船舶外板喷涂机器人雾化仿真及漆雾回收优化
发布时间：2022-02-24 04:56
高压无气喷涂是船厂外板喷涂主要使用的喷涂工艺方法。由于工人操作工艺的原因,手持喷枪进行喷涂容易产生较多的有毒漆雾且喷涂效率较低,使用喷涂机器人可以显著降低以上问题。国内外对喷涂机器人研究主要集中在附壁原理、搭载模式及轨迹规划等方面,对无气喷涂雾化效果及喷涂机器人漆雾防护回收技术的相关研究较少。针对此问题,本文对高压无气喷涂过程中的涂料雾化及漆雾回收过程开展研究,主要研究内容如下:（1）调研国内外已有外板喷涂机器人概念并分析其存在的优缺点,设计新概念爬壁喷涂机器人,从行走机构、功能模块及喷涂方法上提出新的解决方案,使得爬壁喷涂机器人概念进一步走向实用化。（2）建立喷嘴内腔体模型,分析0.43mm等效口径喷嘴内腔体的流动特性并与实验值进行对照分析。根据确定的计算模型计算船厂外板喷涂常用的等效口径为0.48mm及0.38mm喷嘴喷涂压力与质量流量之间的关系,为雾化及漆雾回收仿真研究提供计算参数。（3）借助fluent软件中离散相及Flat-Fan-Atomizer雾化喷嘴模型,研究涂料临界韦伯数及模型设置对雾化效果的影响。研究发现喷嘴长宽比设置对涂料雾化效果影响有限,临界韦伯数则能够表征涂料...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 船厂外板喷涂现状
1.2.1 外板喷涂工艺参数
1.2.2 喷涂工艺缺陷研究
1.3 喷涂机器人发展介绍
1.3.1 国外喷涂机器人研究进展
1.3.2 国内喷涂机器人研究进展
1.4 喷枪喷涂研究现状
1.5 课题研究主要内容与目标
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
2 喷涂机器人概念设计
2.1 机器人行走机构设计
2.1.1 搭载在高架车上的喷漆爬壁车装置
2.1.2 多框架曲面喷涂机器人
2.1.3 拖涂式爬壁喷涂机器人
2.2 功能模块设计
2.2.1 漆雾回收及供料系统
2.2.2 磁吸车控制装置
2.2.3 安全绳缆防护系统
2.3 双机喷涂无碾压轨迹作业方法
2.4 本章小结
3 高压无气喷涂雾化仿真模型
3.1 喷枪内腔体流动数学模型
3.2 涂料破碎模型
3.2.1 初次雾化数学模型
3.2.2 二次雾化模型
3.3 涂料碰撞破碎数学模型
4 喷嘴内腔体流场仿真模拟
4.1 物理模型及模型简化
4.2 网格划分及边界条件指定
4.3 仿真结果分析
4.3.1 0.43 mm喷嘴仿真模型验证
4.3.2 喷嘴喷涂压力与体积流量关系计算
4.4 本章小结
5 高压无气喷涂雾化仿真
5.1 雾化特性评价指标
5.2 喷涂工艺确定
5.3 仿真过程前处理
5.3.1 物理模型及模型简化
5.3.2 流场指定与网格划分
5.3.3 边界条件指定
5.4 喷涂参数确定
5.4.1 喷嘴长宽比对整体雾化效果影响
5.4.2 临界韦伯数对涂料雾化效果影响分析
5.4.3 破碎临界韦伯数的确定
5.5 雾化压力对雾化效果影响分析
5.5.1 雾化压力对液滴直径影响分析
5.5.2 雾化压力对液滴速度影响分析
5.5.3 液滴速度与液滴直径相关性分析
5.6 雾化压力对沉积特性的影响分析
5.6.1 雾化压力对冲击动能影响分析
5.6.2 雾化压力对沉积率影响
5.7 本章小结
6 漆雾回收系统优化
6.1 漆雾回收系统介绍
6.1.1 漆雾回收必要性分析
6.1.2 漆雾回收原理介绍
6.2 漆雾运动状态分析
6.2.1 漆雾液滴特性分析
6.2.2 漆雾运动范围分析
6.3 漆雾回收罩参数确定与回收效果仿真
6.3.1 回收罩参数确定
6.3.2 漆雾回收效果验证
6.3.3 回收罩存在的问题
6.3.4 回收罩设计改进
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3642022
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 船厂外板喷涂现状
1.2.1 外板喷涂工艺参数
1.2.2 喷涂工艺缺陷研究
1.3 喷涂机器人发展介绍
1.3.1 国外喷涂机器人研究进展
1.3.2 国内喷涂机器人研究进展
1.4 喷枪喷涂研究现状
1.5 课题研究主要内容与目标
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
2 喷涂机器人概念设计
2.1 机器人行走机构设计
2.1.1 搭载在高架车上的喷漆爬壁车装置
2.1.2 多框架曲面喷涂机器人
2.1.3 拖涂式爬壁喷涂机器人
2.2 功能模块设计
2.2.1 漆雾回收及供料系统
2.2.2 磁吸车控制装置
2.2.3 安全绳缆防护系统
2.3 双机喷涂无碾压轨迹作业方法
2.4 本章小结
3 高压无气喷涂雾化仿真模型
3.1 喷枪内腔体流动数学模型
3.2 涂料破碎模型
3.2.1 初次雾化数学模型
3.2.2 二次雾化模型
3.3 涂料碰撞破碎数学模型
4 喷嘴内腔体流场仿真模拟
4.1 物理模型及模型简化
4.2 网格划分及边界条件指定
4.3 仿真结果分析
4.3.1 0.43 mm喷嘴仿真模型验证
4.3.2 喷嘴喷涂压力与体积流量关系计算
4.4 本章小结
5 高压无气喷涂雾化仿真
5.1 雾化特性评价指标
5.2 喷涂工艺确定
5.3 仿真过程前处理
5.3.1 物理模型及模型简化
5.3.2 流场指定与网格划分
5.3.3 边界条件指定
5.4 喷涂参数确定
5.4.1 喷嘴长宽比对整体雾化效果影响
5.4.2 临界韦伯数对涂料雾化效果影响分析
5.4.3 破碎临界韦伯数的确定
5.5 雾化压力对雾化效果影响分析
5.5.1 雾化压力对液滴直径影响分析
5.5.2 雾化压力对液滴速度影响分析
5.5.3 液滴速度与液滴直径相关性分析
5.6 雾化压力对沉积特性的影响分析
5.6.1 雾化压力对冲击动能影响分析
5.6.2 雾化压力对沉积率影响
5.7 本章小结
6 漆雾回收系统优化
6.1 漆雾回收系统介绍
6.1.1 漆雾回收必要性分析
6.1.2 漆雾回收原理介绍
6.2 漆雾运动状态分析
6.2.1 漆雾液滴特性分析
6.2.2 漆雾运动范围分析
6.3 漆雾回收罩参数确定与回收效果仿真
6.3.1 回收罩参数确定
6.3.2 漆雾回收效果验证
6.3.3 回收罩存在的问题
6.3.4 回收罩设计改进
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3642022
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