量精心設(shè)計錘軸中心到打擊中心的距離，盡量消除錘頭在打擊物料時對錘軸產(chǎn)生的不良影響。
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