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瑞典利乐公司(Tetra-Pak)是全球最大的液态食品包装系统供应商之一。利乐公司的TPA1食品灌装机采用滚子链传动,同时在链上安装用于封装及切包的夹爪系统。在实际使用中,滚子链的磨损远超预期,同时表现出了一定的不确定性,这对于机器的正常使用造成了不良的影响。本课题研究在此背景下,由利乐公司支持,旨在于通过模拟实际工况的台架试验方案设计及试验研究,找出滚子链的磨损特性,从而对TPA1灌装机的设计制造以及使用等方面做出改进指导。本文的主要工作如下: 1.通过查阅相关资料,结合现场实地调研,分析滚子链异常磨损的主要影响因素,对试验方案的设计以及试验台的搭建提供指导与参考。 2.根据以上分析结果,同时参考国内外相关研究,提出了总体实验方案,研制了滚子链试验台。该试验台可供四根滚子链同时进行试验,模拟滚子链在灌装机上的运行工况,并可根据试验需要分别单独调整润滑油量,溅水量,清洗剂以及链条张紧力等环境因素。链条采用电机驱动,由气缸提供张紧力。 3.在直接测量链条长度的基础上,研制了附加在试验台上的实时测量装置。通过该装置可以简单快捷地在不停机的状态下获得链条的伸长量,大大减少了测量的工作量。并且通过Gage R&R测量系统评价标准对该测量方法进行了评测,评测结果显示该测量系统准确可信。 4.应用正交试验设计方法设计了传动链的磨损伸长实验。以润滑量,水,清洗剂等3个因素进行试验设计。最终在研制的试验台上进行了一组三因素的正交试验,以及多轮参考试验,一共进行了2028 h磨损试验。试验进行顺利,得到了较理想的试验数据,试验台符合试验要求。 5.应用极差分析和方差分析法,对试验数据进行分析,同时参考试验过程中的一些观察到的现象,找出了对于滚子链异常磨损的主要原因,结果表明:水是影响滚子链伸长磨损的主要原因,润滑量的影响次之,而清洗剂对于磨损伸长几乎没有影响。 最后,根据以上结果,提出了对于灌装机设计制造以及使用中可以做出的改进建议。