Zařízení pro navíjení filtračních vložek

Bc. Ján Milučký

Diplomová práce

Device for Filter Cartridge Winding

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem zařízení určeného k výrobě vinutých filtračních vložek, jinak známých také jako filtrační cívky nebo filtrační svíčky. Zařízení je určeno pro navíjení svíček z kompozitní nanovlákenné příze, jejíž výroba je vyvíjena zde na Technické Univerzitě v Liberci. Jedná se již o druhou vývojovou variantu obdobného stroje. Nový návrh se podobně jako předchozí práce skládá z několika podsestav, avšak je provedena řada změn. Těmito podsestavami jsou rám, rozváděcí sestava, sestava zajišťující přítlak a opěrný válec. Rozvádění příze je zajištěno servomotorem otáčejícím s ozubenou řemenicí pohánějící řemen. Tento řemen je spojen s vodičem přimontovaném na lineární kolejnici. Práce v dalších kapitolách pojednává o sestavách přítlaku cívky a opěrného válce, kde se řeší kmitání ramene vlastní frekvencí způsobené periodickým buzením křížícími se vlákny navíjené cívky. V části o opěrném válci je řešeno vyvažování a velikost maximálního přípustného nevývažku, aby nedocházelo k nadměrným vibracím a hluku. Během návrhu konstrukce jsou prováděny dynamické analýzy a úpravy součástí tak, aby bylo dosaženo maximálních dílčích rychlostí, a klidného chodu stroje. Je zde řešena i otázka maximální dosažitelné rychlosti příze, která je však závislá na požadovaných parametrech navíjení cívky. Konec práce pak pojednává o pokračování návrhu navíjecího zařízení, jehož součástí bude výroba plošného spoje, který zajistí řízení stroje. To zahrnuje například ovládání navržených motorů, jak krokového, tak servomotorů, nebo také snímání síly působící na rotující opěrný válec, nutné pro zpětnovazební řízení akčních členů. Tato část je však již nad rámec zadané práce, a jedná se pouze o předběžný návrh pro další postup.

Abstract:

This master's thesis deals with the design of a mechanism intended for the production of string wound filter cartridge. The device is designed for winding inserts made of composite nanofiber yarn, the production of which is being developed here at the Technical University in Liberec. This is the second development variant of a similar machine. The new design, similar to the previous one, consists of several subassemblies. However, a number of changes have been made to the design. The subassemblies are a frame, a traversing assembly, a bobbin arm assembly and a support cylinder. The yarn traversing is ensured by a servomotor rotating with a timing pulley driving a belt. This belt is connected to a guide mounted on a linear rail. The next chapters continue with the assemblies of the bobbin arm assembly and the support cylinder, where the oscillation of the arm at its natural frequency, caused by periodic excitation by the intersecting yarns of the wound bobbin, is examined. In the section about the support cylinder, the balancing and the size of the maximum permissible unbalance are addressed in order to avoid excessive vibrations and noise. During the design of the assembly, dynamic analyses and modifications of components are made in order to achieve maximum partial speeds and smooth running of the machine. The issue of the maximum achievable yarn speed is also addressed here, which, however, depends on the required parameters of the bobbin winding. The end of the work then discusses the continuation of the design of the winding device, which will include the production of a printed circuit board, which provides machine control, control of used motors, both stepper and servomotors, and sensing of the force acting on the rotating support roller, necessary for feedback control actuators. However, this part is already beyond the scope of the assigned work, and it is only a preliminary proposal for further action.

Klíčová slova

navíjení, filtrační vložka, filtrační svíčka, kompozitní nanovlákenná příze, AC electrospinning, přesné křížové vinutí

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Petr Žabka, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta strojní

Magisterský studijní program / obor:
Konstrukce strojů a zařízení / Konstrukce strojů a zařízení