流涎薄膜收卷机组的模块化和优化设计

论文摘要

为了实现流涎薄膜的快速成型设计,对收卷机组根据功能进行模块化设计。运用SolidWorks完成流涎薄膜收卷机组中牵引、移动和收卷的总体设计,和对起关键作用的零部件进行模块设计。对薄膜展平进行理论分析,得到考虑膜辊摩擦系数、包角、辊曲率和轴径等影响因子的薄膜展平力公式。合理简化展平辊展平薄膜的物理过程,在LS-DYNA软件中仿真分析,得到薄膜各单元的应力场、速度场和位移场。对实际薄膜生产中的膜卷表面不平、两端不齐,和膜卷褶皱等问题进行了解释,证实薄膜展平理论推导的公式可用,实现对薄膜展平辊的结构优化。基于对流涎薄膜收卷时的张力原因和特点分析,推导出收卷张力和膜卷内张力的函数式。对薄膜收卷机组的两种收卷,恒张力和恒力矩收卷方式进行比较分析,提出一种新的收卷方式,综合两者的特点,使膜卷收卷质量更优。并在理想的收卷条件下,运用Matlab优化施加在流涎薄膜上的收卷张力曲线。采用张力传感器和张力调节器等仪器对收卷张力进行实验,得到实验结果的曲线与优化得到的基本一致,实现对收卷张力曲线的优化。对流涎薄膜收卷机组的模块化设计,和机组中展平和收卷张力的优化设计,为薄膜的快速生产提供各模块,对收卷设备的设计和加工提出技术要求和理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 流涎薄膜工艺流程
• 1.3 国内外的研究现状
• 1.3.1 流涎薄膜机组的技术现状
• 1.3.2 模块化和收卷的优化设计研究现状
• 1.4 研究内容
• 2. 流涎薄膜收卷机组的模块化设计
• 2.1 收卷机组模块化设计方法
• 2.2 流涎薄膜收卷机组的总体设计
• 2.2.1 流涎薄膜收卷的需求分析
• 2.2.2 流涎薄膜收卷机组的功能设计
• 2.2.3 收卷机组的总体方案
• 2.3 流涎薄膜收卷机组的模块划分
• 2.4 收卷机组的模块设计
• 2.4.1 牵引装置的模块设计
• 2.4.2 分切装置的模块设计
• 2.4.3 移动装置的模块设计
• 2.4.4 切断装置的模块设计
• 2.4.5 收卷装置的模块设计
• 2.4.6 换卷装置的模块设计
• 2.5 基于模块化的流涎薄膜快速设计
• 2.6 本章小结
• 3. 流涎薄膜收卷机组的展平优化
• 3.1 流涎薄膜展平
• 3.1.1 流涎薄膜展平原理
• 3.1.2 流涎薄膜展平的参数优化
• 3.2 模拟仿真分析
• 3.2.1 接触问题
• 3.2.2 模型建立和接触处理
• 3.2.3 模拟结果表述
• 3.3 本章小结
• 4. 流涎薄膜收卷机组的收卷设计
• 4.1 流涎薄膜收卷机组的收卷
• 4.1.1 流涎薄膜的收卷张力
• 4.1.2 张力产生原因和影响
• 4.2 收卷张力的函数推导
• 4.3 流涎薄膜收卷机组的收卷方式
• 4.3.1 恒张力收卷方式
• 4.3.2 恒力矩收卷方式
• 4.3.3 新的收卷方式
• 4.4 收卷张力的曲线优化
• 4.5 实验验证
• 4.5.1 实验仪器和设备
• 4.5.2 实验原理
• 4.5.3 实验步骤
• 4.5.4 实验结果
• 4.6 本章小结
• 5. 总结和展望
• 5.1 研究总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录