Structural and Dynamic Analysis of Paper-Cup-Forming Machine in a High-Speed Operating Condition

Q: 이 논문에서 정의한 고속화란 무엇인가?

고속화는 종이용기 성형기의 생산 속도를 현재 분당 142개에서 세계 최고 수준인 분당 300개(300 cpm)로 향상시키는 것을 의미한다. 이는 증가하는 시장 수요를 충족시키기 위해 생산 기계의 수량을 늘리는 대신, 기존 장비의 성능을 극대화하여 생산 효율성을 높이는 방법이다.

Q: 종이용기 성형기의 고속 운전 시 진동 문제를 어떻게 해결하는가?

연구 결과, 고속 운전 시 발생하는 진동 문제를 해결하기 위해 상판의 구조를 변경하였다. 상판 하부에 슬라브를 추가하고 터렛 장착 부분에 보 형태의 구조물을 보강하여 굽힘 강성을 증가시켰다. 이 설계 변경으로 상판의 처짐이 71.8% 감소하고 진동 진폭이 약 38% 줄어들어 고속 운전에 대한 안정성이 확보되었다.

홍민표; 송성준; 송용남

doi:10.7736/KSPE.2017.34.7.461

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자료유형: 학술저널

저자정보: 홍민표 (고려대학교) 송성준 (고려대학교) 송용남 (고려대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.34 No.7

발행연도: 2017.7

수록면: 461 - 465 (5page)

DOI: 10.7736/KSPE.2017.34.7.461

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The current production speeds of current paper-cup-forming machines need to be improved to match the increasing demands of the market. However, high-speed operations may cause severe vibrations, which are detrimental to the machine. In this study, a 3D dynamic simulation model was developed to predict changes in the dynamic characteristics of the machine following increased operation speed, using the Recurdyn and Nx Nastran software. Accuracy of the simulation model was validated by comparing simulation results and experimental measurements of the machine vibration. A new upper plate design was also developed, to minimize vertical deflection and vibration due to increased operating speed. Our simulation model showed that new upper plate design reduced the magnitude of maximum deflection by 72% and maximum vibration by 38%, suggesting that a modified upper plate would be dynamically stable in high-speed operations.

#High-speed operation (고속화) #Multibody dynamics (다 물체 동역학) #Finite element analysis (유한요소해석)

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