1、毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 渔网热定型机设计 概述 渔业资源是自然资源的重要组成部分，是人类食物的一个重要来源，它为从事捕鱼活动的人们提供了就业机会、济效益和社会福利。同时，渔业资源是发展水产业的物质基础，也是人类食物的重要来源之一。二十一世纪是海洋的世纪，而海洋中目前利用最多的，利用率最高的仍是渔业资源，渔业的发展必然带动渔网制造业的发展。海洋是浩瀚的，渔网在此对应下是如此之小，对渔网大型化的要求也就在继续，但在此情况下，传统的手织技术已远远无法满足需要，而且在渔网打结过程中，如何将结打完 后进行定型又成了关键问题，在此状况下，为满足实际需要，热定型机在各渔网编织厂应运而生。以
2、前的渔网一般都是人力编织，但是在随着生产力高度发展的今天，人力织网已经远远满足不了现代渔业的要求。于是自然而然地引入机械织网，但在机械编织过程中，所打的网结多数情况下不够牢固，致使网容易变形，于是渔网热定型机就应运而生 1。 网片自编网机编制后，由于诸多原因，不可避免的存在着目脚不平整、网结不紧、网目尺寸未完全达到设计要求等情况，必须经过拉伸热定型处理，在通过热定型消除纤维的内应力，利用纤维在高温牵伸中的热塑性，促使 结节牢固紧密，以达到外观平整美观，网目尺寸达到设计要求之目的 2。 那么何为热定型，其机理又是什么？热定型是使热塑性纤维及其混纺或交织物形态相对稳定的工艺过程，主要用于受热后易收
3、缩变形的锦纶或涤纶等合成纤维及其混纺物的加工。热塑性纤维的织物在纺织过程中会产生内应力，在染整工艺的湿、热和外力作用下，容易出现褶皱和变形。故在生产中 (特别是湿热加工如染色或印花 )，一般都先在有张力的状态下用比后续工序微高的温度进行处理，即热定型，以防止织物收缩变形，以利于后道加工。现代渔网、渔具多以合成纤维为原料编织而成，合成 纤维具有良好的热塑性，在编织加工时，纤维易发生收缩和折痕。又因为合成纤维具有良好的回弹性，织物一旦形成缩皱又很难出去。所以，织物在进行热编织加工后需进行热定型整理，使织物具有平整，挺括的外观效应。热定型的原理是利用热能的作用，使纤维分子引力减弱，消除纤维分子的不平
4、衡力，使织品中的纤维按照织物结构形态固定下来，不能随便移动。经过热定型的织物具有平整、紧密、挺浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 1 括、尺寸稳定性好、抗皱性强等优点。 浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 2 正 文 为保持渔业可持续发展 , 我国正在进行渔业产业结构调整 , 渔用绳网具、绳网机械制造业 有着广阔的发展前景 , 同时也存在着很多急待解决的问题及急需研究的课题。水产养殖业 , 特别是深海网箱养殖业的蓬勃发展、远洋捕捞、渔具渔法的改变、国际市场的需求 , 对渔网具产品的质量、数量、形式、材料强度和抗污腐性能提出了新的要求 , 也对绳网定型设备产品的质量、性能及运
5、行稳定性提出了更高的要求。我国的渔用绳网具热定型制造业面临着一个如何适应、调整和发展的问题。 1.热定型的基本概念 1.1 热定型的基本原理 热定型是使热塑性纤维及其混纺或交织物形态相对稳定的工艺过程，主要用于受热后易收缩变形的锦纶或涤纶等 合成纤维及其混纺物的加工。热塑性纤维的织物在纺织过程中会产生内应力，在染整工艺的湿、热和外力作用下，容易出现褶皱和变形。故在生产中 (特别是湿热加工如染色或印花 )，一般都先在有张力的状态下用比后续工序微高的温度进行处理，即热定型，以防止织物收缩变形，以利于后道加工。此外，利用热定型工艺并结合其他物理或机械作用还可以制得弹力纱 (丝 )、低弹纱 (丝 )和
6、膨体纱等纱线。 经过热定型的织物，除了提高尺寸稳定性外，其他性能也有相应变化，如湿回弹性能和起毛起球性能均有改善，手感较为硬挺；热塑性纤维的断裂延伸度随热定型张力的加 大而降低，而强度变化不大，若定型温度过高，则两者均显著下降；热定型后染色性能的变化因纤维品种而异 。 1.2 热定型的目的和作用 在纺丝和拉伸过程中，纤维所经历的时间很短，而大分子链段运动所需要的时间较长， 而且每个大分子及链段所处的原始状态不一样，在拉伸过程中其各自的形变情况也不一样。这样就有可能使在短暂的拉伸力作用下，某些大分子链处于紧张的拉伸状态，而另一些大分子链则处于松弛状态。处于相邻的不同状态的大分子或链段，一氢键或其
7、他形式的力相互作用，形成一些不稳定的联接点。拉伸结束后，这些形变便被冻结 在纤维内。这种纤维虽然强度高、伸度低，出事模量较大，但韧性和弹性较差，显得发脆。特别是纤维以后受热或受到湿处理使，大分子链段的运动又活跃起来，原来处于受力状态的大分子或链段，便会在内应力的作浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 3 用下产生收缩，使织物变形，所以这种纤维布符合纺织印染或加工的要求。因此这种纤维要经过热定型处理。由此可见，热定型的目的主要有三个： 1、提高纤维的形状稳定性。形状稳定性可用纤维在废水中的收缩率来衡量示，纤维收缩率越小，表示纤维在加工或使用过程中遇到湿热处理时，尺寸越不容易变动。 2、进
8、一步改善纤维的物理机械性能。如提高 连接强度、耐磨性等。 3、改善纤维的染色性能。 1.3 热定型的方式及工艺条件 根据热定型加热介质的不同，可分为热水定型，饱和蒸汽定型和干热定型等几个类型。 根据定性是纤维收缩状态的不同，热定型又可以分为： 控制张力定型：定型时纤维不收缩而有 1%左右的伸长。 定长定型：定型时纤维长度不变，不收缩也不伸长。 控制收缩定型 :定型时纤维有一部分收缩。 松弛热定型：定型时，纤维自由收缩。 热定型工艺条件：热定型要在较高的温度下进行，这样才能使大分子链段在定型过程中充分运动，并产生较为稳定而完整的结晶。因此， 高温短时的定型效果比低温长时效果显著，但定型温度也不能
9、过高，否则会破坏纤维原有的结构。一般定型温度是在高于玻璃化温度而低于熔点温度区间内进行。 浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 4 2、国内外渔网热定型现状及发展前景 2.1 国内外渔网热定型现状 国外自 80 年代开始，发达工业国家的渔网热定型设备制造业就十分发达，热定型设备技术已经趋于成熟，制造的渔网热定型机已具备了优良的性能。渔网热定型设备的机械设计结构也也已基本定型，产业结构开始调整，逐步从劳动密集型向技术密集型转变。发展到如今，渔网热定型产业结构科学合理， 能源消耗低、生产 制造周期短、环境污染少、对自然资源破坏力不大；企业总体规模大、技术创新能力强、管理水平先进， 产品设计
10、制造符合“绿色产品设计技术、仿真与虚拟设计技术、降低成本设计技术、快速设计技术、产品创新设计技术”理念。 中国热定型机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等 3 。 从什么角度分析中国热定型机产业的发展状况？以什么方式评价中国热定型机产业的发展程度？中国热定型机产业的发展定位和前景是什么？中国热定型机产业发展与当前经济热点问题关联度如何诸如此类，都是热定型机产业发展必须面对
11、和解决的问题 中国热定型机产业发展已到了岔口；中国热定型机产业生产企业急需选择发展方向。 由于我国国内热定型产业起步晚，产业依旧存在着一些问题，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业 国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等 4 。 面对这些渔网热定型机产业急需解决的问题，我国政府应该做到以下几点： 1) 在科技支撑计划或热定型行业专项中给予支持。 2) 政府和行业主管部门要加强市场监督和协调。 3) 加强渔网热定型机配件的标准化体系
12、建设。 4) 企业内部要建立企业标准管理体系。 5) 鼓励以引进、合作的方式与国外 ( 如日本等 ) 技术先进的渔网热定型机制造企业的技术和生产合作 , 加快我国渔网热定型机企业进入国际市场竞争的步伐 3。 2.2 国内热定型机发展前景 浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 5 我国加入 WTO后 , 欧美取消对华纺织品出口配额的限制 , 凭借中国绳网具制造业的生产规模和低廉的劳动力价格及相对优良的品质 , 这促进中国网具产品向国际市场 , 尤其是欧美市场进入。中国网具年出口量将以 15%的增幅递增 , 为国家创汇做出更大贡献。随着网具的国际市场需求的增加，同时带动了国内绳网机械的发展
13、，尤其是渔网热定型机。 由于前些年的大量进口和国产绳网机械的迅猛发 展 , 国内热定型机已基本达到饱和 , 但由于热定型设备的使用寿命所限 , 加之渔业产业结构调整所引发的渔用绳网具制造业的产品结构的调整 , 必然对渔网热定型制造业提出新的要求。我国渔网热定型设备制造业的主要任务应在原有基础上 , 继续做好产品的改进和提高及更新改造工作 , 使产品的性能更稳定 , 技术更先进 , 产量和标准化程度更高 , 维修服务更及时 ; 研制适应我国绳网具制造企业要求的网片热定型设备 , 以提高网片定型的整体质量水平 ; 应用计算机技术开发机电一体化定型机 , 提高机器的自动化程度和定型机系统的管理水平。
14、 虽然 我国的技术水平上还是落后其他国家，但我国凭借已有的渔业科技力量和制造能力，已基本实现国产化。并且，在近几年，我国也大量引进国外先进设备。通过对国外先进设备的研究和仿制，同样取得了可喜的经济效益和社会效益。 例如：我国也有像，山东同济机电公司，这样拥有一定技术水平的公司制造出了 HC-200型热风拉幅定型机。该定型机具有烘房有底，不落地安装，移门的特点。箱内风管，当门移开，能方便的提起，同时能触及链轨、链条，检修容易，烘房进出布口，采用负压设计，有效地阻止高热空气外逸及冷空气进入；每节烘房一只大直径轴流 循环风机，双速传动，风机前面设计成一空气斜面，形成良好的导流通道，风量大，喷出的风均
15、匀，穿透织物能力强；喷风嘴系利用 “浮动空气 “原理，气垫式设计给了织物以最小张力，适用于敏感织物和特宽产品；左右拉幅，独立交流电机变频调速传动，链条为套筒滚柱式，滑动部位装有含油耐磨粉末冶金青铜滑块，链轨由三层钢板感应焊制，其间润滑采用自动油泵数据控制；控制部分全部用进口部件。采用微电脑控制，交流变频驱动。温度控制系统选用进口智能温控仪表等。 所以，有了庞大的渔业产业做后盾，有了巨大的资金和科研力量的投入，我国的定型机也必将走 向更辉煌的明天。 浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 6 3 国内外渔网热定型设备及其功能分析 3.1 国外先进的热定型设备 现阶段国外已经有了较为先进的技
16、术，像德国： 德国门富士 MONTEX-6000 型拉幅定形机，除能保持自动调节喷气口宽度来适应织物不同幅宽，节省能源外，又改进为圆孔与狭缝喷口结合的 CADmtreamE 喷嘴适应加工无弹性的长毛绒和毛圈布织物，亦可避免染色后织物在定形过程中产生斑点和条花等疵病；强化上针效果，在原来上针之后，再用主动的毛刷长皮带轮（气动升降）压针，其传动与拉幅链条同步，这样可防止针眼的任何移动，毛刷皮带也无摩擦 ，寿命也就较长，适用于针织品种织物 6 。浆边装置，增设浆轮自动升降系统，当机器停车，浆轮自动下降入浆槽中，而浆轮继续旋转，机器重新启动时，浆轮自动升起至工作位置继续浆边。 还有德国布鲁克纳公司 P
17、OWER-LINE 型拉幅定形机 将供气与排气同自动气流控制相结合来实现最低能耗； MONTANA 喷嘴系统的高效能，使织物具有三维方向的移动和翻滚效果并使剩余收缩率降至最低；每只烘箱装二个加热单元和二套温控，以保温度均匀，喷风嘴可不需要工具移 动取出进行清理保养；布鲁克纳拉幅定形机有单层、双层或多层；传送链条系统有水平链条和垂直链条，水平传送链条有针板、布夹或针 /夹两用；加热方式除了燃气加热还有循环热油（载热油间接加热）、蒸汽、多种加热组合（如蒸汽 /燃气加热，蒸汽 /电加热）；左右拉幅链，独立 AC 电机变频调速传动，（亦可选用单传动）链条运行无油润滑，（可耐 10000h） 7 。链轨
18、钢板冲制，调幅丝杆每支独立电机调幅；可提供余热回收和废气净化系统。 3.2 国内常见渔网热定 型设备 国内目前在服役的渔网热定型设备基本上有以下几种： 渔网定型机，此设备有一个机架，机架的一端装有拉伸辊机构，另一端装有牵引辊机构，拉伸辊机构和牵引辊机构由设在机架上的动力及传动机构带动，并在拉伸棍机构中装有无级变速器，使拉伸辊和牵引辊的迴转不同步，让通过水槽的渔网处于受拉伸状态；拉伸辊机构和牵引辊机构之间的机架上安装了一个装有往复辊的能注水的热定型槽，热定型槽中设有加热装置。按钮开关分设在机架两端或四角。能安全、可靠、方便地完成渔网定型，省时、省力 8。 渔网定型釜，包括内壁有蒸气 分配管、外部
19、有各种工作接口的釜体，釜体底部有活动及浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 7 固定支座，行走装置中的固定车架前端有导向轮，后端通过釜盖连在行走小车上，拉伸装置中的导轨及由动力驱动的两组两侧有丝杆的传动杆设置在固定车架的上部，两组挂在网支座通过螺母旋合丝杆上，使挂网支座在导轨上相背运动。它能满足在任何温度压力下对渔网进行热定型工艺要求，具有网片质量好，使用操作方便的特点 9。 全自动渔网定型机 ,有一个电动机来带动机架上的主动牵引辊、主动牵引带动从动牵引棍和辅助棍，使机编渔网片可成束地被牵引拉直、拉紧、被拉紧，拉直的渔网片进入一个蒸汽加 热室中加热，则渔网片的丝结也被拉紧，网眼也被拉直
20、。成型后的渔网片再经空气冷却后，则渔网片的丝结与网眼定型。最后将定型的渔网片牵引至卷渔网的机架上卷成渔网片卷，即可按长度出售。经这种全自动渔网定型机加工后的渔网片具有网眼大小划一、渔网的丝结很紧不会松散的特点 10。 强制风冷渔网定型机由渔网牵引辊、渔网网丝舒展辊、渔网拉伸辊、渔网热定型箱、渔网后牵引辊构成的。而在渔网热定型箱箱内的上部装有三个牵引辊，在下部装有两个牵引辊；在渔网后牵引辊的下面机架上装上一台吹风机，吹风机的出风口的宽度与编织渔网的宽度相近，同 时使吹风机的出风口略向渔网热定型箱倾斜。采用强制风冷渔网定型机的有益效果是渔网成品的网目可以在热定型时适当加大，又可使渔网成品的网目挺括
21、平整，并在包装运输后保持成品渔网的色泽洁白而不会变黄 11。 纵向拉伸热处理机由拉伸机构、热处理装置和传动机构组成，拉伸机构包括导轨、小车及固定在小车上的挂网装置等，热处理装置为建在地面上的水泥结构的槽，渔网在放入热水的水泥槽中被拉伸后，经空气冷却定型。该设备主要用于定型粗线渔网网片，对重量较大的网片的处理尤为方便。 3.3 渔网与定型机 渔网在加工和定型过程中，应考虑 渔网的最大拉力进网、出网的速度差同时也能预防因近网和出网不同步造成渔网的堆叠和走偏问题，所以在进、出网的传动系统中加设无级变速器；渔网定型系统过载的自我保护，以防止因定形机拉力的过大导致渔网的断裂。在确保基本定型要求之外，还需
22、要配制电热加热或蒸汽加热，使网结的粘贴和定形更有效。在加设加热控制的同时，也要考虑相应的安全和过载保护功能。作为渔网材料的要求，相对应的温度不宜过大。 近年来新出现的，全自动渔网定型机是由一个电动机来带动机架上的主动牵引辊、主动牵引带动从动牵引棍和辅助棍，使机编渔网片可成束地被牵引拉直 、拉紧、被拉紧，拉直的渔网片进入一个蒸汽加热室中加热，则渔网片的丝结也被拉紧，网眼也被拉直。成型后的渔浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 8 网片再经空气冷却后，则渔网片的丝结与网眼定型。最后将定型的渔网片牵引至卷渔网的机架上卷成渔网片卷，即可按长度出售。经这种全自动渔网定型机加工后的渔网片具有网眼大
23、小划一、渔网的丝结很紧不会松散的特点。 强制风冷渔网定型机由渔网牵引辊、渔网的网丝舒展辊、渔网拉伸辊、渔网热定型箱、渔网后牵引构成的。而在渔网热定型箱箱内的上部装有三个牵引辊，在下部装有两个牵引辊；在渔网后牵引辊的下面机架上装上一台吹风机，吹风机的出 风口的宽度与编织渔网的宽度相近，同时使吹风机的出风口略向渔网热定型箱倾斜。采用强制风冷渔网定型机的有益效果是渔网成品的网目可以在热定型时适当加大，又可使渔网成品的网目挺括平整，并在包装运输后保持成品渔网的色泽洁白而不会变黄。 浙江海洋学院 工科类毕业论文 (文献综述 ) 9 4.基于三维 Pro/E 的渔网热定型机的设计 4.1 三维设计的发展
24、本文设计的是渔网热定型的传动部分。基于现在三维设计的发展，利用三维模型直观的观察传动过程及方式。在上世纪五、六十年代，用手工与图板设计。利用三视图的投影，绘制成二维的工程图。技术人员凭经验进行模具结构设计。到 了八十年代，开始应用计算机数控（ Computer numerial control， CNC）的加工中心机床，及 CNC 的线切割和注射机。键盘和显示屏替代了旋钮和指示盘。数控编程由计算机经过软件辅助完成。 12 当时用 Auto CAD绘图软件，绘制工程图。只是用电子图板替代木制图板；用键盘和鼠标替代铅笔，使工程图的图面线条的质量有所提高。省去了描图晒图。计算机辅助设计的作用并不明显
25、。 在本世纪初 ,三维设计软件的面世 ,使得计算机辅助设计在 制图中作用更加显著。现在使用的较为高端的三维软件主要有： UG、 CATIA 和 Pro/E。略微低端的有 Solidworks、 SolidEdge、MechanicsDesktop（ MDT）、 Inventer 等，这些软件相对高端的制图软件价格比较低，操作简单，但是功能也相对有限。本毕业设计中主要运用 UG 软件进行三维模型设计。该软件采用自顶向下的设计方法，可动态模拟装配过程，它采用基于特征的实体建模，具有中英文两种界面，其先进的特征树结构使操作简便和直观。它实现了零件的配关系，避免零件之间的干涉。 。 4.2 Pro/E
26、ngineer 软件的介绍 Pro/Engineer 软件是美国 PTC(参数技术公司 )公司推出的工程设计软件，简称 Pro/E。其功能强大，参数化特征造型使其占据的三维设计领域的软件市场份额越来越大，尤其在我国的 CAD/CAM 研究所和工厂得到了广泛应用。它的技术特点就是参数化管理，所有的算法都是失量化的，三维与二维图形元素间具有关联性，是目前不可多得的计算机辅助设计软件。Pro/E 经过了 20,2000i,2000i2 等版本的不断升级，也随着该公司对其他相关技术公司的合并进程，很多新功能都引人进来，因此使 Pro/E 的强大功能对所有产品开发者都具有高度的可用性。从 “拖动操作 “到 “智能制图 “，简化并精练了用户对 Pro/E 的体验过程。简洁而直观的工作流程把常规操作中鼠标移动距离和菜单打开次数大大减少了。并且把行业中功能最强大、最高效的工具应用到用户所有的设计任务中。 Pro/E 还引用了行为建模功能 :一种全面的、目标驱动的设计工具，能让工程师通过捕捉的设计要求和目标，来最佳地驱动产品的开发过程。也包括了一些在整个装配过程中评估行为的功能。在装配零件时，设计人员可以快速简
