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全自动免熔铅制粒机的研制

作　者: 孙翔鸿
导　师: 朱家诚
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 铅锭制粒机铅酸电池 PLC 有限元分析
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文结合铅酸电池生产企业的技术状况,提出一种新型冷态加工铅粒的技术方法,利用PLC控制技术、传感器技术、有限元分析理论研制出全自动免熔铅制粒机,并已投入市场销售和使用。该制粒机可以减少工人劳动强度,降低能耗,解决铅尘污染等问题,具体研究内容如下：(1)查阅铅酸电池的发展历程,了解其工作原理和制造工艺过程；提出冷态加工铅粒的方法,并深入研究制粒方法的可行性；在明白研究意义和目的之后,结合企业的实际情况,提出设计要求和设备技术指标。(2)提出全自动免熔铅制粒机机械系统设计。根据结构设计要求,提出总体设计方案,对其关键装置：上料装置、翻料装置、夹紧机构、切片总成、滚切总成等进行详细设计,并在此基础上提出铅粒加工工艺流程设计。(3)阐述全自动免熔铅制粒机控制系统设计。根据设备功能要求,结合PLC控制理论,设计出控制系统所需硬件和软件,硬件设计包括PLC的选型、触摸屏选型、伺服电机选用等,软件设计包括控制原理结构、电气控制原理以及控制流程设计。(4)轧辊的有限元分析。在基于ANSYS有限元分析理论基础上,对轧辊在SolidWorks中建模、导入ANSYS Workbench、对轧辊进行单元属性和材料属性定义、划分网格和网格细化、添加约束和载荷、完成有限元分析；对得到的应力、应变、位移云图分析原因,探究轧辊结构的合理性。(5)根据上述内容完善样机的加工,组装和调试,并反映样机的机械系统、控制系统、铅粒、产能等实况。(6)总结与展望,主要总结本文的主要工作和创新点,并对将来设备的升级提出展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
致谢  8-15
第一章绪论  15-24
  1.1 引言  15
  1.2 研究背景  15-19
    1.2.1 铅酸电池的发展历程  15-16
    1.2.2 铅酸蓄电池的基本原理  16-17
    1.2.3 铅粒制造工艺  17-18
    1.2.4 铅粉制造工艺  18-19
  1.3 铅粒冷态加工方法研究  19-22
    1.3.1 切片方法研究  19-20
    1.3.2 切粒方法研究  20-22
  1.4 研究目的和意义  22
    1.4.1 目的  22
    1.4.2 意义  22
  1.5 研究来源及内容  22-24
    1.5.1 研究来源  22
    1.5.2 本文主要内容  22-24
第二章全自动免熔铅制粒机机械系统设计  24-35
  2.1 结构方案设计  24-26
    2.1.1 结构设计要求  24
    2.1.2 结构总体设计  24-26
  2.2 关键装置设计  26-32
    2.2.1 上料装置设计  26-27
    2.2.2 翻料机构设计  27-28
    2.2.3 进料装置设计  28
    2.2.4 切片总成设计  28-30
    2.2.5 夹紧机构设计  30-31
    2.2.6 滚切总成设计  31-32
  2.3 工艺流程  32-34
    2.3.1 上料工序  33
    2.3.2 切料工序  33-34
    2.3.3 下粒工序  34
  2.4 本章小结  34-35
第三章全自动铅制粒机控制系统设计  35-50
  3.1 控制理论  35-37
    3.1.1 智能控制和模糊控制  35
    3.1.2 PLC控制  35-37
  3.2 PLC选型  37-40
    3.2.1 PLC型号选择  37-38
    3.2.2 SIMATIC S7-200PLC功能与特点  38-40
  3.3 控制系统结构及原理  40-45
    3.3.1 控制系统结构  40-41
    3.3.2 控制系统电气原理  41-44
    3.3.3 控制系统流程  44-45
  3.4 触摸屏  45-49
    3.4.1 主界面  46
    3.4.2 手动操作  46-47
    3.4.3 自动运行  47-48
    3.4.4 参数设置  48
    3.4.5 报警界面  48-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章基于ANSYS的轧辊模型有限元分析  50-59
  4.1 有限元分析理论及ANSYS软件介绍  50-51
    4.1.1 有限元理论  50-51
    4.1.2 ANSYS软件介绍  51
  4.2 SolidWorks的三维建模  51-54
    4.2.1 建立双轧辊三维模型  51-52
    4.2.2 SolidWorks与ANSY Workbench的数据转换  52-54
  4.3 单元类型及材料属性定义  54-55
    4.3.1 单元的选择  54
    4.3.2 定义材料属性  54-55
  4.4 网格划分及载荷  55-56
    4.4.1 网格划分  55
    4.4.2 约束与载荷  55-56
  4.5 轧辊有限元分析结果  56-58
    4.5.1 应力分析  56-57
    4.5.2 应变分析  57-58
    4.5.3 位移分析  58
  4.6 本章小结  58-59
第五章样机实况分析  59-61
  5.1 机械系统的实况  59
  5.2 控制系统的实况  59-60
  5.3 铅粒实况与产能  60-61
第六章结论与展望  61-63
  6.1 结论  61-62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-66
硕士期间发表论文  66

全自动免熔铅制粒机的研制

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