1、 江苏科技大学 本科毕业设计 (论文 ) 学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 学生姓名 李远 班级学号 1140206314 指导教师 陈忠 二零一五年六 月 江苏科技大学本科毕业论文 丝束切断机结构设计及其控制系统设计 The design of Tow cutting machine and control system I （理工类）： 江苏科技大学 毕业论文（设计）任务书 学 院 ： 机械工程学院 专 业 ： 机械电子工程 学 号 ： 1140206314 姓 名 ： 李远 指导教师 ： 陈忠 职 称 ： 讲师 II 毕业设计（论文）题目： 丝束切断机结构设计及其控制系统设计
2、一、 毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等） 丝束切断机 由机 架（箱） 、 刀盘组件、压轮 、 气动模块及传动 等部分组成， 用于卷入丝束按短纤维规格长度切断 。 设计内容与要求 : 1） 文献检索，了解丝束切断机工作原理及常见结构型式，做文献综述； 2） 根据给定设计参数（可切断长度 38mm 短纤维、 65mm 中长纤维；切断速度 280m/min，可切断丝束总旦数 160 万旦；总体外型尺寸 1500LX1700WX1600H）进行机器结构设计； 3） 压轮气动系统及调速系统（张力调整，与曳引张力机联动）相关的电气控制图设计等。 4） 切断刀盘的
3、刀刃圆周直径为 649 毫米。 III 二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1. 毕业设计论文一份（不少于 1.6 万字）； 2. 外文译文一篇（不少于 5000 英文单词）； 3.二维机器总装图、非标零件图、电路图等折合 0 号图纸约 2张 4. 机器三维数字模型。 三、 完成日期及进度 2015 年 3 月 2 日至 2015 年 6 月 12 日 进度安排： 1、 3.2 3.10，查阅与消化资料，学习 丝束切断 机原理与现代设计方法，调查相关领域研究进展，完成开题报告； 2、 3.11 3.25，完成 丝束 机机架 （箱） 设计、传动方案选择，并完成英文资料翻译； 3、 3
4、.26 4.10 刀盘组件结构设计、传动设计 。 3、 4.11 5.10，设计压 轮 的气动控制系统原理图、布线图 4、 5.11 5.25，二维工程图绘制； 5、 5.26 6.6，撰写毕业设计说明书，并完成答辩准备工作； 6、 6.9，毕业答辩。 IV 四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等） : 1赵罘 等， SolidWorks 2014 中文版机械设计从零开始 M，北京，电子工业出版社， 2014 2 陈桂彬 等， 气动弹性设计基础 M，北京，北京航空航天大学出版社， 2010.1 3詹迪维 ， SolidWorks 快速入门教程 M， 北京， 机械工业出版社 2010 4周桂
5、存， 涤纶短纤维切断机张力控制技术研究及应用 J，电工技术， 2014.5 5 Weiwei Liu， Research on the Knowledge acquirement of Rapid Design for Mechanical ProductsJ， IERI Procedia， 2014.7 6 MD. Hazrat ALI， Design of Mechanical Actuator in 3D CAD SoftwareJ， Procedia Engineering， 2013 7 宋锦春 ， 液压与气压传动 M，北京，科学出版社， 2014.3 系 (教研室 )主任：（签章）
6、 2015 年月日 学院主管领导：（签章）年月日 江苏科技大学本科毕业设计（论文） I 摘要 伴随着人类科技的不断进步，各种新型的、高科技的生产原料也随即出现在各个生产领域，而伴随新产品出现的不只是合格的可利用的产品，同时也伴随有许多的次品、废品，这些不合格品由于和合格品的原料、质量、成本都相似，所以不可能将它们丢弃，而应该设法去加工再利用。 硬度低、纤维组织结构交织紧密、拉力大、形状不固定等是纺织纤维类制品的特点，因此想把纺织纤维材料进行切碎，剪断处理是一件非常麻烦的事。为了解决这个难题，人们研发了纤维切断机。 但 纤维的规格越短其所需要的加工精度就越高 ，因此作为生产 短纤维的设备，最关键
7、的就是如何能连续稳定且精确地将纤维材料切断到所需要的纤维长度。 本设计中的纤维切断机是将由曳引张力机提供的丝束经导丝器绕到刀盘上，然后经压轮加压，稳定的切断丝束的一种机器。 在设计过程中，综合运用了 solidworks 和 AutoCAD 等软件完成 切断机结构设计，其中涉及到了大量的 标准件选型、非标结构件结构设计。 最后运用所学的PLC 知识 ，完成气动系统的控制 设计。 关键词： 纤维切断； 控制系统 ； solidworks； PLC 控制 江苏科技大学本科毕业设计（论文） II Abstract Along with the continuous progress of human
8、 science and technology, new, raw materials for the production of high-tech ensue in all areas of production, and with the new product is not only qualified available products, also accompanied with many substandard and waste products, these substandard goods due to product and qualified raw materia
9、ls, quality, costs are similar, it is not possible discard them, and should try to reprocessing and utilization. Hardness is low, the structure of fibrous tissue intertwined closely, tension, shape is not fixed is one kind of textile fiber products, therefore, to the textile fiber materials were cho
10、pped, cut processing is a very troublesome thing. In order to solve this problem, people have developed fiber cutting machine. But fiber specifications in the shorter the machining accuracy is high, so as the staple fiber for the production of the equipment, the key is how to continuous and stable a
11、nd accurate the fiber material cut to the required length fiber. The design of fiber cutting machine is will be provided by the traction tension machine tow yarn guide around the knife on the plate and the pressure wheel pressure, stable cut tow of a machine. The design of fiber cutting machine is w
12、ill be provided by the traction tension machine tow yarn guide around the knife on the plate and the pressure wheel pressure, stable cut tow of a machine. In the design, the software such as AutoCAD and SolidWorks is used to complete the structural design of the cutting machine, which involves a lot
13、 of standard parts selection and structure design of non-standard structure. At last, the control design of pneumatic system is accomplished by using PLC knowledge. Keywords:fiber cutting； control system； PLC control； SolidWorks 江苏科技大学本科毕业设计（论文） III 目录 第 1 章 绪论 -1 1.1 纤维切断机的简介 -1 1.2 纤维切断机的分类 -1 1.3
14、 用 solidworks 设计的优点 -3 第 2 章 切断机的 结构设计 -4 2.1 切断机 机架 的结构设计 -6 2.2 刀盘的结构设计 -7 2.2.1 刀盘整体结构的设计 -8 2.2.2 刀盘限位元件的设计 -9 2.2.3 刀片的结构设计 -10 2.2.4 切断刀刀数的确定 -11 2.2.5 刀片与刀盘的养护 -11 2.3 切断机 驱动装置的设计 -12 2.3.1 电动机的选型 -12 2.3.2 蜗轮蜗杆减速器的选择 -13 2.3.3 联轴器的选择 -14 2.3.4 刀盘主轴的设计 -15 2.3.5 主轴轴承座的选择 -20 2.4 丝束导丝器的结构设计 -2
15、0 2.5 压轮部分结构设计 -21 2.5.1 压轮整体结构及要求 -22 2.5.2 气缸部分的结构设计 -23 2.5.3 滚轮部分的结构设计 -25 第 三 章 气动部分控制 系统的 设计 -26 3.1 PLC 控制系统的设计 -27 总结 -28 致谢 -29 参考文献 -30 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 1 第一 章 绪论 1.1 纤维切断机的简介 随着化纤行业的迅猛发展和市场需求的不断提升，人们对纤维产品的质量要求也随之提高。在很多应用纤维的领域都需要超短纤维例如将超短纤维用于手糊成型或模压成型等诸多应用领域对所需的纤维长度提出了更高的要求。 这些产品要求纤维形式和切断长
16、度的多样性。其广泛应用于卫生产品、无纺用品、造纸、油漆及混凝土等可塑性材料的增强等。 但 硬度低、 纤维组织结构交织紧密、拉力大、形状不固定等 是 纺织纤维类制品 的特点 ，因此想把纺织纤维材料进行切 碎，剪断处理是一件非常 麻烦的事。为了解决这个难题，人们 研发了纤维切断机。 纤维切断机作为 纺丝后处理生产线上一台主要设备， 是一种应用范围非常广泛的通用切断设备，它可以将多种不同类别的原料按照不同 的要求进行剪断处理，达到人们对于物料的需求，而且 对纤维切断长度质量指标影响较大。它将曳引张力机连续供给的丝束卷到切断刀盘上，经压轮加压，按照规定的长度进行切断，切断好的纤维既可作为成品打包。根据
17、不同的需要，选用不同的刀盘 及插入不同数目的刀片，可切断丝束长度成 38 毫米短纤维、 65 毫米中长纤维及不规则长度的毛型纤维等，切断机的正常速度为 280 米 /分，能够切断的丝束总旦数 160 万旦。 主要类型 分为旋转滚刀式纤维切断机、铡刀式切断机、平行刀片式切断机等。 1.2 纤维切断机的分类方式 根据切断前的丝束状态可将切断方式分为湿切断和干切断；根据切断机握持丝束的方法可分为沟轮式切断和滚压式切断 （一）湿切断和干切断 所谓湿切断，是将经过拉伸卷曲后的湿丝束先进性切断，然后再干燥定型。而干切断是将卷曲后的湿丝束先进性干燥定型，然后再将干丝束切断。 湿切断和干切断相比，具有如下缺点： 纤维的切断长度不易控制，超长纤维多； 油剂水份对橡胶压辊有影响； 切断后湿纤维开松不均匀影响定型的均匀性；
