弹药引信封口机封口过程安全性的设计研究

论文摘要

金属包装作为一种包装手段现已被广泛使用,金属材料具有优良的密封性能,尤其适合需要防潮、长期储存的军火产品。目前我国的BFJ2-4全自动弹药引信包装封口机即采用金属圆罐罐装方式进行封装。由于弹药引信产品的特殊性,对其封装要求较高,譬如包装材料、机械设备、生产环境等都有要求,尤其机械设备的好坏对于封装过程有着至关重要的作用。目前采用的BFJ2-4全自动弹药引信包装封口机在封口时偶有卡罐的出现,这对于弹药引信来说是非常危险的。二重卷边是金属罐封装流程中的重要环节,卷封滚轮是封罐机上最核心、最重要的零件之一。分析其可能引起卡罐的主要原因是所生产的二重卷边不合格导致金属罐体变形而发生卡罐,因此本文的研究主要对于弹药引信包装封口机的安全性分析、以及同类产品的包装封口有着重要的意义。本文介绍了二重卷边的成形过程及原理,利用强大的ANSYS/LS-DYNA显式动力分析模块,使用Pro/E软件建模,对金属罐二重卷边形成过程进行仿真分析,分析了二重卷边各个工步在卷边过程中的应力—应变变化规律,模拟了四种不同的卷封曲线卷封过程,得出各个滚轮在卷封弯曲过程中的受力图,消除或减弱卷封滚轮在卷边过程中的应力集中现象,得出一条性能优良的滚轮沟槽曲线,并对其进行优化,从而得出最理想的头道滚轮沟槽曲线。另外,本文针对BFJ2-4型弹药引信封口机设计了一套柔性自动检测装置,确保在出现卡罐现象时可以做到自动断电报警,消除封罐过程中的安全隐患。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 1 绪论
• 1.1 金属包装材料和容器
• 1.1.1 金属包装材料的性能
• 1.1.2 镀锡薄钢板
• 1.2 课题背景及研究意义
• 1.3 国内外领域研究状况
• 1.3.1 国内现状
• 1.3.2 国外现状
• 1.4 课题的研究内容
• 2 有限元分析理论及软件
• 2.1 有限元分析理论
• 2.1.1 有限元思想概述
• 2.1.2 圆柱壳体的弯曲平衡方程
• 2.1.3 本构方程与屈服条件
• 2.2 弹塑性力学理论与有限元
• 2.3 LS-DYNA理论
• 2.3.1 LS-DYNA显式动力分析
• 2.3.2 LS-DYNA3D的接触算法及类型
• 2.3.3 LS-DYNA显式时间积分与时步控制
• 2.3.4 LS-DYNA接触中的摩擦力
• 2.4 本章小结
• 3 BFJ2-4全自动包装封口机
• 3.1 常见金属罐卷封类型
• 3.1.1 罐身旋转型封口机
• 3.1.2 罐身固定型封口机
• 3.1.3 BFJ2-4型全自动封口机组成及工作原理
• 3.1.4 BFJ2-4型全自动包装封口机的主要技术规格和要求
• 3.2 卷封机构工作过程
• 3.2.1 卷封机构的结构
• 3.2.2 圆形罐卷封机构的运动设计
• 3.3 金属包装容器的二重卷边
• 3.3.1 二重卷边工艺
• 3.3.2 二重卷边的质量检验控制
• 3.4 本章小结
• 4 基于ANSYS/LS-DYNA的有限元仿真卷边模拟
• 4.1 头道滚轮沟槽曲线的类型参数确定
• 4.1.1 头道滚轮曲线的组成参数
• 4.1.2 头道卷封曲线的选定
• 4.2. 头道卷边滚轮的工作过程分析
• 4.2.1 头道卷边滚轮在卷边过程中的作用
• 4.2.2 头道卷边滚轮在卷边过程中的受力变化
• 4.3 模型建立及前处理
• 4.3.1 二重卷边几何模型模型参数
• 4.3.2 实体建模
• 4.3.3 网格划分
• 4.3.4 材料选取
• 4.3.5 单元参数设定
• 4.3.6 接触选项及穿透
• 4.3.7 施加载荷、约束及边界条件
• 4.3.8 简化积分及沙漏
• 4.4 头道滚轮曲线的有限元分析
• 4.4.1 四种卷封曲线性能分析
• 4.4.2 卷封曲线的优化
• 4.4.3 滚轮在卷边过程中的应力变化
• 4.4.4 优化结果验证
• 4.5 滚轮的材质要求
• 4.6 本章小结
• 5 自动检测装置设计
• 5.1 BFJ2-4全自动包装封口机的电器装置
• 5.1.1 卷封机电器基本参数
• 5.1.2 电器原理
• 5.2 卷封机检测装置设计
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 光电传感器
• 5.3 金属罐定位检测原理
• 5.3.1 电路参数设计
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢