丝束切断机的结构设计及其控制系统设计

江 苏 科 技 大 学本 科 毕 业 设 计 (论 文 )学 院机械工程学院专 业机械电子工程学生姓名 李远班级学号 1140206314 指导教师 陈忠 二零一五年六月江苏科技大学本科毕业论文丝束切断机结构设计及其控制系统设计The design of Tow cutting machine and control system I（理工类）：江 苏 科 技 大 学毕业论文（设计）任务书学 院： 机械工程学院 专 业： 机械电子工程学 号：1140206314 姓 名： 李远指导教师： 陈忠 职 称： 讲师 II毕业设计（论文）题目：丝束切断机结构设计及其控制系统设计一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）丝束切断机由机架（箱） 、刀盘组件、压轮、气动模块及传动等部分组成，用于卷入丝束按短纤维规格长度切断。设计内容与要求: 1）文献检索，了解丝束切断机工作原理及常见结构型式，做文献综述；2）根据给定设计参数（可切断长度 38mm 短纤维、65mm 中长纤维；切断速度 280m/min，可切断丝束总旦数 160 万旦；总体外型尺寸 1500LX1700WX1600H）进行机器结构设计；3）压轮气动系统及调速系统（张力调整，与曳引张力机联动）相关的电气控制图设计等。4）切断刀盘的刀刃圆周直径为 649 毫米。III二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于 1.6 万字） ；2. 外文译文一篇（不少于 5000 英文单词） ；3.二维机器总装图、非标零件图、电路图等折合 0 号图纸约 2张4. 机器三维数字模型。三、完成日期及进度2015 年 3 月 2 日至 2015 年 6 月 12 日进度安排：1、3.23.10，查阅与消化资料，学习丝束切断机原理与现代设计方法，调查相关领域研究进展，完成开题报告；2、3.113.25，完成丝束机机架（箱）设计、传动方案选择，并完成英文资料翻译；3、3.264.10 刀盘组件结构设计、传动设计。3、4.115.10，设计压轮的气动控制系统原理图、布线图4、5.115.25，二维工程图绘制；5、5.266.6，撰写毕业设计说明书，并完成答辩准备工作；6、6.9，毕业答辩。IV四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1赵罘等，SolidWorks 2014 中文版机械设计从零开始M ，北京，电子工业出版社，20142 陈桂彬等，气动弹性设计基础M，北京，北京航空航天大学出版社，2010.13詹迪维，SolidWorks 快速入门教程M，北京，机械工业出版社 2010 4周桂存，涤纶短纤维切断机张力控制技术研究及应用J，电工技术，2014.55 Weiwei Liu，Research on the Knowledge acquirement of Rapid Design for Mechanical ProductsJ，IERI Procedia，2014.76 MD. Hazrat ALI，Design of Mechanical Actuator in 3D CAD SoftwareJ，Procedia Engineering，20137 宋锦春，液压与气压传动M，北京，科学出版社，2014.3系( 教研室 )主任：（签章） 2015 年月日学院主管领导：（签章）年月日江苏科技大学本科毕业设计（论文）I摘要伴随着人类科技的不断进步，各种新型的、高科技的生产原料也随即出现在各个生产领域，而伴随新产品出现的不只是合格的可利用的产品，同时也伴随有许多的次品、废品，这些不合格品由于和合格品的原料、质量、成本都相似，所以不可能将它们丢弃，而应该设法去加工再利用。硬度低、纤维组织结构交织紧密、拉力大、形状不固定等是纺织纤维类制品的特点，因此想把纺织纤维材料进行切碎，剪断处理是一件非常麻烦的事。为了解决这个难题，人们研发了纤维切断机。但纤维的规格越短其所需要的加工精度就越高，因此作为生产短纤维的设备，最关键的就是如何能连续稳定且精确地将纤维材料切断到所需要的纤维长度。本设计中的纤维切断机是将由曳引张力机提供的丝束经导丝器绕到刀盘上，然后经压轮加压，稳定的切断丝束的一种机器。在设计过程中，综合运用了 solidworks 和 AutoCAD 等软件完成切断机结构设计，其中涉及到了大量的标准件选型、非标结构件结构设计。最后运用所学的 PLC 知识，完成气动系统的控制设计。关键词：纤维切断；控制系统；solidworks；PLC 控制江苏科技大学本科毕业设计（论文）IIAbstractAlong with the continuous progress of human science and technology, new, raw materials for the production of high-tech ensue in all areas of production, and with the new product is not only qualified available products, also accompanied with many substandard and waste products, these substandard goods due to product and qualified raw materials, quality, costs are similar, it is not possible discard them, and should try to reprocessing and utilization.Hardness is low, the structure of fibrous tissue intertwined closely, tension, shape is not fixed is one kind of textile fiber products, therefore, to the textile fiber materials were chopped, cut processing is a very troublesome thing. In order to solve this problem, people have developed fiber cutting machine. But fiber specifications in the shorter the machining accuracy is high, so as the staple fiber for the production of the equipment, the key is how to continuous and stable and accurate the fiber material cut to the required length fiber.The design of fiber cutting machine is will be provided by the traction tension machine tow yarn guide around the knife on the plate and the pressure wheel pressure, stable cut tow of a machine.The design of fiber cutting machine is will be provided by the traction tension machine tow yarn guide around the knife on the plate and the pressure wheel pressure, stable cut tow of a machine.In the design, the software such as AutoCAD and SolidWorks is used to complete the structural design of the cutting machine, which involves a lot of standard parts selection and structure design of non-standard structure. At last, the control design of pneumatic system is accomplished by using PLC knowledge.Keywords:fiber cutting；control system；PLC control；SolidWorks江苏科技大学本科毕业设计（论文）III目录第 1 章绪论-11.1 纤维切断机的简介-11.2 纤维切断机的分类-11.3 用 solidworks 设计的优点-3第 2 章 切断机的结构设计-42.1 切断机机架的结构设计-62.2 刀盘的结构设计-72.2.1 刀盘整体结构的设计-82.2.2 刀盘限位元件的设计-92.2.3 刀片的结构设计-102.2.4 切断刀刀数的确定-112.2.5 刀片与刀盘的养护-112.3 切断机驱动装置的设计-122.3.1 电动机的选型-122.3.2 蜗轮蜗杆减速器的选择-132.3.3 联轴器的选择-142.3.4 刀盘主轴的设计-152.3.5 主轴轴承座的选择-202.4 丝束导丝器的结构设计-202.5 压轮部分结构设计-212.5.1 压轮整体结构及要求-222.5.2 气缸部分的结构设计-232.5.3 滚轮部分的结构设计-25第三章气动部分控制系统的设计-263.1 PLC 控制系统的设计-27总结-28致谢-29参考文献-30江苏科技大学本科毕业设计（论文）1第一章绪论1.1 纤维切断机的简介随着化纤行业的迅猛发展和市场需求的不断提升，人们对纤维产品的质量要求也随之提高。在很多应用纤维的领域都需要超短纤维例如将超短纤维用于手糊成型或模压成型等诸多应用领域对所需的纤维长度提出了更高的要求。这些产品要求纤维形式和切断长度的多样性。其广泛应用于卫生产品、无纺用品、造纸、油漆及混凝土等可塑性材料的增强等。但硬度低、纤维组织结构交织紧密、拉力大、形状不固定等是纺织纤维类制品的特点，因此想把纺织纤维材料进行切碎，剪断处理是一件非常麻烦的事。为了解决这个难题，人们研发了纤维切断机。纤维切断机作为纺丝后处理生产线上一台主要设备，是一种应用范围非常广泛的通用切断设备，它可以将多种不同类别的原料按照不同的要求进行剪断处理，达到人们对于物料的需求，而且对纤维切断长度质量指标影响较大。它将曳引张力机连续供给的丝束卷到切断刀盘上，经压轮加压，按照规定的长度进行切断，切断好的纤维既可作为成品打包。根据不同的需要，选用不同的刀盘及插入不同数目的刀片，可切断丝束长度成 38 毫米短纤维、65 毫米中长纤维及不规则长度的毛型纤维等，切断机的正常速度为 280 米/分，能够切断的丝束总旦数 160 万旦。