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深筒缠绕包装机的研制

李学仁  
【摘要】: 包装机是包装行业不可缺少的重要设备之一,本课题针对深筒缠绕包装机的包装速度比较慢及关键零部件的寿命比较短等问题,结合线材卷或钢卷的包装特点,展开了对深筒缠绕包装机的设计研究工作,具有重要的工程应用实际意义。 首先,在充分了解深筒缠绕包装机基本工作原理及其力学理论的基础上,以复合式自动穿梭缠绕包装机中的经验和试验数据为参考依据,并且根据对深筒缠绕包装机在包装过程中的实际要求,初步选择了设计样机的技术参数值;同时,通过对比分析确定了伺服电机,减速器等外购件;并制定了整体结构方案,完成了深筒缠绕包装机龙门架、U形门、U形轨道及动滑轮车的结构设计工作。 其次,本文在确定各机构方案后,研究了基于特征的参数化建模技术,并根据分析所得参数和形式用Pro/E软件进行三维实体建模,并按照布局方案对零部件进行了装配,构建了深筒缠绕包装机的参数化特征建模。 然后,分析了连接动滑轮车板的受力,为了减小动滑轮车组的重量,以减小其在运动过程中产生的动载荷,对链板进行结构优化设计。根据设计要求,依据优化设计的基本原理,在ANSYS软件的基础上以链板的体积最小为目标函数,建立了链板的优化模型。利用ANSYS软件中的一阶优化方法对链板进行了优化求解,并对优化结果与初始设计的参数做了比较分析,结果表明优化设计使动滑轮车的连接链板在满足强度和刚度要求的许可下达到了减轻动滑轮车组的整体重量的目的。 最后,对深筒缠绕包装机中的关键零部件做了有限元分析,在Pro/Mechanica平台上,通过对龙门架、U形门的有限元分析,确定了其结构上应力分布不合理的地方,并以此为依据完成对结构的修改,完善了包装机的设计工作。


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