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GDX2小盒透明纸长边热封机构的研究

作　者: 曾学淑
导　师: 何邦贵
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: GDX2包装机热封装置创新设计TRIZ Solid Edge 运动仿真
分类号: TB486
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着市场经济的发展,产品的包装品质不仅影响了产品的外观质量和销售,同时对产品质量的保护也起到关键作用。在现代化的自动生产线上高速实现对产品的外包薄膜热封,是现代包装机械的核心功能之一。某小型硬盒产品外包装采用了BOPP膜进行热封密封和保护,但由于设计原因和材料原因产品的热封效果(品质)不佳,存在薄膜包裹不紧、正面松弛、侧面搭口皱纹、熨烫不平等缺陷,严重影响了小盒硬包透明纸的外观质量。本文从实现这一包装过程的机械结构系统出发,对包装过程的机构工作情况进行分析和研究,探讨由于机构设计原因导致的包装质量不佳的问题。本文应用TRJZ理论(发明问题解决理论)技术系统进化法则对GDX2小盒透明纸长边热封装置进行系统的分析,热封装置的两对技术冲突可以由物质—场模型来确定,概括为“运动物体的作用时间”与“结构的稳定性”和“物体产生的有害因素”与“装置的复杂性”两对标准冲突。运用“局部质量”、“参数变化”、“周期性”和“多孔材料”等发明原理对所研究对象的包装机构的核心部件(烙铁、弧形瓦板和成型转塔)进行改进,使得长边热封装置在输入矩形脉冲波信号下,各部分功能得到最优的性能。运用Solid Edge建立包装机构的核心部件(烙铁、弧形瓦板和成型转塔)及其装配的参数化三维实体模型。应用ANSYS Workbench对成型转塔前板进行运动分析、求解和输出不同频率下的速度加速度曲线,证实了加载外部载荷的形式和条件的可行性,表明了GDX2小盒透明纸长边热封装置在矩形脉冲波形式下的可靠性,以其如何在既能保证高效率的生产,又能够将设备和环境的不利因素降到尽可能的低。通过以上对GDX2小盒透明纸长边热封装置的分析和改进,可以提高小盒硬包外包装透明纸的品质,提高其生产率,以及对外包装的外观质量和机器的性能产生尽可能低的影响,为下一步的工程实验奠定了基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-21
  1.1 课题的背景  9-10
  1.2 塑料膜热封包装  10-11
    1.2.1 热封工艺  10
    1.2.2 透明纸的包装  10-11
  1.3 国内外卷烟设备的研究现状  11-13
    1.3.1 国内外常用卷烟包装机设备  11-12
    1.3.2 卷烟包装设备的发展趋势  12-13
  1.4 GDX2包装机的主要特点及技术  13-17
    1.4.1 GDX2包装机的概况  13-16
    1.4.2 GDX2的技术  16-17
  1.5 课题的来源及选题的意义  17-18
  1.6 研究内容和研究方法  18-19
  1.7 小结  19-21
第二章基于TRIZ理论的GDX2包装机的创新设计  21-39
  2.1 设计理论的概述  21-26
    2.1.1 设计理论分层  21-22
    2.1.2 设计方法  22-23
    2.1.3 设计过程模型  23-26
  2.2 机械创新设计  26-28
    2.2.1 机械创新设计的概念  26
    2.2.2 创新设计的类型  26-27
    2.2.3 创新设计方法  27-28
  2.3 TRIZ理论  28-32
    2.3.1 TRIZ理论的由来和特点  28
    2.3.2 TRIZ(发明问题解决理论)  28-30
    2.3.3 TRIZ理论基础与工具  30-32
  2.4 基于TRIZ理论对GDX2小包透明纸长边热封装置的设计  32-38
    2.4.1 利用物质一场分析方法确定小盒长边热封装置的系统技术冲突  32-33
    2.4.2 解决技术冲突—热封装置方案的提出  33-36
    2.4.3 GDX2小包透明纸长边热封机构的构型设计  36-38
    2.4.4 GDX2小包透明纸长边热封装置的整体设计  38
  2.5 小结  38-39
第三章 GDX2小盒透明纸长边热封装置的数字化设计  39-57
  3.1 数字化与传统机械制造设计的比较  39-40
  3.2 Solid Edge设计软件  40-41
    3.2.1 完美的2D到3D设计  40
    3.2.2 功能强大的零件设计  40
    3.2.3 精美的装配设计  40-41
    3.2.4 流畅的制图模块  41
  3.3 GDX2小盒透明纸长边热封装置的建模设计  41-53
    3.3.1 CH小盒透明纸包装机的简介  41-42
    3.3.2 GDX2小盒透明纸长边热封机构的系统化建模  42-45
    3.3.3 弧形瓦板的结构设计  45-46
    3.3.4 电烙铁的结构设计  46-47
    3.3.5 成型转塔的机构设计  47-53
    3.3.6 多种模型方案的实现  53
  3.4 其他零件的三维建模  53-56
    3.4.1 电烙铁螺钉的设计  53-54
    3.4.2 高、低速凸轮的设计  54-55
    3.4.3 模型的正确更新  55-56
  3.5 小结  56-57
第四章 GDX2小盒透明纸长边热封装置的运动仿真分析  57-71
  4.1 ANSYS Workbench软件的概述  57
    4.1.1 ANSYS Workbench软件简介  57
    4.1.2 ANSYS Workbench软件分析流程简述  57
  4.2 ANSYS Workbench动力学分析  57-59
    4.2.1 ANSYS Workbench运动方程  58
    4.2.2 ANSYS Workbench求解方法  58-59
  4.3 4350CH长边热封装置的仿真建模  59-62
    4.3.1 仿真建模  59-60
    4.3.2 定义分析类型及功能  60-61
    4.3.3 施加载荷  61-62
  4.4 动力学分析、验证  62-69
    4.4.1 生产率为340包/分钟下模型的响应  62-64
    4.4.2 生产率为400包/分钟下模型的响应  64-66
    4.4.3 生产率为460包/分钟下模型的响应  66-68
    4.4.4 仿真结果分析讨论  68-69
  4.5 体会和经验  69-70
    4.5.1 模型加载导入的方法  69-70
    4.5.2 适当简化模型  70
    4.5.3 施加载荷的方法  70
  4.6 小结  70-71
第五章结论与展望  71-73
  5.1 结论  71-72
  5.2 存在的问题及展望  72-73
致谢  73-75
参考文献  75-81
附录攻读硕士期间发表的论文  81

GDX2小盒透明纸长边热封机构的研究

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