XK550-1000开炼机压盖与机架底座设计【3张CAD图纸+毕业论文】

XK550-1000开炼机压盖与机架底座设计

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摘要

炼胶设备是橡胶工业中的通用设备，在所有橡胶制品加工中都必须经过炼胶加工工序。因此，炼胶设备是橡胶机械中重要的设备之一。目前的炼胶设备主要有开炼机、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。

开放式炼胶机简称开炼机，开炼机是橡塑工业中使用历史最悠久的加工设备之一。随着橡塑工业的产生而诞生，随着橡塑工业的发展而发展。成为橡塑工业中加工橡胶、塑料的常用设备之一，也是基本设备之一。据初略统计，目前我国每年生产开炼机5000台。每年还有一定量的开炼机供出口到东南亚等地区。它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。其辊筒采用冷硬铸铁制成，其表面经过磨削而形成光滑的表面。辊筒内部为空心结构，根据使用要求，通入蒸汽或冷却水进行冷却。

为了调节炼胶过程中辊筒的温度，通过进水管把水导入辊筒内腔，溢流从辊筒一端的喇叭孔进入溢流槽再排出。为了操作上的安全，在开炼机的上端装有安全拉杆，当拉动拉杆后，便自动切断电源，通过电磁抱闸而自动停车。为防止胶料从辊筒两端挤入辊筒轴承部位，装有挡胶板。

查阅《橡胶工业手册》：其中关于开炼机安全装置的叙述不叫详尽以及先进;为保护开炼机主要零部件在机器由于发生意外情况而过载时不受损坏，在辊筒轴承前端装有安全装置。基本机构有两种（一）安全片。对安全片的技术要求：1，材料采用HT150；2，厚度误差不大于0.05mm；3，每批材料要经过试验后确定厚度；4，安全片的破坏载荷Q为每个轴承最大水平横压力的1.5倍。（二）液压安全装置。其原理是当机器发生故障，油压上升，电接点压力表指示动针与调定最大横压力值的固定针相接处时，机器立即停车，放大辊距是负压降低。其中液压调距装置我比较感兴趣让我想起液压可所学知识结合起来分析一下，感觉很有意思。又重新学习一下淡忘的知识。

关键词： 开炼机； 辊筒； 机座 

Abstract

    Mixing device is a common device in the rubber industry,in processing of all rubber products must pass through rubber processing. Therefore,mixing equipment is one of the important rubber machinery and equipment. Current rubber mixing equipment are opening mixer,mixer (intermittent production, GM is now),the continuous kneading and extruding machine (continuous production,the rubber under study,plastic has been industrialized).

    In the rubber industry,mixing workshops are the core of the industry, rubber factory is the most important sector,are also big energy users,40% per cent of plant,is one of the key energy conservation department or process. It includes oven,gel machine,mixer,mixer and its auxiliary equipment. In recent years,the rubber industry has witnessed rapid development in foreign countries,not only there was considerable progress in the processing technology and equipment has a great development,wider application of computer management and control the mixing job,can greatly improve the refining system,automation level,mixing system is also changing.

For years,foreign to refining system technical reformation practice: first reform of rubber mixing machine and device, and modernize in order to achieve higher productivity,higher efficiency and rubber operations optimization,can we truly achieve refining system technical innovation. After years of reform, contemporary rubber system especially the rubber of the tire factory has been developed into a higher level of automation engineering systems.

Open rubber mixing machine referred to as mixer,mixer is used in the rubber and plastics industry one of the oldest equipment. With rubber and plastic  

industry was born,with the development of rubber industry. Processed rubber, rubber and plastic industry one of the plastics commonly used equipment,is one of the basic equipment. According to some statistics,at present China's annual production of mill 5000 units. Every year there is a certain amount of mixer for export to Southeast Asia and other regions. It is mainly used for natural rubber and plastic rubber,crepe and the mixing of ingredients,or as the thermal compound smelting and compound Tablet use. It is mainly composed of roller, frame, frame, transmission gear, lubrication equipment, heating and cooling equipment,roller temperature control devices,safety brake and an electric motor,gearbox and other components. The rollers are made of chilled cast iron, its surfaces are ground to form a smooth surface. Roller interior of hollow structures,depending on their requirements,steaming and cooling water for cooling.

In order to adjust the rubber rollers in the process temperature,imported rollers through inlet water Chamber,overflow from the roller tube at one end of the speaker holes into the overflow channel and then discharged. For operational safety,safety lever at the top of an open mill,when after pulling the lever will automatically cut off the power supply,through the electromagnetic brake automatically. To prevent the rubber squeeze from both ends roller and roller bearing parts with rubber baffle.

 Now "Rubber Industry Handbook": which describes the safety devices on the open mill is not called exhaustive and advanced; for the protection of open mill major components in the machine as a result of unforeseen circumstances overload from damage, the front end of the roller bearing mounted safety devices. There are two basic mechanisms (a) security chip. Security sheet  

Technical requirements: 1, the material used HT150; 2, the thickness error is less than 0.05mm; 3, each batch of material to go through a test to determine the thickness; 4, the safety sheet for each bearing failure load Q maximum horizontal transverse pressure 1.5 times. (B) a hydraulic safety device. The principle is that when a machine fails, the oil pressure rises, electric contact pressure gauge needle move and set-largest cross-pressure phase at a fixed needle, the machine stop immediately, amplifying negative roll gap is reduced. Hydraulic pitch which means I am more interested reminds me of hydraulic pressure can combine the knowledge to analyze, I feel very interesting. Again learning about the forgotten knowledge.

Key words:  Mixing Machine;  Rollers ;  Frame

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 传动原理图 5

  2.3 电动机和减速器的选择 6

   2.3.1 速比齿轮的参数确定 6

   2.3.2 强度校核 7

  第三章 主要零部件 10

  3.1 辊筒的设计 10

   3.1.1 辊筒的主要结构 10

   3.1.2 横压力计算 10

   3.1.3 辊筒计算 12

   3.1.4 辊筒与轴承间隙的确定 17

  3.2 横梁和机架 18

   3.2.1 机架的强度计算 18

   3.2.2 压盖的强度计算 24

   3.2.3 安全系数与许用应力 25

  3.4 润滑系统 26

  3.5 制动装置 27

  第四章调距装置 28

  4.1 调距螺杆的计算 28

  4.2 螺杆螺纹的自锁条件 29

  4.3 螺母计算 29

  第五章辊温调节装置 30

  5.1 辊筒冷却计算 30

  5.2 实际冷却水消耗的确定 32

  5.3 冷却水管进水管直径的计算 32

  第六章 结论 33

  参考文献 34

  致谢 35

第一章 绪论

1.1 开炼机的工作原理

开炼机的工作原理是对原料的混合炼塑，用载有热量、能够产生相对运动的两根辊筒同时工作。工作的时候，原料需加在两根工作的辊筒之间，由于辊筒的旋转速度不同，工作表面上的温度也大不相同，所以辊面上的物料受到辊筒之间的热传导和摩擦力的作用，使其渐渐地温度上升而软化，并粘在辊面上。当这些原料进入两辊筒的工作面间缝隙时，因为辊面间的间隙很小，两辊面的旋转速度不同，使这部分物料受到剧烈的挤压、剪切和捏合作用，这种原料间的复杂的相对运动，使得原料本身产生一摩擦力，有摩擦力产生摩擦热。除此之外，还有辊筒表面的传导热量，由于其内在因素和外界条件的综合作用，使辊筒上的原料软化，产生塑化，呈显出熔融状态；再加上工人将原料在辊筒间不断地搅拌，使物料得到均匀的混合、塑化。进而形成产品。

那么，原料在开炼机上加工时，为了得到良好的炼胶效果，应具备哪些条件呢？基于以上问题，将从以下两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。

辊筒的速比，辊筒的间距，物料的容量，操作方式，加工的温度，捏炼的时间以及其他多种因素影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果。为了使得物料承受更大的剪切作用，两个辊筒之间必须有一定的速度差异。当辊距一定时，较大的辊筒速度差，对开炼机的剪切速度是大有裨益的，其可以提高开炼机对物料的剪切速率。另外，辊筒间距的大小也明显地影响着开炼机剪切，挤压物料的效果。

压延机在工作状态下，开炼机的工作顺序是在压延机前、在混合机后，他的作用是把混合均匀的物料进行混炼、塑化，提供均匀的融融料给压延机，使压延机制作出更好的产品提供保障。在生产电缆料时，开炼机可以直接把按配方混合好的粉状料制作成熔融料，然后再压塑成片状带，然后用切粒机切成粒状。在地板革生产线上，开炼机可直接提供底层涂料。也可把回收的废旧塑料薄膜（片）开炼机上重新炼塑回制。开炼机结 

构十分简便，制造过程也相对容易，同时操作也易于掌握，维修装配方便，所以，塑料制品受到了企业的大力追捧。

一、加热方法

多年来，开炼机主要用于炼胶，加工温度较低，温度控制简单而粗糙，一般进水温差仅有1°C左右。近年来，塑料应用以及橡塑并用日益增多，用开炼机炼塑及进行橡塑共混时，所需温度比炼胶要求高的多。加工一般热塑性塑料温度为130---180°C，个别可达200---220°C。目前试用的有蒸汽加热和电加热两种。蒸汽加热虽然时间段，功率消耗小，加热方法简单，但是仅适用于有现成高压锅炉的厂家，且蒸汽加热温度不稳定，温控难度大，温度大小受锅炉压力的限制。而电加热温控方便，工作环境清洁，不需要高温锅炉，尤其适用于中小型厂家，目前非常盛行。

现在又一种新型加热辊筒，即在离辊筒便面不远处进行周边钻孔，将电加热棒插入空中，加热辊面，不需传热媒介，传热距离近，又不受辊筒内腔铸造沙皮的影响，所以传热效率高，预热升温快，不产生无功消耗。另外，轴颈，轴承和齿轮温度较低，机台的工作条件得以改善。

这种方法除了具有加热作用外，还可以对加工物料进行冷却降温。同一般得低温开炼机一样，冷却水进入辊筒空腔进行循环冷却，冷却水与加热器无接触，又可以进行低温强剪炼胶，更适用与在最低温度下进行橡塑混炼，可满足不同加工对象的不同工艺条件下的一机多用。

但由于铸造时辊筒的白口层很难保证厚薄一致，给周边钻孔带来了一定的困难，这就要求必须对辊筒材料进行改进。改进后的辊筒为钢制组合结构，表面喷焊硬化处理。

由于这种加热方法的传热效率高，节省能源，工艺适用性广，今后将在橡胶塑料，尤其橡塑并用方面得到广泛地应用。

二、传动方式

目前，使用的最多的仍是传统的传动方式--------由三相异步电动机，圆柱齿轮减速器，大小驱动齿轮为传动动力。虽然这种传动方式机台的体积庞大，大小驱动齿轮直径相差悬殊，润滑条件也差，但此种传动机台的成本低，Z系列减速器制造方便，价格低第六章 结论

开炼机在技术上经过一百多年的发展，其结构、性能等方面均不同程度改进和提高。其中其附属结构的改变和更新尤为突出，推动其朝着自动化程度方向不断的前进。本次设计的开放式炼胶机，在原有基础上做了细节的优化设计，包括辊筒采用冷硬铸铁制成，其表面经过磨削而形成光滑的表面。辊筒内部为空心结构，根据使用要求，通入蒸汽或冷却水进行冷却。本设计采用的是手动调距装置，其特点是：调距方便，准确，结构紧凑。为了能够很好的调控辊筒在炼胶工作过程中的温度，我们把水注入辊筒内腔，然后从辊筒另一端的喇叭孔排出。为了保障工人的安全，开炼机的上端配备有安全拉杆，当有危险情况发生时，拉动拉杆，机器自动断电，触发制动装置，紧急制动停车。为防止熔融状态下的胶料堵塞辊筒重要传动部位，辊筒两端装有挡胶板。

通过对XK-550开炼机的总体设计、典型零件加工工艺的编制以及工程制图软件的使用，使我学到了许多有关机械方面的知识,主要归纳为以下几个方面：1.对力学知识的充分掌握；2.对机械结构的合理设计有了一定概念；3.对大学所学的相关知识有了一个温故而知新的小贵。由于时间有限，能力有限，设计经验不足，本次毕业设计所做的东西并不是很完美，但我相信在未来的工作学习过程中，我会不断的积累经验，提升自身素质，争取做出更加合理优秀的作品。

目前，我国开炼机设计制造技术发展迅猛、种类繁多，商场上类似的产品琳琅满目，不过这并不能证明我们与发达国家已拥有等同的技术，实际上，我们与发达国家还有一定不可忽视的差距，未来开炼机设计有向着个性化与智能化方向发展的趋势，这需要我们每一个机械人的共同努力和付出。

参考文献

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致谢

通过这三个月来的忙碌和学习，本次毕业设计已接近尾声，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。

在毕业论文设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要感谢我的指导老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的毕业论文较为复杂烦琐，但是王老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩老师的专业水平以外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。同时感谢我院、系领导对我们的教导和关注;感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师。谢谢你们呕心沥血的教导。还有谢谢我周围的同窗朋友，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐。如果没有他们的帮助，此次毕业论文的完成将变得困难。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。