塑料瓶理瓶机毕业设计全套图纸.docx
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塑料瓶理瓶机毕业设计全套图纸
塑料瓶理瓶机设计
摘
要
现代社会的各个领域已经逐步实现自动化，特别是生产领域，无论是轻工业
还是重工业。
作为与人们生活密切相关的药品、饮料等，它们的生产自动化的实
现是一个迫切解决的问题。
其生产过程包括很多步骤，其中，玻璃瓶的输送是一
个重要步骤，如何解决输送问题是一个重要课题。
本毕业设计目的就是通过对全自动玻璃瓶输送机现状的分析，然后利用机电
一体化技术，改进设计一台性能可靠、高速、全自动的玻璃瓶输送机，完全实现
玻璃瓶由多排到单排的全自动输送，并为下一道玻璃瓶的灌装工序做准备。
该设计实现了玻璃瓶全自动化输送，提高了输送机的处理速度，解决了玻璃
瓶的多排变为单排的转化问题，整个输送过程安全可靠，提高了整个流水线的生
产能力。
总之，对全自动玻璃瓶差速输送平台的设计运用，能显著提高玻璃瓶的
输送效率，并且节约了人力资源，具有很高得经济性和市场竞争力。
关键词：
包装机械，塑料瓶理瓶机，PLC控制，机电一体化
英文摘要
ABSTRACT
Modernsociety'seachdomainalreadygraduallyrealizedtheautomation,specially
realmofproduction,regardlessofwerethelightindustryortheheavyindustry.same
thingsclosewithourlife,asdrugs,thedrinkandsoon,theirproductionautomation
realizationisanurgentsolutionquestion.Itsproductionprocessincludingverymany
steps,among,theplasticbottlereorganizationisanimportantstep,howsolvesthe
principlebottleproblemisanimportanttopic.
Thisgraduationprojectgoalistheuseintegrationofmachinerytechnology,the
improvementdesignsaperformancereliably,highspeed,thecompletelyautomatic
plasticbottleprinciplebottlemachine,realizescompletelyfeeds,theautomaticminute
bottleautomatically,reorganizesautomaticallytherandompostureplasticbottlethe
erect,theequal-spacearrangement,andwithconveyerbeltseamlessconnection,
realizationautomaticreorganizationandtransportation.
Thepresentpaperintroducedwiththeprinciplebottleequipmentrelated
backgroundknowledge,hasanalyzedtheexistingprinciplebottlemachineprincipleof
work,themechanismandthecontrolmode,theanalysis,hasstudiedtheexistingplastic
bottleprinciplebottlemachinedeficiency,proposedthepartimprovementprogram,
designsacompleteprinciplebottlemachinetransmissionstructureassemblydrawing,
thepartialdetaildrawings.Theanalysistakescareofthebottlemachinecontrolflow,
hasdesignedasettheprinciplebottlemachineelectricitycontrolschemewhichcontrols
basedonthePLCcontroller,completelyrealizestheprinciplebottlemachine
integrationofmachinerydesign.
Keyword:
PackingMachinery,PlasticBottlePrincipleBottleMachine,PLC
IntegrationOfMachinery
Control,
II
重庆大学本科学生毕业设计（论文）
目
录
中文摘要.........................................................................................................................................Ⅰ
英文摘要.........................................................................................................................................Ⅱ
1.国内外包装机械及理瓶机发展现状............................................................................1
1.1包装机械的发展现状..............................................................................................................1
1.2理瓶机的发展现状..................................................................................................................3
2.理瓶机工作原理及方案设计............................................................................................6
3.理瓶机设计..................................................................................................................................8
3.1贮瓶机构设计..........................................................................................................................8
3.2理瓶机构设计..........................................................................................................................9
3.3出瓶机构设计.........................................................................................................................11
3.4传动系统设计........................................................................................................................12
3.4.1电机与减速器的选择................................................................................................12
3.4.2传动系统概述.............................................................................................................14
3.4.3零件的设计选取及校核............................................................................................14
3.5电气控制设计........................................................................................................................27
3.5.1PLC背景介绍..........................................................................................................27
3.5.2PLC控制设计及类型选取.........................................................................................28
结论.........................................................................................................................................32
参考文献.........................................................................................................................................33
III
重庆大学本科学生毕业设计（论文）
1国内外包装机械及理瓶机发展现状
1
国内外包装机械及理瓶机发展现状
理瓶机属于包装机械，本次设计的塑料瓶理瓶机主要是针对药品生产，与装片
机、拧盖机等组成药品包装生产线。
毫无疑问，作为包装机械成套设备的组成部
分，包装机械的发展方向势必引导着理瓶机的发展方向。
[1][2]
[3]
1.1包装机械的发展现状
据统计，全球的包装机械需求正以每年5.3%的速度增长，2005年的需求额已
达290亿美元。
如此大的包装机械市场为世界范围内的包装机械生产商们提供了
广阔的发展空间。
包装机械是随着新包装材料的出现和包装技术的不断革新而发展的。
从我国
四大发明中造纸技术的诞生为纸包装的产生提供条件开始，到1911年德国生产出
全自动成形充填封口机，再到20世纪下半叶包装新材料、集装箱等的发明产生，
每一种包装材料和技术的创新都促进和推动了包装机械的进一步完善和发展。
包装机械的发展为食品、药品的现代化加工和大批量生产提供了必要的保证，
如果说制作过程是食品、药品生产的内在过程，那么包装过程就是其外在形式。
由于药品生产的特殊性，药品包装从材料到包装方式，从环境要求到标识处理等
较之食品包装更为严格，限制条件更为苛刻。
这使得药品包装机械发展成为一个
相对独立的机械行业。
我国的制药包装机械从无到有，从小到大；从仿制到自主研发，经过多年的
发展，如今我国的制药机械行业已初具规模，并在GMP（药品生产质量管理规范）
认证的几年中获得了长足发展。
新产品日益增多，技术水平有了很大的改进，但
不可否认我国药机行业的总体水平与国外还存在着不少的差距，近60%的产品达
不到发达国家上世纪80年代的水平，先进大型的设备主要依赖进口，出口额还不
足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。
从产品结构看，我国包装机械品种约有1300多种，配套数量少，缺少高精度
和大型化产品，不能满足市场需求。
产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和
可靠性差，外观造型不美观，表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短、可靠
性低，影响了整体产品的质量；机械性能落后，大多精度低、速度慢、平稳性差；
控制水平低、自动性差、故障率高。
在包装机械的设计方面，设计时考虑不充分，没有为进一步的改造留出足够
的空间，致使设计的机械只能适应于几种简单的模版，不适应包装机械材料或模
1
重庆大学本科学生毕业设计（论文）
1国内外包装机械及理瓶机发展现状
[4]
版尺寸的变化；另外许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了
解，可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现；机械造型不美
观，给人感觉僵硬、死板没有活力。
“概念设计”是指：
“在确定了任务后，通过抽
象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，
得出求解方案，这一部分设计工作叫做概念设计。
”药品包装机械的概念设计要求
根据产品生命周期各个阶段，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的
结构设计；进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作
原理载体方案的构思和系统化设计。
将概念设计的思想融入药品包装机械的设计
可以减少设计失误，缩短设计周期，加快产品的开发，使设计的产品更合理、更
具有亲和力、更适合人机工程，同时它也是降低成本和提高企业竞争力的主要手
段。
药包机的概念设计是一种创造性过程，对设计者提出了较高的要求，设计人
员需要掌握现代设计方法、先进制造技术、专业理论、商业运作等方面的知识。
且需综合运用这些学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过反复思考、推理和
决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
由于制药装备是GMP硬件的重要部分，自从国家推出GMP强制认证制度以
来，各地药厂纷纷加快了技术改造步伐，生产设备的大幅度更新为制药行业的上
游产业制药机械行业带来了重大利好，大量的生产线改造为制药机械企业带来了
巨大的市场。
从整体而言，目前我国大多数技术较为先进的包装机械的研发还处
在仿制阶段，独立开发的能力还十分有限。
目前，我国药品包装行业的年产值大
约150亿人民币，年增长速度超过10%。
但仅能满足国内制药企业80%左右的需
求，65%的中国药品包装的水平仍然落后于20世纪80年代的世界平均水平。
随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，客户对机械性能的要求也越来越高，
主要体现在以下几个方面：
1.高效率，以满足交货期的需要和降低工艺流通成本的需要。
2.适应产品更新的需要，具有较高的柔性和灵活性。
3.设备可靠性高，故障少，出现故障能实现远程诊断、维修服务。
4.对环境污染少，包括粉尘、噪声、废弃物污染均要少，机械造型教美观。
5.购置设备所需投资尽可能少，价格相对较低。
6.设备机械结构简单，操作方便。
自动化水平较高。
7.生产能力较高，设备性能向高速发展。
因此，包装机械的发展方向主要体现在以下几个方面：
1.创新速度始终处于首位。
只有加快包装机械的更新换代，才能始终代表包
装机械的发展方向，才能永远在行业中处于领先地位。
2.包装机械的自动化、高效率化、节能化。
只有符合客户的口味，才能始终
2
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1国内外包装机械及理瓶机发展现状
拥有广阔的市场。
毫无疑问，以上三点是每个用户都无法拒绝的。
3.适应产品变化，设计出具有良好柔性和灵活性的设备提高生产率，降低成
本，最大限度满足生产要求，对每个商家来说，较少的投入较好的回报是他们最
愿意看到的。
1.2理瓶机的发展现状
理瓶机的出现改善了药品、饮料等罐装产品的生产状况，同大多数新产品一
样，初期的理瓶机设备简陋，大部分机器、大多情况依靠人工处理。
机器的主要
功能是将瓶子“放在”流水线上，硬性的输出瓶子。
机器的性能较差，故障率较高，
生产效率较低，但是它的出现还是为包装生产注入了新鲜血液，并随着产品的不
断改进，适应、促进着包装机械的发展。
理瓶机同其他机器一样，是随着科技的发展，代替手工生产，并随着使用过
程逐渐完善，如与电气控制结合，PLC控制等。
例如江苏新美星包装机械有限公
司生产的LP系列理瓶机，由PLC控制变频调速与整条生产线同步运转。
出瓶处
由同步带及星轮控制，确保出瓶稳定，无倒瓶、挤瓶现象
同时，机器的一些部件也采用高科技技术，以提高产品的性能。
下面是两个
成型产品，通过它们可以明显发现我国的理瓶机的发展状况：
如图1.1所示的LP-120塑料瓶理瓶机，是利用塑料瓶瓶口与瓶底直径大小不
一这一特点进行理瓶。
塑料瓶先在送瓶桶内通过刮板和送瓶导轨整理成横向状态，
推入送瓶槽进入理瓶机构，由光电传感器检测瓶底瓶口不同状态，控制气缸进行
二次理瓶。
整理好的瓶子成竖直方向从出瓶口送出进入下道工序。
全自动理瓶机
主要用于自动整理塑料瓶取代了以往的手工操作，使之完全符合GMP规范，操作
简单，性能稳定，是一种集机电气一体的自动整理塑料瓶的设备，能与吞道机等
机型联动使用。
广泛用于医药、食品、化工等行业。
此机器的自动化程度较高，
理瓶方式先进，较一般产品的价格较高，但使用方便，较人性化。
BLB型全自动扁（圆）瓶理瓶机适用于制药、化妆品、饮料等行业包装塑料扁、
圆瓶的理瓶工序。
相对于传统的定向筛选理瓶机，该设备对于反向的瓶子能够自
动作换向作业，从而其理瓶效率和生产能力都有大幅提高。
该设备上的所有动力
源均可作无级变速。
便于和其他设备联线生产。
在理瓶过程中，瓶子只和不锈钢、
哇胶、超高分子聚乙烯材料接触，无毒污染。
理瓶全过程为巧妙的机械动作，无
需气源，消除气源污染和气源噪音。
其高效低耗，无污染的优点尤其适用于大批
量生产。
3
重庆大学本科学生毕业设计（论文）
1国内外包装机械及理瓶机发展现状
LP-120塑料瓶理瓶机
图1.1
BLB全自动扁（圆）
理瓶机实物示例
瓶理瓶机
另如，根据我国饮料灌装设备向高速方向发展的需要，
LP-21型理瓶机是以
[5]
引进国外先进技术为基础，开发、研制的一种具有国内领先水平的排瓶设备。
其
主电机减速器采用扭矩限制机构，以防止发生故障时损坏机器；采用三次推举排
瓶机构，使每个落瓶工位都有三次落瓶，提高出瓶效率；采用挂瓶口输送风道，
避免瓶子在输送时翻倒；设有破损瓶剔除机构；设有卡瓶检测器，卡瓶时自动停
机并报警；设有无瓶检测器，用于给提升机发出工作信号，提升机将自动补充瓶
子；输瓶风道上装有光电开关，用于控制理瓶机的启停；理瓶机设有注油嘴，可
方便地给齿轮、轴承及凸轮加注润滑油；设有维修门及模具更换门；主要电器元
件（变频器、PLC、光电开关、继电器）均采用MITSUBISHI、OMRON、SIEMENS
等元件；气路系统均采用德国FESTO产品。
以上几种理瓶机的性能代表了我国理
瓶机的生产能力及其理瓶能力。
可以发现，相对于以往的理瓶机，其在自动化程
度上有了显著的改进。
美国设在上海的一家独资企业上海美派机械采用美国的最新机械制
造技术，不久前在我国推出一种高新技术包装设备---皮带式理瓶机。
皮带式理瓶机利用离心作用，将瓶子输送到外轨道，以便传给控制部分。
该
输送机适于各种瓶子，它可自动将各种瓶子区别开来，并使之有序地排列，以利
于传送。
该设备可根据用户的需求，使瓶子立式或卧式传送。
在采用卧式传送时
又可以定位成颈或底引导式，这样便于灌装和调整，而且保持平稳。
另外该设备
还具有运行便捷、设计紧凑、无需阶梯、快速等特点
综上，经过翻阅资料，查找文献，网上了解，如今的理瓶机多在机器的外观，
操作，维修，清洁人性化上下功夫,理瓶机的发展主要体现在：
1.机器力求结构巧妙，体积小、适用瓶形范围广，传动简单（理瓶仅由一条理
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1国内外包装机械及理瓶机发展现状
瓶轨道来实现）
；力求噪音低，（由于传动简单，使得机器运行时噪音很小）
；
2.
避免油污染（例如采用无油润滑的气功元件，全机稀油黄油采用集中润滑
系统进行定点、定时、定量的润滑等等，江苏新美星推出的36000瓶／小时的高
速PET瓶理瓶机筒身采用封闭结构，并保持轻微正压，防止灰尘侵入。
筒身顶部
设有两个气缸驱动的活动盖，方便维修和清设有破损瓶、变形瓶剔除机构，通常
情况下不需停机进行人工清理。
如果大批变形、尺寸异常瓶造成落瓶槽堵塞，此
时设在机内的检测开关将发出报警信号，并使机器停止运转。
操作人员可根据人
机界面上的故障指示进行疏通）；
3.动作由可编程序控制器（PLC）控制，自动化程度高，适应性强。
使设备自
身能与后连设备达到智能化控制,更换瓶子方便（特殊设计的落瓶槽能适应尺寸相
差不太大的瓶子，而不必更换落瓶槽,仅需对落瓶槽作适当调节即可实现，节省投
资。
部分产品可以根据用户提供的瓶子，在制造时加工对应的几条理瓶轨道。
瓶
子规格不同时只要换上相应的轨道就可以。
更换方便，无需经验即可完成，对操
作员不需培训）；
4.有的产品的理瓶电机采用进口变频器控制，速度无级可调，设有自动跟踪
功能，设有完善的安全防护措施（例如当维修门和模具更换门打开时，机器不能启
动，此时可使用手动操作器控制机器，理瓶机出瓶拨轮设有卡瓶检测器，能有效
保护机器安全。
反瓶将在出瓶拨轮与风送道连接处被剔除。
当输瓶筒内瓶子不足
时，供瓶机自动供瓶，当输瓶筒内瓶子达到一定数量时，供瓶机自动停止，当下
道工序进瓶输送带上瓶子过剩时，机器自动停转，等瓶子减少到一定数量时，机
器又自动运行）等等。
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2理瓶机工作原理及方案设计
2
理瓶机工作原理及方案设计
理瓶机种类较多，工作原理亦不尽相同，本次设计的理瓶机的工作原理是利
用盘子的旋转，带动其中（一般为槽中）的塑料瓶旋转，在旋转过程中将倒立的瓶
子扶正，经过出瓶机构时，将旋转运动化为直线运动，输出到下一工序或流水线
上。
其工作过程可分为以下几步：
1.杂乱的塑料瓶由临时贮瓶机构自动进入料斗（由感应开关控制），理瓶盘旋
转，促使堆积的塑料瓶掉入盘糟中，实现
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