毕业设计（论文）-高速分散机设计

PAGE36PAGE1绪论全套图纸加V信153893706或扣3346389411 涂料是一种材料，用于涂装物体表面而能形成涂膜，从而起到保护、装饰、标志及其他特殊作用(如电绝缘、防污、减阻、隔热、耐辐射、导电、导磁等等)。因此，在工农业、国防、科研和人民生活中得到越来越广泛的应用。防腐、防水、防油、耐化学品、耐光、耐温等。物件暴露在大气之中，受到氧气、水分等的侵蚀，造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。在物件表面涂以涂料，形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，使各种材料的使用寿命延长。所以，保护作用是涂料的一个主要作用涂料生产设备作为涂料行业的重要组成部分，在整个生产工艺过程中发挥着主导作用。长期以来，涂料生产设备经过不断研发和升级换代，取得了长足的发展，尤其以生产技术含量高、质量稳定和节能环保型的涂料为发展方向，需要涂料生产设备不断优化配置、改变装备结构、提高装备性能、高效低耗及安全可靠，以满足生产不同层面产品的工艺要求。随着时代的进步，环保意识日益加强，涂料生产中投料、分散、研磨、调漆、包装的自动控制和一体化密闭生产工艺是我们的努力方向。高速分散机是涂料工业常用的分散设备。世界各先进工业国为适应涂料工业发展的需要，对高速分散机的设计、制造日新月异，规格品种繁多。分散机有着广阔的发展空间，不仅仅是市场推动其发展，而且新材料、新工艺的产生，必将对化工设备要求更高（其中包括分散机）；所以对高速分散机的研究和创新有着重要的意义。1.1毕业设计的目的1.1.1综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固加深和拓宽所学的知识。1.1.2通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。1.1.3通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。1.2毕业设计的内容设计一用于生产内墙，外墙涂料（乳胶漆、仿瓷涂料、多彩涂料）的高速分散机，完成总装图和规定的零部件图，写出设计说明书，按中批量生产。设计，要求：方案可行，结构合理，经济实用。毕业设计中应注意的问题1.3.1机械设计毕业设计是在教师指导下由我们自己独立完成的，也是对我们进行的第一次较全面的设计训练。我们应明确设计任务，掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，提倡独立思考，有错误要认真修改，精益求精。1.3.2毕业设计进程的各阶段是相互联系的。设计时，零部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零部件结构尺寸进行必要的修改。所以，毕业设计要边计算、边绘图，反复修改，设计计算和绘图交替进行。1.3.3学习和善于利用长期以来所积累的宝贵设计经验和资料，可以加快设计进程，避免不必要的重复劳动，是提高设计质量的重要保证，也是创新的基础。然而，任何一项设计任务均可能有多种决策方案，应从具体情况出发，认真分析，既要合理的吸取，又不可盲目的照搬、照抄。1.3.4在设计中惯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、降低成本、缩短设计周期，是机械设计应的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。在毕业设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规范，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需圆整为标准尺寸。同时，设计中应减少材料的品种和标准件的规格。

方案拟定2.1设计思想：设计的产品应满足如下条件：制造一个由电动机驱动，搅拌轴转速范围在0~1000r/min，而且有无级调速控制装置和升降装置；搅拌容器的容积在0.2~0.5，有加热功能，卸料方便。整台分散机要有经济使用，工作时能稳定，操作方便等特点。本课题是高速分散机设计，主要部分是液压式升降和高速传动部分。因此，首先要解决的是液压部分的设计计算和校核。它应是整个毕业设计的重点和难点。根据受力分析和类比法确定液压缸的直径和结构。人在工作台上操作手动油压泵把油压入液压缸，带动液压缸活塞的向上运动，再利卸油阀门，将缸内的油卸回油缸，最后使工作台能够下降。整过程中，传动平稳，结构简单，操作方便。初次验算功率能否满足要求载荷升降时间计算功率P时考虑到操作者的安全性和人的功率所能达到的最大值。取,人的功率值：人站在工作台上摇动摇柄，，作用力取所以，满足要求。2.2方案的初步确定：方案一：电动机驱动带轮，通过v带传递到搅拌轴；安装有无级调速控制柜，实现了搅拌轴的转速变化（范围在0~1000r/min）；并利用手动油压泵给液压千斤顶注油实现搅拌叶的升降（范围0.5~1m），在顶的柱塞安装导向装置和锁紧装置。由于不同涂料的分散时温度不同，在搅拌容器的搅拌桶上安装热电偶，热电偶对油加热同时通过温度计的指示控制加热的温度。方案二：与方案一不同的是利用斜齿轮的转动带动丝杠的上下移动，通过安装导套实现对平台的升降（范围0.5~1m）；其它装置基本相同。对两个方按比较：方案（一）液压系统传动同做比较平稳，惯性小，液压件能自行润滑，使用寿命长，而且易转型为自动化，便于一人单独操作。方案（二）传统的丝杠传动，易生产，替换等，但不易自动化，传递的力过大，结构大，浪费材料。综合其优缺点，采用方案一。第3章分散机的结构设计和各部分的功能3.1设计内容高速分散机的具体结构设计包括传动机构，操纵机构，润滑与密封机构，机体及联接件的结构设计与布置。根据计算得出的液压控制图，绘制装配图和零件图。高速分散机的结构设计应满足如下要求：i)所设计的结构应满足作用性能上和联系尺寸上的要求：作用性能包括几何精度，刚度，抗震性，噪声，传动效率以及操作能否省力方便等。联系尺寸包括技术参数安装尺寸和轮廓尺寸。ii)所设计的结构应满足结构工艺性的要求，包括毛坯铸造、锻、铸、焊，工艺性和热处理、工艺性，机械加工工艺性，装配工艺性，以及检验、调整、维修的方便性。iii)所设计的结构应遵守标准化和通用化原则。3.2设计方法3.2.i)检验传动轴件及选择结构方案。ii)检验传动设计的结果中有无相互干涉、碰撞或其它不合理的情况，以便于工作及时纠正。iii)确定活塞缸的安装跨距，活塞缸在底盘上的位置，以及确定其受力和受力方向，为活塞缸验算提供必要的数据。3.2.2i)仔细阅读同类机械参考图纸和图册，不但要看懂图纸的表达的主要结构，不应分析结构的性能，工艺性，使用和维护方式等。ii)分析和确定所设计部件的结构方案，如液压系统的结构、主体结构和安装方法。iii)在图纸上准确画出装配草图，并标出主要尺寸和零件之间在相对位置尺寸，细微的尺寸可以不标出。3.3绘制正式的装配图各部分结构反复推敲修改验算后确定其方案，装配图中画出各个机构及其零件的细致结构；有关尺寸和公差配合等加深后标注。部件装配图上，应标出下列几种尺寸。A：部件的参数尺寸；B：部件的安装尺寸和外廓尺寸；C：配合尺寸；D：零件间的主要定位尺寸和相对位置尺寸；E：轴向尺寸。具体标注见装配图3.4各部分的功能高速分散机系建筑涂料加工的工具，具有结构简单，安装方便等特点。高速分散机主要由四部分组成：传动机构，升降机构，搅拌容器和加热装置，无级调速装置。3.4.1传动机构：采用电动机驱动，通过带轮传动到轴Ⅱ上；轴Ⅱ通过联轴器与搅拌杆联接，实现了对涂料液体的搅拌。带轮传动结构简单，经济使用，拆卸方便适合此产品。3.4.2升降机构：平台升降机构采用液压传动实现升降，这是区别各种电机升降台的主要特征。人在工作台上摇动手动泵摇杆，带动液压缸活塞的运动，再利用四个单向阀控制油路，将缸内的油液压入另一升3.4.3搅拌器和加热装置：搅拌容器是通过钢板的焊接而成的一个类似缸体的桶，但不同的是它有加热装置——第4章传动类型选择、计算和结构设计4.1电动机的选择根据电源及工作机工作条件并与同类产品类后，选用Y系列三相异步电动机Y90L-4，功率1.5kW，转速1400r/min，效率79%。4.2传动类型选择，传动件的计算和设计根据使用要求，技术条件及工作环境等情况，初步确定为带轮传动。带轮与其他传动方式具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸震等特点，在机械中广泛应用。4.3带轮设计4.3.1与电动机连接的带轮设计4.3.1.1确定计算功率由表8-6中查出工作情况系数=1.2，故=P=1.2×1.5=1.8kW4.3.1.2择窄v带型根据计算功率和小带轮转速n1由图8-8选定带型为SPZ型。4.3.1.3定带轮基准直径由表8-3和表8-7取主动轮基准直径=80㎜根据式（8-15），从动轮基准直径。=×=1.17×80㎜=93.6㎜根据表8-7，取=95㎜，4.3.1.4按式（8-13）验算带的速度v===5.8m/s<35m/s带的速度合适。4.3.1.5确定窄v带的基准长度和传动中心距根据0.7×（+）<a0<（+），初步确定中心距a0=300㎜根据式（8-20）计算带所需要的基准长度L’d：L’d=2a0+（+）+=[600+273+25.2]=898.2㎜由表8-2选带的基准长度Ld=900㎜按式（8-21）计算实际中心距aa=a0+=[300+0.9]㎜=301㎜4.3.1.6轮上的包角由式（8-6）得： =1800-×57.5o=180o-×57.5o=177o>120o主动轮上的包角合适。4.3.1.7窄v带的根数z由式（8-22）知：z==1由n1=1400r/min、dd1=80㎜、i=1.17，查表8-5c和表8-5d得=1.6kwΔP=0.09kwKa=0.99KL=1.03从经济角度考虑可是用单根带Z=1。4.3.1.8计算预紧力F0由式（8-23）知：F0=500(-1)+qv2查表8-4得q=0.07kg/m，故：F0==232.76+2.35=236.11N4.3.1.9工作在轴上的压轴力=2Zfosin=2×1×236.11×sin=472.05N4.3.1.10带轮的结构设计（略）4.3.2与搅动轴连接的带轮设计4.3.2.1确定计算功率由表8-6中查出工作情况系数=1.2，故=P=1.2×1.5=1.8kW4.3.2.2选择窄v带型根据计算功率和小带轮转速n1由图8-8选定带型为SPZ型。4.3.2.3确定带轮基准直径由表8-3和表8-7取主动轮基准直径=118㎜根据式（8-15），从动轮基准直径:=i=1.2×118㎜=141.6㎜根据表8-7，取=140㎜4.3.2.4按式（8-13）验算带的速度v===7.41m/s<35m/s带的速度合适。4.3.2.5确定窄v带的基准长度和传动中心距:根据0.7×<<2×，初步确定中心距=470㎜根据式（8-20）计算带所需要的基准长度L’d:L’d=2++=[1032+405+35]=1472㎜由表8-2选带的基准长度Ld=1400㎜按式（8-21）计算实际中心距: =+=[470+14]㎜=484㎜4.3.2.6算主动轮上的包角1:由式（8-6）得1=1800-×57.5o=180o-×57.5o=177.4o>120o主动轮上的包角合适。4.3.2.7计算窄v带的根数z:由式（8-22）知Z==1其中由=1200r/min、=118㎜、=1.20，查表8-5c和表8-5d得=1.70kwΔP=0.10kw;从经济角度考虑可是用单根带Z=1。4.3.2.8计算预紧力:由式（8-23）知:=500(-1)+qv2查表8-4得q=0.07kg/m，故:==194.83+3.83=198.66N4.3.2.9工作在轴上的压轴力:=2Zsin=2×1×198.66×sin=397.21N4.3.2.10带轮的结构设计(略)液压系统的设计计算设计液压缸的基本原始资料是液压缸的负载值，负载运动速度，行程值，液压缸的结构形式及安装要求等，液压缸的设计计算主要是确定液压缸的结构尺寸，确定液压缸的使用压力和流量，并对液压缸的零部件进行的设计，强度校核和性能验算等。5.1设计步骤5.1.1根据液压缸的工况特点，选择液压缸的类型和安装方式；5.1.2根据动力和运动分析，确定主要尺寸参数；5.1.3设计主要零件结构；5.1.4液压缸的性能验算。5.2液压缸的主要性能参数5.2.1压力5.2.1.1公称压力Pn,也称额定压力，是液压缸能用以长期工作的压力，GB7938-87规定了公称压力取Pn=1.6MPa。5.2.1.2最高允许压力Pmax,也称动态试验压力，是液压缸在瞬间能够承受的极限压力。Pmax1.5Pn=2.4MPa。5.2.1.3最低启动压力P0是液压缸在空载工况下通过液压油的逐渐开压，活塞杆刚启动时的压力值，此压力值为液压缸的最低启动压力。5.2.1.4耐压试验压力Pt是液压缸在检查质量时须承受的试验压力，在规定的时间内，液压缸在此压力作用下，全部零件不得有破坏或变形等异常出现。由于Pn1.6MPa，所以Pt=1.5Pn=2.4MPa5.2.2输出力F==5652N明确系统设计要求明确系统设计要求分析系统工况分析系统工况确定主要参数确定主要参数拟订液压系统草图拟订液压系统草图选择液压配件选择液压配件验算液压系统性能验算液压系统性能是否符合是否符合要求绘制工作图，编制技术文件绘制工作图，编制技术文件图5-1液压传动系统的一般设计流程5.2.3液压缸负载率ψψ值是用于衡量液压缸工作时的负载，取ψ=0.65.2.4活塞作用力F式中Fa=5652NFb为回油阻力，由于直接流回油箱，因此Fb=0。Fc为密封圈摩擦阻力，取Fc=0。Fd为活塞惯性力，取Fd=0。所以可得：F=5652N5.2.5效率5.2.5.1机械效率ηm，由各运动件摩擦损失造成，在额定压力下，通常可取ηm=0.9。5.2.5.2容积效率ηv，由各密封件泄露所造成，通常容积效率ηv=1。5.2.5.3作用效率ηd，由出油口背压所产生作用力而造成，当出油口直接连通油箱时，ηd=1。总效率η=ηmηvηd=0.9×1×1η=0.95.2.5.4液压缸功率PP=Fv=pq=1.6×100×0.25kW=40kW5.3液压缸类型及安装方式的确定根据液压缸的工况特点以及运动要求，选择单作用活塞式的液压缸，其安装方式为法兰型。5.4缸筒内径根据估算执行的推力和拉力，系统选定的压力，参照常用的标准液压缸理论和拉力来选定液压缸的内径D=70mm。5.5活塞杆直径因为系统没有速度比要求，根据估算的执行机构的推力和拉力，系统选定的压力，确定活塞的外径d=60mm。5.6液压缸行程液压缸行程S，主要是依据执行机构的运动要求而定，但为简化工艺，降低成本，再加上对产品的实际要求，如果采用标准值，就会太长，过于浪费材料，所以取S=1000。5.7液压缸的结构设计5.7.1主要技术要求5.7.1.1有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不会产生永久性变形。5.7.1.2有足够的风度，能承受活塞侧向力和装置的反作用力，而不至于产生弯曲。5.7.1.3内表面在活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作，且磨损极少，几何精度高，确保活塞密封。5.7.1.4需要焊接的缸筒还要求有良好的可焊性，以便在焊上法兰或管接头后有至于产生裂纹或过大的变形。5.7.2结构形式缸筒的结构和端盖的连接方式，液压缸的用途，工作压力，使用环境以及安装要求等因素有关。端盖分为前端盖和后端盖。前端盖将液压缸的活塞杆腔密封，并起着为活塞杆导向，防尘和密封的作用。后端盖将缸筒的内腔一端封闭，并常常起着将液压缸与基它机件连接的作用。缸筒与端盖的连接方式为法兰式，基特点是结构紧凑，质量轻，但缸体外径要加工，半环槽削弱了缸体，相应的要加厚缸体的壁厚。5.7.3材料缸筒材料一般要求有足够的强度和冲击韧性。根据液压缸的参数，用途和毛坯的来源选择，内孔研磨或内孔精加工，只需按所要求的长度切割无缝钢管，其材料为45钢。5.7.4缸筒的计算5.7.4.1缸筒厚度的计算δ=δ0+C1+C2按厚臂缸筒计算：其中Pmax缸筒最高工作压力，且当工作压力P<16MPa时，Pmax=1.5P，此时，Pmax=1.5×1.6=2.4MPa。所以=3.05C1=0.025C2所以δ>3.05+0.025+0.01=3.085故取δ=5因此缸筒外径为D1=D+2δ=70+10=805.7.4.2缸筒厚度验算对缸筒厚度作以下四个方面的验算：i)额定工作压力应低于极限值，以保证工作安全。ii)为了避免塑性变形，额定工作压力满足：<所以<iii)缸筒内径变形量在允许的范围内，不得超出密封圈的允许范围：μ材料泊松比μ=0.3iv)缸筒的爆裂压力Pe应远远大于耐压试验压力Pr:所以<5.7.4.3缸筒底部的厚度平行缸底，缸底为平面且有油孔，因此缸底厚度为：所以取h=155.7.4.4缸筒头部法兰厚度所以到H=205.7.4.5缸筒联接计算缸盖与缸筒采用螺纹联接，螺纹处拉应力为：螺纹处的切应力为：合成应力为：所以5.7.4.6缸筒的加工工艺要求i)缸筒内径采用H7配合，表面粗糟度由于用橡胶密封圈蜜密封，因此取Ra=0.8。ii)缸筒内径D的圆度公差按9级精度选取，圆柱度公差按5级精度选取。iii)缸筒端面T的垂直度公差值按照7级精度选取。iv)为了防止腐蚀和提高寿命，缸筒内表面应镀以厚度为30-40μm的层，镀后进行珩磨或抛光。5.7.5缸盖5.7.5.1缸盖的材料液压缸的前端盖选用Q235为材料，缸盖本身又是活塞杆的导向套，因此选用Q235最为适宜，同时，在导向面上熔堆黄铜，青铜或其它耐磨材料。5.7.5.2缸盖的加工要求i)直径d(基本尺寸同缸筒内径D)，D2(活塞杆的缓冲孔)，D3(基本尺同活塞杆密封圈的外径)的圆柱度值应按8级精度选取。ii)D2，D3与同轴度公差值为0.03mm。iii)端面与直径d轴线的垂直度公差值，应按照精度选取。5.7.6柱塞5.7.6.1材料因液压缸有导向作用，故采用45钢。5.7.6.2加工注意i)柱塞的宽度尺寸，可根据密封圈结构尺寸确定。ii)柱塞外径内孔的径向圆跳动公差值，按照7级精度选取。5.7.6.3强度及稳定性验算由于柱塞行程较长，因此须进行稳定性校合，尤其是柱塞须承受的轴向载荷，它承受的力F不能超过它保持稳定工作所允许的临界负载，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作，即式中Fk活塞杆失稳临界负载nk安全系数，取nk=3活塞杆失稳临界负载Fk的值与材料性质，截面形状，直径，计算长度，液压缸的安装方式，负载是否没有偏心有关。因平衡缸的负载近似偏心，所以可以近下式计算：式中n=4E=2.1×1011L=3665.7.6.4加工要求i)处理：粗加工后，调质到硬度为229-285HBS；必要时再经过高频淬火，硬度为45-55HRC。ii)表面处理：活塞杆表面须镀μm，镀层厚5-25μm。iii)柱塞圆度9级精度选取，圆柱度按8级精度选取，径向圆跳动公差为0.01㎜端面T的垂直度公差值按7级精度选取。iv)柱塞工作表面的粗糟度为0.32μm，直线度公差值为0.02μm。5.7.7导向套导向套是装在液压缸的盖内，用以对柱塞导向，导向套内侧装有密封装置，保证缸筒的密封性，外侧有装有防尘圈，防止柱塞内缩时将杂质，灰尘，水分等带到密封装置区，以至破坏密封装置。5.7.7.1导向套的结构采用缸盖导向结构，其特点是减少零件数量，装配简单，但磨损快。5.7.7.2导向套的材料作为导向用的结构盖选用Q235为材料。5.7.7.3导向套的长度导向套的长度通常要考虑活塞杆直径和导向套的结构形式，导向套材料的承压能力，最大的侧面负载等因素。总长度不宜太长，以减少摩擦的阻力，因液压缸的缸筒内径D>70mm5.7.7.4加工要求导向套内的配合取H8/F9，表面粗糟度为Ra=0.64μm。5.7.8密封和防尘5.7.8.1活塞与缸筒的密封结构活塞与缸筒的密封采用密封圈，选用O型密封圈，其特点是密封性能好摩擦系数小，安装空间小。5.7.8.2柱塞的密封与防尘防尘形式采用梯型密封圈。各密封沟槽的尺寸，公差，粗糟度及数据按相应的密封圈或防尘圈的要求选取。5.7.9缓冲装置由于液压缸所驱动是工作部件中质量最大的，具有较大的工作动量，以至在行程终了时，为了避免活塞与缸盖发生撞击，造成液压缸的冲击和噪声，或者严重影响了工作精度，甚至引起整个系统元件的损坏，因此，需要设置缓冲装置。缓冲装置的结构形式很多，但工作原理都是当活塞行程快到终点而接近缸盖时，增大液压缸回油阻力，使回油腔中产生足够大的缓冲压力，从而防止活塞撞击缸盖。5.7.9.1一般技术要求i)缓冲机构，应能以较短的缓冲行程吸收最大的动能。ii)缓冲装置应尽量避免出现压力脉冲和过高的缓冲腔压力峰值，使压力变化成为渐变过程。iii)缓冲腔内的峰值压力要小于供油压力的1.5倍。iv)动能转变成热能使油温上升时，油液的最高温度不应超过密封件的允许极限。5.7.9.2缓冲装置的结构形式采用固定式恒流面积的缓冲装置，其原理是：当活塞移进缸盖时，活塞上的凸台进入缸盖的凹腔，将封闭回油腔的油液从凸台和凹壁之间的环壮缝隙中挤出去，使回油腔中的压力升高形成缓冲压力，从而使活塞减慢了移动速度，起到了缓冲的作用。5.8手动泵的设计手动泵的结构设计应满足：A：手动泵因定位在工作平台上，所以要便于装拆、调整；B：制造工艺性好；C：传动轴应具有足够的刚度。手动泵的结构与液压缸相似，设计与计算验算也基本相同，所以经计算手动泵的各项数据都满足实际要求，在这里我们就不再写出。详情请见图纸。其简化的压力平衡公式如下：d为手动泵最大内径d=55mm所以当手动泵内径小于55mm时人可以很轻松把油压如顶中。取d=50mm.其结构如液压简图所示：第6章搅拌桶的焊接和校核6.1焊接的简介焊接的方法很多，机械制造业中常用的是属于熔融焊的电焊、气焊与电渣焊，其中尤以电焊应用最广。电焊又分为电阻焊与电弧焊两种。前者是利用大的低压电流通过被焊件时，在电阻最大的接头处引起强烈发热，使金属局部融化，同时机械加压而形成的联接；后者则是利用电焊机的低压电流，通过电焊条与被焊件间形成的电路，在两极间引起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝而形成的。焊接时形成的接缝叫做焊缝。与铆接相比，焊接具有强度高工艺简单由于联接而增加的质量小工人劳动条件较好等优点。所以应、用日益广泛，新的焊接方法发展也很迅速。另外，以焊代铸可以大量节约金属，也变于制成不同材料的组合件而节约贵重或稀有金属。再技术革新、单件生产、新产品试制等情况下，采用焊接制造箱体、机架等，一般比较经济。6.2焊接件常用材料及焊条焊接的金属结构常用材料为Q235、Q215、Q255；焊接的零件则常用Q275、15-50号碳钢，以及、、等合金钢。在焊接中，广泛地使用各种型材、板材及管材。焊接的种类很多，应针对具体要求从手册选取。常用的焊条型号为、、、等。6.3焊缝的受力及破坏形式对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩，其正常的破坏形式是沿焊缝断裂。6.4焊缝的工艺及设计要点焊接搅拌时要满足工艺性、经济性的要求，不能有应力过大出现裂纹的现象；为了保证焊接的质量，避免未焊透或缺焊现象，焊缝按被焊件的厚度相应的坡口型式，或进行倒棱修边工艺。在焊接前，应对坡口进行清洗整理。并且在满足强度条件的情况下，焊缝的长度应按实际的结构情况尽可能取短些或分段进行焊接，并避免焊缝交叉。工艺上采取构件经热处理，以消除残余应力。在设计焊件时，注意选择母体材料及焊条，必须按有关规定进行焊缝的尺寸校核，同时在焊后仔细地进行质量检验。6.5对焊接的强度进行校核选取搅拌捅子在装满涂料的重量G=5000N，吊环把手受力的形式为剪切力，把手的直径为d=30mm。为了简化计算，在G的作用下的剪力由一个把手的焊缝承担（偏于安全），此焊缝在连接面上的投影面积A=,则G在危险面上产生的切应力为由表查得焊缝的许用切应力为[]=140Mpa>=10.1Mpa，故强度足够。第7章轴、轴承、键、联轴器的设计和校核7.1轴的设计计算及校核7.1.1求输出轴上的功率、转速、和转矩：若去每级带轮传动的效率η=0.96、则：=Pη2=1.5×0.962kW=1.38kw=×=1400×r/min=1000r/min=9550000=9550000×N·mm=13179N·mm7.1.2初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表15-3，取A0=112，于是得=112×㎜=12.5㎜输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处轴的直径D3，为了是选的轴直径D3与联轴器的孔径相式样，故同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩Tca=KAT3,查表14-1，考虑到转矩变化中等，故取KA=1.7，则：==1.7×13179N·mm=22404N·mm按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014-1985或手册，选取凸缘联轴器YL10，其公称转矩63000。取半联轴器的孔径50㎜，L=80㎜。7.2轴承的选择和校核滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗小，起动容易等优点。滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。这是在安装，润滑，维护良好的条件下，由于大量重复的承受变化的接触应力而产生的。根据实际需要和经验结合轴公称直径的大小选取深沟球轴承。查《实用机械设计手册》（上册）型号为7311（GB297—64）。则:,,.7.2.1轴承的正常失效形式是点蚀破坏。这是在安装、润滑、维护良好的条件下，由于大量重复的承受变化的接触应力而产生的。单个轴承，其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数称为轴承的寿命。轴承点蚀破坏后，通常在运转时会出现比较强烈的振动、噪声和发热现象。但是，对于那些在工作载荷下基本上不旋转的轴承，或着慢慢的摆动以及转速及低的轴承，如果还按照点蚀破坏来选着轴承的尺寸，那就不符和轴承的实际失效形式了。因为在这些情况下，如果滚动接触面上的接触应力过大，将产生永久性的过大的凹坑才是轴承的失效形式。所以这时应按轴承的静强度来选择轴承的尺寸。为此，必须对每个型号的轴承规定一个不能超过的外载荷界限。轴承上作用的径向载荷R和轴向载荷A，应折合成一个当量径载荷，即：设轴向力：A<300N,径向力N求比值:因此，查表13-5，得:，所以式中及分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数。按轴承静强度能力选择轴承公式为:C≥取，因此经过设计计算轴承的静强度满足条件。式中称为轴承静强度安全系数。的值取决于轴承的使用条件，当要求轴承转动很平稳时，则应取大于1，以尽量避免轴承滚动表面的局部朔性变形量过大；当对轴承转动平稳要求不高，有无冲击载荷没，或轴承仅作摆动运动时，则可取1或小于1，一尽量时轴承在保证正常运行条件下发挥最大的静载荷能力。此处选=2。7.2.2滚动轴承轴向固定的方法7.2.2.1内圈紧固的常用方法有：=1\*romani）用弹性挡圈嵌在轴的轴沟槽内，主要用于深沟球轴承，当轴向力不大及转速不高时；=2\*romanii）用螺钉固定的轴端挡圈紧固，用于在轴端切割螺纹有困难时，这样紧固可在高转速下承受的轴向力；=3\*romaniii）用圆螺母和止动垫圈紧固，主要用于轴承转速高，承受较大的轴向力的况；=4\*romaniv）用紧定衬套，止动垫圈和圆螺母紧固，用于光轴上的，轴向力和转速不大的，内圈为圆锥孔的轴承。内圈的另一端常以轴肩作为定位面。为了便于轴承拆卸，轴肩的高度应底于轴承内圈的厚度。7.2.2.2外圈轴向紧固的常用方法有：=1\*romani）用嵌入外壳沟槽的孔用弹性挡圈紧固，用于向心轴承，当轴向力不大且需减小轴承装置尺寸时；=2\*romanii）用止动环嵌入轴承的止动槽内紧固，用于带有止动槽的深沟球轴承，当外壳不便设凸肩且外壳为剖分式结构时；=3\*romaniii）用轴承盖紧固，用于高速及很大轴向力时的各类向心，推力轴承；=4\*romaniv）用螺纹环紧固，用于轴承转速高，轴向载荷大，而不适于使用轴承紧固的情况。而搅拌轴的固定采用一个深沟球轴承加一个圆锥滚子轴承，用法兰端盖止动外圈，而内圈用轴的台阶定位。7.3键的选择和校核7.3.1平键的选择及校核一般根据轴的直径d=30㎜，由GB1096-79查出键的截面尺寸为：宽度b=8㎜，高度h=7㎜，由键的参考长度系列L=25㎜，类型为普通平键A型。键、轴和带轮的材料都是钢，由表6-2查出许用挤压力[]=100～120，取其平均值[]=110，键的工作长度为25㎜，键与键槽的接触高度为k=0.5h=0.5×7=3.5㎜,由公式：149.7>[]=110可见联接的挤压强度不够，考虑到相差叫大，因此改用双键。双键的工作长度l=1.5×25㎜=37.5㎜，由公式可得：<[]=110（合适）7.3.2楔键的选择及校核根据轴的直径D=24㎜，由GB1564-79查出楔键为宽度b=8㎜，高度h=7㎜，由键的参考长度系列L=30㎜键、轴和带轮的材料都是钢，由表6-2查出许用挤压力[]=100～120，取其平均值[]=110，键的工作长度为l=35-10㎜=25㎜，键与键槽的接触高度为k=0.5h=0.5×7=3.5㎜,由公式:<[]=110，合适。第8章加热装置及调速装置8.1热电偶的选择和安装8.1.1热电偶的原理热电偶是热电温度计的敏感元件，是由两种不同材料的金属导体组成。两种导体的一端焊接在一起作为测量端与被测介质充分接触，另一端作为参考端与温度指示仪表相连接。热电偶的测温原理是基于塞贝克效应，即:如果两种不同成分的均质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就有电流通过，那么两端之间就存在电动势，也叫塞贝克电动势。其值大小只与组成热电偶的金属材料的性质、两端温差的大小有关，而与热电偶两热电极的几何尺寸(长度、直径)及沿电极长度方向的温度分布无关。热电偶也可以看做是一种换能器，是将热能转化为电能，通过测量回路中产生的电动势大小，并利用热电势与温度之间的函数关系而达到测温的目的。热电偶的结构简单，性能稳定，测温范围宽，测温精度高，使用方便，广泛应用于机械工业生产、科研等方面的热处理中的测温与控温程序。根据组成热电偶的材料及结构的不同，(可将热电偶分成许多种类)>a正确地选择与安装热电偶，是合理使用热电偶的前提，不但可以准确地得到温度数值，保证产品质量，而且还可以节省热电偶材料的消耗。8.1.2热电偶的选择热电偶的选择，首先应根据神测温度的上限和使用环境来选择热电偶的热电极和保护套管，其次根据被测对象的结构和安装特点来选择热电偶的规格尺寸。热电偶按结构形式不同可分为:普通工业型、恺装型、高性能实体型和特种型热电偶。常见的普通工业用热电偶有以下几种:铜一康铜热电偶属于廉金属热电偶，其正极为纯铜(TP)，负极为康铜(铜镍)合金(TN)。在低温状态普遍应用的一种热电偶，测温范围一200一300T，热电极丝的均匀性好，稳定性高，灵敏度好，价格低廉，分度号为To8.1.3热电偶的安装热电偶的安装一般在产品说明书中均有介绍，在实际应用中应多注意以下几方面:=1\*romani）安装的位置热电偶的安装应尽可能靠近欲测的温度控制点，使其测量端与被测介质充分接触，远离强磁场和强电场。热电偶的测温点选择应具有代表性，不能安放在被测介质很少流动的区域内。当测量管道中流体的温度时，必须使热电偶的测量端处于管道中流速最大处，且使其保护套管的末端越过流速中心线;当测量固体温度时，必须使热电偶的测量端与被测体表面紧密顶靠，并减少接触点附近的温度梯度，以减少导热误差。=2\*romanii）插人的深度热电偶安装时，应将其浸入被测介质之中，并有一定的浸人深度。如果其插人深度不够，将受到与保护管接触的侧壁或周围环境的影响，从而引起误差。一般情况下，当采用金属保护管时，插人深度应为其直径的15-20倍;当采用非金属保护管时，插入深度应为其直径的10-15倍。=3\*romaniii）补偿导线的作用补偿导线是指连接热电偶接线盒与温度指示仪表的一带有绝缘层的导线。其热电特性与所配用的热电偶两电极在一定的温度范围内相同或相近。正确地使用补偿导线，不但可以将热电偶的参考端延伸到远离热源或环境温度较恒定的地方，改善其测温线路的机械物理性能，而且还能降低测量线路的成本，提高测温准确性，亦即起到补偿温度的作用，这一点是普通导线所不具备的。补偿导线的使用还应定的使用温度(普通型不大于1000C，耐热型不大于2000C)，同时保证其与热电偶连接时极性不得接反，否则将产生附加热电动势，对回路总热电动势产生影响，从而增大测温误差。8.2无级调速装置三相异步电机变频调速的工作原理：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。第9章使用及维修9.1选择适合的液压油

液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油，特殊情况需要使用代用油时，应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用，以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油，不能使用。

9.2防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有：液压油不洁；加油工具不洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统：

9.2.1

9.2.2

9.2.3

液压系统的清洗

：清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，油温在45～809.3防止空气和水入侵液压系统

9.3.1

防止空气入侵液压系统：在常压常温下液压油中含有容积比为6～8%的空气，当压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现工作“爬行”①维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气，才能正常作业。

②液压油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必须密封良好。

③油泵驱动轴的密封应良好，要注意更换该处油封时应使用“双唇”正品油封，不能用“单唇”油封代替，因为“单唇”油封只能单向封油，不具备封气的功能。本单位曾有一台柳工ZL50装载机大修后，液压油泵出现连续“气蚀”噪声、油箱油位自动升高等故障，经查询液压油泵修理过程，发现即为液压油泵驱动轴的油封误用“单唇”油封所致。

9.3.2

9.4.作业中注意事项

9.4.1

机械作业要柔和平顺。结论本文论述了生产乳胶漆和多彩涂料的生产设备——高速分散机设计，主要部分有两个，是高速