罐裝乳制品自動(dòng)滅菌設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u22590摘要 1320111緒論 2124851.1研究背景及意義 2288371.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 370591.3主要研究?jī)?nèi)容 4102521.4技術(shù)路線 5133162總體設(shè)計(jì)方案 5123892.1設(shè)計(jì)要求 5320222.2滅菌方式 6106132.3工作過(guò)程 695273硬件設(shè)備選型 7181163.1電動(dòng)機(jī)選型 775083.2傳送帶托輥支架選型 8150823.3輸送帶選型 9177934.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10261504.1送桶裝置的設(shè)計(jì) 10173244.2桶孔位檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì) 10109184.3桶孔位校正裝置的設(shè)計(jì) 11320694.4滅菌裝置的設(shè)計(jì) 1172184.5計(jì)數(shù)與保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)記數(shù)與保護(hù)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)組行。 12129885設(shè)備工作方式 12118035.1送桶裝置運(yùn)行 12297565.2桶孔位檢測(cè)裝置運(yùn)行 13229295.3桶孔位校正裝置運(yùn)行 1384735.4滅菌裝置運(yùn)行 14183926結(jié)論與展望 15286126.1結(jié)論 1599706.2展望 15摘要：為了解決目前市面上飲料滅菌設(shè)備存在的工作效率低、操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴等問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)出一臺(tái)操作方便、可與飲料生產(chǎn)下一環(huán)節(jié)對(duì)接、滅菌效率高、實(shí)用性高的飲料罐裝桶紫外線自動(dòng)滅菌設(shè)備，該設(shè)備主要由傳送裝置、孔位檢驗(yàn)裝置、孔位校正裝置、滅菌裝置、計(jì)數(shù)與保護(hù)裝置等模塊組成。本文對(duì)裝置所需關(guān)鍵零部件進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)旨在解決傳統(tǒng)的飲料生產(chǎn)不能實(shí)現(xiàn)全套自動(dòng)化，需要一定的人工來(lái)操作，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，成本大的問(wèn)題。相比傳統(tǒng)高溫滅菌、微波滅菌等設(shè)備，本設(shè)備采用紫外線殺菌來(lái)完成乳制品飲料生產(chǎn)線罐裝前的罐裝桶滅菌，以達(dá)到飲料罐裝生產(chǎn)線的全套自動(dòng)化生產(chǎn)，降低成本，提高效率，并能更好的滿足罐裝桶的滅菌。關(guān)鍵詞：罐裝桶；滅菌；自動(dòng)化生產(chǎn)1緒論1.1研究背景及意義近些年隨著改革開(kāi)放的進(jìn)行，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)生活的追求不斷提高[1]。奶飲料的需求在增加，要求也不斷提高，飲食行業(yè)也因此進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。雖然我國(guó)各地對(duì)乳制品飲料口味的喜好各不相同，但是幾乎每種飲料都是需要對(duì)其進(jìn)行加工的?？蓚鹘y(tǒng)人工加工的方式不僅操作麻煩，效率還不高。因此，中國(guó)的飲料產(chǎn)業(yè)逐漸成為有活力的新產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)生產(chǎn)飲料總產(chǎn)量為16347.3萬(wàn)噸，其中碳酸飲料的總產(chǎn)量達(dá)到2000萬(wàn)噸，牛奶和乳制品飲料的產(chǎn)量為2992萬(wàn)噸，瓶（罐）裝飲用水的產(chǎn)量為2959萬(wàn)噸[2]。飲料行業(yè)的總產(chǎn)值達(dá)到了20000億元，其中銷售收入為974.7億元，利稅總額為203.6億元，利潤(rùn)總額為165.3億元[3]。20世紀(jì)80年代我國(guó)飲料生產(chǎn)的平均年增長(zhǎng)率接近30%，10年增長(zhǎng)了近10倍，90年代我國(guó)飲料生產(chǎn)的平均年增長(zhǎng)率也在22%以上。而2002年我國(guó)飲料的總產(chǎn)量約為2024.97萬(wàn)噸，比上年增長(zhǎng)20%，2003年的飲料生產(chǎn)的年增長(zhǎng)率為17%。從我國(guó)飲料工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，這種持續(xù)的增長(zhǎng)是合理的?？梢哉f(shuō)，我國(guó)的飲料工業(yè)總產(chǎn)量在這20多年來(lái)一直保持了快速的增長(zhǎng)，近年的增長(zhǎng)雖然說(shuō)略微有點(diǎn)放慢，但是總體仍然是在一個(gè)高速發(fā)展的階段[4]。2003年雖然我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到了非典侵襲的影響，但即使是在這種艱難的時(shí)期，我國(guó)飲料工業(yè)依然在快速穩(wěn)定的發(fā)展[5]。這充分體現(xiàn)了中國(guó)飲料市場(chǎng)正在往成熟的趨勢(shì)不斷邁進(jìn)，中國(guó)飲料生產(chǎn)能力以及飲料工業(yè)內(nèi)涵的提高?！懊褚允碁樘欤骋园矠橄?，以質(zhì)為本”。食品的質(zhì)量與安全一直以來(lái)都是全球廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。隨著國(guó)民生活水平的提高，人們更注重食品的質(zhì)量和安全性，在要求營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味的同時(shí)，還要保證貯藏期。這要求企業(yè)在生產(chǎn)的時(shí)候要避免食品被細(xì)菌污染。而飲料行業(yè)在食品行業(yè)中占有舉重若輕的地位，飲料中的細(xì)菌和霉菌主要是來(lái)自外部環(huán)境的污染，其中，飲料外包裝帶的細(xì)菌菌是重要因素，包裝帶在經(jīng)歷生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)绞褂玫娜虜?shù)十個(gè)工序過(guò)程中，相當(dāng)一部分的工場(chǎng)、食庫(kù)和運(yùn)輸工具的衛(wèi)生條件差，包裝過(guò)程大部分還停留在手工操作，這使得包裝帶染上許多細(xì)菌和霉菌，對(duì)食品衛(wèi)生產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。目前，市面上主要采用高溫滅菌、紫外線滅菌、巴氏殺菌、超聲波滅菌等幾種主要滅菌方式[6]。比較多的飲料包裝袋滅菌設(shè)備，像紫外線殺菌爐、噴淋式巴士殺菌機(jī)、殺菌釜等，這些殺菌設(shè)備雖然可以將飲料包裝帶進(jìn)行殺菌，但不是專門(mén)應(yīng)用于飲料外包裝袋的滅菌設(shè)備，這就可能導(dǎo)致飲料生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不高，環(huán)節(jié)變復(fù)雜，生產(chǎn)成本變高。而目前市面上很少能檢索到專門(mén)應(yīng)用于飲料加工生產(chǎn)線的飲料罐裝桶自動(dòng)滅菌設(shè)備。正對(duì)此問(wèn)題本課題設(shè)計(jì)出一種適用于飲料生產(chǎn)線的乳制品罐裝桶自動(dòng)滅菌設(shè)備，采用紫外線殺菌的方式來(lái)完成乳制品飲料生產(chǎn)線罐裝前的罐裝桶滅菌，提高飲料生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并能更高的滿足乳制品罐裝桶的滅菌。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀通過(guò)查閱有關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，目前市面上對(duì)于飲料外包裝的滅菌方式主要是高溫滅菌和微波滅菌紫外線滅菌和巴氏殺菌[7]。如目前市面上的瓶裝飲料殺菌設(shè)備，改設(shè)備主要采用微波殺菌的方式，只需將飲料瓶放入到滅菌箱內(nèi)，開(kāi)動(dòng)微波處理裝置，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)飲料瓶的滅菌處理，且微波殺菌裝置能夠深入瓶裝飲品內(nèi)部，結(jié)合外部的噴液環(huán)管，對(duì)瓶裝飲料進(jìn)行內(nèi)外同時(shí)殺菌，提高了殺菌效率[8]。重慶達(dá)沃斯食品有限公司發(fā)明的“一種瓶裝酸奶飲料殺菌設(shè)備”，該設(shè)備在殺菌池內(nèi)對(duì)酸奶瓶進(jìn)行殺菌，在殺菌池的兩側(cè)分別設(shè)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)和出瓶機(jī)構(gòu)，并在殺菌池內(nèi)部設(shè)加熱裝置、溫度傳感器。該設(shè)備雖然解決了酸奶瓶殺菌不徹底的問(wèn)題，但是該設(shè)備安裝要求較高，且占地面積大，成本上有點(diǎn)大[9]。現(xiàn)代牛奶工藝廣泛使用巴氏殺菌技術(shù)，巴氏殺菌機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生，如一種噴淋式巴氏殺菌機(jī)，該設(shè)備可以對(duì)飲料、啤酒等瓶裝容器進(jìn)行殺菌，但目前市場(chǎng)上這種針對(duì)飲料瓶滅菌的巴氏殺菌機(jī)的自動(dòng)化程度不夠高，需要人為控制飲料瓶進(jìn)出滅菌室。伊利集團(tuán)設(shè)計(jì)出的紫外線殺菌設(shè)備，該裝置適合于不宜于干熱或者濕熱滅菌的包裝材料和容器，像白板紙盒、復(fù)合紙容器等[10]。目前紫外線殺菌技術(shù)在食品外包裝的滅菌上應(yīng)用很廣，國(guó)外現(xiàn)在也有很多滅菌設(shè)備采用紫外線滅菌方式，美國(guó)食品行業(yè)就在廣泛推廣紫外線滅菌技術(shù)的應(yīng)用[11]。相比于國(guó)內(nèi)的滅菌設(shè)備，國(guó)外的滅菌設(shè)備自動(dòng)化程度更高。如利樂(lè)公司推出的“利樂(lè)超高溫滅菌系統(tǒng)”，這是一套適用于多種飲料生產(chǎn)滅菌環(huán)節(jié)的設(shè)備，性價(jià)比高，使用靈活。該設(shè)備可以說(shuō)是一整套滅菌生產(chǎn)線，因?yàn)樵撛O(shè)備不僅僅是針對(duì)飲料的滅菌，還可以對(duì)飲料罐裝瓶進(jìn)行滅菌，然后進(jìn)行無(wú)菌包裝。另外，新一代的殺菌系統(tǒng)也擁有其他先進(jìn)的自動(dòng)化功能系統(tǒng)。例如,當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與預(yù)定參數(shù)出現(xiàn)偏差時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別并發(fā)出信號(hào)，從而可以讓操作員立刻采取行動(dòng),確保運(yùn)行處于優(yōu)化狀態(tài)。而對(duì)于設(shè)備的每一項(xiàng)維護(hù)要求,系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)發(fā)出通知,避免設(shè)備突然出現(xiàn)意外停機(jī),耗費(fèi)成本[12]。雖然現(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)上也有許多自主研發(fā)的飲料罐裝桶自動(dòng)滅菌設(shè)備，但是其滅菌的效率和效果可能對(duì)比國(guó)外先進(jìn)設(shè)備有不少差距。因此，許多食品加工企業(yè)會(huì)選擇購(gòu)買(mǎi)國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，但國(guó)外進(jìn)口設(shè)備雖然滅菌效果好，自動(dòng)化程度高，但價(jià)格昂貴且維修不方便，不適合我國(guó)的小型商戶，而國(guó)內(nèi)針對(duì)飲料外包裝滅菌設(shè)備的需求未來(lái)會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。因此，我們國(guó)內(nèi)加強(qiáng)對(duì)飲料罐裝桶自動(dòng)滅菌的設(shè)備的自主研發(fā)變得越發(fā)重要。1.2.1現(xiàn)有滅菌設(shè)備分類近年來(lái)各種樣式的滅菌設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，目前市面上的滅菌設(shè)備種類繁多，但其原理都是對(duì)罐裝桶進(jìn)行滅菌，主要分為以下幾類：超高溫管式滅菌機(jī)。如圖1-1a所示，該設(shè)備主要是通過(guò)物料和過(guò)熱蒸汽之間的非接觸性熱交換，使流體物料在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到滅菌溫度。低溫紫外線殺菌爐。如圖1-1b所示，該設(shè)備可以對(duì)日用品、食品、以及包裝容器、包裝輔助物以及包裝件等的微生物進(jìn)行滅殺，使其降低到允許范圍內(nèi)的機(jī)器。臥式殺菌釜。如圖1-1c所示，該設(shè)備是利用壓縮空氣作壓力的圓筒殺菌設(shè)備，其鍋蓋鎖緊式是采用自鎖楔塊嚙合方法，開(kāi)閉起動(dòng)方便，適用于罐頭、飲料對(duì)馬口鐵罐的殺菌處理工作。噴淋式巴氏殺菌機(jī)。如圖1-1d所示，該設(shè)備主要是用熱水為介質(zhì)，利用細(xì)菌不耐熱的性質(zhì)，用適當(dāng)?shù)臏囟葘⒂泻?xì)菌殺死。主要適用于瓶裝類飲料、啤酒、米酒等的殺菌。(b)(c)(d)圖1-1現(xiàn)有滅菌設(shè)備圖現(xiàn)有滅菌設(shè)備普遍存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）能耗大。如超高溫殺菌機(jī)在殺菌過(guò)程中，頻繁的進(jìn)行裝料-密封-加壓-保壓-減壓—卸料操作，環(huán)節(jié)復(fù)雜，且所需溫度高，效率低，能耗居高不下。（2）效率低。現(xiàn)有滅菌滅菌設(shè)備大部分人采用單個(gè)滅菌場(chǎng)所，下一批次的待滅菌罐裝桶要等待上一批次滅菌完成后，才能進(jìn)行滅菌處理，效率低下。（3）存在安全隱患。高溫滅菌設(shè)備常常采用快速開(kāi)合裝置，構(gòu)造復(fù)雜，還要保證裝置內(nèi)嚴(yán)格的密封性，防止裝置內(nèi)壓力不穩(wěn)定，安全系數(shù)小，存在較大安全隱患。綜上所述，與傳統(tǒng)的飲料罐裝桶滅菌設(shè)備相比，本設(shè)備改進(jìn)傳統(tǒng)滅菌設(shè)備效率低、能耗高等缺點(diǎn)，使飲料罐裝桶滅菌設(shè)備朝著高效率、低能耗、自動(dòng)化程度高、裝置安全可靠的方向邁進(jìn)，具有廣闊的研究領(lǐng)域和較高的推廣價(jià)值。1.3主要研究?jī)?nèi)容（1）對(duì)所需滅菌的罐裝桶進(jìn)行參數(shù)測(cè)定，初步擬定本課題自動(dòng)滅菌設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制出結(jié)構(gòu)原理圖，給出自動(dòng)滅菌設(shè)備對(duì)罐裝桶進(jìn)行滅菌的流程方案。(2)對(duì)自動(dòng)滅菌設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和分析，制定合理的運(yùn)行方案。選定電動(dòng)機(jī)、傳送帶、傳送帶托輥支架等的型號(hào)。（3）用三維設(shè)計(jì)軟件Solidworks對(duì)自動(dòng)滅菌設(shè)備的零件進(jìn)行三維建模，并將各部分的零件進(jìn)行裝配，裝配成滅菌設(shè)備的整機(jī)，最后用二維繪圖軟件CAD進(jìn)行零件工程圖的繪制。1.4技術(shù)路線根據(jù)本文主要研究?jī)?nèi)容制定的技術(shù)路線如圖1-5。國(guó)內(nèi)外滅菌設(shè)備研究現(xiàn)狀調(diào)查國(guó)內(nèi)外滅菌設(shè)備研究現(xiàn)狀調(diào)查研究方案制定研究方案制定總體設(shè)計(jì)方案制定總體設(shè)計(jì)方案制定硬件選型硬件選型總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滅菌裝置桶孔位校正裝置桶孔位檢測(cè)裝置送桶裝置滅菌裝置桶孔位校正裝置桶孔位檢測(cè)裝置送桶裝置組裝樣機(jī)組裝樣機(jī)設(shè)備運(yùn)行設(shè)備運(yùn)行圖1-5技術(shù)路線圖2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)主要是對(duì)乳制品罐裝桶進(jìn)行滅菌，因此需要對(duì)罐裝桶的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)測(cè)定的參數(shù)為要求來(lái)完成對(duì)滅菌設(shè)備各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和所需關(guān)鍵零部件的型號(hào)選定。圖2-1罐裝桶

表2-1乳制品罐裝桶參數(shù)材質(zhì)長(zhǎng)度寬度高度厚度孔徑質(zhì)量304不銹鋼242mm242mm422mm0.3mm60mm2kg2.2滅菌方式本設(shè)備主要采用紫外線燈管來(lái)對(duì)乳制品罐裝桶進(jìn)行滅菌，因?yàn)椴捎米贤饩€來(lái)滅菌具有其他滅菌工藝所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，克服了傳統(tǒng)滅菌技術(shù)的缺點(diǎn)。采用紫外線滅菌的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：紫外線滅菌有較高的殺菌效率，并且運(yùn)行安全可靠。采用紫外線滅菌只需要幾秒就可達(dá)到其他滅菌方式同樣的效果?？缮烊氲焦扪b桶內(nèi)部，保證罐裝桶可以得到充分的滅菌。紫外線燈管占地面積小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低。圖2-2紫外線滅菌燈表2-2紫外線滅菌燈參數(shù)額定功率燈管直徑適用面積燈管長(zhǎng)度輻射強(qiáng)度燈頭類型15W45mm15～25m200mm60uWE27通用型2.3工作過(guò)程本罐裝桶自動(dòng)滅菌設(shè)備的運(yùn)行方式主要為，罐裝桶通過(guò)輸送裝置到達(dá)罐裝桶孔位檢測(cè)裝置進(jìn)行孔位檢測(cè)，檢測(cè)并校正完成后傳送到滅菌位置進(jìn)行滅菌，最后將滅菌完成的罐裝桶傳送到飲料生產(chǎn)線的下一環(huán)節(jié)。圖2-3工作流程圖 3硬件設(shè)備選型3.1電動(dòng)機(jī)選型電機(jī)可以三相交流電動(dòng)機(jī)。而自動(dòng)滅菌設(shè)備所用到的傳送機(jī)構(gòu)屬于一般機(jī)械，無(wú)特殊要求，考慮到能耗問(wèn)題，所選電動(dòng)機(jī)的功率不必過(guò)大。對(duì)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：設(shè)輸送帶傳送速度V=0.8m/s，由前面知單個(gè)罐裝桶重為2kg，取最大輸送個(gè)數(shù)6個(gè)，并考慮到皮帶與托輥間的靜摩擦，取輸送帶牽引力F=0.125KN。輸送帶功率：；（2-1）電機(jī)功率：;（2-2）取電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的傳達(dá)效率，一般取η=0.85～0.95，取值0.90[13]；則有;（2-3）；（2-4）得到所需電動(dòng)機(jī)的功率為220W。通過(guò)查閱《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》并考慮到電機(jī)的安裝方式，61K250RNG-CF型電動(dòng)機(jī)最為合適[14]。該設(shè)備如圖2-1所示，技術(shù)參數(shù)和安裝尺寸如表2-1和表2-2所示。表2-1電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速額定電壓質(zhì)量61K250RNG-CF250W35r/min380V10kg圖2-161K250RNG-CF型電動(dòng)機(jī)表2-261K250RNG-CF型電動(dòng)機(jī)參數(shù)（單位;mm）中心高外形尺寸安裝尺寸軸長(zhǎng)軸直徑鍵槽寬度52104ⅹ104ⅹ297104ⅹ104371553.2傳送帶托輥支架選型3.2.1托輥支架材料選擇輸送裝置所需要的輸送帶托輥必須保證輸送裝置可以順暢運(yùn)行，在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)打滑，導(dǎo)致罐裝桶不能再輸送帶上平穩(wěn)傳送。根據(jù)查閱資料知道滿足設(shè)計(jì)要求的托輥有以下幾種，如表2-3所示：

表2-3托輥支架類型托輥支架類型托輥材料性能及優(yōu)點(diǎn)緩沖托輥支架高分子材料緩存托輥重量是普通托輥重量的一半左右，旋轉(zhuǎn)慣性小，托輥與皮帶之間的摩擦較小。槽型托輥支架鈦合金根據(jù)角度，可以分為35度槽支架、45度槽支架和35度槽前傾支架。槽型調(diào)心托輥支架鋁合金用于帶式輸送機(jī)載荷側(cè)的支撐以及調(diào)整輸送帶的跑偏，防止其發(fā)生S形移動(dòng)，確保輸送帶保持穩(wěn)定運(yùn)行。不銹鋼圓筒托輥支架不銹鋼大容量、高速、穩(wěn)定的運(yùn)輸，可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的共線運(yùn)輸、穩(wěn)定的運(yùn)輸?；爻谭种休佒Ъ懿讳P鋼用于下分支支撐輸送帶，當(dāng)V型和V型同時(shí)使用時(shí)，可以形成能夠有效防止傳送帶偏差的菱形斷面。分析后最終采用不銹鋼圓筒托輥支架，理由如下：造價(jià)便宜，更換方便，老化后易于更換。使用壽命長(zhǎng)，皮帶不容易跑偏，輸送量大而且速度快。表面平滑和傳送帶的摩擦阻力小，耐磨性好，不易磨損。3.2.2不銹鋼圓筒托輥尺寸設(shè)計(jì)如圖所示，托輥長(zhǎng)度為440mm，直徑為40mm，輥芯直徑為12mm，槽寬3mm,槽長(zhǎng)10mm。圖2-2圓筒托輥3.3輸送帶選型3.3.1輸送帶材料輸送帶的材料有很多種，本次設(shè)計(jì)的機(jī)器所用到的輸送帶應(yīng)該遵循兩點(diǎn)原則，第一不能對(duì)罐裝桶產(chǎn)生污染；第二耐磨耐用。根據(jù)查閱資料知道滿足設(shè)計(jì)要求的輸送帶材料有耐熱輸送帶、尼龍輸送帶、整芯阻燃輸送帶、PVC、PVG輸送帶、聚酯輸送帶等。因?yàn)槿橹破饭扪b桶滅菌機(jī)屬于食品工業(yè)設(shè)備，應(yīng)該采用食品級(jí)輸送帶，所以應(yīng)該使用符合標(biāo)準(zhǔn)的PVC輸送帶。3.3.2輸送帶長(zhǎng)度、寬度選擇輸送帶長(zhǎng)度：L=(2R0+δN)Nπ其中R0δ—輸送帶厚度0.002m；N—輸送帶卷取的圈數(shù)17；輸送帶寬度選擇應(yīng)考慮如下兩點(diǎn)：（1）由前面知道乳制品罐裝桶的底部邊長(zhǎng)為242mm，輸送帶寬度應(yīng)該保證可以容納罐裝桶，同時(shí)輸送帶多余寬度可以容納其他零部件，但也不宜過(guò)寬，避免材料浪費(fèi)。（2）輸送帶寬度應(yīng)該與輸送帶托輥寬度相同，這樣不易跑偏，可以平穩(wěn)輸送罐裝桶。分析后最終使用長(zhǎng)度為3.95m，寬度為400mm的輸送帶。3.3.3輸送帶類型市面上絕大多數(shù)輸送設(shè)備所使用的輸送帶均為環(huán)形輸送帶，通過(guò)查閱環(huán)形輸送帶相關(guān)信息如表2-6，本設(shè)備也將采用環(huán)形輸送帶。本設(shè)備應(yīng)該選用長(zhǎng)度為3.95m，寬度為400mm，類型為環(huán)形帶的PVC輸送帶。表2-6環(huán)形輸送帶輸送帶類型長(zhǎng)度L極限偏差環(huán)形帶L<15m±50mm15m≤L<20m±75mmL≥20m±0.5%4.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1送桶裝置的設(shè)計(jì)為了解決罐裝桶在滅菌過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)搬運(yùn)所帶來(lái)的費(fèi)時(shí)間、費(fèi)人力等問(wèn)題，采用帶式輸送機(jī)來(lái)解決人工各個(gè)環(huán)節(jié)的搬運(yùn)罐裝桶的問(wèn)題。三維設(shè)計(jì)方案如圖4-1所示，1、輸送皮帶2、輸送機(jī)鋁型材支架3、流利條5、軸承座36、電機(jī)一37、傳達(dá)機(jī)構(gòu)一38、電機(jī)二39、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二40、到位傳感器41、限位氣缸圖4-1送桶裝置設(shè)計(jì)因考慮到搬運(yùn)速度和滅菌速度的不同，采用兩條可調(diào)節(jié)帶速的帶式輸送機(jī)來(lái)完成設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。兩條帶式輸送機(jī)主體主要由長(zhǎng)度為3.95m、寬度為400mm、厚度為2mm的傳送帶，寬度為40mm的標(biāo)準(zhǔn)鋁型材支架，以及兩臺(tái)61K250RNG-CF型電動(dòng)機(jī)組成。輸送機(jī)整體安裝高度為560mm,為了保證罐裝桶的傳送路線不跑偏，在距離輸送皮帶上方17cm處安裝流利條來(lái)限制罐裝桶的傳送路線。為保證可以檢測(cè)到罐裝桶的是否到位，在距離輸送皮帶上方2cm處安裝到位傳感器，通過(guò)到位傳感器傳遞信號(hào)給系統(tǒng)以此來(lái)調(diào)節(jié)兩臺(tái)輸送機(jī)的速度，最終實(shí)現(xiàn)逐個(gè)送桶的目的。4.2桶孔位檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)桶孔位檢測(cè)裝置主要是為了檢測(cè)罐裝桶的孔位置是否正確，避免因孔位錯(cuò)誤導(dǎo)致滅菌燈不能伸入罐裝桶內(nèi)部進(jìn)行滅菌。三維設(shè)計(jì)如圖4-2所示?？孜粰z測(cè)裝置主要由一個(gè)到位傳感器和四個(gè)方位傳感器以及限位氣缸組成。為保證罐裝桶到達(dá)檢測(cè)位置時(shí)不在向前傳送，在距離輸送皮帶上方2cm、起始端10cm處安裝到位傳感器?？紤]到桶的尺寸，在距離輸送皮帶上方8cm、起始端36cm處安裝限位氣缸。通過(guò)到位傳感器傳遞的信號(hào)使限位氣缸伸出，從而使罐裝桶停留在檢測(cè)位置。固定四個(gè)方位傳感器的固定板為長(zhǎng)50cm、寬14cm鋁板，其安裝在距離輸送皮帶上方50cm、起始端20cm處。根據(jù)罐裝桶孔的位置，在固定辦中間以間距為15cm打四個(gè)直徑為2.5cm的圓孔來(lái)安裝到位傳感器，通過(guò)到位傳感器來(lái)檢測(cè)孔在哪一個(gè)方位，是否正確。4、罐裝桶6、到位傳感器7、限位氣缸10、限位氣缸29、提升氣缸30、步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)31、旋轉(zhuǎn)快32、小氣缸33、方位傳感器35、方位傳感器固定板圖4-2桶孔位檢測(cè)與校正裝置圖4.3桶孔位校正裝置的設(shè)計(jì)桶孔位校正裝置主要是為了將孔位檢測(cè)裝置檢測(cè)出的錯(cuò)誤孔位進(jìn)行正確的校正。其三維設(shè)計(jì)如圖4-2所示。孔位校正裝置主要由限位氣缸、提升氣缸、到位傳感器、步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、選擇塊、小氣缸組成。安裝在距離輸送皮帶上方2cm、起始端70cm處的到位傳感器檢測(cè)罐裝桶位置，然后由安裝在距離輸送皮帶上方3cm、起始端75cm處的限位氣缸將罐裝桶阻擋。提升氣缸安裝在距離輸送皮帶上方58cm、起始端62cm處的中心位置，并通過(guò)鋁型材固定。步進(jìn)電機(jī)固定在提升氣缸下面。旋轉(zhuǎn)滑塊為長(zhǎng)度33、寬度3.5、厚度2.5的鋁塊，旋轉(zhuǎn)滑塊固定在步進(jìn)電機(jī)的軸上。用來(lái)吸附罐裝桶的小氣缸固定在旋轉(zhuǎn)滑塊兩端。當(dāng)桶孔位錯(cuò)誤時(shí)，提升氣缸帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)下移，然后小氣缸吸附罐裝桶，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度使孔位調(diào)整為正確孔位。4.4滅菌裝置的設(shè)計(jì)罐裝桶到達(dá)位置后，由滅菌裝置進(jìn)行滅菌，其三維設(shè)計(jì)圖如圖4-3所示。滅菌裝置是由紫外線滅菌燈、電機(jī)系統(tǒng)、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、到位傳感器、、導(dǎo)軌、滑塊、流利條、同步帶輪固定件、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、限位氣缸、帶座軸承、鋁型材滅菌架以及固定構(gòu)件等組成。其中滅菌燈固定板為長(zhǎng)度90cm、寬度為58cm的鋁板，其中間還有三個(gè)等間距直徑為15cm的圓洞用以固定滅菌燈底座，固定板固定在寬度為40mm的標(biāo)準(zhǔn)鋁型材上。電機(jī)系統(tǒng)放置在滅菌燈上方，并固定在鋁型材支架上。同步帶固定件固定在鋁型材框架中間，安裝上同步帶在電機(jī)系統(tǒng)的作用下可以實(shí)現(xiàn)滅菌燈的上下運(yùn)動(dòng)。在滅菌裝置兩邊以間距為38cm的距離對(duì)稱安裝4根導(dǎo)軌，并通過(guò)滑塊連接在滅菌燈固定辦上，以此保證滅菌燈上下運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。19、同步帶固定機(jī)構(gòu)20、同步帶21、滅菌燈22、帶自鎖電機(jī)加速器23、電機(jī)系統(tǒng)24、鏈條25、導(dǎo)軌27、滑塊28、滅菌燈固定板42、同步帶固定件圖4-3滅菌裝置圖4.5計(jì)數(shù)與保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

記數(shù)與保護(hù)裝置由到位傳感器和各動(dòng)作輸出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)組成。在輸送機(jī)尾端安裝一個(gè)到位傳感器，此傳感器作為相鄰的限位氣缸的觸發(fā)傳感器，同時(shí)此傳感器也用作對(duì)罐裝桶的計(jì)數(shù)。當(dāng)灌裝桶在完成滅菌后，輸送帶運(yùn)送灌裝桶離開(kāi)滅菌設(shè)備，灌裝桶輸送至到位傳感器的檢測(cè)位置時(shí)，會(huì)觸發(fā)到位傳感器，當(dāng)傳感器累計(jì)計(jì)數(shù)三次時(shí)，限位氣缸不移動(dòng)，繼續(xù)觸發(fā)到位傳感器時(shí)，則限位氣缸伸出，重新進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)入到下一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，促使滅菌裝置對(duì)灌裝桶完成批量滅菌。前面限位氣缸沒(méi)有被觸發(fā)時(shí)，其后面的傳感器與限位氣缸是鎖住的，不觸發(fā)也不運(yùn)作。在滅菌裝置對(duì)灌裝桶進(jìn)行批量滅菌時(shí)，前輸送機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)滅菌完成后滅菌裝置進(jìn)行復(fù)位時(shí)，觸發(fā)到上限位傳感器時(shí)，前輸送機(jī)才能重新啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滅菌設(shè)備的安全運(yùn)行。5設(shè)備工作方式5.1送桶裝置運(yùn)行在后面一個(gè)輸送機(jī)上，罐裝桶以任意間隔距離放置，在罐裝桶進(jìn)行分離之前，兩臺(tái)輸送機(jī)以相同速度的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)罐裝桶在傳送過(guò)程中到達(dá)指定位置時(shí)就會(huì)被到位傳感器檢測(cè)到。然后到位傳感器就會(huì)將檢測(cè)到罐裝桶的信號(hào)傳達(dá)給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)隨即給兩臺(tái)輸送機(jī)傳達(dá)指令，使兩臺(tái)輸送機(jī)以不同的速度運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)逐個(gè)輸送罐裝桶的目的。圖5-1送桶裝置5.2桶孔位檢測(cè)裝置運(yùn)行當(dāng)罐裝桶被傳送至到位傳感器的檢測(cè)位置時(shí)就會(huì)觸發(fā)傳感器，然后限位氣缸就會(huì)伸出，罐裝桶就會(huì)在限位氣缸的作用下停止向前移動(dòng)，然后由4個(gè)方位傳感器檢測(cè)被限位氣缸阻擋下停止移動(dòng)的罐裝桶的孔位置，將檢測(cè)出的孔位置信息傳達(dá)給控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)完孔位置信息后。限位氣缸縮回，罐裝桶繼續(xù)向前傳送。圖5-2孔位檢測(cè)裝置5.3桶孔位校正裝置運(yùn)行當(dāng)罐裝桶被傳送至到位傳感器的檢測(cè)位置時(shí)，傳感器被觸發(fā)，限位氣缸就會(huì)伸出，灌裝桶在限位氣缸的阻檔下停止移動(dòng)，此時(shí)提升氣缸下移，到達(dá)指定位置時(shí)，小氣缸伸出對(duì)灌裝桶輕微擠壓，并扣住灌裝桶沿吸附罐裝桶，為灌裝桶的提升提供向上升力，小氣缸伸出到位后，提升氣缸上移，到達(dá)預(yù)定位置后，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)按照控制系統(tǒng)存儲(chǔ)的罐裝桶孔方位信息，得到相應(yīng)指令并旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，使孔位正確，旋轉(zhuǎn)完成后，提升氣缸下移，小氣缸釋放罐裝桶，提升氣缸再次上移，等待下次旋轉(zhuǎn)，較正過(guò)程完成后，限位氣缸縮回，罐裝桶繼續(xù)向前傳送。圖5-3孔位校正裝置5.4滅菌裝置運(yùn)行經(jīng)過(guò)孔位校正的罐裝桶在輸送裝置的作用下向前傳送，當(dāng)罐裝桶被傳送至最前端的到位傳感器時(shí)，就會(huì)觸發(fā)到位傳感器，隨即限位氣缸就會(huì)伸出，阻擋罐裝桶