新型滚烫机结构和控制系统设计（全套含CAD图纸）
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共 7 页 第 1 页 外 文 翻 译 共 7 页 第 2 页 译文标题 直流电机调速 原文标题 C 者 译 名 国 籍 原文出处 直流电动机调速控制 摘要 调节系统的特征在于能保持输出功率的稳定。不同的速度控制系统可以使用不同的制动系统 ,在有高起、制动转矩 ,快速响应和快速度调节范围要求的直流调速系统中 ,采用的是电气制动的方式。直流电机的速度控制取决于电枢电压和磁通。要将转速降为零 ,或者 U=0或 =。后者是不可能的 ,因此只可通过电枢电压的变化来 降低转速。要将转速增加到较高值 ,可以增大 关键词 直流调速 反馈 制动 调节系统 调节系统是一类通常能提供稳定输出功率的系统。 例如 ,电机速度调节器要能在负载转矩变化时仍能保持电机转速为恒定值。即使负载转矩为零 ,电机也必须提供足够的转矩来克服轴承的粘滞摩擦影响。其他类型的调节器也提供输出功率 ,温度调节器必须保持炉内的温度恒定 ,也就是说 ,即使炉内的温度散失也必须保持炉温不变。一个电压调节其也必须保持负载电流值变化时输出电压值恒定。对于任何一个提供一个输出 ,例如 ,速度、温度、电压等的系统 ,在 稳态下必须存在一个误差信号。 电气制动 在许多速度控制系统中 ,例如轧钢机、矿坑卷扬机等这些负载要求频繁地停顿和反向运动的系统。随着减速要求 ,速度减小的比率取决于存储的能量和所使用的制动系统。一个小型速度控制系统 ,例如所知的伺服积分器 ,可以采用机械制动 ,但1 回馈制动。 2 涡流制动。 3 能耗制动 4 反接制动 回馈制动虽然并不一定是最经济的方式 ,但却是最好的方式。负载中 存储的能量通过工作电机 ,暂时以发电机模式运行 ,被转化成电能并返回到电源系统中。这样电源就充当了一个收容不想要的能量的角色。假如电源系统具有足够的容量 ,在短时回馈过程中最终引起的端电压升高会很少。在直流电机速度控制渥特 回馈制动是固有的 ,但可控硅传动装置必须被排布的可以反馈。如果转轴速度快于旋转磁场的速度 ,感应电机传动装置可以反馈。由晶闸管换流器而来的廉价变频电源的出现在变速装置感应电机应用中引起了巨大的变化。 它即可。在大型系 统中 ,散热问题是很重要的 ,因为如果长时间制动 ,轴、轴承和电机的温度就会升高。 在能耗制动中 ,枢供电被断开 ,接入一个电阻器 ,通常是一个继电器、接触器或晶闸管。保持磁场电压 ,施加制动降到最低速。感应电机要求稍微复杂一点的排布 ,定子绕组被从交 共 7 页 第 3 页 流电源上断开 ,接到直流电源上。产生的电能继而消耗在转子回路中。能耗制动应用在许多大型交流升降系统中 ,制动的职责是反向和延长。 任何电机都可以通过突然反接电源以提供反向的旋转方向 (反接制动 )来停机。在可控情况下 ,这种制动方 法对所传动装置都是使用的。它主要的缺点就是当制动等于负载存储的能量时 ,电能被机器消耗了。这在大型装置中就大大增加了运行成本。 直流电机速度控制 E U=E+项就是她们通常所指的含义。如果 小 ,等式近似为 U 或 =U。这样 ,控制电枢电压和磁通就可影响电机转速。要将转速降为零 ,或者 U=0或 =。后者是不可能的 ,因此只可通过电枢电压的变化来降低转速。要将转速增加到较高值 ,可以增大 U 或减小。后者是最可行的方法 ,就是我们通常所知道的弱磁场。在要求速度调节范围宽的场合可综合使用这两种方法。 使用晶闸管的单向速度控制系统 一个单相晶闸管逆变器系统如图 1 所示。读者应该先忽略整流器 它的相关电路 (包括交流回路中的电阻器 R),因为这部分只有在具有保护功能时才需要 ,将在下一节介绍。 因为该电路是一个单向转换器 ,只能在一个旋转方向控制电机轴 (系统的输出 )的速度。而且 ,回馈制动不能用于电机 ,在这种系统类型中 ,电机电枢可以通过电气制动静止 (例如 ,当晶闸管门极脉冲反向时 ,电阻可通过一个继电器或其他装置连接到电枢上 )。 整流器 并联励磁绕组提供一个稳定电压，产生稳定的磁通。电枢电流由一个晶闸管控制，该晶闸管又由加在它们极上的脉冲控制。脉冲正向时（减小起动延时角）电枢转速增加，门极脉冲反相时电枢转速减小。 速度参考信号可从人工操作的电位器上获得，反馈信号或输出转速信号可从连接在电枢上的电阻器链 (严格的讲 ,系统中反馈信号只有当电枢电组的压降 才与轴转速成正比的电枢电压成正比。用于补偿 )因为电枢电压是从一个晶闸管上获得的 ,该电压包括一系列由电容器 C 滤波的脉冲。速 度参考信号与电枢电压信号极性相反 ,以确保施加的都是负反馈。 直流电机装置的一个特征就是需要供电的负载时电阻、电导的混合 ,并且在反电动势二极管 D 确保当晶闸管阳极电势低于前面叙述的电枢连接方式的上限时晶闸管电流应换向为零。在所示拖动系统中 ,当晶闸管处于断开状态时 ,其阳极电势等于电机反电动势。只有在瞬时电源电压大于反向电势的间隔时它才会导通。电机运行时晶闸管上峰值反向电压大于峰值正向电压。如图所示 ,在晶闸管上串联一个二级管 ,电路的反向关断能力就会增强 ,所以允许使用低压晶闸管。 理想的波形是因为忽略了电枢电感、换向 器纹波等因素的影响。典型的电枢电压波形如图所示。在该波形中，晶闸管在 A 点触发，一直到 B 点电源电压低于电枢反电动势时导通。电枢电感的作用使晶闸管保持到 C 点飞轮二极管使电枢电压反向之前导通。当电感能量消失（ D 点），电枢电流为零，电压恢复到它的正常水平，这个暂态过程最后稳定在 E、 F 之前的纹波是由换向器引起的纹波。 共 7 页 第 4 页 C is in to a of C of on C To = 0 = . is it to To to a or . is in a at a in if is to of of A an in A in to an an In to be to a at a is on A as a is it is to of (1) (2) (3) (4) is in is by as a is to as a”is in be of In of C is to be to to if is of 共 7 页 第 5 页 of in of in be to by a or on it in a of is in as of be if is In is in a in to C is a is by a or is is to a C to a DC is in is to C is of C is E U=E+If is U U。 of To to =0 is at is by To to a is is is is as of a of is A A is R2 in C is as a is in is a of is be in of be to in of be to by 80o, a be by a or R1 a a is by a in by to 共 7 页 第 6 页 as of as is a at or is 1 is (in is to is to if is to is a of a of by is of to to is A C is to is a of to of in In of is to MF of it is in a is is to is By a in as of is to to be as as of is at , to of is to to to ,), is to by on to 共 7 页 第 7 页 注： 1. 指导教师对译 文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（ 3 000 字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。 2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。 指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩： 指导教师签字： 年 月 日 1 开题报告 学生姓名 专 业 班 级 指导教师姓名 职 称 工作单位 课题来源 教师自拟课题 课题性质 应用设计 课题名称 新型滚烫机结构和控制系统设计 2 本设计的科学依据 （科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等） 一、 烫金机的科学意义和应用前景 烫金工艺是一种不用油墨的特种印刷工艺，所谓烫金是指在一定的温度和压力下将电化铝箔烫印到承印物表面的工艺过程，烫金机就是完成烫金工艺的设备。电化铝烫印的图文呈现出强烈的金属光泽，色彩鲜艳夺目、永不褪色。目前，国内外市场上能见 到的、用于纸品加工的烫金机，从工作原理上分类，可分为平压平、圆压平、圆压圆三类。各平压平烫金机中，具代表性的品牌有：瑞士 博斯特 、瑞士吉士、国内的亚华、玉田等。烫印两用机是目前最受欢迎的平压平烫金机型，使用最普遍的手动烫金机也属于平压平烫金机这一类。圆压平烫金机中，具代表性的品牌有：德国斯托拿 及用于与轮转印刷机配套的其他品牌。 近些年高档产品的包装大量采用转移烫金工艺，其关键机械就是圆压 圆滚烫 机。传统平压平的的烫金机难以满足生产的需要，因此，圆压圆烫 金机为目前市场需求。 圆压圆烫印的最大优势是高速。如斯托拿的烫金机速度可以达到 12000 张 /小 时。 二、 烫金机的国内外研究概况 1、烫金机的国外研究状况 烫金加工的真正兴盛起于 20 世纪 50 年代。 1955 年，美国罗切斯特工学院（ 教授、印后加工权威 生还是装订学徒工时，就曾撰文呼吁使用气热式的手动操作烫金机。 首台高科技的圆压圆烫金机自 1995 年在 刷博览会上推出以来，其明显的技术优势正在逐步为业内人士所认知， 其明显的技术优势表现在如下几个方面： 1生产效率明显提升 2大面积烫印和小文字烫印质量皆优 3振动小，噪声低 等等。 继德国斯托拿公司在 1995 年德国德鲁巴印刷博览会上第一次展出了它的专利产品 04 圆压圆高速烫金机之后 ,至今已有美国的 国的 但单张纸圆压圆烫金机却仍只有斯托拿一家 。 2、烫金机的国内研究状况 2014 年 9 月 18 日星期四 ,长荣股份一项新的技术创新成果 中国首台双工位真空送箔圆压圆烫金机 国产烫金机要整体赶上世界先进水平还有相当长一段路要走，在速度、功能、精度上尤其在机器稳定 性、可靠性及售后服务上还有一定差距。 要进一步提高和改善机器性能，需要加强对关键件和系统可靠性的理论研究，并使之用于实践，运用各种现代设计方法将关键件的设计水平提高到新水平，从而进一步提高机器的性能和稳定性。 三、烫金机的发展水平 目前，圆压圆烫金机大幅度提升了企业生产效率，很好地满足了市场生产需求。但 圆压圆烫金的缺点也非常明显，首先是烫金版，不仅价格昂贵，而且要求很高，必须考虑材料的热胀系数，考虑版材的磨损等多种因素。其次，对烫印箔也有特殊要求，即：必须能够快速转移，目前国产铝箔还很难 达到这一要求，必须使用昂贵的进口特殊材料，否则，其生产速度高只是空话。 3 设计内容和预期成果 （具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的 形式） 一、 设计内容 1、 设计电力加热器的机械结构； 2、 设计系统的测控电路原理图； 3、设计单片机的控制程序并用 件进行仿真； 4、设计系统的印刷电路板。 二、 预期成果 1、机械结构部分 1）设计目标： 根据产品设计要求，完整地设计出装配图一套、零件图 2 张，设计出的产品能应用于实际生产中。 2）设计要求：系统地说明设计过程中问题的解决（确定传动和结构方案及零件材料的选择）及全部计算。计算内容应包括有关计算简图，如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图、相关零件的结构简图、零件的受力分析图、弯矩和扭矩图等。 3）计算过程完整有序，计算结果正确清晰，文字说明简明通顺。计算过程只需列出已知条件、计算公式，将有关数据代入公式，省略计算过程，直接写出计算结果。将计算结果整理后，写入右边栏内，并注明此结果是否“合用”或“安全”等结论。 4）任务完成验收时提供材料：设计说明书一份，总装配图 1 张、零件图 2 张。 2、电路部分 电路设计部分，以单片机为例，要求提供以下设计资料，并装订成册： 1） 电路原理图 2） 电路板图 3）完整的程序资料，包括程序流程图、程序代码及注解 4) 所用器件、元件的明细表 5) 操作原理简要说明 4 拟采取设计方法和技术支持 （设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 一、 设计方法 查阅资料，设计烫金机的 电力加热器机械结构 并运用 路原理图、电路板图 ，并采用 编写程序。 二、技术要求 主要部件零件图和装配图； 加热温度 80 140，加热辊的长度 320热辊工作压力不大于 速为 10 300r/ 测温元件采用数字接口的传感器 片机自选。 三、可能遇到的问题 若编写单片机程序不正确，可以请教老 师； 若装配图有问题，可以查阅资料或请教同学； 5 实现本项目预期目标和已具备的条件 （包括过去 学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条 件等） 工作环境及技术条件： 计算机、 件、 9 软件，单片机实验设备。 各环节拟定阶段性工作进度 (以周为单位 ) 1 完成开题报告 5 查阅资料，确定设计方案 7 计算所需参数 9 画出各个 零件图和装配图 11 画出单片机硬件电路并编写程序 13 细节工作，准备答辩 开 题 报 告 审 定 纪 要 时 间 地点 主持人 参 姓 名 职 务（职 称） 姓 名 职 务（职 称） 6 会 教 师 论 证 情 况 摘 要 记录人： 指 导 教 师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名： 年 月 日 第 1 页 共 5 页 文 献 综 述 新型滚烫机结构和控制系统设计 摘要： 近些年随着高档产品的包装大量采用转移烫金工艺，传统平压平烫金机难以满足生产的需要，因此，机加工企业开展圆压圆烫金机研制。 该论文介绍了圆压圆烫金机的结构组成及其功能特点，概述了国内外烫金机的发展情况，简要分析其发展趋势。与传统平亚平烫金机相比，圆压圆烫金机具有： 1生产效率明显提升 2大面积烫印和小文字烫印质量皆优 3振动小，噪声低 化铝箔 等优点。 关键字： 圆压圆烫金机 ；研究现状；发展 of in of is to of of of of is 、 圆压圆烫金机的 科学意义及目的 传统平压平烫金机生产效率较慢， 烫金 时无法 大面积烫金 ，现在市场的需求要求烫金的高效率生产，虽然 在 包装印刷 领域，平压 平 烫金工艺 由于其所用设备通常具有烫金、双重功能，得到了最多的应用。对于用户而言，在烫金业务量不稳定，或不足以保证设备满负荷运转时，使用平压平烫印模切两用机，可以保证投资效益。同时，就工艺而言，平压平烫金也是最成熟 的 烫金工艺 ，其烫金版的制作在国内就可以配套解决。除了一般的平面烫金版外，还可以制作成三维雕刻的烫金版，达到烫金、压凹凸一次成型。 平压平烫金机与 圆压圆烫金机相比， 一个是 面 与面的接触，一 个是线与线的接触，线与线的接触肯定要比 面 与面的接触 更紧密 ，还有就是 平 压平速度没有圆压圆速度那么快 ，所以 圆压圆烫印 更能满足生产需求。 第 2 页 共 5 页 二、圆压圆烫金机 的国内外现状 （ 一） 圆压圆烫金机 的国内研究现状 2 013 年 6 月 21 日，由施潘德包装印刷科技发展（北京）有限公司、瑞士 S G 主办的 筒纸圆压圆烫金机现场演示会首次在美丽的桃花源城市 常德召开。 2014 年 9 月 18 日星期四 ,长荣股份一项新的技术创新成果 中国首台双工位真空送箔圆压圆烫金机 发往大理美登 印务投入生产使用。 2016年 8 月 17 日 - 应多个用户的要求 ,江阴市一鼎印刷包装机械有限公司准备大吨位浮雕深压纹烫金机 。 国产烫金机要整体赶上世界先进水平还有相当长一段路要走，在速度、功能、精度上尤其在机器稳定性、可靠性及售后服务上还有一定差距 。 要进一步提高和改善机器性能，需要加强对关键件和系统可靠性的理论研究，并使之用于实践，运用各种现代设计方法将关键件的设计水平提高到新水平，从而进一步提高机器的性能和稳定性。 （二） 圆压圆烫金机 的国外研究现状 首台高科技的圆压圆烫金机自 1995 年在 刷博览会上推 出以来，其明显的技术优势正在逐步为业内人士所认知， 其明显的技术优势表现在如下几个方面： 1生产效率明显提升 2大面积烫印和小文字烫印质量皆优 3振动小，噪声低 等等。继德国斯托拿公司在 1995 年德国德鲁巴印刷博览会上第一次展出了它的专利产品 04 圆压圆高速烫金机之后 ,至今已有美国 的 国的 但单张纸圆压圆烫金机却仍只有斯托拿一家 。 三、 圆压圆烫金机的优缺点 （ 一） 优点 ： 1生产效率明显提升 现在。 单张纸圆压圆烫金机的最高速度已达 12000张小时，全息烫印速度达 8500张小时；卷筒纸烫金机速度则达 150米分，全息烫印为 120米分。而传统的平压平烫金机最高速度只有 6000张小时左右。由此可见，其效率的提升是非常明显的。 2大面积烫印和小文字烫印质量皆优 由于圆压圆烫印与纸张是线接触，作用于烫印区域单位面积上的压强比平压平烫印要大，因此烫印图案边缘清晰，细小线条能被真实再现。而且，平压平烫印很难避免的 “ 气泡 ” 现象，也能在圆压圆烫印过程中被 “ 赶 ” 出烫印区域，因此圆压圆烫印图案具有非常好的光泽 ，且效果逼真。 圆压平烫印是线接触，其压力可达到圆压圆烫印的压力水平，但速度太慢只有 3000张小时，因此，应用于大批量生产会受到一定的限制。 圆压圆烫印是线接触，所以，尽管烫金滚筒与压印滚筒间的轴端压力并不是很大，但作用在烫印区域单位面积上的压强都是相当大的。圆压圆烫印最大的优势在于它既解决了大面积烫印时的压力问题，又消除了包泡问题，同时又保证了小文字及细微纹理的烫印质量。这些方面的优势是上述两种烫金方式可望而不可及的。 第 3 页 共 5 页 3振动小，噪声低 由于圆压圆烫印无往复运动，所以其运行时的振动较另两种方式 要小得多。转动方式不但为提高烫金速度提供了可能，而且在将烫金速度提升了近一倍之后，噪声却很低。 4全息烫印定位准确 由于圆压圆烫金机结构上的特殊性，使得全息烫印中每枚全息标的单独识读、单独定位成为可能，而不是像平压平烫印那样，在一串全息标中，只通过识读其中的一个标而完成整串全息标的定位。这种识读和定位方式上的差异，决定了两者间烫印精度的差异。圆压圆烫金机在全息烫印精度方面的优势是非常明显的，欧元上的全息标已普遍采用了圆压圆烫印方式。 5节省电化铝箔 全息定位烫印时，在设备性能高速稳定的情 况下，尽可能让电化铝箔生产企业将电化铝箔上的全息标识排列紧密。例如，斯托拿卷筒纸圆压圆烫金机的电化铝箔的最小剩余废边只有 1右，相比平压平烫印，可节约 15% 20%的电化铝箔。 6普通烫金及全息烫印一次完成 因圆压圆烫金机的烫印温度明显高于平压平烫金机（ 200 250 ），而且是在高压力的作用下，再加上很多电化铝箔厂家都已相继推出了适用于圆压圆高速烫金机的电化铝箔，所以，普通烫金和全息烫金一次完成已不是什么难题。 （二）缺点： 首先是烫金版，不仅价格昂贵，而且要求很高，必须考虑材料的热胀系数，考 虑版材的磨损等多种因素。其次，对烫印箔也有特殊要求，即：必须能够快速转移，目前国产铝箔还很难达到这一要求，必须使用昂贵的进口特殊材料，否则，其生产速度高只是空话。 四、圆压圆烫金机 的发展趋势 随着高档产品的需求提高，烫金大量采用 转移烫金工艺， 其关键机械就是圆压 圆滚烫 机。大量需求，大量生产就需要生产者在低成本、低消耗的情况下提高生产效率。但圆压圆烫金机的 烫金版，不仅价格昂贵，而且要求很高，必须考虑材料的热胀系数，考虑版材的磨损等多种因素。还有烫印箔也有特殊要求，即：必须能够快速转移，目前国产铝箔还很难 达到这一要求，必须使用昂贵的进口特殊材料。这些缺点都是以后烫印需要克服的难题，而 圆压圆烫金机在保证生产质量的情况下更快速的进行烫印。 五、总结 烫金艺术的日趋跃进以及烫金工艺品的日益需求，使得烫金机的发展必须有技术性、有层次性的提高。而圆压圆烫金机的研发更是印刷行业的一次重大改革，在印刷行业尤其是包装行业更是具有明显优势。随着科技的进步和社会的需求，而传统平压平烫金机不能高速生产、不能大面积烫印以及 圆压平烫金机 的 烫金和凹凸必须在两个机组上实现，即使不考虑其套准误差，至少也需要两套模具，无形中增加了成 本 的情况下。 圆压圆烫金机就巧妙的避免了这些情况，其高速的生产效率是未来烫金行业的 第 4 页 共 5 页 追求方向。 五五、参考文献 1 张俊平 装装潢 第 02 期 2 江瀛 印刷杂志 第 9 期 3 秋枫 今日印刷 第 5 期 4 of 00030, F F N A.C0065 .A of JF 2014, 20), 6 刘铮 印刷技术 第 05C 期 7 C70158 张立德 何依辰 印刷质量与标准化 第 2 期 9 T. A. DF a a Jeb 2016, 10谌知伟 到卷圆压圆烫金机的特点 2016 年第 5期 11江瀛 印刷技术 第 05C 期 第 5 页 共 5 页 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述 指导教师意见 指导 教师： 年 月 日 专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 摘 要 近些年随着高档产品的包装大量采用转移烫金工艺，传统平压平烫金机难以满足生产的需要，因此，机加工企业开展圆压圆烫金机研制 ，其核心设备是加热系统。 电加热器是一种 在生活中常见 的电 力 加热设备 。 电加热器 内部存在一个 温度传感器 ，根据其传达信来使 电加热器 温度 自 行变化， 使温度均匀 扩散加热表面。 如何在单片机的基础上设计烫金机的加热系统 ,设计中主要运用到了单片机相关知识和传感器（压力、温度、霍尔传感器等）方面的知识，而在测温过程中，使用单片机作为核心来操作，并通过数字接口的测温元件 温度，且将实时温度在四位数码管上显示出来 ， 主要设计了温度的测量系统、报警系统及转速方面，主要用到了霍尔传感器和单片机的结合及设计了软、硬件两个方面。 关键词： 烫金机 电加热器 单片机 温度传感器 霍尔传感器 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I n as of of is to of to is An is a in is a to of to to on of in of , in of as to on in CU of of is of a 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 摘 要 . I . 录 . 第 1 章 绪论 . 1 述 . 1 金机技术的发展及现状 . 1 国烫金机技术的发展 . 1 金机技术的应用 . 1 内外烫金技术发展对比 . 1 金技术概述及影响因素 . 2 第 2 章 烫金机 电加热器机械结构 设计 . 3 金机的工作原理 . 3 加热方式的选择 . 3 加热器的组成 . 3 加热功率的确定 . 3 器的产量 . 3 位时间内承印物所需热量 . 3 加热功率 . 4 制电热辊速度的因素 . 4 机选择 . 4 的设计 . 5 的分类 . 5 择轴的材料 . 5 的结构设计 . 5 转强度计算 . 5 扭合成强度计算 . 6 核强度 . 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 章小结 . 8 第 3 章 基于单片机的测温系统设计 . 9 度传感器 . 9 度传感器的发展 . 9 度传感器 . 9 测温原理 . 10 度传感器与单片机的关系 . 11 路设计 . 11 片机引脚、复位电路与晶振电路 . 11 度采集 . 13 警系统设计 . 14 序设计 . 15 程序设计 . 15 度子程序 . 16 度数据显示子程序 . 18 章小结 . 18 第 4 章 基于单片机的转速控制系统设计 . 19 统总体设计思路 . 19 件电路设计思路 . 19 件设计思路 . 19 机转速控制系统 . 19 尔传感器 . 20 尔传感器的应用 . 20 尔开关 . 20 序设计思绪 . 21 片机程序设计 思路 . 22 片机转速计算程序 . 22 序设计 . 22 件电路设计 . 23 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 单 片机最小系统电路 . 23 钟电路 . 24 位电路 . 25 示电路 . 26 章小结 . 26 致 谢 . 27 参考文献 . 28 附录一 . 29 附录二 . 34 附录三 . 35 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 1 章 绪论 述 烫金机，主要用途为烫印，它工作为通过温压作用将烫金纸上图文等转移到承印物上。现如今市面上的烫金机主要有平压平烫金机、圆压平烫金机、圆压圆烫金机这几种；因为传统平压平烫金机已经难以满足生产需求，因此，机加工企业开展圆压圆烫金机的研制 2。 金机技术的发展及现状 国烫金机技术的发展 烫金机技术是早年间从外国引进来的一种烫印工艺。现在市场上有很多精美的烫 金技术产品，如纸张、名片、照片等，而烫金的完成则需要烫金机。 随着 烫金机技术存在多年以来 ，材料 使用 和烫金版 制作 水 准 的提高， 还有 新机器设备的使用， 使得 国内烫金工艺 有了一个新的开端，而各种烫金 工艺 得到了 广泛 的 应用。 金机技术的应用 立体烫金： 此 技术 是 一种复合技术，是利用腐雕技术将烫金 及 凹凸 印压 的图文制成一个上下配合的 阴阳模 凹凸版， 让两者 一次 性 完成。这 技艺 同时 实现两种技术 ， 从而降低 了 产 品废 弃率 ， 使 产率和品质 都有了 拔升 。 全息图烫金： 这是一种 激光全息图，利用 了 光 的 干涉原理 ， 制作方法 采用了 空间的频率编码。 因为 全息图 有 色彩佳、层次明、图逼真、光换好、技术高等特点 而 广泛 使用在 防伪领域。 烫印须明温、速、力之联系，方悟其奥妙，而烫印之材料、面积对其亦有影响。 内外烫金技术发展对比 国外现今烫金机有着相当高的水准，国内也就一两种机器在某些方面能与世界领先水准相比。而圆压平、圆型机及联机还难以望其项背，须加大开发力度。 国产烫金机要整体赶上国际先进水准还相当远，要进一步改进机器，在性能及售后服务上需缩小差距 ，且钻研关键零件及系统性能，将之用于实际，关键部位采用多种设计设计，使机体性能增强到新高度。 目前国内市场对烫金机的需求持续提高，且国产机较廉价，还有传统的观念改变和国家的重视，让国产烫金机全方位赶超国际先进水平还是有望的。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 金技术概述及影响因素 烫金是在温速力作用下将电化铝箔图文烫印到商品上，其流程：准备装版垫版定参数试烫签样烫印 （ 1） 温度对烫金的影响 烫印时，温度很重要，温度控制一定要在特定范围里，令 分离 涂层 融化，使铝层完整转移。若温度太高，则会使电化铝融化脱落，染色树脂变质，烫印效果降低。 （ 2） 环境对烫金的影响 烫金机的机体需要安放在光照好、宜操控且通风不潮的地方。 （ 3） 压力对烫金的影响 铝层转印需靠压力完成，压力决定了烫印附着牢度。压力不够会使电化铝不能完美转印在承印物上；而压力太大则会将承印物压坏。通常情况下，烫印压力的准则是色不掉、牢度优。 （ 4） 转速对烫金的影响 转速，即加热辊的转速，反应了烫印过程中产品与铝箔接触的时间，而烫印牢固程度会随之改变。过快则致使印迹模糊或不合格；过慢则使质量过差且会影响产量 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 2 章 烫金机 电加热器机械结构 设计 金机的工作原理 原理是在 烫金辊和承压辊 合压作用 下将镀层镀在产品上 。其工艺主要是热压转移 ，利用温度使 铝层与铝膜 脱 离的同时转印 在 承印物上 且使 胶牯剂熔化 。 卸压后 胶牯剂 凝固 ， 让商品 上 的覆盖 层附着牢固 。 加热方式的选择 本设计中选择直接加热，具体是将电热管置于铜铝合金辊 芯 中，热量由辊 芯传递到辊的外管，达到加热的目的 8。考虑到辊 芯 受热膨胀，在辊 芯 与外管之间应留有间隙，该间隙必须均匀，此外，辊表温度还受到电热管中电阻丝位置和及与辊 芯 接触情况的影响 8。 加热器的组成 主要 由 外管 、 电 加热管和 辊芯 几部分组成，辊 芯 内圆柱内装有加热管，两个垫肩装在辊 芯 两侧，在辊的外圆柱面上，装有沿轴的轴向，可根据需要调整的活动套筒位置，需要烫印的图案固定在套筒上。 这样 有效解决 了辊芯 膨胀的问题 。 加热功率的确定 器的产量 若机器承印物的最大幅宽为 B(m)，承印物线速度为 V (m/，承印物重量为 b(g/则机器的产量 M=B V铸根据所设计的刷花机的技术参数 B=V =n =10 300r/ 50g/以最大转速 n =300r/计算得 M =20g/s。 位时间内承印物所需热量 承印物烫金 温度为 80 140 ,现以 120 计，室温按 10 计算 ，则加工过程中单位时间 内承印物所需 的热量 t 的关系为 ，C 为变 量 ，加热到 120 吸热 为 8 (2t )80(0( 120808010 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 加热功率 将 M=20g/s 代入上式，则电加热功率 W=20=虑到热损失，取 W=5 制电热辊速度的因素 因 烫金层 由室温达到烫印定形温度的吸热过程需要一定时间，这就对电加热辊的速度造成了限制，电热辊转速过高， 承印 物线速度大，导致 承印 物来不及加热到所需温度便离开了电热辊表面，造成烫印无法达到所需要求 8。 承印 物升温时间取决于其材质的导热性能，根据导热系数的定义 (2 式中 导热系数 (W/m C Q 一传导的热量 (1) D 一材料厚度 (m) t 一温差 (C) H 一传导热量的时间 (S) A 一传热面积 ( Q= B L(L 为烫金版包围在电加热辊上的长度 )。 A=B L， 则 (2由上式可知， t、 由材料的性质决定，一般保持不变，因此 承印 物克重和 承印 物厚度是影响 H 的因素。在 承印 物克重大、厚的 情况下，烫金层吸热所需时间较长，生产中应适当降低转速，才能保证烫金效果。 机选择 根据所知条件及要求，选用 Y 系列一般用途的三相异步电动机，其不易燃、不易爆、具有较好起动性能的特性非常适合本设计，查询 Y 系列电动机技术参数表，选着电动机的额定功率 P 为 t 纸和说明书 ,咨询 的设计 的分类 根据承受的载荷轴可分为三类 ： 心轴 为 工作时只受弯矩的轴，又分为转动心轴和固定心轴 ； 工作时主要承受转矩，不承受或承受很小弯矩的轴 为 传动轴 ； 转轴 工作时既承受弯矩又承受转矩 1。 根据任务书可知，本设计选用的 是转轴。 按轴线 变化分 为曲 、 直轴两大类。 而 直轴根据外形 又 分为光轴和阶梯轴 1。根据任务书可知，本设计选用的是 阶梯 轴，且为空心轴。 择轴的材料 轴材料常见有两种：碳素钢、合金钢。碳素钢较廉价，且对集中应力感应小，使用最为广泛。碳素钢以 45 钢使用最多。可经过热处理改善其机械性能。 1 根据设计要求，并考虑轴的工艺性及经济性，本设计中选择的材料是 45钢。经调质，其硬度选择为 220 的结构设计 按轴的工作情况画出结构设计草图。由轴的最细部分直径推断其他各轴段的直径 。轴各段的长度由其装配空间确定。辊芯受热会发生膨胀，因此其与外管之间要有间隙。 转强度计算 初步估算轴径 ,用于进行结构设计。 扭转 强度条件为： （ 2 T 扭转切应力， T 轴所传递的扭矩， N 轴抗扭截面系数， 3 P 轴所传递的功率， n 轴的转速， r/ T 许用扭转切应力， 由上式可得 空心 轴的直径 为： 3 40 )1n( 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 (2 0A 取决于材料的系数 , 45钢0126 103，故取值为 120; ,1d 为空心轴内径， d 为外径， = 故 （ 2 根据所选加热管尺寸确定内径 1d 为 外径 d 为 故选择 d 为 70 扭合成强度计算 矩 （ 2 承反力 （ 1）水平反力 （ 2 （ 2）垂直反力 （ 2 矩 （ 1）水平弯矩 360 00 4m i n 5 08 0300 a a 2212 20t a 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 9 2 9 51 6 0（ 2 9 2 9 51 6 0（ 2 则 2 （ 2 （ 2）垂直弯矩 0 1 8 61 6 0 1（ 2 0 1 8 61 6 0 1（ 2 则2(2（ 3） 总弯矩 6 5 0 1 9 2 95221（ 2 6 5 0 1 9 2 96222（ 2 则 21 (2核强度 根据轴的扭转切应力为脉动循环变应力，故 ， 折合系数。按第三强度理论，弯扭合成强度条件 1 （ 2 式中： 轴的计算应力， M 轴所受的弯矩， ； T 轴所受的扭矩， ； W 抗 弯 截 面 系 数 ， 3 根 据 其 截 面 的 形 状 1 ， 343 1 5 ； 1 轴的许用弯曲应 力， 12222 P 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 查轴的常用材料及其主要力学性能表可得 ，故安全 1。 因为加热辊最大工作压力不超过 以不需用进行刚度校核。 章小结 本章主要介绍了电加热辊结构组成以及其核心部件电加热管，简述了烫金的工作原理，并简单计算了轴的结构数据，还有分类和材料的选着，之后就是校核其强度。在书写过程中，查阅各方面的资料，让我对烫金机及其加热结构有了一个全面的、充分的、深刻的认识。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 3 章 基于单片机的测温系统设计 度传感器 度传感器的发展 传感 器 技术 在当今社会 的应用越来越广泛 了！之 中 以 温度传感器的应用 最为深 远 。 温度传感器 大致经历了 三个发展阶段：分立式 模拟集成 智能集成。 1821 年德国物理学家赛贝发明了热电偶传感器（既分立式）； 20 世纪 80年代模拟集成温度传感器问世； 20世纪 90 年代中期智能温度传感器亦数字温度传感器诞生。 度传感器 字式接口 度传感器是 团制造的一款单总线增强型，体小精度高 ，便宜易 接线，抗干扰能力强，封装成 后可应用于多种场合 。其转换精度达到九到十二位，可在 +125测温， 华氏是 257 华氏度 ， +85C 测温精度为 。一个温度测量体系中使用它，拥有线路简易、“一线总线”接口的特点，益常便利。 4位 度传感器、配置寄存器、温度报警器。 一是用寄生电源，此时 接地的， I/O 接单片机 I/O；另一种是 地而 电源 相连接，I/O 和 I/O 线连接。无论是哪一种， I/O 都要接在五千欧姆左右的上拉电阻上。 具独特的单接方式， 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 图 3部结构框图 测温原理 图 3温原理图 低温度系数晶振 高温度系数晶振 预置 斜率累加器 计数器 1 =0 计数器 2 =0 比较 预置 温度寄存器 64 位 单 线 接 口 控制逻辑与存储器 高速缓存 温度传感器 8 位 成器 配置寄存器 高温触发器 低温触发器 加 1 停止 位 /清除 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 度传感器与单片机的关系 使用单片机操控温度传感器进行实时测温并显示数值，并能够根据需求预设温度进行报 警。 系统框图如下图： 图 3统框图 使用温度传感器 单片机 本系统的中心来进行数据的采集、处理、显示、报警 。 别显示了目前的温度和温度的上下限以及温度计进行的时间。 路设计 片机引脚、复位电路与晶振电路 复位、晶振电路和单片机衔接成最小系统电路，所选连接方式确定合适引脚的选则。 单片机 引脚图如下 度控制 报警电路 温度传感器 时钟 /复位电路 显示电路 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 图 3单片机与 晶振电路有两个引脚相连。 （ 1） 反向内部时钟工作电路的输入与震荡放大器的输入。 （ 2） 来自反向放大器的输出 。 两种时钟形式，一为片上时钟振荡。另为外部时钟模式。晶振电路图如图 3示。 图 3晶振电路 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 别外接石英晶体与震荡电容，共之便成构成片内的时钟震荡方式。震荡周期与外接石英晶体周期相同。在时钟起震后，会生成某频率特定的时钟信息，单片机处理器根 据时钟信号完成自身工作。 两个电容的主要作用是校正波形，震荡器的作用是制造时钟震荡。而整个电路产生自激震荡。 复位电路中温度传感器有两种复位形式：上点复位、按键复位。在此采用按健复位，即使用一个复位电容搭配按健的组合令复位简捷。 引脚 于复位输入。在复位电路中电容作用复位后充电，而上拉电阻作用是限流护电路。 图 3复位电路 度采集 温控电路包含温度传感器及单片机 设计的主要目的就是将两者结合运作。 图 3硬件上的温感器与 两种连接方法：一为 接， I/O 与单片机 I/O 线相连， 地；另一为用寄生电源供电 10。此为一，如图 3示 : 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 图 3温度采集电路 警系统设计 直流电源供电，源蜂鸣器报警输出。当所测温度不在预设温度时，数据口响应并拉高电平，报警器产生作用，而另外一端则直接连接 3示为报警电路图。 图 3报警电路示意图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 序设计 程序设计 图 3主程序流程 主程序功能是对温度即时显现，读出并处理温度传感器测量的实时温度值，温度测量每周期循环一次。第二功能查询是否设置键被按下时，为了达到设定温的上下限，具体见图 3此可知整个程序中必须包含这几个部分：读写温度传感器、温度转换、温度数据处理等子程序。 Y Y N 初始化中断和定时器 开始 显示初始化 被按下？ 从 取温度并显示 温度极限 返回 执行报警程序 N 按键设置 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 度子程序 读出存储器中的数值并进行对比，不正确不读出温度数据。图 3其程序流程图。 图 3中央处 理器对温度传感器的访问程序为：重置温度传感器，再运作指令，之后操控。温度传感器每一步控制都要按照严格的工作时序与通讯协议来进行。 x=0; Y N 开始 初始化 取温度指令 温度转移成功？ 移入温度寄存器 单片机读取温度数据 结束 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 0; 0); 1; 4); x= 0); 程序将 延时准确，后提高 定是否重置完成。 另外一方面，由于温度传感器单线通讯功能不能同时进行并完成，且时间结构严密，因此读间写时顺序的重要性就显得非常突出。要想操纵读写，先得初始化。操纵 温测系统中，主机命令略过 发出同一的温换启码，就对所有 经一周期后，就可一一读取 7。此法 a,b; ; ); 0); ; ; ; a=); b=); ; b; =00+0 =-; =00/10+0=0+0 此程序将来自显现传达温度的信息。 章小结 本章简要剖析了通过单片机来控制温度的系统设计步骤及实现方式。须察阅相关资料来知晓这些物件的基础结构及主要性能等等。该系统的测温度范围是80温度检测系统依据使用者预设的 温度范围对特定范围内的温度进行测控。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 9 第 4 章 基于
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