全自动啤酒瓶清洗装置——设计说明书

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摘要 (1)

ABSTRACT (2)

1绪论 (4)

1.1啤酒瓶洗瓶机国内外现状及发展趋势 (4)

1.1.1 啤酒瓶洗瓶机国内外现状 (4)

1.1.2 啤酒瓶洗瓶机发展趋势 (6)

1.2 课题的意义 (7)

2传动方案的拟定.............................................................. 错误！未定义书签。

2.1设计任务及技术参数 ............................................ 错误！未定义书签。

2.1.1 设计任务.............................................................. 错误！未定义书签。

2.1.2 啤酒瓶的参数...................................................... 错误！未定义书签。

2.1.3 啤酒瓶洗瓶机设计要求...................................... 错误！未定义书签。

2.2送料机构设计 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1 间歇机构设计...................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2 进瓶装置简图...................................................... 错误！未定义书签。

2.3推瓶机构设计 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.3.1 凸轮--铰链四杆机构的方案............................... 错误！未定义书签。

2.3.2五杆组合机构方案............................................... 错误！未定义书签。

2.3.3凸轮连杆机构组合机构....................................... 错误！未定义书签。

2.3.4 最终选定推瓶方案.............................................. 错误！未定义书签。

2.3.5 进瓶设计说明...................................................... 错误！未定义书签。

2.3.6 运动协调设计...................................................... 错误！未定义书签。

2.4导辊机构设计 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.4.2 推瓶终点设计...................................................... 错误！未定义书签。

2.5毛刷机构设计 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.5.1 外洗瓶机毛刷装置简图...................................... 错误！未定义书签。

2.5.2 内洗瓶毛刷装置简图.......................................... 错误！未定义书签。

2.6总体方案的设计...................................................... 错误！未定义书签。

2.6.1 方案一总体方案及运动说明.............................. 错误！未定义书签。

2.6.2 方案二总体方案及运动说明.............................. 错误！未定义书签。

2.6.3 总体方案评估...................................................... 错误！未定义书签。3机构的设计........................................................................ 错误！未定义书签。

3.1内毛刷机构设计...................................................... 错误！未定义书签。

3.2凸轮--连杆机构设计 ............................................ 错误！未定义书签。

3.2.1杆长计算............................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2凸轮--连杆机构运动示意图................................ 错误！未定义书签。

3.2.3凸轮的设计........................................................... 错误！未定义书签。

3.2.4摆动凸轮的设计................................................... 错误！未定义书签。

3.2.5直动凸轮的设计................................................... 错误！未定义书签。

3.3压力角的检验及机构尺寸的设计..................... 错误！未定义书签。

3.4机构尺寸的最终确定 ............................................ 错误！未定义书签。

3.3槽轮机构尺寸设计................................................. 错误！未定义书签。

3.4减速器齿轮传动设计计算................................... 错误！未定义书签。4三维建模与仿真.............................................................. 错误！未定义书签。

4.1 Pro/E软件简介....................................................... 错误！未定义书签。

4.1.1 Pro/E .................................................................. 错误！未定义书签。

4.1.2 Pro/E机构运动仿真 ......................................... 错误！未定义书签。

4.2典型零件建模 .......................................................... 错误！未定义书签。

4.2.2 拔盘建模.............................................................. 错误！未定义书签。

4.2.3槽轮建模............................................................... 错误！未定义书签。

4.2.3 参数化齿轮创建.................................................. 错误！未定义书签。

4.3虚拟装配.................................................................... 错误！未定义书签。

4.4 Pro/E模拟仿真....................................................... 错误！未定义书签。5结论....................................................................................... 错误！未定义书签。致谢....................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................................. 错误！未定义书签。

全自动啤酒瓶清洗装置的设计

摘要

啤酒生产设备不断更新换代，洗瓶机器也随之快速发展。本文所设计的啤酒瓶清洗机，结构简单可靠，安全性能高，生产成本低，生产效率高。

本文根据啤酒瓶清洗工作的流程，设计了一种高效洗瓶机器。本洗瓶机器完成五个功能动作：间歇性进料；推动瓶子前进；使瓶子旋转；清洗瓶子外表面和清洗瓶子内表面。经过研究比较，按各功能要求提出可行性的机构：间歇性进料采用槽轮机构；推动瓶子前进采用凸轮连杆机构；瓶子旋转采用链轮传动双辊机构；清洗外表面采用齿轮传动毛刷机构；清洗内表面需要在推杆上通入气压，并且配合软质毛刷的结构。然后将各机构组合起来，实现其传动。

关键词清洗机；凸轮连杆机构；槽轮机构；啤酒瓶；双辊机构

THE OESIGN OF THE AUTOMATIC CLEANING

DEVICE FOR BEER BOTTLES

ABSTRACT

With the rapid development of society, people's demand for material and cultural demand are also increasing. Alcoholic beverages is one of the most popular drinks and its demand is also growing, the demand will be supplied, therefore stimulating alcoholic beverage production. Beer producers try to raise production and reduce production costs . In such exciting equipment for the production of beer and constantly upgrading, bottle washing machine also developed quickly.

According to the process of beer bottle cleaning, this paper designs an efficient bottle washing machine. The bottle washing machine to complete the five functional action: first, intermittent feed; second, push the bottle; third, spin the bottle; fourth, cleaning the outer surface of the bottle; the fifth, cleaning the inner surface of the bottle. After a comparative study, to the functional requirements put forward feasible mechanism: intermittent into material requires the use of Geneva mechanism; promote the bottle along the cam linkage mechanism; make the bottle rotation needs using double roller chain drive mechanism; cleaning the outer surface of the gear transmission is adopted to brush; cleaning surface need to inlet pressure on the push rod, and with the structure of the soft brush. Then combine the various organizations, and the sprocket and the gear will drive it.

The beer bottle cleaning machine designed in this paper is simple, reliable, safety, low production cost, high production efficiency.

KEYWORDS cleaning machine, cam linkage, grooved wheel mechanism, beer bottle, double roller mechanism

1 绪论

随着社会的发展，人们的物质文化需求在不断地增加，酒类饮料是人们最喜爱的饮料之一，其需求量也与日俱增，有需求就有供应，因此刺激了酒类饮料的生产。啤酒生产商们想尽办法为提高产量，降低生产成本。在这种刺激下啤酒生产设备在不断更新换代，啤酒瓶洗瓶机也随之发展。

啤酒行业是食品行业之一，食品行业的卫生标准是相当严格的，每个涉及食品企业都要根据相关部门的要求，定期对生产设备进行清洗消毒。因此，高效的洗瓶机器在不久的将来更具有竞争力，从而占据消费市场。

1.1 啤酒瓶洗瓶机国内外现状及发展趋势

1.1.1 啤酒瓶洗瓶机国内外现状

洗瓶机从其诞生至今已有百年多的历史，随着人们的需求越来越高和科学技术不断进步，各种新的科技都可以在其身上看到影子。特别是二战后，科技水平发展迅猛，新的科技理念不断诞生，并且应用越来越普遍。作为机械生产的一员，对洗瓶机的研究和创新方案的提出也是不断取得新的成果。

上世纪六、七十年代，我国开始引入国外洗瓶机，并对洗瓶机进行仿制和改良完善，即消化吸收与自主创新相结合。此阶段洗瓶机先后经历了很大的变化，单端、卧式双端、立式双端等多种类型。上世纪70年代中期第一代洗瓶机瓶盒排数为16排，主链甁盒运行间歇动作，产量最高达到800瓶每小时。并且由于本机结构简单、方便制造、成本低等优点，在市场上占据了相当长的一段时间。第一代洗瓶机是现有洗瓶机的早期产品，生产效率低，主链运动空运转行程对能量损耗浪费较大。

进入21世纪以来，研发洗瓶机设备取得了新的进步，现在已出现了采用无轴变频传动取代万向联轴器传动的新型传动洗瓶机，对原有离心泵喷淋进行完善升级。洗瓶机可操作性及设备运行效率得到了进一步提升。

国内洗瓶机市场发展比欧美国家落后，而且我们国家的技术在某种程度上跟

不上市场发展的需要，导致国内市场上的洗瓶机发展滞后，各个生产厂家技术保密，不能形成很好的信息交流和共享，导致市场上洗瓶机的发展水平参差不齐，优势功能各有不同。

目前有很多的国内企业与技术先进的国家企业合作，促进了洗瓶机在国内市场的发展。新技术也给洗瓶机的市场带来新的活力，特别是许多企业采用新的计算机设备，二维CAD早已在制造业中普及，三维设计也在迅速的发展。电气设备部分采用ED等先进设计手段，引入定子调压和变频调速，PLC参与系统控制，采用了大量高新传感器，实现了定位快速准确，操控方便，其安全可靠性大幅度提高。通过大量系统的应用，加快了创新设计的步伐，利用系统论和信息论等现代计算机应用技术研究成果，促使洗瓶机的创新设计开始向数字化方向发展。

据现实的发展情况，设计方案越来越优化，表现出自动化、虚拟化和快捷的特点。现代的洗瓶机正朝着机电一体化、自动化、数字化方向发展。自动检测、自动数据处理（运算、判断、存储、记忆）、自动控制、自动故障诊断和自动保护及维护等功能得到了大量的应用。因此洗瓶机产品创新设计是以降低生产成本，提高生产效率，缩短生产周期为目的，包括降低成本设计、广义优化设计、快速响应设计、数字化设计、可靠性设计、智能设计等现代设计技术。

目前国内外在洗瓶机创新研究方面的主要研究内容主要有如下几个方面： (1) 降低成本的设计技术

在产品设计过程中通过面向成本设计技术和成本估算技术是使产品成本降低为关键，其重点要研究的是成本结构分析技术，且需要构造多种专用的设计数据库来精确地估算成本。要做到产品成本的及时反应，通对设计方案的调整实现设计阶段控制降低产品成本。

(2) 创新优化设计技术

针对洗瓶机传动型式创新、结构创新、功能原理创新等方面理论及技术基础的研究。着重研究新的传动装置、新工艺、新材料，从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来设计新的创新方案，不断研发设计成果。

(3) 智能设计技术研究

洗瓶机智能CAD（ICAD）设计技术与人机智能化设计系统技术的研究，使

CIMS的智能设计走向高级阶段的智能设计。原理方案知识获取、智能设计、基于实例的推理、协同求解等技术也是智能设计技术所要研发的重要内容。

(4) 快速设计技术

市场需求开展网络的协同（异地）设计技术，与工程技术究合作，这样可以缩短产品的研发周期。其中，人工智能技术、系列化、产品专设计系统技术、模块化设计技术和机械制造技术也是快速设计的所要研发的重要内容。

洗瓶机创新优化设计是洗瓶机技术水平不断的提高和发展的源泉，充分利用现代信息设计技术成果与现代管理手段，综合现代科学技术将对洗瓶机技术设计发展起到很大的推动作用，洗瓶机技术现处于快速发展阶段，谁的创新设计方案设计的得好，谁就掌握了设计技术优势，也就掌握了市场。

1.1.2 啤酒瓶洗瓶机发展趋势

随着新世纪工业格局地新变化和我国工业技术水平的迅速发展，洗瓶机市场近年来又活跃起来。现代计算机控制技术的飞速发展，使得洗瓶机的设计在综合考虑到控制系统安全性、操作的舒适性、可靠性、结构广义优化等方面有了更高层次的追求。因此洗瓶机设计必须从原来常规设计模式中走出来，用新原理、新观点、新技术、新方法、新工艺来设计适应新形势的优良产品，未来洗瓶机的设计是根据现代化设计理论和方法。应用信息、微电子、管理现代科学技术，以提高产品效率、提高产品的功能、缩短产品开发周期。

在产品研发过程中，采用成本设计技术和使用成本估算技术是产品成本降低的关键，其重点研究的是成本分析技术与价值工程分析技术，且需要构造多种专用的设计知识库与数据库来精确地估算成本。做到产品成本的及时反应，通过设计方案的调整，实现设计阶段控制产品成本。洗瓶机的优化创新并不等同于用较高的成本来发明新的设备。利用标准构件、甚至标准件与外购件同样也可以设计成新产品。

总结近几年洗瓶机主要发展趋势如下：

(1) 满足市场多样化与低成本要求，具有新技术特征的洗瓶机的整体化设计；

(2) 具有机构简洁化、零部件集成化、结构全面优化的整机设计；

(3) 满足个性用户的特殊要求个性化的设计；

(4) 基于成本及时反应的经济性DFC（Design For Cost）设计；

(5) 具有自调整、自分析、自纠错的智能化操作，全自动、半自动的操作形式机电一体化的洗瓶机设计；

(6) 采用参数化分析系统做快速反应设计；

(7) 采用新的传感技术来完成具有高精度称量和定位的洗瓶机设计；

(8) 基于产品安全寿命周期方便维修设计和免维护设计；

(9) 大型单台复杂设备的虚拟设计和动态仿真的设计；

(10) 设计生产周期要求需采用并行设计及并行工程技术的设计来提高效率；

(11) 采用广义优化技术设计；

(12) 洗瓶机动力学（疲劳寿命分析）研究成果的广泛应用。

1.2课题的意义

啤酒瓶大多材料都是玻璃瓶，形状一般为颈细身粗型，将空气抽出后钉上瓶盖，便可出厂。随着工业的快速发展及水平的不断提高，啤酒瓶的产量也大量增加。用完后的啤酒空瓶可以回收再次被利用。但就当前市场状况而言，啤酒瓶的回收是一个比较利薄的行业，因为回收的要求很高，相对而言成本也会比较高。对许多的啤酒生产企业而言，回收一个啤酒瓶的话费有时候比买一个新的酒瓶成本还高，所以很多企业不愿意再进行酒瓶的回收利用，因此造成了大量的环境污染和能源浪费。对此，能够有效地降低回收成本是酒瓶回收的关键所在。而啤酒瓶回收的工业加工清洗过程中对成品质量影响非常大，轻则降低包装线的生产效率，加大水电气多方面的运行成本；严重时可能会影响企业的形象，甚至造成投诉率的上升。因此，研发高效节能的啤酒瓶清洗机具有非常大的意义。啤酒瓶清洗机有以下优点：

一、清洗彻底，有效提高卫生的标准。

二、降低人们的劳动强度，提高工作的效益。