论文部分内容阅读
近几年，伴随着我国经济的不断增长，我国润滑脂产量也在持续增长。润滑脂作为商品，它的包装是不可缺少的一个重要环节。而包装质量好坏的一个重要因素就是灌装精度的高低。目前国内外的灌装机种类繁多，但主要是针对低粘度、或是饮料等产品的灌装，对于高粘度物料的灌装机研究开发比较少。本文在分析了国内外润滑脂灌装机的基础上，为了适应市场需求，改善润滑脂的包装质量，提高灌装精度，根据与兰州化工集团润滑脂生产分厂的意向合作科研项目展开了对高粘度物料灌装机的研究，并建立了三维实体模型，为以后的样机的试制打下了基础。课题主要从以下几个方面对皂基脂灌装机进行了研究：
在皂基脂灌装机的整体结构设计中，分析了皂基脂物料本身的特性。由于皂基脂属于高粘度物料，为了提高物料的灌装精度及灌装速度，课题设计中采用了压力法灌装，定量方式为定容式，并根据实际需求，选定了相关的设计参数。
在选择灌装阀口径方面，为了防止滴料，提高灌装精度，合理地设计了灌装阀口径。课题中主要从润滑脂的粘度、温度与表面张力等关系入手，分析了润滑脂的粘度、表面张力随温度变化的趋势，并测定了相应的试验数据，数据表明润滑脂的粘度与表面张力受温度的影响较大，并将这些离散的数据点通过线性回归以及最小二乘法建立了润滑脂的粘度与温度，温度与表面张力，表面张力与口径的关系，最终优化了灌装阀的口径尺寸。
在灌装阀和活塞泵的设计中，采用了旋转阀与计量缸组合的方式进行定量灌装，同时也分析了灌装阀的密封设计，从材料的选择，到密封结构的优化都进行了系统的研究，最终选择了合适的材料和合理的密封结构，从而有效地避免了由于密封不当所引起的泄露问题，进一步提高了灌装的精度。
在虚拟样机设计中，采用Pro/E对皂基脂灌装进行了三维实体建模，并对重要部件一计量缸进行了有限元分析，从而验证了设计参数的合理性。
在灌装过程中，采用全气动控制，满足包装时的防燃防爆要求，并分析了气动灌装原理。为了防止物料在灌装过程中，温度有太大的波动，进而引起物料的粘度、密度等一系列参数的变化，影响物料的灌装精度，因此在课题的设计中加入了恒温控制装置。在本次设计中，采用DS1620温控器作为核心控制，从而保证了恒温灌装的要求，对灌装精度有很大改善。
随着润滑脂等高粘度产品的不断增加，高粘度物料灌装机的研究对我国包装机械的发展具有很大的现实意义。