新型超高速包装机铝箔纸烟包推手装置建模与运动特性研究

为对新型超高速包装机铝箔纸烟包推手装置的性能优化提供设计依据,研究了其运动特性。基于新型推手装置的解析模型,通过分析其工作原理,计算推手工作点的运动轨迹。采用多刚体动力学理论,建立该装置的仿真计算模型,求解推手工作点的运动轨迹。将运动轨迹的解析解与仿真解进行对比,二者一致性较好,验证了动力学仿真模型的正确性。应用推手装置仿真计算模型,对其位移、速度与加速度等关键运动参数进行分析,并对长臂推手进行加速度测试,将实验结果与仿真计算结果进行对比分析。结果表明:包装速度为1 000包/min时,推手装置能够准确地实现预定的运动轨迹,平稳地将烟包推送到往复模盒中。

基于MMOGA的某超高速包装机推手机构动平衡优化

为了改进某型超高速包装机推手机构的动态性能,对该机构进行动平衡优化。基于多刚体动力学理论,建立该推手机构的动力学模型,分析出主要产生惯性载荷的零部件。建立该部件的数学模型,推导出摆动力和摆动力矩方程。基于微型多目标遗传算法(MMOGA),综合考虑摆动力和摆动力矩的均方根值,以杆件的质量、质心位置等为变量,对该部件进行动平衡优化。根据变量的较优值,重新设计长臂推手的结构。优化后推手机构的摆动力与摆动力矩分别减小了23. 6%和29. 5%,且长臂推手的固有频率远离了260 Hz(激振频率)。上述结果表明,经过优化,该型包装机推手机构的动力学性能得到了较明显的改善,避免了长臂推手的共振现象。

新型超高速包装机双通道小包\条包拉线检测装置研究

在卷烟生产过程中,为了提高包装机双通道小包\条包拉线检测的速度,就要对超高速包装机双通道小包\条包拉线检测装置进行优化设计。设计思路为采用CCD技术,提高扫描仪扫描的速度及精确度,提高包装机双通道小包\条包拉线检测装置的检测速度与稳定性。该设计可显著提高包装机双通道小包\条包拉线检测装置的扫描的速度,提高扫描的质量,从而能提高包装机的生产效率。

超高速小盒包装机多工况过程故障监测与诊断方法

为解决超高速小盒包装机中采用传统数据报表和人工目测等方式进行设备状态监测,无法满足高效卷烟生产等问题,通过运行特性分析,提出了一种基于工况划分和模型匹配的超高速小盒包装机故障监测与诊断方法。离线建模阶段,计算滑动时间窗口内的稳定度因子以识别稳定工况和过渡工况,采用自适应k-means聚类方法对稳定工况数据进行划分形成若干个稳定工况数据类,再利用主元分析方法对每类稳定工况数据建立统计监测模型。在线监测阶段,根据当前滑动窗口内的稳定度因子判断工况类型,若为过渡工况,则将监测统计量赋值为0;若为稳定工况,计算当前有效数据与各个聚类中心的欧式距离,获得匹配的PCA(Principal Component Analysis)监测模型进行实时监测,任一统计量超限时采用贡献图分离故障原因变量。基于设备实际运行数据进行离线验证,结果表明:该方法能够适应超高速小盒包装机的运行工况变化,及时检测出设备故障并有效分离出故障原因变量,提高了小盒包装机多工况过程的故障监测与诊断水平。

超高速硬盒包装机的多工位转盘拓扑优化设计

针对超高速硬盒包装机多工位转盘在自重较大、超高速及多工位复杂载荷的条件下,其运动惯性冲击大和结构动态特性要求高的问题,分析了在额定工况下多工位转盘的工作载荷与约束,利用ANSYS Workbench平台对原型结构进行了有限元分析模型的构建,通过拓扑优化技术计算了多工位转盘在设计域中的最优拓扑优化材料分布特征,并以拓扑优化迭代结果的密度云图和几何模型为指导,运用梯度环形带与加强筋和梯度弧形槽与减重孔两种设计思路获得具有对称结构的多工位转盘优化设计方案。结果表明:梯度环形带与加强筋结构优化方案可同时满足静力学及结构固有频率要求,该优化方案质量较原型减少了16.33%,最大等效应力降低了11.25%,动态比刚度效能提高了4.14%。

HS运动规律在超高速烟草包装机凸轮设计中的应用

使用常规凸轮运动规律设计的凸轮在高速运动或者从动件刚度较差的情况下,从动件容易产生余振响应。为避免这种情况出现,采用了HS的设计方法,即以理想的运动要求为目标函数来优化运动输出函数,通过凸轮机构的固有频率和凸轮运转的角频率确定谐波相数,进而求解有限项谐波叠加通式中的相的系数,从而得到运动方程。以YB49折叠转塔内的弧面分度凸轮为例进行了设计。设计结果与原FC800运动特性相比,最大加速度和最大速度值均有下降;与FOCKE701折叠转塔凸轮相比,在静止段的谐波数保持一致。因此,使用这种方法可以推广至其他高速凸轮的设计。

基于微型遗传算法实现特定轨迹和姿态要求的新型机构设计及优化

针对自动化机械生产中较为复杂的生产工艺要求,首先设计了一种可以实现特定轨迹和姿态要求的新型机构,该机构为齿轮凸轮组合机构,其中齿轮机构用于实现组合机构执行端的直线往复运动,凸轮机构用于实现组合机构执行端的特定姿态要求以及配合齿轮机构的直线运动实现不同的轨迹要求。然后基于微型遗传算法,提出了通过优化新型机构中凸轮廓线来实现执行端的特定轨迹和姿态要求,同时实现其运动性能优化的方法。作为算例,将新型机构应用于超高速烟草包装机的铝箔烟包传送系统中,通过对机构的凸轮廓线的优化实现了铝箔烟包上短边折叠及其推送动作,同时还实现了机构运动性能的优化。结果表明:基于微型遗传算法优化的齿轮凸轮组合机构不仅可以实现铝箔烟包的折叠和推送动作要求,而且具有良好的运动特性,可减小对铝箔烟包的损坏,提高包装质量。

影响及消除方法研究

静电效应的出现,会使得超高速卷烟包装机的工作效率受到影响,使得薄膜包装效果出现一定程度的下降,产品生产质量无法得到保障,并阻碍加工企业自身的经济发展。正因如此,本文就如何对超高速卷烟包装机所面临的静电问题加以分析,并以此为基础提出具有针对性的处理措施,通过开展预防工作、去除工作以及环境调整的方式来降低静电效应所带来的不利影响,确保设备的生产效率能够得到有效提升,进而来满足相关行业的发展需要。