超聲波干式清洗機機械系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、近幾年我國平板顯示產(chǎn)業(yè)保持繼續(xù)增長，平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了其制作所需原材料發(fā)展，玻璃基板是平板顯示產(chǎn)業(yè)的關鍵材料之一，是構(gòu)成平板顯示器件的一個基本部件。保證玻璃基板清潔至關重要，超聲波干式清洗機不可或缺。
　　本文以超聲波干式清洗機為研究對象，首先分析了超聲波清洗玻璃基板的原理。然后在學習機械設計等理論的基礎上，采用SolidWorks、ANSYS等軟件完成了對清洗機機械系統(tǒng)的設計及優(yōu)化。最后對清洗機進行生產(chǎn)試制，并對清洗機的清

2、洗效果進行了測試。具體的研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）對清洗機的超聲波干式清洗原理進行分析。首先闡述了固體表面微粒附著的原因，并分析了附著微粒的受力情況，建立了力學模型。清洗頭包括超聲波腔和真空腔，超聲波腔發(fā)出的超聲波克服塵粒的粘附力，使塵粒以拉升、滾動及滑動三種方式從玻璃基板表面脫離，然后真空腔把塵粒吸走，達到清潔的目的。
　?。?）對清洗機的機械系統(tǒng)進行設計。首先根據(jù)清洗機要實現(xiàn)的功能，進行了總體方案設計。然后依次從動

3、力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)進行了具體設計。動力系統(tǒng)選擇了伺服電機作為動力源，并對選擇的電機進行了分析校核；傳動系統(tǒng)選擇了齒形同步帶傳動方式，并對同步帶及帶輪進行選型計算。執(zhí)行系統(tǒng)設計了支撐玻璃結(jié)構(gòu)，確定了臺板的運動方式。支撐系統(tǒng)的機架則根據(jù)整個機械系統(tǒng)的要求設計了合理的結(jié)構(gòu)。
　?。?）運用ANSYS有限元軟件對機械系統(tǒng)的關鍵零部件進行了有限元分析計算。主要分析研究各個零部件機械結(jié)構(gòu)的強度和剛度，分析結(jié)果表明，各個零部件

4、機構(gòu)都能滿足設計要求。還對玻璃支撐結(jié)構(gòu)能否滿足玻璃基板的變形要求進行了有限元分析，結(jié)果表明，被支撐的玻璃基板完全能滿足玻璃變形不超過5mm的要求。
　?。?）以質(zhì)量為優(yōu)化目標，用Workbench中的Design Explorer模塊對清洗機的機架進行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，在滿足剛度、強度的前提下，當選擇方形截面鋼的壁厚為4mm時，質(zhì)量減少了23％，節(jié)省材料與成本。最后對清洗機進行了樣機生產(chǎn)，并對清洗效果進行了實驗測試。結(jié)