高速印铁机智能供墨装置研究

摘要

供墨装置是印铁机供墨系统中最基础的供墨元件，对印铁机的供墨性能有着非常重要的影响，对于提升印铁机的自动化、智能化具有重要意义，因而具有较高的研究价值。我国国产印铁机供墨装置存在调节精度低、自动化程度低等不足，且供墨装置的设计、研制缺少系统的方法，为了提高国产高速印铁机供墨装置的自动化、智能化水平，本文从以下几个方面进行了研究:
　　(1)供墨装置油墨流场分析。供墨性能是供墨装置的重要性能，油墨的流场对于供墨性能有重要的影响，油墨的流场区域由墨斗辊、墨键以及挡板构成，墨斗辊与墨键的位置关系将直接影响油墨区域，本文在进行具体结构设计前，在初步方案的基础上对不同位置关系情况下的油墨流场状态进行了分析，并构建出不同参数情况下油墨流量曲线，分析不同参数对流量变化的影响，为结构的设计提供参考。
　　(2)供墨装置结构设计。供墨装置的结构设计主要包括调节机构、墨斗基体以及墨斗附件的设计，本文在流场分析的基础上结合不同位置关系下墨键开度与墨键移动关系模型对墨键与墨斗辊的位置关系进行了确立，在此基础上进一步设计了墨键调节机构，并对墨斗基体、墨斗安装联接部件、倾斜调节部件等零件进行了设计，完成了供墨装置整体的结构设计。
　　(3)供墨装置性能分析与改进。在结构设计的基础上，本文进一步对供墨装置的供墨性能以及结构性能进行了分析。以供墨装置工作过程中墨斗辊转动速度为参数，分析墨斗辊转速的变化对墨量调节线性度的影响大小。此外运用ANSYS对墨斗进行静力学以及模态分析，对墨斗的变形以及应力分布进行研究，由于墨斗基体为墨斗的重要基础件，本文在有限元分析的基础上，通过ANSYS Workbench的优化模块，对墨斗基体结构尺寸进行了优化设计。
　　(4)供墨装置控制系统设计。在供墨装置设计的基础上，本文从供墨装置控制系统的特点出发，重点设计构建了供墨装置的硬件系统，以实现对供墨装置各个墨区开度的实时调节与反馈。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 金属印刷工艺以及印铁机结构组成

1．2．1 金属印刷工艺

1．2．2 印够I机结构组成

1．3 印铁机的发展与研究现状

1．3．1 印铁机的发展

1．3．2 印铁机设计技术研究现状

1．4 供墨装置基本原理与研究现状

1．4．1 供墨装置的基本原理

1．4．2 供墨装置研究现状

1．5 主要研究内容

2 墨斗初步方案设计及流场分析

2．1 墨斗总体初步方案设计

2．1．1 印铁机输墨系统构成

2．1．2 墨斗结构形式与调节方式方案设计

2．2 油墨流场分析

2．2．1 墨流状态分析

2．2．2 数值仿真整体流程

2．2．3 流域的建模以及模型的前处理

2．2．4 仿真实验的设置

2．3 仿真结果与分析

2．3．1 压力分布

2．3．2 速度分布

2．4 本章总结

3 墨斗结构设计

3．1 墨键与墨斗辊相对位置关系模型分析

3．1．1 墨键与墨斗辊相切安装时位置关系模型分析

3．1．2 墨键与墨斗辊非相切安装时位置关系模型分析

3．2 墨键调节机构设计

3．2．1 墨键调节机构方案设定

3．2．2 电机以及电机反馈元件选择

3．2．3 墨键调节机构模型构建

3．3 墨斗整体结构设计

3．4 本章总结

4 墨斗性能分析与改进

4．1 墨斗供墨性能分析

4．2 墨斗结构静力学分析

4．2．1 墨斗有限元模型的建立

4．2．2 仿真结果与分析

4．3 墨斗模态仿真分析

4．4 墨斗结构改进设计

4．4．1 墨斗优化模型的建立

4．3．2 墨斗优化算法

4．3．3 灵敏度分析

4．4．4 墨斗结构优化方案

4．4．5 供墨装置样机搭建

4．6 本章小结

5 供墨装置控制系统设计

5．1 供墨装置控制方案分析

5．2 电机控制系统设计

5．2．1 电机控制系统结构

5．2．1 电机控制主芯片

5．2．2 通讯接口电路

5．2．3 电机驱动电路

5．2．4 AD采样电路

5．3 本章总结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况