4323球胆成形机设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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南京理工大学 紫金学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 殷仁峰 学 号： 060104213 学院 (系 ): 机械工程 系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 球胆成形机设计 （合模部件） 指导者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2010 年 5 月 张庆 副教授 毕业设计说明书（论文）中文摘要 现有的制球生产仍属劳动密集型产业，劳动强度大，生产率低，已不能满足出口对生产的需求，需要研制新型机械化自动化制球设备，以提高制球生产的技术水平。本文中主要介绍一种机械制球的方案，初步设想制球的设备，将球内胆成型的过程分为置胶皮，合模，压力成型，出压力机，开模五个步骤，本文着重介绍合模装置，其完成的动作有：将胶皮收紧在模具中板上；依次翻转右中板，左中板；摸平左、右中板上的胶皮；复位，用气动控制，机械化操作，以满足球胆皮面平整，压缝不得有褶皱的质 量要求。该装置与其他部分配合形成球胆成形流水线，一个动作周期的时间不得大于 3 秒，以满足每天（ 20 小时计） 5 万只球内胆的生产能力。 关键词 球工艺 球胆成形 机械化 合模 毕业设计说明书（论文）外文摘要 of （ he is to of of in to of a of of of of a on of to in by in in of to of of an of to 20 50,000 本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页 目 次 1 绪论 1 国制球业的发展概况 1 外制球工业概况 2 国制球工业发展面临的问题和发展趋势 2 内胆成型的生产工艺 3 计内容 3 2 球内 胆成形设备的技术要求及工艺分析 5 要解决的问题 5 球内胆成形设备的原始数据 5 现有球内胆成形加工操作步骤分析 7 设计总体设想以及拟采用的研究手段 7 3 合模工位具体方案的设计 11 合模装置的实现方案 11 合模机构各部件的结构设计及三维仿真 14 合模装置的运动仿真 19 合模机构涉及的主要轴和轴承的校核 19 4 合模机构气动系统的设计计算 25 合模机构气动系统设计 25 合模机构气动系统的计算 26 结 论 29 致谢 30 参考文献 31 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 31 页 1 绪论 体育运动用皮制球主要包括足球、篮球、排球和手球，按生产工艺不同可分为手缝球和胶粘球两大类。手缝球是用多股线把各种不同造型的球片缝制形成，胶粘球则用橡胶把各层次的材料黏合而成。其结构都分内层、中间层和外层三层。内层是球内胆，用以贮存压缩空气使球体产生弹性；中间层是以纤维为主要材料的结构层，作用是控制球的膨胀变形；外层是皮革，作为保护层与人体接触，并起到装饰的作用。球类运动以其参加人数之多、范围之广、影响之大堪称世界数一数二的全球性运动项目，球类运动的休闲和娱乐性使其受到人们广泛的喜爱。据国际篮联的统 计，全世界经常打球的人超过 2 亿。可见球类运动项目参与率之大，因此球类的消耗量非常大，而球内胆的质量很大程度上决定球类的使用寿命和使用舒适度。 国制球业的发展概况 随着我国体育用品的生产的发展 , 我国篮球及篮球用品的制造走过了一个不断发展，变化，壮大的过程。旧中国我们的民族工业基础十分薄弱，百业待兴，全国只有屈指可数的几家作坊式的体育用品生产工厂能够生产数量和品种很少的体育用品。这种情况直到改革开放后，特别是社会主义市场经济体制建立之后才有所好转。篮球生产的企业数量和规模以及经营方式也在不断的 发生变化，逐步进入正常的市场经济运行轨道 2 11。 从 20年代初开始我国出现最早的现代皮制球生产。之后在长达 20多年的时间里，皮制球发展不快，品种也不多，款式也很单调。生产上多以手缝 8片篮球为主，手缝 12片足球、排球占很小比例。这些球大部分都是有口球，而且圆度不佳、弹力不稳、薄厚不均、手感很不好。由于是有口球，其很大的一个缺点就是密闭性差，容易跑气。 50年代至 70年代初期，我国生产的皮制球已进入国际市场，在制造上去掉了几十年依赖长嘴球胆和球口，改用气针注气，变有口球为无口球，并做到在 缝制中收口无痕，彻底解决了球体重心不均的现象。 50年代末至 60年代初，皮制球开始向胶粘工艺的方向发展。 改革开放后国家经济取得了巨大的发展，我国的制球工业也有了较快的发本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 31 页 展，逐步形成布局均匀、以国有企业为主的制球工业体系。在这一时期，各企业采用新技术，运用新材料，改进传统工艺，实现配套生产，开发新品种，质量逐步提高。我国制球业与世界先进水平的差距日渐缩小。现在国内已有生产皮制球专业工厂几十家， 年产量很大，单由于我国的制球业虽然由于其劳动密集性的要求占有优势，但是缺乏先进的品牌支撑，主要出口到不发达的第三世界 中的国家和地区，真正能进入美国、西欧和日本市场的只占全部出口量比较小的比例。所以要想使我国的制球业能达到与世界一流水平平分秋色的地步，还需要在研制水平上多下工夫，创世界一流品牌。 外制球工业概况 1970年到 1979年，国际制球业飞速发展尤其是美国、簿国、日本、韩国和我国台湾省等国家和地区，利用雄厚的资金和技术不断推胨出新。但是 近年来由于多种原因，工业发达国家在皮制球发展上速度不快，甚至有所下降，而发展中国家的皮制球产量则大幅度上升 1 4 11。导致这种情况的主要是因为工资 成本问题。工业发达国家的机械化程度虽然较高，但皮制球特别是手缝球的生产方式，仍属于劳动密集型生产，劳动力仍占主要地位，这就为诸如我国这样的人口大国提供了有利条件。我国劳动力资源充足为我国的发展带来了很多优势，所以像制球业，纺织品生产在我国都有很好的发展，出口加工贸易也很多。 国制球工业发展面临的问题和发展趋势 如前文所述，我国的皮制球的生产虽从建国后尤其是改革开放之后得到了很大的发展，但是在生产工艺上仍然落后于先进国家， 我国的体育用品制造业经过多年的发展 ,从无到有 ,从弱到强 1 2 10。但总的来说 ,规模小的企业偏多 ,营业收入低 ,集团优势差，技术含量越高的健身产品质量越差， 产品质量挡次较低，出口国多为第三世界国家，且自身的品牌产品也很少，与国外阿迪达斯，耐克这样的品牌公司所生产的产品相比没有竞争力。据了解，美国，西欧和日本一年共消耗皮制球近 2000 万只。而作为手工产品著称的我国大陆， 出口欧、美、日本市场的皮制球只占其消耗量的 l 1 5 %，显然是很不相称的。制球业较发达的南朝鲜和台湾在几年前已达到年出口球 1000 万只以上。与我国处在同等水平的本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 31 页 巴基斯坦和泰国皮制球出口也超过我国 。 皮制球特别是手缝球的生产方式，仍是属于劳动密集型生产，劳动力仍占主要地位。中国的廉价的劳动力使制球工业工资成本部分仅占生产成本的 4 5%，为我国的制球业发展提供了非常有利的竞争条件，鉴于发展中国家的廉价劳动力因素，发达国家的制球公司在国外设立工厂，这对发展中国家的制球业发展和技术进步，起到了很大的推动作用。另一方面发达国家大量进口皮制球，为发展中国家的皮制球生产创造了有利的发展条件。但是从长远的角度看，中国加入了国市场逐步同世界接轨，中国廉价劳动力的优势将逐步消失，所以掌握新的技术，改 善自身的设备，尽可能的提高机械化程度，从而提高产能和效率，提高产品质量，创自己的品牌，才是中国制球业的发展方向。 内胆成型的生产工艺 球的组成包括 球胆，绕线层，胆表面，橡胶层，表面贴心，表面层。 其结构都分内层、中间层和外层三层。内层是球胆， 用以贮存压缩空气 使球体产生弹性。中间层是以布为主要材料的结构层， 作用是控制球的膨胀变形。外层是皮革， 作为表面装饰并与人体接触。除皮制球外还有橡胶球， 两者的区别是外层选材不同。橡胶球以橡胶作外层，其弹性、触感 (头感、手惑、脚感 )和使用寿命都差于皮 制球。 其中球胆的制造是一项难度高，复杂程度高的工序 2 10 11。国内许多地制球企业在此道工序上所处的现状比起国外有太大的差距，制造球胆的设备不先进，工序的制定不合理，机械化程度低导致效率低下。 现有的球内胆成型加工主要采用半机械的加工方式，主要分为 3个步骤：（ 1）合模：由人力将未成型的球内胆胶皮放入模具中，并将模具合好。（ 2）压力机成型：由人力将放入胶皮的模具放入压力机，并启动压力机，使球内胆成型。（ 3）开模：由人力再将模具从压力机内取出，并取出加工好的球内胆。 计内容 本次设计的目的 是提高球内胆成型的机械化程度，将人工的任务改由机器完成，具体包括 使用定时驱动的方式使得模具从一个工位移动到下个工位， 自动合模，压制成型，开模，以达到一个动作周期的时间不大于 3 秒，球胆成形流水线本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 31 页 每天（ 20 小时计） 5 万只球内胆的生产能力的目的，我需要完成的是合模部分的设计 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 31 页 2 球内胆成形设备的技术要求及工艺分析 本章主要介绍 球内胆成形设备需要解决的问题， 通过 对 现有的球内胆成型技术 及工艺 的分析，提出研究方案。 要解决的问题 球内胆成形是制球生产的主要工段，目前球 内胆成形为半机械作业，劳动强度大，生产效率低，不能满足生产量的要求，需要研制机械化、自动化程度高的球内胆成形设备。其中的合模部分由人工放置球皮，折叠球皮，若改为用机器操作，将会节省人力和时间。 1、 合模装置完成的动作有：将胶皮收紧在模具中板上；依次翻转右中板，左中板；摸平左、右中板上的胶皮；复位 2、要求动作迅速，无冲击，定位准确。 3、成形的球胆要满足质量要求，皮面平整，压缝不得有褶皱。 4、一个动作周期的时间不得大于 3 秒，以满足球胆成形流水线每天（ 20 小时计） 5 万只球内胆的生产能 力 。 内胆成形设备的原始数据 1、胶皮尺寸 不同规格尺寸的球内胆所用的胶皮尺寸不同，胶皮宽度 360 380 皮厚度 应按 3、 轴承额定寿命计算， 常温下工作，温度系数 ， =310，得 20434501(6060 610)2(60 610 4、 允许极限转速计算 （ 1）载荷系数 荷分布系数 承 1: 01 荷分布系数 = 011械设计基础（王毕坤，范元勋）图 13，由图 13 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 31 页 轴承 2： 荷角 =22由机械设计基础（王毕坤，范元勋）图 13, 由图 13 (2）允许的极限转速 承 1： 1 17000=17000r/n 轴承 2： 1 17000=17000r/n 的强度校核 确定各轴段的直径及长度： 位置 直径和长度 原因 - 段 d -=16 与齿轮的孔径想配合 L -=27 略长于齿轮，使齿轮不碰到轴 - 段 d -=20 与轴承 61804的孔径相配合 L -=9 略长于轴承 61804的宽度 - 段 d -=23 与 L -=40 略宽于 - 段 d -=20 与轴承 61804的孔径相配合 L -=9 略长于轴承 61804的宽度 - 段 d -=16 与翻转臂相配合 L -=21 与翻转臂相配合 表 3 图 3轴承的设计计算 选取轴的材料是 45钢，调质处理。由于该轴主要受周向载荷 00N，截面 处应力集中最严重，故主要校核截面 处。 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 31 页 的右侧 作用于截面 的弯矩为 抗弯截面模量 W= 8003 3 抗扭截面模量 W= 16003 3 作用于截面 右侧的弯矩 M=50（ =1450N 用于截面 上的扭矩为： T=100 55=5500N 面 右侧弯曲应力 b= M P 截面 右侧的扭转切应力 T= M P 轴的材料为 45 钢，调质。查机械设计基础（王华坤，范元勋）表 11=640 75 55面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 2 因 值得， 表 2 以有效应力集中系数为： 1+1)=1+ =1+1)=1+ =图 2 =按磨削加工，由图 2 = =未经表面强化处理， q=1，则综合系数值为： 文） 第 23 页 共 31 页 械设计手册得材料特性系数： = = = =算安全系数 = 751 551 SS=以其 安全。 的左侧 作用于截面 的弯矩为 抗弯截面模量 W= 3 抗扭截面模量 W= 3 作用于截面 左侧的弯矩 M=50（ =1450N 用于截面 上的扭矩为： T=100 55=5500N 面 左侧弯曲应力 b= M P 91 4 5 0 截面 左侧的扭转切应力 T= M P 轴的材料为 45 钢，调质。查机械设计基础（王华坤，范元勋）表 11=640 75 55科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 31 页 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 2 因 值得， 表 2 以有效应力集中系数为： 1+1)=1+ =1+1)=1+ =图 2 =按磨削加工，由图 2 = =未经表面强化处理 ， q=1，则综合系数值为： 械设计手册得材料特性系数： = = = =算安全系数 = 751 5 51 SS=以其安全。 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 31 页 4 合模机构气动系统的设计计算 球内胆成形设备的运动较多，这些运动又必须严格地按一定顺序相互配合，使机器达到预期的功能要求。采用液压或气动装置可以简化机械结构，便于自动控制。由于该设备的运动周期短，频率较高，故选用反应灵敏的气动装置更为合适。考虑到设备在长时间工作情况下应有较长的寿命和可靠性，设备气动系统是以日本 模机 构气动系统设计 图 4合模装置气控气动原理图，合模装置共有 5 个驱动气缸，气缸 13驱动 V 形开合收紧机构，气缸 12、气缸 14 分别驱动右、左翻转机构，气缸 21为平铺机构中的提升气缸，气缸 19 为移动气缸。气动系统工作过程如下：给电磁二位二通阀 1脉冲信号后，系统开始工作，气控阀 2、 5动作，气缸 13缩回，V 形开合机构收紧到位时，机控阀 4 动作，气缸 12 缩回，右中板翻转到位后，机控阀 7动作，气缸 12伸出，右中板向回翻转，同时气缸 14缩回，左中板开始翻转，翻转到位后，机控阀 11动作，气控阀 15、 16、 24动作，平铺机构开 始动作。由于气控换向阀 24 的左位气控端有缓冲装置 17、 18，故提升气缸 21 先动作，待推杆抬起后，移动缸 19 缩回，推杆移动。当推杆移动到行程中点时，机控阀 22动作，收紧翻转机构复位，当推杆移动到行程终点时，机控阀 26动作，推杆复位，机控阀 24动作，提升气缸 21复位。 图 4 合模装置气控气动原理图 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 31 页 模机构气动系统的计算 模装置气动驱动系统 左右杆翻转运动驱动气缸的行程要求为 60荷质量 M 30求 供 气压力为 气缸缸径为 32 （ a）验算该气缸缸径是否满足要求 载荷运动所需的驱动力 求加速度 已知 s=60 t=2 / 取 2/5.2 惯性力 气缸的推力 气缸的缸径 已知 p= 取载荷系数 n=1.7 （ b）验算该气缸的运行速度和缓冲能力 根据气缸的行程和动作时间，由气缸的动作时间与理论基准速度曲线查得： 理论基准速度 2700 （负载率 最大速度 250符合要求 故负载运动的最大动能 2 根据气缸缓冲曲线，缸径 32图 4缸 12、气缸 14分别驱动右、左翻转机构。选用 动气 缸最终参数为：行程 60径 32荷质量 M 130作时间 气压力 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 31 页 铺机构推杆提升运动气动驱动系统 平铺机构推杆提升驱动气缸的行程要求为 12荷质量 M 5求 供气压力为 气缸缸径为 32 （ a）验算该气缸缸径是否满足要求 载荷运动所需的驱动力 o o 求加速度 已知 s=12 t=2 / 取 2/3 惯性力 5352 气缸的推力 气缸的缸径 已知 p= 取载荷系数 n=1.7 符合要求 （ b）验算该气缸的运行速度和缓冲能力 根据气缸的行程和动作时间，由气缸的动作时间与理论基准速度曲线查得： 理论基准速度 8890 （负载率 最大速度 800符合要求 故负载运动的最大动能 52121 22 根据气缸缓冲曲线，缸径 32图 4合模装置气控气动原理图，气缸 21 为平铺机构杆的提升气缸。选用 动气缸最终参数为：行程 12径 32荷质量 M 5作时间 气压力 本科毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 31 页 铺机构推杆移动气动驱动系统 平铺机构推杆移动驱动气缸的行程要求为 250荷质量 M 20供气压力为 气缸缸径为 50 （ a）验算该气缸缸径是否满足要求 载荷运动所需的驱动力 o o 求加速度 已知 s=250 t=2 / 取 2/5.2 惯性力 气缸的推力 气缸的缸径 已知 p= 取载荷系数 n=1.7 符合要求 （ b）验算该气缸的运行速度和缓冲能力 根据气缸的行程和动作时间，由气缸的动作时间与理论基准速度曲线查得： 理论基准速度 9000 （负载率 最大速度 865符合要求 故负载运动的最大动能 2 根据气缸缓冲曲线，缸径 50图 4置气控气动原理图，气缸 19为平铺机构的移动气缸，。选用动气缸最终参数为：行程 250径 50荷质量 M 20作时间 气压力 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 31 页 结论 现有的制球生产仍属劳动密集型产业，劳动强度大，生产率低，已不能满足出口对生产的需求，需要研制新型机械化自动化制球设备，以提高制球生产的技术水平 。 针对这样的问题，本课题对现有的球内胆成型技术进行了分析，并通过运动分析，针对提高产能和降低劳动强度的要求，对整体球内胆机构进行了初步的流水线总体设计，并对其 中的合模部件进行具体的设计。通过这个学期三个多月的努力，基本完成了课题的任务。 但是由于时间有限，本次机构的设计还是存在一些不足： 1 由于时间仓促，三维组装图并未尽善尽美，其中的一些螺栓，销轴的连接未能全部画出，气缸的画法也比较粗糙。 2 由于未作出实体，不能进行精确地测量，所以涉及力的计算都只是大致的估计值，不够精确 3 一部分由于时间的问题，另一部分由于合模部件的零件太多，机构相对复杂，二维图的尺寸标注不能够很详细，只标注了主要尺寸。 本科毕业设计说明书（论文） 第 30 页 共 31 页 致 谢 四年的大学生活将通过毕业设计谢下帷幕，用大学期间所 学的课程知识来完成这次的设计，感慨颇多。在不断地遇到难题、攻克难题的过程中我不断地对自己这四年来的学习进行反思，认识到很多不足，后悔当初没有用更多的时间来学好专业知识，基础不扎实，想到以前各科的老师对我们孜孜不倦的教诲，想再聆听一遍也不可得。这更提醒我在以后的学习工作中要努力打好基础，扎扎实实地完成各项任务。 通过这次毕业设计我收获最多的就是如何与队友共同协作，共同完成设计项目。首先我要衷心的感谢我的导师张庆老师，从课题的理论研究到最终运动机构的确定都凝结着张老师的辛勤的汗水。从最初的机构到最后的确定机构张 老师给了我很多实际的建议，由于我缺少经验在设计的时候有很多不足也都是张老师孜孜不倦的给我指出并给出参考方案。在论文的撰写上张老师也给了我很多指导，让我收益匪浅。尤其让我敬佩的是张老师渊博的知识和严谨的学术作风，这些都是我在现在和将来的学习和工作中的榜样。 其次，我要感谢我的组员 程丹丹 ，如果没有她的配合和帮助我无法顺利完成这次的毕业设计，她务实的精神给了我很深的印象，敏捷的思维能力也令我折服，我们在共同完成毕业设计的过程中增进了对彼此的了解，也使我们之间的友情变得更加深厚。 最后我要感谢在毕业设计过程中帮助我 解决困难的朋友们，以及我的室友和家人，他们在我做毕业设计的过程中给予了很大的理解和帮助。谢谢大家！ 本科毕业设计说明书（论文） 第 31 页 共 31 页 参 考 文 献 1 牛兰亭 . 制球工艺 M. 北京： 轻工业 出版社， 1988. 2 郑伯新 . 我国皮制球的生产现状及发展方向 J. 文体工业科技， 1992，17（ 2）： 123 树森 . 探问中国制球业 J. 文体用品与科技， 1994， 16（ 2）： 354 李思益 . 皮革制品生产机器及设备 M. 北京： 轻工业 出版社， 2001. 5 国 ）有限公司 . 现代实用气动技术 M. 北京： 机械工业出版社 ，2004. 6 机械设计手册委会 . 气压传动 M. 北京： 机械工业 出版社， 2007. 7 孟繁天，李天贵 . 气动技术在自动化中的应用 M. 北京： 国防工业出版社 ， 1988. 8 北方工业大学流动传动与控制教研室 . 气动元件及系统设计 M. 北京： 机械工业出版社 ， 1995. 9 付本国 , 徐岩 , 许小钧 . 械设计实例教程 M子工业出版社 , 2006. 10 殷永 军 . 我国篮球用品制造业的发展现状及对策研究 D. 苏州：苏州大学学报， 2003. 11 詹建国，孙立平 . 我国体育用品生产的现状及发展趋势 J. 第六届全国体育科学大会论文摘要汇编 584, 1993, 15（ 2）： 5012 赵彤 . 气动技术的发展及在新领域中的应用 M. 北京 : 机械工业出版社， 2003. 13 林清安编著 . 态机构设计与仿真 M. 电子工业出版社， 2005. 14 李家书，气动技术的应用 J. 江苏：液 压气动与密封， 2006， 4（ 3）：6715 沈万年，刘向锋，机械设计基础 . 北京：清华大学出版社， 1997. 16 刘国钧，陈绍业，王凤翥 . 图书馆目录第 1版 M. 北京：高等教育出版社， 1957. 17 傅承义，陈运泰，祁贵中 . 地球物理学基础 M. 北京：科学出版社，1985. 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 殷仁峰 学 号： 060104213 外文出处： S 029312 附 件： 指导教师评语： 译文能够反映了原文的内容，翻译量较多，符合要求。但 有些语句较生硬，有些专业术语翻译不够准确，应按中文习惯表述。 签名： 年 月 日 (用外文写 ) (19) 美国 (10) 专利编号：美国 2006/0293132 (12) 专利申请公布 (43) 专利日期： 54) 足球 (22) 申请： 版 (75) 发明人：罗纳德达德马 (51) 美国）；米高德马嘉士， (52) 473/603 威尔布里厄姆马（美国） (57) 讲述体育用球的制造，内 (75) 代理人：罗素资产管理 胆的形成，对内胆的改进，使 公司，威尔明顿，德， 具有更好的抓紧力和手感，对 半乳糖甘油酯专利公司 内胆材料的探索。 图 1 专利申请公布 006/029312 专利申请公布 006/029312 0001 目前的资料披露，一般涉及充气运动球类或游戏球类，包括足球领域等等。更多特别是，这披露关于改善我的抓地力和感觉的特点的 球。 0002 在美式足球比赛采用了现代 足球的旋转椭球体形状。 涵盖足球现在普遍形成了从皮革 ，橡胶，或其他 原料 重要的是 ， 在足球封面在一个马尔纳垫形成 的 有利于处理和感觉球。 0003 一个现代足球的外表面一般包括卵石质地可以提高抓紧球的能力。保留着正常质地，手感和抓紧足球对维护好游戏的性质是很重要的。任何一个球员的抓紧球的能力被减少了会影响球员的表现。无论足球在什么条件下，运动员必须保持投，抓，抢，握紧球的能力。在游戏条件下，球员的流汗，天气情况和其他能够影响不利于运动员抓球能力的因素。 0004 当制造足球（或其他充气运动球）的时候，一般先形成内胆 。 内胆一般在一定的压力和高温下形成所需 大小和形状一旦内胆成形 ， （根据内胆所使用饿材料），内胆片可以用尼龙，布或其他材料制成的衬里。然后再用蘸乳胶，胶粘剂，或其他物质将胆片蘸成内胆。 0005 根据所生产球的种类，内胆与其他球的制造方法相互影响。举一个非限制的例子，一个足球外形的制造同时可以在外面留一个洞来填入内胆。一旦内胆填入足球内部，球内线带可应用于固定内胆。 0006 无论制造什么类型的球，球的抓紧和控制能力都是非常重要的。一种加强抓紧力和手感的方法是在球的表面压上凹凸不平的花纹然而这种方法在某种程度上会提高球员的抓紧能力，规范 凹凸不平的花纹的大小和形状也可以充分利用原材料。 0007 制造一种在抓紧力和手感上都有所改进提高的球时一项挑战 。 类似的情况也适用于充气式比赛用球和其他类型的生产，例如橄榄球、高尔夫球等。因此，以传统足球增强垫得方法改善感觉和对足球的控制能力然而又不影响施工过程的质量是非常必要的。 0008 曾尝试通过整合填充的方法改善体育比赛用球或者游戏球的抓紧特性。美国专利编号 3119618 描述了一个游戏球，如篮球，比赛用球，足球在皮革处理封面和内胆之间有一个海绵层。这个海绵层起到了减轻抓紧困难的作用。美国 专利编号4462590 描述充气比赛用球，并具体包括足球，有一个填充层皮之间的覆盖面和处置一个内胆。美国专利编号 4660831 是针对充气足球比赛用球，其中包括有一个填充层氯丁橡胶泡沫的皮革之间的覆盖面。美国专利编号 6206795 描述了在篮球外壳层下面有一个垫层。该垫层被认为是一种泡沫形成。美国专利编号 0213984 披露比赛用球这为提升整体聚合物泡沫柔韧性及泡沫缓冲层可从各种聚烯烃泡沫形成的处理与氮发泡剂。实例的泡沫包括低密度高密度聚乙烯，和乙酸共聚物（ 0009 虽然在许多方面令人满意，但是利 用填充缓冲层或遭受的形式价格相对昂贵以至于难以产生，至少在大型商业规模中根 没有提供，消费者希望得到抓紧好的球。因此需要用一种经济的方法在球的内胆里面夹一层海棉，而且还要易于制造，并且总体上手感要好，具有良好的可玩性。 0010 目前披露的规定，在不同体现的事物中，一种球的充气运动，如足球，包括充气内胆，一个外壳，并与内胆和外壳的填充层在软垫层包括丁腈橡胶发泡材料。像这种球的展品有提升感觉和改善自身的特点。 0011 在另一体现的规定，这涉及体育的充气球，包括一个在表多条线的内胆，一个防水衬 里解散造成的内胆。衬垫线而引起在另一条线上。以及覆盖层上的填充层的填充处理层包括丁苯橡胶。 0012 在另一个体现，目前的资料披露体育提供了一个充气球，包括一个充气多层内胆。这个球还包括多层次的防水的衬里，内有一个第一层和第二外层。这个衬垫是处理在多层内胆上的这样，使得第一个接触的是内层内胆。这个球还包括一个顺丁橡胶填充泡沫层处理并连接我的第二衬垫的外层。这个球内部还有一个处理内胆的覆盖层 0012 因此已取得概述，然而明显的，一些对运动气球更重要的特性透 露了这里我有序的详细描述以便下面可以得到 更好的理解。还有， 我的附加功能的披露将在这里被描述 。 0014在这方面，在未解释至少有一个体育球体现了详细披露外，它是 要知道没有披露在这有限适用于建筑的细节，组件的发言：提出以下重型体育球说明能够体现与其他被实践和开展各种指出，这是可以理解的受雇的字眼是本术语在说目的，不应被视为限制。 0015因此，这些领域的技术明白的概念，并以此为基础的这一披露，可能很容易被用来作为基础，其他的设计结构，方法和制度进行了几本的目的是重要的，那儿脱颖而出，索赔应视为包括这种等价 借给只要不偏离精神和披露范围简要说明 图纸的问题。 0016许多方面是可以更好地理解参照以下图。在绘图的组件并不一定规模， 重点反而被放在了后，清楚地说明 本原则在制定，经管，如参考数字指定相应部分整个若干意见。 0017 图 1 是一个美式足球。 0018 图 2a 是一个角度层示意图常用于运动球。 0019 图 2b 是一个角度示意图体现了目前的资料披露，可在运动球实施。 0020 图 3a 是部分切除交叉的剖面图 足球从图 1，说明材料层 常用。 0021 图 3b 是部分交叉的剖面图足球从图 1，说明体现包括一名填充层。 0022 目前的发展，至少有部分，形成一种发现，就是将丁苯橡胶泡沫加入到运动球中，比如足球，结果出乎意料的展现出相当好的可玩性。另外，这种材料能被轻易地生化分解。由此表明，透露在这里的运动球将有广泛的商业价值。 0023 对各方面的运动或有软垫建设的运动球的综述如上，参考信息将被细节到代表大会时表述的说明图纸，当前信息披露将表述这种与图纸有关的有软垫建设的运动球，并没有有意限制其中披露的体现和化身 。 0024 图 1 阐述了一种美式足球 12。足球通常采取一个旋转椭球体形状。足球12 通常是由四个面板模压 或缝合在一起。沿着接缝边的是花边，设计花边用来包围气囊以及改善运动员控制足球的能力，特别是当投出足球时。足球 12 的手感是如珠的，以增强握力以及对足球 12 特点的感觉。 0025 足球一般至少包括一个到两个不同的封皮：皮革以及复合材料制成的皮革一般被专业运动员使用，而这被认为对抓力，感觉和控制是最好的，皮革封皮一个劣势是如果刮掉硬表面如沥青或混凝土该球可能会损坏。 0026 综合足球另一方面。他们可由聚氨酯（ 聚乙烯氯化物（聚氯乙烯），天然或合成橡胶，合成复合材料，纤维复合材料等制成。一个综 合成的足球的一些优点是是他们坚固耐用， 其 价格比皮革 低。 0027 图 2a 是一种观点认为横断面图表说明了一个体育球拖车层配置代表从图2a 所示，外层一个运动层外，一般外壳构建持久或综合保险。那个外层 5 月 20 日被修建顶尖粮食利玛。合成其他合适的材料，这取决于在运动球和球的运动质量非限制，例如，外层可以构造高层层皮的足球，但可能是一个为足球合成材料。正如另一位非限制，高品质的足球可以构造高层层皮，而较少质量足球可以构造一个更便宜的球，不同质量包括可能是组合为外层或面板材料也是可能的。 0028 有 的合成革用许多变化在外层体育球 20 建设。一些例子包括人工智能，2000 年，日本的 国的 国 雕巴基斯坦合成皮革，和 氯乙烯）用于作为非限制的例子，说明一些最好的足球在竞争和生产专业人士使用国际标准或其他类型的 成革。 0029 而在建设外部使用的材料中体育球层是重要的，因此是安排好这些材料。一般来说，运动球类，包括多数简单的面板，这个面板的不同部分构成了外面覆盖的球。面板的数目根据球的和设计而不同 ， 面板可以缝合，胶合，或热成型在一起。 0030 通常，外层高品质的球是用的聚酯或类似化学材料缝在一起的。一般用五层聚酯纤维缝成一个运动球。手工缝制球难免在缝线的接口处过大，凯威拉的聚酯黏贴的方法可以解决这种问题。不过一般高档球都是纯手工精纺而成的，然而大多数中档球都是机械加工制造的，低档次的球则是用胶水粘起来的。低档球的手感差当然他的制作成本远小于纯手工制作的高档球。未来，大多数篮球，包括高端球，都是利用这种工艺手段制成的。 0031 体育球内留有内胆一般是为了留住空气。当内胆中充满空气膨胀时，就会产生弹力以满足体育运动中的运动条件。内 胆通常是由乳胶或丁基橡胶制成，再冲入空气膨胀才能形成一个球。与乳胶内胆相比，丁基橡胶内胆保留空气时间较长。另一方面乳胶内胆，倾向于提供更好的表面张力。不过丁基橡胶内胆提供了优良的品质结合和空气保留能力。 0032 天然胶乳橡 胶水囊通常有提供柔软的手感的能力，但没有提供最佳的空气保留能力。 天然胶乳橡胶水囊是一中具有多微孔的材料 ， 多微孔可以让里面的空气向外跑。由于这些微孔，天然胶乳橡胶水囊制成的球一段时间后就需要充气（至少一周一次）充气的频率远远大于丁基橡胶内胆制成的球（冲一次气可以保持数周）。 0033 有些球用碳乳胶内胆，其中碳粉有助于填住微孔。碳橡胶水囊球保留空气的能力超过天然胶乳橡胶水囊制成的球。碳粉可以添加到乳胶中堵塞住微孔，因为乳胶适当的反弹，柔韧性好，并提供舒适的手感。因此碳乳胶内胆被人发现既可以长时间的保留空气又具有很 好的弹性和舒适的手感，在大多数中上价格 于这样就在无形中增加了成本，一些制造商还利用聚氨酯材料制成内胆。 0034 内胆外层还有一层结构用来增强保留的空气能力。正如上面所述，内胆可以用一种热成型塑料制成。内胆同时需 要一定的厚度来防止穿刺，温度的变化，或其他可预见的事件。 0035 对目前披露的显着特点涉及到的独特扣人心弦的特点和有利感受到特定填充层使用的结果，施工运动球战略描述一方面，各首选体现利用一球软垫层，形成了从丁苯橡胶 。 0036 （ ）。 以其优良的冲击强度，良好的弹性，拉伸强度和耐磨性材料保持在非常低的温度灵活性苯乙烯丁二烯橡胶是一种合成橡胶 一般约 20的基本结构如下。 0037 主要是由两个技术生产，乳液聚合丁苯橡胶形成（ 或有时记为 溶液聚合形成溶聚丁苯橡胶（或有时记为 ）。 0038 丁苯橡胶聚合是基于自由基的基础上，造成增补单体单位的聚合物链的末端，而为溶聚丁苯橡胶的基础是由离子发起而形成的。 0039 自由激进共聚物乳液遇高温会产生一个随机聚合，其中正反顺序比不能人为控制。丁苯橡胶自由基在聚合物聚合的结果是异构的，以宽广的分子量分布和随机共聚物形式存在。虽然聚合物受热化影响的比例有所顺形式，但是微观结构依然不适合操纵。 0040 在溶液中的聚合，在启动阴离子物种的使用允许对反控 制 /顺微结构的共聚物二烯部分。在溶液中，一个典型的催化剂，使 1,2 内容有所改变，例如醚胺共价链的修复。 0041 优势聚合乳液丁苯橡胶包括以下内容：（ 1）高分子聚合物在高生产率；（ 2）相对低的粘度乳胶形成表现出良好的传热生成放热；（ 3）良好的聚合温度控制；（ 4）容易消除未反应的单体恢；（ 5）易于加工成成品乳胶干燥的聚合物产品。 0042 虽然各 体育用球的 包括两种形式，但一般倾向于 利用填充 。 0043 市面上的丁苯橡胶粘度在 30 到 120（粘度水平在 4 到 125 为正常）。丁苯橡胶容易在工厂生产，在那边填料和石油更容易，显示在混合时产生的热量少，更容易压延，收缩少，给予更高的利率。另一方面，高粘度的 有更好的生坯强度，表面的孔也比较的少。 0044 当丁苯橡胶的量增加时，分子量硫化橡胶的弹性和力学性能，特别是拉伸强度和压缩性能都会增加，但是到了一定的程度就会是橡胶内胆变硬失去弹性，所以在加工时一定要控制好丁苯橡胶的量。 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 殷仁峰 学 号： 060104213 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 球胆成形机设计 （合模部件） 指 导 教 师 : 张庆 2010 年 3 月 19 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导 教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2007 年 3 月 15 日”或“ 2007 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、 皮制球的制作 我国现代皮制球的生产是从 20 年代初开始的。过去体育界人士都知道，北有“春和、利生”，南有“良友、协兴”。这指的是旧中国在天津、上海仅有的四个生产体育用品的厂家。如今天津的“春和、利生”已于 50 年代中期合并为“利生体育用品厂”。上海的“良友、协兴”，也已演变为今天的“上海球厂”。 孙润 海先生是我国制 球业的先驱，在他之前，各种球全部靠进口，价格昂贵， 1911年 孙润 海先生于北京协和书院毕业后，一面在天津南开学校当外语教师，一面对球的制作进行了研究，他把进口球拆开，研究其用料、内外结构和缝制方法，经反复摸索、试验，终于缝制出合格的球。后来，在南开大学校长张伯苓先生的支持帮助下，孙润海依然辞去了教师的职务，办起了利生工厂，生产出第一代皮制球。在我国南方的上海，开始研制球最早的是“李高记”皮球厂，这个厂专门缝制足球。至 20 年代又开办了良友、协兴，扩大了皮制球的生产，至此，国内球类运动已基本采用国货 2 11。 自 20 年代初至 40 年代末期，在长达 30 多年的时间里，皮制球发展不快，品种不多，款式单调，构造简单。生产上多以手缝 8 片篮球为主，手缝 12 片足球，手缝 12 片排球占很小比例。这些球大部分圆度不佳、弹力不稳、薄厚不均、重量不匀、手感不好。造成上述质量问题的主要原因有两个方面，一是在缝制加工中不精细，二是由于当时制革工业不发达，控制不佳球革的丰满度、柔韧性和延伸率，比如当时的 8 片篮球，新缝制的球必须制成椭圆形，打几场以后才开始变成圆形。如果新球是圆的，打几场以后变得不圆。那时的手缝篮球、足球、排球，一律都是有口 球。所谓有口球就是球的表皮留有一个放胆的口，在球口内缝有护胆皮，以防将球胆扎破或磨损。通过球口将长嘴球胆放在球内，然后充气，充气后用线绳把胆嘴系牢，然后用专用工具把胆嘴塞在球皮和胆皮之间，最后将球口的皮条拉紧。不难想象，有口篮球在运球时不好掌握；有口足球在头球时会是使运动员瞌伤头部；有口排球在运行中绝不会在一条弧线上。所有这些，都妨碍着运动员们技术的发挥。这种有口球还有一个很大的缺点，就是密封性差，容易跑 气，有时在比赛场上就需要换球充气，这必然会影响比赛。 新中国成立以来，制球业的发展很快。产品从少到多，由 粗到精，变仿制到自行设计，由低档次逐步向高档次演变。我国皮制球的演变过程可分为以下四个阶段 : 第一阶段，解放初 为发展阶段。主要生产篮、排、足球，品种以篮球为主。当时款式是手缝黄色 8 片篮球、黄色 12 片足球、白色 12 片排球。后来引进苏联式 18片篮球、足球、和匈牙利式 18 片篮球，足球，颜色仍不离黄白两色，所以被称为“老三样”、“大黄袍”。这些球都是手工缝制的有口球。在造型和结构上比过去没有多大的变化。可称为新中国的第一代皮制球。 第二阶段， 1957为提高阶段。 1957 年后我国生产的皮制球已 进入国际市场，为牢固地占领国际市场，皮制球面临着如何提高质量、增加花色品种，达到国际标准的严峻考验。为此，首先去掉了几十年以来长嘴球胆和球口，变成有口球为无口球，改用气针注气，并做到在缝制中收口无痕，彻底解决了球体重心不均的现象。我国生产的是篮、足、排球，被世界新兴力量运动会评选为正式比赛用球，受到世界各国运动员的欢迎和好评。 50 年代末至 60 年代初，皮制球开始向胶黏工艺的方向发展，重点以篮球、排球为为主，也制做部分足球。胶黏球的特点是圆度好、不易变形；手感好、弹力适中。增加效益。目前，国内外篮、排球均以胶 黏球为正式比赛用球。足球则以手缝为主，款式变化多，如笔架型、三字型、元宝型。枕型、 T 字型等等。近而发展到目前国际流行的 32片黑白相间足球和图案装饰足球。 第三阶段， 1971 年 为超国际水平阶段。被国际“三大球”联合会公认的足球是西德的“阿迪达斯”，篮球是美国的“威尔逊”，排球是日本的“米卡沙”。足球为手工缝制，篮、排球均为胶黏球。为了学习国内外经验，我国曾多次派员到国外实地考察，并把他们的产品带回国内解剖、分析。研究，从理化性能，制造工艺，外观色泽上和我国产品进行对比，找到了差距，然后逐项加以改进 。在此基础上，我国自行设计制造了 32 片防水足球、雪地足球、雾天足球以及彩色电视足球等等。目前，我国生产的足球、篮球、排球、手球，有的已经达到国际标准，被国际球类组织批准为国际比赛用球。如上海球厂生产的“火车”牌排球，此球经国际排球规则委员会进行 29000 多次破坏性冲击试验，终被国际排联批准为国际比赛用球。天津利生的“金杯牌”足球，先畅销东南亚，后进入欧美市场，也不是轻易取得的。 第四阶段， 1980 至今，制球业进入了崭新阶段。皮制球向外观美方向发展，在印花图案和球面装饰上下了很大功夫。目前，足球场上大多使用“ 盔甲型”或“梅花型”等图案的花型球，为比赛增添了色彩，受到广大运动员和观众的普遍赞美。制做花型球是今后制球业的重点发展方向之一。 二、 目前世界制球工业的概况 世界皮制球产区，近年来有所变化。工业发达国家在皮制球发展上速度不快，甚至有下降趋势。而发展中国家的皮制球产量则大幅度上升。导致这种情况的主要原因之一是工资成本问题。工业发达的国家机械化程度很高，而皮制球特别是手缝球的生产方式，仍属于劳动密集型生产，劳动力仍占主要地位。他们一般工资成本占生产成本的 30而发展中国家工资水平比较低，例如，我国制球业得 工资成本部分仅占生产成本的 4因此，工业化国家大量进口皮制球，这就为发展中国家的皮制球增产创造了有利条件。但是也有两个例外，一个就是联邦德国阿迪达斯体育用品公司出品的手缝 5号大足球，已久负盛名，增产较快，多年来一直居世界首位。但大部分都在国外加工。我国也为阿迪达斯加工一部分 1 4 11。另一个是日本的“米卡沙”生产的胶黏球，由于设备先进，机械化程度高，产量多，质量好，在国际市场上竞争能力很强。日本“米卡沙”厂在国外加工量也占很大比重。联邦德国“ 阿迪达斯”公司和日本“米卡沙”厂的国外加工重点在亚洲，对这些亚洲国家的制球业发展和技术进步，起到了很大的作用。目前，巴基斯坦，泰国等国家和地区的皮制球，在国际市场上已成为我国出口皮制球的主要竞争对手，应引起我们的足够重视。 三、 我国制球工业发展与未来 解放前，我国制球业基本上是属于手工业作坊模式的生产。沿海城市天津、上海等地较早开办的少数厂家规模也不大。同时有一些个体、分散的小厂、小店，则以制做皮件产品为主，兼营制球或修理球。实际上解放前在我国没有真正形成制球行业。 解放后，在党和政府的关怀下，制球行业得以迅 速发展。全国各地都相应办起了不同规模的制球厂。北京、天津、上海、广东、四川、浙江、江苏等省市，先后兴建了制球专业厂，成为我国皮制球生产的骨干企业。现在全国皮制球产量以数百万计，比解放初期成百倍的增长，但仍不能满足国内外市场的需要。 皮制球的品种已经发展到有足球、篮球、排球、水球、橄榄球、梨球、训练足球、训练篮球、训练排球、实心球、盲人球、等 14 个品种， 37 个规格， 58 个款式， 100 多 个花色。为了适应国内外季节变化引起的气候差异和比赛场地实际需要，还相继研制出防水足球、灯光足球、室内足球、雾天足球等品种 1 2 10。 我国制球工业所需的通用设备和专用设备， 30 多年发展很快。所有制球各关键的工序，基本上都配备了相应的设备。 四、 球内胆成型的生产工艺 球的组成包括 球胆、绕线层、胆表面、橡胶层、表面贴心、 表面层。 其结构都分内层、中间层和外层三层。内层是球胆，用以贮存压缩空气使球体产生弹性。中间层是以布为主要材料的结构层，作用是控制球的膨胀变形。外层是皮革，
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