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汽车尾气催化器专用锯床锯切工艺系统的优化研究
| 论文题名： | 汽车尾气催化器专用锯床锯切工艺系统的优化研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;尾气催化转化器;蜂窝陶瓷;锯切系统;振动特性;锯切速度 |
| 摘要： | 汽车尾气催化转化器可控制车辆有害尾气的排放，早已成为车辆出厂必不可少的装置。涂覆催化器的蜂窝陶瓷因具有良好的机械、化学和热稳定性，成为汽车尾气处理催化器重要载体。蜂窝陶瓷材料加工中存在脆性高、加工锯屑多的缺点，需要专用锯切系统加工成特定的形状，以满足车辆中催化转换器的要求。锯切是一个复杂机械过程，其涉及锯条的振动、电机电流的变化、物料进给速度的分配等多个方面。为了获得具有良好切割截面的蜂窝陶瓷、提升能源使用效率、减少锯屑对作业人员的不利影响，需要对蜂窝陶瓷锯切时的振动特性、力学特性、电机电流和带锯条轨迹等影响切割效果的因素进行深入的分析。本论文从优化蜂窝陶瓷锯切工艺的角度出发，通过数值计算分析、软件仿真以及实验验证等方式研究了影响锯切工艺稳定性的因素，并根据不同的工艺参数制定了提高锯切工艺稳定性的策略，为开发锯切参数自动控制系统奠定了理论和实验基础，本文研究内容如下： （1）针对涂覆催化器的蜂窝结构具有脆性高、锯屑多的加工特殊性设计了尾气催化器专用锯床的整体结构图，对相关核心部件进行了详细的描述；详细分析了锯床的各个核心部件的实施方式和各个部件的组织逻辑；给出了锯条张紧装置、导向装置和锯架间距调节装置的实施方式。 （2）尾气催化器带锯床锯切性能实验验证分析。为了研究催化器陶瓷蜂窝芯子的最佳切削参数，试验所使用的工件是由Al2O3、SiO2、MgO制成的直径为120±1mm的圆形堇青石蜂窝陶瓷，孔密度为500孔/平方英寸，孔厚度为0.2mm。通过控制变量法分析了锯切过程中发生的主要振动行为，研究表明带锯床的电机在锯切阻力较大时，需要更大的电流来驱动，由此确保切割过程的稳定性。同时，对比锯切和空转条件下的电机电流，建立了电流监测系统来分析电机的电流变化，并分析切割角度和带锯速度与锯切振动、电机电流和电机转矩之间的相关性。 （3）带锯床速度控制的数理分析。通过对带锯床进行运动学分析，得出了带锯床的进给速度与切削速度的函数关系，指出切割控制是实现进给速度与切割位置匹配的关键。在电机的额定转速范围内，基于电机伺服系统可以获得理想的切割速度和精度，进而提升切割质量。 |
| 作者： | 郑璐晔 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈国金 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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