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《江苏大学》 2008年
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基于虚拟样机技术的新型莲藕切片机仿真优化

韦恩铸  
【摘要】: 新型莲藕切片机采用了曲柄滑块式切削机构、气吹式退料装置,较好地解决了切削藕片易破碎、粘刀藕片难清理等问题。但该机型仍存在:快速切削时机械振动大、工作效率难以提高;切削面存在斜边现象,影响其表面质量;气吹式退料装置结构复杂等问题。为此,本文应用虚拟样机技术对原样机进行运动学、动力学仿真分析,寻找影响其工作性能的主要因素,通过进一步优化设计,改进原样机结构,以提高切片机切削质量与工作效率。主要工作以下几方面: 1)运用三维建模软件pro/e建立了新型莲藕切片机虚拟样机模型,包括切削机构、工作台架、物料导桶等。 2)运用ADAMS对虚拟样机进行了运动学、动力学仿真分析,包括切削机构的运动学、动力学分析,以及整机水平方向、垂直方向的振动分析,得出了:切削机构的不平衡惯性力是引起切片机台面振动的主要原因;在切削过程中连杆对刀片垂直方向上的作用力是引起藕片表面不平度、有斜边的主要原因。 3)运用动平衡理论对切削机构进行惯性力平衡分析,提出了在曲柄上添加平衡质量块来部分平衡机构惯性力的方法,并结合虚拟样机技术,对平衡质量块的质量m及质心到曲柄中心的距离L进行了参数优化,得出质量块的质量m=8kg,L=70mm时,振动力的峰值与未优化前比较减小了一半。 4)将原有对心曲柄滑块式切片机构改进为偏置式曲柄滑块机构,通过优化刀片移动导路偏距来减小切削过程中连杆对刀片垂直方向的作用力,得出当曲柄偏心距为80mm时,切刀在切藕阶段连杆对刀片垂直方向的作用力最小,从而为提高藕片表面平整度创造了条件。 5)针对原有莲藕切片机气吹式退料装置结构复杂问题,设计了一种随动推料装置。通过分析不同切削速度下,推藕板对粘刀藕片的作用力变化,得出了不同切削速度推藕板顺利推出藕片所需的质量大小,为优化推料装置结构提供了依据。 基于虚拟样机技术,本文对新型曲柄滑块式莲藕切片机进行了结构参数优化,对改进后的莲藕切片机进行了切片加工试验,得出:工作转速从改进前的60~70转/分钟提高到90~100转/分钟,藕片的破碎率仍保持在≤3.5%,工作效率明显提高了;藕片厚度相对误差从改进前的15%降低到了≤10%;改进后的随动推料装置不但结构简单而且很好的解决了藕片粘刀问题。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TS255.5

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【引证文献】
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【参考文献】
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