JNSH950-24熟化室的机械结构设计

2017-08-30顾啸翎刘品潇指导老师

中国设备工程 2017年16期

关键词：滑轨胶卷复合膜

顾啸翎，刘品潇（指导老师）

（南阳理工学院，河南南阳 473004）

JNSH950-24熟化室的机械结构设计

顾啸翎，刘品潇（指导老师）

（南阳理工学院，河南南阳 473004）

为了克服现有熟化室在生产作业中进出物料困难，胶卷相互接触等设计缺陷，采用SolidWorks三维设计软件对熟化室机械结构进行优化设计。依据现有的复合胶卷尺寸参数对吊装机构、传送结构进行设计计算，并运用三维软件对其进行实体造型、虚拟装配，并通过有限元分析对其进行强度校核；通过运动仿真，采用推拉杆控制的抽拉门实现自动门禁功能。本次设计的熟化设备上料速度为4卷/分钟，保持复合膜卷间距10mm以上，熟化室内各部分温度保持在60±2℃。该熟化室机械结构设计合理，进出物料方便，在提高产品生产效率的同时减轻了工人的劳动强度,降低企业的生产成本。

熟化室；机械设计；结构优化

熟化又称固化，就是将复合好的薄膜放在熟化室进行加热和保温，使薄膜中的聚氨酯粘合剂的主剂、固化剂反应交联并被复合基材表面相互作用的过程。

该设计是根据南阳金牛彩印集团的塑料薄膜印刷工艺要求，进行的自动熟化处理生产设备的机械结构设计，应用接近开关、位移测量对多个电机进行控制，实现彩印胶卷的提升、平移、降落、自动门禁等功能。为熟化室的制造提供指导性技术文件，并指导实际生产，用以提高塑料薄膜彩印的固化质量，减轻工人的劳动量，提高生产效率。

1 熟化室的发展背景和所面临的技术问题

1.1 熟化室的发展背景

近年来随着食品，医药，电子设备产量的增长，对复合软包装膜的需求也越来越大，因此带动了新型高效的熟化室研发。复合膜的性能取决于熟化室的熟化效果，因此在熟化室的发展过程中对熟化室又提出了新的要求。

1.2 传统熟化室存在的技术问题

现有的复合膜熟化室在进行工作时，主要存在以下技术问题。

（1）热源排布不合理，热效率低。（2）自动化程度低，生产效率不高。（3）内部布局不合理，产品流转极为不便。（4）缺少监控系统和温控系统，存在着安全隐患。

2 熟化室的结构组成

2.1 熟化室的外形设计

熟化室的外形设计要符合工艺流程，现设计为长1200cm，宽180cm，高220cm柜式结构设置在复合车间的一个角落，便于复合膜的搬运。

熟化室的顶部设有35个排气孔，每个排气孔的孔径为4cm，目的是排除熟化室内的气味，同时也可以排除室内多余热量，以免造成内部热量过多，温度不稳定。

熟化室外形设计如图1所示。

图1 熟化室外形三维图

2.2 熟化室的吊装机构设计

熟化室的吊装机构主要由带台吊轴，滚动支撑轮，连接轴套三部分组成。其中带台吊轴主要作用是悬挂复合膜胶卷，为保证其强度可采用HT200灰铸铁铸造而成。滚动支撑轮的作用是支撑带台吊轴，并在滑轨内自由滚动，对其强度和耐磨度有较高的要求，可选用45号钢，表面进行调制处理。连接轴套是主要的连接构件，其作用是连接吊轴与复合膜胶卷，要求材料有较高的抗拉强度，可采用HT200普通灰铸铁铸造而成。吊装机构如图2所示。

2.3 熟化室的输送结构设计

复合膜卷的输送结构由滑轨支撑架和输送链两部分组成。

熟化室内部的滑轨支撑架主要保证吊装胶卷的自由滑动，其结构的基本尺寸如下：支柱高度为2100mm，宽为140mm，横梁长为1446mm。滑轨支撑架外形如下图3所示。

图2 复合膜吊装机构三维图

图3 滑轨支撑结构示意图

熟化室的输送结构主要作用是实现复合膜卷的自动上料，并保证复合膜卷之间的间距，本设计采用带附件的滚子输送链来实现复合膜卷的限时位移运动。

已知该链传动主要作用是拉着复合膜卷在轨道内滚动，克服滚动摩擦做功；同时满足抗拉要求。查表得滚动摩擦因素μ=0．005，假设同时有24个复合膜卷在滚动，每个复合膜卷的吊装质量m=550kg，则最大摩擦力f =24×µmg=660N ，链条承受的最大拉力为F=2m g +f =11660N，假设复合膜胶卷的传送速度V=0．1m/s，则该传送链的传动功率约为P=FV ÷1000=1.16kW 。

该链传动作用是运输物品，所以设置传动比为1，大小链轮齿数一样，选用齿数为20个齿。

根据以上条件，该链传动的设计功率计算公式为