灯罩自动染色扎口生产线动态特性及钉丝力学特性研究

摘要

受栖霞市振华实业公司委托，为了解决汽灯纱罩生产过程中全部手工作业问题，设计由染色机、扎口机和输送剪断机组成的柔性长筒状汽灯纱罩丝带自动化加工生产线，分析了生产线的动态特性，对铝丝在扎口过程中力学性能进行了理论分析，完成了灯罩自动染色扎口生产线样机的装配、调试和试生产。
　　确定了生产线总体方案，设计了机械系统、驱动系统和控制系统。通过扎口剪断机运动特性的动态建模和仿真研究对结构进行了优化，分析柔性灯罩丝带的收缩特性。实验研究外界负载的作用下灯罩的伸长量和灯罩丝带与机械结构之间的摩擦，基于实验结果建立了灯罩丝带在输送气缸与限位螺栓撞击停止瞬间的响应模型。在考虑灯罩收缩特性的基础上对生产线加工过程的运动协调性进行了分析，为保证生产线在最优加工效率的前提下灯罩染色与扎口相对位置持续稳定提供理论依据。
　　对铝丝在生产线运行的过程中经历的矫直、弯丝、回扣、弯钉的非线性大挠度变形过程和力学特性进行了有限元分析。对在灯罩煤油雾化高温高压的使用环境中铝丝的扎口强度进行了建模与仿真，验证了铝丝扎口方案的可行性。
　　完成了生产线零部件的加工、采购、装配和调试，设计由继电器和单片机组成的生产线控制系统，通过逻辑分析和单片机编程实现了生产线的自动运行。针对试生产中染色与扎口位置出现的无规则变化，在输送机中段设置丝带压紧和丝带上料张力稳定装置，使生产线运行更加稳定。灯罩染色扎口的成功率达到97％。

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第1章绪 论

1.1课题研究背景和意义

1.2扎口机的研究现状及机构原理分析

1.3细长杆弹塑性大挠度变形分析方法

1.4染色机的研究现状

1.5主要研究内容

第2章生产线设计与动态特性仿真研究

2.1生产线整体方案设计

2.2机械系统设计

2.3驱动系统设计

2.4控制系统设计

2.5生产线建模与仿真

2.6本章小结

第3章钉丝力学性能仿真

3.1钉丝变形的约束条件分析

3.2钉丝变形过程中的有限元仿真

3.3钉丝强度仿真

3.4本章小结

第4章设备调试与实验

4.1设备调试

4.2钉丝强度及灯罩丝带性能实验

4.3灯罩试生产实验

4.4本章小结

结论

参考文献

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致谢