液体配料线密封小车设计及结构优化

发布时间：2020-11-01 03:37

　　 液体配料生产线是香精、香料等精细化工行业配料必备的核心设备,密封配料小车是全自动液体配料生产线中的核心功能部件,多种液体组料成分按配比在密封配料小车的产品容器中混合,形成最终产品。传统配料采用:人工取料-称重-混合的方法,配料过程直接暴露在空气中,产生的刺激性气体会在空气中造成工作环境污染,且影响设备寿命,因此,研发具有密封小车的全自动配料系统成为国家和行业急需。本文在广泛查阅文献的基础上,对现有配料小车存在的问题进行归纳总结,分析了液体配料线的发展趋势,从而明确了密封小车的研究重点及结构优化策略,在此基础上提出并研究设计了具有较好密封性、耐摩擦、防爆性好、耐腐蚀、智能化特性的密封小车。论文研究包括自动配料系统的工艺研究、密封小车的整体结构设计、关键结构的优化仿真和成型样机的装配调试。为了使密封配料小车与整个全自动液体配料线有机统一,需先确定密封小车在整个配料线设备上的工艺路线和工作方式,密封小车以防爆密封为主,采用双排线轨运动,根据配料生产线中阀口的位置确定小车的运动轨迹;根据密封小车所需具备的功能性需求来确定密封小车的整体结构设计,密封小车需要具备底座移动功能、称重功能、配料罐转移功能、自动开关配料罐盖功能、密封环保功能、配料罐体定位功能、自动开关门功能,因此,在整体结构设计中,针对不同的功能模块提出多种设计方案,通过不同方案之间优缺点的对比确定较优方案进行设计,并完成了密封小车整体结构的设计。针对密封小车样机在实际模拟生产中存在的问题,利用ADAMS仿真软件对称重模块的剪叉机构进行了模拟仿真,找到了问题出现的具体原因,提出了结构优化方案,解决了剪叉连杆与连杆、连杆与支座间间隙大和电机偏载的问题,优化后的结构运行可靠,完全满足工程实际中的要求。最后对已研发的密封小车进行现场安装与调试,结果表明该密封配料小车在实际生产应用中,能够在保证可靠性、环保性、全自动化的前提下,实现全自动液体配料系统的配料操作,完全满足工程实际中的要求和用户的需求,填补了密封环境下配料的自动化设备空白,是本项目核心创新和最大意义所在。
【学位单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ65
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 发展趋势
    1.3 本文研究目的和内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.1 研究内容
    1.4 论文章节安排
    1.5 本章小结
2 全自动液体配料的工艺研究
    2.1 全自动液体配料系统的基本情况
    2.2 密封小车的工艺研究
        2.2.1 传统的液体配料工艺
        2.2.2 带有密封小车的液体配料工艺
    2.3 现有缺陷及优化策略
        2.3.1 现有缺陷
        2.3.2 优化策略
    2.4 本章小结
3 密封小车的整体结构设计
    3.1 密封小车的方案设计
        3.1.1 密封小车的功能及性能要求
        3.1.2 密封小车整体结构方案
    3.2 密封车底座的设计和移动功能的实现
        3.2.1 结构原理图及说明
        3.2.2 齿轮齿条选型计算
        3.2.3 底座上电机（含减速机）选型计算
        3.2.4 线轨选型计算
        3.2.5 底座的设计与校核
    3.3 配料桶转移模块的设计
        3.3.1 方案一:机械爪推拉+缓冲区旋转
        3.3.2 方案二:机械爪夹紧+旋转
        3.3.3 方案三:移动车+辊轮
        3.3.4 方案比较与确定
    3.4 称重模块的设计
        3.4.1 电子秤选型
        3.4.2 顶小秤气缸选型
        3.4.3 剪叉机构设计
    3.5 阀密封模块设计
        3.5.1 方案一:密封嘴+抽拉门
        3.5.2 方案二:连杆密封盖
        3.5.3 方案的比较与确定
    3.6 密封门模块的设计
        3.6.1 摇杆滑块开门
        3.6.2 气缸推拉开门
        3.6.3 快速卷帘门方案
        3.6.4 方案比较与确定
    3.7 密封盖开关模块的设计
        3.7.1 配料罐夹紧功能的实现
        3.7.2 密封开盖方案提出与讨论
        3.8.3 气缸选型
        3.8.4 齿轮齿条设计
    3.9 小车整体框架的密封实现
        3.9.1 框架的静态密封处理
        3.9.2 风机的选型计算
    3.10 本章小结
4 密封小车关键机构的仿真优化
    4.1 当前三维模型基于ADAMS的仿真分析
        4.1.1 模型处理
        4.1.2 仿真分析
    4.2 结构优化仿真
        4.2.1 误差原因分析
        4.2.2 结构优化
        4.2.3 模型处理与仿真分析
    4.3 本章小结
5 液体配料线密封小车的整体实现
    5.1 液体配料线密封小车整体模型
    5.2 液体配料线密封小车安装与调试
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献

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本文编号：2864979