MW1050自动烫印模切机间歇输纸系统的动态研究
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摘要
自动平压模切机是包装印刷工业中重要的表面整饰加工设备。间歇输纸机构是自动平压模切机的核心工作部件，其性能的优劣将直接影响模切机的模切精度和工作速度。本文以上海亚华印刷机械有限公司生产的MW1050自动烫印模切机的间歇输纸机构为研究对象，运用现代动态设计分析理论和数字信号分析理论，对其动力学性能进行研究。主要内容及创新之处有：
1、应用集中质量法建立该机构的单自由度动态模型。并根据机构实际几何参数计算出模型的等效质量、等效刚度及固有振动频率；
2、运用机械工程测试方法构建了该机构实际运行状态的测试系统，编制了相应的数据采集程序，并对一台MW1050自动烫印模切机进行了实测，获得了大量有用的数据资料；
3、根据实测采集到的数据资料，运用试验建模理论，对该机构单自由度有阻尼动态模型进行参数识别，并与理论动态模型参数进行对比，不仅得到了更为精确的动态响应微分方程，还验证了集中质量建模方法在该机构研究中的适用性；
4、根据所得到的动态响应微分方程，对该机构进行动态响应数值方法的仿真求解，并运用谐波分析法计算了该机构的谐波共振阶次及谐波共振幅值；
5、通过对动态响应结果的分析，得出了影响该机构精度与速度的主要原因是
西安理工大学硕士学位论文
系统等效刚度较低，并为厂家提供了一些改进措施。
通过本课题的研究，不仅为实际工程中自动平压模切机的优化设计提供了相
应的理论基础，同时也为进一步开发该设备的运行状态监测系统奠定了坚实的基
石出。
Automatic Die Cutting is one of important devices for dealing with the surface in packing printing industry and intermittent paper feeding system is one of it's key components, which performance has a direct effect on the accuracy and the speed of Die Cutting. In this article, the kinetic characteristic of the intermittent paper feeding system of MW1050 Automatic Die Cutting produced by Shanghai Yahua Printing Machine Ltd. Co. was discussed in virtue of modern dynamic design analytics and digital signal analytics. The main contents and innovation are as follows:
1. Centralized mass method was used to get the single-free-degree dynamic model of the mechanism and equivalent quality, equivalent rigidity and inhere vibrant frequency of the model were solved according to actual geometrical parameters.
2. A testing system of actual running state of the mechanism was built using mechanical engineering testing methods and the corresponding program for collecting data was designed, which were applied to a MW1050 Automatic Die Cutting to measure actually and lots of datum available were obtained.
3. According to the datum measured above, the modeling examination theory was used to solve the parameters of the single free-degree damped dynamic model which were then compared with the theoretical parameters. Thereby, not only were dynamic response differential equations more accurate, but also it turned out to be valid to introduce centralized mass method into the analysis of the mechanism.
4. With the differential equations above, a simulated solve was got by dynamic response numeric methods. Then the syntactic order and the syntactic amplitude were worked out using syntactic analytics.
5. The dynamic response results were analyzed and one of the chief reasons was discovered, i.e. the equivalent rigidity of the system is lower. Finally, some modified measurements were suggested to the manufacture.
The thesis not only provide certain theoretical basis for the optimal design of Automatic Die Cutting, but also lay a foundation for further development of running state inspecting system of the device.
1、应用集中质量法建立该机构的单自由度动态模型。并根据机构实际几何参数计算出模型的等效质量、等效刚度及固有振动频率；
2、运用机械工程测试方法构建了该机构实际运行状态的测试系统，编制了相应的数据采集程序，并对一台MW1050自动烫印模切机进行了实测，获得了大量有用的数据资料；
3、根据实测采集到的数据资料，运用试验建模理论，对该机构单自由度有阻尼动态模型进行参数识别，并与理论动态模型参数进行对比，不仅得到了更为精确的动态响应微分方程，还验证了集中质量建模方法在该机构研究中的适用性；
4、根据所得到的动态响应微分方程，对该机构进行动态响应数值方法的仿真求解，并运用谐波分析法计算了该机构的谐波共振阶次及谐波共振幅值；
5、通过对动态响应结果的分析，得出了影响该机构精度与速度的主要原因是
西安理工大学硕士学位论文
系统等效刚度较低，并为厂家提供了一些改进措施。
通过本课题的研究，不仅为实际工程中自动平压模切机的优化设计提供了相
应的理论基础，同时也为进一步开发该设备的运行状态监测系统奠定了坚实的基
石出。
Automatic Die Cutting is one of important devices for dealing with the surface in packing printing industry and intermittent paper feeding system is one of it's key components, which performance has a direct effect on the accuracy and the speed of Die Cutting. In this article, the kinetic characteristic of the intermittent paper feeding system of MW1050 Automatic Die Cutting produced by Shanghai Yahua Printing Machine Ltd. Co. was discussed in virtue of modern dynamic design analytics and digital signal analytics. The main contents and innovation are as follows:
1. Centralized mass method was used to get the single-free-degree dynamic model of the mechanism and equivalent quality, equivalent rigidity and inhere vibrant frequency of the model were solved according to actual geometrical parameters.
2. A testing system of actual running state of the mechanism was built using mechanical engineering testing methods and the corresponding program for collecting data was designed, which were applied to a MW1050 Automatic Die Cutting to measure actually and lots of datum available were obtained.
3. According to the datum measured above, the modeling examination theory was used to solve the parameters of the single free-degree damped dynamic model which were then compared with the theoretical parameters. Thereby, not only were dynamic response differential equations more accurate, but also it turned out to be valid to introduce centralized mass method into the analysis of the mechanism.
4. With the differential equations above, a simulated solve was got by dynamic response numeric methods. Then the syntactic order and the syntactic amplitude were worked out using syntactic analytics.
5. The dynamic response results were analyzed and one of the chief reasons was discovered, i.e. the equivalent rigidity of the system is lower. Finally, some modified measurements were suggested to the manufacture.
The thesis not only provide certain theoretical basis for the optimal design of Automatic Die Cutting, but also lay a foundation for further development of running state inspecting system of the device.
引文
[1] 魏瑞玲。印后原理与工艺。印刷工业出版社，1995。
[2] 管荣法，汤从心。凸轮与凸轮机构基础。国防工业出版社，1985。
[3] 彭国勋，肖正扬。自动机械的凸轮机构设计。机械工业出版社，1990。
[4] 石永刚，徐振华。凸轮机构设计。上海科学技术出版社，1995。
[5] [日]牧野洋。自动机械机构学。胡茂松译。科学出版社，1980。
[6] M.P.柯斯特。凸轮机构的振动。管荣法译。安徽科学技术出版社，1992。
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[8] Fan Y. Chen。Mechanics and Design of Cam Mechanisms。Pergamon Press,1982。
[9] 王用道。模型化凸轮系统动态综合分析与设计。四川科学技术出版社，1986。
[10] 殷鸿梁，朱邦贤。间歇运动机构设计。上海科学技术出版社，1996。
[11] 于云满，张敏，张义选。精密间歇机构。机械工业出版社，1999。
[12] 王鸿恩。机械动力学。重庆大学出版社，1989。
[13] 杨基厚。机构运动学与动力学。机械工业出版社，1987。
[14] 孙桓，傅则绍。机械原理(第四卷)。高等教育出版社，1988。
[15] 杨景义，王信义。试验模态分析。北京理工大学出版社，1990。
[16] 李德葆，陆秋海。实验模态分析及其应用。科学出版社，2001。
[17] [丹]J.T勃劳希。机械振动和冲击测量。沈小白，石沅，吴月明译。同济大学出版社，1993。
[18] [德]H.G.纳特克。时间序列和模态分析的理论与实践导论。范宗喜，吴祖玉译。电子工业出版社，1988。
[19] 周传荣，赵淳生。机械振动参数识别及其应用。科学出版社，1989。
[20] 陈庆生。冲击振动理论与应用。国防工业出版社，1989。
[21] 傅志方。振动模态分析与参数识别。机械工业出版社，1990。
[22] 梁德沛。机械参量动态测试技术。重庆大学出版社，1987。
[23] [德]F.胡勒兹沃希，G.默勒兹尔。机器动力学测量技术。钟曼君，肖云龙译。中国铁道出版社，1984。
[24] 候国章。测试与传感技术。哈尔滨工业大学出版社，1998。
[25] 朱伯申，张炬。数字式传感器。北京理工大学出版社，1996。
[26] 武纪燕，刘振东，杨润生，李洪儒。现代控制元件。电子工业出版社，1995。
[27] 张思。振动测试与分析技术。清华大学出版社，1992。
[28] 师汉民，谌刚，吴雅。机械振动系统。华中理工大学出版社，1989。
[29] 曹坤，郝奎，夏超英。ADMC401测速分析及实用算法。电气自动化，4，2001，23——25。
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[31] 卢文祥，杜润生。机械工程测试信息信号分析。华中理工大学出版社，1989。
[32] 张志涌。精通MATLAB 5.3版。北京航空航天大学出版社，2000。
[33] 和克智。C++程序设计。西安交通大学出版社，1995。
[34] 吴新余，周井泉，沈元隆。信号与系统——时域、频域分析及MATLAB软件的应用。电子工业出版社，1999。
[35] D.J.EWINS,Keynot Address,Uses and Tbuses of Modal Testing,Proceedings of the 3~(rd) International Modal Analysis Conference,Orlando Florida,1985。
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