高速玻璃啤酒瓶理瓶机机械系统设计及技术研究

论文摘要

啤酒瓶理瓶机是现代化啤酒包装生产线的配套设备,其功能是对杂乱的回收啤酒瓶进行整理,使瓶体依照特定的次序排列,以满足后道工序的使用要求。目前,国内啤酒包装以玻璃瓶为主,而现有的玻璃啤酒瓶理瓶技术并不成熟,相应的理瓶机产品存在或多或少的缺陷,如结构复杂、体型庞大、价格昂贵、可靠性差,并不能满足高速生产或符合企业需求。因此,对玻璃啤酒瓶理瓶机机械系统进行深入的研究有较强的现实意义与迫切性。本课题旨在研制出一套符合国内企业需求的高速玻璃啤酒瓶理瓶设备,使机器理瓶取代传统的人工理瓶,提高啤酒包装生产线的生产效率及自动化程度,同时提升啤酒生产企业的经济性及市场竞争力。课题之初,进行了大量的前期调研工作,分析、比较了国内外现有相关玻璃瓶理瓶技术及产品的功能特性与优缺点,并结合国内啤酒生产企业的实际情况,确定了水浮式玻璃啤酒瓶理瓶机机械系统的设计方案。为了确保水浮式理瓶的可靠性,从理论上对水浮式理瓶机的工作机理及理瓶过程中可能会影响理瓶效果的众因素进行了深入的分析研究,为啤酒瓶瓶体运动路线的合理规划及水浮式理瓶机的结构设计提供了可靠的理论依据。在以上基础上,对水浮式理瓶机的主要参数进行了详细验算,细化了理瓶机各部分的结构,并应用SolidWorks软件完成了水浮式理瓶机三维模型的建立及相关图纸的绘制。最后,应用多体动力学软件RecurDyn对水浮式玻璃啤酒瓶理瓶机出瓶系统部分进行了动力学建模与仿真,虚拟呈现了出瓶系统的工作过程,得到了出瓶系统运行过程中相关参数的变化曲线,验证了出瓶方案的可靠性,为出瓶系统的进一步优化设计提供了有效的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 现代化啤酒包装流水线简介
• 1.2.2 啤酒瓶理瓶机的引进
• 1.2.3 现有理瓶机产品分析
• 1.3 课题研究意义和内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 高速玻璃啤酒瓶理瓶机机械系统方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 典型理瓶机工作原理
• 2.3 玻璃啤酒瓶理瓶技术路线
• 2.4 高速玻璃啤酒瓶理瓶机机械系统方案设计
• 2.4.1 相关专利技术
• 2.4.2 机械式理瓶系统方案
• 2.4.3 混合式理瓶系统方案
• 2.4.4 水浮式理瓶系统方案
• 2.4.5 设计方案评价
• 2.5 本章小结
• 第三章 水浮式高速玻璃啤酒瓶理瓶机关键技术分析
• 3.1 引言
• 3.2 水浮式理瓶机工作机理的研究
• 3.2.1 啤酒瓶参数与模型
• 3.2.2 实验数据
• 3.2.3 瓶体竖立原理
• 3.2.4 瓶体稳定性分析
• 3.2.5 结论
• 3.3 瓶体在流体中的漂浮特性
• 3.3.1 物体漂流的最大速度
• 3.3.2 物体漂流的速度变化曲线
• 3.3.3 结论
• 3.4 本章小结
• 第四章 水浮式高速玻璃啤酒瓶理瓶机结构设计
• 4.1 水浮式玻璃啤酒瓶理瓶机总体设计
• 4.1.1 瓶体运动
• 4.1.2 总体结构
• 4.1.3 操作流程
• 4.2 立瓶系统的设计
• 4.2.1 预整理区域
• 4.2.2 立瓶区域
• 4.2.3 储存缓冲区域
• 4.2.4 立瓶系统总体水位分析
• 4.2.5 部分元器件的选用
• 4.3 出瓶系统的设计
• 4.3.1 送瓶装置的设计
• 4.3.2 输送链的设计
• 4.3.3 落瓶装置的设计
• 4.3.4 传动的布置
• 4.3.5 电机的选用
• 4.4 本章小结
• 第五章 水浮式高速玻璃啤酒瓶理瓶机出瓶系统动力学仿真
• 5.1 引言
• 5.2 RecurDyn软件概述
• 5.3 出瓶系统建模理论
• 5.3.1 建模流程
• 5.3.2 链条的建模
• 5.3.3 链节间的力
• 5.3.4 接触碰撞
• 5.3.5 线性衬套
• 5.4 出瓶系统动力学仿真
• 5.4.1 送瓶装置可靠性分析
• 5.4.2 输瓶链动态性能分析
• 5.4.3 落瓶装置稳定性验证
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢