全自动锡箔机的设计与研究

论文摘要

随着国民经济的高速发展,锡箔的用途日益广泛,需求量也迅速增长,高质量、大规格的锡箔产品在我国具有广阔的市场前景。然而,目前我国锡箔的生产方式主要为手工敲制,既污染环境又危害群众的生命健康,亟待改善。本课题正是基于人身安全和环保的思路,同时为了提高锡箔的质量和生产效率,设计了一种全新的锡箔自动化加工方案。该方案中,锡箔成型的过程为:固态锡—液态锡—固态锡箔—一定尺寸规格的锡箔。根据流体力学的伯努利方程,通过控制液态锡的流动速度来控制锡箔的厚度。本课题设计的锡箔机模型,经济、实用,控制系统简单,为最终设计、制造出具有市场前景的锡箔自动化加工设备打下了良好的基础。本论文的主要研究工作:1.综合研究了与锡箔相类似的铝箔的生产技术,以及国内外的材料成型技术,主要是连铸技术和快速凝固技术,根据锡箔的自身特性设计了锡箔的自动化生产方案。2.根据流体力学的基本定律,从液态成型角度出发提出了锡箔成型原理,并在此基础上设计了全自动锡箔机的总体方案。3.对锡箔的成型过程进行传热学分析,建立了传热数学模型,并采用有限容积法对方程进行离散,最后利用FLUENT软件进行温度场的仿真。4.锡箔机机械系统的设计,包括:传输装置、切割装置、锡箔纸收集装置等。5.锡箔的厚度由输送带的速度决定,因此输送机滚筒的驱动电机的转速要求可调,本文在第四章设计了电机的速度控制电路。6.设计了切割装置和锡箔纸收集装置的气动回路,并对切割装置进行了运动学和动力学分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 锡箔的用途和生产现状
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 材料成型技术的概述
• 1.3.1 连铸技术
• 1.3.2 快速凝固
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 流体力学的基本规律
• 2.1.1 连续性方程
• 2.1.2 伯努利方程
• 2.2 全自动锡箔机的工作原理
• 2.3 总体方案设计
• 2.4 小结
• 第三章 传热学分析以及温度场仿真
• 3.1 传热学简介
• 3.1.1 温度场和温度梯度
• 3.1.2 传热的基本方式和基本规律
• 3.1.3 复合换热
• 3.1.4 导热微分方程
• 3.1.5 导热过程的单值性条件
• 3.1.6 数值传热学
• 3.2 锡箔成型过程的传热数学模型
• 3.2.1 传热方程的建立
• 3.2.2 边界条件
• 3.3 方程的离散化
• 3.3.1 有限容积法简介
• 3.3.2 有限容积法所使用的网格
• 3.3.3 有限容积法的求解步骤
• 3.3.4 本课题导热方程的离散化
• 3.4 锡箔成型过程的传热数值模拟
• 3.4.1 FLUENT软件简介
• 3.4.2 计算区域的确定
• 3.4.3 创建几何模型和网格模型
• 3.5 FLUENT软件求解过程
• 3.6 温度场仿真结果及分析
• 3.7 小结
• 第四章 锡箔机各主要装置的设计
• 4.1 输送机装置
• 4.1.1 输送带传动原理
• 4.1.2 运行阻力的计算
• 4.1.3 电机的选择
• 4.1.4 输送机设计
• 4.2 剪切机
• 4.2.1 剪切机工作原理
• 4.2.2 剪切力的计算
• 4.2.3 剪切机构的动力学方程
• 4.2.4 动力学仿真
• 4.2.5 仿真结果与分析
• 4.3 锡箔收集装置
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 符号表
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表学术论文