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高分子材料用剪切仪机械结构及温度控制系统的研究

2020-11-22阅读(265)

高分子材料用剪切仪机械结构及温度控制系统的研究

论文摘要

剪切激光光散射仪作为目前世界上较为可靠的研究手段,用于研究高分子材料在加工过程中现场优化和控制高分子材料的形态结构。这一仪器的研究结果能够为多相高分子材料提高性能提供可靠的实验依据和理论指导。 本课题组的研究工作原已取得阶段性成果,已研制出JQY-0型剪切仪。本论文工作的主要任务是改进JQY-0型的不足之处,研制出新型的JQY-1型剪切池,使仪器的控温和调隙剪切运动都能够得到精确控制。 本文运用机电一体化技术,在原有基础上改进了剪切池结构,如:剪切池下主板由分离化设计改进为整体化设计;主要部件材料由不锈钢改为铝合金;进行了间隙结构的改进以及相应部件的设计。改进后的剪切池轻巧、携带方便;便于安装固定;仪器的调隙功能和运行稳定性都得到了增强。 本文根据高温炉的特性,改进原有的智能温控系统,在程序中加入分段控制部分,克服了控制系统的不足。频率、偏差和温度变化率根据不同的温度区间采用相应值,使控温在各温度区间都达到了高精度。温控范围由室温至250℃,控制精度达到±0.2℃。 为进一步优化程序,使温度能按照恒定加热速率实现温控,本论文采用PID控制器,根据电炉特性将整个温度过程分为两个阶段:启动运行阶段和升温阶段。在启动运行阶段为克服电炉的滞后性加热功率较大,使升温速度加快;而后在温度上升阶段降低功率,采用PID数字控制程序跟踪给定的温度,并通过调整控制参数适应实际情况的变化,使温度调节较为稳定,结果较好。 完成了剪切仪的试验和总调工作。总体调试仪器各项功能,包括调隙、控温和剪切及程序运行;用高分子材料（PP、PE、PEO）做剪切和控温实验;去长春进行剪切仪的验收和实验工作。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题来源及国内外现状
  • 1.2 本论文主要任务
  • 本章小节
  • 第二章 剪切仪的设计与研制
  • 2.1 剪切仪的构成和原理
  • 2.2 剪切池机械系统的设计
  • 2.2.1 剪切池的功能和结构
  • 2.2.2 剪切池机械系统传动与执行元件的选择
  • 2.3 剪切仪计算机控制系统
  • 本章小节
  • 第三章 JQY-1型剪切池的设计
  • 3.1 机电一体化系统设计
  • 3.2 JQY-1型剪切池的结构设计
  • 3.2.1 剪切池的整体化设计
  • 3.2.2 剪切池材质的改进
  • 3.3 间隙结构的设计
  • 3.4 电炉安装及其他件的设计
  • 3.5 JQY-1型机械结构的加工与装配
  • 本章小节
  • 第四章 智能温度控制系统的改进
  • 4.1 智能温度控制系统的构成
  • 4.1.1 温控系统构成
  • 4.1.2 智能控制算法的设计
  • 4.2 原有智能温控的试验与不足
  • 4.3 分段智能温控的设计
  • 4.4 改进后的温控结果
  • 本章小节
  • 第五章 数字PID温控程序设计及调试
  • 5.1 目标及设计方案
  • 5.2 PID控制原理
  • 5.2.1 常规比例积分微分PID控制
  • 5.2.2 数字PID控制算法
  • 5.2.3 积分分离
  • 5.2.4 自整定
  • 5.2.5 PID温度控制及其改进
  • 5.3 系统设计及流程
  • 5.4 实验结果
  • 本章小节
  • 第六章 剪切仪的统调实验和长春调试验收
  • 6.1 剪切仪控制系统的统调实验
  • 6.2 长春调试验收
  • 本章小节
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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