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1前言

葡萄酒具有味甘、性溫、色美、滋補、養人的特點。目前，葡萄酒是世界上第二大飲料酒，產量和消耗量僅次于啤酒，中國自20世紀90年代以后，隨著社會經濟的發展，生活水平的提高和消費觀念的改變，人們對葡萄酒的需求不斷增加。而市場上出售的葡萄酒一般均是瓶裝，因此筆者設計了一種葡萄酒罐裝裝置。

2罐裝方法及工藝過程

由于本設計罐裝的液料是低黏度的葡萄酒液料，其可以依靠自身的重量產生一定速度的流動，所以選擇常壓法罐裝。常壓法罐裝，是在大氣壓力下直接依靠被罐液料的自重流入包裝容器內的罐裝方法。

常壓罐裝的工藝過程為：（1）進液排氣，即液料進入容器，同時容器內的空氣被排出；（2）停止進液，即容器內的液料達到定量要求時，進液自動停止；（3）排除余液，即排除排氣管中的殘液。

3罐裝原理

罐裝裝置要求每次的罐裝量一定，因為容積定量法罐裝的精度較高，所以采用的定量方法為定量杯定量罐裝，其罐裝原理如下圖1：

圖1定量杯定量罐裝原理圖

1、凸輪2、凸輪軸3、推桿4、密封圈5、固定量杯6、密封墊圈

7、活動套塞8、進液管9、彈簧10、排氣空11、罐裝頭蓋12、進液孔

其罐裝原理為：由前面設計的傳動比知道，當瓶子位于罐裝工位時，凸輪軸1帶動凸輪2旋轉，從而凸輪2將推桿3向下壓，推桿3推動罐裝頭蓋11向下運動，同時，與罐裝頭蓋連在一起的進液管8向下運動，當運動到一定距離時，液體就可以從進液孔12通過進液管8向瓶里輸液，瓶里的殘余氣體將從排氣孔10排出，完成罐液程序。在被拉彈簧9的拉力下，推桿將自動恢復到原來位置，完成一個循環。并且可根據需要，調節活動套塞7以調節罐裝的液體容積。

4罐裝裝置的尺寸設計

一般罐裝每瓶葡萄酒的標準容積為，葡萄酒瓶的高度取為，瓶口的直徑取，瓶口厚度取。假設罐裝裝置的定量杯內徑為，則定量杯內的液面到活動套塞上端的高度，由公式：

得：。所以固定量杯的高度，取。進液管上的進液孔取直徑，其中心點到進液管頂端的距離為，取進液管總長為，當推桿向下超過時，就開始向瓶里輸液，在推桿的運動行程不超過時，罐裝頭蓋正向瓶口對齊，以便準確向瓶內輸液。所以凸輪的運動行程應該不小于，取凸輪的運動行程。推桿長度，活動套塞的總長度，其上的進液溝深為，溝長，如圖2。罐裝頭蓋上的兩個排氣孔最下端中心線的距離為，其上的進液口徑為，罐裝時，罐裝頭蓋距瓶口的距離應該小于。罐裝頭蓋的直徑為，其上兩邊的導桿孔直徑為，其中心線距罐裝頭蓋最邊端的距離為，如圖3。

圖2活動套塞圖3罐裝頭蓋

5凸輪輪廓曲線的設計

此凸輪機構屬于對心機構，現用圖解法對其曲線輪廓進行設計。設凸輪以等角速度順時針回轉，其基圓半徑：

式中，為偏心距，等于0；為許用壓力角，取。經計算取。凸輪機構工作時，凸輪和從動件都在運動。為了在圖紙上畫出凸輪輪廓曲線，應當使凸輪與圖紙平面相對靜止，為此，可采用如下的反轉法：使整個機構以角速度繞轉動，同時從動件又以原有運動規律相對機架往復運動。

圖4凸輪輪廓曲線及速度時間函數

運用反轉法繪制盤形凸輪機構輪廓曲線的方法和步驟如下：

（1）、將基圓12等分，根據推桿的運動行程為計算出，再根據凸輪的運動規律依次計算出、、、、，再將它們連成光滑的曲線。凸輪的另外半邊為對稱的，有前也可以畫出，如圖4。

（2）、凸輪的最大壓力角在點上（如圖4），過點與基圓相切，則切線與所夾的銳角即為最大壓力角，計算得。

6結語

該裝置是筆者設計的葡萄酒旋轉罐裝機中一個部件，通過整機樣機的試驗，該裝置可滿足葡萄酒罐裝要求，并且工作效果良好。