纤维带增强热塑性管道缠绕机关键技术的研究

发布时间：2017-10-04 03:20

  本文关键词：纤维带增强热塑性管道缠绕机关键技术的研究

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【摘要】：随着复合管道在管道运输中的广泛应用,高质量新型管道的需求越来越大。纤维带增强热塑性管道使用纤维带代替传统丝状材料作为增强层,改变增强层原有的网孔结构,提升了管道的综合性能。该管道生产过程中最关键的是纤维带缠绕工艺,将纤维带以一定的螺旋角和张紧力双层半叠绕到内层基管上。缠绕机是完成缠绕工艺的专用设备,而目前国内缠绕机仅能用来缠绕丝状材料,设计拥有自主知识产权的缠绕机具有重要意义,本文针对纤维带增强热塑性管道缠绕机关键技术进行研究。1、介绍纤维带增强热塑性管道的生产工艺,研究纤维带缠绕的工艺要求,并针对换带前后纤维带在内层基管上连续缠绕功能,提出缠绕机的总体设计方案。2、分析缠绕过程中内层基管在纤维带张紧力作用下的应力情况,设计三滚轮支撑结构,并利用有限元方法分析该结构的可行性。3、分析缠绕机中纤维带的释放、转向和驱动问题,设计纤维转向驱动机构并计算机构所需的最大驱动力。4、分析缠绕机中纤维带的张紧要求,设计恒力张紧机构并详细介绍机构中支撑槽曲线的设计方法。5、基于PLC和触摸屏技术设计缠绕机电气控制系统,完成系统的软硬件设计并在EasyBuilder8000软件中设计触摸屏界面。
【关键词】：增强热塑性管道 缠绕机 有限元分析 恒力张紧
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ327;TQ055.81
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题的研究背景与意义8
• 1.2 课题的研究现状8-12
• 1.2.1 增强热塑性管道的发展动态8-10
• 1.2.2 增强热塑性管道缠绕机的研究现状10-12
• 1.3 论文的内容安排12-13
• 第二章 缠绕机总体方案设计13-19
• 2.1 增强热塑性管道生产工艺13-14
• 2.2 缠绕机的技术要求与总体方案14-18
• 2.2.1 技术要求14-15
• 2.2.2 总体方案设计15-17
• 2.2.3 总体结构布局17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 缠绕机中内层基管的支撑19-30
• 3.1 支撑距离的计算19-21
• 3.2 内层基管支撑处的受力分析21-23
• 3.3 三滚轮支撑的结构设计23-25
• 3.4 内层基管的有限元分析25-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第四章 缠绕机关键机构的设计与计算30-49
• 4.1 纤维带转向驱动机构30-39
• 4.1.1 转向驱动机构的工作原理30-31
• 4.1.2 纤维带转向驱动机构的驱动力31-37
• 4.1.3 转向驱动机构中关键零部件设计37-39
• 4.2 纤维带恒力张紧机构39-48
• 4.2.1 常用张紧机构简单介绍39-41
• 4.2.2 恒力张紧机构的方案设计41
• 4.2.3 恒力张紧机构的工作原理41-43
• 4.2.4 槽的轮廓曲线设计与计算43-46
• 4.2.5 关键结构设计46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 缠绕机电气控制系统49-61
• 5.1 控制系统的总体方案设计49-50
• 5.2 控制系统的硬件设计50-53
• 5.2.1 控制系统的主要硬件选型50
• 5.2.2 伺服电机的控制50-52
• 5.2.3 主分控制系统间信号传输52-53
• 5.3 控制系统的控制流程图53-57
• 5.3.1 主控制系统的控制流程53-54
• 5.3.2 正常缠绕控制流程54-55
• 5.3.3 换带控制流程55-56
• 5.3.4 分控制系统控制流程56-57
• 5.4 触摸屏设计57-60
• 5.4.1 触摸屏选用与连接57
• 5.4.2 触摸屏界面设计57-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-65

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本文编号：968336