(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111575016.1 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 北人智能装备 科技有限公司 地址 102600 北京市大兴区经济开发区科 苑路25号5幢1层108 (72)发明人 杜智杰　郎超　赵爱平　薛军强　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 徐瑶 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与 优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种回转式旋转砍刀滚筒动 平衡的仿真与优化方法， 在SOLIDWORKS平台上， 绘制回转式砍刀三维模型， 按照工作要求， 进行 装配体的装配； 分析滚筒体的结构特点， 对其整 体进行二次动平衡优化； 砍刀轴的动平衡优化； 滚筒体动平衡优化设计； 绘制二维方案图， 并拆 分成二维零件 图， 进行投产试制； 改进的回转式 砍刀安装完成后进行动平衡实验； 本发明为十六 开回转式砍刀滚筒符合动平衡要求， 结构设计提 供了解决方法， 消除了高速状态下运转的不稳定 振动， 折刀的工作稳定性保证 了折页精度要求。 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 114297838 A 2022.04.08 CN 114297838 A 1.一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方法， 其特征在于， 具体按以下步骤 实施： 步骤1， 在S OLIDWORKS平台上， 绘制回转 式砍刀三维模型， 按照工作要求， 进行装配体的 装配； 步骤2， 分析滚筒体的结构特点， 对其整体进行二次动平衡优化； 步骤3， 砍刀轴的动平衡优化； 步骤4， 滚筒体动平衡优化设计； 步骤5， 绘制二维方案图， 并拆分成二维零件图， 进行投产试制； 步骤6， 改进的回转式砍刀安装完成后进行动平衡实验。 2.根据权利要求1所述的一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方法， 其特征 在于， 所述步骤2具体过程为： 采用二次分级动平衡找正， 首先进行砍刀轴的平衡仿真找正 优化， 然后将优化后的砍刀轴与滚筒体进行装配， 对其整体进行二次动平衡优化。 3.根据权利要求1所述的一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方法， 其特征 在于， 所述 步骤3具体按以下步骤实施： 步骤3.1， 基于砍刀轴的对称结构特点， 对其进行静平衡优化； 步骤3.2， 应用 “设计算例 ”功能， 对砍刀轴可优化尺寸进行参数设定； 步骤3.3， 在设计算例 ‑变量视图中， 完成对所设定参数、 变量的范围设定、 约束范围设 定、 目标设定， 进 行优化范围设定， 并增加质心 坐标传感器， 设定完成后， 进 行运行按钮优化 计算， 得到优化结果； 步骤3.4， 根据优化结果， 进行参数调整， 再优化； 步骤3.5， 记录得到优化尺寸数据， 作为 砍刀轴的尺寸数据， 完成其模型 更新。 4.根据权利要求1所述的一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方法， 其特征 在于， 所述 步骤4具体按以下步骤实施： 步骤4.1， SOLIDWORKS中， 将优化后的砍刀轴， 装配在回转式旋转砍刀滚筒上， 保证齿轮 啮合、 折刀工作状态、 零部件材 料设定与现实状态一 致； 步骤4.2， 旋转轴约束设定： 设置支撑轴与轴承为 点、 线约束； 步骤4.3， 应用SOLID WORKS Motion、 SOLIDWORKS  Simulation插件： 用马达功能， 对十六 开回转式旋转砍刀滚筒的动力设置， 设定其电机驱动位置、 旋转方向以及转速； 计算按键进 行模拟计算； 结果和图解进行 数据提取； 步骤4.4， 经步骤1～4修正优化后， 再 次进行上述仿真计算过程， 进行进一步修正优化， 经过数次黄金分割优化 修正， 直至达到设计要求。 5.根据权利要求4所述的一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方法， 其特征 在于， 所述步骤4.3中具体设置为： 力 ‑反作用力 ‑结果分量选择(径向) ‑轴承与支撑轴配合， 导出两端支撑轴与轴承作用力的力 ‑时间相位关系图， 得到作用力的大小和相位， 通过F＝ mv2/r推导， 确定两端面圆盘需要增重或去重的相位及质 量， 对相应三位模型进行修正优 化。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114297838 A 2一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方 法 技术领域 [0001]本发明属于印刷技术领域， 涉及一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与 优化方 法。 背景技术 [0002]在印刷行业， 对十六开折页装置 的速度以及稳定性有更高的要求。 现有的十六开 折页装置主要通过往复式砍刀和回转式砍刀实现折页功能。 往复式砍刀利用曲轴带动连杆 进行往复运动， 运动会造成曲柄连杆机构 较大的往复惯性力， 使轴承 上的惯性载荷增大， 系 统由于惯性力不平衡而产生强烈振动， 由此得出， 往复运动限制了输出轴转速的提高。 而对 于回转式砍刀来说， 只要满足相应的动平衡精度要求， 在较高的折页速度下也不会产生较 大的冲击， 能有效的确保折页质量。 [0003]然而， 十六开回转式旋转砍刀的动 平衡优化成为了限制回转式旋转砍刀推广应用 的技术瓶颈。 现阶段的解决方案， 主要为利用动平衡机设备， 根据设备的数据反馈， 人为的 通过多次增重或者去重的方式， 进行整个十六开滚筒的动平衡修正， 直至达到技术标准要 求。 整个过程复杂、 繁琐， 在很大程度上增加了人工的工作量， 严重影响了公司相关产品的 生产效率； 在高速状态下， 滚筒增加的较多的平衡块， 可能会因为高速粘接不牢固， 飞出， 造 成不安全事故； 大量动平衡块的增加， 严重影响了产品的外观美观。 十六开回转式旋转砍刀 的动不平衡产生原因， 主要是结构设计的初始不平衡。 本发明能够提供一种回转式旋转砍 刀滚筒的动平衡预优化设计方法。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种回转式旋转砍刀滚筒动 平衡的仿真与优化方法， 通过分 析十六开回转式旋转砍刀滚筒结构特点， 基于SOLIDWORKS对进行动平衡仿真计算， 对砍刀 工作轴及砍刀滚筒体进行相应的结构优化预设计， 使得十六开回转式旋转砍刀滚筒体在高 速状态下， 达 到动平衡精度要求， 实现卷筒纸书刊机的折页精度要求。 [0005]本发明所采用的技术方案是， 一种回转式旋转砍刀滚筒动平衡的仿真与优化方 法， 具体按以下步骤实施： [0006]步骤1， 在SOLIDWORKS平台上， 绘制回转式砍刀三维模型， 按照工作要求， 进行装配 体的装配； [0007]步骤2， 分析滚筒体的结构特点， 对其整体进行二次动平衡优化； [0008]步骤3， 砍刀轴的动平衡优化； [0009]步骤4， 滚筒体动平衡优化设计； [0010]步骤5， 绘制二维方案图， 并拆分成二维零件图， 进行投产试制； [0011]步骤6， 改进的回转式砍刀安装完成后进行动平衡实验。 [0012]本发明的特点还在于： [0013]其中步骤2具体过程为： 采用二次分级动平衡找正， 首先进行砍刀轴的平衡仿真找说　明　书 1/4 页 3 CN 114297838 A 3