机械原理课程设计—洗瓶机

1．本机为双端式结构形式洗瓶机，减少净瓶污染。
2．本机主传动采用电机变频同步控制，并在各轴的减速器上配有过载保护装置。传动机构简单，效率高，安全可靠。
3．进出瓶机构采用齿轮驱动的星形轮连杆机构，传动平稳、可靠、噪音小。并带有进出瓶自动回程功能。
4．本机采用一个预喷淋槽，三个碱液浸泡槽、一个热水浸泡槽、一个热水喷淋槽、一个温水喷淋槽和一个清水喷淋槽的喷淋浸泡杀菌方式，使瓶子得到彻底的清洗。
5．除标机构：采取机外三次除标，网外除标方式。
6．喷淋系统：进瓶端采用上、下喷淋预热，防止对后工序污染。三个碱液槽上部均带有内外喷淋，以增加碱液接触时间。后端分为热水Ⅰ、热水Ⅱ、温水、清水四个区段的喷淋，瓶的外表面固定喷淋，瓶内采取旋转式喷淋，和固定喷淋方式，以减少瓶内清洗死角。
7．加热系统：采取蒸汽加热，提高热交换率，充分利用能源。
8．箱体：本机共有六个箱体组成，各箱体之间的连接方式采用预连接后现场焊接，以防箱体之间渗漏。
9．整机传动系统采用变频同步调速技术、控制系统运用人机界面技术，采用全汉字和多形式色彩图案等先进的自动控制技术，整机自动化程度高。
10．本机带有自动除渣及喷淋过滤自动清洗装置及手动清洗装置。
11．本机瓶盒为为全钢材料制作，瓶盒头部装有塑料瓶嘴。瓶盒锥体
处开有多条长孔，更有利于瓶子各部位喷冲。
二、主要用途及适用范围
本机是消化、吸收国外同类产品Z新先进技术的基础上加以创新和发展的Z新型双端式洗瓶机，具有九十年代世界先进水平。适用于啤酒和饮料厂家对新玻璃瓶或回收瓶的洗涤。但是，用户对于已作其它用途（如装过油漆、油脂、农药、煤油等）的脏瓶，不能用本机洗涤。
由于本机设计结构为双端形式和洗瓶工艺路线的要求，对于洗净瓶子的污染大大地减少。因此，本机更加适用于纯生啤酒装瓶生产线要求。
三、产品名称、型号及其代表意义
名 称：双端洗瓶机
型 号：SXP44D
代表意义：
SXP 44 D
第四次改进
每排瓶盒数
双端洗瓶机
四、机器结构情况
1．机器外侧结构情况（如图一）
1— 预热外喷淋管
2— 观察窗
3— 预热内喷淋管
4— 除渣箱
5— 进瓶输送带
6— 摆杆驱动电机
7— 进瓶台驱动电机
8— 溢流管
9— 自动清洗过滤箱Ⅰ
10— 预热喷淋水泵
11— 除标Ⅰ人孔门
12— 碱Ⅰ喷淋水泵
13— 除标Ⅱ人孔门
14— 碱Ⅱ喷淋水泵
15— 除标Ⅲ清洗孔
16— 碱Ⅲ喷淋水泵
17— 热水喷淋Ⅰ泵
18— 自动清洗过滤器Ⅱ
19— 热水喷淋Ⅱ泵
20— 温水喷淋泵
21— 排水管
22— 出瓶输送带
23— 机头消毒管道
24— 轴流风机
25— 温水外喷淋管道
26— 温水过滤箱
27— 观察窗
28— 热水外喷淋管
29— 右侧人行道
30— 碱液槽液位补充电磁阀(碱Ⅰ槽、碱Ⅱ槽、碱Ⅲ槽各1个)
31— 除标Ⅲ驱动电机
32— 除标Ⅲ箱体
33— 除标Ⅲ毛刷轴电机
34— 除标Ⅱ驱动电机
35— 除标Ⅱ箱体
36— 除标Ⅱ毛刷轴电机
37— 除标Ⅰ驱动电机
38— 除标Ⅰ箱体
39— 氢气抽出离心风机
40— 除标Ⅰ驱动电机
41— 一号箱体
42— 出瓶驱动电机
43— 张紧装置
44— 六号箱体
45— 清水阀门
46— 五号箱体
47— 清洗孔
48— 碱液回收泵
49— 四号箱体
50— 排液箱
51— 排液阀门
52— 三号箱体
53— 排液箱
54— 排液阀门
55— 二号箱体
56— 排液箱
57— 排液阀门
58— 排渣漏斗
59— 进瓶机构连接角钢
60— 进瓶机构
61— 进瓶驱动电机
62— 进瓶输送带
63— 大蜗轮蜗杆减速机（一台）
64— 左侧人行道
65— 碱Ⅰ槽加热器
66— 方形轴承座
67— 蒸汽控制薄膜阀
68— 碱槽自动加碱电磁阀（碱Ⅰ、碱Ⅱ槽各1个）
69— 碱槽磁浮式液位显示检测器（碱Ⅰ、碱Ⅱ、碱Ⅲ槽各1个）
70— 万向联轴器防护罩
71— 碱Ⅱ槽加热器
72— 清洗孔盖（全机共18个）
73— 碱槽添加剂加入电磁阀（碱Ⅰ、碱Ⅱ槽各1个）
74— 浮球式蒸汽疏水阀（共3个）
75— 碱Ⅲ槽加热器
76— 小蜗轮蜗杆减速机（七台）
77— 清水管
78— 压缩空气气动三联件
79— 出瓶接板驱动杆

1．本机设计为双端式的结构形式，多浸泡槽（预喷淋、碱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ槽、热水槽），多次固定外喷淋和旋转内喷淋的冲洗，洗瓶的洁净率高，破瓶率低。
2．本机采用变频同步调速技术，调速方便、快捷、可靠。整机自动化程度高，适用整线GX率生产的需求。
3．进出瓶机构采用齿轮驱动的星形轮连杆机构，传动平稳、可靠、噪音小。
4．出瓶端箱体采用全不锈钢制造，并设置有消毒清洗管道（用蒸汽或用消毒水），使瓶子在出瓶时更加符合卫生要求。
5．热水浸泡槽箱体采用不锈钢制造，有效防止生锈和结垢。
6．整机采用了先进的电子控制技术，使本机各个部分的监测、控制高度自动化和现代化。
二、主要技术参数
1．额定生产能力： 46000瓶/小时
2．链条节距： 155毫米
3．瓶盒间距： 95毫米
4．适应瓶子直径： 60/83毫米
5．适应瓶子高度： 160/295毫米
6．每排瓶盒数： 44个
7．瓶盒排数：（总排数/载瓶排数） 518排/414排
8．进出瓶循环节拍（36000瓶/小时）： 4.4秒
9．机内载瓶数： 18216个
10．瓶子在机内停留时间（36000瓶/小时）： 30.36分钟
11．碱液浸泡时间（36000瓶/小时）： 15.03分钟
12．碱液接触时间（36000瓶/小时）： 16.73分钟
13．各槽有效容积
预喷淋槽： 2.8米3
碱液槽Ⅰ： 27.8米3
碱液槽Ⅱ： 30米3
碱液槽Ⅲ： 31.2米3
热水浸泡槽： 7.3米3
热水槽： 2.3米3
温水槽： 1.4米3
14．耗水量（水压0.15～0.2MPa）： 0.5升/瓶
15．耗气量（蒸汽压力0.5MPa时）：
升温（由12℃上升至65℃）： 约3770千克蒸汽
（由12℃上升至80℃）： 约6530千克蒸汽
生产时（36000瓶/小时）： 27千克蒸汽/时•1000瓶
16．电机容量： 149.75千瓦
主传动电机： 15千瓦
预热喷淋泵电机： 15千瓦
碱Ⅰ槽喷淋泵电机： 11千瓦
碱Ⅱ槽喷淋泵电机： 11千瓦
碱Ⅲ槽喷淋泵电机： 11千瓦
热水喷淋泵电机（两台）： 7.5×2千瓦
温水喷淋泵电机： 7.5千瓦
除标Ⅰ泵电机：： 15千瓦
除标Ⅱ泵电机： 15千瓦
除标Ⅲ泵电机： 15千瓦
碱液回收泵电机： 5.5千瓦
除标网带电机（三台）： 3×1.1千瓦
除标毛刷轴电机（三台）： 3×0.55千瓦
进瓶输送带电机： 2.2千瓦
进瓶传动电机： 1.1千瓦
出瓶传动电机： 0.75千瓦
进瓶台电机（两台）： 1.1＋0.55千瓦
除渣拉出网电机 0.55千瓦
自动清洗过滤箱 2×0.25千瓦
离心风机： 1.5千瓦
轴流风机： 0.55千瓦
17．设备净重： 约135吨
生产时总重： 约245吨
18．外形尺寸： 17.6×8.4×4.45米
19．使用参数：
电源： 220/380伏 50赫兹
Z高蒸汽压力： 1.0兆帕
自来水压力： 0.2兆帕

第三章 设备构造和工作原理
一、产品的总体构造及其工作原理
1．总体结构组成
变频同步传动系统、进出瓶输送链机构、进出瓶传动机构、喷淋系统、除标机构、加热系统、管路系统、箱体和箱体附件、控制系统、操作台和人行道等组成。
2．工作程序
待清洗的瓶子经输送带传送给进瓶台，进瓶台上的隔板将瓶子分成44排送至到旋转进瓶推盘上，进瓶推盘将瓶子推入瓶盒架中的瓶盒内，随着瓶盒架的运动进入箱体，然后进入预热喷淋，瓶内残液倒入排液槽内排出箱外。瓶盒架进入碱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ槽，使瓶子得到充分浸泡和喷淋冲洗，再经热水槽浸泡，使瓶盒架及瓶子的碱液得到稀释，依次经热水、温水、清水的固定喷淋和对瓶内旋转喷淋冲洗后空干，送至到出瓶端的出瓶装置上，出瓶推盘将瓶盒内卸出的瓶子卸在出瓶链道上，完成整个洗瓶工艺。在洗瓶过程中设置在碱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ槽的外侧除标装置分别将碱槽中的标纸和杂物清除机外。
二、主要部件及特征
1．主传动系统（如图三）
主电机（序号7）可变频调速，通过传动链条及万向联轴器与各个蜗轮蜗杆减速器连接起来，驱动各传动轴通过链轮，带动链条上的瓶盒架运动。2台变频同步调速电机减速器（序号2、6）驱动进、出瓶机构与主传动的瓶盒架同步，各个蜗轮蜗杆减速器与进、出瓶机构主驱动电机均装有过载离合器进行保护。
各蜗轮蜗杆减速器扭矩臂上都装有扭矩保护装置（如图四）。当故障引起轴转矩增大时，则扭矩臂2将会扭转偏移，接近开关1断开。或者起动期间，大链轮轴转矩超过了传动机构传动的扭矩，接近开关1断开，则会引起主传动系统的主电机电源断开，对大链轮轴起到保护作用。

图 四
2．进瓶机构（如图五）
由进瓶台4供给的瓶子通过进瓶推盘1将瓶子分别推进瓶盒架的瓶盒内，进瓶推盘的驱动轴3旋转一圈，瓶子进给两次，进瓶推盘驱动轴3的运动是通过齿轮连杆机构2来完成的。它是摆动和转动的复合运动。进瓶推盘1的一端，在进瓶台4处接到瓶子，沿着导轨5通过摆动和转动将瓶子送到瓶盒内。同时，进瓶推盘的另一端又在进瓶台4处将另一排瓶子开始推上导轨，连续不断的将瓶子送入到瓶盒内。由于齿轮连杆机构的起停瞬间角速度和角加速度都为零，在接瓶和将瓶子送入瓶盒内时都有一个瞬时的停顿。因此和连杆机构及曲柄连杆机构相比较，这种机构冲击Z小，进瓶比较灵活，没有撞击声。而且不需要其它的辅助机构来协助完成进瓶。3．浸泡喷淋系统
⑴．预热、喷淋（如图六）
首先，瓶盒载着瓶子通过转弯后瓶成到立状，将瓶内剩余的残液倒入预喷淋槽内，直接排出箱体外侧，防止污染下面的水槽。残渣通过自动除渣网排出箱外。
再进入预热喷淋，经两组外喷淋3及四组旋转内喷淋4进行预热喷淋。内外喷淋的水来自于预喷淋槽相连接的过滤槽1，这样就防止了杂质堵塞喷洗管。
⑵．碱液浸泡、喷淋（如图七）
3为碱Ⅰ槽，2为碱Ⅱ槽，1为碱Ⅲ槽
瓶盒架载着瓶子进入碱Ⅰ、碱Ⅱ、碱Ⅲ槽后，经过一定时间、一定浓度和温度的碱溶液浸泡后，使瓶子内、外部污物及外侧的标纸逐渐松软脱落。再经过固定喷淋4和旋转内喷淋5的喷冲后，使瓶子上的污物及标纸彻底脱落。碱Ⅰ槽、碱Ⅱ槽和碱Ⅲ槽外部都分别带有除标装置，使瓶子的标纸能彻底脱落和清出。碱Ⅰ槽、碱Ⅱ槽和碱Ⅲ槽的碱液可以通过快速排放设备排放出去，也可以通过回收泵进行回收。
碱Ⅰ槽顶部带有除氢风机（6），及时除去氢气。从碱Ⅲ出来的瓶盒架进入热水浸泡槽4，使瓶子的碱液充分浸泡稀释，再进行热水喷淋1喷淋。热水喷淋处有三组固定外喷淋、二组固定内喷淋和四组旋转跟踪内喷淋。同时，热水槽外连接有过滤箱5、6，防止水中的杂质堵塞喷淋管。
瓶盒再经过温水喷淋2的喷淋，共三组旋转跟踪内喷淋和四组固定外喷淋对瓶子及瓶盒进行喷淋。温水喷淋槽外也连接有过滤箱7，防止水中的杂质堵塞喷淋管。
Z后经清水或无菌水冲洗3，它由一组固定内喷管和两组旋转跟踪内喷管组成。清水或无菌水直接来自机器外部，经喷淋后溢流至温水槽、热水槽、热水浸泡槽。再有热水浸泡槽4经溢流管溢流至预喷淋槽。
⑷．蒸汽排放机构（如图九）
在机器的出瓶段安装有一
个大流量的轴流风机1，将箱
体中的蒸汽排出室外，保证了
瓶内的干燥度，减少瓶内残留
水滴在允许范围内。
⑸．浸泡喷冲的温度变化
（如图十）
在洗瓶过程中，为了保证
瓶子浸泡、杀菌消毒的温度要
求和避免瓶温聚变，应保证各
槽的温度。 图 九
为了机器运行时节能、节水、低瓶损，操作者了解各水槽的热平衡是
非常重要的。温差梯度不大于25℃，各槽热量的提供详见6.1.4加热部分。

图 十
4．出瓶装置（如图十一）
出瓶装置是通过出瓶推
盘2来完成的，同时接瓶板
1有一个摆动，将瓶子送到
出瓶推盘2上。出瓶推盘2
的运动是转动加摆动的复合
运动，是通过齿轮连杆机构
来完成的。因此推盘在接瓶
的时候有一个短暂的停顿，
就保证了接瓶的可靠性，不 图 十一
会发生故障。
出瓶推盘旋转一周，
接两次瓶子，出瓶时推
盘2的旋转速度就很慢，
因此出瓶比较安全、可靠。
出瓶推盘2将瓶子
接放到出瓶输送带3上，
出瓶输送带就将瓶子送
出。
5．除标装置（如图十二）
除标装置由：1-碱液
槽、2-轴流泵、3-除标箱
体、4-网带、5-张紧导轨、
6-毛刷轴等组成。
在碱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ浸泡 图 十二
槽的外侧，分别都装有一
个除标装置，瓶子在碱液
中浸泡、喷冲的同时，大
量的标纸就会通过除标机
构排出机外。
由于轴流泵2（大流
量、低扬程）不停地工作， 图 十三
就在碱液槽和除标箱体之间形成如图箭头所示的水流，使瓶子上的标纸在急速水流磨擦作用下得到彻底铲除。带有标纸的碱液从除标箱体网带4表面流过过滤后，碱液由轴流泵送回到碱液槽中，而脱落的标纸经网带带到出口处经毛刷刷掉，从垂直导标槽导出。
6．旋转跟踪喷淋（如图十三）
圆形喷管6通过主传动大链条4上的拨板拨动星轮5上的小滚轮，从而使星轮5旋转。当链条带动瓶盒前进时，星轮5就带动喷管6与瓶盒做同步旋转运动。这样，喷管喷出的水流也就跟随着瓶盒作旋转跟踪喷射。同时，这些喷管的喷咀与瓶盒的间距是一致的，即每个喷咀对着各个瓶口。这样高压喷射管道的射流就以不同的角度冲洗瓶子的内壁及底部，达到了机械冲洗的Z佳效果，增强了喷洗的效应。
7．自动液位调节及显示（如图十四）
本机的三个碱液槽外都装有一个液位自动调节装置，用以保证各碱液槽的液位高度。
切换点Ⅰ：运行期间（无瓶）Z小液位
切换点Ⅱ：运行期间（有瓶）Z大液位
当无瓶运行时，液位不到切换点Ⅰ进水
就继续。当有瓶运行时，如果液面低于切换
点Ⅱ，则液位调节装置就发出信号，打开管
路上各槽的液位补充电磁阀，补充液位，直
到液位达到切换点Ⅱ，则各液位补充阀门自
动关闭。 图 十四

8．加碱
根据洗瓶机工艺要求（即各碱液槽内的碱液浓度要求），配比一定重量的固态碱，从各除标箱顶部倒入碱液槽内。
用户也可根据自身条件，配比一定浓度的液态碱，通过碱液管道对碱液槽加碱（需配备一套自动加碱装置及控制系统）。