打印机分纸胶辊的摩擦特性研究

发布时间：2017-11-01 23:10

  本文关键词：打印机分纸胶辊的摩擦特性研究

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【摘要】：胶辊是打印机设备中常用且易磨损的传输部件，其运行状态对打印机的效率及稳定性有着重要的影响。分纸胶辊与纸张间的摩擦是打印机完成分纸与送纸的基础，所以研究打印机分纸胶辊与纸张的摩擦特性对提高打印机效率、稳定性与成本具有重大的工程意义和经济效益。 首先，为了了解胶辊参数对分纸的影响，对分离轮式分纸机构进行了力学分析，最终得出当分纸胶辊与纸张间的摩擦系数大于分离胶辊与纸张间的摩擦系数，并且分离胶辊与纸张间的摩擦系数大于纸张间的摩擦系数时，分纸才能成功。利用RecurDyn仿真软件，对分纸过程进行建模与仿真，得到：胶辊的转速、压力以及与纸张间的摩擦系数对分纸效果影响较大。 其次，为了更好地了解胶辊外层橡胶的性能，搭建了蠕变实验平台，通过硅橡胶和丁腈橡胶的蠕变实验，确定了橡胶的本构模型——标准线性固体模型以及模型参数，通过丁腈橡胶的轴向压缩试验与仿真，得到适用于ANSYS仿真中的橡胶模型——Mooney-Rivlin模型。 再次，对胶辊与纸张间的摩擦特性进行了探讨，利用橡胶本构方程建立胶辊与纸张间滚动接触模型，通过理论计算，确立了胶辊与纸张间滚动摩擦系数公式与接触应力分布函数、接触宽度函数等。利用MATLAB软件对接触特性进行分析，并解释了现象出现的原因。利用ANSYS/LS-DYNA仿真软件对胶辊与纸张间的接触应力进行分析，为以后设计新形胶辊奠定基础。 最后，利用胶辊摩擦实验平台对硅橡胶与丁腈橡胶进行摩擦实验，，通过分析实验数据得出正压力与转速对橡胶滚动摩擦系数的影响。结合实验数据对理论公式进行修正，得到胶辊摩擦系数关于正压力、转速的经验公式。为了更好地了解胶辊摩擦特性，进行了磨损试验，对其表面宏观形貌、微观形貌、与纸张的接触宽度、摩擦系数、失重进行了探讨。
【关键词】：胶辊 分纸 滚动接触 摩擦系数 磨损
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 胶辊对打印机分纸效果的影响10-11
• 1.2.2 橡胶的滚动接触研究11-13
• 1.2.3 目前研究中存在的问题13-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 第2章 胶辊对分纸效果的影响15-24
• 2.1 打印机中的分纸模型15-16
• 2.2 摩擦分纸机理16-18
• 2.2.1 单张纸进入分纸机构16-17
• 2.2.2 多张纸进入分纸机构17-18
• 2.3 胶辊对分纸效果的影响18-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 胶辊材料的性能分析24-32
• 3.1 分纸胶辊常用橡胶材料24
• 3.2 胶辊包胶的黏弹性力学模型24-27
• 3.3 胶辊橡胶层的蠕变实验27-29
• 3.4 丁腈橡胶轴向压缩试验与仿真29-31
• 3.4.1 轴向压缩试验29
• 3.4.2 非线性有限元仿真29-31
• 3.4.3 试验与仿真结果分析31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 胶辊与纸张间纯滚动接触特性32-46
• 4.1 黏弹性胶辊与纸张滚动接触等效模型32-38
• 4.1.1 接触体的力学模型33-34
• 4.1.2 胶辊接触区的法向应力分析34-37
• 4.1.3 胶辊滚动摩擦系数分析37-38
• 4.2 胶辊与纸张接触特性宏观计算分析38-41
• 4.2.1 胶辊载荷和转速对滚动接触宽度的影响38-39
• 4.2.2 胶辊载荷和转速对接触宽度比的影响39-40
• 4.2.3 胶辊载荷和转速对滚动摩擦系数的影响40-41
• 4.3 胶辊与纸张间滚动接触的有限元分析41-45
• 4.3.1 胶辊、纸张的单元类型定义41
• 4.3.2 材料参数的设定41
• 4.3.3 定义接触41-42
• 4.3.4 建模、边界条件、载荷42
• 4.3.5 有限元结果分析42-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 胶辊滚动摩擦试验46-61
• 5.1 胶辊摩擦试验平台46-47
• 5.2 试验过程47
• 5.2.1 试样准备47
• 5.2.2 试验方案47
• 5.3 试验数据分析与处理47-55
• 5.3.1 试验误差分析47-48
• 5.3.2 转速对胶辊滚动摩擦的影响48
• 5.3.3 载荷对胶辊滚动摩擦的影响48-49
• 5.3.4 胶辊摩擦系数的试验值与理论值的对比分析49-51
• 5.3.5 胶辊滚动摩擦系数的试验数据拟合51-55
• 5.4 胶辊滚动摩擦磨损55-60
• 5.4.1 胶辊橡胶层的宏观形貌分析55-56
• 5.4.2 胶辊橡胶层的微观形貌分析56-58
• 5.4.3 滚动接触宽度分析58-59
• 5.4.4 滚动摩擦系数分析59
• 5.4.5 胶辊材料磨损量分析59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 王冰;王兆伍;;复印机摩擦力分离进纸的数值模拟[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年03期

2 先武,肖进;轮式分页输纸中的摩擦问题[J];重庆大学学报(自然科学版);1989年03期

3 吕仁国,李同生,刘旭军;橡胶摩擦磨损特性的研究进展[J];高分子材料科学与工程;2002年05期

4 于可深;石同智;;摩擦式点钞机摩擦材料的选择[J];机械工程师;1993年01期

5 王s

本文编号：1128921