DXDK80-Y1颗粒包装机的动态特性分析及其优化

发布时间：2017-07-21 03:21

  本文关键词：DXDK80-Y1颗粒包装机的动态特性分析及其优化

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【摘要】：颗粒包装机械在国民经济中所占比重逐年增加,市场前景非常广阔。但在实现快速包装的同时,存在许多问题,比如包装机高速运动时会产生严重的冲击、振动,导致机械性能下降并产生严重的噪声；包装颗粒药品时常会出现空包现象；而且颗粒大小不同所需的计量装置也不同等。本文以DXDK80-Y1立式颗粒包装机为例,以有限元分析技术、动力学、运动学为理论基础,采用实验测试等方法对其进行分析和改进。目的是提高包装质量,减少包装机械的冲击振动。实现低噪声、高可靠性的包装运动,避免空包,提高包装效率。本文针对DXDK80-Y1颗粒包装机包装效率和精度较低的情况加以改进,结合传统称重法和容积法在精度和效率方面的优势,设计出可调量杯式容积计量器,不仅提高了包装精度和效率,而且降低了使用成本。就包装过程中常发生的因人为疏忽等原因而造成的空包问题加以改进,设计出一种可跟随流水线同步检测的空包检测装置,可以快速实现随时剔除空包。为有效避免包装机的共振现象,本文对其进行了系统性的有限元模态分析,并得到了包装机的固有频率和振型。并通过实验对传动系统加以测试,最终确定了该包装机的固有频率和振型,对包装机的改进设计以及传动系统转速的选择提供了有力的数据参考。本文通过实验测试的方法对包装机运转过程中分配轴所受载荷以及热封钳的热封压力进行测试,为后面热封凸轮以及分配轴的优化提供了准确数据。包装机的传动系统是包装机的重要组成部分,也是影响包装质量的主要因素,它对机器的运动速度、运转平稳性、效率等多项性能都有直接影响。因此,对传动系统进行分析至关重要。根据力学和运动学原理确定了包装机料仓转盘的临界转速,对传动系统进行了运动学分析。通过分析得出非匀速运动零件——横封热钳和纵封热钳运动轨迹的速度、加速度、位移变化图。通过优化热封凸轮,可使机器运转平稳,有效的抑制噪声和振动问题的产生；而且延长了零件的使用周期,达到了优化设计的目的。针对包装机的分配轴受力情况进行分析,找出系统的危险点,计算并校核其强度和刚度,建立分配轴的有限元模型,对其进行有限元分析,并得出应力和应变分布云图,从而采取必要措施以提高其强度及刚度,以达到优化设计的目的。本文根据包装机的实际运作情况,将实验测量与虚拟样机技术、有限元分析法结合,提高了包装机的效率和包装质量,加快了包装机向高精度高效率方向发展,为深入包装机的改进提供了参考,具有重要的价值和意义。
【关键词】：立式包装机 运动学 仿真 测试
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB486
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究的意义和背景8
• 1.2 包装机的分类8-9
• 1.3 国内外现状9-12
• 1.3.1 国外发展动态9-10
• 1.3.2 国内发展动态10-11
• 1.3.3 包装机研究趋势11-12
• 1.4 样机虚拟方法的应用12
• 1.5 本文研究思路和主要研究内容12-14
• 1.5.1 论文的选题12-13
• 1.5.2 课题研究的目的13
• 1.5.3 课题研究方法及内容13-14
• 1.6 本章小结14-15
• 第二章 颗粒包装机的概述与设计15-26
• 2.1 立式包装机的概述15
• 2.2 立式包装机的组成和介绍15-16
• 2.3 可调量杯式容积计量的设计16-17
• 2.4 空包检测装置的设计17-18
• 2.5 立式包装机安装调试18
• 2.6 操作方法18-25
• 2.7 颗粒包装机工艺流程25
• 2.8 本章小结25-26
• 第三章 DXDK80-Y1包装机理论研究与实验测试26-37
• 3.1 动力学分析理论基础26-31
• 3.1.1 实验理论和模态分析理论27-28
• 3.1.2 固有频率的计算方法28-29
• 3.1.3 结构瞬态响应的理论基础29-30
• 3.1.4 振动缓冲的原理30-31
• 3.1.5 振动控制技术的发展31
• 3.2 机身模态分析31-32
• 3.3 包装机的频谱测试32-34
• 3.4 包装机的实际测量和固有频率理论计算对比34-36
• 3.5 动态应力的测试36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 包装机传动系统的运动学分析和优化37-51
• 4.1 极限转速确定37-40
• 4.1.1 问题的产生37-38
• 4.1.2 分析计算的前提假设38
• 4.1.3 基于力学的分析38-40
• 4.1.4 基于运动学的考察40
• 4.2 包装机的运动学分析40-45
• 4.2.1 包装机三维模型的建立41-42
• 4.2.2 UG运动仿真功能简介42-44
• 4.2.3 运动分析后处理44-45
• 4.3 凸轮的选择45-46
• 4.4 凸轮机构改进46-48
• 4.4.1 热封凸轮的位移分析47-48
• 4.4.2 热封凸轮的角速度分析48
• 4.5 凸轮副接触强度校核48-49
• 4.6 延长凸轮副使用寿命的措施49-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第五章 DXDK80-Y1包装机的静力学分析和优化51-60
• 5.1 Ansys简介51
• 5.2 有限单元法51-53
• 5.2.1 有限单元法的基本思想51-52
• 5.2.2 有限单元法的分析步骤52-53
• 5.3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析53
• 5.4 分配轴的静力学分析53-58
• 5.5 分配轴设计参数的优化58-59
• 5.5.1 提高分配轴强度常用措施58-59
• 5.5.2 模型优化59
• 5.6 本章小结59-60
• 第六章 总结和展望60-62
• 6.1 论文总结60
• 6.2 创新性60-61
• 6.3 研究展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文66-67

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1 吴茂磊;DXDK80-Y1颗粒包装机的动态特性分析及其优化[D];扬州大学;2015年

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本文编号：571255