多向纖維纏繞機(jī)纏繞線型及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

東南大學(xué) 碩士學(xué)位論文 玻璃鋼纖維纏繞機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 姓名：徐建俊 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：自動(dòng)控制 指導(dǎo)教師：周杏鵬;胡學(xué)同 20070329 玻璃鋼纖維纏繞機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 作者：徐建俊 學(xué)位授予單位：東南大學(xué) 相似文獻(xiàn)(0條) 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1186781.aspx 下載時(shí)間：2010年3月23日

提出了一種彎管纏繞線型的設(shè)計(jì)方法。首先,建立了彎管的纖維纏繞數(shù)學(xué)模型,在對(duì)纏繞線型規(guī)律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,再采用測(cè)地線輔助以定位銷的纖維纏繞設(shè)計(jì)方法進(jìn)行纖維纏繞,實(shí)現(xiàn)了彎管纖維纏繞的系統(tǒng)仿真,這種方法克服了傳統(tǒng)纖維纏繞模式在纏繞彎管端部時(shí)要采用非測(cè)地線線型,而只采用測(cè)地線再輔助以定位銷即可實(shí)現(xiàn)彎管的纖維纏繞。仿真結(jié)果表明,該纖維纏繞線型設(shè)計(jì)方案精確可靠,滿足纖維纏繞的基本要求,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有很重要的作用,并為彎管纖維纏繞的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

為克服輸配電線路中采用鋼結(jié)構(gòu)桿塔及鋼筋混凝土桿成本很高的缺點(diǎn),基于嵌入式trio運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)了一種錐形復(fù)合材料電線桿纏繞控制系統(tǒng)。以錐形柱體為模型進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,得出線型的纏繞特點(diǎn),通過(guò)理論推導(dǎo)得出各個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡。采用電子凸輪的位置跟蹤模式實(shí)現(xiàn)小車電機(jī)、伸臂電機(jī)、絲嘴電機(jī)跟蹤主軸的同步運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)整體線型的精確平滑纏繞。實(shí)踐應(yīng)用表明,該纏繞機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好,能夠?qū)崿F(xiàn)錐形體線型的精確纏繞。

目前的玻璃鋼容器纏繞機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、纏繞形狀單一,限制了玻璃鋼容器的發(fā)展。本文研制了基于工控機(jī)和嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器的三軸纏繞機(jī)控制系統(tǒng),采用電子凸輪的位置跟蹤方式實(shí)現(xiàn)小車和伸臂跟蹤主軸的同步運(yùn)動(dòng)控制,分析了組合回轉(zhuǎn)體的纏繞線型,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型,得出纏繞機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和絲嘴的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)踐應(yīng)用表明,三軸纏繞機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱容器、非對(duì)稱容器、管道、承口管道、組合回轉(zhuǎn)體等復(fù)雜形狀的容器纏繞。

從玻璃鋼纏繞的工作原理和工藝要求出發(fā),以工控機(jī)和pmac控制器為核心介紹了實(shí)現(xiàn)玻璃鋼管道纏繞機(jī)各部分控制功能的方法。并對(duì)其上位機(jī)管理軟件、運(yùn)動(dòng)控制程序進(jìn)行了介紹。

研究了纏繞機(jī)用于玻璃纖維纏繞成型工藝優(yōu)化控制的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了一套完整的方案,包括主電機(jī)、液壓調(diào)節(jié)裝置、托輥、電磁加熱系統(tǒng)、主控機(jī)、隨動(dòng)伺服小車等。采用液壓升降裝置通過(guò)自由托架式芯模安放、半干法數(shù)控纏繞,鋼絲繩傳動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提高纏繞精度、保證纏繞質(zhì)量;還可以達(dá)到托輥不粘膠的目的,大幅提升了工作效率。

本文介紹纖維纏繞復(fù)合材料管件的圖型形成過(guò)程,并研究了影響圖型的參數(shù)及纖維波動(dòng)程度的計(jì)算。研究表明,纏繞圖型主要取決于上一循環(huán)和下一循環(huán)在芯模周向上相隔的等分角數(shù)sp及纖維鋪設(shè)到緊鄰第一次循環(huán)鋪設(shè)的纖維時(shí)所完成的循環(huán)數(shù)nc。nc及纏繞角的變化都會(huì)影響到纖維波動(dòng)程度。

以經(jīng)典層合板理論為基礎(chǔ),通過(guò)matlab語(yǔ)言編程,建立了多向纖維纏繞管的力學(xué)分析模型,預(yù)測(cè)出了軸向壓縮強(qiáng)度;并分別對(duì)多個(gè)試樣進(jìn)行了軸向壓縮力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明:測(cè)試結(jié)果與理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合較好;添加軸向增強(qiáng)層(即0°纖維層)試樣的軸向力學(xué)性能得到了明顯改善。

以跑道形紗線截面形狀的假設(shè)為基礎(chǔ),從細(xì)觀幾何角度出發(fā),建立了多向纖維纏繞玻璃鋼管纖維體積分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)模型。由該模型可知,纖維體積分?jǐn)?shù)與紗線寬度、紗線厚度、纖維纏繞循環(huán)數(shù)、螺旋纏繞角、纏繞初始半徑以及紗線間隙有關(guān),而與管長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。以4個(gè)采用相同原材料、不同纏繞參數(shù)纏繞而成的玻璃鋼管為樣品,分別計(jì)算了纖維體積分?jǐn)?shù)的理論值和實(shí)際值,結(jié)果顯示,二者基本符合,證明該模型是可用的,但仍存在一定的差別,最后對(duì)引起理論值偏大的原因進(jìn)行了分析,主要是模型假設(shè)的理想化與氣泡等的影響。

在自制的多向纖維纏繞設(shè)備上,制作了多個(gè)多向纖維纏繞復(fù)合材料管,并分別對(duì)5個(gè)試件進(jìn)行了徑向壓縮力學(xué)性能的測(cè)試,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,未添加軸向增強(qiáng)層(即0°纖維層)的試件剛度最小。

針對(duì)我國(guó)當(dāng)前大口徑加砂玻璃鋼管生產(chǎn)線的樹(shù)脂膠量是人工控制、原材料利用率低的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了基于單片機(jī)的自動(dòng)淋膠控制器.該控制器采集主軸變頻器監(jiān)視口的信號(hào),控制膠液電機(jī)按一定的速比跟隨主軸電機(jī)運(yùn)動(dòng),達(dá)到自動(dòng)控制的目的.此控制器也可應(yīng)用在類似的變頻器間協(xié)調(diào)控制場(chǎng)合中.

纖維纏繞玻璃鋼管道端部的纏繞規(guī)律

從實(shí)際生產(chǎn)角度,探討了管道端部纏繞規(guī)律及影響因素。

采用三維各向異性彈性理論分析內(nèi)壓和軸向組合載荷下復(fù)合材料纏繞管道各纏繞層中的應(yīng)力,模型考慮管壁厚度引起的拉剪耦合效應(yīng)。引入hashin破壞準(zhǔn)則研究復(fù)合材料纏繞管道的強(qiáng)度與鋪層角度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)纏繞角度相同時(shí)內(nèi)壓引起的應(yīng)力由里向外逐層增加,因此管道失效實(shí)際上由外層的應(yīng)力控制。建議相鄰層纏繞角度的遞增量,以使各層應(yīng)力狀態(tài)更接近一致。

介紹了張力控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和控制算法的研究。首先進(jìn)行了張力執(zhí)行元件的選擇,設(shè)計(jì)了張力檢測(cè)裝置,然后確立數(shù)學(xué)模型,采用增量式數(shù)字pid控制器,設(shè)計(jì)了張力控制器。通過(guò)仿真證明能較好地滿足預(yù)期的控制要求。

i 摘要 纏繞機(jī)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用是非常普遍的，尤其是對(duì)一些線狀撓性體的 收集工作起到至關(guān)重要的作用，像鋼絲繩，纖維，電線電纜等撓性件的生產(chǎn)都離不開(kāi) 纏繞設(shè)備，纏繞機(jī)的出現(xiàn)解放了人力，并且克服了人力纏繞的弊端。hu-6電線生產(chǎn)線 自動(dòng)纏繞機(jī)適用于一線電線生產(chǎn)成型最終的纏繞收集。它是可以滿足自動(dòng)纏繞，整齊 排線，定長(zhǎng)以及切斷的設(shè)備。其可以節(jié)省人力和時(shí)間，以及解決電線纏繞凌亂松垮的 問(wèn)題，使其成品美觀，方便存儲(chǔ)和運(yùn)輸。電線生產(chǎn)線自動(dòng)纏繞機(jī)采用了伺服電機(jī)和氣 壓桿缸作為控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作。其工作可靠性高，大大提高了工作效率。 關(guān)鍵詞：電線纏繞機(jī)排線氣壓花鍵 ii abstract windingmachineappliedinthedailylifeandindustrialproductionisavery,very common,espe

通過(guò)分析鋼絲圈纏繞機(jī)的工作原理,從機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)兩方面對(duì)纏繞盤進(jìn)行改進(jìn),分別計(jì)算不同規(guī)格鋼絲圈的最大纏繞速度,實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格鋼絲圈生產(chǎn)速度的匹配。改進(jìn)后的鋼絲圈纏繞機(jī)纏繞盤性能提高,纏繞機(jī)故障率明顯降低,產(chǎn)能得到保證,在保護(hù)設(shè)備的同時(shí),可降低維護(hù)成本。

塑料管增強(qiáng)纖維纏繞機(jī)的設(shè)計(jì)

從玻璃鋼貯罐纏繞機(jī)的工作原理出發(fā),介紹了實(shí)現(xiàn)其各部控制功能的方法。

根據(jù)用戶的實(shí)際生產(chǎn)情況、人員素質(zhì)等因素,設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單易實(shí)施,使用和維護(hù)都非常方便的玻璃鋼纏繞系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。重點(diǎn)優(yōu)化了操作的簡(jiǎn)易性、維護(hù)和升級(jí)的方便性,更適合小規(guī)模企業(yè)的使用。

本文介紹了數(shù)控纏繞機(jī)發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用,闡述了多坐標(biāo)纖維復(fù)合材料數(shù)控纏繞機(jī)的原理,并分別就纏繞機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)和在線監(jiān)控系統(tǒng)和纏繞工藝軟件等進(jìn)行了深入研究。

基于網(wǎng)格理論,可根據(jù)工藝參數(shù)預(yù)估殼體的理論水爆壓強(qiáng)。通過(guò)對(duì)復(fù)合殼體點(diǎn)火試驗(yàn)后解剖測(cè)繪,同時(shí)結(jié)合先前水爆試驗(yàn)結(jié)果,反算得出纏繞纖維的實(shí)際發(fā)揮強(qiáng)度,從而對(duì)纖維的強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)進(jìn)行修正,為后續(xù)類似復(fù)合殼體纖維纏繞提供一定的指導(dǎo)作用。