超聲波干式清洗機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近幾年我國平板顯示產(chǎn)業(yè)保持繼續(xù)增長，平板顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了其制作所需原材料發(fā)展，玻璃基板是平板顯示產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料之一，是構(gòu)成平板顯示器件的一個(gè)基本部件。保證玻璃基板清潔至關(guān)重要，超聲波干式清洗機(jī)不可或缺。
　　本文以超聲波干式清洗機(jī)為研究對象，首先分析了超聲波清洗玻璃基板的原理。然后在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)等理論的基礎(chǔ)上，采用SolidWorks、ANSYS等軟件完成了對清洗機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。最后對清洗機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)試制，并對清洗機(jī)的清

2、洗效果進(jìn)行了測試。具體的研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）對清洗機(jī)的超聲波干式清洗原理進(jìn)行分析。首先闡述了固體表面微粒附著的原因，并分析了附著微粒的受力情況，建立了力學(xué)模型。清洗頭包括超聲波腔和真空腔，超聲波腔發(fā)出的超聲波克服塵粒的粘附力，使塵粒以拉升、滾動(dòng)及滑動(dòng)三種方式從玻璃基板表面脫離，然后真空腔把塵粒吸走，達(dá)到清潔的目的。
　?。?）對清洗機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先根據(jù)清洗機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。然后依次從動(dòng)

3、力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。動(dòng)力系統(tǒng)選擇了伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，并對選擇的電機(jī)進(jìn)行了分析校核；傳動(dòng)系統(tǒng)選擇了齒形同步帶傳動(dòng)方式，并對同步帶及帶輪進(jìn)行選型計(jì)算。執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)了支撐玻璃結(jié)構(gòu)，確定了臺(tái)板的運(yùn)動(dòng)方式。支撐系統(tǒng)的機(jī)架則根據(jù)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)了合理的結(jié)構(gòu)。
　　（3）運(yùn)用ANSYS有限元軟件對機(jī)械系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了有限元分析計(jì)算。主要分析研究各個(gè)零部件機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，分析結(jié)果表明，各個(gè)零部件

4、機(jī)構(gòu)都能滿足設(shè)計(jì)要求。還對玻璃支撐結(jié)構(gòu)能否滿足玻璃基板的變形要求進(jìn)行了有限元分析，結(jié)果表明，被支撐的玻璃基板完全能滿足玻璃變形不超過5mm的要求。
　?。?）以質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，用Workbench中的Design Explorer模塊對清洗機(jī)的機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，在滿足剛度、強(qiáng)度的前提下，當(dāng)選擇方形截面鋼的壁厚為4mm時(shí)，質(zhì)量減少了23％，節(jié)省材料與成本。最后對清洗機(jī)進(jìn)行了樣機(jī)生產(chǎn)，并對清洗效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。結(jié)