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PET吹瓶—灌装—封盖“三合一”液体包装机是新一代的包装机械,代表了液体灌装机械的发展趋势,是目前国内外正在积极研发的新机种。目前,国外已有这种新机型面世,在国内也有企业在积极研发这种装备,但由于技术上的原因,三合一机中的吹瓶机在吹瓶速度和运行平稳性等方面还存在问题,为此,本论文就此问题开展研究。
本论文就目前国内旋转式PET吹瓶机使用的开合模凸轮导轨机构,取送坯、取送瓶机械手凸轮设计方法进行了研究和改进,旨在通过本文的研究,改进取送坯、取送瓶传送机械手凸轮的设计,以提高机械手传送精度;优化开合模凸轮导轨机构的动力学性能,以提高吹瓶机的吹瓶速度和运行平稳性,匹配吹瓶 —灌装—封盖三合一机整线的高速平稳运转。
在研究过程中,本文首先探讨了作图法设计取送坯、取送瓶传动机械手凸轮的优缺点,使用了矢量分析法对作图法进行了改进,用数学公式给出了取送坯、取送瓶传动机械手凸轮的轨迹参数方程。以此方法作为设计取送坯、取送瓶传动机械手凸轮通用的设计方法。
其次,本文利用虚拟样机技术建立开合模凸轮导轨系统的动力学仿真模型;通过动力学仿真试验和加权评分法,优选谐波组合—谐波组合凸轮曲线作为开合模凸轮导轨机构的凸轮曲线形式;通过虚拟仿真试验和单因素分析法,得到开合模凸轮机构的动力学特性的敏感影响因子;应用均匀设计法设计试验点域,进行多因素多水平虚拟仿真试验,对试验结果进行数学回归建模并对模型进行线性规划求解,从而获得使开合模凸轮导轨动力学系统最优化的参变量。应用最优参数设计的开合模凸轮导轨系统,使得吹瓶机在高速运转的情况下可以保持开合模机械系统的平稳运转。
最后对上述的研究结果进行了检验,按上述结果生产出的取送坯、取送瓶机械手凸轮、开合模凸轮导轨,安装在国产的TECH-LONG RJM10全自动旋转式PET吹瓶机上进行运转,在保持机械平稳运转的情况下,产量从原有的900BPH提高到1500BPH,吹瓶机的生产效率提高了66%,基本满足了三合一机对吹瓶机性能上的要求。
实践表明,使用本研究的设计方法对取送坯、取送瓶机械手凸轮的改进设计和对开合模凸轮导轨的动力学优化设计是可行的。