面向废动力铅酸蓄电池自适应拆解的变间距凸轮机构研究

发布时间：2024-03-01 19:00

　　现行的废动力铅酸蓄电池(以下简称动力电池)预处理回收工艺多采用电池整体破碎或半人工拆解的方式。前者在回收处理中产生的铅渣不仅会对环境造成二次污染,而且还导致电池各组分回收率低;后者虽不会产生铅渣,但效率低、劳动强度大、对工人身体伤害严重。为了解决上述问题,应对废动力电池回收业即将到来的爆发期,本文进行了绿色高效且能适应多种类型动力电池的拆解工艺研究,设计了提高拆解工艺适应性的变间距凸轮机构,并以此机构为对象展开研究,具体内容如下:(1)以绿色高效预处理工艺为指导,综合考虑多种动力电池结构特点及组成成分等因素,提出动力电池拆解要求,并以此要求制定拆解方案。通过动力电池拆解的可行性探究,完善拆解方案,并在此基础上规划自适应拆解工艺流程。(2)针对自适应拆解工艺中拆解装置难以调节切刀间距以适应多种类型动力电池槽体与极群组切割分离的问题,提出能调节切刀间距的变间距凸轮机构设计构想。并按照规范的凸轮机构设计流程,对凸轮机构进行完整设计。利用MATLAB软件仿真从动件运动方程,以验证从动件运动规律是否满足设计要求。(3)对变间距凸轮机构进行动力学分析,在全面分析受力的基础上,建立凸轮机构自锁条件的...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题项目的背景与意义
        1.1.2 预处理研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 变间距调节装置的研究
        1.2.2 凸轮机构综合的研究
        1.2.3 结构优化方法的研究
    1.3 论文主要研究内容
第2章 自适应拆解的变间距凸轮机构的设计
    2.1 自适应拆解工艺的研究
        2.1.1 项目用电池结构组成及特点分析
        2.1.2 自适应拆解工艺的方案设计
    2.2 从动件运动要求分析及凸轮类型的选择
        2.2.1 从动件运动要求分析
        2.2.2 凸轮类型的选择
    2.3 从动件运动规律的选择与求解
    2.4 凸轮轮廓曲线的设计
    2.5 结构设计与工作原理
    2.6 MATLAB仿真验证
    2.7 本章小结
第3章 变间距凸轮机构的动力学分析与优化
    3.1 变间距凸轮机构运动时的受力分析
    3.2 变间距凸轮机构的自锁性研究
        3.2.1 变间距凸轮机构自锁条件的建立及分析
        3.2.2 自锁系数对凸轮机构动力学性能的影响
    3.3 变间距凸轮机构动力学性能优化
        3.3.1 各关键设计参数对动力学性能影响
        3.3.2 各关键设计参数优选组合确定
        3.3.3 变间距凸轮机构的改进设计与建模
    3.4 本章小结
第4章 变间距凸轮机构的运动仿真与样机试验验证
    4.1 变间距凸轮机构虚拟样机的运动仿真
        4.1.1 接触碰撞理论模型
        4.1.2 虚拟样机仿真设置
        4.1.3 仿真结果对比与分析
    4.2 变间距凸轮机构可行性样机试验
        4.2.1 试验目的
        4.2.2 试验样机与仪器设备
        4.2.3 试验方法
        4.2.4 试验结果及分析
    4.3 本章小结
第5章 凸轮机构有限元分析及轻量化设计
    5.1 结构有限元静力学分析
        5.1.1 有限元静力学分析理论
        5.1.2 有限元静力学模型建立
        5.1.3 有限元静力学结果分析
    5.2 凸轮板结构拓扑优化
    5.3 凸轮板结构尺寸参数优化
        5.3.1 借助灵敏度分析确定优化设计变量
        5.3.2 试验设计及采集样本点
        5.3.3 建立Kriging插值法的响应面模型
        5.3.4 利用遗传算法求解最优解
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的科研成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3915682