蜂窝纸芯制造工艺及其装备的研究

论文摘要

随着我国经济的快速发展及人们环保意识的不断增强,国内市场对蜂窝纸板的需求量越来越大。但我国的民用蜂窝纸板行业的发展直到1998年美国等西方国家设置的贸易壁垒后才开始被人们所关注,至今还不到十年时间,蜂窝纸板的制造工艺及其设备还未成熟,国产产品制造技术和质量与欧美国家相比还存在很大的差距。目前,国内不少高校对蜂窝结构的力学性能研究的较多,但对蜂窝纸板的制造工艺的研究却很少见。因此根据蜂窝的结构特点,对影响蜂窝芯制造效率和质量的关键工艺及所需设备研究十分有现实意义。本文基于对国内外现有蜂窝芯制造工艺及设备的分析与研究,总结了横向上胶和纵向上胶及缠绕法和层叠法的各自优缺点,分析了影响效率和质量的因素,提出了利用四或六等偶数层同时叠层、纵向上胶、定量上胶辊等最佳的工艺方法、工艺组合和工艺路线,给出了关键的工序所使用的设备的设计原理和计算方法,如恒张力放纸架、定量上胶辊、螺旋线横切刀及后续的打垛机构设计。利用大型CAD软件Pro/E,建立了关键的工序所使用的设备的三维模型,并采用Pro/E中Pro/MECHNICA有限元分析软件来进行受力、变形分析及结构优化,对所提出的关键的工序所使用的设备的设计原理和计算方法进行验证。为了实现在高速生产过程中连续切断纸芯,提出了螺旋线横切刀在蜂窝芯制造中的工艺方法,探究了其工作机理,找出了芯纸速度和切刀长度与螺旋线滚刀的转速和自身轴线旋转角度之间的数学关系,有效地实现了生产中滚刀的自动化调整。通过对常用的浸渍式上胶和喷胶法上胶的优缺点分析与比较,提出定量上胶辊上胶新工艺,它既能保证上胶质量,又能提高胶水利用率,并导出上胶量和上胶辊内的压力之间的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 绪论
• 1.1 蜂窝板的简介
• 1.2 蜂窝纸板在国内外的发展现状概述
• 1.2.1 国外的情况
• 1.2.2 国内的情况
• 1.2.3 国内外的产品性能比较
• 1.3 课题的研究意义
• 1.4 课题的目的和主要内容
• 第2章 蜂窝纸板加工工艺及影响其效率和质量因素的分析
• 2.1 蜂窝芯的成型机理
• 2.2 蜂窝纸板生产工艺过程
• 2.2.1 上胶
• 2.2.2 制芯
• 2.2.3 拉伸
• 2.2.4 复合
• 2.2.5 压实
• 2.2.6 切条
• 2.2.7 拼接
• 2.2.8 加热干燥
• 2.2.9 纵横切断
• 2.2.10 特殊处理
• 2.3 影响效率的因素
• 2.3.1 一次叠层数的影响
• 2.3.2 纸带强度及张力不稳定的影响
• 2.3.3 甩胶及胶水的因素
• 2.3.4 切断机构的影响
• 2.3.5 烘干方法的影响
• 2.4 影响质量的因素
• 2.4.1 芯纸质量的影响
• 2.4.2 胶水的选择对质量的影响
• 2.4.3 涂胶过程对质量的影响
• 2.4.4 干燥的程度对质量的影响
• 第3章 制蜂窝芯关键设备的设计与研究
• 3.1 放纸架的设计与建模
• 3.1.1 纸带卷轴向定位结构的设计
• 3.1.2 伸出架的圆周定位及姿态调整的结构设计
• 3.1.3 保证恒张力的机构设计
• 3.1.4 放纸架伸出梁的优化设计
• 3.2 螺旋线滚切刀的参数化设计
• 3.2.1 螺旋线简介
• 3.2.2 螺旋线切刀的工作原理
• 3.2.3 堆垛机构的设计
• 3.3 上胶机构的分析与选择
• 3.3.1 现有制芯工艺中的涂胶方法的分类
• 3.3.2 定量辊上胶机构的设计
• 第4章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文