剪切式切纸轮机构的结构分析及优化设计

论文摘要

水松纸切割是卷烟机上的一道非常关键的工艺,水松纸切割装置的优劣直接影响机器运行的稳定和可靠性,同时也关系到卷烟质量、原辅材料消耗和使用成本。目前水送纸切割技术主要包括滚切式与剪切式两种。本文通过实验手段比较了剪切式与滚切式两种水松纸切割装置的优劣,参照国内外先进技术及类似结构,集成创新,设计了一套剪切式切纸装置,并且用实验的手段测量相关数据,运用机械原理及空间解析几何方面知识进行理论方面的分析研究,然后运用计算机辅助设计方法,在Pro/ENGINEER环境下建立相关三维模型,运用软件的功能进行了优化设计。对现有滚切式切纸系统进行实验研究,通过实验所得的一系列数据,结合烟厂调研数据,分析了影响机器噪声及刀片寿命的主要因素,并且得出一些具体的数据,从而证明了对机构进行改进的必要性。进行了剪切式切纸装置的试验研究,通过实验所得的一系列数据,结合烟厂调研数据,对比分析了剪切式与滚切式切纸机构的优劣。得出剪切式全面优于刃切式切纸机构的结论。运用机械原理的理论分析剪切式切纸装置工作原理,采用解析法推导了滚刀各几何参数的计算公式,奠定剪切式设计理论基础。本文重点探讨了广义优化设计的理论并以此为基础,结合虚拟装配技术,以Pro/ENGINEER作为优化设计平台,详细介绍了对剪切式机构进行优化设计的过程。本文是国内首次运用理论与实验相结合方法对水松纸切割技术进行全面、系统研究的一种探索。该研究成果跟踪了世界先进技术,达到20世纪90年代末的国际先进水平,缩小了和国际先进水平的差距。本文设计的剪切式切纸装置将减少了同类型机组的进口,并可在将来参与国际竞争,打破了国外企业对同类产品的垄断,为行业各烟厂减少了固定资产投资费用和机器维护费用,并能使国内用户在备件供应、改造、大修等多方面得到更及时的技术支持和服务,具有较高的实用价值及市场前景。同时本文对优化理论方面的研究及实践也将为今后自主开发新一代的高速、超高速水送纸切割系统打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 切纸技术在烟草机械中的应用
• 1.3 剪切式切纸技术
• 1.4 课题研究的意义与目的
• 1.5 论文研究内容与结构
• 第2章 滚切式切纸机构试验研究
• 2.1 滚切式切纸机构
• 2.2 滚切式切纸刀片磨损试验研究
• 2.2.1 试验介绍
• 2.2.2 试验目的
• 2.2.3 机构调整
• 2.2.4 现场机构零件精度测试
• 2.2.5 试验机构噪声测试
• 2.2.6 刀片工作寿命测试
• 2.2.7 试验结论
• 2.3 本章小结
• 第3章 剪切式切纸机构研究
• 3.1 剪切式切纸机构的组成原理
• 3.1.1 研究机构组成原理的意义
• 3.1.2 剪切式切纸机构的组成原理分析
• 3.2 剪切式机构的运动分析
• 3.2.1 滚刀刀刃方程的确定
• 3.2.2 滚刀2 几何参数的确定
• 3.2.3 滚刀压下量的计算
• 3.3 本章小结
• 第4章 剪切式切纸机构设计及试验研究
• 4.1 机构原理
• 4.2 结构设计
• 4.3 试验研究
• 4.3.1 试验装置介绍
• 4.3.2 试验目的
• 4.3.3 试验装置及其调整
• 4.3.4 现场机构零件精度测试
• 4.3.5 试验机构噪声测试
• 4.3.6 刀片工作寿命测试
• 4.4 试验结论
• 4.4.1 试验数据
• 4.4.2 实验结论
• 4.5 本章小结
• 第5章 剪切式切纸机构优化设计
• 5.1 广义优化设计理论
• 5.1.1 工程优化设计的发展历程
• 5.1.2 广义优化设计的本质、范畴及其与传统优化设计的区别
• 5.1.3 工程广义优化设计的进程及关键问题
• 5.2 运用Pro/ENGINEER 对剪切式机构进行优化设计
• 5.2.1 Pro/ENGINEER 功能介绍
• 5.2.2 基于Pro/ENGINEER 系统的虚拟装配技术及优化设计
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文