毕业论文终稿-干燥机组设计（送全套CAD图纸 答辩通过）

充值下载文档就送全套CAD图纸扣扣加414951605充值下载文档就送全套CAD图纸扣扣加414951605碳纤维干燥致密化设备干燥机（组）的结构设计摘要碳纤维的品质在很大程度上取决于原丝。制造品质优异的原丝的主要制约因素有聚合体中共聚单体类型、纺丝方法及工艺、拉伸工艺、干燥致密化程度、上油工艺及油剂类型。干燥致密化一般在上油后用热辊或热风进行干燥致密化。干燥致密化温度越低越好，但过低，油剂不能浸入，孔隙不能削减，长时间进行干燥致密化也不好，实质上干燥致密化温度在110190的温度范围较好。本干燥机（组）采用逐步升温的分段致密化工艺，先将水的为100150的溶胀态纤维在100300的热辊上干燥到水30以下，然后再用110140的热辊将纤维干燥至水2以下，这样对纤维进行缓慢的致密化，可防止产生皮芯结构，并可防止单丝间并丝。本文介绍了制取高性能碳纤维原丝的关键设备之一干燥机（组）的结构组成及研究概况，对主机主要零部件辊筒轴部件、传动齿轮受力情况进行了分析研究；对辊筒轴及齿轮进行了强度校核；对轴承寿命进行了计算；对保温部件进行了方案比较和结构设计；对润滑部件进行了润滑方式的选择和润滑装置设计及计算。本文完成了干燥机（组）的设计和计算的整个过程，对碳纤维干燥致密化设备有了进一步的了解和一些创新。关键词碳纤维；干燥致密化；热辊，干燥机（组）毕业设计（论文）外文摘要下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763THECONSTRUCTIONDESIGNOFTHEDRIERSETABSTRACTTHEQUALITYOFCARBONFIBERISDIRECTLYINFLUENCEDBYTHEQUALITYOFPANPRECURSORTHEFACTORSTHATRESTRICTTHEQUALITYOFPANPRECURSOR,SUCHASTHETYPEOFPOLYMERIZATIONMONOMERINTHEPOLYMER,SPINNINGMETHODANDTECHNIQUE,TENSILETECHNIQUE,COMPACTINGLEVELBYDRYING,OILINGTECHNIQUEANDTHETYPEOFOIL,MUSTBEPAIDGREATATTENTIONTOPREPARETHEPANPRECURSORWITHGOODPROPERTIESCOMPACTINGBYDRYINGTURNTOPROCEEDWITHHOTROLLERORHOTBREEZESAFTEROILINGGENERALLYCOMPACTINGBYDRYINGTURNTHETEMPERATUREMORELOWMOREGOOD,BUTOVERLOW,OILCANTDIPPINGINTOIT,ORBORECLEFTCANTCUTTINGDOWN,LONGHOURSPROCEEDINGCOMPACTINGBYDRYINGTURNINGISNOTBETTERTOO,SUBSTANTIALLYCOMPACTINGBYDRYINGTURNINGTEMPERATUREBETWEEN110AND190SCOPETHANGOODCENTAHOTROLLERFORFINELYTURNINGCRAFT,FIRSTAQUEOUSISBETWEEN100AND150DISSOLVINGBULGEAPPEARANCEFIBERBETWEEN100AND300THATTHISDRIERSETADOPTIONGRADUALLYHEATTOPDRYARRIVE30OFWATERBELOW,THENUSETHEHOTROLLERBETWEEN100AND140TOOARIDITYFIBERTOBELOW2OFWATER,PROCEEDTHESLOWMOVINGANDFINETURNINGTOTHEFIBERLIKETHIS,CANPREVENTTOPRODUCETHESKINCORECONSTRUCTION,COMBININGCANPREVENTSINGLESILKTURNTOABUNCHOFSILKTHISPAPERINTRODUCEDTHECOMPOSITIONANDSTRUCTUREANDTHEABSTRACTOFRESEARCHABOUTTHETHEONEOFTHEORIGINALANDSILKYKEYINCARBONFIBERINHIGHPERFORMANCEEQUIPMENTSESTHECONSTRUCTIONOFTHEDRIERSETWEDORESEARCHONTHEMAINACCESSORIESOFTHEHOST,SUCHASTHEROLLERSTALKPARTS,THEDRIVEWHEELGEARDOFTHEPOWERUNDERSTRESSWECHECKTHEINTENSITYOFTHEAXLEANDTHESURFACEOFTHEGEARPROCEEDEDTHECALCULATIONTOTHEBEARINGSLIFESPANPROCEEDEDTOTHEHEATPRESERVATIONPARTSTHEPROJECTCOMPARETODESIGNWITHTHECONSTRUCTIONTOLUBRICATETHEPARTSPROCEEDEDTHECHOICEOFTHELUBRICATIONMETHODWITHLUBRICATETOEQUIPDESIGNANDCALCULATIONSTHISPAPERCOMPLETESTHEWHOLEPROGRESSFROMTHEDESIGNANDCALCULATINGABOUTTHEDRIERSETWENOWHAVEABETTERKNOWLEDGEANDCREATIVEOFTHEDRIERSETKEYWORDSCARBONFIBERCOMPACTINGHOTROLLERDRYERSET许静波干燥机（组）设计2目录1、绪论511碳纤维应用现状及其发展前景512碳纤维后处理设备市场背景513本课题研究的主要内容62、干燥机总体设计721拟订设计方案7211根据设计任务书及工艺要求简图尺寸确定设计方案7212确定干燥机结构形式及传动方式822技术设计和工作设计9221根据拟定方案绘制总装图和各部件图9222主要零部件的设计及校核92221主机部件9（1）传动箱体9（2）传动轴10（3）干燥辊部件设计及校核10（4）齿轮设计和强度校核17（5）轴承型号选择及寿命校核182222保温部件18（1）框架18（2）保温壁结构18（3）保温门19（4）导轨192223润滑部件19（1）润滑方式及润滑装置的选择19（2）稀油集中润滑系统的设计计算20（3）油泵选择21（4）油箱设计21（5）过滤装置形式、选择及计算22下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763223电气控制233、总结和展望264、致谢275、参考文献28买文档送全套图纸扣扣414951605GZ0000干燥机（组）设计1、绪论11碳纤维应用现状及其发展前景碳纤维号称军民两用的材料之王同钛、钢、铝等金属材料相比，在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等优点，广泛应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、GOLF球棒等体育休闲领域。许静波干燥机（组）设计4国际碳纤维供给难以满足旺盛的需求飞机制造等军工领域、风力发电等工业领域是03年以来碳纤维需求快速增长的主要原因，同时由于碳纤维技术主要掌握在日本三大巨头之中，扩产估计要到07年以后能够完成，碳纤维前景仍然看好。我国碳纤维企业力争突破我国碳纤维现阶段绝大部分依赖进口，但华皖碳纤维、少数科研院所及山东光威集团都力争在碳纤维生产方面获得突破。吨净利25万元碳纤维盈利分析目前军工级碳纤维（36K）的售价为200万元/吨，民用碳纤维（12K）的售价为55万元/吨，而碳纤维的生产成本为18万元/吨，如以民用碳纤维为例，其毛利为37万元/吨，即便加上3万吨的营业费用和33的所得税率，民用碳纤维的净利润也用25万元/吨，如果考虑军品销价和33的所得税减免，则其吨净利将达到170万元/吨。为了摆脱长期受制于人的局面，提高新型复合材料领域的生产工艺和技术水平从而促进国防和民用工业的技术进步，近年来，国家有关部委已将碳纤维技术的产业化进程作为我国的一项战略任务，并列入“863”计划。上世纪90年代以来，国内陆续成立了几家碳纤维企业，致力于实现这一高技术材料的国产化，但到目前都没有突破性进展。碳纤维，顾名思义，纤维中碳的成份占有90以上。从分子组成来看，是属于无机纤维。但目前主要通过有机高分子纤维后处理来获得驱逐，后处理过程主要是要驱逐非碳元素，使之形成高度结晶的石墨结构。对于高强度碳纤维T800H、T1000抗张强度达到67GPA，模量达到294GPA更是如此。有关聚丙烯睛原丝预氧化、碳化的过程比较复杂，研究的文献很多。但高性能碳纤维与原丝性能的关系文献中很少涉及，更没有高性能原丝买卖发生。但几乎达成一致的共识是生产高性能碳纤维必须要有高性能原丝。同时可以认为进行超高分子量聚合体的制备及其干湿法细旦高强PAN基原丝的纺丝成形和后处理工艺研究是当务之急，问题的关键所在。12碳纤维后处理设备市场背景当前，除极个别单位外，大多数准备引进项目的技术和设备水平属国际中下等，产品碳纤维也是这个档次，引进后的消化、吸收与创新是面临的重大课题。因此，在引进的同时应该组织自己的技术队伍，在消化吸收的基础上求创新。如果只是沿着别人的脚印前进，就永远是跟在别人后面，不会占据制高点。从大量国外资料可以清楚地看出，即使他们生产的碳纤维质量和产量占据世界榜首，但其新思维、新方法、新设备、新成果仍不断涌现，而不是墨守成规。日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝公司的小丝束碳纤维产量占世界总产量的74左右表1，而这3个公司发表的专利也相当多。例如东丽公司目前生产的碳纤维T1000，抗拉强度最高702GPA、单丝直径最细53UM，可代表世界先进水平，但公司最新专利报道，其实验室已研制出新一代碳纤维，抗拉强度已达到903GPA，比T1000提高了286；单丝直径降到32UM，比T1000细了396。同时，该公司还开发截面形状为三叶形的PAN原丝及碳纤维，以拓宽其用途。基础研究是创新之源，已引起各级领导和有关单位的重视，上下认识一致，有的已开始实施，这是提高我国碳纤维工业技术水平的关键之一。目前国家“863计划”以及下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763有关部委都在关心我国碳纤维工业的发展及其产业化步伐，并给予强有力的支持。许多材料和设备专家也扎扎实实的做了大量工作。无疑，“十一五”将是我国碳纤维工业产业化的黄金时代。13本课题研究的主要内容碳纤维是适应宇航、航空、原子能等尖端工业技术发展的需要而研制开发的一种新材料，具有高拉伸强度、高拉伸模量、低密度、耐高温、抗烧蚀、耐腐蚀、高导电和热导、低热膨胀、自润滑和生物体相容性好等综合性能，是理想的耐烧蚀、结构和功能性复合材料组元，已成为开发各种高性能复合材料ACM不可缺少的原料，是发达国家梦寐以求的第四代工业原材料。目前碳纤维的制备方法可分为两种一种是有机纤维前驱体法，另一种是气相生长法。当今工业化生产的主要是前者，由有机纤维（原丝）在一定的张力、温度下，经过一定时间的预氧化、炭化处理等过程制成。本人所在单位为中国纺织机械协会会员厂之一，长期致力于化纤后处理设备的研究开发及制造。在碳纤维原丝设备的设计和制造加工上目前处于国内领先地位，先后为山东威海、吉林、安徽等地研究开发了21辊联合牵伸机、蒸汽加热箱、热水牵伸机组、上油机、水洗机等碳纤维原丝制备设备，为碳纤维的研究开发作出了积极的贡献。西安CM复合材料研究所是中国HT集团公司下属单位，为研制生产出高性能碳纤维，与我单位签定了部分碳纤维原丝制备设备研制协议，由我方根据其碳纤维生产工艺要求为其设计制造成套处理设备，干燥机是其中重要的配套设备之一。此次设计我参考了紧张热定型机和松弛热定型机等化纤后处理设备，结合碳纤维干燥和定型原理的特性，采用了不少新工艺和新方法，以满足碳纤维加工工艺要求。确保经过本干燥机处理后的碳纤维含水量降低、温度升高、纤维内应力被清除、使用性能得到明显改善，实现碳纤维的干燥致密化，从而得到高强度的碳纤维，有利于后道处理工序的进行。2干燥机总体设计21拟定设计方案211根据设计任务书及工艺要求简图尺寸确定设计方案2111机构的型式在后处理联合机中，热辊干燥机是关键技术，涉及到干燥和定型效果，并直接影响到纤维的质量。因此确定设计方案十分重要，结合我厂多年生产化纤后处理设备的经验，根据设计任务书要求，并考虑到实际设备加工和制造及运输等诸多因素，采取将26只干燥定型辊筒分布于两台机上，一台九辊机，一台十七辊机，其许静波干燥机（组）设计6中十七辊又一分为二，即由九辊八辊组成，通过装配结合在一起。2112干燥辊的排列辊筒布置和尺寸根据委托方提供的工艺要求确定。辊筒的排列有卧式和立式两种。卧式结构特点是操作简便。立式结构特点是占地面积较少。考虑到操作方便需要，因此采用卧式结构。20十七辊干燥机九辊干燥机图1干燥机（组）型式及排列72059759110432834016822113干燥辊的加热根据纤维的品种、旦数和加工速度等条件的不同，通常采取的加热方式有电加热、蒸汽加热或油加热等几种，根据厂方公用工程情况，采用热水和蒸汽加热。由于蒸汽加热温度反应迅速，测量准确，所有辊筒设计均按采用蒸汽加热方式。蒸汽加热是利用其汽化热，当蒸汽压力不变时，汽化热高，温度稳定。辊筒内可通0025MPA的循环饱和蒸汽，调节蒸汽压力，以达到不同工艺温度要求，辊筒温度一般在110180之间。蒸汽压力达到25MPA时，辊筒温度达到最高为180。可由温度检测系统测得并由温度显示器显示出来。蒸汽由进气管沿三个方向（120均分）进入辊筒内，沿辊筒母线迂回加热后由排气管排出。2114干燥辊的结构原理通常采用的是虹吸原理。由于虹吸弯管不能承受较大的冲击力，受到震动和机械应力后易变形，需要经常更换。同时虹吸管加热时辊筒表面因旋转造成辊筒表面温度不均匀，而影响碳纤维的干燥和定型效果，所以我采用了本厂最新研制的另一种加热方式夹套式加热，即干燥辊为可拆式结构，用不锈钢无缝钢管制作，表面镀硬铬，借助法兰连接在辊轴上，当通入热水或蒸汽加热时，热水或蒸汽从辊轴内孔中的一无缝钢管进入，经内隔套加热辊内壁，然后从干燥辊轴孔内另一无缝钢管间隙内流出，由于辊筒轴与排气管之间有一空气隔层，以使蒸汽不与辊筒轴直接接触，不仅可以降低热量损失，还能降低辊轴和箱提温度。由于辊轴回转，故在轴端进出水接头处采用新型旋转接头。这种加热方式可使辊筒表面温度恒定，误差可控制在05。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或13041397634231图辊筒空气隔层1进气2排气3空气隔层4辊筒轴212确定干燥机结构形式及传动方式干燥机组分为两台设备组成，各单机结构形式一致，以便于设计和制造，设计时将干燥机主要分为三大部分主机部件、保温部件和润滑部件。根据委托方要求和方便设备维修，确定传动方式为电机摆线针轮减速器主机（传动轴辊筒轴），这样使得主机的结构简化，便于制造和检修，摆线针轮减速器系通用标准件，质量有可靠保证，减速系统出现故障可以直接通过更换减速器来完成，不会因本干燥机组维修停车而造成整条生产线的长时间停止运行，可以极大地提高生产效率。许静波干燥机（组）设计8457952十七辊干燥机九辊干燥机蒸汽蒸汽回水保温门电机带减速器电机带减速器保温门蒸汽回水蒸汽图3干燥机结构型式及传动方式22、技术设计和工作设计221根据拟定方案绘制总装图和各部件图干燥机（组）总装图一张、九辊干燥机主机部件图一张、保温部件图一张、润滑部件图一张，十七辊干燥机主机部件图一张、保温部件图一张、润滑部件图一张。222主要零部件的设计及校核2221主机部件（1）传动箱体参照同类牵伸机箱体和根据辊筒宽度确定箱体宽度，根据纤维工艺要求和辊筒排列尺寸确定箱体长度，根据丝束进出高度确定箱体高度。箱体材料采用Q235A钢板焊接，设有油标、放油螺塞，箱盖（加垫），设呼吸型加油孔及箱盖密封垫。箱体留有热油循环的进出口。箱体侧面有观察口（有机玻璃）。考虑可加工性，十七辊干燥机箱体结构一分为二，即八辊、九辊各一台，各用一台动力。安装时组合在一起，安装在调整垫铁上，垫铁上设有U形槽安装孔（用于设备调整，调整距离50MM）、高度微调孔M12，调节高度8MM。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图4传动箱体结构示意图801674804321674370408（2）传动轴由于辊筒轴内要通蒸汽，所以轴后需要安装旋转接头或者其它接口部件，因此增加一传动轴，将动力传递至箱体内。考虑到使用寿命和加工方便，传动齿轮尺寸大小与干燥辊轴上齿轮大小保持一致，即速比I11。（3）干燥辊部件设计及校核干燥辊结构通常干燥辊多为悬臂式，也有采用双支承式的，考虑到实际操作和使用方便，选用悬臂式。10897563124图5干燥辊部件结构1旋转接头2后盖3隔套4齿轮挡油环6进气管7前盖8出水管9轴10辊筒端盖许静波干燥机（组）设计10轴承进口轴承，轴承公差等级6级。齿轮硬面斜齿轮（45），螺旋角15，制造精度6级。齿轮传动噪音50DB。（齿轮设计及强度校核略）速比箱体内11（九辊配减速器I104，十七辊配减速器I121）干燥辊尺寸600003400MM1机干燥辊内通80，03MPA热水，2机干燥辊内通03MPA蒸汽。辊筒表面设计温度110180C。结构二进二出夹套式，外圆直槽通道夹层结构，旋转接头供水、汽并有回路。运动精度装配后辊部径向最大跳动005MM材料辊部及辊侧面为1CR18NI9TI，轴件为45。轴的辊颈部位（辊的内侧面与传动箱体侧面之间的一段）焊接不锈钢夹套，夹套壁厚25MM。靠近干燥辊一侧的轴承端盖也为不锈钢材料，主要是为了防锈防腐和美观。表面处理辊部表面镀硬铬后精磨并抛光处理，粗糙度RA02，感官镜面，铬层保留厚度005MM。辊筒呈悬臂式，通过双列向心球面滚子轴承（耐高温，大间隙）固定在箱体上。它包括封口法兰、内、外套、隔条、进出水法兰部分。内套由无缝钢管加工而成，外套采用不锈钢无缝钢管，两者过盈量为030MM。由于无缝钢管与20钢的焊接性能好，封口法兰、隔条、进出水法兰均采用20钢。焊后回火处理，以消除内应力，并进行气密试验，耐压25MPA。辊筒外表面镀耐磨硬铬，镀层厚度为007008MM。600MM表面抛光。辊筒轴采用45钢，经调质处理达到HB24025，辊筒轴与辊筒采用大法兰连接，以便于拆卸。进、排气管与辊筒连接处采用聚四氟乙烯板进行密封。受力分析丝束进入干燥机以后，经过最初几个干燥辊时，它会在辊筒表面打滑，随着干燥辊数的增加，打滑呈逐渐减小的趋势，最后以干燥辊的线速度同步前进。在一般情况下，越在后面的干燥定型机构，其负载越大，所以在对辊轴进行受力分析时，选择第二干燥机（十七辊）作为对象。下图为第二干燥机的受力图。丝束绕经第一个干燥辊后，其张力由T0逐渐减小到T1，绕经第二个干燥辊后，其张力由T1逐渐减小到T2由于张力渐次变小，所以在整个干燥辊筒中，前面两个受力较大。考虑到丝束与辊筒表面间存在相对的摩擦运动，丝束的张力可以用下式计算出来T1T0E式中T0第一牵伸辊前的丝束张力1第一牵伸辊后的丝束张力E2718（自然对数的底）摩擦系数丝束与辊筒之间的包角同理可得T2T1E下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763T3T2E图6牵伸辊受力图012354已知T0200KG，取023，经计算得2705则T1200E023270520005371074（KG）有T21074E023270510740537577（KG）强度计算在设计干燥定型设备时，干燥辊是一个比较重要的部件，因为它是整个机器的核心，必须要对它的强度进行校核计算，同时也要对其挠度进行校核。以第二干燥机的第二个干燥辊为例，作用在干燥辊上的力有丝束进、出牵伸辊时的张力T1、T2，牵伸辊外伸部分的重量G等，其合力设定为“P”。其受力图如下所示。许静波干燥机（组）设计12105425496731250图干燥辊受力图AFPBCDEF用图解法，计算合力P的值。根据丝束绕经辊筒的前进路线，将辊筒所受的力作用点假想成E点，如牵伸辊受力图示，得出各作用力的方向与大小如下图所示。对牵伸辊的受力进行合成，T1与T2合力为T，T与G合力为P，T1与T2已通过计算得出，而辊筒重量约为308KG，可得P460KG。图8图解法求合力P2下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763C处的弯矩MC为MCPL2P049654600496522839KGM223822NM注L2为力P作用点至截面C的距离。C处的扭矩TC为TC（T1T2）DO（T1T2）062（1074577）0621491KGM14612NM注D0为干燥辊的直径。C处的等效弯矩M为M（MCMC2TC2）2（2238222238222146122）222406NMC处的等效扭矩T为TMC2TC22238222146122224298NMC处的弯曲应力及扭转应力分别为M/WT/WN式中W抗弯断面模量，已知轴的直径为017米，内孔006米，其值WD04D04DO320174006417475104M3WN抗扭断面模量，其值许静波干燥机（组）设计14WND04D04DO1601740064795104M3则有22406（475104）471106（N/M2）471N/MM2224298（95104）236106（N/M2）236N/MM2查表知，对于45钢54N/MM23040N/MM2根据计算所得的危险截面应力小于所用材料的许用应力，因此轴的强度足够。挠度计算干燥辊外伸端的挠度，一般由以下四个部分的挠度迭加而成，即A、由于载荷P引起D处的挠度1为1（XL1）2L1L23L2XL1（XL1）26EJ（10150731）2073104965304965（10150731）（10150731）2查得弹性模量E211010KG/M2而惯性矩J0174006464404105（M4）X支承A至截面D的距离；L1两支承间的距离；代入，得1274105（M）00274MMB、载荷P引起D处的转角1为1（PL22/2EJ）1（）232LLLP0496522EJ1（）2049657104965其中，L为干燥辊长度，代入，得1534105由于转角1而产生的形变增量2为21L10425下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763227105（M）00227MMC、将干燥辊筒看成受均布载荷P/L的悬臂梁，干燥辊外伸端的挠度3为3PL3/8EJP042538EJ代入，得300052MMD、作用在第二干燥辊和相邻各辊筒上的丝束张力差，产生齿轮B上的各周向力。它们沿力P方向的分力为F，在点D产生的转角2为21436EJLF054（0191054）07316EJ通过图解法（见下图），求出F的大小。F16002KG代入，得2169105由于转角2而产生的形变量4为42（LXL2）2（0425101504965）159105（M）00159MMTP21图9T1、在合力P上的分力牵伸辊外伸端的总挠度为1234许静波干燥机（组）设计160027400227000520015900394MM一般情况下，在不计滚动轴承处的间隙时，辊长不超过1米的辊筒，其外伸端的最大挠度若小于05毫米，则符合要求。通过以上计算，干燥辊部件的强度及挠度，均符合安全规范。（4）齿轮设计和强度校核（参照机械设计高等教育出版社）计算齿轮的工作转矩T1T1T2955106B955106099NP12507572106NMM5720NM齿轮材料硬面斜齿轮（45），螺旋角15。S539N/MM2根据齿轮可能出现的最低硬度HRC45，查机械设计附录图81C的M线，取HLIM970N/MM2计算主要参数因为辊间距已经由工艺限定，因此确定齿轮直径需要按照工艺尺寸计算，参考表86，取MN6，齿数Z1Z2D/MCOS112，齿宽B1B280MM精确计算两齿轮分度圆直径D1D26957MM；圆周速度V046M/S601考虑到齿轮传动噪音50DB，所以仍然采用6级制造精度。接触疲劳强度校核许用应力HPHLIMZNZWZFZX/SH应力循环次数N1N2203008601500432108参照图828，ZN1ZN21；取ZW1，ZF085，ZX1，SH105故HP1HP2785N/MM2接触应力HZEZZHZ（）1TKVA12DBUZE1898N1/2/MMZH247KA11VZ/100046112/100052，由图844，KV104；由图816，K127；由图822，101，得Z（1/）1/20995；Z（COS15）1/20983。H189809952470983（）5720106276958113565N/MM2HP，故安全。弯曲疲劳强度校核查附录图82C的M线，FLIM1FLIM2235N/MM2。ZV1ZV2Z1/COS3112/COS31512427，由图825及图826，YF1YF2215，YS1YS2183。FLIM1/YF1YS1FLIM2/YF2YS2235/2151835973下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763许用应力FP1FP2FLIM1YSTYN1YYRYX/SF由图829，YST20，YN11，Y1，YR1，YX1，SF142。FP1FP2FLIM1YSTYN1YYRYX/SF235201111/142331N/MM2弯曲应力F1F2（2KAKVKKT1/BD1MN）YFYSYYKA11；KV104；K106；由图816，K127；YF1258；由图826，YS161；Y025075/099；Y1/1200875F1F22111041061275720000/（8069576）258161099087518984N/MM2FP1，故安全通过以上计算，可以得出齿轮的强度完全符合使用要求。（5）轴承型号选择及寿命校核（参考资料机械设计手册）传动轴轴承选3624型轴承。轴承寿命校核（略）干燥辊轴轴承前轴承选3534型，后轴承选用3528型。考虑到前轴承受载最大，承受主要负荷，选择对其进行寿命校核。查表2522得CR705000N，COR745000N。由前计算结果知轴承承受的径向负荷FR（20005720/6957COS15）TAN20/COS15（460210135）9814303N,轴向负荷FA（20005720/6957COS15）TAN154561N。考虑生产能力扩大提高空间，对所有负荷均乘以20系数计算。已知轴的转速N1500/121124R/MIN。轴径D170MM，载荷平稳，要求轴承寿命为20年（2036524175200H），现校核轴承寿命。因FA/COR00124，由表2522查得E020由于FA/FR4561/14303032E020由表2522查得X056Y30当量动负荷为PRXFRYFA05614303234561243386N由表2511，当N124R/MIN，CR/PR705000/43386163时，查得L10H300000H175200H满足要求，故前轴承应用3534型轴承。2222保温部件（1）框架用10槽钢焊接而成，通过螺栓与传动箱体联接固定在一起。（2）保温壁结构干燥室的各向保温壁为空心夹结构，内部加筋以增加整体强度，内衬保温材料超细玻璃棉；保温壁内外表面由不锈钢板制造，内部支撑结构为碳钢材料。所有干燥辊均置于干燥室内，干燥室相对密闭，尤其保温部件与箱体衔接处均填许静波干燥机（组）设计18上石棉布。靠近干燥辊一侧的传动箱体侧面有不锈钢夹层结构的保温壁。干燥室的顶棚为保温结构，开有排气孔，并配闭合蝶阀。干燥室两侧面为不锈钢夹层保温结构，分别根据委托方要求开有进丝、出丝口，方便操作。（3）保温门干燥室正面设计为若干扇保温门，其中九辊为5扇门、17辊为8扇门，门的运动方向与辊轴线方向一致，门的运动行程设计为2000MM，闭合状态下门的内壁与干燥辊外侧面距离小于120MM，这主要考虑到打开后箱内温度较高而操作人员需要到中间操作的状况，保温门上设有把手。方案轨道在地面上，门下装有滚轮，可沿轨道前后推拉图略。方案导轨在上面，门上方装滚轮，悬挂在顶架上，可沿轨道前后推拉。123456图10保温门结构门2导向滚轮3支架4拉手5保温棉6调节螺栓两种方案比较方案的优点是结构简单、成本较低，操作方便；缺点是轨道在地面上，操作人员在上面迅速行走不便，影响生产线运行，而且时间长了地面轨道上容易积累杂物，造成移动门开关困难。方案的缺点是结构复杂些、成本增加，优点是同样操作方便。同时轨道在上方，不会影响到操作人员的行走、工作，且不容易有杂物进入。两种方案比较，采取第种方案。（4）导轨考虑到距离较长，且所有保温门均悬挂在导轨上，因此采用无缝钢管与矩形钢管联结在一起的焊接结构，无缝钢管起导向作用。矩形钢管起加强刚性和防止变形作用。2223润滑部件（1）润滑方式及润滑装置的选择下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763由于稀油润滑一般来讲摩擦系数低，选择具有冷却作用，而且不必拆开机件就可更换润滑油。考虑到干燥机温度高和委托方厂房的实际情况，采取两台设备共用热油冷却循环装置（稀油润滑站，含循环管路系统）一套，集中连续压力润滑方式。稀油润滑站外置，由油箱、油泵、过滤器、阀等组成，通过管子输送定量的润滑油到干燥机内各润滑点。123678图稀油润滑站原理图油箱过滤器透气孔盖4电动机5齿轮油泵6溢流阀7单向阀8截断阀9单向节流阀出油口1出油口2出油口3回油口1回油口2回油口3排油口M945（2）稀油集中润滑系统的设计计算润滑油的选择由于循环润滑系统要求润滑油抗氧化安定性较高、机械杂质要少，以保证系统长期的清洁。根据设备的工作范围（运动速度、载荷大小、运动情况）、周围环境（温度、潮湿条件、尘屑状况）、摩擦副表面（间隙、加工精度、表面位置）等因素，通常选用普通国产机械油。国产机械油是一种工业用中质润滑油，广泛用于纺织工业的纱锭、各种机床及其它各种机械的润滑。根据润滑油泵类型可选用运动粘度50厘斯左右的50机械油HJ50GB44364。但由于干燥机工作温度较高，环境温度在3880之间，考虑到设备高温条件的状况，所以选用44021号热定型机润滑油，此润滑油具有良好的高温性能和材料适应性，无毒，不腐蚀金属，并可与酚醛石墨绸纹板匹配使用，在高温条件下结焦极少，适宜于印染工业热定型机的针链及其它类似机械的润滑，使用温度可达22018。耗油量QQQ1Q2Q3齿轮啮合处耗油量Q1YCSTKRT齿轮传动摩擦损失所产生的热量TS1860（11）N860（1098）75129（千卡/小许静波干燥机（组）设计20时）箱体表面排散至周围空气中的热量TC，根据散热表得58千卡/小时；润滑油的比热CY045千卡/公斤度；润滑油的重度RY088公斤/升；润滑油的温升T允许值取14度；润滑油的利用系数KY065。因此Q12507升/小时6501845029轴承耗油量Q2YSTRCT轴承摩擦损失所产生的热量TS2860（12）N860（1099）75645（千卡/小时）Q22278升/小时65018450润滑油飞溅或搅动时的耗油量Q3YSTKRCT润滑油飞溅或搅动时产生的热量TS3860（13）N860（1098）75129（千卡/小时）Q34556升/小时6501845029所以耗油量QQ1Q2Q325072622785845563210974（升/小时）3516升/分考虑到干燥辊轴内有蒸汽通道，造成运行过程中温度升高，需要冷却降温，因此将计算出的耗油量Q乘以15的系数，即总耗油量为5274升/分。油管直径及油流速度的确定（略）（3）油泵选择根据总耗油量Q选择低压齿轮油泵，规格Q63升/分，工作压力25公斤/厘米2，配33KW电机（1450R/MIN），可以确保设备的正常运行。设计上，配两台齿轮油泵，其中一台辅助或备用。（4）油箱设计油箱主要用途是贮油，同时起沉淀、散热和散发气体作用。参照设计手册，Q63升/分油泵通常配置油箱容量为125M3，结合委托方提供油槽基础尺寸参数3200长（沿传动箱体长度方向）1000宽800深，“1000宽”尺寸不允许变化，其长、高可自定，确定油箱尺寸28M长09M宽078M高。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询4149516052油箱结构放油螺塞油标3盖板支座4滤油网座5箱体2345油箱中设置有吸油滤油器，注油器也设有过滤装置。油箱底部作成适当斜度5，安设放油塞，以方便清洗。油箱侧壁设计有油位指示计，指示油位高低。油箱上设有通气孔，保证在最大吸油量和回油量时能在正常气压下供油。吸油管与回油管远远隔开，吸油管离箱底距离2倍管径，距箱边3倍管径。为防止回油时带入空气，回油管插入最低油面以下，距箱底距离2倍管径，油的排口面向箱壁，管端斜切成45。吸油侧和回油侧用隔板隔开，以分离回油带来的气泡与赃物。油箱内壁涂刷耐油涂料，以防锈、防冷凝水。（5）过滤装置形式、选择及计算过滤要求一般过滤器的过滤精度可分为四类粗的（D01毫米），普通的（D001毫米），精的（D0005毫米），特精的（D0001毫米）。为了避免由于相对运动引起杂质对零件的磨损，要求油液中的杂质必须小于油膜的厚度，而油膜的厚度取决于油的粘度、作用力及其产生的压力和相对运动零件的速度。滤油器的选择和计算根据选择滤油器的基本要求过滤精度应满足设计系统的要求；过滤能力应满足设计系统的要求，并具有一定的裕度。安装在油泵吸入侧的滤网，其过滤能力约为泵容量的两倍以上；容易清洗和更换；价钱低廉等。本干燥机选择方格式金属滤网过滤装置，网号150目/英寸，有效面积346。实际滤网面积S596800/1003840CM2则有效过滤面积为A3840346132864CM2所以过滤流量QAP/132864111/（80004）4567L/S274L/MIN许静波干燥机（组）设计22计算结果表明滤油装置过滤流量大于两台Q63升/分油泵流量的两倍，因此符合设计规定和使用要求。223电气控制设计（1）电机控制方式选择变频调速是通过变频技术把50HZ的工频电源变换成频率可以改变的交流电源，从而调节异步电动机转速的一种方法，是目前交流电动机一种较好的调速方法。它既能在宽广的范围内实现无级调速，又可获得良好的运行特性，是现代传动的一个重要发展方向。本干燥机（组）动力为三台75KW交流电机，采用变频调速，可以方便地实现电机同步要求和变速需要。（2）三相电动机变频调速原理分析下图中T1T6组成三相逆变器，U相、V相和W相参考电压分别为URU、URV、URW，它们对三角波进行脉宽调制，得到逆变电路的一组控制电压UG1、UG3、UG5，分别驱动功率管T1、T3、T5；另一组互补电压UG2、UG4、UG6分别与UG1、UG3、UG5反向，分别驱动T2、T4、T6。当T1与T4导通时，UUVUD；当T2与T3导通时，UUVUD；UVW和UWU可类似地求得。于是可以画出变频器输出电压（即电动机输入电压）UUV、UVW、UWU的波形图。从电压波形图可以看出，电动机输入端等效电压为正弦三相电压。该三相电压的频率可以通过调节三相正弦参考电压的频率来改变。因此只要改变三相参考电压的频率，就可以对三相电动机实现变频调速。图13三相变频器原理图M3UG13G5TD246VW变频电路中驱动逆变器的正弦波脉宽调制控制电路已大量采用数字集成电路，它具有功能全、可靠性高、体积小、功耗低等特点，同时还有完善的保护以及程序控制等功能，给应用带来了极大的方便。现在，计算机技术和变频技术已经互相融合，并形成一体化的变频装置。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（3）变频器控制及接线本机控制电路采用目前化纤设备广泛采用的变频控制技术。根据我厂多年实践使用，控制精度高，调速方便，广泛适合各种纤维的不同工艺速度要求。一般根据用户情况可选用国产或进口变频器，如蓝波希岛、三肯、富士、三菱、松下等。经与委托方商定，本干燥机（组）选用富士变频器。以下为富士系列交流变频器的内部方框图及外部接线图。图中主电路中包括整流器和由IGBT构成的逆变器。以16位微处理器为中心的控制电路具有产生三相准正弦波脉宽调制驱动信号、过电流和欠电压保护、转速控制和转向改变、转速指示和通信等多种功能。图14交流变频器内部方框图及外部接线图M3UVW光耦隔离整流人机接口通信模拟输出01V用户编程输出继电器电路模拟电路电流总线电压故障反馈控制电源CPU电位器0V模拟输入2MA模拟输入RSTFUQ起动停止反向点动开关1开关开关3IGBT该系列变频器能驱动11110KW的三相异步电动机。其输入电压有三相200230V和380460V两种，电源频率为50/60HZ。输出电压在0输入电压范围内可调，输出电压频率在001400HZ范围内可进行编程调节。变频器的输出电压是输出频率的函数，输出电压和频率的比率可由用户编程设定。变频器的接线方法如图所示。变频器的R、S、T端接三相交流电源，U、V、W端接三相异步电动机。其输入控制功能包括起动、停止、反转、点动和速度预置（可以利用开关1、2、3的不同组合在0400HZ范围内，设置七个预定频率）。还可以接受远程电位器输入、直流010V或420MA的模拟信号输入，实现频率调节。变频器能提供两路可设定的输出信号，一路为继电器触点输出，另一路为晶体管集电极开路输出，并提供一路直流010V的模拟信号输出（用于表示频率）。通过串行接口外接的通信模块可以将变频器和上位控制站相连进行通信。人机接口模块（手持编程器）一方面可用于对变频器进行编程（输入编程信号），另一方面可用于显示变频器的运行状态和诊断数据。许静波干燥机（组）设计24由于可编程序控制器PLC可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，因此用PLC对整条碳纤维生产线的多机实行自动控制，确保设备同步运行的工艺速度要求。合同及技术协议中整条线的电气控制明确由委托方自己承担，这里不再加以论述。下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605总结和展望本干燥机吸取了国外先进经验，采用了独特的设计结构，三个部件的设计均在满足使用要求的情况下进行了技术创新。其中设计过程中对干燥辊进行了样辊的试研制，并在上海石