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电池柜冷冻箱DC-Tall之箱体结构设计【带UG三维】【20张图纸】【优秀】

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摘要

　　　本文以电池柜冷藏箱为例，电池柜冷藏箱（DC tall）的主要结构采用的是钣金材料，本产品的主要研究目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。装电池后产品重量达1.42t，保持电池柜内部温度251，并保持内部温度的均匀性。

　　　本课题研究主要目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。而研究意义在于：节能减排、绿色成本、节约成本。本次设计的内容主要包括：总体部分的设计计算，材料选择，结构要求，以及考虑到摩擦磨损等方面，完成一整套电池柜冷藏箱（DC tall）箱体结构的设计图纸的设计和绘制、电池柜装配工艺流程编制以及结构上的受力分析和强度校核。

　　　本文将以零件的设计成型为核心，然后再加以装配。整个过程结束，必须有正确的设计思想，并敢于创新探索；掌握零件的设计原理，方法和机械设计的一般规律，进而综合运用所学的知识，培养了研究改进或开发新的基础零件及设计简单的机械的能力；并学会运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料的能力。

　　　关键词：电池柜冷藏箱；DC Tall；节能减排；箱体结构

摘要III

ABSTRACTIV

1 绪论1

1.1 课题来源1

1.2 选题的目的和意义1

1.2.1 选题的目的1

1.2.2 研究的意义1

1.2.3 国内外现状分析及展望1

1.3 国内外制冷压缩机的发展现状2

1.3.1 概论2

1.3.2 制冷压缩机的特点和分类2

1.3.3 国内外制冷压缩机技术发展状况3

1.4 主要研究内容4

1.5 待解决的问题5

2 箱体结构设计6

2.1尺寸的确定6

2.2材料的选择6

2.2.1箱体材料的选择7

2.2.2发泡材料7

2.3外壳的设计10

2.4内胆设计13

2.4.1内胆与搁架连接部分14

2.4.2内胆侧成型部分14

2.5底托设计15

2.5.1存在的问题16

2.5.2解决方法16

2.6搁架设计17

2.6.1强度计算17

2.6.2刚度计算18

2.7新型的结构设计18

3 钣金工艺21

3.1钣金的定义及特点21

3.2钣金工艺过程21

3.3下加强件的加工过程23

4 结论与展望28

4.1 结论28

4.2 不足之处及未来展望28

致谢29

参考文献30

　　　目前制冷压缩机的发展趋势简述如下：(1) 创造新的机型。(2) 冷压缩机内部流动规律的研究与应用。(3) 高速转子动力学的研究与应用。高速转子的平衡、高速转子的弯曲振动和扭转振动、高速转子的支承与抑振、高速转子的轴端密封和高速转子的使用寿命预估等。(4) 新型制造工艺技术的发展。(5) 冷压缩机的自动控制。为使冷压缩机安全运行、调控到最佳运行工况或按产品生产过程需要改变运行工况等，均需要不断完善自动控制系统。(6) 冷压缩机的故障诊断。为使制冷压缩机安全运行，变定期停机大修为预防性维修，采用在线监测实时故障诊断系统，遇到紧急情况及时报警、监控或联锁停机。(7) 实现国产化和参与国际市场竞争。许多大型的复杂冷压缩机均已由从国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售，参与国际市场的竞争。

1.4 主要研究内容

　　1. 电池柜冷藏箱各个部分的设计方案与装配方案。

　　　蓄电池放置在搁架上，搁架必须承受住蓄电池的重量。解决搁架设计方法及强度计算。

　　2.强度问题：

电池柜内部装电池后重量达1.42t，搁架四周用到的所有螺丝必须能承受蓄电池的压力解决强度的设计方法及方案：

　　　（1）外部：采用高强度螺栓M8 8.8级别，材质：镀锌。箱体上采用M8不锈钢铆螺母，并在内部附加1mm厚的不锈钢加强板。

　　　（2）内部：用侧内剪切力来分散承重的单一性，以每层12个受力点均匀分布，并在内胆附1mm厚的加强板，材料：镀锌板，加强板上也有剪切力的成形设计。

1.5 待解决的问题

　　　1.防水性要求：背部拼接达到IP65等级即：浸水一米以内不漏水；其余拼接部分IP55级即要求能够防雨。

　　　2.门和箱体的防腐蚀性

　　　3.整个机器的保温性及隔热性能。防止能量损失小于整体的35%。在环境温度35°C时，压缩机输入功率170W，制冷功率280W。保持内部室温25°C,以及内部温度的均匀性1°C。

QQ截图20131116161735.gif

电池柜冷冻箱DC-Tall之箱体结构设计.jpg

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目电池柜冷冻箱DC Tall之箱体结构设计 2、专题二、课题来源及选题依据DC tall是该厂根据市场需求开发研制的电池柜冷藏箱。电池柜冷藏箱（DC tall）的主要结构采用的是钣金材料，本产品的主要研究目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。装电池后产品重量达1.42t，保持电池柜内部温度251，并保持内部温度的均匀性。国内目前没有相关类似产品，在国内该产品属于创新开发阶段。国外该系列产品属于起步发展阶段，技术尚未全面成熟。在不久的将来，将被大量生产并投入使用。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1.能够熟练应用CAD，UG等设计软件； 2.具备一定的机械设计，力学计算，较强的动手能力； 3.进行三维和二维图纸设计，力的计算等； 4.完成相关的零件图和装配图，其中包括三维图和二维图。 5.撰写毕业设计说明书一份。（1）按学校要求完成毕业论文（不少于8000字）。（2）完成英文翻译（不少于3000字；英文资料翻译要正确表达原文的含意，语句通顺。）（3）设计说明书论文格式满足学校相应的规范要求，内容完整，结构安排合理，语句通顺。四、接受任务学生：机械95 班姓名朱天柱五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月12日II无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：电池柜冷藏箱DC Tall 之箱体结构设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923222 学生姓名：朱天柱指导教师：陈伟明（职称：教授）（职称：）2012年11月25日课题来源根据市场需求开发研制科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义电池柜冷藏箱（DC tall）的主要结构采用的是钣金材料，本产品的主要研究目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。装电池后产品重量达1.42t，保持电池柜内部温度251，并保持内部温度的均匀性。国内目前没有相关类似产品，在国内该产品属于创新开发阶段。国外该系列属于起步发展阶段，技术尚未全面成熟。在不久的将来，将被大量生产并投入使用。（2）制冷压缩机的研究状况及其发展前景目前，冷压缩机的国际发展方向是压缩机容量不断增大、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器相继出现；高压和小流量压缩机产品不断涌现；三元流动理论研究进一步深入，不仅应用到叶轮设计，还发展到叶片扩压器静止元件设计中，机组效率得到提高；采用噪音防护技术，改善操作环境等。多年来，我国压缩机制造业在引进国外技术，消化吸收和自主开发基础上，攻克不少难关，取得重大突破。但是，我国制冷压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品上还不能满足国内需要，50%左右产品需要进口。另外，在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。随着石化生产规模不断扩大，我国制冷压缩机在大型化方面将面临新的课题。目前制冷压缩机的发展趋势简述如下： (1) 创造新的机型。(2) 冷压缩机内部流动规律的研究与应用。(3) 高速转子动力学的研究与应用。高速转子的平衡、高速转子的弯曲振动和扭转振动、高速转子的支承与抑振、高速转子的轴端密封和高速转子的使用寿命预估等。(4) 新型制造工艺技术的发展。(5) 冷压缩机的自动控制。为使冷压缩机安全运行、调控到最佳运行工况或按产品生产过程需要改变运行工况等，均需要不断完善自动控制系统。(6) 冷压缩机的故障诊断。为使制冷压缩机安全运行，变定期停机大修为预防性维修，采用在线监测实时故障诊断系统，遇到紧急情况及时报警、监控或联锁停机。(7) 实现国产化和参与国际市场竞争。许多大型的复杂冷压缩机均已由从国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售，参与国际市场的竞争。研究内容1.电池柜冷藏箱各个部分的设计方案与装配方案。蓄电池放置在搁架上，搁架必须承受住蓄电池的重量。解决搁架设计方法及强度计算。2.强度问题：电池柜内部装电池后重量达1.42t，搁架四周用到的所有螺丝必须能承受蓄电池的压力。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析解决强度的设计方法及方案：（1）外部：采用高强度螺栓M8 8.8级别，材质：镀锌。箱体上采用M8不锈钢铆螺母，并在内部附加1mm厚的不锈钢加强板。（2）内部：用侧内剪切力来分散承重的单一性，以每层12个受力点均匀分布，并在内胆附1mm厚的加强板，材料：镀锌板，加强板上也有剪切力的成形设计。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月1日：填写毕业实习报告。2013年3月4 日-2013年3月15日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月18日-2013年3月29日：设计箱体结构与结构分析。2013年4月1日-2013年4月12日：主要结构设计与零件尺寸计算。2013年4月15日-2013年4月26日：配套装配图的设计与绘画。2013年4月29日-2013年 5月 10日：零件图的设计与成型和钣金工艺完善。2013年5月13日-2013年5月17日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：（1）完成相关的零件图和装配图，其中包括三维图和二维图。（2）按学校要求完成毕业论文（不少于8000字）。（3）完成英文翻译（不少于3000字；英文资料翻译要正确表达原文的含意，语句通顺。（4）设计说明书论文格式满足学校相应的规范要求，内容完整，结构安排合理，语句通顺。特色或创新之处使用UG编程仿真，效果明显，能够直观判断实验结果。采用不同的材质，与传统设计想比，思路清晰，简洁明了，行之有效。已具备的条件和尚需解决的问题1.防水性要求：背部拼接达到IP65等级即：浸水一米以内不漏水；其余拼接部分IP55级即要求能够防雨。 2.门和箱体的防腐蚀性。3.整个机器的保温性及隔热性能。防止能量损失小于整体的35%。在环境温度35时，压缩机输入功率170W，制冷功率280W。保持内部室温25,以及内部温度的均匀性1。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：电电池池柜柜冷冷藏藏箱箱DC Tall 之之箱箱体体结结构构设设计计信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 95 学号： 0923222 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I摘摘要要本文以电池柜冷藏箱为例，电池柜冷藏箱（DC tall）的主要结构采用的是钣金材料，本产品的主要研究目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。装电池后产品重量达 1.42t，保持电池柜内部温度 251，并保持内部温度的均匀性。 CC本课题研究主要目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。而研究意义在于：节能减排、绿色成本、节约成本。本次设计的内容主要包括：总体部分的设计计算，材料选择，结构要求，以及考虑到摩擦磨损等方面，完成一整套电池柜冷藏箱（DC tall）箱体结构的设计图纸的设计和绘制、电池柜装配工艺流程编制以及结构上的受力分析和强度校核。本文将以零件的设计成型为核心，然后再加以装配。整个过程结束，必须有正确的设计思想，并敢于创新探索；掌握零件的设计原理，方法和机械设计的一般规律，进而综合运用所学的知识，培养了研究改进或开发新的基础零件及设计简单的机械的能力；并学会运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料的能力。关键词：关键词：电池柜冷藏箱；DC Tall；节能减排；箱体结构IIABSTRACTBattery cabinet freezers, for example, The battery cabinet freezers (DC tall) structure is used in sheet metal material, the main purpose of the product: the battery to maintain a certain temperature, extend the service life of the battery. Product weight 1.42T install the battery, to maintain the internal temperature of the battery cabinet 251, and to keep the internal CCtemperature uniformity.The main purpose of the research: the battery to maintain a certain temperature, extend the service life of the battery. Meaning is: energy saving, environmental costs, and cost savings. The design of the main aspects of the overall parts: design calculations, material selection, structural requirements, as well as taking into account the friction wear. Design and drawing of a set of battery cabinet freezers (DC tall) box structure design drawings, the battery cabinet assembly process on the preparation and structural stress analysis and strength check.This will be part of the design forming the core, then add to the assembly. The process is complete, you must have the correct design ideas and innovation to explore; master the parts of the design principles, methods and mechanical design of the general rules, and then apply the knowledge and develop research to improve or develop a new foundation for parts and design simple mechanical ability; and the ability to learn the use of standards, specifications,manuals, Atlas, and access to the relevant technical information. Keywords: Battery cabinet freezers; DC Tall；Energy conservation; Box structure目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV1 绪论.11.1 课题来源.11.2 选题的目的和意义.11.2.1 选题的目的.11.2.2 研究的意义.11.2.3 国内外现状分析及展望.11.3 国内外制冷压缩机的发展现状.21.3.1 概论.21.3.2 制冷压缩机的特点和分类.21.3.3 国内外制冷压缩机技术发展状况.31.4 主要研究内容.41.5 待解决的问题.52 箱体结构设计.62.1 尺寸的确定.62.2 材料的选择.62.2.1 箱体材料的选择.72.2.2 发泡材料.72.3 外壳的设计.102.4 内胆设计.132.4.1 内胆与搁架连接部分.142.4.2 内胆侧成型部分.142.5 底托设计.152.5.1 存在的问题.162.5.2 解决方法.162.6 搁架设计.172.6.1 强度计算.172.6.2 刚度计算.182.7 新型的结构设计.183 钣金工艺.213.1 钣金的定义及特点.213.2 钣金工艺过程.213.3 下加强件的加工过程.234 结论与展望.284.1 结论.284.2 不足之处及未来展望.28I致谢.29参考文献.30无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 课题来源课题来源DC tall 是根据市场需求开发研制的电池柜冷藏箱。电池柜冷藏箱（DC tall）的主要结构采用的是钣金材料，本产品的主要研究目的：将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。装电池后产品重量达 1.42t 吊起时顶部的四个螺丝每个都必须能承受 220kg 的拉力。保持电池柜内部温度 251，并CC保持内部温度的均匀性。1.2 选题的目的和意义选题的目的和意义 1.2.1 选题的目的选题的目的将电池保持一定的温度，使得电池延长使用寿命。如果在高于规定的 35C 以上操作温度的环境中，这个电池的电量会不断的减少，即电池的供电时间不会像以往那么长。如果在这样的温度下，还要为设备来充电，那么对电池的损伤将会越大。如果在稍微热的环境中存放电池，也不可避免的对电池的质量产生相应的损坏。所以，尽量保持适当的操作温度是一种延长锂电寿命的有效方法。温度太低也不好，如果在低温环境，比如 4C 以下中使用锂电，同样也会发现电池的使用时间减少了，有些电子产品的原装锂电甚至充不上电在低温环境中。但是也不用太担心，相比于高温环境下的使用，在低温环境下，温度升高，电池中的分子受热，就会马上恢复到以前的电量。1.2.2 研究的意义研究的意义节能减排、绿色成本、节约成本。中国经济的快速增长，各项建设取得了巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境破坏的价格，这已成为群众之间的矛盾日益尖锐，环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理，增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构，改变增长方式，资源支撑不住，环境不适合，不能承受的社会和经济发展的困难。只有坚持节约发展，清洁发展，安全和发展，以实现经济社会又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。1.2.3 国内外现状分析及展望国内外现状分析及展望国内目前没有相关类似产品，在国内该产品属于创新开发阶段。国外该系列产品属于起步发展阶段，技术尚未全面成熟。但是在不久的将来，将会被大量生产并投入使用。随着制冷和空调行业的发展，这已成为衡量一个社会的经济实力，科技水平和生活质量的重要指标之一。制冷技术在工业，农业，科技和国防等许多领域具有越来越重要的作用。和其他以技术为基础的产业一样，环保，经济的发展和技术进步要求的制冷和空调行业的驱动力。加大可再生能源的研究、开发与规模化利用的力度的同时，各种节能技术的推广应用就显得尤为重要。这里我们以家用空调为例，在我国的大城市中，空调用电量已占居民用电量的 40%50%，给我们节能的警示。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计1在国外，一些工业发达国家的全年能耗已占整个系统总能耗的 40%至 60%，我国对于空气调节的耗电总量的占比重慢慢的在增长，节能任务还需要我们继续努力。因此，为了适应我国 “节能优先”的能源战略的发展要求以及 “资源持续利用、环境不断改善”的社会发展目标，探索研究和开发实践制冷行业的新技术，是制冷行业义不容辞的责任。1.3 国内外制冷压缩机的发展现状国内外制冷压缩机的发展现状1.3.1 概论概论随着气体动力学研究的进展，制冷压缩机的效率不断得到提高；新材料的问世，轴承、密封技术及机械加工技术的进步，解决了制冷压缩机向高压力、宽流量范围发展过程中的一系列问题，使制冷压缩机的应用范围大为拓展1。制冷压缩机已成功应用于空调，化工，石油等领域，并在许多领域和容积式压缩机，展开了竞争，并取得了良好的效果。低流量叶轮离心压缩机制冷相关的关键技术（如高压密封，防止涌动生产等方面）的进展，在许多全球制造商提供的制冷压缩机性能也不断提高。目前已经开发了许多传统材料所不具有较高的性能和特殊功能的材料，被广泛的应用。这之间的活塞环与气缸壁的摩擦的问题，例如，传统的材料往往是过度磨损，从而导致效率下降，气缸中的Ni-P镀层或镀镍碳化硅涂层的原始表面可以有效地降低摩擦力。另一个例子是往复活塞式制冷压缩机密封件的最大力量，在最恶劣的条件下密封工作，PEEK具有的强度和韧性，安全，节能，低噪音和活塞式制冷压缩机，密封性能好等优势，为创建新的出路。我国的制冷压缩机的生产，起步于 20 世纪 50 年代，开展了中小型活塞式制冷压缩机系列的研制，有 20 余种产品投入生产。螺杆式制冷压缩机从 1974 年开始研制，到1978 年主要产品已经达到较高水平，2000 年生产了 3500 台。离心式制冷压缩机的研制始于 1966 年，1969 年即生产出 6 级压缩、制冷量为 3500KW、用于乙烯装置的离心压缩机，此后在产品性能上不断提高。我国的涡旋式制冷压缩机，大部分在合资企业和国外在中国的肚子企业中生产。总体而言，我国已经能够设计和生产各种类型的制冷压缩机。应该是未来的发展方向，计算机，新材料和其他设备配合使用，虽然发达国家的发展走向，仍然有差距，但经过不断的努力，我们必须把我们的制冷压缩机行业迈上一个新的台阶。1.3.2 制冷压缩机的特点和分类制冷压缩机的特点和分类根据制冷压缩机的工作原理，可分为两类。在排量式压缩机中，气体压力的可变容积的减少被强制中常用的往复式压缩机的活塞式压缩机旋转式压缩机，螺杆式压缩机和旋转式压缩机的不同可增大音量。在速度型压缩机中，气体压力表增加的动能转化而来的气体，常用的离心式压缩机的转速的压缩机。在适应不断发展的制冷剂，而制冷压缩机类型增加。从最初开发的往复式制冷压缩机醚的一系列不同的制冷剂的容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。通过直接的蒸汽压缩式冰箱排量式致冷压缩机，气体的体积减少，从而提高了压力的目的，离心式压缩机的第一气体的动能增加，而压力有所增加，则动能转化为势能提高压力。这一方面是制冷量范围的不断扩大，小到 100W，如往复式制冷压缩机，大到单机制无锡太湖学院学士学位论文2冷量 27000KW，如离心式制冷压缩机，另一方面是制造工艺的进步，一些制造困难的制冷压缩机可生产。如螺杆式制冷压缩机，因其转子型线的复杂，故从设计到制造难度都非常大，直到 1961 年研制成功了喷油螺杆制冷压缩机后，制冷领域才得到迅速的发展。迄今已开始取代一些体积较大的往复式制冷压缩机，同时也取代了某些中等制冷量的离心式压缩机。往复式压缩机：往复式压缩机的历史最长，各种型号齐全，广泛被制冷与空调业应用。其进一步分为全封闭式，半封闭式和开启式三种，对于全封闭式压缩机，它的电机封闭在压缩机机壳内，功率因名义转速不同而从 0.05KW22KW 不等；因能够拆卸和维修，半封闭式功率范围很大，从 5KW110KW 不等；开启式可用于低温、大冷量深冷冻结，及运输制冷系统，并有不同型号可供选择。其中半封闭式在世界各地生产量最大，在全世界的很多国家的知名企业都在大量生产。旋转式压缩机：旋转式压缩机多用于小型空调器，如便携式、窗式、小型分体式空调器及小型除湿机中，在日本，这种机型还用于家用冰箱及小型冷凝机组。日本厂家支配了世界生产的产品及技术，尤其变频热泵空调器用旋转压缩机大部分是在日本研发生产的。Mastsushifa是世界最大的旋转压缩机生产商，每年的全球生产量超过一千万台，约占世界市场份额的 40%，目前世界很多国家也在扩大生产。涡旋式压缩机：涡旋式压缩机是最近几十年才开始规模化生产运用的，但是它在制冷应用中越来越重要。它是由固定涡旋卷盘和绕行涡旋卷盘组成。由于这种压缩机的扭矩由气体压缩造成波动较小，所以它的振动要比往复式和旋转式压缩机小。螺杆式压缩机：螺杆式压缩机在近几年逐渐在一定冷量范围取代活塞式，开始主要应用于中型和大型的冷水机组中。它们许多是半封闭型的，制冷量在 30200 冷吨范围内，虽然它的价格要比活塞式高出很多，但由于它的紧凑和容易操作及维护性，广泛应用于冷水机组和制冷整体装配机中。其主要有两种不同的型式：双螺杆式和单螺杆式。大量生产应用于空调器或热泵行业的 3045KW 的双螺杆半封闭式压缩机，而单螺杆式的生产规模相对较小。离心式压缩机：离心式压缩机与活塞式和螺杆式等容积式不同，因为离心式适用于大容量的制冷装置，离心式压缩机可以利用叶轮旋转所形成的离心力来压缩大量低压气体。离心式冷水机组的应用，美国具有统治力。作为中国的生产商，重庆通用机械公司较出名。在欧洲和东亚，市场基本上被美国的主要生产商所占据。1.3.3 国内外制冷压缩机技术发展状况国内外制冷压缩机技术发展状况迄今为止，制冷压缩机已经经过了一百多年的发展。1834 年在伦敦工作的美国发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸汽压缩式制冷机，并正式申请了英国专利，这是后来所有蒸汽压缩式制冷机的雏形。但是乙醚易燃易爆，于 1875 年卡列和林德用氨作为制冷剂，从此蒸汽压缩式制冷机占了主要地位。1930 年，氟利昂制冷剂的使用给蒸电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计3汽压缩式制冷机带来了新的变革。压缩机在与制冷机的适应过程中也不断发展。如氨对铜有腐蚀性，则氨压缩机中不允许使用铜质零件；氟利昂制冷机渗透性强，对有机溶剂有溶胀作用，在制造氟利昂制冷机时必须充分考虑；二氧化碳压缩机用于跨临界的制冷循环，排气压力是传统制冷机510 倍，故其可靠性和密封性有较高的要求；碳氢化合物易燃易爆，因而对碳氢化合物的制冷压缩机安全性要求很高。从 20 世纪 70 年代开始，随着环境友好型制冷剂的开发和应用，制冷压缩机的研发也取得了很大的进展。目前，冷压缩机的国际发展方向是高压和小流量压缩机产品不断涌现；压缩机容量不断增大、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器相继出现；三元流动理论研究进一步深入，不仅应用到叶轮设计，还发展到叶片扩压器静止元件设计中，机组效率得到提高；采用噪音防护技术，改善操作环境等。多年来，我国压缩机制造业在引进国外技术，消化吸收和自主开发基础上，攻克不少难关，取得重大突破。但是，我国制冷压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品上还不能满足国内需要，50%左右产品需要进口。另外，在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。随着石化生产规模不断扩大，我国制冷压缩机在大型化方面将面临新的课题。目前制冷压缩机的发展趋势简述如下：(1) 创造新的机型。(2) 冷压缩机内部流动规律的研究与应用。(3) 高速转子动力学的研究与应用。高速转子的平衡、高速转子的弯曲振动和扭转振动、高速转子的支承与抑振、高速转子的轴端密封和高速转子的使用寿命预估等。(4) 新型制造工艺技术的发展。(5) 冷压缩机的自动控制。为使冷压缩机安全运行、调控到最佳运行工况或按产品生产过程需要改变运行工况等，均需要不断完善自动控制系统。(6) 冷压缩机的故障诊断。为使制冷压缩机安全运行，变定期停机大修为预防性维修，采用在线监测实时故障诊断系统，遇到紧急情况及时报警、监控或联锁停机。(7) 实现国产化和参与国际市场竞争。许多大型的复杂冷压缩机均已由从国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售，参与国际市场的竞争。 1.4 主要研究内容主要研究内容1. 电池柜冷藏箱各个部分的设计方案与装配方案。蓄电池放置在搁架上，搁架必须承受住蓄电池的重量。解决搁架设计方法及强度计算。2.强度问题：电池柜内部装电池后重量达 1.42t，搁架四周用到的所有螺丝必须能承受蓄电池的压力解决强度的设计方法及方案：（1）外部：采用高强度螺栓 M8 8.8 级别，材质：镀锌。箱体上采用 M8 不锈钢铆螺母，并在内部附加 1mm 厚的不锈钢加强板。（2）内部：用侧内剪切力来分散承重的单一性，以每层12个受力点均匀分布，并在内胆附1mm厚的加强板，材料：镀锌板，加强板上也有剪切力的成形设计。无锡太湖学院学士学位论文41.5 待解决的问题待解决的问题1.防水性要求：背部拼接达到 IP65 等级即：浸水一米以内不漏水；其余拼接部分IP55 级即要求能够防雨。 2.门和箱体的防腐蚀性3.整个机器的保温性及隔热性能。防止能量损失小于整体的 35%。在环境温度 35C时，压缩机输入功率 170W，制冷功率 280W。保持内部室温 25C,以及内部温度的均匀性1C。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计52 箱体结构设计箱体结构设计2.1 尺寸的确定尺寸的确定图 2.1 箱体冷藏箱外箱一般有两种结构形式。一种是拼装式，即由左右侧板、后板、斜板等拼装成一个完整的箱体。其优点是不需要大型辊轧设备，箱体规格变化容易，具有多规格、多系列的产品特点，但对每块侧板要求高，强度不如整体式好。另一种是整体式，即将顶板与左右侧板按要求辊轧成一倒“U”字形，再与后板、斜板点焊成箱体，或将底板与左右侧板弯折成“U”字形，再与后板、斜板点焊成一体，前者要求辊轧线长度较长，而后者要求辊轧宽度较宽。这里我选择的是拼装式结构。我选择这种结构很大的原因是它不需要大型辊轧设备，很适合我这种个人的研究。箱体结构：外形尺寸为 660mm 575mm 1921.8mm（宽深高）2.2 材料的选择材料的选择冷藏箱的结构包括：外壳，发泡层，箱体。材料决定着基本的结构尺寸，自然会影响到工艺和最后的造型。机械生产上就必须考虑耐用性,强度要求,加工便利否,成本等。举个例子说为了满足使用需要，桌子上可能搁置的东西我们可以事先确定下来，如可能放一台电脑的显示器、一小堆书藉。无锡太湖学院学士学位论文6另外也有可能有人会上去踩一下拿高处的东西等，这样我们就确定了它的设计功能和最大的可能负载值；这时你就能够看到它们的区别了如果用钢材，那么能满足这种需要时，它的结构件相对较小；木材就要相对大些。由于构件小那么造型相对就可以细致些变化可以多些，而相对大的则变化就少了；那么工艺上的不同也就不需要我再说了吧但对于相近的材料，只是可能非业内人士要相对难理解一些，其基本道理是一样的，再如同是金属材料钢、铁、铜、铝等材性也都有着很大的差别对于各个部分材料的选择也是非常重要的，下面就是各个部分的材料选择。2.2.1 箱体材料的选择箱体材料的选择箱体是冷藏箱结构的整体结构，所以箱体材料一般选用 HT200400 的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为 HT200。 HT200 抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。应用举例：1.一般机械制造中较为重要的铸件，如：汽缸、齿轮、机座、金属切削机床床身及床面等。2.汽车、拖拉机的气缸体、气缸盖、活塞、刹车轮、联轴器盘以及汽油机和柴油机的活塞环。3.具有测量平面的检验共建，如:划线平板、V 形铁、平尺、水平仪框架等。4.承受 7.85MPa 以下中等压力的液压缸、泵体、阀体以及要求有一定耐腐蚀能力的泵壳、容器。5.圆周速度1220m/s 的带轮以及其他符合所列作条件的零件。6.需经表面淬火的零件。2.2.2 发泡材料发泡材料对于发泡我们没接触过的肯定不了解，下面我会简单的阐述一下有关发泡层的含义。1、什么是发泡层：发泡层就是保温层（泡沫的）。2、冰箱发泡层在哪：后背、两侧、上下和门的夹层都是发泡层，可以起到隔热的作用。3、冰箱发泡层的材料：温水箱就是在普通的水箱外面加一层发泡料，再加一层不锈钢板子。常规的节能技术主要从三个方面来降低冷藏箱的能耗：1.增加冷藏箱的发泡层厚度普通冷藏箱冷藏室发泡层厚度为 30mm 至 40mm，冷冻室厚度为 65mm 至 85mm。节能冷藏箱为了减少冷量向外界的辐射将冷藏室的发泡层厚度增加为 50mm 至 60mm，冷冻室发泡层厚度增加到 80mm 至 95mm 甚至是 115mm。2.采用机械式温控器单循环制冷系统的冰箱压缩机，相比双循环制冷系统的冰箱，开机时间短，较为省电，开停只受冷藏室温度控制，同时采用单循环制冷系统机械式温控器、单循环制冷系统的冷藏箱没有电脑板、电磁阀等耗电部件。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计73.采用高效无氟压缩机高效无氟压缩机在冰箱上已经广泛使用，其能源效率值（COP）能达到接近 2，是冷藏箱节能的最主要手段。4.采用常规节能技术的优点是生产工艺简单、可靠性高、成本增加较少，但其缺点也很明显：发泡层体积过大影响冰箱的美观效果；温控器操作不简单，必须根据季节的不同来控制温度档位，单循环系统的冷藏箱冷冻能力小，不能完成速冻等功能，在冷冻多数新鲜食品时会不行。采用常规节能技术的冰箱另外一个不太好的弱点是耗电量的不均匀性，单循环制冷系统冷藏箱因为其温度受冷藏室控制，冬季环境温度较低的时候必须打开温度补偿装置才能保证冷藏箱的正常运行。而我选择改变发泡层的厚度来达到节能的目的。发泡层如图所示：图 2.2.1 发泡层塑料发泡的技术渊源久远。最早是 20 年代初期的泡沫胶木，用类似制造泡沫橡胶的方法制取；30 年代出现硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40 年代有聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫；50 年代则有可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫。基本上所有的塑料，包括热塑性和热固性的都可以发泡为泡沫塑料。工业上的制备方法有：挤出发泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等等。其中，注塑发泡是最重要的成型方法之一，在这里重点讲述注塑成型发泡。发泡成型原理：无锡太湖学院学士学位论文8 塑料的发泡方法根据所用发泡剂的不同可以分为物理发泡法、化学发泡法和机械发泡法三大类。目前用于冷藏箱保温的主要应该是聚氨酯硬质泡沫塑料，它的保温性能好且成型方便。保温层厚度越大保温效果会越好但同时带来初期成本高、保温层支撑强度不够等问题，故而应适可而止。图 2.2 发泡工艺 1、聚氨酯现场发泡技术优点在现场发泡、喷涂（或灌注）聚氨酯泡沫塑料隔热层的方法，其表面是一整体，没有拼接，冷损失少，而且效率高，容易达到质量要求，减少施工程序，省去导管表面的防腐涂层。 2、聚氨酯现场发泡施工工艺原理聚氨酯泡沫塑料发泡喷涂、灌注工艺原理，是聚醚异氰酸酯的聚合反应能生成胺基甲酸酯，即能生成所需的聚氨基甲酸乙酯，也就是常称的聚氨酯泡沫塑料。在反应过程中同时加入催化剂、交联剂（乙二胺聚醚）、发泡剂（R-113 或 R-11 和水）、泡沫稳定剂（硅油）等，其作用是促进和完善化学反应11。这些原料分两组，经充分混合后分别由计量泵按比例打入特制的喷枪内，在喷枪或灌注混合器内充分混合喷涂于管道或设备表面，发生反应，在 510S 内起泡而生成泡沫塑料，并固化成型。 3、聚氨酯现场发泡施工方法（1）喷涂法：按配方将两组溶液分别贮于两个料桶中，物料以过滤至计量泵，由风电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计9动马达带动运转，将料输入料管至喷枪体，由压缩空气调节阀将物料带进混合室，混合后通过喷管喷嘴，喷到管道或设备上发泡成型。（2）灌注法：将配制好的两组溶液分别贮于料桶中，运送到计量泵，由风动马达带动运转，将物料输入料管至灌注混合器，由压缩空气通入灌注马达，带动搅拌轴使两组物料混合，然后注入模具发泡成型。聚氨酯现场发泡施工注意事项在室温条件下搅拌物料，使其混合反应，然后较快的灌注在需要成型的空间，施工时应控制反应发泡时间，使搅拌后的混合物呈液态灌注到空隙中。在发泡过程中，会产生很大的膨胀力，应对灌注夹层或模型做适当加固。聚氨酯微孔弹性体（PUE）为发泡的聚氨酯弹性体。具有体质轻，能变形、抗冲击、易模塑、耐折性佳，是弹性优良，具有较高密度和强度的微孔材料。2.3 外壳的设计外壳的设计如图所示，依次为左右侧板，箱体顶盖，后盖板。图 2.3 左右侧板如图，左右侧板的尺寸为：1431.2mm 458.4mm 1.5mm（长宽厚），四周为10mm 高的拼接边。板是切割掉 168mm 130.4mm 的矩形板。材料是 OCr19Ni9。这里必须要介绍一下 OCr19Ni9 这种材质。OCr19Ni9 ：奥氏体不锈钢,两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢。市面上常用的是 0Cr18Ni9，不锈钢耐热钢使用最广泛，用于食品用设备，一般化工设备，原子能用工业设备。也就是俗称的 304 不锈钢。无锡太湖学院学士学位论文10图 2.4 箱体顶盖如图，箱体顶盖的尺寸为：194.1mm 187.6mm 1.5mm（长宽厚），板上打 4 个直径为 4mm 的孔。材料是 OCr19Ni9。图 2.5 后盖板电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计11如图，后盖板的尺寸为：1789.8mm 660mm 1.5mm（长宽厚），中心打一个直径为 32mm 的通孔。材料是 OCr19Ni9。冷藏箱的外壳体材料主要是以 OCr19Ni9 为主，此材料的优越性：硬度大，磨性好，可进行各种各种加工，还能配合和其它材料很好的配合，发挥装饰效果和进行漂亮的加工等等。局限性：密度明显比其它材料大，绝缘性能较差，此外，加工所需的设备和费用，比塑料和木材花费要大等等。外体的制作：钢板毛坯调直剪裁上线冲孔冲角折侧边折高低边这侧帮水洗除油水洗除锈水洗活化磷化成膜水洗烘干喷粉加热固化主要工艺：磷化喷漆静电喷塑工艺原理：把粉末涂料喷使用静电喷粉设备涂到工件表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面。形成粉状的涂层：粉末涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末涂料的不同种类效果）的最终涂层喷涂效果在机械强度，附着力，耐腐蚀，耐老化等方面优于喷漆工艺。工艺名称：前处理。工艺流程：除油除锈磷化钝化。工件经前处理后不但表面没有油，铁锈，而且原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙的不容易生锈的灰色磷膜，既能防锈又能增加喷塑层的附着力；相关设备：前处理槽（混凝土做槽）。相关化学药品：硫酸，盐酸，纯碱，酸性除油剂，磷化剂，钝化剂。工艺名称：静电喷涂。工艺流程：将工件表面利用静电吸附原理均匀的喷上一层粉末，落下的粉末通过回收系统，过筛后可以再用。相关设备及材料：静电喷塑机（电粉末喷涂机）粉末回收系统，粉末涂料。工艺名称：高温固化。工艺流程：将喷涂好的工件推入烤炉，加热到预定的温度（一般 185 度），保温相应的时间，开炉取出冷却即得到成品。相关设备：固化炉艺名称：装饰处理工艺流程：静电喷涂的工件为了达到某一种外观效果如：各种图案而采取的处理工艺。（罩光，转印等处理工艺）无锡太湖学院学士学位论文122.4 内胆设计内胆设计图 2.6 传统内胆内胆是制冷柜最重要的一部分之一，冷藏柜的箱体肯定是要有内胆的，所有需要冷藏的东西都要放在里面。冷藏箱内胆的成型质量、成品率、生产效率都直接影响冷藏箱的质量和成本。传统内胆的制作利用的是真空成型，真空成型的原理是将热塑性塑料板（片）材固定在模具上方，用辐射加热器加热至软化状态，再将模具移向塑料板材，在模具与板材之间形成空腔，用真空泵将空腔中的空气抽掉，借助大气压力使板材覆盖在模具上而成型，冷却定型后，在借助压缩空气将塑料件从模具上脱模。真空成型法可生产各种塑料容器及型材，工艺简单，效率高，被广泛用于各行业。内胆的材质很重要，一般都是用 ABS 或者 HIPS 的。现有的制冷柜的内胆都是利用内胆上突出的导轨作基础与搁板相连接。如图 2.4 所示。而我的设计，摒弃了传统工艺的真空成型法，利用简单的成型法，把内胆分开成型，最后装配的时候拼接，内胆的两侧打 4 排，每排 7 个，直径为 8mm 的孔，与搁架用 M8的螺丝连接。装配时，把搁架和内胆上的孔对应，利用 M8 的螺丝收紧，12 个支点具有很强的牢固性，依次把四个搁架全部固定。这样的好处就是加强搁架的载重，因为我的设计基础是工业的设计，所以更倾向于产品的经济性。传统冷藏箱的内胆有时候会出现开裂，这是因为生产过程中使用食品脂和内胆接触产生反应造成的或者真空成型是加热不匀造成局部胆薄，一般无法修复。而我设计的内胆，因为使用的不是 ABS 或者 HIPS 的材质，并且是拼接形式的，所以没用这方面的隐患。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计132.4.1 内胆与搁架连接部分内胆与搁架连接部分图 2.7 内胆与搁架连接部分每一块搁板上连接有四个连接部分，长 206mm，高 85mm，厚 1.5mm 的薄片，其材质为 ABS。ABS 树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良。ABS 具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。用侧内剪切力来分散承重的单一性，以每层 12 个受力点均匀分布，用十二个 M8 的螺丝与内胆左右侧紧密的拧接在一起。我在网上查阅了一下，发现有很多制冷柜的内胆会有开裂的现象，而开裂的部分就是内胆与搁架连接部分，这让我很感兴趣。所以我没有选择原有的工艺，设计了这种使用螺丝连接两部分的结构设计。2.4.2 内胆侧成型部分内胆侧成型部分可以根据金属衬垫的材料成分和塑料衬垫。有喷金属钢胆，印刷和其他类型的铝及铝合金棒，优点是强度大，易于制造，模具简单，缺点是耐腐蚀性稍差，不能做复杂形状的眼线，两侧和背面需要加固槽成型不出来，您可能必须把马赛克配件。有两个主要的塑料衬套，ABS 材料和 HIPS 材料，冲头或模具真空成型。ABS 塑料表面的光亮度，硬度，韧性，和泡沫材料具有良好的粘接性能，但其价格较高。HIPS 塑胶，表面上是黑暗的，不是很顺畅，少了几分韧性和粘性泡沫材料是不是太牢，容易从皮肤的现象，但价格较低。目前较常用的复合塑料衬套，衬板装置形成的复合板=表面的 ABS 塑料，HIPS 塑胶的背面，同时考虑到各种塑料的优点。虽然和金属内胆相比，塑料内胆强度和硬度较低，耐热性稍差，成型模具较复杂，且塑料内胆光洁美观，无毒无味，耐腐蚀，绝热绝缘性能良好，制品尺寸稳定，生产效率高，容易加工成型，能成出各种复杂的形状。因此，目前大部分冷藏箱内胆都采用塑料材料制作。但是我们这里仍然选择使用金无锡太湖学院学士学位论文14属内胆。冷藏箱内胆设计质量的好坏，直接影响到产品成型的难易程度，成品率的高低及箱体的装配质量。我们经过长期的摸索和反复的实践，逐步总结和掌握了一些电冰箱内胆的优化设计原则和方法。图 2.8 内胆左右侧这里，内胆的左右侧成型部分，长 1467.6mm，宽 536.7mm，选用 Q235 材质。Q235 大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D 级钢还可作某些专业用钢使用。可用于各种磨具把手以及其他不重要的磨具零件。用这种材料制成的焊接结构，受动力载荷作用时接头容易出现裂缝2。不宜在低温下工作，有时会产生硬化现象。相比之下，镇静钢质优而匀，塑性和韧性都好。内胆左右侧的板中间，需要打 4 排，每排 7 个，直径为 8mm 的孔，装配的时候方便与搁架拼接。板的四周需要突边，边上打小孔，用于内胆的拼接组装。2.5 底托设计底托设计关于底托的设计方案，我的选择是 660mm 575mm（长.宽）。材料是 OCr19Ni9。底托作为整个冷藏箱的奠基石，需要非常大的硬度和耐磨度，这里对于底托的设计，我还存在一些问题，当然我也以我自己的想法做出解决方案。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计15图 2.9 底托2.5.1 存在的问题存在的问题由于冷藏箱装上电池总共有 1.42 吨，所以作为整个冷藏箱的底座，必须能承受所有的重量。此外，还要考虑到冷藏箱中会盛放物品。所以，底托的材质选择是一个必须考虑的问题。另外，还要考虑冷藏柜的搬运，如此的重量非人力所能搬运，所以要依靠机械，比较耗费人力物力。2.5.2 解决方法解决方法这里我们选用钢轨钢作为主要的钢材来制造底托，钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷，因此，要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。底托作为冷藏箱的底座，无论是静立或是搬运时，所要承受的压力和冲击载荷都要求底托的材质要有足够的强度，硬度和韧性。考虑到在室内会经常搬运或者移动，所要求底托必须经得住撞击或者说是摇曳。图 2.10 滑轮按照设计，我们可以在冷藏柜正面的一侧，在底托上安装两个滑轮，这样的设计是无锡太湖学院学士学位论文16让冷藏箱静立的时候更加稳定。而此背后的一侧安装两个带有刹车也就是有锁扣的滑轮。搬运的时候只要两个人甚至一个人就能移动，只要把滑轮的刹车解除，慢慢推就能移动，省时省力，如此，搬运移动都可以比较方便。当然，作为支脚的滑轮材质必须能抗压，耐磨，所以这里我们选用 ABS 塑料材质。这里为什么要贴别用有锁扣装置的滑轮呢？因为冷藏箱自身重量很大，所以惯性也很大，这样就能防因为地势不平或者其他情况而自行滑动的现象，以免造成大的事故。2.6 搁架设计搁架设计图 2.11 搁架设计要求将所有机构都包围在搁架中，所以搁架应该做成中空的且有足够强度，上面盖上搁板，要求其自重不是很重。结构设计：传统冷藏箱在搁架上用于包围同步带的宽槽的外面槽壁上端用与搁板下面伸出一段长度带有沟槽的尺寸相配合。这里我选择的是利用 M8 螺丝连接各级和内胆，以达到连接和封闭的目的。材料选择：因在冷藏箱中长期处于低温，可选择聚丙烯材料，其不受温度的影响，成型容易。并具有优良的综合力学性能。可满足强度要求。也可以选用有机玻璃，涤纶等非金属材料。2.6.1 强度计算强度计算我使用的是 M8 级别的螺丝M8 级别查表得 45 钢： 40MPaABS ： 35MPa电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计17这里我们假设搁架上承载的蓄电池是 100Kg 的重量 (2.1)100 101000FmgN (2.2)1100025044FFN=1.5206-3 8 =1.5 182=273ABSA2mm (2.3) 6250=100.92a273ABSABSFMPA (2.4) 62452503=101.66a4FMPA钢螺丝强度校核符合要求其中，材料所受切应力。材料所受拉应力。 F材料所受的力。 A材料受力的面积。2.6.2 刚度计算刚度计算这里要对搁板进行校核：聚丙烯塑料简称 PP =30asMP当力作用于中点时有 max弹性模量 E=5GPa (2.5) I= (2.6)3bh12 (2.7)33-4max931000 583=8.9 10 m=0.89mm4814848 5 1028.512FLWEI 故在变化范围内。强度 max=1FKN (2.8)361 10=100.1a481 28.5FMPA 故在范围内。均符合条件无锡太湖学院学士学位论文182.7 新型的结构设计新型的结构设计图 2.12 传统冷藏柜如图所示，如今的冷藏箱一般采取的都是导轨式的搁架设计。其设计原理关键在于内胆的设计。导轨式搁架优点：一，要求轻巧、结构简单、安全可靠, 方便操作。二，一层搁架只能有一处操作装置，用户单手便能完成调节操作，且搁架能灵活运动。但是此种搁架装置需要内胆的整理成型，内部突出的导轨使其工艺比较复杂，成本也相应提高。因要承受一定重量的物体，所以搁板在移动到一个固定的位置后就要考虑自锁，齿轮齿条不具自锁性，蜗轮蜗杆可自锁但其传动效率会很低，所以最终计算后其也不具备自锁性。我设计的冷藏柜搁架，如图所示：电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计19图 2.13 设计箱体采用的是在搁板上连接 4 块 ABS 材质的薄板，用侧内剪切力来分散承重的单一性，以每层 12 个受力点均匀分布，用十二个 M8 的螺丝与内胆左右侧紧密的拧接在一起3。这样的设计好处：第一：结构相当简单，安全可靠。第二：内胆的设计相对来说要求不高。第三：搁板上可以承受的压力更大。无锡太湖学院学士学位论文203 钣金工艺钣金工艺3.1 钣金的定义及特点钣金的定义及特点钣金是针对金属薄板一种综合冷加工工艺，包括剪、冲、切、复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。钣金件的特点：钣金具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽）、成本低、大规模量产性能好等特点，目前在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机、MP3 中，钣金是必不可少的组成部分。随着钣金的应用越来越广泛，钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧，使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。3.2 钣金工艺过程钣金工艺过程钣金件加工的工艺流程大致如下5：图 3.1 工艺流程图纸到手后，根据展开图及批量的不同选择不同落料方式，其中有激光，数控冲床，剪板，模具等方式，然后根据图纸做出相应的展开。数控冲床受刀具方面的影响，对于一些异形工件和不规则孔的加工，在边缘会出现较大的毛刺，要进行后期去毛刺的处理，同时对工件的精度有一定的影响；激光加工无刀具限制，断面平整，适合异形工件的加工，但对于小工件加工耗时较长。数控和激光旁放置在板凳上，这将有助于地方片的机器上进行处理，减少升降板的工作量。一些可以利用的边料放置在指定的地方弯曲的试用收购材料。消隐后工件，边角的毛刺，使必要的联系整理（抛光），刀具接触点与平锉刀修整，毛刺打磨机更大的工件进行修整，小口径的接触点与相应的小锉刀修整确保外观的美丽，同时也为弯曲的形状定位换药时保证工件，防止弯曲机弯曲位置一致的保护与批量大小一致。在落料完成后，进入下道工序，下一过程中，根据不同的加工要求的工件到相应的过程。弯曲，铆，翻边攻丝，焊接，打凸包段差，有时后弯 12 个螺母或螺栓压力是好的，打凸的船体模具和贫困阶层考虑的第一处理，所以先处理步骤后发生其他干扰，无法完成必要的处理。在大写或小写挂钩后，如果不弯腰触摸前弯曲焊接工艺性好。折弯时，首先，弯曲时的尺寸在图纸上确定弯曲槽刀和刀时，使用的材料厚度，以避免产品变形引起的碰撞模式键（在同一产品上选择工具，可用于不同型号的上模），下模的选择是根据片材的厚度确定。二是确定的顺序弯曲，弯曲的一般规则是先内后外，后大开始后的第一次特别具有体积小，常见的。首先应该有粉碎边工件工件弯曲 30-40，然后粉碎工件练级模式。电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计21铆接，考虑螺柱的高度选择相同类型的模具，然后按进行调整，以保证螺柱和工件的表面齐平，以避免螺柱紧固或压出超过工件表面的压力，从而导致工件报废。焊接有氩弧焊，点焊，二氧化碳保护焊，手工电弧焊，点焊必须首先考虑的位置在大批量生产的工件，可以考虑做焊接位置，以确保准确的定位工具。为了牢固地焊接在工件上被焊接到播放凸点，可以使电源才与平坦的焊接凸点均匀的接触，以确保一致的加热，焊接位置可确定在同一时间，同样要被焊接印前调整时间，停留时间，保持时间，休息时间，保证工件可以点焊固体。在表面的焊接毛刺发生后，使用平磨加工的两个亚弧焊大型工件，也连接在一起，或者一个工件的加工的角，实现光滑的表面和光滑。产生的热量亚弧焊容易使变形后的工件焊接和平磨研磨机进行处理，更特别是角部区域中使用。工件在折弯，铆接工序完成后，以不同的方式，不同的面板，冷板表面处理后一般电镀表面处理，表面处理，电镀喷涂，采用磷化处理，磷处理后喷涂工艺后不执行。镀敷的金属表面清洗，脱脂，然后进行喷涂13。不锈钢板（有镜面板，雾面板，拉丝板）是可以刷前弯，不要喷，喷涂应玩头发治疗，常用铝氧化处理，根据喷涂不同的颜色来选择不同的氧化的背景下，中常用的黑色和灰色氧化;需要喷涂铝合金铬酸盐氧化处理后喷涂。这样做表面前处理，清洗表面，显着提高漆膜附着力，耐腐蚀涂层，可以成倍地提高力量。清洗过程中清洗的工件，第一块挂在流水线上，首先经过清洗液（合金粉油），然后放入干净的水，随后通过喷雾区，然后干燥后区，最后工件从管道中删除。到喷涂过程中，工件前处理后的表面上，喷药后需要组装，牙齿或部分导电孔需要保护治疗后的牙齿，软棒可以插入或拧到位，你需要使用导热保护胶布贴，大批量的做定位工装定位保护，所以不要喷喷涂在工件内部时，工件可以看到的螺母的外表面（法兰）带螺丝孔的保护，防止工件喷涂后（法兰螺母）的孔需要备份的回牙。也使用了大量的模具保护某些工件，工件装配喷涂，但喷涂面积与高温的磁带和磁盘块，一些暴露的螺母（螺柱）孔用螺钉或耐高温橡胶保护。如果工件站在喷涂，使用相同的方法来保护螺母（螺柱）孔，带引线或回形针和其他项目一起窜喷涂后的一小部分，有些要求高的表面喷涂前的刮灰处理，一些在高温下具有特殊的粘纸保护工件在地面字符。在喷涂过程中，流水线上的第一个挂片，一击管胶表面的灰尘。喷入喷雾区域，喷涂后进入干燥区的管道，最后喷涂好的工件从管道中除去。其中，有两种类型的手工绘画和自动喷涂，因此，使用的工具是不同的。在进入喷雾装配过程中，在组装前，原画粘纸撕开用来确定内螺纹孔没有扩散到涂层或粉末，在此过程中，要戴手套以避免手灰尘附着在部件的保护工件，工件，但也有一些用气枪吹干净。在会议结束后，组装成包装检查到一个专用袋进行保护，一些文物没有特殊包装包装气泡膜，气泡膜在包装之前，先把切工件的大小，可以打包后的工件，为了避免侧衬边切，影响加工速度，大量可定制特殊的纸箱或气泡袋，垫，盘，盒等。包装好后放入纸箱，然后粘贴在纸箱上的标签对应的成品或半成品。钣金件的质量除在生产制程中严格要求外，是需要分开，从生产，质量检验，首先通过制定严格的大小，二是严格的外观质量，合适的大小不一致返工或报废处理，外观无锡太湖学院学士学位论文22不允许接触划伤，喷涂后的颜色，耐腐蚀，附着力等进行测试这样可以找到展开图错误，制程中的不良习惯，制程中的错误，如数冲编程错误，模具错误等。3.3 下加强件的加工过程下加强件的加工过程图 3.2 下加强件这里下加强件的加工的关键在于折弯，折弯就必须用到折弯机。折弯机工作原理：液压折弯机，其中该结构包括支架，表和夹紧板，放置在支架上的表，和压纸表是由基座构成，通过铰链与夹紧板的基极被连接到基座由座椅壳线圈和盖板，线圈放置在凹槽内座椅外壳，与凹进顶盖覆盖。当所使用的导线的线圈被激励时，发电板重力后，为了实现的底板和夹板之间。其结果是，电磁力夹持板可以做成多种工件等的要求，并有可以被处理的工件的侧壁。可以更换，以满足多种工件折弯机折弯机模具。弯曲精度要求是一个需要慎重考虑的因素，正是这个因素，决定了需要考虑一台CNC 折弯机还是手控折弯机。如果弯曲精度要求1而且不能变，必须着眼于 CNC 机。材料弯曲时，其圆角区上，外层收到拉伸，内层则收到压缩。当材料厚度一定时，内 r 越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。圆角半径弯曲的弯曲件是一个重要参数，是不是过大或过小的弯曲半径。角度过大，成形后的零件上产生的大的回弹量，形状和尺寸精度不是很好的保证;角过小，材料容易开裂，从而导致零件报废。因此，零件的结构的设计应避免过大或过小的弯曲半径圆角。最小圆角半径，是指材料开裂之前的临界圆角半径。每一种材料都有一定的许可变形程度，圆角半径愈小，局部变形程度就愈大。当相对圆角半径小到一定程度时，会使电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计23弯曲件外表面的纤维拉伸应变超过材料性能所允许的极限而出现裂纹或折断。影响最小圆角半径的因素主要有以下几方面：（1）材料的机械性能。塑性好的材料，许可变形程度大，最小圆角半径数值可小些；反之，塑性差的材料，许可的最小圆角半径数值则大。（2）材料的纤维方向。经过多次轧制的板料具有各向异性，与纤维方向一致方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标，材料能承受较大的拉伸变形，弯曲线与纤维方向垂直的弯曲，可允许有较小的圆角半径；而当弯曲线与纤维方向平行时，材料就容易断裂，因而圆角半径值较大。（3）材料的表面状态。如果弯曲的材料表面有缺陷，如硬化、锈蚀、麻坑、划痕、裂纹和毛刺等，就会造成应力集中，允许的最小圆角半径值要增大。弯曲时，应将毛坯上有缺陷的表面朝向凸模（弯曲形状内侧）。（4）弯曲中心角的大小。板料弯曲变形，理论上仅局限于圆角部分，直边部分不参与变形，变形程度只与 R/t 有关，与弯曲中心角的大小无关。但是，在实际的弯曲过程中，由于金属纤维附近的一个直边部之间，包含被舍入中的变形，从而扩大变形区域的范围内，外表面的状态下释放张力，有利于减少小的最小弯曲半径值。甲中心角在一个较小的弯曲，变形区小，所以中间圆角的变形程度减小时，相应的 R/ t 值也可以是更小的。当 700 时，效果变弱。所以如何加工这块板件，首先肯定要选材。我选择的是 Q235。板材的尺寸为 593mm261.5mm 1.5mm（长.宽.厚）。如图所示：图 3.3 下加强件在折弯之前，要先对这个板材进行切割，使用乙炔切割掉如图的两个部分210mm 163mm 和 20mm 20mm，之后打磨平整切割的边。接下来就是折弯部分了。一般的折弯机如下简图所示：无锡太湖学院学士学位论文24图 3.4 折弯机简式图折弯机是一种能够对薄板进行折弯的机器，其中该结构包括支架，表和夹紧板，放置在支架上的表，和压纸表是由基座构成，通过铰链与夹紧板的基极被连接到基座由座椅壳线圈和盖板，线圈放置在凹槽内座椅外壳，与凹进顶盖覆盖。当所使用的导线的线圈被激励时，发电板重力后，为了实现的底板和夹板之间。其结果是，电磁力夹持板可以做成多种工件等的要求，并有可以被处理的工件的侧壁。可以更换，以满足多种工件折弯机折弯机模具。折弯机主要是对钣金进行折弯、压筋、踏边。分普通折弯机和数控折弯机。普通折弯机又分手动和机动两种。普通折弯机主要用于工艺简单、精度要求不高的钣金件折弯，加工效率低、产品成形精度不高。工件上下，一次成形。折弯最大长度达 3120mm，可加工厚度 0.56mm,可定位尺寸 8500mm，最小角度 30。折弯角度精度0.3，折弯尺寸精度0.2mm，具有二维单显 CRT，可方便的完成折弯参数控制。孔边距：先冲孔后折弯，孔的位置应处于弯曲变形区外，避免弯曲时孔会产生变形。孔壁垒弯曲的距离见下表：表 3-1 孔壁垒弯曲电池柜冷冻箱 DC Tall 之箱体结构设计25这里我选择的是右边的情况，按照已知条件，L=210mm，S=28.5mm，t=1.5mm，需要求的是 r=？一般常用的材料的最小弯曲半径见下表：表 3-2 材料的最小弯曲半径我选择的是 Q235，所以 r=0.5t，S=3t+r=mm28.5mm，所以是3 1.50.5 1.55.25安全的。另一侧也按照此方法折弯。折弯完成之后，是钳，把不平整的地方钳平，然后继续折弯，知道折弯的两侧都平整。之后就是要进行表面处理，我选择是表面镀锌。那么为何要镀锌呢？镀锌可防止锈蚀，并对金属提供一层锌质的保护膜，具有导电性的金属材质修补增色护理剂；唯一的双重保护，合成金属树脂保护层和阴极保护层，能抵抗恶劣天气，适合金属长期作外层保护；抵抗盐及水的腐蚀效果极佳。强力附着于各类金属及其合金上，可直接喷涂不需底漆，耐高温，不怕烘烤，干燥后涂层可抗高温约为 120。防烘干温C度可达 80，快干。经济实用，一喷即可防锈。C防腐功能不仅仅基于锌涂层中锌的含量，而且还受锌层中颗粒的大小影响。锌颗粒越小则涂层密度越高，涂层质量较高时则象一层 100%的高温电镀。这些细小颗粒的作用在于使涂层更加紧密，不仅可以防腐，而且可以成为防止锌成分挥发的小于等于120m（垂直面上）的涂层。成功的喷涂效果可以使涂层厚度大于等于 6mm，一般使用条件下，在大气中的防腐时间可达二十年以上。镀锌原理：溶液中含有锌镀浴，清理和特殊的前处理待镀作为阴极，一个阳极电镀的金属制成的，双极直流电源的正负极连接的解决方

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