QLB—400×400柱式平板硫化机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目： 400 400 柱式平板硫化机设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1102 学生姓名： 孙向理 指导教师： 董林福 论文提交日期： 2014 年 12 月 8 日 论文答辩日期： 2015 年 6 月 5 日 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 摘要 平板硫化机主要用于硫化平型胶带，属于液压机械，平板硫化机的主要功能是提供硫化所需的压力和温度。压力由液压系统通过液压缸产生，温度由加热介质蒸汽、导所提供。 柱式平板硫化机全称为柱式液压传动平板硫化机，它的主要结构有底座、工作缸、柱塞、法兰、可动平台、加热板、上横梁和立柱等部件组成。 橡胶平板 硫化机具有很多优点包括： 1、设备操作可靠； 2、维修量少； 3，对各种优势的压力热板区，其主要功能是提供用于固化所需的温度和压力。它的主要用途就是硫化平型胶带。与我国传统常使用柱式结构与硫化机相比，具有巨大的优势。根据液压系统的工作介质可分为液压油的压力。根据工作层数分为单层和双层。它的工作原理是液压缸产生压力，加热介质提供温度。 有很多平板硫化机的类型，其范围也很宽，因此其分类可分为： 一、按用处差别可分为：橡胶模制品平板硫化机、 橡胶平带平板硫化机、橡胶 V 带平板硫化机、橡胶板平板硫化机。 二、按传动体系可 分为：液压式平板硫化机、机械式平板硫化机）、液压机械式平板硫化机。 三、按操纵系统可分为：非自动式平板硫化机、半自动式平板硫化机、自动式板硫化机。 四、按平板加热方法可分为：蒸汽加热平板硫化机、电加热平板硫化机 （在无热源或热源较远的场所使用。特点是温高、易控制、买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 无泄漏，但成本高。实验平板硫化机用于实验室的平板硫化机加热模式。）过热水加热平板硫化机 五、按结构不同可分为 : 1，根据框架结构分为：柱，框架式，侧板，连杆，旋转式平板硫化机 2、按加热平板的加热层数分为：单层式和多层式平板硫化机 3、按液压缸的 数目分为：单液压缸和多液压缸式平板硫化机 4、根据液压缸的位置：上下缸式平板硫化机；立式、卧式平板硫化机。 连接方式为在工作缸内滑动，为了防止漏油在缸的上方放置两个密封圈，一个与法兰相接触，另一个与柱塞向接触，柱塞上部与可动平台链接，可动平台与下加热板之间有隔热板用螺钉固定，上横梁与上加热板也是中间有隔热板用螺栓固定，上横梁和底座之间用立柱和螺母固定，来确定整个平板硫化剂的稳定性。 它的基本工作原理是油泵通过管道进入缸内使柱塞拖动可动平台缓缓上升，直至上热板上升到对制品加压的作用，进行保压硫化，完成硫化作用 缸内油由管道送出，使可动平台带动下热板放回。 我主要设计的是柱式平板硫化机的主要性能参数、主要零部件、传动系统和附属装置。使它们有机的结合在一起，构成完整的柱式平板硫化机。 关键词： 柱式平板硫化机、液压传动、工作原理、连接方式。 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 is to s is to by by of by by is on 1, 2, of 3, of is to is to s a to be to is is of is so be A, to of be to be 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 to be to be (in no or no is of in to be 1, to is , to of is , to of , to of in in in to in of a to on on is to of It is of to 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 on of in by is I of is of in a of 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 目 录 第一章 概述 . 1 板硫化机的分类与用途 . 1 途 . 1 类 . 1 板硫化机的作用 . 2 板硫化机的工作原理和规格与技术特征 . 2 作原理 . 2 格与技术特征 . 2 第二章 平板硫化机的主要技术参数的确定 . 3 第三章 主 要零部件的基础结构设计 . 4 塞的设计 . 4 塞的结构及材料 . 4 塞外径的确定 . 4 塞壁厚的确定 . 5 塞内径及其它尺 . 6 作缸的设计 . 6 工作缸的结构及材料 . 6 作缸的结构尺寸 . 7 作缸的其他部分尺寸的确定 . 7 作缸强度校合 . 9 封装置 . 10 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 封件 . 10 兰尺寸及法兰螺栓的选择 . 11 柱与螺母 . 12 柱的选材及尺寸的确定 . 12 母的选材及尺寸 . 14 横梁 . 15 横梁的结构及材料 . 15 矩及弯曲应力的校核 . 15 横梁的最大挠度 . 17 板 . 17 板的结构及材料的选择 . 17 版内电加热元件的选择 . 18 动平台 . 18 动平台的结构及选择 . 18 台受载荷及弯矩情况 . 19 动平台挠度的计算 . 20 动平台的校核 . 21 座 . 23 座的结构和材料 . 23 座的强度校核 . 24 结 论 . 27 参考文献 . 28 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 致 谢 . 29 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第一章 概述 1 第一章 概述 板硫化机的分类与用途 途 平板硫化机是橡胶产业经常使用的配置之一，其组成构件分别为：工作缸、热板、柱塞等，封闭受力构件，加热机构组成。其作用是提供硫化过程中所需要的压力和温度。 类 有很多平板硫化机的类型，其范围也很宽，因此其分类可分为： 一、按用处差别可分为：橡胶模制品平板硫化机、 橡胶平带平板硫化机、橡胶V 带平板硫化机、橡胶板平板硫化机。 二、按传动体系可分为：液压式平板硫化机、机械式平板硫化机）、液压机械式平板硫化机。 三、按操纵系统可分为：非自动式平板硫化机、半自动式平板硫化机、自动式板 硫化机。 四、按平板加热方法可分为：蒸汽加热平板硫化机、电加热平板硫化机 （在无热源或热源较远的场所使用。特点是温高、易控制、无泄漏，但成本高。实验平板硫化机用于实验室的平板硫化机加热模式。）过热水加热平板硫化机 五、按结构不同可分为 : 1，根据框架结构分为：柱，框架式，侧板，连杆，旋转式平板硫 化机 2、按加热平板的加热层数分为：单层式和多层式平板硫化机 3、按液压缸的数目分为：单液压缸和多液压缸式平板硫化机 4、根据液压缸的位置：上下缸式平板硫化机；立式、卧式平板硫化机。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第一章 概述 2 板硫化机的作用 橡胶平板硫化机具有很多优点包括： 1、设备操作可靠； 2、维修量少； 3，对各种优势的压力热板区，其主要功能是提供用于固化所需的温度和压力。它的主要用途就是硫化平型胶带。与我国传统常使用柱式结构与硫化机相比，具有巨大的优势。根据液压系统的工作介质可分为液压油的压力。根据工作层数分为单层和双层。它的工作原理 是液压缸产生压力，加热介质提供温度。 板硫化机的工作原理和规格与技术特征 作原理 我设计的平板硫化机，属于一种圆筒型，工作时，模具通过气缸自动推拉到模板自动退出和模板可以自动打开一角， 能够方便于取出成型的制品。与锁模式持有主缸压力的电加热是由电加热，加热。上下螺母固定在立柱上从而固定上横梁，这样就可以调节上下横梁间的间距。在工作时，具体的动作过程如下： 装料 合模 入模 平台上升 顶压 放气 保压硫化 平台下降 出模开模 制品取出 完成循环。 格 与技术特征 一般情况下，平板硫化机的规格使用的是加热版的规格来表示。例如： 110/350*400平板硫化机。 110：代表平板硫化机所使用的公称吨位， 350*40代表 加热板“宽度 *长度”，单位为毫米。 工作液的压力一般为：水压为 120公斤 /厘米 2 油压力： 160， 200， 320， 125公斤 /厘米 2 主要技术特征包括：热板规格，型式，公称吨位，层数，公称吨位，热板间隔，柱塞的最大行程，机台尺寸，重量等。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 平板硫化机的主要技术参数的确定 3 第二章 平板硫化机的主要技术参数的确定 平 板硫化机的技术参数如下： （ 1） 公称合模力 2） 热板规格 400 400 3） 热板层数 2 层 （ 4） 热板间距 125 5） 加热方式 电加热 （ 6） 最高加热温度 200 （ 7） 主机柱塞最大行程 250 8） 工作液压 16阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 4 第三章 主要零部件的基础结构设计 塞的设计 平板硫化机必不可少的零件之一包括柱塞，它与液压缸、法兰、密封装置构成了传送亚能量的装置，用来把液体的亚能量转变为动能，动 能用来带动平台和横梁。 塞的结构及材料 按照平板硫化机的吨位多少来确定柱塞的构造方式，我是根据工作缸的液压变更情况，平台的速度及行程来设计的。 材料选择上可以根据结构，炼制方法，和强度来选择，综合来看选用 择 着足够的耐弯度和抗压强度，工作表面积强度大。炼制方法多种多样，选择余地大。 中： 2D 柱塞外径， 平板硫化机的公称吨位， 100， 000 公斤 P 工作液的最高压力为 200kg/ 07 8 0 0 0 0 02 根据橡胶机械设计 60262 柱塞采用中空结构，由于柱塞直径 50 ，因此有必要降低柱塞的重沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 5 量，工作缸的底部和柱塞底适应地层剖面。 选用 错误 !未找到引用源。 )1(2 y 铸铁的许用抗压应力 , kg/ kg/式中 y 铸铁的抗压强度极限，根据橡胶机械设计下册，第八章，当用铸铁制造柱塞时 y =1000 1200kg/取 2/1000 N 柱塞的安全系数 n=5 7 取 n=5 K：常数，铸铁的柱塞 k=2 2r 柱塞的外半径， 302/22 P：工作液的最高压力， 2/200 60 16022 8 0 01(130 规定 取 30 塞内径 1D 00302260221 为了柱塞的长度准确，所以要考虑到工作缸的长度和主机安装的状况，现在还没有办法完全确 定，能在以后的计算中确定。其结构如图 3 1所示。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 6 图 3塞结构简图 柱塞与平台连接：刚性连接，在边墙柱槽，两个半环柱塞卡住，紧固螺栓、平台，半环的大小是确定的： 轴向厚度 30 内径 200 外径 260 柱塞轮廓的底部要与圆筒的底部，以减少活塞的内部应力，该柱塞在端剖面应采用大圆弧过渡连接，壁厚逐渐应一致的筒壁。由以上设计及计算可得柱塞的基本结构。 作缸的设计 工作缸是平板硫化机传递力量的主要部件，它属于厚壁容器高压力下运行。 工作缸的结构及材料 在装有密封部件的工作缸的缸的开口处的里面加工一个带有沟的槽，密封装置就安装在沟槽的里面，柱塞的长度比较小，还有只有在拆开垫台跟柱塞的时候才能跟换密封圈。柱塞然后放下到圆筒的底部，与工作 缸的上槽暴露更换密封圈，且结构不密封在低压力。但如果带盖密封装置，密封圈可以把戒指持有人，可以大大提高密封性能。 所以根据以上的各种因素综合考虑，选取 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 7 作缸的结构尺寸 工作缸的直径是根据活塞直径的选择，和活塞的直径略大于活塞直径。柱塞的直径大于活塞直径。 工作缸内腔直径： 852543 工作缸壁厚的确定 铸造的工作缸： )12(3 中： 3r 工作缸的内半径， 3 材料许用抗拉应力， kg/ 式中 b 材料抗拉强度极限， kg/2/5700 n 工作缸的安全系数， 75n ，取 n=5 2/1 1 4 05/5 7 0 0/ P 工作液压 2/200 因此 虑铸造会产生偏心、气孔等缺陷和保证零件有足够的紧密度，取 50作缸外径 4D 85502285234 作缸的其他部分尺寸的确定 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 8 （ 1） 过渡圆半径 n 取 0 （ 2） 球底半径 3)21( 3r 工作缸内半径 23 取 2 2 30 （ 3） 工作缸凸肩的高度确定 为了防止曲线过渡区产生应力相聚，取凸肩处圆角半径 )r 取 （ 4） 导向长度 22 ) 2D 柱塞外径 602 82 为了密封油进油以增强密封效果， 15 （ 5） 初算工作缸内腔总深度 321 式中： s 柱塞最大行程 s=200I 密封装置长度 初选 1I =50I 导向长度 82 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 9 3I 其他长度 取 63 8 45678502 0 0 密封件必须确定深度后应进行调整，由于长度的柱塞缸的深度估计，并考虑翼缘厚度 20度为 100塞的深处，和平台深入 20 因此 2 4201 0 0203 8 4 。 作缸强度校合 柱塞的 细长比 10250/530 ，短柱。没有检查他的稳定性，其应力应考虑按照纯压缩压力。当使用上述形式的柱塞跟工作缸的时候，其存在升降的速度比较慢，最为严重的就是当柱塞完全靠自重下降时，没有办法控制下降速度。所以我把工作缸跟整体铸造在一起来解决这个问题，就是把工作缸和底座铸造在一起，并且用两个小的合模固定在底座的两侧，用这两个小的油缸来解决快速升降的要求。所以可以确定 工作缸的结构，如图 3工作时，气缸内部压力作用下，环向应力t，产生的径向应力 r 和轴向应力 z ，三个应力的应力均小于许用应力。此时外压 02 P ，内压 2/200 三向应力为： （ 1） 径向应力： 2/160- （ 2） 周向应力： )/()( 21222122 式中： 2r 工作缸外半径 2 1r 工作缸内半径 1 21 /548 （ 3） 轴向应力： )( 21221 2/194 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 10 工作缸的安全系数， 75n ，取 n=5 许用抗拉应力 2/1 1 4 0/ 三种应力均小于许用应力。 故本设计安全，校验合格。 图 3作缸 封装置 封件 该密封装置的重要组成部分和工作缸柱塞组件。平板硫化机的正常运行依赖于工作缸密封结构的完整性。 对密封装置的要求是： （ 1）密封机能要好，密封配置必需坚持优秀的 密封性，避免造成工作液的流失，影响液压的保持。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 11 （ 2）结构简单，结构的整体密封消耗金属材料饿，制造方便，不需要很高的加工精度和光洁度，制造成本低 （ 3）耐久性好，安装和拆卸方便。 （ 4）摩擦阻力要小。这个不但为了减少动力消耗，而且也可以减少柱塞表 采用 U 型轴用聚酯密封圈 它属于半自紧式密封结构。液压压力增加密封度，预紧螺钉固定初始密封力可以，适用于工作压力小于或等于32工作条件。该密封圈及其支撑环均为标准件。这种密封圈的结构简图如图 3 另 外在法兰断面开槽，放入 0型橡胶圈。 图 3兰尺寸及法兰螺栓的选择 法兰材料的选取： 。 法兰的内圈外径 602 法兰螺栓中心线直径 350 兰压环的厚度 15兰压盖的厚度 螺栓材料的选取： n 选取 2.1n 螺栓许用拉应力 M 0 4 0/ 暂取螺栓： 14个 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 12 工作液压： 200kg/法兰压环面积： 22122 9)(7 8 5.0 法兰压盖受力为： 密封系数 取 K=此 6 26 20 单个螺栓承受载荷： 02 112/ 残余的预紧力为： 4 5 3 2) 螺栓总拉力： 75530 根据受力计算单个螺栓直径： 暂时选取 14个 按照 2680 满足要求。 考虑到螺栓间距的问题，因此只要螺栓的个数是 14个以上就能满螺栓间距。 所以选择 14个螺栓。 柱与螺母 柱的选材及尺寸的确定 立柱使用螺母固定在横梁上，所以立柱要带有螺纹，材料选用钢材。一个大的硫化机螺母有时开口，用于安装有秩序。柱连接梁的受力情况， 以及移动平台的导轨，使柱有足够的强度和刚度，结构应确保连接两公司之间的交叉，避免工作中发生晃动。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 13 立柱的主要材料是 45#钢，结构为一根两端带有一定长度梯形螺纹的细长杆，四根立柱与横梁构成一个密闭的空间框架。 每根立柱插入段所承受的应力： 2其中 2P 柱塞的公称吨位 0000 K 预紧影响系数 K 取 K= 1.5 n 立柱系数 n=4 确定立柱的螺纹内径 根据柱的拉伸强度，拉伸力小于材料的许用应力柱 得： 4212 4 21 其中： 材料的许用应力， kg/1d 立柱螺纹的内直径， P 立柱的承受力， 00002 3 材料的屈服强度极限， n 材料的安全系数 n=3 则： 2/80803/2 4 0 8 0 5 0 041 即取内径为 形螺纹的公称直径为 70 螺距 0 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 14 立柱的长度随平板硫化机上横梁与平台间的最大距离而定，具体长度绘图后得出。 柱与下横梁与外部连接的紧固螺母，其特点是结构简单，加工容易，但安装难以调节，反复调整螺母的位置到下横梁平衡的需要，和螺钉处有应力集中，长期使用会使螺母松动。 四跟立柱分布情况，如图 3 图 3柱分布图 母的选材及尺寸 螺母的材料为 螺母呈圆柱形，均匀开四个槽，螺纹尺寸与立柱螺纹相吻合。 外形尺寸： 外径 取 10 高度 0 横梁和螺母的接触面应当加工精细，使其平均接触， 密切配合。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 15 横梁 横梁的结构及材料 上横梁和底座用于承受板的压缩过程中产生的力，连接柱形成一个坚固的封闭框架。 上横梁的材料通常为铸铁，在这里我选用的是 40。在受力时，液压缸内压力经模具作用于热板上，以至作用于上横梁，上横梁可以看做是一个自由放置，在两支点上受均匀布载荷的梁。 矩及弯曲应力的校核 在上部梁的荷载加载，弯曲应力沿中心负荷最大，和危险截面在中部的边缘，即 -截面。 （ 1） -截面强度校核 最大弯矩为： )2(4 其中 50 ， 50 5m a x 109)24565(48 0 0 00 -截面形心的形状及尺寸位置，如图所示： 图 3横梁 面 -截面形心位置： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 16 68529168(2 268529108 2261 262 截面惯性矩 1J : 433331 2 1 43 抗弯截面模量 1W : 3211 8 2 1 4 -截面的应力： 21m a 5 5 8 38 0 0 0 0 w 2/680 w （ 2） 截面的强度计算 一共有 4 个立柱，每一个立柱承担公称吨位的力，在上横梁的支持臂里面用螺母紧固立柱，所以在拧紧螺母时会发生预紧力，这时候要思考在立柱上承受的力加大。 92004 界面的弯矩： 其中 1I 立柱支持臂圆孔 中心直接面的距离，取 61158164(2 161158164 2221 162 截面惯性矩 J ： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 17 4333 抗弯截面模量： 327 0 4 0 横梁的最大挠度 )48(3 8 4 331m a 其中： E 材料的弹性模数，灰口铸铁， 取 26 /1015.1 )4060440608( 21 4101 0 15384 8 0 00 0 336m a x Y 在模具制品硫化时，上横梁应该使用最小模具验算其强度，最小模具的尺寸一般不小于柱塞的直径尺寸。 板 板的结构 及材料的选择 热平板硫化机中的热板也是其重要的组成部分之一。热板是用来加压和加热制品模具的作用，影响硫化制品质量的原因就是热板的温度是否分布均匀。 为了使硫化制品或者模具与平板有良好的接触效果，平板的工作面应当精细加工，而且要平直光滑。这样才能保证制品能够加压和加热均匀，制品与模具和平板有良好的接触。 当热板作为压力和加热产品和模具加热，温度分布均匀，与硫化制品的质量是直接影响。 热板材料选用 45#钢，采用电加热的方式，暂定尺寸： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章 主要零部件的基础结构设计 18 60400400 （长 *宽 *高） 版内电加热元件的选择 加热元件的功率： t 3600 )( 01