坩埚丝带缠绕机的设计与分析

摘要

多晶硅是制备单晶硅的原材料，被称为现代信息社会的“粮食”，它也是晶体硅太阳能电池的原材料，冶金法多晶硅提纯工艺，具有成本低、污染小、转化率高、方法简单的优点，是目前研究比较多也是规模化生产前景最好的工艺之一。
　　本课题的设计任务隶属于物理提纯多晶硅中使用的坩埚处理流水线，包括加压试水、丝带缠绕、抹泥烘干、再次丝带缠绕四道工序，之后将被加入硅原料进入红外线高温炉内加热，如此反复操作达到提纯效果。本文设计的丝带缠绕机用于流水线的丝带缠绕工序，在试水后的坩埚上和经过抹泥烘干后的坩埚上缠绕玻璃丝带，满足使用方的具体要求。设计的总体结构可以分为四大部分：丝带缠绕小车，液压系统，坩埚运动的旋转机构，支撑连接机构。
　　本文首先论述了坩埚缠绕丝带的工艺要求,包括坩埚的具体情况和坩埚处理流水线上其它工序，确定了要解决的问题和设计要达到的目的。其次，针对设计要实现的目标提出整体方案，并对整体方案进行可行性分析，确定了整机的工作原理和结构组成，使用Pro/E软件进行三维建模,对重要的零件进行了有限元分析，绘制工程图。样机加工制造后进行了设备的安装、调试和试生产，根据工艺要求，对有关参数进行了优选，确定了丝带缠绕机最佳工作参数。

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插图和附表清单

1 绪论

1.1 缠绕机的发展现状

1.2 课题的研究意义和目的

1.3 本文的主要内容

2 课题设计的相关条件

2.1 关于坩埚的介绍

2.2 坩埚处理流水线的各个环节

3 丝带缠绕机整体结构的设计

3.1 整体运动形式的选择

3.2 缠绕小车的选择

3.3 缠绕小车运动实现形式的选择

4 丝带缠绕机的具体结构设计

4.1 丝带缠绕小车

4.2 液压系统

4.3 坩埚运动的旋转机构

4.4 支撑连接机构

5 重要元件的有限元分析

5.1 有限元与ANSYS的简介

5.2 ANSYS分析过程

5.3 夹紧卡爪的有限元分析

5.4 旋转轴的有限元分析

6 丝带缠绕机的安装调试和工作过程介绍

6.1 设备的安装与调试

6.2 丝带缠绕机的工作流程

7 结论与改进建议

7.1 结论

7.2 改进建议

致谢

参考文献

作 者 简 介