智能化多工位配料称量机械系统的设计与开发

摘要

橡胶行业处在第四次工业革命的浪潮中，需要面对自身行业自动化智能化不足、能耗高、环保不达标的挑战，为了能赢得优势，必须进行产业升级，提高自身的竞争力。本文针对橡胶行业配料系统存在的智能程度低、能耗高、环保不达标等问题，在传统配料工艺、装备的基础上，设计了多工位称量配料机械系统的总体结构布局方案与智能配料装置，该智能化多工位称量配料机械系统能够解决目前设备存在的问题，主要开展工作如下： （1）基于自动化、智能化、环保要求的目标和满足配料生产工艺流程的情况下，进行了配料系统的总体方案规划，整个系统采用密闭式设计思路，称量后的物料密闭输送，消除污染点，以解决环保问题；采用真空上料、自动物料收集、自动制袋包装，以解决自动化程度低的问题； （2）针对自动称量设备难以实现高精度称量等问题，依据智能配料的需求，设计开发了精给料皮带式给料机，根据智能配料方法、配料落差预估模型使用C#语言编程进行称量数值仿真，生产车间现场单工位给料的最大标准偏差为3.4g，最小标准偏差为 2.5g，智能型皮带给料机的数值仿真误差的最大标准偏差为1.3g，最小标准偏差为1.1g，仿真结果精度优于传统的给料机； （3）根据实际工况，针对单工位称量结构中所需的真空上料机、料仓、皮带给料机等进行了设计与选型。在传统的皮带给料机的基础上增加了精给料器，从而进一步提高了称量精确度与速度。 （4）针对智能型皮带给料机的外壳体进行了静力学分析，计算分析了外壳体的变形与应力情况，说明了结构设计的合理性；通过智能型皮带给料机的外壳体的模态分析，计算了前六阶的振型和共振频率。

目录

第一个书签之前

摘 要

1绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2配料称量设备的应用现状及存在问题

1.2.1车间内设备的应用现状

1.2.2存在问题分析

1.3课题研究的主要内容

1.4本章小结

2多工位配料称量机械系统方案的设计

2.1配料行业对称量系统的要求

2.2配料生产工艺介绍

2.3总体结构方案设计

2.3.1总体排布方式设计

2.3.2单工位称量结构方案设计

2.4本章小结

3智能型皮带给料机的开发与设计

3.1精给料问题的概述

3.2配料控制系统的方案

3.2.1控制系统结构

3.2.2基于给料速度的控制模型

3.2.3整体结构与工作过程

3.3确定控制相关参数

3.4基于落差高度与给料速度预估悬浮物料量

3.5数值模拟仿真结果对比

3.6本章小结

4智能配料装置的设计

4.1真空上料机的设计与选用

4.1.1气力输送颗粒运动微分方程

4.1.2主要参数的计算[51-55]

4.2料仓的改进

4.3智能型皮带给料机的结构设计

4.3.1零部件设计计算及选择[56]

4.3.2驱动装置的设计与选择[56-58]

4.3.3料秤的选择

4.4机架的结构设计

4.5本章小结

5智能型皮带给料机外壳体的有限元分析

5.1线性静力学分析

5.1.1线性静力学分析基础

5.1.2外壳体静力学分析

5.2模态分析

5.2.1模态分析的基础

5.2.2外壳体的模态分析

5.3本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果