块状食品包装生产线关键部件有限元分析

摘要

块状食品包装生产线主要应用于豆腐干以及同类型的块状食品的自动包装。块状食品包装生产线的主要工序包括块状食品的分离、排序、拾放、包装、切割等,包装食品最后成为可以投放到市场的分立成品。块状食品包装生产线不仅节约劳动力、提高生产效率,而且生产过程也干净卫生,保证了生产者和消费者双方的利益。本文主要对块状食品包装生产线的关键部件进行有限元分析,主要研究内容如下:
　　本文根据豆腐干的生产工序进行块状食品包装生产线的总体构建,主要设备包括离心理料机、上料排序输送带、并联拾放机械手、拉伸膜包装机等。离心理料机用于豆腐干的分离,再由输送带进行上料排序,经过并联机械手的真空吸盘拾取并放置到拉伸膜包装机上,最后由拉伸膜包装机完成豆腐干的分立包装和切割。
　　根据豆腐干在拉伸膜包装机上摆放工作要求,对并联拾放机械手进行设计研究。建立并联拾放机械手的机构数学模型、推导机构的正反解、利用正解公式并且借助MATLAB软件计算机构的工作空间、对并联机构进行杆长优化、进行惯量匹配计算、分析影响末端真空吸盘位置的几何误差。
　　针对并联拾放机械手进行有限元分析,对并联拾放机械手进行三维建模,应用有限元分析软件ANSYS进行静力学分析,得到并联拾放机械手在不同位姿下的应力应变图,分析并联拾放机械手的薄弱环节,提出改进意见。
　　针对拉伸膜包装机的机架和成型室推举机构进行有限元分析。对拉伸膜包装机的机架进行静力学分析;提取拉伸膜包装机架的前十阶模态的振型图和位移图进行模态分析研究,确定应避免的外部激励频率;对拉伸膜包装机的成型室推举机构进行静力学分析,提出薄弱环节的改进意见。
　　在实验室条件下,对上料排序输送带和并联拾放机械手进行实验样机研制,并与控制部分进行联机调试,验证并联拾放机械手机构设计的合理性,以及分析末端真空吸盘的控制精度。

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第一章 绪论

§1-1引言

§1-2食品包装生产线研究现状及发展趋势

§1-3结构有限元分析的研究现状及发展趋势

§1-4本文主要研究内容

第二章 块状食品包装生产线总体构建

§2-1引言

§2-2块状食品包装生产线总体方案构建

§2-3上料排序输送带设计

§2-4拉伸膜包装机机架设计和推举机构设计

§2-5本章小结

第三章 并联拾放机械手设计研究

§3-1引言

§3-2并联拾放机械手设计研究

§3-3本章小结

第四章 并联拾放机械手有限元分析

§4-1引言

§4-2基于ANSYS的静力学分析理论

§4-3基于ANSYS的并联拾放机械手静力分析

§4-4本章小结

第五章 拉伸膜包装机的机架和推举机构有限元分析

§5-1引言

§5-2拉伸膜包装机机架的静力学分析

§5-3 拉伸膜包装机机架的模态分析

§5-4拉伸膜包装机成型室推举机构的结构静力学分析

§5-5本章小结

第六章 块状食品包装生产线上料排序及拾放实验研究

§6-1引言

§6-2上料排序输送带装配调试

§6-3并联拾放机械手装配调试

§6-4并联机械手拾放实验研究

§6-5本章小结

第七章 结论与展望

参考文献

致谢