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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 400×1500片材離心成型機(jī)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)制 1101
學(xué)生姓名： 王振博
指導(dǎo)教師： 鄢利群
論文提交日期：2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 5 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)
機(jī)制1011班
學(xué)生：王振博
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目400×1500片材離心成型機(jī)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：1. 400×1500片材離心成型機(jī)的計(jì)算說(shuō)明書一份 2. 文獻(xiàn)綜述 3. 圖紙6張 4. 英文資料及其翻譯 5. 致謝 6. 參考文獻(xiàn)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分：
起止時(shí)間：2015年3月16日至2015年5月31日
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
摘要
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機(jī)二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團(tuán)。
聚氨酯成型機(jī)是通過(guò)對(duì)聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機(jī)的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌頭。經(jīng)過(guò)高速?gòu)?qiáng)烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過(guò)擠出機(jī)或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹(shù)脂或樹(shù)脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中，使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時(shí)放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過(guò)冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強(qiáng)塑料制品時(shí)還可同時(shí)加入增強(qiáng)性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。
離心成型時(shí)，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。離心力與質(zhì)量成正比，與離心機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對(duì)某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機(jī)的轉(zhuǎn)速即可。
在離心成型時(shí)，聚氨酯除了受到自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來(lái)填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時(shí)強(qiáng)，只要離心機(jī)轉(zhuǎn)速適當(dāng)，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時(shí)形成的轉(zhuǎn)子要好得多。
關(guān)鍵詞：聚氨酯；離心成型；滾筒
Abstract
Polyurethane full-called polyurethane, is the main chain contains repeating urethane groups of molecules, collectively. It is an organic diisocyanate or polyisocyanate or polyol with two hydroxyl addition polymerization is made. Polyurethane macromolecules in addition to urethane, it can also contain ether, ester, urea, biuret, urea-based groups such as ester.
Polyurethane polyurethane molding machine is heated to melt through the state to rely on the principle of centrifuge centrifuge transported to the melting of the polyurethane mixing head. After strong stirring speed, so that even the spray liquid, to form the desired product. The centrifugal molding technology is the use of centrifugal force forming tubular or hollow tubular products method.Through the extruder hopper or dedicated to quantitative liquid resin or resin dispersion into the rotation and heating container (ie, mold), making it rotate around the axis high-speed (tens of per minute to two thousand rpm), then put incurs centrifugal force into the material distributed in the mold wall parts. Rotating at the same time, into the material cures, and then as needed through the cooling or post-processing that is able to obtain products. Enhanced the molding plastic products can also added to enhance the nature of filler. Centrifugal casting melt viscosity are usually smaller, better thermal stability of thermoplastics such as polyamide, polyethylene, polyurethane, etc.
Centrifugal molding, polyurethane fill the mold cavity is the main centrifuge rotation by the centrifugal force generated. Centrifugal force is proportional with the quality, speed proportional to the square with the centrifuge, and the radius is proportional to. Therefore, a specification of the rotor, the polyurethane is a certain quality and radius, so the size of the centrifugal force only with the speed of the centrifuge, increase or reduce the centrifugal force, centrifuge speed can only change.
In centrifugal molding, polyurethane except by their own gravity, the centrifugal force depends mainly on the role to fill the mold cavity, the fill mode is first filling away from the center of rotation of the external cavity, and then gradually to the heart of the Department of Tianchong completed . Due to the presence of centrifugal force, gravity force and it is much larger, so the polyurethane molding filling capacity than gravity is strong, as long as the appropriate centrifuge speed, the centrifugal force of the right size to produce the quality of the rotor must be better than pouring molding form The rotor is much better.
Key words: polyurethane; centrifugal molding; drum
目 錄
引言………………………………………………………………………1
1 筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算……………………………………2
1.1筒體壁厚的計(jì)算…………………………………………………2
1.2筒體體積計(jì)算……………………………………………………3
1.3筒體質(zhì)量計(jì)算……………………………………………………4
1.4筒體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算………………………………………………5
1.5軸盤及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算…………………………………………5
2 電機(jī)的選擇……………………………………………………………7
2.1類型………………………………………………………………7
2.2功率計(jì)算…………………………………………………………7
2.2.1啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)件所需功N1…………………………… 7
2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N2………………7
2.3 選定……………………………………………………………8
2.4 工作原理………………………………………………………8
2.4.1 工作條件………………………………………………….8
2.4.2 負(fù)載特性…………………………………………………8
2.4.3 離心式分離機(jī)……………………………………………8
2.4.4 外形及安裝尺寸Y90S-6………………………………….8
3 帶輪的設(shè)計(jì)…………………………………………………………11
3.1 計(jì)算功率Pa……………………………………………………11
3.2 選擇帶輪型號(hào)…………………………………………………11
3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1、D2……………………………………11
3.4 驗(yàn)算帶輪V………………………………………………………11
3.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)直徑Ld…………………………….12
3.6驗(yàn)算小帶輪上的包角α……………………………………….12
3.7 確定帶的根數(shù)Z…………………………………………………12
3.8 計(jì)算軸壓力Q……………………………………………………13
3.9 帶輪材質(zhì)………………………………………………………13
3.10 小帶輪質(zhì)量計(jì)算………………………………………………13
3.10.2 部分質(zhì)量計(jì)算……………………………………………14
3.10.3 部分質(zhì)量計(jì)算……………………………………………14
3.10.4 總質(zhì)量∑m……………………………………………….14
3.11 大帶輪質(zhì)量計(jì)算………………………………………………15
3.11.1 部分質(zhì)量計(jì)算………………………………………………15
3.11.2 部分質(zhì)量計(jì)算………………………………………………15
3.11.3 總質(zhì)量∑m…………………………………………………15
4軸的設(shè)計(jì)和校核………………………………………………………16
4.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………16
4.1.1 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑公式…………………………16
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算軸徑的公式……………………………16
4．1.3 取軸徑……………………………………………………16
4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………17
4.2.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………….17
5 總質(zhì)心的校核……………………………………………19
5.1 軸總質(zhì)心的校核……………………………………………….19
5.1.1 軸質(zhì)量計(jì)算………………………………………………19
5.1.2 軸質(zhì)心校核……………………………………………….20
6 軸承的選擇…………………………………………………………21
6.1 軸承的選擇.設(shè)計(jì)及壽命校核……………………………….21
6.3 確定軸承壽命…………………………………………………21
6.2 當(dāng)量動(dòng)載荷……………………………………………………21
7 鉚釘?shù)挠?jì)算…………………………………………………………22
7.1取半圓頭鉚釘…………………………………………………22
7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………22
7.2.1 按鉚釘剪切強(qiáng)度計(jì)算……………………………………22
7.2 確定鉚釘?shù)膫€(gè)數(shù)………………………………………………22
8 成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制……………………………………23
8.1 生產(chǎn)流程………………………………………………………23
8.2 電氣控制原理…………………………………………………24
9 總結(jié)…………………………………………………………………26
10 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………27
11 致謝…………………………………………………………………28
12 附錄…………………………………………………………………29
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 引言
引言
片材離心成型機(jī)是使聚氨酯能夠被應(yīng)用的重要的生產(chǎn)設(shè)備，目前世界各國(guó)對(duì)聚氨酯類產(chǎn)品的需求之旺盛，聚氨酯產(chǎn)品種類之多已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出之前人們的預(yù)估，我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家在聚氨酯的成型技術(shù)方面還有些許不足，本篇論文所研究的片材離心成型機(jī)就是為了改善國(guó)內(nèi)聚氨酯成型技術(shù)，通過(guò)對(duì)聚氨酯材料特性的了解，以及國(guó)內(nèi)對(duì)聚氨酯需求的種類要求，加以研究調(diào)查，整理出大量材料，針對(duì)需求進(jìn)行逆向研究。能夠進(jìn)行研究的最重要一方面是對(duì)聚氨酯材料特性的了解另一方面是對(duì)世界前沿聚氨酯成型技術(shù)的跟蹤以把握聚氨酯成型技術(shù)的最新方向，目前國(guó)外聚氨酯技術(shù)已經(jīng)比較成熟，生產(chǎn)效率與質(zhì)量較高應(yīng)用較廣泛，本片材離心成型機(jī)逆補(bǔ)了國(guó)內(nèi)一些此領(lǐng)域上的空白，能夠更高效率的進(jìn)行生產(chǎn)。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特使本片材離心成型機(jī)能夠工作更穩(wěn)定，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)共振的現(xiàn)象，提高了機(jī)器的使用壽命，能夠使生產(chǎn)成本降低，使操作人員的工作環(huán)境噪音降低33.5%，使材料的浪費(fèi)變得更少，但仍有不足，工藝以及精度照比國(guó)際先進(jìn)水平仍有一些差距。
31
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算
第一章筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算圖1.1 筒體
1.1筒體壁厚的計(jì)算
當(dāng)δ/R≤0.1時(shí)轉(zhuǎn)鼓的徑向力和軸向力應(yīng)分別為
σ1=σ1+σ1=ρω2R3K2/8δ(Kg/m2) (1.1)
σ=σ+σ=ρR2ω2+ρω2R3K/2δ=ρR2ω2(1+ρ0RK/2δρ) (1.2)
λ1=ρ0/ρ=1.5×103/7850=0.19 (1.3)
ω=2πn/60=2×3.14×1000/60=104.67m/s (1.4)
σ0=ρR2ω2=7850×0.400 2×104.672=13760495.98 Pa (1.5)
則上式 σ2=σ0（1+λ1KR/2λ） (1.6)
按第三強(qiáng)度理論：σmax - σmin≤【σ】ψ (1.7)
在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓中周向總應(yīng)力σ2為最大，其次是徑向總應(yīng)力σ1，最小為徑向其值為
0。因此，圓筒形離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度條件為σ0（1+λ1KR/2σ）≤【σ】ψ1
轉(zhuǎn)鼓壁的厚度為δ≥δ0λ1RK/2([σ] ψ1-σ0)= 13760495.98×0.19×0.1875×1×1/2(113×106-13760495.98)=2.43mm
根據(jù)剛度條件取壁厚δ=10mm
其中 ρ—筒體材料密度0.785×104Kg/m3
ρ0—物料密度
K—轉(zhuǎn)鼓中物料系數(shù)1
φ—焊縫的強(qiáng)度系數(shù)1
【σ】—轉(zhuǎn)鼓材料的許用應(yīng)力113MPa
1.2 筒體體積計(jì)算
V1=πh11[（D112-d12）+（D122-d12）+（D132-d12）+（D142-d12）]/4=3.14×250×[（3382-3002） +(3312-3002)+(3252-3002)+(3202-3002)]/4=1.409×10-2m3 ()
V2=πh2(d12-d22)/4=3.14×10×(3002-1202)/4=0.593×10-3m3
V筒=V1+V2=1.409×10-2+0.593×10-3=1.468×10-2m3
其中：h11—— 每一段筒體高度 250mm
h2——筒體壁厚 10mm
D11——第一段筒體外徑338mm
D12——第二段筒體外徑331mm
D13——第三段筒體外徑325mm
D14——第四段筒體外徑320mm
d1——筒體內(nèi)徑 300mm
d1——筒體內(nèi)徑 300mm
V1——筒體壁體積
V2——筒體底部體積
V筒——筒體體積
1．3 筒體質(zhì)量計(jì)算
筒體材料密度ρ=0.785×104kg/m3
m筒=ρv筒=0.785×104×1.468×10-2=115.238kg (1.8)
1.4 筒體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算
J=[m1(R12+r2)+ m2(R22+r2)+ m3(R32+r2)+ m4(R42+r2)]/2=0.5×7850×3.14×250×[（3382-3002）×(1692+1502)+ (3322-3002) ×(1662+1502)+ (3262-3002)×(1632+1502)+ (3202-3002)×(1602+1502)]/4=2.808kg·m2
1.5 軸盤及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
圖1.2 軸盤
(Ⅰ)1部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及體積計(jì)算
R1=35mm r=20mm h=30mm
V1=πR12h-πr2h (1.9)
=3.14×352×30-3.14×302×30=0.772×10-4m3
m1=ρv1=7.85×103×0.772×10-4=0.606kg (1.10)
J1=m1（R12+r2）/2
=0.5×0.386×（352+152）=0.00028kg·m2
(Ⅱ)2部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及體積計(jì)算
R2=70mm R2′=45mm r=20mm h=103mm
V2=πh（R2′2+R2′R2+R22）/3-πr2h (1.11)
=3.14×103×（452+45×70+702）/3-3.14×202×103
=0.967×10-3m3
m2=ρV2=7.85×103×0.967×10-3=7.591kg (1.12)
J2= {}m2+m2r2/2 (1.13)
=0.026kg·m2
(Ⅲ）3部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及體積計(jì)算
R3=120mm r=20mm h3=22mm
V3=πR32 h3-πr2h3=3.14×1202×22-3.14×202×22 (1.14)
=0.883×10-3m3
m3=ρV3=7.85×103×0.883×10-3=6.932kg (1.15)
J3=m3(R32+r32)/2=0.5×6.932×（1202+202）=0.051kg·m2
(Ⅳ)4部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及體積計(jì)算
R4=60mm r=20mm h4=20mm
V4=πR42h4-πr2h4=3.14×602×20-3.14×202×20 (1.16)
=0.200×10-3m3
m4=ρV4==7.85×103×0.200×10-3=1.57kg (1.17)
J4=m4(R2+r2)/2=0.5×1.57×(602+202)=0.003kg·m2
(Ⅴ)總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
∑m=m1+m2+m3+m4=0.606+7.591+6.932+1.57=16.699kg (1.18)
∑J=J1+J2+J3+J4=0.00028+0.026+0.047+0.003
=0.00763kg·m2
(Ⅵ）軸盤及筒體質(zhì)心計(jì)算
I1=10mm
I2==5（602+2×60×21+3×212）/(602+60×21+212)=7.02mm (1.19)
I3=11mm
I4=10mm
I筒1=329
I筒2=12.5
(Ⅶ）總質(zhì)心
Is==(10×0.386+7.02×5.927+11×6.932+10×1.55+329×112.65+12.5×4.66)/(0.386+5.927+6.932+1.55+112.65+4.66)=282.03mm (1.20)
(Ⅷ)總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
m總=m筒+m盤=112.65+4.66=117.31kg (1.21)
J總=J筒+J盤=2.808+0.00763=2.816kg·m2
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電機(jī)的選擇
第二章電機(jī)的選擇
2.1 類型
需調(diào)速的機(jī)械→對(duì)調(diào)速平和程度要求不高，且調(diào)速比不大時(shí)→選擇變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
載荷性質(zhì)：平穩(wěn)。
生產(chǎn)機(jī)械工作狀態(tài)：斷續(xù)。
選擇異步電動(dòng)機(jī)。
2.2 功率計(jì)算
啟動(dòng)時(shí)間 t=120s
2.2.1啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)件所需功率N1
ω===104.67m/s (2.1)
N1′==2.816×104.672/(2000×60)=0.257kw (2.2)
考慮其他轉(zhuǎn)動(dòng)件功率增加5%~8%，取5%
則N1=0.257×(1+0.05)=0.27Kw
2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N2
N2=11.3×10-6×ρa(bǔ)×L×ω3×(R04+R14) (2.3)
其中：
R0=0.15m R1=0.160m L=1m ρa(bǔ)=1.29kg/m3
則N2=11.3×10-6×104.673×1×1.29×（0.154+0.1604）
=0.020kw
需克服總功率N總=N1+N2=0.27+0.020=0.290kw (2.4)
2.3 選定
根據(jù)功率初選電機(jī)型號(hào)為Y90S-6三相異步電動(dòng)機(jī)
2.4 工作原理
整臺(tái)電動(dòng)機(jī)由拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和中止裝置組成。
2.4.1 工作條件
1海拔不超過(guò)1000m
2環(huán)境溫度:-20~40oC
3環(huán)境相對(duì)濕度大于85%和灰塵爆炸的場(chǎng)合
2.4.2 負(fù)載特性
慣性體與電動(dòng)機(jī)慣性的比較，其負(fù)荷的慣性較大者
2.4.3 離心式分離機(jī)
適合溫度：合適
技術(shù)數(shù)據(jù)（380V，50HZ）
同步轉(zhuǎn)速n=1000r/s
額定功率P=0.80Kw
2.4.4 外形及安裝尺寸Y90S-6
圖2.1 電機(jī)
機(jī)座號(hào): 132M
凸緣號(hào): FF265
極數(shù): 2、4、6、8
安裝尺寸及公差|D|基本尺寸: 24
安裝尺寸及公差|D|極限偏差: (+0.018,+0.002)
安裝尺寸及公差|E|基本尺寸: 50
安裝尺寸及公差|E|極限偏差: ±0.370
安裝尺寸及公差|F|基本尺寸: 8
安裝尺寸及公差|F|極限偏差: (0,-0.036)
安裝尺寸及公差|G①|(zhì)基本尺寸: 20
安裝尺寸及公差|G①|(zhì)極限偏差: (0,-0.20)
安裝尺寸及公差|M: 165
安裝尺寸及公差|N|基本尺寸: 130
安裝尺寸及公差|N|極限偏差: (+0.016,-0.013)
安裝尺寸及公差|P②: 200
安裝尺寸及公差|R③|基本尺寸: 0
安裝尺寸及公差|R③|極限偏差: ±2.0
安裝尺寸及公差|S④|基本尺寸: 12
安裝尺寸及公差|S④|極限偏差: (+0.430,0)
安裝尺寸及公差|S④|位置度公差: φ1.5
安裝尺寸及公差|T|基本尺寸: 3.5
安裝尺寸及公差|T|極限偏差: (0,-0.120)
安裝尺寸及公差|凸緣孔數(shù): 4
外形尺寸|AC: 195
外形尺寸|AD: 160
外形尺寸|HF: 195
外形尺寸|L: 315
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 帶輪的設(shè)計(jì)
第三章帶輪的設(shè)計(jì)
3.1 計(jì)算功率Pa
查得工況系數(shù)Ka=1.2（負(fù)載啟動(dòng)，載荷變動(dòng)微小，工作日10~16小時(shí)/日）
求得：
Pa=Ka·P=1.2×0.80=0.96kw
其中：
P— 電機(jī)標(biāo)稱功率0.80kw
3.2 選擇帶輪型號(hào)
據(jù)Pa=0.96kw，n1=1000r/min，確定為Z型帶
3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1、D2
D1=71mm D2=D1·=71mm (3.1)
其中：
n1—小帶輪轉(zhuǎn)速
n2—大帶輪轉(zhuǎn)速
D1—小帶輪直徑
D2—大帶輪直徑
3.4 驗(yàn)算帶輪V
V==3.14×71×1000/(60×1000)=3.72m/s＜25m/s (3.2)
3.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)直徑Ld
（Ⅰ）根據(jù)公式0.7（D1+D2）＜a0＜2（D1+D2） (3.3)
初取軸間距a0：850mm
（Ⅱ）確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度
Ld′=2a0+（D1+D2）+ (3.4)
=2×800+（71+71）=1822.94mm
查表取 Ld=1880mm
實(shí)際軸間距
a≈a0+（Ld-Ld′）/2=850+（1880-1822.94）/2=878.53mm (3.5)
安裝時(shí)所需的最小軸間距amin
amin=a-0.015Ld=878.53-0.015×1880=847.33mm (3.6)
張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距amax
amax=a+0.03Ld=878.53+0.03×1822.94=933.22mm (3.7)
3.6驗(yàn)算小帶輪上的包角α
α1=180°-×57.3° (3.8)
=180°＞120°
3.7 確定帶的根數(shù)Z
根據(jù)13-1-15查取單根z帶額定功率P0=0.30kw
單位增量ΔP0=0.12kw
包角修正系數(shù)Kα=0.98
帶長(zhǎng)修正系數(shù)Kl=0.96
Z==0.9/[(0.30+0.002)×0.98×0.96]=3.54 (3.9)
∴為安全起見(jiàn)，應(yīng)取V帶的根數(shù)為4根
計(jì)算單根V帶的預(yù)緊力
F0=()+mv2 m查表13-1-2取m=0.1 (3.10)
∴F0=500×4.8×(2.5-0.98)/(3×7.48×0.98)+0.1×7.482=163.86N
3.8 計(jì)算軸壓力Q
Q=2ZF0sin=2×4×163.86×sin90°=1310.88N (3.11)
3.9 帶輪材質(zhì)
當(dāng)v＜20m/s時(shí)，可以采用HT200鑄造帶輪，不允許有砂眼、裂紋、縮孔及氣泡。退火消除應(yīng)力。
3.10 小帶輪質(zhì)量計(jì)算
圖3.1 小帶輪
將帶輪分為三個(gè)部分計(jì)算:
3.10.1 部分質(zhì)量計(jì)算
D1=0.224m h1=0.11m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.038m
m1=·ρ=3.14×(0.2242-0.0382)×0.11×7.85×103/4 (3.12)
=33.48kg
3.10.2 部分質(zhì)量計(jì)算
d=0.156m d1=0.078m h2=0.045m ρ=7.85×103kg/m3
m2=3.14×(0.1562-0.0782)×0.045/4×7.85×103=5.06kg (3.13)
3.10.3 部分質(zhì)量計(jì)算
d2=0.156m d3=0.078m h3=0.045m h4=0.015m d4=0.038m
m3=[3.14×0.1562×0.045/4-3.14×0.0782×0.015/4+3.14×0.0382×0.015/4]×7.85×103=6.32kg (3.14)
3.10.4 總質(zhì)量∑m
∑m=m1-m2- m3=33.48-5.06-6.32=22.1kg (3.15)
G=mg=22.1×9.8=216.58N
3.11 大帶輪質(zhì)量計(jì)算
圖3.2 大帶輪
將帶輪分為兩個(gè)部分計(jì)算:
3.11.1 部分質(zhì)量計(jì)算
D1=0.224m h1=0.11m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.06m
m1=·ρ=3.14×(0.2242-0.062)×0.11×7.85×103/4 (3.16)
=31.57kg
3.11.2 部分質(zhì)量計(jì)算
d2=0.15m h2=0.04m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.06m
m2=·ρ=3.14×(0.152-0.062)×0.04×7.85×103/4 (3.17)
=4.66kg
3.11.3 總質(zhì)量∑m
∑m=m1+m2=31.57+4.66=36.23kg (3.18)
G=mg=36.23×9.8=355.04 (3.19)
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 軸的設(shè)計(jì)和校核
第四章軸的設(shè)計(jì)和校核
軸的材料：45#，調(diào)制處理。
δb=640MPa δ=355MPa
彎曲疲勞極限：δ-1=275MPa
剪切疲勞強(qiáng)度極限：τ-1=155MPa
4.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算直徑d《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版 第二卷 表6-1-5
4.1.1 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑公式
T=9550=9550×0.80/1000=7.64N·m (4.1)
M=FR·a=mga=117.31×9.8×0.2=229.9N·mm (4.2)
查表6-1-1 得【σ-1】=60MPa
d=21.68·()?=21.68×{[229.92+(0.6×7.16)2]0.5/60}1/3=33.93mm
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算軸徑的公式
查表6-1-4得【φ】=0.5
d=9.3×(T/【φ】)1/4=9.3×(7.16/0.5)1/4=18.1mm (4.3)
4．1.3 取軸徑
為安全起見(jiàn)，取軸徑d=40mm
軸上有鍵槽∴將軸徑增大5%
d0=（1+5%）d=（1+5%）×40=42mm (4.4)
取整得d=42mm
4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4.1 軸及其受力分析
a、 擬定軸上的零件裝配方案
b、 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
4.2.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算
α=20°
Ft=2T1/d=2×7.16×103/55=260.4N (4.5)
Fr=Fttanα=260.4×tan20°=94.78N (4.6)
F=Fr+G帶輪+Q=94.78+11.07+367=472.85N (4.7)
根據(jù)受力方程式: RA+RB=472.85+681.22=1154.07N (4.8)
110×472.85+681.22×1321.5-RA×393-RB×1047=0
解得：RA=346.32N RB=807.75N
圖4.2 剪力圖
圖4.3 彎矩圖
圖4.4 扭矩圖
B截面是危險(xiǎn)截面
σ=≤【σ】 (4.9)
取【σ】=100 W=πD3/32
d≥()1/3=[32×(924195.52+267402)0.5/(100×3.14)]1/3=45.50mm
∴合格
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 總質(zhì)心的校核
第五章總質(zhì)心的校核
5.1 軸總質(zhì)心的校核
5.1.1 軸質(zhì)量計(jì)算
圖5.1 軸質(zhì)心
D=0.06m h=0.025m ρ=7.85×103kg/m3
m1軸=D2hρ=×0.062×0.025×7.85×103=0.554kg (5.1)
D=0.06m h=0.165m ρ=7.85×103kg/m3
m2軸=D2hρ=×0.062×0.165×7.85×103=3.66kg (5.2)
D=0.08m h=0.178m ρ=7.85×103kg/m3
m3軸=D2hρ=×0.082×0.178×7.85×103=7.02kg (5.3)
D=0.1m h=0.05m ρ=7.85×103kg/m3
m4軸=D2hρ=×0.12×0.05×7.85×103=3.08kg (5.4)
D=0.13m h=0.64m ρ=7.85×103kg/m3
m5軸=D2hρ=×0.132×0.64×7.85×103=66.65kg (5.5)
D=0.1m h=0.05m ρ=7.85×103kg/m3
m6軸=D2hρ=×0.12×0.05×7.85×103=3.08kg (5.6)
D=0.08m h=0.179m ρ=7.85×103kg/m3
m7軸=D2hρ=×0.082×0.179×7.85×103=7.06kg (5.7)
D=0.06m h=0.14m ρ=7.85×103kg/m3
m8軸=D2hρ=×0.062×0.14×7.85×103=3.11kg (5.8)
5.1.2 軸質(zhì)心校核
算得m筒=216.86kg x筒=658-231.76=426.24mm
=(216.86×426.24+12.5×0.554+95×3.66+279×7.02+393×3.08+720×66.65+745×3.08+884.5×7.06+1069×3.11)/(216.86+0.554+3.66+7.02+3.08+66.65+3.08+7.06+3.11)
=500.88mm (5.9)
經(jīng)校核質(zhì)心在軸承上可以保證筒體轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。
軸合格。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 軸承的選擇
第六章軸承的選擇
6.1 軸承的選擇.設(shè)計(jì)及壽命校核
由于轉(zhuǎn)數(shù)較高，沒(méi)有軸向力，故選擇深溝球軸承。初選軸承型號(hào)為6320，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版第二卷表7-2-43查得Cr=173KN ,C0r=140KN。
6.2 當(dāng)量動(dòng)載荷
由于無(wú)軸向力 故A1=A2=0
∴A1/R1=0≤e，A2/R2=0≤e (6.1)
∴X1=X2=1,Y1=Y2=0
則有P1=X1R1+Y1A1=R1=472.3N
P2=X2R2+Y2A2=R2=5216.9N
6.3 確定軸承壽命
∵P2＞P1
∴按軸承2的受力大小計(jì)算軸承壽命。
球軸承的壽命指數(shù)ε=3，根據(jù)軸承的工作條件查表7-2-4，7-2-5，7-2-6，7-2-7得fh=1.730，fn=0.322，fd=0.322，fT=1.0，由于力矩負(fù)載較小，fm取1.5。
則基本額定動(dòng)負(fù)荷計(jì)算值
C=·P=×5216.9=13537.86N< C0r
此值小于初選的6320型軸承的基本額定動(dòng)載荷（140KN）故初選軸承合適。
∴軸承壽命計(jì)算：
L10h=()ε=×(1.0×2096.11÷807.75)3=291.25h (6.2)
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 鉚釘?shù)挠?jì)算
第七章鉚釘?shù)挠?jì)算
7.1取半圓頭鉚釘
選取鉚釘直徑d=16mm精裝配（以保證筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)平衡、動(dòng)平衡性好）d0=17mm
7.2 確定鉚釘?shù)膫€(gè)數(shù)
7.2.1 按鉚釘剪切強(qiáng)度計(jì)算
Z= (7.1)
F=T/R=7.16/0.17=42.12KN
m=1
d0=17mm
τp=145MPa
∴Z==（4×42.12×103）÷（3.14×1×172×145）=1.28
7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算
Z==（42.12×103）÷（17×10×325）=0.76 (7.2)
為安全起見(jiàn)以及保證轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，取4個(gè)鉚釘。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電器控制
第八章成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制
8.1 生產(chǎn)流程
圖8.1 生產(chǎn)流程圖
8.2 電氣控制原理
圖8.2 控制原理圖
機(jī)器主要通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、變頻調(diào)速電機(jī)的自動(dòng)化控制。當(dāng)加熱器把滾筒內(nèi)溫度加熱到大于等于120度時(shí)，溫度信號(hào)通過(guò)一體化溫度變送器、A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送到PLC內(nèi)，PLC通過(guò)執(zhí)行控制程序，將加熱器斷開(kāi)，并延時(shí)30s（留出時(shí)間放料）后啟動(dòng)變頻調(diào)速電機(jī)（提前將其額定轉(zhuǎn)速設(shè)定為1000r/min），待電機(jī)穩(wěn)定工作一段時(shí)間后，當(dāng)滾筒內(nèi)溫度降到小于等于30度時(shí)，PLC通過(guò)執(zhí)行程序，將使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。然后將筒狀片材取出，然后再進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
圖8.3 電氣部件連接圖
圖8.4 控制程序
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)
總結(jié)
此次片材離心成型機(jī)的設(shè)計(jì)第一次從操作人員的角度考慮，包括生產(chǎn)環(huán)境在內(nèi)的一系列因素，使操作人員工作環(huán)境更舒適，生產(chǎn)效率更高。此種片材離心成型機(jī)逆補(bǔ)了國(guó)內(nèi)聚氨酯生產(chǎn)方式種類少，效率低，能耗大，成本高，的缺點(diǎn)，為聚氨酯生產(chǎn)提供了新的思路。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
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