高速包裝機感應加熱封合問題的研究
點擊次數：3760 更新時間：2013-03-27
Foodjx導讀：鋁塑復合包材的快速實時封合技術是制約國內高速包裝機發展的主要技術瓶頸之一，而目前尚缺少針對性研究。本文詳細研究了高速包裝機的感應加熱封合所涉及的關鍵問題,根據高速包裝機封合工藝的要求和應用特點,設計了相應的封合加熱裝置,對高速橫封制定了相應的控制策略,建立了封合加熱溫度場的數值計算模型,并對配置的高頻加熱電源進行了設計。
1.根據高速包裝機封合工藝和應用特點,選擇了橫向磁通方式的電磁感應加熱,作為高速包裝機中包材飛接、貼帶、豎封和橫封四處封合工藝所使用的加熱方式,并對四處感應加熱封合裝置進行了設計。
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行實時位置反饋,并基于角度編碼對封合過程進行控制,定位的精度和實時性獲得了大幅提高。在橫封封合控制策略上,采用雙側導軌分別對應奇偶夾爪的設計,提高了橫封效率,促進了產能提升。
3.針對橫封封合的溫度分布問題,對包裝機封合感應加熱問題建立了數學模型并在此基礎上進行了有限元數值仿真計算。基于電電磁場和熱傳導理論,建立了鋁塑復合包材進行橫封封合感應加熱的電磁場和溫度場模型。在麥克斯韋方程組和熱傳導理論的基礎上,建立了有限元仿真計算模型并通過數值仿真得到了橫封感應加熱封合中包材的渦流分布和焦耳熱分布。
4.對于高速包裝機用高頻電源技術進行了研究和設計。進行了電源系統設計,并著重研究了整流濾波電路中諧波對于電壓紋波系數的影響、電源功率調整原理和實現方式、逆變電路中電路模態分析和關鍵參數配置等。并對各模塊的硬件電路進行了測試,測量得到的波形良好,滿足設計要求。
所設計的高速包裝機感應加熱封合系統能在高速狀態下完成包材的良好封合,達到了設計要求。同時,所進行的研究工作有助于封合感應加熱裝置的進一步改進和優化,對工程實際具有重要意義。
1.根據高速包裝機封合工藝和應用特點,選擇了橫向磁通方式的電磁感應加熱,作為高速包裝機中包材飛接、貼帶、豎封和橫封四處封合工藝所使用的加熱方式,并對四處感應加熱封合裝置進行了設計。
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行實時位置反饋,并基于角度編碼對封合過程進行控制,定位的精度和實時性獲得了大幅提高。在橫封封合控制策略上,采用雙側導軌分別對應奇偶夾爪的設計,提高了橫封效率,促進了產能提升。
3.針對橫封封合的溫度分布問題,對包裝機封合感應加熱問題建立了數學模型并在此基礎上進行了有限元數值仿真計算。基于電電磁場和熱傳導理論,建立了鋁塑復合包材進行橫封封合感應加熱的電磁場和溫度場模型。在麥克斯韋方程組和熱傳導理論的基礎上,建立了有限元仿真計算模型并通過數值仿真得到了橫封感應加熱封合中包材的渦流分布和焦耳熱分布。
4.對于高速包裝機用高頻電源技術進行了研究和設計。進行了電源系統設計,并著重研究了整流濾波電路中諧波對于電壓紋波系數的影響、電源功率調整原理和實現方式、逆變電路中電路模態分析和關鍵參數配置等。并對各模塊的硬件電路進行了測試,測量得到的波形良好,滿足設計要求。
所設計的高速包裝機感應加熱封合系統能在高速狀態下完成包材的良好封合,達到了設計要求。同時,所進行的研究工作有助于封合感應加熱裝置的進一步改進和優化,對工程實際具有重要意義。
