电线成圈包膜技术是电线电缆行业的核心技术,成圈头是成圈包膜设备的最重要的核心部件之一,对电线电缆行业电线电缆成圈生产效率起着决定性的作用。目前成圈头的工作效率普遍不高,工作稳定性也比较低,大大制约了相关产业的发展。本课题在已有的成圈头基础上对其重新设计,并且论述其工作原理,进行理论分析,对于轴承关键部件易出现应力集中和易疲劳磨损的部位进行强度校核以及部件选材的分析,分析结果对工程应用有指导意义,有利于工程实际应用。

针对以往环模制粒机智能化程度低,模辊间隙的调整方式均是依靠工人手动调节的缺点,设计了一种环模制粒机模辊间隙自适应调整机构。首先,根据环模制粒机的工作原理设计了模辊间压力检测机构;其次,结合压辊偏心轴调隙原理设计了压辊组件和整体自适应调整机构,并根据设计参数对关键零部件进行相应的选型,然后设计了相关的控制系统,并根据控制结构原理,对控制系统进行模块选型;最后,通过生产试验验证了所设计的模辊间隙自适应调整机构的合理性与正确性。

间隙会导致运动副元素发生接触碰撞,从而对机械系统动力学特性产生较大的影响。针对高速精密机构中常见的运动副结构特点,建立一种含混合间隙特征的高速精密压力机传动系统的动力学模型,并考虑非线性接触特征的影响。将L-N模型和Coulomb修正模型引入到机械系统动力学方程中,采用Runge-Kutta法获得含混合间隙的高速精密机构动态特性,并在高速精密压力机试验平台上开展动力学性能试验,验证了此方法的正确性和有效性。在此基础上,分析输入转速、间隙尺寸等对含混合间隙高速精密机构非线性动态响应特征的影响规律。结果表明:运动副元素在高速精密机构运动过程中发生不同运动状态的来回切换,并会引起较大的冲击、碰撞;输入转速和间隙尺寸的变化会引起高速精密机构非周期性动态响应特征,引发混沌运动和跳跃现象。

针对自堆式螺旋速冻装置的输送带进行了结构分析和优化,分析了国产螺旋输送带结构上存在的不稳定因素,并对其进行了改进和优化,增加了上下侧链板的支撑面积,提高了侧链板整体刚度和抗变形能力;分析了输送带的自伸缩能力,得出带脚伸出长度要满足的条件。建立了输送带基本单元的有限元模型,在ANSYS Workbench中对其进行了静力分析和线性屈曲分析,分析结果表明：优化后的输送带变形量更小,最大应力减小,能承受的临界载荷提高约2-5倍。为提高输送带安全性、耐久性等可靠性特征提供了一定的参考。

螺旋滚动导轨是自堆式螺旋速冻机的重要功能部件。根据自堆式螺旋滚动导轨的工作原理对其空间位置和布局进行了分析,提出了螺旋滚动导轨合理布局需要满足的条件;基于Hertz接触理论,对螺旋导轨系统进行了受力分析和变形分析,并建立了导轨系统的接触刚度模型;以国产某自堆式螺旋速冻机螺旋导轨为分析对象,对所建立的模型进行了求解,得出在4种不同预紧力条件下外载荷同导轨系统相对变形、接触刚度间的关系,并分析了预紧力对导轨系统接触刚度的影响;通过建立导轨局部三维模型并对其进行有限元分析,验证了导轨系统接触刚度建模方法的合理性以及模型的正确性。