非晶纳米晶薄带成型设备设计

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1、工学硕士学位论文非晶纳米晶薄带成型设备设计朱宁乐哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP273工学硕士学位论文非晶纳米晶薄带成型设备设计硕士研究生：朱宁乐导师：贾德利申请学位级别：工学硕士学科、专业：控制工程所在单位：自动化学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP273DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAmorphousandNanocrystallineRibbonsMoldingEq

2、uipmentDesignCandidate：ZhuNingleSupervisor：JiaDeliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《非晶纳米晶薄带成

3、型设备设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研。究工作所取得的成果据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研巧成果。对本文研巧：ｒ作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者篡名：堯游Ｈ期：之。斬化＾严哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《非品纳米晶薄带成型设备设计》系本人在哈尔滨理工乂学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学。

4、所巧，本论文的研光内容不得Ｗ其它单位的名义发巧本人完全了解哈尔滨理工乂学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部ｎ提交论义和电子版本。工大学可ｔｉｌ采用影，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理目Ｐ、缩印或其他复制手段保巧论文。，可Ｗ公布论文的全部或部分内容本学位论文厲于保密□，在年解密后适用授权书。不保密过。＂作者签名：曰期：２口作年３乃之曰華巧严导师签名凹期：年月曰豫３Ｉ如非晶纳米晶薄带成型设备设计摘要铁基非晶及纳米晶合金在功能材料和结构工

5、程领域具有广泛的应用前景，因其具有优异的软磁、力学性能及低廉的价格。然而，非晶形成能力较低，两次晶化温度区间过窄，这对制备非晶、纳米晶薄带的设备要求特别严格。首先制备非晶的环境需在真空环境中完成，以防在生产过程中材料被氧化而影响性能，其次，需要较高的冷却速度以及对喷嘴与快冷辊间距的精确控制，这对薄带的成型至关重要。在生产过程中，对喷嘴处的流量控制也是薄带成型的重要指标之一。因此开发新型高效且稳定制备非晶、纳米晶薄带的设备成为当下热点，具有重要的应用和学术意义。本文根据单辊快淬法制取薄带的原理及工艺

6、要求，提出并设计了一套全新的非晶纳米晶薄带成型设备，设计了该设备的核心电气控制系统。首先对机械部分组成和真空炉系统以及工艺原理进行分析，提出了基于非晶纳米晶生产工艺的电气控制系统方案，设计了四个控制子系统和一套人机交互界面。包括主传动电机速度控制子系统、喷包与铜棍间高度调整子系统、炉壳补压子系统和坩埚倾倒子系统。主控制器为台达DVP-EH2系列PLC，设计了PLC-变频器的调速系统实现主传动电机的速度控制；PLC-光栅尺-伺服驱动的点位控制实现喷包与铜棍间的高度调整；PLC-压力传感器-气动阀的压

7、力闭环控制实现炉壳补压，PLC-变频器-接近开关的位置型控制系统实现坩埚倾倒的安全可靠性控制；以及PLC-触摸屏的人机交互界面设计。PLC通过串行通讯功能实现与各个功能系统的数据通信。因为喷嘴处的液体流量是成带质量的关键因素，为了提高设备成带质量，在炉壳压力闭环控制子系统中融入了PID控制算法，设计了PID控制器的程序结构。该方案的设备控制结构简洁紧凑，安装操作方便，智能化高。通过实验证明，所设计的非晶纳米晶薄带成型设备满足生产要求。关键词非晶纳米晶；PLC；变频器；人机交互-I-Amorphou

8、sandNanocrystallineRibbonsMoldingEquipmentDesignAbstractAmorphousandnanocrystallinealloyshaveawiderangeofapplicationsinfunctionalmaterialsandstructuralengineeringfieldsbecauseofitsexcellentsoftmagnetic,mechanicalpropertiesandlowprices.However,