泵头盖高速理盖技术研究

论文摘要

泵头盖是一种造型独特和集特殊功能于一体的瓶盖,广泛应用于日化类产品的包装,例如:洗发液、沐浴液和洗手液等。泵头盖属于异形瓶盖,不易实现自动整理和定向,在灌装封盖生产线上多采取人工上盖,劳动强度大,影响整个系统的自动化程度和生产能力。目前自动理盖装置有通用理盖器,例如斗式振动理盖器和斜斗式理盖器;还有专用理盖器,例如皇冠盖理盖器等。但涉及泵头盖这一类异形瓶盖的自动整理和供送装置的研究还很少。为实现泵头盖的自动化快速理盖,首先,本文对现有自动化供送理论与技术进行了研究。泵头盖本身的形态特征和姿态特征是其供送方式的选择依据。现有瓶盖和类瓶盖(例如:瓶)整理装置的成熟原理和装置为泵头盖的自动化理盖提供了技术基础,初步探讨了影响自动化高速理盖的因素。然后,基于泵头盖的形态特征和姿态特征并辅以基础试验,在现有斜斗式理盖器、振动料斗理盖器和多种自动理瓶机整理供送原理和装置的基础上,提出三种泵头盖自动理盖的原理方案并对每种原理方案进行了可行性分析和比较,最终确定一个较易于实现泵头盖自动化高速整理定向的原理方案深入讨论。在对供送中的泵头盖进行了受力分析和运动分析的基础上,得出该方案实际生产能力的理论计算公式和主要影响因素。接着,给定某一泵头盖的规格和尺寸,深入讨论了泵头盖理盖装置中关键部件的主要结构和工艺参数,利用优化方法得出基于理盖生产能力的各参数的合理选择范围并通过实例计算进行了验证,并利用优化后的参数在Pro/E软件中对理盖机关键部件进行了三维实体建模。在理盖机样机的设计中,基于虚拟样机技术的理念,对辅助系统、传动系统进行了建模和虚拟装配,合理布置了其安装位置和布局,保证泵头盖不与其他部件产生干涉和实现顺畅转移,最终形成泵头盖理盖机虚拟样机总装图,为物理样机的制造提供了基础,减少了费用。最后初步探讨了日化产品灌装封盖生产线中供送封口系统的原理方案,将泵头盖自动理盖机与灌装封口生产线系统配套起来,提出相关的工艺要求,着重对供盖系统和供瓶系统的同步转移工艺方案进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景和目的意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 自动理盖对灌装封口生产线系统的作用
• 1.2.1 灌装封口生产线系统简介
• 1.2.2 自动化高速理盖对生产能力的影响
• 1.3 国内外研究概括
• 1.3.1 形态与姿态特征研究
• 1.3.2 供送中的受力与运动分析
• 1.3.3 理盖装置与技术
• 1.3.4 CAD/CAE 技术在包装机械设计中的应用
• 1.4 存在问题分析
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第二章 自动化理盖供送理论与技术分析
• 2.1 常用包装机散粒体供送装置
• 2.1.1 齿鼓式给料器
• 2.1.2 锥盘式给料器
• 2.1.3 斗式振动给料器
• 2.1.4 插板式给料器
• 2.2 瓶盖整理供送理论与技术分析
• 2.2.1 形态及姿态特征对供送装置设计的影响
• 2.2.2 瓶盖及类瓶盖供送技术分析
• 2.2.3 瓶盖自动定向原理与方法
• 2.2.4 高速化理盖影响因素分析
• 2.3 泵头盖供送原理和方法分析
• 2.3.1 泵头盖形态分析
• 2.3.2 泵头盖姿态分析
• 2.3.3 基于泵头盖特征的理盖原理方案
• 2.4 本章小结
• 第三章 泵头盖理盖机方案设计
• 3.1 功能与应用范围
• 3.2 工艺分析
• 3.2.1 工艺路线
• 3.2.2 工位数
• 3.2.3 系统及机构功能要求
• 3.3 受力分析及理盖能力讨论
• 3.3.1 泵头盖模型简化
• 3.3.2 受力分析
• 3.3.3 理盖能力讨论
• 3.4 工作原理及理盖过程
• 3.5 本章小结
• 第四章 关键部件参数设计及优化
• 4.1 理盖转盘系统参数分析
• 4.1.1 关键参数讨论
• 4.1.2 关键参数优化
• 4.1.3 实例分析
• 4.2 出盖导轨参数设计
• 4.2.1 出盖导轨曲线方程确定
• 4.2.2 出盖导轨截面设计
• 4.2.3 基于Matlab 的曲线方程求解
• 4.2.4 出盖导轨三维模型的建立
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于虚拟样机技术的理盖机样机设计
• 5.1 虚拟样机技术简介
• 5.1.1 基本概念
• 5.1.2 技术组成
• 5.1.3 优点与局限性
• 5.2 泵头盖理盖机虚拟样机建模与装配
• 5.2.1 理盖转盘系统建模与装配
• 5.2.2 辅助系统建模与装配
• 5.2.3 传动系统建模与装配
• 5.2.4 理盖机虚拟样机总装图
• 5.3 本章小结
• 第六章 泵头盖理盖封口系统总体方案探讨
• 6.1 功能与应用范围
• 6.2 原理方案分析与工艺方案设计
• 6.2.1 设计任务抽象化
• 6.2.2 功能结构分解与功能解形态矩阵
• 6.2.3 工艺原理方案设计
• 6.3 总体方案探讨
• 6.3.1 工艺分析
• 6.3.2 执行构件的运动要求与机构选型
• 6.3.3 总体布局
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 论文完成的工作
• 7.2 论文创新点
• 7.3 论文不足之处
• 7.4 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录A 泵头盖理盖机总体布局图