在銅陽極板生產(chǎn)過程中,銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)在運(yùn)行過程中對銅液造成的晃動影響銅陽極板的質(zhì)量。因此,研究銅陽極板圓盤結(jié)構(gòu)特性和伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)對銅陽極板質(zhì)量的提升具有現(xiàn)實意義。對銅陽極板圓盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,將圓盤外驅(qū)方式改為內(nèi)驅(qū),增強(qiáng)圓盤運(yùn)行的穩(wěn)定性,并對圓盤徑向梁進(jìn)行設(shè)計、仿真和優(yōu)化,加厚了固定支撐板的厚度,同時設(shè)計板筋使應(yīng)力集中偏離危險區(qū)域,增強(qiáng)圓盤整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。通過熔融銅液液面的晃動分析對圓盤的運(yùn)動特性進(jìn)行研究,使用ICEM CFD軟件建立銅陽極板模具內(nèi)銅液的二維模型,對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。采用VOF（流體體積函數(shù)）方法結(jié)合UDF（用戶自定義函數(shù)）對銅液在不同運(yùn)動模型下的晃動進(jìn)行研究。銅液溫度在1200℃時,要求液面晃動的最大幅度為4mm,求得銅液的最大加速度a為0.056m/²。根據(jù)求得的銅液最大加速度,建立銅陽極板模具的運(yùn)動模型:S型運(yùn)動模型。圓盤驅(qū)動方式改為內(nèi)驅(qū)后,采用雙伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,對雙伺服消隙系統(tǒng)進(jìn)行研究。基于西門子CPU 1515T-2PN建立雙伺服主從同步消隙控制策略,設(shè)計力矩補(bǔ)償控制器,并對圓盤在運(yùn)行過程中的力矩變化進(jìn)行分析。在Adams... 

【文章來源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

銅陽在生產(chǎn)銅陽極板時，通過銅澆鑄設(shè)備將蕩邊毛

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1課題研究的背景和意義銅作為一種不可再生，但是可以重復(fù)利用的資源，在我們的日常生活中起著非常重要的作用[1]。而目前，完全取代銅資源是不可能實現(xiàn)的[2,3]。銅的產(chǎn)量主要是指精銅的產(chǎn)量，在火法冶煉[4]中，精銅是由銅陽極板通過電解產(chǎn)生的，將粗銅熔煉成銅陽極板作為陽極，純銅制成薄片（在工業(yè)生產(chǎn)中稱之為始極片）作為陰極，以硫酸和硫酸銅的混合液作為電解液，通電后，銅從陽極（銅陽極板）中溶解成銅離子(Cu2+)向陰極（始極片）移動，到達(dá)始極片后獲得電子從而在始極片表面析出純銅[5]，這里的純銅就是我們所介紹的精銅，也稱之為電解銅，這便是火法冶煉中精銅的生產(chǎn)過程[6]。如果想要提高精銅的產(chǎn)量，對銅陽極板的質(zhì)量必須提出要求。當(dāng)銅陽極板出現(xiàn)蕩邊、毛刺和飛邊等缺陷時，如圖1.1所示，在電解過程中，殘極率會增加，電解效率降低，影響企業(yè)的效益[7]。圖1.1銅陽極板的缺陷在生產(chǎn)銅陽極板時，通過銅澆鑄設(shè)備將熔融銅液澆鑄到模具內(nèi)（模具位于銅陽極板澆鑄圓盤上，簡稱圓盤，圖1.2是工廠制造圓盤的現(xiàn)場圖片，圖1.3是冶煉企業(yè)將圓盤應(yīng)用到生產(chǎn)中），而圓盤運(yùn)行的不穩(wěn)定，會造成模具內(nèi)的熔融銅液產(chǎn)生晃動，使得銅陽極板出現(xiàn)蕩邊、毛刺和飛邊等缺陷[8]，因此圓盤結(jié)構(gòu)特性和伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究在銅冶煉行業(yè)中顯得極其重要。當(dāng)銅陽極板蕩邊厚度過大或者毛刺飛邊過多時，精煉部門會將該銅陽極板認(rèn)定為廢板，對其返爐重鑄，浪費了很多的時間和資源。圓盤結(jié)構(gòu)特性蕩邊毛刺飛邊

銅陽極板澆鑄圓盤結(jié)構(gòu)特性及其伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)研究2和伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究可以提高銅陽極板的質(zhì)量，降低蕩邊的厚度，減少生產(chǎn)工序和人工成本。當(dāng)前，在銅澆鑄行業(yè)中，圓盤澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，事故率低，維修方便，占地面積小，因此應(yīng)用范圍很廣，而哈茲列特連續(xù)澆鑄機(jī)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)量大，僅在國外的一些大型冶煉廠占有一定份額，國內(nèi)的銅冶煉企業(yè)基本采用的都是圓盤澆鑄機(jī)[9]。本研究通過與煙臺同泰冶金設(shè)備制造有限公司合作，共同研發(fā)與改進(jìn)銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)。在目前自動定量澆鑄機(jī)的基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計適合該廠的銅陽極板圓盤結(jié)構(gòu)及其伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)。研制出穩(wěn)定可靠，操作簡單，銅陽極板蕩邊少，殘次率低的生產(chǎn)設(shè)備，對有色金屬冶煉業(yè)有著十分重要的意義。1.2銅陽極板澆鑄圓盤技術(shù)研究現(xiàn)狀隨著近些年來冶煉澆鑄行業(yè)自動化進(jìn)程的加深，澆鑄設(shè)備澆鑄的時間得到一定程度地縮減，冶煉澆鑄行業(yè)對圓盤的運(yùn)行速度和平穩(wěn)性提出了新的要求。傳統(tǒng)的控制方式和圓盤結(jié)構(gòu)制約了銅陽極板生產(chǎn)的時間，影響了生產(chǎn)效率，對銅陽極板的質(zhì)量提高造成了阻礙。因此，銅陽極板澆鑄圓盤結(jié)構(gòu)特性及其伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究是銅澆鑄行業(yè)自動化發(fā)展過程中必不可少的一步。1.2.1國外銅陽極板澆鑄圓盤研究現(xiàn)狀從圓盤的驅(qū)動方式上，國外圓盤技術(shù)的發(fā)展主要包含以下幾個方面。（1）中心齒輪驅(qū)動20世紀(jì)50年代，包括日本、芬蘭等很多國家都曾使用過圓盤中心齒輪驅(qū)動，局限于當(dāng)時電機(jī)及其控制技術(shù)，采用中心齒輪驅(qū)動時，電機(jī)啟停沖擊大，制動時圓盤穩(wěn)定性圖1.2圓盤制造現(xiàn)場圖1.3圓盤在冶煉工廠中的應(yīng)用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3124182