XK500-1000开炼机传动系统设计
43页 11000字数+论文说明书+3张CAD图纸【详情如下】
A1-辊筒.dwg
A2-齿轮.dwg
XK500-1000开炼机传动系统装配图A0.dwg
XK500-1000开炼机传动系统设计说明书.doc
摘要
炼胶设备是橡胶工业之中的通用的设备，在所有的橡胶制成品加工中都必须要经过炼胶加工工序。所以，炼胶设备在橡胶机械中最重要的设备之一。目前的炼胶设备里主要有开炼机、密炼机-间歇式生产，（目前通用），连续混炼挤出机-连续式生产，（橡胶方面正在研究之中，塑料方面已全部工业化）。
在橡胶工业中，混炼车间是整个行业的核心，是橡胶工厂最重要的部门，也是能 源消耗大户，占全厂 40%，也是目前重点节能的部门或工序之一。它包括烘箱、切胶机、开炼机、密炼机及其辅机。近年来，国外橡胶工业有了迅速的发展，不仅在各个加工技术方面有相当的进步，而且设备方面有很大的发展，广泛地应用电子计算机管理和控制炼胶作业，大大地提高了炼胶系统地自动化水平，同时也引起了炼胶系统的变化。
多年来，国外对炼胶系统的技术改革实践证明：首先改革炼胶机及其装置，并使之现代化，以取得较高的劳动生产率、较高的效率和炼胶作业最佳化，才能真正实现炼胶系统技术创新。经过多年的改革，当代炼胶系统尤其是轮胎厂的炼胶系统已发展成自动化水平较高的工程系统。
开炼机是开放式炼胶机的简称，在橡塑工业中开炼机是使用历史颇为悠久的加工设备之一、其伴随着橡塑工业的产生而出现，伴随着橡塑工业的发展而逐渐发展。是橡塑工业中用来加工橡胶、塑料的最常用设备之一，也作为基本设备之一。据初步统计，当前我国每年生产开炼机的台数是 5000 台。每年也有一定数量的开炼机出口到东南亚等国家。
开炼机主要使用于对于天然橡胶的塑炼，配合剂和生胶的混炼。或者当作胶料的压片之用和胶料的热炼。开炼机构成由机座、机架、电动机、辊筒、辊温调节装置、传动齿轮、润滑装置、加热和冷却装置、安全制动装置和减速器等主要零件组成。开炼机辊筒使用冷硬铸铁制造而成，表面经过磨削形成的表面比较光滑。辊筒的内部是空心结构，根据开炼机使用要求，通入冷却水或者使用蒸汽进行冷却处理。
炼胶过程中为了调节辊筒的温度，可以通过进水管将水导入辊筒的内腔，溢流将会从辊筒某一端的喇叭孔进入溢流槽然后再排出去。为了使操作相对安全，在开炼机的上端安装了安全拉杆，在拉动拉杆之后，开炼机将自动切断电源，电磁抱闸从而可以自动停车。为了阻止胶料会从辊筒两端挤入辊筒，轴承部分一般会装有挡胶板。
关键词：机座；开炼机；辊筒；辊筒轴承；加热与冷却装置；安全制动装置；
Abstract
Mixing equipment is the rubber industry general equipment, in all rubber products processing must be to go through the mixing process. So, the most important in rubber machinery equipment in one of the mixing equipment. The mixing equipment mainly open smelting machine, dense mixer - batch production, (current), continuous mixing extruding machine - continuous production, (rubber under study, plastics have all been industrialized).In the rubber industry, mixing workshop is the core of the whole industry, is the most important department of rubber factory, is also a major energy consumption, accounting for 40% of the whole plant, is currently one of the key energy saving department or processes. It includes oven, rubber cutting machine, open mill, internal mixer and auxiliary. In recent years, foreign rubber industry has developed rapidly, not only in terms of the various processing technology has considerable progress and equipment have great development, widely application computer management and control the mixing operation, greatly improved the level of automation to mixing system, also caused the change of mixing system.
Over the years, foreign of compound system technical reform practice proof: first reform rubber mixing machine and its device, and the modernization, in order to obtain a higher labor productivity, higher efficiency and the mixing operation optimization, can we truly achieve the compound system of technological innovation. After years of reform, the contemporary compound system especially tire plant, rubber mixing system has developed into a higher level of automation engineering systems.
Open smelting machine is referred to as the open rubber mixing machine, in the rubber industry open smelting machine is one of use has a long history of processing equipment, accompanied by rubber and plastics industry emerged, along with the development of rubber industry and the gradual development. Is one of the most commonly used equipment for processing rubber and plastic rubber industry, as one of the basic equipment also. According to preliminary statistics, the number of China's current annual production of mills is 5000. Every year, there are a certain number of open refining machine exports to Southeast Asia and other countries.
Mixing machine is mainly used for natural rubber mixing, compounding agent and rubber mixing. Or used as a rubber sheet and a rubber compound. Open smelting machine composition comprising a machine base, a machine frame, a motor, a roller, a roller temperature adjusting device, a transmission gear, a lubricating device, heating and cooling device, safety braking device and reducer main parts. Mill roller using chilled cast iron manufacturing, surface after grinding formed relatively smooth. The interior is a hollow structure, according to the requirements of the mills, pass into the cooling water or steam cooling.
Refining process for adjusting the roller temperature, can be through the water inlet pipe to the inner cavity of the water into the bowl, the overflow will from one end of the roller horn hole into the overflow tank and then drain out. In order to make the operation is relatively safe, open smelting machine is installed on the upper end of the pull rod safety, after pulling, open smelting machine will automatically cut off the power, electromagnetic brake which can automatic parking. In order to prevent the rubber roller from both ends into the roller bearing part, usually with the glue.
Key words:Frame; Mill; Roller; Roller Bearings; Heating and Cooling Device; Safety Braking Device;
目 录
第一章 绪论 1
1.1 开炼机的工作原理 1
1.2 开炼机的结构形式 2
1.3 控制方式智能化 3
1.4 开炼机结构形式的历史发展与现状 4
第二章 主要参数的选取与计算 5
2.1 主要参数确定 5
2.2电动机和减速器的选择 5
2.2.1速比齿轮的参数确定 6
2.2.2 强度校核 7
2.3 传动齿轮的设计计算 9
2.3.1 强度校核 9
第三章 主要零部件的设计 12
3.1 辊筒的设计 12
3.1.1 辊筒的主要结构 12
3.1.2 横压力计算 12
3.1.3 辊筒计算 14
3.1.4 辊筒与轴承间隙的确定 18
3.2 横梁和机架 19
3.2.1 机架的强度计算 19
3.2.2 压盖的强度计算 24
3.2.3 安全系数与许用应力 25
3.3 润滑系统 25
3.4 制动装置 25
第四章 调距装置 26
4.1 调距螺杆的计算 26
4.2 螺杆螺纹的自锁条件 27
4.3 螺母计算 27
第五章 辊温调节装置 31
5.1 辊筒冷却计算 31
5.2 实际冷却水消耗的确定 31
5.3 冷却水管进水管直径的计算 31
第六章 总结 33
参考文献 34
致谢 35
第一章 绪论
1.1 开炼机的工作原理
各种配合剂均匀之所以混合在一起，这是因为开炼机在搅拌过程中主要依靠两个相对回转辊的橡胶材料挤出、剪切，经过反复的捏炼过程与化学反应，内部橡胶的分子链中断，使各种成分的塑料材料混合均匀，最终达到复合。由于在薄膜辊缝中排除，由于在两个辊面上的速度和温度的差异而涂上了滚筒，滚筒之间的回流，如此反复，完全混炼效果。当链形成时，橡胶的分子链由长变短。从大到小的弹性；在搅拌时间，以促进表面的橡胶材料的组合物，不断更新，均匀混合。在间歇操作的开炼机上，在给橡胶材料多次反复多次通过滚筒上，最后切断了胶片。在连续运转的开炼机中，从一个端的胶中连续加入，按规定的时间在混炼过程中反复多次由辊的几次，从另一端的滚筒连续切割所需的胶粘带。然后，胶料在开炼机上加工时，应具备哪些条件才能得到良好的炼胶效果呢？我们将从两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。
辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种因素影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果。
为使物料承受较大的机械剪切作用，开炼机的两个辊筒之间须保持一定程度的速度差异。辊距一定时，较大的辊筒速度差，可以提高开炼机对物料的剪切速率。此外，辊筒间距也显着影响轧机的剪切，挤出效应。在辊筒速度差值处在相同条件下时，辊筒间距越小，其机械塑化和混合材料的也越小。
对每一个加工过程来说，当投放的批料物料包裹于一个辊筒表面之后，在两个辊距的上方仍然存有一定数量的堆积料，这些堆积的物料随着滚筒的转动不断地被压入辊隙之中，而新的产品材料又逐渐形成，积料的存在对于提高捏炼物料的质量与效率来说影响很大。但是这部分积料的容量必须适当，若堆积的物料过多，则会使部分物料只是在原处轻微抖动而不能顺利地进入辊隙去承受应有的机械作用，因此影响了批量整体物料捏炼的均匀性，并使加工周期延长，物料散热困难而升温；若堆积的物料偏少，则又导致操作过程的不稳定。
开炼机在捏炼物料过程中，只有在其接触角小于摩擦角时,物料才会被转动的辊筒压入到辊隙之中,这也是开炼机在加工物料时的先决条件。
图1.1 间歇炼胶过程图
1－加料 2－捏炼 3－切割胶料
图 1.2 连续炼胶过程图
1－切胶刀 2－带状胶条
1.2 开炼机的结构形式
开炼机虽然是由电动机带动的，但由于在制造和使用条件的不相同，存在各种传动结构，主要包括开传动机构、封闭式传动结构和复式传动结构。
(1) 开式传动结构
开驱动结构在早期就被广泛地使用。该传动具有结构简单、成本低、传动件分散、安装和调整等优点。辊筒轴承一般都采用了铜或尼龙材料的滑动轴承，传动方式可手动调节。前后辊筒速比需要安装在辊筒的一端的辊齿轮比来实现。由于前、后辊筒的动力依靠速比齿轮传递过来，功率直接对齿轮传动，与生产过程中辊筒距离调整的需要，导致在一个传动比不能在理想状态下啮合，因此开放带动轧机齿轮寿命短，传动效率较低。
(2) 闭式传动结构
在第二十或八十年代的七十个世纪中，闭式传动结构的开炼机得到了迅速发展，并得到了用户的认可和推广，成为同年代开炼机产品的标准形式。封闭式传动机构第六章 总结
本次针对于开炼机的设计主要侧重于开炼机传动系统。开炼机主要用于天然橡胶的塑炼，生胶与配合剂的混炼，或用作胶料的热炼和胶料的压片之用。它主要由辊筒、机座、机架、传动齿轮、润滑装置、加热与冷却装置、辊温调节装置、安全制动装置及电动机、减速器等组成。
多年来，国外对炼胶系统的技术改革实践证明：首先改革炼胶机及其装置，并使之现代化，以取得较高的劳动生产率、较高的效率和炼胶作业最佳化，才能真正实现炼胶系统技术创新。
这是因为开炼机在搅拌过程中主要依靠两个相对回转辊的橡胶材料挤出、剪切，经过反复的捏炼过程与化学反应，内部橡胶的分子链中断，使各种成分的塑料材料混合均匀，最终达到复合。由于在薄膜辊缝中排除，由于在两个辊面上的速度和温度的差异而涂上了滚筒，滚筒之间的回流，如此反复，完全混炼效果。当链形成时，橡胶的分子链由长变短。从大到小的弹性；在搅拌时间，以促进表面的橡胶材料的组合物，不断更新，均匀混合。
那么，胶料在开炼机上加工时，应具备哪些条件才能得到良好的炼胶效果呢？我们将从两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。
辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种因素影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果。
本次开炼机设计流程为：按照机械设计方法进行安排设计，首先对于主要参数进行机械计算并合理选取。然后是各个主要组成部分的选择及设计，电动机、辊筒、机架、调距装置和调温装置的设计及组装。设计并计算辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果的因素。最后根据所有计算以及合理选择进行组装，即通过建模软件和cad图纸对于设计零件进行建模和装配。
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致谢
通过这次对于开炼机的设计，算是对大学四年期间对于所学知识的一个汇总和汇报，从这次设计中，学习到了曾经未涉及到的方向，温习了曾经学过的知识，收获很多，希望对于将来的工作能有帮助。毕业临近，对于母校倍感感激。
首先本次毕业设计是在老师的精心指导下完成设计，对于论文的最初选题和设计以及修改等工作老师都耗费了很大心血，老师的指导思想和专业水平以及对工作严谨又平易近人的素养给我很大影响论文的完成工作中，都会遇到各种难题，但王老师都给予我悉心的指导和无私的帮助，论文才顺利的如期完成。此次毕业设计，我对老师表示发自内心感谢。
其次要感谢我的辅导员，是他们在课堂上的细心教授，课下的耐心讲解，我才逐渐熟悉的掌握了所学到的知识，锻炼了自己的意志品质，为自己毕业设计打下较好的基础并在之后顺利的完成此次毕业设计。
最后，在完成此次毕业设计后，我明白自己还应该感谢家人及同学们的包容和支持，感谢父母一直以来的关心和爱护，即将毕业走入社会，希望自己如父母师长的期望一般，走出自己的道路。
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