螺桿式霧化涂覆閥的設計及試驗研究
發(fā)布時間:2022-07-14 09:58
隨著電子產業(yè)朝向智能化、柔性化、全面化加速轉型升級,傳統(tǒng)的涂覆設備已無法滿足日益嚴苛的工藝要求,對高精密涂覆設備的開發(fā)勢在必行。螺桿式霧化涂覆閥相比于其它涂覆閥具有明顯的涂覆優(yōu)勢:涂覆精度高,噴涂噴幅和厚度控制精準。雖然計量型的霧化涂覆閥國內也有公司推出,但都是應用于低端涂覆工藝,真正適用于高精密工藝的涂覆技術在國內并不太成熟,國外對這一產品核心部件的設計制造依然處于壟斷地位。為解決現有涂覆技術在高精密工藝中的應用問題,本文研制了一種基于螺桿計量和氣液兩相混合霧化原理的涂覆閥,對核心零部件霧化噴嘴的結構尺寸參數進行了優(yōu)化設計,通過樣機試驗研究了霧化氣壓、液體流量、液體粘度、噴涂高度等四個參數對噴涂效果的影響規(guī)律。本文的研究內容主要有五大部分:1.螺桿泵工作原理的研究通過對螺桿泵計量過程的分析,了解螺桿泵計量送料的主要特點及優(yōu)勢。通過對螺桿泵的螺桿和定子進行運動學分析,得到螺桿和定子的型線方程、嚙合關系及螺桿在定子內的運動規(guī)律。通過對螺桿泵進行動力學分析,分析螺桿的受力狀況。研究螺桿泵的密封特性及泄漏原理,以螺桿與定子配合的截面結構為理論模型,分析螺桿泵工作時密封腔內的流場分布。2.液體...
【文章頁數】:157 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 霧化涂覆技術的分類及特點
1.3 國內外霧化涂覆技術研究現狀
1.4 計量方式的分類及特點
1.5 本文選題目的及研究內容
1.5.1 本文選題目的
1.5.2 本文研究內容
第2章 螺桿泵工作原理及流場分析
2.1 螺桿泵的基本結構
2.1.1 螺桿和定子的基本結構
2.1.2 螺桿和定子的型線方程
2.2 螺桿泵運動學分析
2.3 螺桿泵動力學分析
2.3.1 工作過程概述
2.3.2 部件之間的受力關系
2.3.3 螺桿的動力學分析
2.3.4 定子的動力學分析
2.3.5 螺桿的力學分析模型
2.3.6 螺桿所受液壓力分析
2.3.7 液壓力產生的螺桿扭矩分析
2.3.8 螺桿軸向力分析
2.3.9 螺桿摩擦力矩分析
2.3.10 螺桿慣性力分析
2.4 螺桿泵定子的密封特性
2.4.1 橡膠的變形
2.4.2 橡膠的密封
2.5 螺桿泵腔內流場仿真分析
2.5.1 仿真模型
2.5.2 FLUENT UDF 基礎理論
2.5.3 粘度對腔內流場的影響
2.5.4 螺桿轉速對腔內流場的影響
2.6 本章小結
第3章 液體霧化基礎理論及評判指標分析
3.1 液體霧化基礎理論
3.1.1 液體的物理概念
3.1.2 液體的霧化原理
3.1.3 液體的霧化過程
3.1.4 霧化液滴的碰撞模型
3.1.5 液體霧化性能的評價指標
3.2 霧化噴嘴的分類
3.3 液體霧化效果的影響因素
3.3.1 液體速度對液滴索特直徑的影響
3.3.2 氣體速度對液滴索特直徑的影響
3.3.3 氣液體積流量比對液滴索特直徑的影響
3.3.4 液體粘度對液滴索特直徑的影響
3.4 本章小結
第4章 螺桿式霧化涂覆閥的結構設計
4.1 螺桿式霧化涂覆閥的基本結構
4.2 螺桿和定子的尺寸設計
4.2.1 螺桿泵的理論流量計算
4.2.2 結構尺寸的確定
4.3 傳動裝置的設計
4.3.1 螺桿的軸向力計算
4.3.2 軟軸和軸承的選擇
4.4 霧化噴嘴結構的仿真分析
4.4.1 霧化噴嘴內部液體流道結構優(yōu)化
4.4.2 霧化噴嘴內部氣體流道結構優(yōu)化
4.5 勻氣盤的結構設計
4.6 氣液混合仿真
4.6.1 出口直徑對氣液混合霧化的影響
4.6.2 液體流量和霧化氣壓對氣液混合霧化的影響
4.7 本章小結
第5章 螺桿式霧化涂覆閥的控制系統(tǒng)設計
5.1 主控板的設計
5.1.1 單片機最小系統(tǒng)的設計
5.1.2 IO模塊的設計
5.1.3 模擬量采集模塊
5.1.4 通訊模塊
5.2 直流電機的選取及控制
5.2.1 直流電機調速原理
5.2.2 直流電機驅動器的結構
5.2.3 直流電機驅動器的驅動方式
5.3 控制系統(tǒng)的搭建
5.4 本章小結
第6章 螺桿式霧化涂覆閥的試驗研究與結果分析
6.1 試驗平臺的搭建
6.2 試驗設計及結果分析
6.2.1 霧化氣壓對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.2 液體流量對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.3 液體粘度對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.4 噴涂高度對噴涂效果的影響規(guī)律
6.3 PDPA試驗測試
6.3.1 試驗平臺的搭建
6.3.2 試驗結果與分析
6.4 本章小結
第7章 結論
7.1 研究結論
7.2 研究創(chuàng)新
7.3 工作展望
參考文獻
作者簡介 及科研成果
1. 作者簡介
2. 發(fā)表學術論文
3. 申請專利
4. 獲獎情況
5. 參加的科研項目
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電子產品涂覆工藝中涂覆效果影響因素的研究[J]. 方晶,周吳,鄭春風,湯鍇. 工業(yè)控制計算機. 2017(10)
[2]紡織印染企業(yè)“十三五”節(jié)能技術探討[J]. 張裕泰,雷斯玲,黃成彬,羅榮書. 節(jié)能. 2017(10)
[3]離心噴嘴霧滴運動軌跡與沉積分布特性[J]. 周晴晴,薛新宇,楊風波,秦維彩. 江蘇大學學報(自然科學版). 2017(01)
[4]軍用印制板組裝件的三防涂覆工藝[J]. 胡嵐. 廣東通信技術. 2016(07)
[5]電子封裝技術的發(fā)展現狀及趨勢[J]. 雷穎劼. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(07)
[6]電子制造業(yè)中的三防涂覆技術[J]. 鮮飛,劉江濤,易亞軍,胡少云,楊巍. 電子工藝技術. 2015(05)
[7]煤礦霧化噴嘴內氣液兩相流動的CFD數值模擬[J]. 丁小勇,魏秀業(yè),劉邱祖,趙雷雨,王欣東. 礦山機械. 2015(03)
[8]氣泡霧化噴嘴氣體溢出過程聲波信號的時頻特征研究[J]. 孫春華,寧智,呂明,閻凱,付娟. 農業(yè)機械學報. 2015(01)
[9]三防漆及其去除技術的研究綜述[J]. 王有亮. 電子產品可靠性與環(huán)境試驗. 2014(04)
[10]螺桿泵腔室內流場的數值模擬研究[J]. 初同龍,王春生,王曉虎,王巖,杜秋影,儲會娟. 流體機械. 2014(05)
博士論文
[1]基于氣液兩相混合的霧化寬幅噴涂閥的設計及試驗研究[D]. 江海.吉林大學 2019
[2]高壓小空間內大流量霧化噴嘴研究開發(fā)與工程驗證[D]. 劉孝弟.清華大學 2015
[3]螺桿泵的動力學機理和三維數值模擬技術研究[D]. 曹剛.中國科學技術大學 2009
[4]沖擊式氣流噴霧霧化機理及干燥過程數值模擬的研究[D]. 張麗麗.山東大學 2008
[5]螺桿泵工作特性研究及應用[D]. 魏紀德.大慶石油學院 2007
碩士論文
[1]多功能選擇性涂覆機的研制[D]. 劉凌釗.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于氣液兩相霧化原理的噴染設備設計與實驗研究[D]. 趙心.吉林大學 2018
[3]超音速氣霧化噴頭結構設計及數值模擬[D]. 程江峰.安徽理工大學 2017
[4]兩相流噴嘴內外流場霧化特性的數值模擬及實驗研究[D]. 單一竅.山東建筑大學 2017
[5]對撞式噴嘴霧化特性的實驗研究與數值模擬[D]. 王婕.南京理工大學 2017
[6]基于激光測量技術的噴霧霧化特性研究[D]. 郭無雙.浙江大學 2017
[7]單螺桿泵流場數值模擬及結構參數優(yōu)化研究[D]. 董小椏.西南石油大學 2016
[8]雙組份螺桿式點膠泵計量混合機理分析及實驗研究[D]. 呂慶慶.吉林大學 2016
[9]霧化涂覆閥優(yōu)化設計及試驗研究[D]. 李彪.吉林大學 2015
[10]螺桿泵內部流場分析及三維數值模擬研究[D]. 初同龍.東北石油大學 2014
本文編號:3660912
【文章頁數】:157 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 霧化涂覆技術的分類及特點
1.3 國內外霧化涂覆技術研究現狀
1.4 計量方式的分類及特點
1.5 本文選題目的及研究內容
1.5.1 本文選題目的
1.5.2 本文研究內容
第2章 螺桿泵工作原理及流場分析
2.1 螺桿泵的基本結構
2.1.1 螺桿和定子的基本結構
2.1.2 螺桿和定子的型線方程
2.2 螺桿泵運動學分析
2.3 螺桿泵動力學分析
2.3.1 工作過程概述
2.3.2 部件之間的受力關系
2.3.3 螺桿的動力學分析
2.3.4 定子的動力學分析
2.3.5 螺桿的力學分析模型
2.3.6 螺桿所受液壓力分析
2.3.7 液壓力產生的螺桿扭矩分析
2.3.8 螺桿軸向力分析
2.3.9 螺桿摩擦力矩分析
2.3.10 螺桿慣性力分析
2.4 螺桿泵定子的密封特性
2.4.1 橡膠的變形
2.4.2 橡膠的密封
2.5 螺桿泵腔內流場仿真分析
2.5.1 仿真模型
2.5.2 FLUENT UDF 基礎理論
2.5.3 粘度對腔內流場的影響
2.5.4 螺桿轉速對腔內流場的影響
2.6 本章小結
第3章 液體霧化基礎理論及評判指標分析
3.1 液體霧化基礎理論
3.1.1 液體的物理概念
3.1.2 液體的霧化原理
3.1.3 液體的霧化過程
3.1.4 霧化液滴的碰撞模型
3.1.5 液體霧化性能的評價指標
3.2 霧化噴嘴的分類
3.3 液體霧化效果的影響因素
3.3.1 液體速度對液滴索特直徑的影響
3.3.2 氣體速度對液滴索特直徑的影響
3.3.3 氣液體積流量比對液滴索特直徑的影響
3.3.4 液體粘度對液滴索特直徑的影響
3.4 本章小結
第4章 螺桿式霧化涂覆閥的結構設計
4.1 螺桿式霧化涂覆閥的基本結構
4.2 螺桿和定子的尺寸設計
4.2.1 螺桿泵的理論流量計算
4.2.2 結構尺寸的確定
4.3 傳動裝置的設計
4.3.1 螺桿的軸向力計算
4.3.2 軟軸和軸承的選擇
4.4 霧化噴嘴結構的仿真分析
4.4.1 霧化噴嘴內部液體流道結構優(yōu)化
4.4.2 霧化噴嘴內部氣體流道結構優(yōu)化
4.5 勻氣盤的結構設計
4.6 氣液混合仿真
4.6.1 出口直徑對氣液混合霧化的影響
4.6.2 液體流量和霧化氣壓對氣液混合霧化的影響
4.7 本章小結
第5章 螺桿式霧化涂覆閥的控制系統(tǒng)設計
5.1 主控板的設計
5.1.1 單片機最小系統(tǒng)的設計
5.1.2 IO模塊的設計
5.1.3 模擬量采集模塊
5.1.4 通訊模塊
5.2 直流電機的選取及控制
5.2.1 直流電機調速原理
5.2.2 直流電機驅動器的結構
5.2.3 直流電機驅動器的驅動方式
5.3 控制系統(tǒng)的搭建
5.4 本章小結
第6章 螺桿式霧化涂覆閥的試驗研究與結果分析
6.1 試驗平臺的搭建
6.2 試驗設計及結果分析
6.2.1 霧化氣壓對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.2 液體流量對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.3 液體粘度對噴涂效果的影響規(guī)律
6.2.4 噴涂高度對噴涂效果的影響規(guī)律
6.3 PDPA試驗測試
6.3.1 試驗平臺的搭建
6.3.2 試驗結果與分析
6.4 本章小結
第7章 結論
7.1 研究結論
7.2 研究創(chuàng)新
7.3 工作展望
參考文獻
作者簡介 及科研成果
1. 作者簡介
2. 發(fā)表學術論文
3. 申請專利
4. 獲獎情況
5. 參加的科研項目
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電子產品涂覆工藝中涂覆效果影響因素的研究[J]. 方晶,周吳,鄭春風,湯鍇. 工業(yè)控制計算機. 2017(10)
[2]紡織印染企業(yè)“十三五”節(jié)能技術探討[J]. 張裕泰,雷斯玲,黃成彬,羅榮書. 節(jié)能. 2017(10)
[3]離心噴嘴霧滴運動軌跡與沉積分布特性[J]. 周晴晴,薛新宇,楊風波,秦維彩. 江蘇大學學報(自然科學版). 2017(01)
[4]軍用印制板組裝件的三防涂覆工藝[J]. 胡嵐. 廣東通信技術. 2016(07)
[5]電子封裝技術的發(fā)展現狀及趨勢[J]. 雷穎劼. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(07)
[6]電子制造業(yè)中的三防涂覆技術[J]. 鮮飛,劉江濤,易亞軍,胡少云,楊巍. 電子工藝技術. 2015(05)
[7]煤礦霧化噴嘴內氣液兩相流動的CFD數值模擬[J]. 丁小勇,魏秀業(yè),劉邱祖,趙雷雨,王欣東. 礦山機械. 2015(03)
[8]氣泡霧化噴嘴氣體溢出過程聲波信號的時頻特征研究[J]. 孫春華,寧智,呂明,閻凱,付娟. 農業(yè)機械學報. 2015(01)
[9]三防漆及其去除技術的研究綜述[J]. 王有亮. 電子產品可靠性與環(huán)境試驗. 2014(04)
[10]螺桿泵腔室內流場的數值模擬研究[J]. 初同龍,王春生,王曉虎,王巖,杜秋影,儲會娟. 流體機械. 2014(05)
博士論文
[1]基于氣液兩相混合的霧化寬幅噴涂閥的設計及試驗研究[D]. 江海.吉林大學 2019
[2]高壓小空間內大流量霧化噴嘴研究開發(fā)與工程驗證[D]. 劉孝弟.清華大學 2015
[3]螺桿泵的動力學機理和三維數值模擬技術研究[D]. 曹剛.中國科學技術大學 2009
[4]沖擊式氣流噴霧霧化機理及干燥過程數值模擬的研究[D]. 張麗麗.山東大學 2008
[5]螺桿泵工作特性研究及應用[D]. 魏紀德.大慶石油學院 2007
碩士論文
[1]多功能選擇性涂覆機的研制[D]. 劉凌釗.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于氣液兩相霧化原理的噴染設備設計與實驗研究[D]. 趙心.吉林大學 2018
[3]超音速氣霧化噴頭結構設計及數值模擬[D]. 程江峰.安徽理工大學 2017
[4]兩相流噴嘴內外流場霧化特性的數值模擬及實驗研究[D]. 單一竅.山東建筑大學 2017
[5]對撞式噴嘴霧化特性的實驗研究與數值模擬[D]. 王婕.南京理工大學 2017
[6]基于激光測量技術的噴霧霧化特性研究[D]. 郭無雙.浙江大學 2017
[7]單螺桿泵流場數值模擬及結構參數優(yōu)化研究[D]. 董小椏.西南石油大學 2016
[8]雙組份螺桿式點膠泵計量混合機理分析及實驗研究[D]. 呂慶慶.吉林大學 2016
[9]霧化涂覆閥優(yōu)化設計及試驗研究[D]. 李彪.吉林大學 2015
[10]螺桿泵內部流場分析及三維數值模擬研究[D]. 初同龍.東北石油大學 2014
本文編號:3660912
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