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卷绕式真空镀膜机主要由卷绕系统、蒸发系统、真空系统、控制系统组成。上海大学机电一体工程有限公司自行研制的真空镀膜机在成品膜质量方面一直不甚理想,除去张力控制等控制系统因素外,影响成品膜质量的重要因素是卷绕系统中各轴之间的平行度。轴的静态刚性产生的挠度也影响到设备的蒸镀质量。同时各辊轴的误差(挠度、平行度)使系统工作时产生未知的附加张力,给系统的张力控制带来相当大的难度。因此,从机械方面考虑,我们必须对卷绕系统中各轴进行力与位移分析,尤其要对空间轴系的平行度误差进行计算、分析,从而根据数据结果对卷绕系统的各部分进行调整,提高整个系统的精度,从而提高成品膜质量。
本课题的主要任务就是对卷绕系统的平行度误差进行计算,用有限元法对卷绕系统中各轴进行应力、变形分析,找出一套检测空间各辊轴之间的平行度误差的方法,为最后调整整个卷绕系统的精度提供理论的参考数据。论文的内容如下:第一章简要介绍镀膜机以及它的发展现状;第二章讨论了一些影响镀膜机镀膜质量的一些关键因素和技术;第三章具体计算了卷绕系统中各辊轴的挠度和它们之间的平行度,并以此为根据优化了放膜展平辊的设计。第四章用有限元法对卷绕系统中的各辊轴进行分析。第五章利用光电测量原理提出了对平行度误差进行光电检测的可行性研究,并建立了控制软件系统的框架。
本论文研究的特点主要有以下几个方面:
1)根据平行度误差计算结果,对放膜展平辊重新进行了不同于传统方法的设计,运用后实际效果明显。
2)在对辊轴进行有限元分析的时候,建膜和分析分别在不同软件中进行,有效的实现了系统模型数据的相互连接。把子结构法和子模型法运用到ANSYS的有限元分析中,节省了资源,提高了分析效率。
3)对不同直径的辊轴用不同的测量方法以达到更高的检测精度。
4)本课题的研究对提高镀膜机的成品质量有一定的技术参考价值。