QLB-600×600侧板式平板硫化机主机设计【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： 600 侧板式平板硫化机主机设计 专 业： 机械 设计 制造 及其自动化 班 级： 机制 1102 学生姓名： 关春雷 指导教师： 董林福 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日 论文答辩日期： 2015 年 6 月 5 日 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 本次设计设计的是 00 侧板式平板硫化机，介绍了平板硫化机的发展史，并对 00 侧 板式平板硫化机的零部件进行了设计计算和校核。 平板硫化机作为一种硫化设备，有柱塞、工作缸、密封装置、法兰等组成的 传递液压能的部件将液体的压力转变成带动平台运动的动能以及供应品硫化时 所需要的压力能。利用安置在热板中的加热设备与机械部分配合使用，加热、加 压一定时间，就可满足制品硫化的三要素：时间、压力、温度。 侧板式平板硫化机的工作原理是，柱塞通过液压力带动可动平台上升，使被 固定在平台上的热板一起上升，并与上层热板夹住制品，在一定时间的硫化作用 下，形成成品。 由于模型橡胶制品、输送带、胶板及合成塑料的应用不断的发展，促进了平板硫化机的发展，同时也对平板硫化机的性能提出了更高的要求。 关键字： 平板硫化机、侧板、硫化设备 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 00 on 00 of by so on is as as in of to in in a to 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘要 . 1 . 3 第一章 前言 . 1 第二章 主要零部件的设计及校核 . 1 . 1 . 1 2 . 1 1 . 2 . 2 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 5 . 6 . 6 . 7 . 10 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 14 . 18 . 18 . 18 结论 . 20 致谢 . 21 参考文献 . 22 文献综述 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 图清单 图一 柱塞结构尺寸 4 图二 密封圈 7 图三 法兰 7 图四 法兰的受力情况 9 图五 可动平台 截面 13 图六 可动平台 截面 13 图七 侧板 14 图八 上横梁 18 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第一章 前 言 1 第一章 前 言 硫化是橡胶制品生产的最后一道工艺。橡胶在硫化过程中，结构发生较大的变化，从而使其性能也发生了较大的改变，使橡胶具有应用价值。 随着我国经济的高速发展，我国橡胶工业的技术水平和生产工艺得到很大程 度的提高。为了适应橡胶制品生产企业技术人员和技术发展和现代化企业生产工 人的培训要求，本人将有关技术资料和发展中的经验体会加以归纳汇总，设计了这样一种平板硫化机 。 平板硫化机是一种带有加热平板的液压成型机。它具有结构简单，压力大， 适应性广等特点，广泛用于硫化模型制品、胶带和胶板等。 本文主要介绍平板硫化机的机构特点，设计平板硫化机的整个过程。并且综 合几种自开模的方法，集其优点，使其更加简便、节约，为使用厂家带来更大的经济价值。 本文在设计过程中得到了董林福老师的帮助，提出了许多宝贵的意见，谨此一并致谢。 由于编者水平有限，编写时间仓促和编写经验不足，书中的不妥之处在所难 免，肯请广大读者批评和指正。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 1 第二章 主要零部件的设计及校核 依据 681048000600侧板硫化机的主要性能参数 ： 热板尺寸 600600 板层数 2 热板单位面积压力 板间距 150 热功率 称总压力 N 外形尺寸 7155201910 量 2 t 公称合模力 N 工作液压力 200 kg/塞 柱塞是平板硫化机的主要零部件之一，它与工作缸、密封装置、压紧法兰盘 等组成了传递压能的部件，将液压能转换成带动平台或 可动横梁运动的能量。 柱塞的结构形式是根据平板硫化机的吨位大小、工作缸内液压的变动情况、 平台的运动速度及其行程等进行设计。 塞的选材 考虑到柱塞在使用上的要求有足够的耐弯曲及抗压缩度、工作表面有足够的 硬度。选 塞外径 2 / 0 . 7 8 5 1 5 0 1 0 / 0 . 7 8 5 2 0 0 3 0 . 9 1D p p c m 式中： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 2 5010300kg/ 00柱塞直径大于 150，为了节省材料，减轻重量，应该制成空心，本设计采用 空心柱塞。 柱塞壁厚的确定 2中： 铸铁抗压强度极限 kg/4000 n 柱塞安全系数 n=57 取 n=6 =14000/6=2333 铁的柱塞 K=2 50mm 00 2 3 3 3 2 0 022 3 3 311 5 0 =造规定 30 0 柱塞内径 1= = 240302300 柱塞与平台的连接方式 柱塞与平台的连接方式采用柱塞端部与平台刚性连接。与柱塞外壁上开槽，用螺栓紧固在平台上。如图 1. 1 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 3 图 柱 结构尺寸 作缸 工作缸是平板硫化机传递力的主要零件，属于高压下操作的壁厚容器。 作缸选材 工作缸为铸件，选用 料。 作缸内腔直径 工作缸内腔直径按柱塞的直径选定，较柱塞直径稍大。柱塞直径在 200上时，工作缸内腔直径应该比柱塞直径增大 25 00+25=325 工作缸壁厚： 铸造的工作缸： 121 式中： 25/2= kg/ 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 4 式中： b kg/ b=5700kg/n=5 7，取 n=6 9 5 065 7 0 0 P=200 ( 12002950950 )=490 工作缸外径 = 425502325 1） 工作缸底部采用球底 ,避免应力集力。 球底半径： r=(12) r1 r= 取 r=325 （ 2） 过渡圆半径 r mm r41r= 3） 工作缸凸肩部分高度 h （ 4） 凸肩圆角半径 R=( =50=10 5） 导向长度 D 300=150阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 5 （ 6） 粗算工作缸总深度 L=S+2=570 S=3101 02 30 0 此深度待密封装置确定之后再调整，根据工作缸深度可估算柱塞长度，其中考虑到法兰厚度，柱塞伸出的长度以及伸入平台的长度。 L 柱 =570+100=670塞细长比 670/260=0 为短柱塞。所以不检验稳定性，其应力应 该按纯压缩力考虑，采用上述形式的柱塞及工作 缸结构形式，主要问题是升降速度较慢，尤其是柱塞下降时完全是靠自重下降，下降速度无法控制。因此采用工 作缸与底座一体形式，用油缸固定底座来保证快速下降。 作缸强度校核 工作缸工作受内压作用，产生周内向应力 t ，径向应力 r 和轴向应力 时外压 ，内压 =200kg/向应力： 2/2 0 0 周向应力：2122212 式中： u 半径。 u 半径。 2 00t 轴向应力： 22222122212 /抗拉强度极限b=6390kg/作缸安全系数 n=5 7 取 n=6 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 6 许用抗拉应力 2/106566390 b 三种抗拉应力都小于许用抗拉应力 ，所以工作缸的设计符合要求。 封件 密封装置是工作缸与柱塞组合成的重要组成部分。平板硫化机能否正常工 作，在很大程度上取决于工作缸密封结构的完善程度对密封装置的要求。 本设计对密封圈的要求： （ 1）密封性能好。 （ 2）结构简单，成本低。 （ 3）耐久性好。 本设计选用 Y 型橡胶密封圈，此密封圈在高压下性能好，如图 2 图 封圈 62 0 H=20mm 94mm 00mm d=300阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 7 兰 图 法兰 （ 1）确定法兰尺寸，材料 A3 b=20兰压盖压环部分厚度 H=50 兰压盖压环 外径 40 法 兰压盖 凸径厚度 =30 法 兰 螺栓中心直径 90 兰 內径 D=300 兰 外径 40栓孔直径 2 2）选择法兰螺栓：螺栓材料 通碳素钢） s=240= 取 S=栓许用应力：M p aS s 选取内六角螺母： 工作液压为 200kg/兰压环面积： 压盖内径 =兰压盖受力： P=K 式中： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 8 K=000240个螺栓承受的工作载荷： F=P/12=50240/12=4187余预紧力： p 8 04 1 8 ( 螺栓总压力：p 2 5 8 4 6 74 1 8 8 0 单个螺栓直径： 2 5 8 初选 d=30螺栓间距要求： h4d 4d=430=120选 12 个螺栓： 12120=1440栓中心线长： C=D=90=2 12 4 2 个螺栓满足要求 （ 2）法兰盖弯曲校核 法兰盖的受力情况如图 法兰盖受力情况 当其压紧密封材料时，缸内工作液就 经密封材料而传递至法兰压环边缘，法兰受力后产生扭转，计算时可当其所受力均布在法兰压环圆圈周上，法兰压盖受力后除受弯矩及周边力偶 M 使其产生横截面扭转变形外，法兰压盖与工作缸紧靠的周边上受弯曲，剪切及压紧密封图的环面上受挤压力。在确定法兰的尺度时，各受力沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 9 处需要进行校核。 弯曲应力校核：201011 )2(2)( )(3 w 式中： P=502400 4041 404 D=30002 909cm 2 =30H=50 cm 1)3039(0303939(2)(3)(2 22222212 cm 034(0303434(2)(3)(2 2221211 22 /1 7 24 03 ）（）（w M p aM p a 200 合格 直径 曲应力校核： 22 /16 式中： Cm m 922 2阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 10 M p aM p 00 24 061622 法兰压盖凸缘处剪切应力： 21 / 24 0 0 M p p a）（。应力法兰材料许用应力剪切 以上校核均合格。 板 热板是平板万事亨通 化机重要的部件之一，热板在硫化机操作时作为加压及热制品和模具用热板温度分布是否均匀，直线影响被硫化制品质量。平板工作面需要精加工，要求平面平直光滑，使被硫化制品或模具与平板接触良好，以保证硫化制品受压力及热均匀。 本设计热板的材料选用 45#钢，（因需淬火）。尺寸为 60060060（长 宽 高）。选热板的加热元件为电加热元件。 加热元件功率： 860)( 01 式中： C= G=V=03（ =168kg 最高工作温度 200 加热前温度 20 =50)20200( 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 11 选择热元件： 选择管状电热吕，它是一个管内有金属电阻丝并在空隙部分紧密填满有良好热导性和绝缘性的结晶氧化镁的金属圆管。它可以直接放在固体金属中作为加热元件。选 型，每个功率为 选 6 个，总功率为 9满足要求。 外型尺寸： A=440 B=300C=70 直径 16电压 U=110V 安装方法，在热板钻一排等距离的横向通道。为了安全，装接电线部分应装有罩盖。平板内应装有温度断 电器，以知动控制平板工作温度。 动平台 动平台的选材 可动平台是铸造铁件，这里援用 40，材料弯曲极限应力 w=3400kg/全系数 n=5 6 取 n=6 许用弯曲应力： 2/5666/3400 平台上有侧板导向孔，在加工时严格保持侧板中心线垂直于平台工作表面。本设计采用单柱塞平台。 台受载荷及弯矩 平台可简化为有两个去点的梁。在 450板长上承受均布载荷，两点距 离为柱塞中径。 平台材料弹性模数 E=06 1/2（ 300+240） =270布载荷： q=P/L 式中： L=600=P/L=150103/600=250kg/500kg/阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 12 动平台弯矩 )1 2 x 当 x=，有最大弯矩 m a x)1) 2 x 当 X=30 时平台中心弯矩 2 5 0 0302 5 0 5 可动平台在柱塞中径处有最大弯矩 平台中心处有弯矩 强度校核 1. 截面可动平台中心处，截面形式及尺寸如图 图 可动平台 截面形心位置： 6115443106(2 961154431061222221 截面的惯 性矩 333331 2 4 4 43 抗弯截面模数 阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 13 321 3 2 4 4 平台中心处 面应力 /3832512500 3 3. - 截面中经处，截面形式尺寸如图 图 可动平台 - 截面 ）（432112210622221 截面惯性矩 j : 4333 4 2 2 7372266460 抗弯截面模数： 32 I I 截面弯曲应力： /2746392 2 7 81 3 3m a I 经校核两处截面弯曲应力均小于许用应力，所以设计安全。 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 14 可动平台 重心处挠度 m 53653 27460(2 4 4 14(6 板 侧板设计形状，尺寸如图 图 侧板 侧板受力如图，设每块侧板受有工作缸产生用力 P，设力 P 集中于嵌口中点，则侧板产生的弯矩为： 5000 式中： 05 到侧板形心线的距离。 2于侧板在紧固螺钉处产生的水平位移对螺钉起拉伸作用后，使螺钉产生弹性恢复力 Q，该力分别对支点 A， N 产生反变矩 =30于反弯矩 成弯矩 N 钉弹性恢复力 Q（ N）： 6)32()1( 3 12 a 式中： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 15 N， 1 22 314010)220( J=09Q 903302(3 1 4 030)3 1 4 0790301063 92 5 0=虑到反弯矩 作用产生弯曲变形时的挠度 y（ (222222126J= ）（）（）（0 7 9 57 9 0(3 9 侧板垂直变形 fc(c 51 0530=12150侧板水平位移超过了导轨或导向块初始间隙后，会由导轨对侧板产生水平阻力 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 16 用 即为超过。 )22(21 Ds 水平阻力 Ps(w) s 425421 02790(2()21(3 连接螺钉产生的附加弹性恢复力 N）， N）： (214211侧板每端连接螺钉的实际受力 N）， N） 5 除上下嵌口处，侧板任意截面处强度校核： 4 7 4 7 内侧外侧侧板嵌口处强度： 522259521N）（N）（）水平阻力 换成作用于导轨斜面上的 N） 4 导轨的比压 P（ N/: / 0 0 02 43 s 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 17 式中： 导轨斜面面积。 225=3000000P- 导轨许用比压，取 P=钉的校核： （ 1） 螺钉的拉伸强度校核： 上侧螺钉： 22/ （ 2） 螺纹螺牙弯曲强度校核： 3 式中： b=h=螺纹牙的公称温度。 h=Z=10 2 /（ 1）螺钉螺纹牙的剪切强度校核： 24 8 . 4 1 5 8 /5 0 . 5 6 3 . 1 4 2 0 . 1 7 4 1 0 c mn k d d b Z 下侧螺钉校核： （ 1）螺钉拉伸强度校核： 224840 1 5 4 /3 1 4 0 1 0L c （ 2）螺纹弯曲强度校核： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 18 2223 3 4 8 4 0 0 . 1 1 3 0 0 /0 . 2 5 0 . 5 6 3 . 1 4 0 . 2 0 . 1 7 4 1 0w c b z 螺钉螺纹螺牙的剪切强度校核： 24 8 . 4 1 5 8 /5 0 . 5 6 3 . 1 4 0 . 2 0 . 1 7 4 1 0 c d b z 以上校核均符合要求。 横梁 材 上横梁的作用是来随平板硫化机加压时产生的作用力，和侧板连在一起，并形成一个归固的封闭构架。 上横梁多选用 铸铁件。 横梁的结构及强度校核 液压缸内压力经模具作用于热板，以至作用地上横梁。上横梁结构如图 图 上横梁 - 截面为完全对称截面，所以截面形心位置是对称中心。即 e= 截面受力情况：该截面主要受剪应力。因为液压缸经模具 作用于上热板，以至作用于上横梁，两支点之间距离为： 1/2（ 450+510） =480为液压缸内压力给上横梁的力远远大于上横梁重量，所以上横梁的重要可以忽略不计。 平衡方程： 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章 主要零部件的设计及校核 19 /851(/ 0 (22045101252555面为安全截面 上横梁的弯矩方程： )2() 2m a x =，平台中心处弯矩最大： 6 2 52/)1 2 5 0) 5m a x 截面校核截面： 截面形心位置，由于螺栓尺寸远远小于整个上横梁尺寸，可以忽略不计。所以上横梁可以看成完成对称图形。 形心： 2 e 截面惯性矩： 431 0 13 抗弯截面系数： 31 0 1 w 上横梁中心处 截面应力： /m a x 上横梁最大挠度： 3464468(48 a x沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 结 论 20 结 论 我毕业设计的课题是平板硫化机的设计，本学期开始，毕业设计就进入准备阶段。 通过董林福老师悉心指导和我们大家夜以继日的努力，使我在本次毕业设计 中受益匪浅。为了收集国内外的技术资料，我们花了大量时间，在学校的图书馆和文件检索室查阅了目前现有的有关平板硫化机的期刊和书籍。在最初的一段时间内我们曾处于一种忙碌又毫无进展的状态，可以说是无从下手，这时指导老师董老师给了我们极大的帮助，我们在此基础上开始进行了方案设计，确定 主要技术参数，主题方案图，平板硫化机装配图，边设计边完善，在老师的指导和同学的帮助下终于顺利地完成整个设计任务。