灌装机转台机械及驱动系统设计

灌装机转台机械及驱动系统设计(16000字)
摘要：本文提出了种一灌装机转台系统的设计方案，并用变频器实现其变速功能，从而达到方便实用的目的。
首先，要进行的是灌装机机械部分的设计。根据实际生产要求计算本系统所需要的转速及功率。动力通过转台系的芯轴传入，芯轴通过键将动力传给转台，转台上面即是灌装机的机头。对于转台系统，主要的传动零件就是齿轮,拨瓶系与转台系通过传动比为1：1的一对齿轮相连，使机头与拨瓶轮同步吻合。
然后，根据变频调速三相异步电动机的电磁设计特点和结构特点，针对实际生产时所需的不同转速，对电动机的转速，功率等各项参数进行计算，三相异步电动机实际上是灌装机转台系统速度控制系统的执行部分，进而设计出根据不同生产状况实现变速的灌装机转台驱动系统。
该系统具有操作方便，运行可靠，成本低，自动化程度高等优点。所以对灌装机的研制开发具有一定的参考意义。

关键词：灌装机  电机  变频器
 
The design of the capper turntable machinery and the drive system
ABSTRACT：This paper gives a scheme for the system of a revolving stage, and we change rotate speed in transducer. So as to achieve the purpose of convenient and practical.
    First, the part of the mechanic should be designed. On the basis of the practical desire, we calculate the velocity and the power which the system need. The motivate is introduced by the shaft of the revolving stage. Following the motivate is introduced to the revolving stage by a key, on which is the prow of the filling machine. And the both main system are meshed by two gears that has the same size but different appearance. So the prow and the moving wheel can keep the same pace.
    By the design and structure characteristics of variable-frequency adjustable-speed three-phase induction motors, and we adapt the transducer to adapt some parameters such as the rotate speed and the power of the electromotor by analyzing the power of the total system. Three-phase asynchronous motor is actually the controlling system operative system of the speed about filling machine turntable.By this we choose the right electromotor. So we select the transducer to adapt the different speed of capper turntable machinery and the drive system.
This system has some advantages including simple operation, reliable operation, low east and highly automated. Therefore, the scheme of the design has guiding significance.

Key Words：capper  electromotor  transducer
 
灌装机的结构及其工作原理简介
本课题的灌装机是一种对盛药水的玻璃瓶进行灌装的一种机械。它适合于对不同直径不同高度的瓶子，容积较小，瓶口不大的玻璃瓶进行全自动灌装。它主要由转台系统和拨瓶系统两大部分组成，具有结构简单合理，精度高，机型小巧，灌装量和灌装速度均可任以调节，无瓶不灌装，灌装量准确，并有自动计数功能，自动化程度高等优点。转台系统和电动机相连，通过变频调速满足不同生产率的要求，该机防腐性能良好、密封可靠，操作方便简单、快捷，并具有过载保护功能。
本课题提出了一种新的方法：用单片机、三相异步电动机和测速系统实现转台的转动，并实现了灌装过程的自动控制。

灌装机驱动系统的概况
科学的发展也推动了机械的不断前进。在控制系统方面，随着时代的变迁，灌装机越来越趋向于自动化，传动则由单机联动到单独传动，工作幅度也由以前的一次给一只玻璃瓶灌装到现在的给多瓶灌装，工作温度也由常温常压发展到高温高压，由紧式发展到松式。其中，最为显著的特点是机电一体化程度越来越高，机电一体化是目前新型灌装机发展的必然趋势和目标。
机电一体化系统是将传统的机械技术与新兴的微电子技术及信息技术相结合，可以说机电一体化是现代机械的标志。目前，机械的机电一体化设计具有以下几个特点：
(1)采用新的驱动方法。
(2)自动控制技术、计算机应用技术不断深入。
(3)多种方式控制技术相结合。
(4)控制系统的数字化、计算机化。
由此可见，由单片机、三相异步电动机和测速系统实现的转台恒线速控制不仅适合机电一体化的发展方向，而且，目前这种控制方式是一种新型的控制方式。具有工作可靠、成本低的优点。

本课题的主要研究内容
(1)灌装机转台系统的设计
(2)系统机电参数计算和电动机的选型
(3)变频器调速系统的设计

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目录
前言    1
1．灌装机简介    2
1.1灌装机的结构及其工作原理简介    2
1.2灌装机驱动系统的概况    2
1.3本课题的主要研究内容    3
2．灌装机转台系统设计    4
2.1灌装机转台系统材料的选择    4
2.2传动方案的拟订    5
2.3转台系统零件的计算和选择    5
2.3.1齿轮的设计    5
2.3.2芯轴的设计计算    8
2.3.3轴承的选择    9
3．系统机电参数计算和电动机的选型    10
3.1三相异步电动机的结构与工作原理    10
3.1.1三相异步电动机的组成    10
3.1.2三相异步电动机的转动原理    10
3.1.3三相异步电动机的运行性能    13
3.2三相异步电动机的选型    15
4．变频器调速系统设计    17
4.1调速的意义    17
4.2调速系统的选择    17
4.2.1变频器的调速原理    17
4.2.2输入与显示部分设计    20
(2)位寄存器和控制寄存器    21
4.2.3信号采集与处理部分设计    21
4.2.4强电控制的电路设计    22
4.2.5变频器的选择    23
4.3单片机的选用    26
结束语    28
致谢    29
参考文献    30