灌裝機同步帶動力特性分析及結構優化

由于灌裝機同步帶精確平穩的要求,其動態特性分析尤為重要。本文在系統歸納總結國內外同步帶發展的基礎上給出了同步帶輸送的結構和性能的特點。

以某自主開發的新型液態灌裝機同步帶系統為研究對象,利用RecurDyn軟件平臺,圍繞柔性多體系統動力學原理,對同步帶模型及動力學特性進行了研究,研究了同步帶輸送過程中避免共振問題,并提出了優化方案。

論文研究工作如下：

首先,根據同步帶結構與特點,分析了同步帶傳動受力情況和嚙合多邊形效應,及相關激振頻率。利用弦和梁的模型研究了帶的橫向振動,利用扭振模型研究了同步帶系統的縱向振動。

其次,基于柔性多體動力學理論,采用有限段方法對無限自由度柔性體進行離散化處理,結合虛位移原理和達朗伯原理給出了自由柔性體的動力學方程一般形式。為同步帶系統動力學模型及其動態仿真研究奠定了理論基礎。

然后,基于有限段法建立柔性多體動力學方程的理論基礎,將柔性體同步帶離散為剛性帶元和柔性連接,并采用相對坐標法建立了同步帶動力學模型。利用國外新一代基于相對坐標系和遞歸算法的柔性多體動力學軟件RecurDyn建立灌裝機同步帶實體動態仿真模型,并對同步帶系統進行了運行過程模擬分析,仿真結果直觀地描述了同步帶系統運行過程,并得到所關心的系統動態參數和各種動力學參數曲線。

最后,根據同步帶結構特點和動力特性,給出了采用增大合適初拉力和間接減小帶距的避免共振減小振動的設計方法。并用此方法對實際的灌裝機同步帶進行了優化設計。仿真結果表明,優化方案能有效避免共振,減小同步帶振動,有效的控制了灌裝機同步帶的運行平穩性。

通過以上研究,論文給出了同步帶系統一般動力學模型及優化方案,給出了虛擬樣機技術對同步帶系統進行可視化技術研究的一般方法和步驟。為灌裝機同步帶設計研究提供了良好的解決方案。