传统的罐头装罐设备在水果装罐的过程中采用的是间歇式装罐，喂料器是固定在某一位置，空罐体被圆形回转盘带动做圆周运动，每次当空罐运动到喂料器出口下方时，圆形回转盘停止转动，从喂料器出口将定量后的固体原料落料装到空罐里，装罐完成。圆形回转盘继续转动，下一个空罐再转到喂料器出口下方。如此重复上述动作。由于是间歇运动会产生较大的振动，圆形回转盘停止转动时会产生一个负的加速度，启动时又会产生一个正的加速度。如果单位时间装罐数量较高时，产生的振动和冲击力比较大，会产生很大的振动噪音，影响设备的使用寿命，生产效率低。为了改变这种现状，对装罐机进行了改进设计。设计方案是使圆形回转盘连续回转，将喂料器改为摆动式，在PLC控制下自动跟踪连续转动的圆形回转盘上的空罐，在运动中完成装罐，装罐完成后返回去寻找并跟踪下一个空罐。喂料筒在往复运动中会产生正向加速度和逆向加速度。这样对于喂料器的喂料筒就会有结构和力学要求。本次利用Simulation对喂料筒进行强度分析，所得结果可以作为喂料筒的设计参考。
      喂料器的结构如图所示，其中空罐由做连续回转的圆形回转盘带动做圆周运动。喂料器的喂料筒在圆形回转盘的上方，当圆形回转盘带动空罐体转动到喂料筒正下方时，喂料器开始带动喂料筒与空罐同步转动，始终保持空罐在喂料筒的正下方。在同步转动时将定量的固体原料通过喂料筒装到空罐中。装罐完成后，喂料筒迅速返回初始位置，此时下一个空罐正好转到初始位置的喂料筒正下方，喂料器带动喂料筒重复上述动作。圆形回转盘被设计为可以带动12个空罐，即每相邻两个空罐的角度为30°。所以喂料筒可以看做是在小于30°的转角内做往复运动。喂料筒的跟踪定位可以分为四个段。当圆盘带动空罐转动到第一段的起点时，喂料筒由静止开始加速到与转盘同步。当转过一定角度时进入第二阶段，喂料筒与转盘同步匀速转动。进入第三阶段时，喂料筒减速为0。第四阶段反向加速后减速回到初始位置。根据设计要求每分钟120罐，即圆形回转盘为10r/min，则圆形回转盘的角速度为1.046rad/s。为了满足第二段装罐的顺利进行，尽可能使第二段的同步时间长一些。
      通过运用Solidworks中的运动算例进行强度分析仿真，模拟实际工作状态得到各段加速度的最大值。第一段为加速运动，运动规律为当空罐被圆形回转盘带动做匀速圆周运动，当空罐运动到距离第一段初始位置还有0.6的位置。喂料器带动喂料筒开始做加速运动。当喂料筒转动角度为1.4时，喂料筒转速和圆形回转盘同速，且位置在空罐体的正上方保持同步进入下一运动。由于圆形回转盘的角速度为1.046rad/s，喂料器由速度0开始加速到与圆形回转同速且保持同步运行。角加速度最大值为71.4rad/s。第二段是同步转动，设计同步转角为20°。由于是同步匀速运动，所以角加速度为0。在设计中尽可能延长同步时间是为了保证在这段运行中完成装罐，不会出现装料未完成喂料筒就进入到第三段。第三段为减速运动，设计的减速转角为1.4。减速时间设计为圆形回转盘匀速转动2的时间3x10-2s，角加速度的最大绝对值为72rad/s。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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