粉丝生产线切断机设计与研究

摘要

粉丝生产线切断机是机械制造、食品机械上的重要切断工具。随着社会对食品的数量和质量要求不断提高，现有切断方式已不能满足用户的使用需求。本文依据双塔集团龙口粉丝生产线改造项目提供的相关数据，设计出粉丝生产线专用切断设备，以满足年产2万吨的粉丝生产流水线的要求。
　　对粉丝生产工艺进行深入分析和研究的基础上，首先对切断机进行产品的概念设计，选择合理的设计方案；其次结合机械学和三维建模技术，对产品进行结构建模；再次通过有限元对切断机进行力学分析；最后使用控制理论和虚拟样机技术对切断机进行控制参数设定和运动仿真；最终设计出满足生产要求的产品。
　　论文研究的主要内容如下：
　　（1）基于FA/TRIZ理论对切断机进行概念设计。采用功能分析FA对设计产品实现的功能进行描述和细化，在功能分析的基础上进行产品的初始方案设计。采用发明创造原理TRIZ对原始方案进行改进，解决存在的物理和技术冲突，设计出最优工作原理。
　　（2）建立切断机的三维模型。根据粉丝生产现场提供的参数，并结合机械设计手册，在切断机工作原理设计的基础上，计算切断机各结构件参数；使用PROE进行各结构件建模和装配，建立粉丝切断机的模型。
　　（3）结构件的有限元分析。使用ANSYS软件对切断机主要支撑结构件进行静力学分析，得出其应力、应变云图，找出最大的应力位置，确定是否满足使用要求并提出改进方案，分析改进方案的可行性。利用ANSYS对切断机进行模态分析，为以后的优化设计奠定了强有力的理论基础。
　　（4）控制系统设计和运动仿真。根据实际的运动要求，选择PIC单片机及相关外围电路，对切断机进行控制电路设计和编写控制程序，然后使用PROE机构仿真模块进行控制参数的运动模拟，最终根据仿真结果验证所设计的产品的工作性能，为将来做产品提供有力的技术支持。
　　本文以粉丝生产线切断机为依据，提出了一整套设计思路。通过理论与软件的结合有效缩短了产品的设计周期、大大降低了设计成本，并在样机的基础上对产品性能进行分析，延长了产品的使用时间，降低了制造和维修成本。

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Contents

1 绪论

1.1项目背景

1.2国内粉丝切断机研究现状

1.3课题研究的理论意义

1.4课题研究的方案

2 基于FA/TRIZ的切断机原理设计

2.1理论简介

2.2 基于FA的切断机初始方案设计

2.3 基于TRIZ的切断机改进

2.4 改进后切断机工作原理研究

2.5 本章小结

3 切断机机械部分设计与装配

3.1 初始参数

3.2粉丝切断系统机械部分设计

3.3刀具移动系统机械部分设计

3.4基于PROE的切断机装配

3.5本章小结

4 切断机的有限元分析

4.1 有限元软件ANSYS12.1简介

4.2 刀具移动系统支撑部件静力学分析

4.3 其它结构件的静力学分析

4.4模态分析

4.5本章小结

5切断机控制系统设计

5.1 运动模型建立

5.2 基于PIC单片机的电路设计

5.3 基于PIC单片机的控制程序设计

5.4基于PROE的运动情况仿真

5.5本章小结

6结论与展望

6.1本文结论

6.2设计细节

6.3工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况