织物真空夹持输送关键技术研究

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近年来,纺织品制备向信息化、智能化、自动化的方向发展,织物的自动吸附夹持和移位是有待解决的技术关键之一。现有夹持织物技术包括机械夹持、静电吸附夹持、真空吸附夹持等。但是对于夹持输送织物这种具有透气、柔软等特殊性质的材料来说,现有夹持输送技术尚存在可靠性差、缺乏设计依据等问题。真空吸附夹持以其体积小、高效、质量轻、不易损伤工件、结构紧凑等优点,应用广泛。为此,本文针对织物真空吸附夹持,开展相关理论与试验研究,可为织物加工过程中织物的自动吸附输送系统的设计提供参考。具体内容如下:
  (1)首先分析了织物真空夹持输送技术,提出了织物夹持输送存在的问题。通过对国内外关于织物夹持输送技术研究现状的分析讨论,提出了本文的研究思路。
  (2)对真空吸附夹持织物的工作原理进行了理论分析,从空气动力学理论的角度,判别流体流动状态;对真空吸盘夹持与释放织物进行了力学分析;同时分析了织物的密度与透气性的关系。
  (3)根据吸盘内流体流动方式,建立真空吸盘求解的数学模型。利用Solidworks建立吸盘流场模型,在FLUENT软件中进行真空吸盘(速度、压力)仿真计算,考察了吸盘腔体厚度、吸附孔大小、吸附孔导程、吸附孔分布等因素对吸盘内流场速度与压力分布,得出了改善吸盘工作稳定性的合理参数。
  (4)设计了一套织物夹持自动输送系统,首先根据织物输送系统的要求和特点,规划了整体运动方案,进而设计真空吸附系统;然后,根据真空吸附系统,设计了系统零部件,其中设计了多种结构尺寸的真空吸盘;同时,根据输送系统的运动要求,设计了基于PLC的控制系统,编制了控制程序。
  (5)试制了真空夹持织物自动输送样机,并进行试验研究,试验选择7种不同密度的纯棉织物,测量了透气性、厚度、气流阻力等关键参数;固定吸盘结构时,试验考察不同透气性、密度织物与负压的关系;固定织物透气性,考察不同吸盘结构与负压的关系;选择不同种类的织物,考察织物透气性、厚度与负压的关系。通过仿真试验,实现了工作时一次只夹持单张织物并进行输送移位的要求。
  (6)对本文所作的研究工作进行总结,提出本文后续的研究方向。
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