热凝式乳胶丝成型技术研究与参数监控平台设计

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1、工程硕士学位论文热凝式乳胶丝成型技术研究与参数监控平台设计作者姓名郑焕健工程领域仪器仪表工程校内指导教师刘桂雄教授、博导校外指导教师谢炎庆高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月MoldingTechnologyResearchofThermo-CondensedLatexandDesignofParameterMonitoringPlatformADissertationSubmittedfortheScienceDegreeofMasterCandidate：ZhengHuanjianSup

2、ervisor：Prof.LiuGuixiongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP216学校代号：10561学号：201521002607华南理工大学硕士学位论文热凝式乳胶丝成型技术研究与参数监控平台设计广东省揭阳市产学研结合项目(2015B01040)作者姓名：郑焕健指导教师姓名、职称：刘桂雄教授、博导申请学位级别：工程硕士工程领域名称：仪器仪表工程论文形式：□产品研发□工程设计√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：光机电集成与装备论文

3、提交日期：2018年1月8日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王小辉委员：刘桂雄、薛家祥、洪晓斌、王振民摘要加强新型乳胶丝生产技术研发使制造过程朝向绿色化发展，是乳胶丝行业研究的重要研究方向，本文以“热凝式乳胶丝成型技术研究与参数监控平台设计”为题，通过数值模拟技术仿真设计适合用于热凝式乳胶丝成型工艺的流场发生装置并进行样机制造，且搭建小型成型平台系统完成热凝式乳胶丝成型试验，以减少乳胶丝生产过程中的酸性污染和能耗，同时进一步设计工艺参数信息监控平台，

4、以便用来实时在线监控热凝式乳胶丝生产状态，提高热凝式乳胶丝在实际应用生产中的稳定性，具有重要学术价值和意义。论文工作得到广东省揭阳市产学研结合项目(2015B01040)资助。论文分析乳胶丝成型工艺技术、数值模拟技术以及工业过程在线监控技术的国内外研究进展，结合热凝式乳胶丝生产工艺流程，提出乳胶丝成型工艺总体设计需求，通过数值模拟实现流场发生装置设计，进行装备制造搭建试验平台系统以开展成型试验研究，并设计信息监控平台。主要工作如下：(1)分析热凝式乳胶丝成型工艺，针对热凝式胶乳胶凝成型环节，提出需要搭建一个小型成型试

5、验平台系统，着重设计用于乳胶丝成型的流场发生装置，构思装置各部分结构功能，以进行乳胶丝成型试验规划，并为提高乳胶丝在实际应用生产中的稳定性，提出设计参数监控平台需求，确定其结构功能框架，分析装置仿真模拟、工业过程在线监控等关键技术，确定整体技术路线。(2)介绍流场发生装置仿真设计，先利用SolidWorks进行流场发生装置三维建模，并通过CFDFluent软件，将三维模型在ICEM中实施网格划分得到网格模型，再进行热凝式乳胶丝加热挤出过程数值模拟，观察分析流场方式装置内流域速度和温度分布，根据仿真结果验证装置设计合理

6、性，并进一步调节参数条件实现流场发生装置在热凝式乳胶丝成型工艺中的挤出效率最优化。(3)借助数值模拟技术分析设计，进行实际流场发生装置制造，并搭建一个小型试验平台系统，对热敏胶乳进行乳胶丝成型试验研究。以超细规格乳胶丝为研究对象，试验围绕纯热凝式成型试验、热凝+低醋酸的复合成型试验两个方面开展，观察分析发现，采用纯热凝式方法还没有完全达到传统乳胶丝实际大规模快速生产预期，而采用低醋酸配合热凝的复合式方法，缩短胶乳胶凝成型稳定时间，可达到预期要求，并满足乳胶丝实际生产应用。(4)基于组态软件MCGS，设计一种热凝式乳胶

7、丝生产工艺参数信息监控平台，依次I完成采集现场、通信网络和监控界面设计方案。采集现场根据监控目标完成传感的选择与布置；监控过程数据通信网络完成接口与协议选择、转换模块设计，保证数据信息传输具有可靠性；监控界面设计使乳胶丝应用生产现场各监控点处传输过来的信息可视化，方便管理人员监测和控制工艺信息参数，进一步提高热凝式乳胶丝产品稳定性。论文中用于热凝式乳胶丝成型工艺的流场发生装置，已应用于某公司热凝式乳胶丝试验生产中，同时为提升乳胶丝实际应用生产稳定性，设计工艺参数信息监控平台以满足生产管理的各项功能需求；广东省揭阳市产

8、学研结合项目(2015B01040)已经通过验收。关键词：热凝式乳胶丝；成型工艺；数值模拟；监控平台；MCGSIIABSTRACTStrengtheningtheresearchanddevelopmentofnewlatexproductiontechnologytomakethemanufacturingprocesstowardsgree