锭子装配中锭杆与锭盘压配变形机理研究

论文摘要

锭子是纺纱机上加拈卷绕的主要部件之一,为细长回转轴组合件,其主体是锭杆与锭盘。锭子属易损件,正常情况下,我国年需求量约为800万锭左右。目前国内普遍采用压入法过盈联接将锭杆与锭盘结合成回转体。由于存在着诸多对过盈装配工艺参数的影响因素,导致锭子压配后的变形增大,检测区域内径向圆跳动超差,近三分之一需要返修或剔除。因此分析研究锭子压配变形,提高装配精度对企业具有一定的现实意义。本文以细纱锭子(D32)为研究对象,在不考虑压装设备精度影响的前提下,重点分析其它装配工艺参数,尤其是过盈量对压配变形的影响。首先按照国标给定的公式,计算出现行工艺参数下理论极限过盈量,并以最大过盈量为参考值,确定三组不同过盈量为后续分析的主要参数;其次利用有限元理论及ANSYS软件,对锭子杆盘挤压装配过程进行模拟,得出三组不同过盈量下锭杆和锭盘的等效应力云图。在进行ANSYS软件模拟时,鉴于锭杆和锭盘是完全轴对称图形,以二维代替三维,简化运算以提高求解速度;考虑到杆盘的图形比较复杂,在网格划分时选用自由网格划分模式;在接触问题处理时采用了状态非线性分析中的面—面接触,进行模拟分析。最后通过试验得到了三组不同过盈量下,锭杆与锭盘检测位置的径向圆跳动误差,通过与计算和模拟情况的比对,其结果相互印证,说明分析研究结果是可信的。综合归纳起来,本文得出的研究结论为:D32锭子实际压配过盈量偏大,是造成近三分之一锭子返修的重要原因之一;实际压配过盈量下,锭杆结合部的应力小于锭盘,其最大应力与应变值仍然在弹性范围内,但锭盘结合部的应力值大大超出弹性范围;当压入量为2mm,最大过盈量为0.04mm时(接近计算得出的最大过盈量0.038mm),杆盘压配后的变形最小。本研究结果为企业改进锭子杆盘装配工艺,提高装配精度,提供了参考依据,同时也为后续锭子与锭杆自动装配系统的设计奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 背景及来源
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外课题研究领域的现状分析
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 研究的内容与方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 1.5 研究框架及内容安排
• 2. 课题研究相关理论
• 2.1 锭杆与锭盘材料特性
• 2.1.1 锭盘材料特性
• 2.1.2 锭杆材料特性
• 2.2 过盈联接基本理论
• 2.2.1 过盈联接定义
• 2.2.2 过盈联接的装配方法
• 2.2.3 过盈联接的影响因素
• 2.2.4 过盈量的获得
• 2.2.5 过盈量的计算
• 2.3 锭子装配要求
• 2.3.1 D32 锭子结构
• 2.3.2 D32 锭子装配路线
• 2.3.3 锭杆与锭盘压配变形对其性能指标的影响
• 2.3.4 锭杆与锭盘实际过盈量对其装配精度的影响
• 3. 锭杆与锭盘压配变形的有限元分析
• 3.1 建模及有限元划分
• 3.1.1 建模
• 3.1.2 网格划分及单元选择
• 3.2 接触分析处理和模型加载
• 3.2.1 接触问题处理
• 3.2.2 材料性能参数的设定
• 3.2.3 边界条件及载荷施加
• 3.3 分析结果和数据处理
• 3.3.1 求解器设置
• 3.3.2 分析结果
• 4. 锭杆与锭盘压配实验研究
• 4.1 实验方案拟定
• 4.2 锭杆与锭盘压配变形测定
• 4.2.1 实验器材介绍
• 4.2.2 实验参数确定
• 4.2.3 实验数据
• 4.3 对比分析
• 4.3.1 实验数据与计算数据的分析
• 4.3.2 实验数据与模拟数据的分析
• 5. 研究结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究创新点
• 5.3 研究展望
• 参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢