纏繞機(jī)是通過(guò)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)主軸上纏繞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng),使纏繞盤(pán)上經(jīng)過(guò)張力夾線器和分線盤(pán)的纖維均勻纏繞在膠管管坯上的機(jī)械設(shè)備。纏繞機(jī)作為橡塑廠家常用的一種非標(biāo)專用機(jī)械設(shè)備,自從上世紀(jì)60年代國(guó)外開(kāi)始研制,到90年代也涌現(xiàn)了一批新的改進(jìn)機(jī)型,特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速更快、效率更高,一直發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)比較完善。但進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),國(guó)內(nèi)纏繞機(jī)的發(fā)展一直停滯不前。論文以此為背景,以一款國(guó)產(chǎn)小管徑膠管化纖纏繞機(jī)為對(duì)象,研究了基于結(jié)構(gòu)分析、受力分析和有限元靜力學(xué)分析的纏繞機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì),并用模態(tài)分析和仿真分析加以驗(yàn)證。首先論文介紹了纏繞機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理,接著先對(duì)主軸部件進(jìn)行受力分析;然后建立了國(guó)產(chǎn)原纏繞機(jī)主軸的三維模型,在施加均布載荷的工況下,對(duì)纏繞機(jī)主軸進(jìn)行靜力學(xué)分析,并提出了接下來(lái)的優(yōu)化方向。其次針對(duì)纏繞機(jī)的主軸、箱體提出優(yōu)化方案,再改進(jìn)纏繞機(jī)的傳動(dòng)裝置等;然后對(duì)優(yōu)化后纏繞機(jī)主軸進(jìn)行受力分析和靜力學(xué)分析,并對(duì)優(yōu)化前后的結(jié)果進(jìn)行比較;且建立了優(yōu)化后主軸箱體的三維模型,也對(duì)其進(jìn)行了靜力學(xué)分析。對(duì)纏繞機(jī)主軸部件進(jìn)行了模態(tài)分析,提取其前六階模態(tài);通過(guò)有限元分析計(jì)算,弄清了纏繞機(jī)主軸部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),找出其前六階固有頻率及相應(yīng)的振型,比較了纏繞機(jī)的工作頻率和固有頻率,并對(duì)比了新舊纏繞機(jī)的模態(tài)分析結(jié)果。論文的最后,對(duì)纏繞機(jī)進(jìn)行仿真分析,先設(shè)置纏繞機(jī)的仿真環(huán)境,并建立纏繞機(jī)的仿真模型,然后實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)仿真;最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了之前的工作。本文借助三維建模軟件SolidWorks、有限元分析軟件ANSYS和仿真分析軟件ADAMS對(duì)小管徑膠管化纖纏繞機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要改進(jìn)了主軸部件的結(jié)構(gòu),從而提高了纏繞機(jī)的工作性能,可以為類似機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)研究提供一定的參考依據(jù)。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ315
【部分圖文】：

圖 1.1 化纖增強(qiáng)膠管生產(chǎn)線Fig 1.1 Chemical Fiber Reinforced Rubber Pipe Production Line纏繞機(jī)作為橡塑廠家常用的一種非標(biāo)專用機(jī)械設(shè)備，自從上世紀(jì) 60 年代國(guó)外開(kāi)始研制；到 90 年代，一批新的改進(jìn)機(jī)型也出現(xiàn)在市場(chǎng)上，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速更快、效率更高；一直發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)比較完善。而國(guó)內(nèi)雖然緊跟外國(guó)纏繞機(jī)研腳步，但進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)纏繞機(jī)的發(fā)展一直停滯不前。國(guó)外的新型纏繞機(jī)，主軸轉(zhuǎn)速都已超過(guò) 200r/min，而國(guó)產(chǎn)纏繞機(jī)主軸轉(zhuǎn)速卻很難超過(guò) 140r/min

繞機(jī)進(jìn)一步地提高其使用性能和降低生產(chǎn)制造成本十分關(guān)鍵。本文以浙江朗晟橡塑有限公司現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)小管徑膠管化纖纏繞機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為研究實(shí)例，分析該纏繞機(jī)在纏繞過(guò)程中的靜力學(xué)性能和模態(tài)性能，此外還進(jìn)行仿真分析。通過(guò)這些手段可以了解纏繞機(jī)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，也能跟所做的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化有一定的參考價(jià)值。通過(guò)這種方法，可以有效的提高纏繞機(jī)的設(shè)計(jì)精度，同時(shí)縮短纏繞機(jī)設(shè)計(jì)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本。1.1.3 課題的目的和意義浙江朗晟橡塑有限公司現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)化纖纏繞機(jī)主軸轉(zhuǎn)速較慢，生產(chǎn)效率低，遠(yuǎn)趕不上同類型進(jìn)口設(shè)備，而且振動(dòng)大，影響加工精度。其中管徑在 20mm 以下的小管徑膠管是該公司的主要產(chǎn)品，所以針對(duì)小管徑膠管化纖纏繞機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高其生產(chǎn)效率。這對(duì)該公司整個(gè)小管徑膠管的生產(chǎn)過(guò)程的效率提升具有重要意義，也將帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 纏繞機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 纏繞機(jī)概要

增強(qiáng)層為編織的鋼絲或線繩；纏繞膠管，力常見(jiàn)在 80-600MPa 乃至更高的壓力；針織，短纖維與橡膠一起混壓而成�，F(xiàn)在市場(chǎng)上最且由于編織膠管和纏繞膠管用途類似，纏繞膠由膠管纏繞機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的纏繞膠管，不僅與編有生產(chǎn)效率高、材料消耗低、承壓強(qiáng)度高、耐場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。纏繞膠管加工的常用方法。過(guò)程如下：送入一車間將冷膠料以膠條的形式供給特殊設(shè)計(jì)的錐熔融狀態(tài)送入另一臺(tái)裝有模具的壓出機(jī)，直接冷卻后，傳送通過(guò)膠管化纖纏繞機(jī)。纏繞機(jī)纏錠軸內(nèi)的纖維材料導(dǎo)送到纏繞機(jī)的前部。在分分布在膠管上。然后將帶有增強(qiáng)層的膠管導(dǎo)入與前面的模具不同，模具中間有通孔供膠管通而編織膠管只是換成編織機(jī)，將纖維材料編織

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本文編號(hào)：2826677