[發(fā)明專利]零速接紙機(jī)儲紙輥及其靜動態(tài)分析方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076084.8
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN103324769A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐錦平;陳永亮;趙永杰;李昇平;顧佩華;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué);汕頭輕工裝備研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

1.一種零速自動接紙機(jī)儲紙輥，包括浮動輥與固定輥，其特征是：所述浮動輥在工作過程中可以根據(jù)需要向固定輥移動或者遠(yuǎn)離固定輥，所述固定輥與浮動輥這兩種類型的輥徑不相同，輥均采用中空設(shè)計，輥壁厚度為3——8mm。

2.如權(quán)利要求1所述的零速自動接紙機(jī)儲紙輥，其特征是：輥壁厚度最優(yōu)值為6mm。

3.一種零速接紙機(jī)儲紙輥靜態(tài)分析方法，包括：

紙張在各輥子間傳送時的受力過程可等效為帶傳動的受力過程，各輥轉(zhuǎn)動前，紙張受力為簡單的預(yù)緊力F0，任何一紙張截面上僅受相同的預(yù)緊力F0，輥子運(yùn)轉(zhuǎn)后，緊邊拉力為F1，松邊拉力為F2=F1-F，F(xiàn)為傳動有效圓周力；

紙張最大控制張力為8—60KG/全幅寬，為對輥子的彎曲變形進(jìn)行安全校核，此處取輥子兩邊力均為60kg即600N，當(dāng)傳動過程中紙張對輥子的包角為180°時，紙張對輥的壓力最大即1200N，故以下對兩種輥子的校核中均采用1200N壓力，下面采用有限差分法計算撓度；將輥筒左右兩側(cè)軸部分分別兩等分，中間輥筒部分7等分，同時算出中點(diǎn)最大撓度，已知邊界條件為????????????????????????????????????????????????；；；與所承受的載荷均對稱于支撐中點(diǎn)的截面，可知；；；；；，因此以將問題簡化為求撓度未知量的線性方程[3],根據(jù)彎曲梁彎矩與撓度曲線的關(guān)系得,即

根據(jù)材料力學(xué)中的有限差分方程：?

（1）

由（1）式列出各個差分方程，綜合得到以下矩陣方程：

（2）

然后根據(jù)材料力學(xué)力矩平衡得出?的表達(dá)式；

再求出截面慣性矩：；2點(diǎn)至6點(diǎn)，截面無變化，；將所有已知數(shù)據(jù)代入矩陣方程，得（單位um）：

?

其中負(fù)號表示變形方向向下，

再取一系列壁厚值按照上述方法計算得到結(jié)果見表2，

采用有限元法計算撓度，

用Solid?works軟件建立滾筒模型，兩端加載圓柱約束，其中一端周向自由，

在輥筒面上加載5700Pa的均布面載荷，并保持L不變，輥筒外徑不變，L1不變，取一系列壁厚值計算最大撓度，結(jié)果見表2。

4.一種零速接紙機(jī)儲紙輥動態(tài)分析方法，包括：?

將第①③段等效為一中點(diǎn)處截面直徑的圓柱體，其慣性矩計算見3.1部分；將輥筒模型從聯(lián)結(jié)處切開（慣性矩發(fā)生變化的截面）分割為①②③三個子結(jié)構(gòu)，①③段幾何、材料屬性相同，設(shè)其等效為彈性模量為E1，密度為ρ1，長度為L1，單位長度質(zhì)量為m1的等截面梁；③等效為彈性模量為E2，密度為ρ2，長度為L2，單位長度質(zhì)量為m2的等截面梁；

采用自由界面模態(tài)綜合法，則子結(jié)構(gòu)①③為懸臂梁，子結(jié)構(gòu)②為兩端自由的梁；首先分別建立三個子結(jié)構(gòu)的模態(tài)表達(dá)式，由于懸臂梁及兩段自由的梁的振型函數(shù)（主模態(tài)）比較復(fù)雜，這里采用瑞利-李茲假設(shè)振型法求其近似解，

所假設(shè)的振型函數(shù)只需滿足邊界條件即可；

以下建立各個子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程并將其轉(zhuǎn)換為模態(tài)坐標(biāo)；?（a）建立子結(jié)構(gòu)①的運(yùn)動方程并將其變換為模態(tài)坐標(biāo)

取其振型函數(shù)，導(dǎo)出它以廣義坐標(biāo)p1=[p1?p2]T表達(dá)的自由運(yùn)動方程為????（3）；

求得[5];

子結(jié)構(gòu)③的運(yùn)動方程同①；

（b）建立子結(jié)構(gòu)②的運(yùn)動方程并將其轉(zhuǎn)換為模態(tài)坐標(biāo)；

對于子結(jié)構(gòu)②，取其振型函數(shù)為，

由于該子結(jié)構(gòu)兩端自由，應(yīng)該考慮它的剛體模態(tài)：沿y2方向的平移；繞自由端轉(zhuǎn)動，再求出；

（c）將子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程堆集起來并進(jìn)行坐標(biāo)變換以廣義模態(tài)坐標(biāo)表達(dá)整個結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程，

未建立連接條件的運(yùn)動方程為：???????????????????????（4）

子結(jié)構(gòu)①②剛性水平聯(lián)結(jié)，確立約束條件并寫成矩陣形式，有

??????????????????????????????????（5）

方程（5）有五個坐標(biāo)p1~p5，但需滿足三個約束條件，故其中僅有兩個坐標(biāo)是獨(dú)立的，可任取其中的三個作為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)q，

如果我們?nèi)?

進(jìn)行坐標(biāo)變換得：????????????????????????（6）

對方程（4）進(jìn)行式（6）所列的坐標(biāo)變換，得?

???（7）

用Matlab編程求解此方程。