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多层皮革高速裁剪机主运动系统动力学性能分析及研制

李俊伟  
【摘要】:高速皮革裁剪机是现代皮革制造企业提高竞争力的必需条件之一。国内的裁剪机与国外同类产品差距较大,且国外设备价格昂贵,因此,研发具有自主知识产权的高速、高性能多层皮革裁剪机,对提高国内中小型企业皮革制品生产效率,提高竞争力具有重要的现实意义。 针对多层皮革裁剪机在裁剪过程中出现的振动噪声大、裁刀弯曲等现象,对皮革裁剪机主运动系统进行了动力学性能分析与仿真。本文的主要工作和成果如下: (1)针对主运动转轴的特点,考虑到其在皮革裁剪机中的重要性,运用键合图-模态分析法对主运动转轴进行了理论模态分析,得到了主运动转轴的两类模态参数,再结合裁剪的实际工况,最后拟定了皮革裁剪机主运动转轴的工作转速序列。 (2)结合主运动转轴在高速旋转下出现的颤振及动不平衡现象,运用传递函数动平衡分析法对主运动转轴进行动平衡分析,对其进行质量校正;再结合两种工况转速,在BK测试平台上对平衡前后主运动转轴的稳态响应进行了对比,验证了动平衡的可行性及准确性。 (3)针对裁刀机构在高速运转时出现的不稳定问题,建立了含非线性因素的裁刀机构的键合图模型及状态方程,得到了更接近实际工况的裁刀机构的动力学数据,并定量分析了间隙与转速对裁刀机构的影响,得到了最佳间隙与工作转速范围,为研制物理样机提供了必要的理论依据。 (4)结合理论及仿真分析的结果,对皮革裁剪机主运动系统进行物理样机的试制与裁剪测试,得到了不同层数不同材料的裁剪力,分析了不同转速及进给速度对裁刀稳定性的影响,由此确定了合适的上作转速,并为下一步主运动系统的优化设计提供了思路。 本论文综合了理论研究与实验分析相结合的优点,对皮革裁剪机主运动系统进行了动力学性能分析,对于提高皮革裁剪机整机性能具有重要的工程实用价值。


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