基于虛擬樣機技術(shù)的新型蓮藕切片機仿真優(yōu)化.pdf

1、新型蓮藕切片機采用了曲柄滑塊式切削機構(gòu)、氣吹式退料裝置，較好地解決了切削藕片易破碎、粘刀藕片難清理等問題。但該機型仍存在：快速切削時機械振動大、工作效率難以提高；切削面存在斜邊現(xiàn)象，影響其表面質(zhì)量；氣吹式退料裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。為此，本文應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)對原樣機進行運動學(xué)、動力學(xué)仿真分析，尋找影響其工作性能的主要因素，通過進一步優(yōu)化設(shè)計，改進原樣機結(jié)構(gòu)，以提高切片機切削質(zhì)量與工作效率。主要工作以下幾方面： 1)運用三維建模軟件p

2、ro/e建立了新型蓮藕切片機虛擬樣機模型，包括切削機構(gòu)、工作臺架、物料導(dǎo)桶等。 2)運用ADAMS對虛擬樣機進行了運動學(xué)、動力學(xué)仿真分析，包括切削機構(gòu)的運動學(xué)、動力學(xué)分析，以及整機水平方向、垂直方向的振動分析，得出了：切削機構(gòu)的不平衡慣性力是引起切片機臺面振動的主要原因；在切削過程中連桿對刀片垂直方向上的作用力是引起藕片表面不平度、有斜邊的主要原因。 3)運用動平衡理論對切削機構(gòu)進行慣性力平衡分析，提出了在曲柄上添加平衡

3、質(zhì)量塊來部分平衡機構(gòu)慣性力的方法，并結(jié)合虛擬樣機技術(shù)，對平衡質(zhì)量塊的質(zhì)量m及質(zhì)心到曲柄中心的距離L進行了參數(shù)優(yōu)化，得出質(zhì)量塊的質(zhì)量m=8kg，L=70mm時，振動力的峰值與未優(yōu)化前比較減小了一半。 4)將原有對心曲柄滑塊式切片機構(gòu)改進為偏置式曲柄滑塊機構(gòu)，通過優(yōu)化刀片移動導(dǎo)路偏距來減小切削過程中連桿對刀片垂直方向的作用力，得出當(dāng)曲柄偏心距為-80m時，切刀在切藕階段連桿對刀片垂直方向的作用力最小，從而為提高藕片表面平整度創(chuàng)造了條

4、件。 5)針對原有蓮藕切片機氣吹式退料裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜問題，設(shè)計了一種隨動推料裝置。通過分析不同切削速度下，推藕板對粘刀藕片的作用力變化，得出了不同切削速度推藕板順利推出藕片所需的質(zhì)量大小，為優(yōu)化推料裝置結(jié)構(gòu)提供了依據(jù)。 基于虛擬樣機技術(shù)，本文對新型曲柄滑塊式蓮藕切片機進行了結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，對改進后的蓮藕切片機進行了切片加工試驗，得出：工作轉(zhuǎn)速從改進前的60～70轉(zhuǎn)/分鐘提高到90～100轉(zhuǎn)/分鐘，藕片的破碎率仍保持在≤3.5