【摘要】：有結(jié)織網(wǎng)機是一種將大量網(wǎng)線編織成有結(jié)網(wǎng)片的自動化機械�？装暹\動機構(gòu)是有結(jié)織網(wǎng)機的主要組成單元之一,其功能為驅(qū)動孔板牽引經(jīng)線做上下和前后的復(fù)合運動而完成網(wǎng)線打結(jié)動作,故其性能的好壞直接影響著整機性能及有結(jié)網(wǎng)片的成品質(zhì)量。本文以孔板運動機構(gòu)為研究對象,對其運動/動力學(xué)性能進(jìn)行分析,討論了機構(gòu)運行過程中產(chǎn)生的異響、振動和運動不平穩(wěn)等問題的主要原因,并針對這些問題通過優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行改進(jìn),優(yōu)化了凸輪輪廓線的構(gòu)造方法,并借助智能仿生算法,對孔板單元凸輪連桿組合機構(gòu)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化。論文主要工作及結(jié)論如下:首先,分析了有結(jié)織網(wǎng)機的工作原理,剖析了孔板運動機構(gòu)的動作流程;基于自頂而下的協(xié)同設(shè)計方法,運用CAD軟件進(jìn)行孔板單元的三維模型構(gòu)建;基于現(xiàn)有孔板運動機構(gòu)的傳動方案,借助運動/動力學(xué)軟件,建立虛擬樣機并對其機械性能進(jìn)行了數(shù)值仿真分析,結(jié)果表明機構(gòu)中凸輪輪廓線的不規(guī)則性的設(shè)計使從動件的運動性能產(chǎn)生較大的波動,是導(dǎo)致該機構(gòu)運動平穩(wěn)性較差的主要因素。其次,針對孔板機構(gòu)中的凸輪構(gòu)件,摒棄現(xiàn)有的靠模加工的凸輪生產(chǎn)方法,綜合考慮凸輪曲線特征值的最大無量綱速度、加速度、躍度和轉(zhuǎn)矩,根據(jù)孔板機構(gòu)的具體運動要求,運用模糊綜合評價方法,確定出最符合孔板機構(gòu)性能要求的凸輪曲線,并在優(yōu)選的凸輪曲線基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)幅優(yōu)化;基于優(yōu)化后的擺臂從動件運動規(guī)律,在CAD軟件上進(jìn)行凸輪輪廓線的逆求解及建模,并將優(yōu)化后的凸輪元件裝配到原虛擬樣機裝配體中進(jìn)行仿真驗證,驗證了優(yōu)化方法的有效性。再次,針對孔板機構(gòu)中的凸輪連桿組合機構(gòu)綜合性能,對傳動主軸進(jìn)行性能分析與強度校驗,驗證主軸強度是否滿足要求以及在工作過程中是否穩(wěn)定;分析和研究影響組合機構(gòu)傳動性能的關(guān)鍵因素,在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建孔板上下運動機構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,研究數(shù)學(xué)模型的精確化表示方法,使其更利于程序設(shè)計和求解;基于NSGA-II算法對多目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解,確定一組最優(yōu)設(shè)計方案,并把新的設(shè)計方案帶入到裝配體模型中再次進(jìn)行仿真驗證,驗證了優(yōu)化方法的有效性。最后,總結(jié)了優(yōu)化后的新的整體方案,并試制了基于新方案的孔板運動機構(gòu)物理樣機,進(jìn)行了物理樣機的實驗驗證。結(jié)果表明:與優(yōu)化前相比,網(wǎng)片廢品率有一定的降低,孔板機構(gòu)異響問題得到控制,機構(gòu)運行平穩(wěn)性得到了提升,生產(chǎn)效率有一定程度的提高。綜上所述,本課題以有結(jié)織網(wǎng)機孔板運動機構(gòu)為研究對象,主要進(jìn)行了凸輪元件多特征量及凸輪連桿組合機構(gòu)整體傳動性能指標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計,改善了機構(gòu)的運動/動力學(xué)性能和傳動性能,改善了機構(gòu)的異響和振動的問題,提高了織網(wǎng)機的生產(chǎn)效率。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS103
【圖文】：

動性能和力學(xué)性能的目的。1.1.2 課題的來源本課題來源于某校企合作項目“大型高速高效智能化織網(wǎng)機的研發(fā)”，是該項目下孔板單元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化子項目。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 有結(jié)織網(wǎng)機研究現(xiàn)狀近代以來，隨著漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖與捕撈業(yè)的不斷發(fā)展，漁網(wǎng)的需求量正逐漸增加，自動織網(wǎng)機正逐漸取締傳統(tǒng)手工編織生產(chǎn)方式。第一臺有結(jié)織網(wǎng)機誕生于 1894 年的日本，而不久后的二十世紀(jì)初中村隆三研制出了新一代的織網(wǎng)機，這些成果是后來織網(wǎng)機發(fā)展和迭代的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)在日本大大小小的漁網(wǎng)制造企業(yè)有約五百家[4]。有結(jié)織網(wǎng)機的整體結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。

機構(gòu)工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時運用可協(xié)同的自頂向下方法完成了孔板機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原型設(shè)計，建立虛擬樣機進(jìn)行了初步的運動學(xué)性能分析。2.1 有結(jié)織網(wǎng)機工作原理分析生活生產(chǎn)中常用的網(wǎng)可以分為兩種類型：有結(jié)網(wǎng)和無結(jié)網(wǎng)。有結(jié)網(wǎng)片在受到外力作用時，其結(jié)節(jié)之間的距離不會變化，而無結(jié)網(wǎng)片收到外力作用時，經(jīng)線和緯線之間的交點位置在時刻變化。與無結(jié)網(wǎng)片相比，有結(jié)網(wǎng)片的穩(wěn)定性更好，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)養(yǎng)殖和漁業(yè)捕撈都有廣泛的應(yīng)用。結(jié)節(jié)的形成（即打結(jié)）是有結(jié)織物編織的關(guān)鍵。有結(jié)織網(wǎng)機是機、電、液混合的一種機械產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要包括機架、上鉤、孔板、傳動、壓結(jié)、卷網(wǎng)、液壓剎車、電氣控制、送經(jīng)、預(yù)抽、下鉤和梭箱十二個部分。其中經(jīng)線和緯線打結(jié)的動作主要由上鉤、下鉤和孔板運動機構(gòu)完成，如圖 2.1 所示。

、下鉤的共同運動形成網(wǎng)結(jié)，再通過卷網(wǎng)收集已織好的網(wǎng)片的主要部件有上鉤、孔板、下鉤、梳鉤、梭子和線盤。將網(wǎng)階段進(jìn)行說明[37]：圈：圖 2.2(a)所示為機構(gòu)初始位置，此時孔板拉動經(jīng)線上行圖 2.2(b)所示為上鉤擺動使經(jīng)線套到其鉤槽內(nèi)；圖 2.2(c)、2經(jīng)線下行，同時上鉤轉(zhuǎn)動使經(jīng)線成圈；如圖 2.2(e)所示為成圈(a)初始位置 (b)勾線 (c)上鉤轉(zhuǎn)動 90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2750154