Tối ưu hóa cấu trúc của khung máy thổi quay

Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng của ngành nước giải khát, thực phẩm, y tế, nhu cầu sử dụng chai PET với nhiều đặc tính ưu việt cũng tăng lên theo từng năm, đòi hỏi hiệu suất của máy thổi chai PET ngày càng được nâng cao. Hiện tại, các máy thổi chai thông thường trên thị trường hầu hết áp dụng quy trình sản xuất hai bước (việc chuẩn bị phôi và đúc thổi căng được hoàn thành bởi hai thiết bị tương ứng), chủ yếu là máy thổi thẳng và máy thổi quay. So với máy thổi chai tuyến tính, máy thổi chai quay có ưu điểm là số lượng khoang lớn, thay khuôn nhanh chóng, sản lượng cao và ổn định mạnh mẽ. Nó đã trở thành đối tượng lựa chọn của hầu hết các công ty thực phẩm và đồ uống. Do thiết bị tạo hình chai PET trong nước ra đời muộn, mặc dù đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, nhưng vẫn có khoảng cách nhất định về trình độ kỹ thuật và hiệu suất của thiết bị so với các công ty R&D thiết bị tạo hình chai PET ở nước ngoài có bề dày lịch sử. .

Là một trong những bộ phận quan trọng của máy đúc đòn quay, khung máy thổi đòn chịu trọng lượng của toàn bộ bộ phận đúc đòn quay kéo dài. Độ cứng, sức mạnh và sự ổn định của cấu trúc của nó đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của toàn bộ thiết bị. Do đó, làm thế nào để cải thiện hiệu suất tĩnh và động của khung đã trở thành một trong những vấn đề quan trọng trong thiết kế máy đúc thổi quay tốc độ cao. Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ máy tính, các phương pháp tối ưu hóa cấu trúc và công nghệ máy tính đã dần đạt được sự tích hợp hoàn hảo. Nhiều phần mềm phân tích CAE tổng quát quy mô lớn đã xuất hiện trong các mô-đun tối ưu hóa kết cấu, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của phân tích tối ưu hóa kết cấu. Khung của máy thổi chai quay được nghiên cứu trong bài báo này được hàn bởi bốn phần, cụ thể là bảng trên, lớp bảng giữa, bảng dưới và chân. Lớp panel ở giữa được hàn trực tiếp bởi nhiều tấm thép nguyên khối. Chất lượng của giá đỡ được tăng lên, và chi phí sản xuất của doanh nghiệp được tăng lên. Nhằm đạt được mục đích giảm chất lượng của giá đỡ và nâng cao hiệu suất tĩnh và động của nó.
1 Phân tích đặc tính tĩnh và động ban đầu của khung
1.1 Thiết lập mô hình phần tử hữu hạn của khung Kích thước hình học của khung là: 4150mm × 3750mm × 547mm, các tấm trên và dưới được làm bằng thép cường độ cao hợp kim thấp, giới hạn chảy khoảng 400MPa và vật liệu của lớp bảng điều khiển ở giữa và phần chân là carbon thông thường. Đối với thép kết cấu, giới hạn chảy là khoảng 220MPa. Theo nguyên tắc Saint-Venant, mô hình ba chiều của giá đỡ được đơn giản hóa một cách hợp lý.
1.2 Phân tích tĩnh của khung
1.2.1 Cài đặt tiếp điểm và hạn chế
Vì khung được hàn bởi nhiều tấm thép có kích thước khác nhau, nó có thể được coi là một bộ phận kết cấu hàn, không cần thiết lập tiếp điểm, chỉ cần nhập mô hình ba chiều của khung vào Workbench, vào môi trường DesignModeler, và sau đó chọn tất cả các phần Nhấp chuột phải vào FromNewPart, để tất cả các phần có thể được nhóm thành một phần, giao diện chung chia sẻ lưới và các nút được ghép nối. Bộ phận hạn chế của khung được đặt làm bộ phận hạn chế cố định trên bề mặt dưới cùng của bốn chân.
1.2.2 Cài đặt tải
Tải trọng lên khung có 9 bộ phận chính là trọng lượng của bộ phận chuyển động quay, trọng lượng của thanh dẫn khuôn đóng mở, trọng lượng của ray dẫn hướng đóng mở, trọng lượng của bánh xe sao lấy và gửi. khoảng trống, trọng lượng của bánh xe sao để lấy và gửi chai, và sự giảm tốc. Trọng lượng của động cơ, trọng lượng của bộ ròng rọc chuyển tiếp 1, trọng lượng của bộ ròng rọc chuyển tiếp 2 và trọng lượng của bộ ròng rọc chuyển tiếp 3, trong đó các bộ phận quay cần được đặt với hệ số an toàn là 1,25.
1.2.3 Kết quả phân tích tĩnh
Qua phân tích tĩnh của khung, có thể thấy rằng thiết kế ban đầu của khung quá bảo thủ, gây lãng phí vật liệu, vì vậy kết cấu khung cần được tối ưu hóa hơn nữa để giảm chất lượng của khung. Máy đóng chai nước 600ML 5000BPH MST 68/4