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书帖配页机械关键机构运动分析及优化设计

日期:2018年02月23日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:724
论文价格:150元/篇 论文编号:lw201704151739558619 论文字数:36511 所属栏目:机械自动化类论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
第一章绪论

多年来,由于人们对印刷质量和印刷速度的不断追求,促进了国产印刷机械制造水平的提高,但由于中国的人口红利,始终没有对印后加工设备的研发引起足够的重视,特别是针对如配页机这种设计、制造精度和自动化程度要求高的印后设备,往往采用进口生产线和人工配页两个极端的做法,很少有国内制造企业自主生产。近年来,随着人们对印刷产品要求的不断提高和国内机械制造水平的提升,印后加工质量等问题已经成为制约印刷产品质量和效率提高的瓶颈,国内部分印刷机械制造企业开始对像配页机这样的印后设备进行研发。由于缺乏理论研究基础和技术积累,加之市场的迫切性,生产企业大多借鉴国外的设计方法,以仿制为主,配页机常常出现运动精度不高、稳定性差、噪声大等问题。配页时出现的多帖、漏帖等故障也会给书刊质量带来很大的问题。
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第二章配页机分页机构的分析与研究


2.1 配页机分页机构简图及工作原理

由图 2.1.1 可知,配页机分页机构工作时,装在书叠前方的吹气管吹风,将放在贮页台 9 上最下面的一个书帖与成叠书帖吹开,分页爪 2 处在最低位置挡住书帖,分页爪 2 的上平面与贮页台 9 上表面在同一平面上。随着主轴的转动,吸嘴 12 向上摆动,当吸嘴凸轮 6 小面作用于小滚子时,吸嘴 12 摆动到吸帖位置进行吸帖,同时,在分页爪凸轮 8 的作用下,分页爪 2 已经摆离贮页台 9,配合吸嘴 12 向下吸帖。随着主轴的继续转动,吸嘴 12 随着书帖逆时针摆到最低位置,等待叼页轮 7 上的叼页机构将书帖叼走,而分页爪 2 已经逆时针摆回复位。在气路配合下叼牙叼住书帖时吸嘴 12 放开书帖,由叼页机构将书帖运走,完成一次分页。


2.2 配页机分页机构运动学分析

杆组法描述了平面机构的拆分原理,一般机构都是由基本杆组件组成。利用杆组法对机构的基本结构进行拆分,并作相应的运动分析和编制子程序。通过对拆分后的机构进行分析计算,找到机构的运动情况,然后再依次推导出整个机构的运动情况,这就是杆组法的主要优点。它可以对复杂的机构进行拆分与计算,编好的子程序可以直接被导入到主程序使用,简化了程序运算量[13]。

第三章配页机叼页机构的分析与研究.............29 

3.1 叼页机构的结构组成..........29 
3.2 叼页机构结构设计.........30 
3.3 齿轮机构的动力学分析.........38 
3.4 本章小结........41 
第四章配页机关键机构优化与改进..........42 
4.1 机构优化的现状及方法.......42 
4.2 分页机构优化..........42 
4.3 叼页机构优化.....52 
4.4 本章小结........54 
第五章配页机关键机构噪声分析及控制..........55 
5.1 噪声分析理论基础............55 

5.2 机构噪声分析方法及步骤.......55 

5.3 噪声分析结果...........57 

5.4 机构噪声控制研究........59 
5.5 本章小结.......61 

第五章配页机关键机构噪声分析及控制


5.1 噪声分析理论基础

配页机关键机构的振动必然会产生噪声,由于机构在运转状态下声源的多样性和发声位置的复杂性导致机构的噪声分析极其困难。近年来随着计算机技术的提高,噪声分析技术也得到突飞猛进。声波在区域内传播的主要计算方法包括有限元法、边界元法等。有限元法主要应用范围是低频固体噪声传播,使用该方法建模进行噪声分析操作简单,结果可实现图形化。在高频噪声分析领域边界法比有限元法有优势,噪声分析误差更小,但边界法主要适用于声场外部问题分析。本文所研究机构运转的机械噪声属于低频固体噪声,应用有限法更加有优势,且有限元法使用的稀疏矩阵更适合解决大型机构在声学流体方面的研究[29-31]。有限法是通过引用一个边界Γ,将原本一个声场整体划分为一个内部有限元声场区域Ω 和另一个外部无限元声场区域Ω ,无限元区域通过径向近似法模拟噪声传播,如图 5.1.1 所示。

5.2 机构噪声分析方法及步骤

SYSNOISE[32-35]软件可以运用有限元法模拟各种声学介质,计算各种声模态,也可以对声振耦合效应进行研究,是噪声分析的主流软件。本文在 UG 中建立噪声仿真几何模型,内部以整个机构为中心四周掏空,外部是一个箱体,整个模型的透视图如图 5.2.1 所示。使用三维流体 FLUID 30 单元定义机构和箱体的单元类型。箱体表面是有限元模型和无限元模型的分界面,无限元模型是通过空气的特性设置的。规定常温下空气的密度为 1.225Kg/m3,振动声波以 340m/s 在空气中传播。箱体的尺寸参数为 1000mm×500mm×500mm。在箱体的前后端面、左右侧面以及上端面设置 5 个测量点。另外箱体底面与大地接触,不考虑噪声对底面的影响,把测量点设置在机构的上部空间,如图5.2.2所示,最终模型拥有10460个单元,141347
个节点[36-39]。
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第六章总结与展望


6.1 研究成果

本课题对 G460B 型号配页机提高转速后带来的一系列影响配页质量的问题进行了分析。通过分别对书帖配页机关键机构包括分页机构、叼页机构进行运动学、动力学以及振动分析,最后对其进行了机构优化以及噪声控制,有效地解决了这些问题。本文研究的主要成果和结论如下:(1)对配页机的发展现状做了简单的概述,得出了配页机优化设计是配页机发展的重要趋势的结论。在论述书帖配页机的工作原理的基础上,介绍了组成G460B 配页机的凸轮连杆组合机构和齿轮凸轮组合机构的种类、优点以及缺点。(2)对配页机进行了有效合理的简化处理,确定配页机的关键机构为分页机构和叼页机构两部分,并对这两个部分进行了三维建模。


6.2 展望

本文对书帖配页机的关键机构进行了运动分析和优化设计,但这是在不考虑配页机运行过程中的摩擦、阻尼等因素的前提下进行的,若要使配页机的转速大幅度提高,在分析过程中要考虑这些因素的影响。除此之外,由于条件的限制,对分页机构和叼页机构的优化只是进行了理论上的分析,并没有在实体配页机上进行加工改造,加以验证。

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参考文献(略)