本文關(guān)鍵詞：基于液壓錘的全自動打箔機研究與仿真

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【摘要】：隨著金箔運用的日益廣泛,人們對于金箔的需求量越來越大。傳統(tǒng)的打箔方式為手工捶打,存在著安全性低、勞動強度大、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題�，F(xiàn)有的自動打箔機的種類也較多,但是存在著擊打力不可調(diào)節(jié),在同一時間一臺打箔機只能擊打一包金箔,效率低等問題。因此,為解決以上問題,本文設(shè)計了一種基于液壓錘的多工位全自動打箔機。首先對所設(shè)計的全自動打箔機的結(jié)構(gòu)和工作原理進行介紹,相對于其他打箔機,該自動打箔機具有對擊打力、擊打頻率進行控制,可同時擊打兩包金箔的優(yōu)點。同時運用波動力學(xué)理論分析和推導(dǎo)出液壓錘擊打粘彈性或粘塑性工件時的波動力學(xué)方程,得出在兩種不同情況下工件的位移(沉降量)函數(shù)和速度函數(shù),分析了各個參數(shù)對位移、速度的影響。在AMESim中建立液壓進給系統(tǒng),并針對液壓系統(tǒng)的缺點,選用模糊自整定PID控制算法進行控制。然后,運用MATLAB/Simulink和AMESim軟件對進給系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真,由仿真結(jié)果可知:模糊自整定PID控制相對于常規(guī)PID控制的進給系統(tǒng),其的響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)性好,很好地解決了通常情況下進給系統(tǒng)響應(yīng)速度慢,穩(wěn)態(tài)性差等問題。同時對液壓錘系統(tǒng)進行仿真分析,結(jié)果表明:當頻率相同,氮氣壓強越大,活塞靜止所需要的力就越大,沖程速度越大,沖擊能也就越大;當?shù)獨鈮簭娤嗤瑫r,頻率越快,活塞回程所需要的力越大,回程速度減小,沖程速度減小。并得出在液壓錘的擊打頻率為5Hz,氮氣壓強為16bar時,沖擊速度最大,沖擊力最大。最后運用ANSYS Workbench中的顯式動力學(xué)方法對液壓錘的活塞、三種類型的釬桿和金箔包在工作時的應(yīng)力和應(yīng)變情況進行分析。并得出當活塞撞擊釬桿的時候,活塞和三種類型的釬桿的應(yīng)力均未到達屈服極限,二者只發(fā)生彈性變形而不發(fā)生塑性變形;綜合考慮三種釬桿的擊打范圍和金箔沉降量等因素,得出球頭半徑為75mm的釬桿在擊打金箔時,其擊打效果好于其他兩種釬桿的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：多工位自動打箔機 液壓錘 Simulink AMESim ANSYS
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG305;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 金箔的背景8-9
• 1.2 打箔機9-11
• 1.2.1 金箔制作的工藝流程9-10
• 1.2.2 手工打箔10
• 1.2.3 自動打箔機10-11
• 1.3 本文研究內(nèi)容11-12
• 2 全自動打箔機及其波動力學(xué)分析12-26
• 2.1 全自動打箔機的結(jié)構(gòu)和工作原理12-15
• 2.1.1 液壓錘的結(jié)構(gòu)和工作原理14-15
• 2.2 一維彈性桿的波動力學(xué)15-18
• 2.2.1 桿中縱波的控制方程15-17
• 2.2.2 波動方程的解17-18
• 2.3 二維彈性桿的波動力學(xué)18-22
• 2.4 液壓錘工作過程動力學(xué)分析22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 模糊自整定PID控制26-37
• 3.1 模糊控制26-29
• 3.1.1 模糊控制的基本原理26
• 3.1.2 模糊控制器26-29
• 3.2 模糊自整定PID控制29-36
• 3.2.1 PID控制原理29-31
• 3.2.2 模糊自整定PID控制器31-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 全自動打箔機控制系統(tǒng)的仿真37-53
• 4.1 全自動打箔機系統(tǒng)仿真概述37-38
• 4.2 基于MATLAB/Simulink仿真模型的建立38-41
• 4.2.1 MATLAB/Simulink軟件介紹38
• 4.2.2 基于Simulink的模糊自整定PID控制器設(shè)計38-40
• 4.2.3 基于Simulink的模糊自整定PID控制系統(tǒng)的建立40-41
• 4.3 基于AMESim仿真模型建立41-46
• 4.3.1 AMESim仿真軟件介紹41-42
• 4.3.2 基于AMESim的液壓系統(tǒng)的建模42-46
• 4.4 仿真結(jié)果及分析46-52
• 4.4.1 進給系統(tǒng)和升降系統(tǒng)的仿真分析46-47
• 4.4.2 液壓錘的仿真結(jié)果及分析47-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分析53-68
• 5.1 顯式動力學(xué)簡介53-54
• 5.1.1 ANSYS Workbench14.0 顯式動力學(xué)的組成53-54
• 5.2 液壓錘沖擊過程的有限元分析54-67
• 5.2.1 仿真模型的建立54-55
• 5.2.2 材料模型55-56
• 5.2.3 網(wǎng)格的劃分56-57
• 5.2.4 載荷和約束的施加57-58
• 5.2.5 有限元仿真結(jié)果及分析58-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 6 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果73-74
• 致謝74-75

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本文編號：976706