高速包裝機(jī)感應(yīng)加熱封合問題的研究
點(diǎn)擊次數(shù)：3529 更新時間：2013-03-27
Foodjx導(dǎo)讀：鋁塑復(fù)合包材的快速實(shí)時封合技術(shù)是制約國內(nèi)高速包裝機(jī)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸之一，而目前尚缺少針對性研究。本文詳細(xì)研究了高速包裝機(jī)的感應(yīng)加熱封合所涉及的關(guān)鍵問題,根據(jù)高速包裝機(jī)封合工藝的要求和應(yīng)用特點(diǎn),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的封合加熱裝置,對高速橫封制定了相應(yīng)的控制策略,建立了封合加熱溫度場的數(shù)值計(jì)算模型,并對配置的高頻加熱電源進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
1.根據(jù)高速包裝機(jī)封合工藝和應(yīng)用特點(diǎn),選擇了橫向磁通方式的電磁感應(yīng)加熱,作為高速包裝機(jī)中包材飛接、貼帶、豎封和橫封四處封合工藝所使用的加熱方式,并對四處感應(yīng)加熱封合裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
2.針對橫封封合加熱的定位與控制問題,采用了基于條碼識別的方法進(jìn)行實(shí)時位置反饋,并基于角度編碼對封合過程進(jìn)行控制,定位的精度和實(shí)時性獲得了大幅提高。在橫封封合控制策略上,采用雙側(cè)導(dǎo)軌分別對應(yīng)奇偶夾爪的設(shè)計(jì),提高了橫封效率,促進(jìn)了產(chǎn)能提升。
3.針對橫封封合的溫度分布問題,對包裝機(jī)封合感應(yīng)加熱問題建立了數(shù)學(xué)模型并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了有限元數(shù)值仿真計(jì)算。基于電電磁場和熱傳導(dǎo)理論,建立了鋁塑復(fù)合包材進(jìn)行橫封封合感應(yīng)加熱的電磁場和溫度場模型。在麥克斯韋方程組和熱傳導(dǎo)理論的基礎(chǔ)上,建立了有限元仿真計(jì)算模型并通過數(shù)值仿真得到了橫封感應(yīng)加熱封合中包材的渦流分布和焦耳熱分布。
4.對于高速包裝機(jī)用高頻電源技術(shù)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。進(jìn)行了電源系統(tǒng)設(shè)計(jì),并著重研究了整流濾波電路中諧波對于電壓紋波系數(shù)的影響、電源功率調(diào)整原理和實(shí)現(xiàn)方式、逆變電路中電路模態(tài)分析和關(guān)鍵參數(shù)配置等。并對各模塊的硬件電路進(jìn)行了測試,測量得到的波形良好,滿足設(shè)計(jì)要求。
所設(shè)計(jì)的高速包裝機(jī)感應(yīng)加熱封合系統(tǒng)能在高速狀態(tài)下完成包材的良好封合,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。同時,所進(jìn)行的研究工作有助于封合感應(yīng)加熱裝置的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化,對工程實(shí)際具有重要意義。
1.根據(jù)高速包裝機(jī)封合工藝和應(yīng)用特點(diǎn),選擇了橫向磁通方式的電磁感應(yīng)加熱,作為高速包裝機(jī)中包材飛接、貼帶、豎封和橫封四處封合工藝所使用的加熱方式,并對四處感應(yīng)加熱封合裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
2.針對橫封封合加熱的定位與控制問題,采用了基于條碼識別的方法進(jìn)行實(shí)時位置反饋,并基于角度編碼對封合過程進(jìn)行控制,定位的精度和實(shí)時性獲得了大幅提高。在橫封封合控制策略上,采用雙側(cè)導(dǎo)軌分別對應(yīng)奇偶夾爪的設(shè)計(jì),提高了橫封效率,促進(jìn)了產(chǎn)能提升。
3.針對橫封封合的溫度分布問題,對包裝機(jī)封合感應(yīng)加熱問題建立了數(shù)學(xué)模型并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了有限元數(shù)值仿真計(jì)算。基于電電磁場和熱傳導(dǎo)理論,建立了鋁塑復(fù)合包材進(jìn)行橫封封合感應(yīng)加熱的電磁場和溫度場模型。在麥克斯韋方程組和熱傳導(dǎo)理論的基礎(chǔ)上,建立了有限元仿真計(jì)算模型并通過數(shù)值仿真得到了橫封感應(yīng)加熱封合中包材的渦流分布和焦耳熱分布。
4.對于高速包裝機(jī)用高頻電源技術(shù)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。進(jìn)行了電源系統(tǒng)設(shè)計(jì),并著重研究了整流濾波電路中諧波對于電壓紋波系數(shù)的影響、電源功率調(diào)整原理和實(shí)現(xiàn)方式、逆變電路中電路模態(tài)分析和關(guān)鍵參數(shù)配置等。并對各模塊的硬件電路進(jìn)行了測試,測量得到的波形良好,滿足設(shè)計(jì)要求。
所設(shè)計(jì)的高速包裝機(jī)感應(yīng)加熱封合系統(tǒng)能在高速狀態(tài)下完成包材的良好封合,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。同時,所進(jìn)行的研究工作有助于封合感應(yīng)加熱裝置的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化,對工程實(shí)際具有重要意義。
