考慮質(zhì)量和能耗的陶瓷拋光工藝參數(shù)仿真與優(yōu)化.pdf

1、在整個(gè)瓷磚拋光生產(chǎn)線中陶瓷拋光機(jī)是最重要的加工設(shè)備，瓷磚經(jīng)過拋光加工后表面具有平整光亮的特點(diǎn)。瓷磚拋光的質(zhì)量主要取決于拋光機(jī)工藝參數(shù)的制定，然而生產(chǎn)過程中普遍存在由于工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成漏拋、返拋的現(xiàn)象。同時(shí)陶瓷拋光機(jī)是高能耗設(shè)備，占據(jù)了30％～40％的拋光生產(chǎn)線電力成本，而傳統(tǒng)陶瓷拋光機(jī)工藝參數(shù)的制定大多建立在改善瓷磚表面加工質(zhì)量和提高拋光的生產(chǎn)效率等問題上，缺乏能源消耗過程的考慮，導(dǎo)致能源損耗大、利用率低。節(jié)能降耗一直是陶瓷生產(chǎn)企業(yè)

2、關(guān)注的焦點(diǎn)，工藝參數(shù)是控制生產(chǎn)質(zhì)量和能耗的關(guān)鍵，基于參數(shù)的優(yōu)化尋求滿足拋光質(zhì)量最好與能耗最小的節(jié)能方式不僅可為陶瓷企業(yè)節(jié)省成本提高收益，更為我國節(jié)能減排事業(yè)提供切實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
　　本文以新型擺動(dòng)式陶瓷拋光機(jī)為原型，針對(duì)瓷磚拋光過程中質(zhì)量與能耗的相互關(guān)系展開研究，建立了以瓷磚進(jìn)給速度、磨頭角速度、磨頭壓強(qiáng)以及橫粱擺動(dòng)頻率為控制變量的拋光質(zhì)量模型與加工能耗模型，然后基于上述模型分別構(gòu)建質(zhì)量最優(yōu)的單目標(biāo)與既考慮質(zhì)量又考慮能耗的多目標(biāo)工

3、藝參數(shù)優(yōu)化模型，并使用遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以分析兩目標(biāo)之間存在的差異與聯(lián)系。，本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.介紹了陶瓷拋光機(jī)的主要組成部件以及其工作原理，包括瓷磚輸送部件、橫梁擺動(dòng)部件、磨頭組件。接著分析了磨塊的材料特性，介紹不同粒度號(hào)與組織號(hào)的磨塊在拋光過程的作用和特點(diǎn)。
　　2.從拋光機(jī)的加工機(jī)理出發(fā)，構(gòu)建了磨塊上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;基于壓痕斷裂力學(xué)理論研究了不同粒度號(hào)與磨粒垂直方向磨削深度之間的關(guān)系，以適應(yīng)磨粒在一

4、定壓強(qiáng)下壓入磚面的實(shí)際情況。結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和磨削深度理論建立了以瓷磚表面高度方差為評(píng)價(jià)指標(biāo)的質(zhì)量模型;利用MATLAB軟件對(duì)模型進(jìn)行仿真分析，探討了不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)磨削質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　3.根據(jù)壓痕斷裂力學(xué)理論，分析了磨粒在不同壓強(qiáng)下對(duì)瓷磚產(chǎn)生橫向裂紋的特征尺寸，計(jì)算出磨粒加工過程中磚面去除的體積;根據(jù)脆性材料去除機(jī)理研究產(chǎn)生單位去除體積所需的能耗，結(jié)合前面建立運(yùn)動(dòng)方程與單位體積能耗建立以瓷磚表面能耗總和為評(píng)價(jià)指標(biāo)的能耗模型。同