【終稿全套】高速自動(dòng)分切機(jī)設(shè)計(jì) 用于紙張 印刷設(shè)備【6張CAD圖紙】
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上海電機(jī)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告課題名稱 _高速自動(dòng)分切機(jī)設(shè)計(jì)_ 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 班 級(jí) BJ076 學(xué) 號(hào) BJ07621 姓 名 張奶強(qiáng) 指導(dǎo)教師 韓雄飛 定稿日期: 2010年11月30日71 選題背景及其意義隨著科技的發(fā)展、社會(huì)文明的進(jìn)步,人們對(duì)紙的需求越來越大,促使近年來我國(guó)造紙行業(yè)的迅速蓬勃發(fā)展,作為配套的分切機(jī)在產(chǎn)品的分切及質(zhì)量控制方面起著關(guān)鍵的作用,分切是寬幅紙張生產(chǎn)線或印后加工的最后一道工序,在整個(gè)生產(chǎn)流程中占有十分重要的地位。鑒于我國(guó)分切機(jī)仍與一些國(guó)際的品牌存在著較大的差距,分切機(jī)又有其特有的專一性,我們有責(zé)任和義務(wù),從結(jié)構(gòu)及人性化設(shè)計(jì)、電氣控制、生產(chǎn)制造等方面嚴(yán)格要求,在不斷學(xué)習(xí)國(guó)外知名品牌的先進(jìn)理念的同時(shí),要勇于開拓創(chuàng)新、大膽走出自己的特色,研制出控制先進(jìn)、操作方便可靠、更加人性化、外形簡(jiǎn)潔美觀的適合用戶的分切機(jī)。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)分切機(jī)的現(xiàn)狀及其與一些國(guó)際知名品牌之間存在的較大大差距,并吸取國(guó)內(nèi)外一些知名品牌制造廠商的控制經(jīng)驗(yàn)和新的控制思想。2 文獻(xiàn)綜述(國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì))目前我國(guó)的分切機(jī)與一些國(guó)際的品牌(如德國(guó)的康普KAMPE、英國(guó)的埃特拉斯ATLAS、意大利的鐵坦TITAN、日本的不-FUJI等)之間仍存在著較大的差距,國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的分切機(jī)自動(dòng)化水平還停留在中下游水平上,雖說對(duì)國(guó)內(nèi)外控制原器件運(yùn)用已非常普及,價(jià)格也較低廉,但國(guó)內(nèi)分切機(jī)廠家在使用時(shí),對(duì)分切工藝及材料特性等的理解深度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家水平,特別是在控制系統(tǒng)上與分切機(jī)的結(jié)構(gòu)、和所分切的物料上缺乏有機(jī)的結(jié)合,在這個(gè)層面上講,國(guó)產(chǎn)分切機(jī)絕大多數(shù)還停留在粗線條上,還沒有更深入領(lǐng)會(huì)分切機(jī)控制系統(tǒng)的嚴(yán)密性和合理性。在科學(xué)技術(shù)日新月異發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代,隨著現(xiàn)代造紙機(jī)械的發(fā)展,為滿足當(dāng)代消費(fèi)者對(duì)商品包裝多樣化、精美化的需要。隨之人們對(duì)造紙機(jī)械的高自動(dòng)化、人性化及高的安全可靠性等要求也越來越高,伴隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的日益廣泛和深入,同時(shí)將微電子技術(shù)、新傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、新工藝技術(shù)、新材料技術(shù)及微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用迅速滲透到造紙機(jī)械制造領(lǐng)域,這反映出我國(guó)現(xiàn)代造紙機(jī)械向高科技水平發(fā)展。隨著工業(yè)控制技術(shù)水平的提高,尤其是微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,微處理器與可編程控制器等大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用,將它們與傳統(tǒng)工業(yè)控制相結(jié)合,加速了工業(yè)自動(dòng)化水平的提高。越來越多的工業(yè)控制過程在使用可編程控制器,并在實(shí)時(shí)控制方面取得了很好的效果。以TEMPO、FUJI、TEKKO等為代表的世界先進(jìn)制造廠商,主要從以下幾個(gè)方面提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能:1采用FPC(靈活方式控制系統(tǒng))2采用對(duì)話式鍵盤操作,同時(shí)數(shù)據(jù)化顯示卷取數(shù)據(jù),3使操作不會(huì)因人而異4高性能的廢邊卷繞機(jī)構(gòu)5高品質(zhì)的磨擦傳動(dòng)軸6操作方便可靠、更加人性化、外形美觀大方1.1、國(guó)產(chǎn)分切機(jī)特點(diǎn)1.1.1、分切盤紙質(zhì)量不高國(guó)產(chǎn)分切機(jī)自動(dòng)化控制程度低,占地面積大,操作不方便,油路、各線路不封閉,機(jī)架材質(zhì)差。需要人工使用吊車上輥、卸輥;卷紙輥采用的是光輥,由于設(shè)計(jì)精度不高,分盤時(shí)需借用外力開盤,導(dǎo)致盤紙達(dá)不到工藝要求,卷煙廠家上機(jī)時(shí)易產(chǎn)生搖擺,影響使用質(zhì)量。1.1.2、設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量差一方面,國(guó)產(chǎn)分切機(jī)使用一臺(tái)電機(jī)來完成牽引,這臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)牽引輥勻速轉(zhuǎn)動(dòng),牽引輥牽引分切材料恒線速度運(yùn)行,同時(shí)牽引輥帶動(dòng)磁粉離合器輸入軸,輸入軸帶動(dòng)分切軸運(yùn)行。由于分切材料直徑不斷增大,為了保持分切材料的恒線速度運(yùn)行,分切軸的轉(zhuǎn)速必須不斷減小,就導(dǎo)致輸出、輸入軸的轉(zhuǎn)差不斷增大,增大的轉(zhuǎn)差全都由磁粉離合器轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。由于磁粉離合器熱功率有限,因此就限制了分切機(jī)的運(yùn)行速度。另一方面,因磁粉離合器的熱量隨轉(zhuǎn)差增大而升高,過高的溫度常常將磁粉離合器的磁粉和軸承燒結(jié),摩擦系數(shù)隨之增大,因此必須經(jīng)常更換磁粉和軸承,嚴(yán)重時(shí)必須更換新的離合器。而且,摩擦系數(shù)的變化和離合器轉(zhuǎn)差增大直接影響扭力,使分切材料質(zhì)量受到影響。1.1.3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理國(guó)產(chǎn)分切機(jī)退紙架較低,不能分切輥徑過大的紙輥,因此增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度。沒有斷紙吸走裝置,當(dāng)紙輥由于紙病在分切過程中產(chǎn)生單盤斷紙時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)纏繞底刀現(xiàn)象,造成跳刀,使整輥盤紙起毛、起刺。在安全設(shè)計(jì)方面沒有任何聯(lián)鎖裝置、剎車裝置,也沒有安全防護(hù)裝置,安全系數(shù)幾乎為零。總之,控制先進(jìn)、操作方便可靠、更加人性化、高效節(jié)能、外形簡(jiǎn)潔美觀是目前分切機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。3 研究?jī)?nèi)容本課題的主要是借鑒國(guó)外先進(jìn)分切機(jī)制造技術(shù),結(jié)合自身特點(diǎn),設(shè)計(jì)出一臺(tái)具有結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,高質(zhì)量分切盤紙的分切機(jī)。3.1、分切機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分主要完成以下機(jī)構(gòu)部分設(shè)計(jì)1) 放卷裝置2) 分切裝置3) 驅(qū)動(dòng)裝置4) 收卷裝置5) 卸卷裝置6) 排廢裝置1,3-導(dǎo)向輥;2-張力控制輥;4,5,6,7,9,11,12,13- 導(dǎo)向輥;9-刀槽輥 13-壓輥;14-跟蹤輥;15裝卸卷芯小車結(jié)構(gòu)圖3.2、 在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)的同時(shí),采用可編程控制器(PLC)對(duì)分切機(jī)進(jìn)行控制。提高分切機(jī)人性化、自動(dòng)化程度。4 研究方案4.1、總體方案 4.1.1、放卷裝置1) 放卷輥的設(shè)計(jì)2) 吸紙裝置4.1.2、 分切裝置1) 刀具選擇2) 分切力分析分切力影響切出紙張的質(zhì)量,它受到紙張厚度、剪切速度等因素的影響。需要進(jìn)行受力分析,及刀具選擇。4.1.3、 驅(qū)動(dòng)裝置每個(gè)運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)力選擇4.1.4、 收卷裝置1) 收卷輥的設(shè)計(jì)2) 收卷質(zhì)量檢測(cè)4.1.5、卸卷裝置1) 卸載紙卷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2) 放卷小車設(shè)計(jì)4.1.6、排廢裝置1) 廢料的排出2) 廢料的處理4.1.7、 控制系統(tǒng) 1) 以可編程控制器(PLC)和人機(jī)界面為控制核心,從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架、硬件構(gòu)成、系統(tǒng)的邏輯、速度同步、張力控制等方面進(jìn)行較為完整的分析與研究,實(shí)現(xiàn)對(duì)分切機(jī)的放卷、牽引、收卷的同步運(yùn)動(dòng)控制,及整機(jī)系統(tǒng)的邏輯操作和閉環(huán)張力控制。2) 為用戶提供分切參數(shù)的設(shè)定,控制每個(gè)機(jī)械部件按照設(shè)定的動(dòng)作進(jìn)行分切。本課題主要放卷裝置、分切裝置、張力控制、控制系統(tǒng)等部分內(nèi)容進(jìn)行研究分析。5 擬采取的技術(shù)措施5.1、收卷張力,卷徑控制1) 對(duì)分切機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、張力產(chǎn)生及控制原理、影響張力控制的因素、各種收放卷模式的特點(diǎn)等進(jìn)行分析,。2) 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能,選用合理的卷徑檢測(cè)、張力檢測(cè)方法,搭建硬件結(jié)構(gòu),進(jìn)行分析。5.2、導(dǎo)向與糾偏1) 對(duì)分切機(jī)的放卷環(huán)節(jié),中間過程環(huán)節(jié),收卷環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,歸納出糾偏控制系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)模型。2) 根據(jù)其擺動(dòng)狀況,利用監(jiān)測(cè)裝置、電機(jī)等控制放卷裝置、刀具、收卷裝置的同步擺動(dòng),以達(dá)到糾偏效果。5.3、 放卷速度控制分切機(jī)上用芯軸卷取時(shí),卷紙輥在整個(gè)卷取過程中都以不變的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。因而紙幅的速度隨著盤紙直徑的增大而增加。這樣就使分切機(jī)的生產(chǎn)能力減小,所以要對(duì)放卷速度進(jìn)行控制,以達(dá)到較高效率。5 進(jìn)度計(jì)劃2010.11-2010.12收集資料、調(diào)研、翻譯外文技術(shù)資料,完成開題報(bào)告。2010.12-2011.1研讀資料,擬定設(shè)計(jì)方案。2011.1-2011.3 完成設(shè)計(jì)草圖,作必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。2011.3-2011.4 最終完成總裝配圖,以及部件圖和零件圖設(shè)計(jì)。2011.4-2011.5 完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。2011.6 答辯準(zhǔn)備及答辯。6部分參考文獻(xiàn)【1】崔再生編著.常用印刷技術(shù)小詞典.國(guó)防工業(yè)出版社,2006年08月第1版【2】陳永常編.復(fù)合軟包裝材料的制作與印刷.中國(guó)輕工業(yè)出版社,2007年1月. 【3】包裝與食品機(jī)械雜志社編。包裝機(jī)械產(chǎn)品樣本 (第二版) 【4】尹燕平主編.雙向拉伸塑料薄膜 第:184頁 【5】西安造紙機(jī)械設(shè)計(jì)研究室編譯。 紙的整飾完成 第:114頁 【6】高春南 陳麗蓮匯編.毛紡織染整技術(shù)資料匯編.【7】WEBGUIDESYSTEM.自動(dòng)糾偏裝置LPC日本三橋株式會(huì)社.【8】劉艷梅等三菱PLC基礎(chǔ)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009【9】張建民等機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2010【10】鄧星鐘等機(jī)電傳動(dòng)控制(第四版) 華中科技大學(xué)出版社【11】16-BIT EMBEDDED CONTROLLER HANDBOOK.INTEL CORPORATION,1989【12】(蘇)艾德林著 馬伯龍譯.造紙機(jī)與整飾機(jī)械.輕工業(yè)出版社,1965年08月第1版【13】Rodrigo Carrasco and M. Anbal Valenzuela, Senior Member, IEEE. Tension Control of a Two-Drum Winder Using Paper Tension Estimation【14】H. W. ROGERS. ASSOCIATE AIEE. Regenerative Tension Control for Paper Winders指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日開題答辯小組意見1、論文選題:有理論意義;有工程背景;有實(shí)用價(jià)值;意義不大。2、論文的難度:偏高;適當(dāng);偏低。3、論文的工作量:偏大;適當(dāng);偏小。4、設(shè)計(jì)或研究方案的可行性:好;較好;一般;不可行。5、學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料及課題的了解程度:好;較好;一般;較差。6、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的綜合能力和表達(dá)能力:好;較好;一般;較差。7、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的創(chuàng)新能力:好;較好;一般;較差。8、對(duì)論文選題報(bào)告的總體評(píng)價(jià):好;較好;一般;較差(在相應(yīng)的方塊內(nèi)作記號(hào)“”)建議結(jié)論評(píng)議小組組長(zhǎng)簽名:評(píng)議小組組員簽名: 年 月 日
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