工程素质认知 —— 行业典型设备

1. 工程素质认知——行业典型设备 机械基础实验教学中心

2. 简介 • 实习目的和要求 • 设备及工具 • 典型设备讲解 • 实验步骤 • 思考题

3. 简介 任意一个行业都离不开机械，机械为各个行业提供了必要的技术装备，用以完成行业内所需的各项工作或工艺过程。各行业的工艺任务种类繁多，因此设备也包罗万象，例如用于完成包装过程的包装机械可分为11类：裹包机械、灌装机械、充填机械、封口机械、多功能包装机械、标签机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械和集装机械、辅助包装机械和设备。 糖果包装和饮料罐装分别属于第一、二种类型。包装机械作为专业性机械，除了普通机械的一般要求外，还有其特殊的行业要求，例如外表造型美观、功能强大、性价比高等，以提高产品竞争力，适应市场的需求。

4. 实习目的和要求 目的 通过亲身观察糖果包装机和饮料灌装机的工作过程，基本理解本机器的工作原理、了解常用机构在本机器中的应用情况，增加对包装机械和自动生产线的感性认识。 要求 在实验中，要注意观察 1.包糖过程中各种机械动作及其相互配合； 2.饮料灌装机流水线在清洗、灌装、封盖过程中各种机械动作及相互配合； 3.仔细分析各种动作实现过程，即由哪些机构组成，这些机构在机器中的作用各是什么。

5. 设备及工具 双扭结糖果包装机，冲洗瓶机、负压灌装机、旋合封口机等。 双扭结糖果包装机 饮料灌装机

6. 典型设备讲解 • 机器 机器的种类繁多，其构造、性能和用途各不相同，不管工业用机器还是生活用机器，在工作过程中能替代或减轻人类的劳动。机器大都是由各种材料制造成零件並经装配而成的组合体，其中一部分零件通过组合形成各个运动构件，各个构件之间具有确定的相对运动，使机器能实现预期的机械运动，可用来完成有用的机械功或转换机械能。 现代机器从传动路线结构上分析主要由四部分组成：原动机、传动系统、执行机构和控制系统。 机器组成

7. 糖果包装机 糖果包装是食品工业最常见的包装之一，通常有枕式包装、折叠式包装、扭式包装。折叠式，扭式包装比较复杂，其他形式的包装比较简单，因此大部分糖果包装都采用枕式包装，它每分钟可以达到1500粒以上。扭式包装是一种传统的包装，它可以用以自动化包装，也可以用手工操作。 整机由（变频调速）电动机、皮带传动、齿轮传动等把运动和动力传递到三个主要执行部分，即实现糖块排列输送、送纸、包装三个分功能，对应的技术子系统有糖槽系统、送纸系统和包糖系统，它们时序、位置上互相配合完成包糖总功能。

8. 间歇运动机构 包装机工作时很多动作是间歇性的，机器内置有两类间歇运动机构：其一是平面凸轮分度机构。工作时输入轴上的平面共轭凸轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，圆弧段使分度轮静止、定位自锁，这就将连续的输入运动转化为分度轮输出轴的间歇回转运动；其二是弧面凸轮分度机构。输入轴上的蜗杆形弧面凸轮与输出轴上的分度轮无间隙啮合，凸轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止、定位自锁，将连续的输入运动转化为间歇的输出运动。这种机构凸轮形状如同圆弧面蜗杆一样，滚子均匀分布在转盘的圆柱面上，犹如蜗轮的齿。 弧面凸轮分度机构 平面凸轮分度机构

9. 自动生产线 自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机器和辅助设备，按照工艺顺序连接起来，能够自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。 采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量，产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。 自动线的工件传送系统一般包括机床上、下料装置，传送装置和储料装置。 工业机器人和电子计算机等技术的发展，以及成组技术的应用，将使自动线的灵活性更大，可实现多品种、中小批量生产的自动化。多品种可调自动线，降低了自动线生产的经济批量，在制造业中的应用越来越广泛，并向更高度自动化的自动生产系统发展。

10. 饮料灌装机 近年来，饮料工业发展迅猛，各式饮料的品种不断丰富，产量的不断增长使得对设备的需求也呈不断增长的趋势。各国灌装与封口设备向高速、多用、高精度方向发展。 瓶装饮用水生产线主要包括冲瓶、灌装、封口，在一机上同时实现冲洗、灌装、旋盖于一体，全过程实现自动化。生产线由四个部分组成：冲洗瓶机、负压灌装机、旋合式封口机、板式链输送机，由输送机把三台机器连接成一条自动生产线。生产线工作时，在链条上的空瓶进入到冲洗瓶机，被机械手（弹簧夹）夹住后通过在空间轨道上旋转完成翻瓶冲洗，然后进入负压灌装机进行灌装，灌装时边抽气边灌装，灌装完成后被送到旋盖机盖上瓶盖后完成整个灌装过程。

11. 冲洗瓶机 冲洗瓶机为新型的回转式喷射冲冼机。整机采用内冲外淋，无菌水由一台水泵供给，经分水盘将水压向各喷嘴；空瓶由机械手握持，在钳手导轨（空间凸轮）作用下作翻瓶动作，机械手钳口的开合是由凸轮通过滚轮使活动轮摆动而达到钳口张开和闭合的。当瓶子恢复口子朝上时，凸轮和滾轮接触后松开夹子，瓶子通过出瓶拨盘离开洗瓶机，进行下道灌装工序。 冲洗瓶机 机械钳手夹紧机构

12. 负压灌装机 负压灌装机在负压下灌装，可以消除污染及有害物的扩散。当灌装阀注液杆进入瓶内，密封垫密封瓶口后，开始抽气，建立负压，液缸中的液体在压差作用政制灌入瓶内，当液面达到注液杆抽气后，抽气停止，压差消失，灌液停止，灌装阀提升，灌装完成。注液杆的上下运动由静止圆柱凸轮轮廓控制。 负压灌装机

13. 旋合封口机 旋合封口机是通过将瓶盖强制压入瓶口，并旋合完成封口工作的。理盖器通过旋转的齿盘对瓶盖进行导向，将瓶盖整理成瓶口朝下排列，并经下盖管道依次送入到位，待用。 理盖机构图 旋合封口机

14. 间歇运动机构 由圆柱形凸轮间歇机构完成分度转位，齿轮机构、平板凸轮机构压下并旋紧瓶盖。 圆柱形凸轮间歇运动机构的主要作用是产生封瓶盖的间歇停顿时间。凸轮呈圆柱形，滚子均匀分布在转盘的端面。滚子中心与转盘中心的距离等于R。这种机构实质上是一个摆杆长度等于R、只有推程和远休止角的摆动从动件圆柱凸轮机构。 圆柱形凸轮间歇运动机构

15. 实验步骤 • 糖果包装机 (1) 开机，接通电源、打开电源开关、送气开关。 开机时首先将气源接上，必须把糖纸调整好；否则，会出现卡纸，不能正常包装糖果。 (2) 动手操作，首先用点动开关启动观察机器各部分是否相互协调，然后运行速度逐渐由慢速到高速。如有异响声，必须马上停机。 (3) 观察无糖状态下机器的工作，试验无糖检测控制装置是否工作正常。机器正常时活动压辊被顶起，送纸停止工作。 • 饮料灌装机 (1) 调整好每台机器瓶子的高度和直径大小。 (2) 各台机器分别接上三相电源。 (3) 先开输送机，然后打开各台机器的开关。 (4) 调节好每台机器的传动速度，使生产线能匹配工作。

16. 思考题 (1) 双扭结糖果包装机由哪几部分组成？各种动作如何完成？ (2) 在什么场合需要用间歇运动机构？请举例说明。 (3) 机器是怎么组成的？ (4) 饮料自动灌装生产线的钳手凸轮机构和注液杆凸轮机构与常用的凸轮机构有什么区别？ (5) 负压灌装是怎样完成饮料罐装的？ (6) 输送带的输送速度是如何调节的？