GD121卷煙機(jī)煙支盒模輸送帶輪組件的改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2018-07-02 來(lái)源: 感悟愛情 點(diǎn)擊:
[摘 要]煙支盒模輸送帶的從動(dòng)帶輪設(shè)計(jì)了容灰槽,在每個(gè)帶輪齒槽齒寬方向設(shè)計(jì)了煙灰排出口,在與齒形帶輪聯(lián)接的前后兩邊板徑向也做相應(yīng)開槽處理與帶輪匹配,利于煙灰的排除,屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。本項(xiàng)目的齒形帶輪及端蓋為均分分布,即齒形帶輪齒面5個(gè)寬槽開腰型孔處理,5個(gè)腰型孔左右各兩齒槽做成排小孔處理,齒形帶輪軸面開5個(gè)輪腔與齒面所開孔垂直聯(lián)通,兩側(cè)端蓋軸向也做相應(yīng)均勻分布的5個(gè)開孔處理,利于煙灰排除,具有創(chuàng)新性。該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)同型號(hào)的設(shè)備上處于領(lǐng)先水平,有較高的推廣使用價(jià)值。
[關(guān)鍵詞]GD121;卷煙機(jī);輸送帶輪;組件;改進(jìn)
中圖分類號(hào):S843 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)24-0169-01
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.1 從動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
改進(jìn)前的從動(dòng)帶輪是實(shí)心結(jié)構(gòu),不具備排灰功能,要從煙支盒模輸送帶帶輪內(nèi)部進(jìn)行在線清潔、排灰,就必須對(duì)帶輪進(jìn)行重新設(shè)計(jì),如圖1所示。新設(shè)計(jì)的煙支盒模輸送帶齒形帶輪在每個(gè)寬槽的槽底沿齒寬方向都加工有腰型孔,每個(gè)正常齒槽的底部也都加工有7個(gè)連排小孔,這些通孔起到排灰通道的作用,便于將煙灰和造碎煙絲壓入或甩向容灰槽。5個(gè)寬槽處腰形孔寬度為6mm,腰型孔兩側(cè)半圓孔的圓心距為12mm,半圓孔半徑為3mm;其余正常齒槽底部的7個(gè)成排小孔直徑為3mm,之所以不設(shè)計(jì)成腰型孔,是因?yàn)槭艿郊庸ぴO(shè)備和工藝條件的限制。同時(shí),新設(shè)計(jì)的煙支盒模輸送帶齒形帶輪在5個(gè)均勻分布的寬槽處加工了5個(gè)環(huán)形均布腰型孔輪腔,是用來(lái)收集從上述排灰孔中進(jìn)入的煙灰和造碎煙絲,起到容灰槽的作用。該5個(gè)均勻分布的腰型孔輪腔寬度為13mm,腰型孔腔兩半圓圓心與輪體中心角度為42?。原來(lái)的從動(dòng)帶輪為鋁合金(LY12CZ)材料,銑空后強(qiáng)度不夠,因此采用合金鋼(40Cr)材料。
1.2 從動(dòng)帶輪力學(xué)分析
通過(guò)運(yùn)用ANSYS工程軟件分別對(duì)使用鋁合金(LY12CZ)實(shí)心帶輪和合金鋼(40Cr)空心雙幅帶輪進(jìn)行力學(xué)分析。
以從動(dòng)輪上的同步帶作為分析對(duì)象,當(dāng)同步帶驅(qū)動(dòng)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),同步帶的一邊被進(jìn)一步拉緊,其所受拉力由初拉力逐漸增大,稱為緊邊;而帶的另一邊則被放松,其所受拉力由初拉力逐漸降低,稱為松邊。圖3為同步輪上同步帶端面受力模型[3][4][5]。當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),動(dòng)力傳遞是通過(guò)各帶齒對(duì)相應(yīng)的從動(dòng)帶輪齒法向作用力NiF和帶齒頂與帶輪齒槽之間的摩擦力fiF,各齒所受力的總和構(gòu)成從動(dòng)帶輪所受的有效圓周力Fε。
根據(jù)以上同步帶從動(dòng)帶輪的受力模型對(duì)改在前后的從動(dòng)帶輪進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞壽命仿真,對(duì)比改造前后從動(dòng)帶輪的應(yīng)力分布及疲勞壽命的變化。
。1)建立模型
分別對(duì)改造前后的從動(dòng)帶輪建立模型,運(yùn)用ANSYS進(jìn)行模態(tài)仿真時(shí),模型的建立有兩種方法。一種是運(yùn)用SolidWorks軟件完成三維模型的建立,然后將模型轉(zhuǎn)換為stp格式導(dǎo)入ANSYS軟件。另外一種是直接在ANSYS經(jīng)典GUI界面中建立三維模。本文中由于運(yùn)動(dòng)部件為均勻的旋轉(zhuǎn)體,建模簡(jiǎn)單,因此選擇運(yùn)用SolidWorks軟件建立三維模型并導(dǎo)入ANSYS中,如圖4、圖5所示。
。2)材料的定義及單元網(wǎng)格的劃分
在ANSYS軟件中,分別設(shè)定改進(jìn)前的從動(dòng)帶輪的材料為L(zhǎng)Y12CZ,改進(jìn)后的從動(dòng)帶輪材料為40Cr。材料力學(xué)性能參數(shù)如表2所示[6]。
。3)網(wǎng)格劃分
由于分析對(duì)象為單個(gè)零件,對(duì)零件的網(wǎng)格劃分選用六面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。并根據(jù)帶輪的結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)對(duì)可能出現(xiàn)應(yīng)力集中的位置進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化,以保證計(jì)算結(jié)果的精確性。劃分網(wǎng)格后的零件模型如圖6、圖7所示。
。4)仿真計(jì)算
i)應(yīng)力仿真
同步帶寬度為76mm,帶齒為梯形,齒寬為一般寬度,根據(jù)同步帶輪的實(shí)際工作狀態(tài),查詢技術(shù)參數(shù)得到同步帶抗拉強(qiáng)度為9120N[7]。從動(dòng)帶輪半徑為70mm,受到的轉(zhuǎn)矩為638.4N·m,在分析中采用動(dòng)靜法,將轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)從動(dòng)帶輪的分析轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)分析[8][9],同時(shí),考慮到從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中離心力產(chǎn)生的離心應(yīng)力,根據(jù)GD121的設(shè)計(jì)速度,給從動(dòng)帶輪給定100r/min的轉(zhuǎn)速。
2 結(jié)論
GD121包裝機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中,煙灰會(huì)進(jìn)入煙支模盒輸送帶從動(dòng)帶輪齒形槽內(nèi),長(zhǎng)時(shí)間積累后導(dǎo)致齒形帶與帶輪不能正確配合而發(fā)生跳齒,對(duì)煙支盒模輸送帶組件造成嚴(yán)重?fù)p害。為解決該問(wèn)題,對(duì)煙支盒模輸送從動(dòng)帶輪組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),在從動(dòng)帶輪的輪體上設(shè)計(jì)煙灰收集槽和煙灰排出口,在從動(dòng)帶輪前后兩邊板處設(shè)計(jì)一套壓縮空氣噴嘴裝置。該改造應(yīng)用結(jié)果表明:改進(jìn)方案達(dá)到在線清潔帶輪齒槽、及時(shí)清除煙灰的目的,解決了煙支盒模輸送帶因煙灰堆積而跳槽的問(wèn)題,單機(jī)設(shè)備效率提高了0.4%,節(jié)約維修費(fèi)用21.38萬(wàn)元。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
王鑫(1993),男,漢,籍貫玉溪,學(xué)歷本科,紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠。
甘春霖(出生年份―1994),性別,女,民族,漢族,籍貫,云南昭通,職務(wù)/職稱[無(wú)],學(xué)歷,本科,單位,卷包二車間,GDX1000包裝工。
徐璐(1992),女,民族,云南玉溪,本科,紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠卷一,GDX500包裝機(jī)操作工。
陳潔(1994)性別女,民族漢,籍貫云南昭通,學(xué)歷本科,單位紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠,GDX500包裝機(jī)。
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