柔性薄膜对辊输送系统设计、机理分析及实验研究

发布时间：2017-09-16 11:36

  本文关键词：柔性薄膜对辊输送系统设计、机理分析及实验研究

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【摘要】：随着能源和环境的发展，燃料电池作为新型清洁能源之一获得广阔的市场前景。燃料电池膜电极（MEA）作为燃料电池的核心组件，其生产工艺需要满足较严格的要求。输送系统是MEA生产工艺各模块之间的纽带，对MEA的生产质量至关重要。本文以MEA中三层过渡膜为对象围绕薄膜输送系统设计、机理分析及实验研究开展工作。 首先，根据三层过渡膜的功能需求，设计了卷到卷的对辊输送系统方案。比较了三种对辊方案，确认气缸对辊结构较为合理。针对多套对辊的复合及进给系统，分别设计了气路独立控制方案和电路主从式的同步进给方案。 其次，通过数学模型和仿真模型对比了三种对辊的压力分布规律，结果表明：对辊接触分布力在工作区域呈现“凹形”类抛物线分布；金属辊表面包裹一层橡胶，或在此基础上增大辊轴直径及采用刚性好的辊轴材料均能改善对辊压力分布的均匀性。对实芯对辊进行预应力模态分析，预测对辊系统共振。同时，利用仿真优化了对辊辊形，使对辊工作区域的压力分布较为均匀，接着给出了测量摩擦力分布的实验方法。 然后，针对单对辊轴端压力不一致和双对辊轴线不平行工况，建立了薄膜跑偏数学模型，给出了利用纠偏惰辊进行薄膜纠偏的可行方法。 最后，研究了对辊输送系统初始布料调整规律，分析了双对辊输送系统中张力、速度、跨距和轴线夹角等参数对薄膜跑偏的影响，探讨了纠偏惰辊的安装位置和纠偏角度对薄膜跑偏的纠偏效果，结果表明：（1）为减小跑偏，应当适当增加薄膜张力，减小输送速度、跨距和轴线夹角；（2）纠偏惰辊应布置在双对辊中间并使对辊与薄膜的包角趋于0，，纠偏角度与对辊倾角大小相等、方向相反。 所研究对辊输送系统已经在燃料电池MEA特种叠层装备中实际应用，取得了良好生产效果。
【关键词】：薄膜输送 对辊压力分布 仿真优化 纠偏
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH22;TM911.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题背景、目的及意义9-12
• 1.3 国内外概况12-15
• 1.4 研究内容15-17
• 2 对辊输送系统设计17-27
• 2.1 输送系统方案设计17-20
• 2.2 对辊机械方案设计20-23
• 2.3 对辊控制方案设计23-26
• 2.4 本章总结26-27
• 3 对辊系统结构分析及优化27-50
• 3.1 对辊压力分布27-40
• 3.2 对辊预应力模态40-42
• 3.3 对辊结构仿真优化42-47
• 3.4 对辊摩擦力分布47-48
• 3.5 本章总结48-50
• 4 对辊输送系统跑偏研究50-62
• 4.1 单对辊跑偏研究50-55
• 4.2 双对辊跑偏研究55-60
• 4.3 双对辊纠偏研究60-61
• 4.4 本章总结61-62
• 5 对辊输送系统纠偏实验62-71
• 5.1 纠偏实验准备62-64
• 5.2 纠偏实验内容64-66
• 5.3 纠偏实验结果及分析66-70
• 5.4 本章总结70-71
• 6 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录78-79
• 附录 2 攻读硕士学位期间申请专利目录79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王安玲;刘福平;齐晓X;周振;樊振田;;辊状印刷机滚筒间油墨压力分布计算方法[J];包装工程;2009年01期

2 孔均仁;;未来能源之星——燃料电池[J];中国科技投资;2008年06期

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本文编号：862810