鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)

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1、第一章 緒論 1.1項(xiàng)目的研究意義 20世紀(jì)70年代以來，由于工業(yè)的不斷發(fā)展，廢物處理場地緊張，處理費(fèi)用浩大，又由于資源的缺乏，提出了“資源循環(huán)”的口號，開始從固體廢物中回收資源和能源，即資源化。廢舊橡膠是固體廢物的一種，其來源主要是廢橡膠制品，即廢的輪胎、力車胎、膠管、膠帶、工業(yè)雜品等；另一部分來源于橡膠制品廠生產(chǎn)過程中的 邊角、余料和廢品。此外，廢舊輪胎造成的環(huán)境污染是嚴(yán)重的：整條廢輪胎堆積在一起變成了蚊蟲孳生的理想場所，這些蚊蟲導(dǎo)致腦炎等傳染疾病。整條廢輪胎不會自然，但是，任何想縱火的人，只要稍微借助一下助燃的東西就能引起難以撲滅的大火，可見廢輪胎堆積既是危害健康的禍源，又是環(huán)境安全

2、的定時炸彈。當(dāng)然，橡膠的廢與不廢都是相對的，他們本身都有特定的屬性和用途，都有被人類所利用以及循環(huán)利用的可能。一切所謂的“廢物”只不過是物質(zhì)的形態(tài)性質(zhì)或者是用途發(fā)生了變化，而他們本身可以利用的屬性并沒有消失，只要被人們發(fā)現(xiàn)和利用，就能重新發(fā)揮它的作用，由“廢物”變?yōu)椤皩毼铩保矣行〇|西只是在一定地點(diǎn)、一定的條件下，失去了它的使用價值成為了“廢物”，而通過再次的加工等途徑又會獲得其使用價值，鏟平機(jī)正是廢舊輪胎回收利用過程中的一種加工設(shè)備，在目前能源日趨緊張的形廢輪胎勢下，鏟平機(jī)回收利用廢輪胎不僅可以節(jié)約資源、能源，而且對于保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（完整的

3、應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的Q&Q:2215891151，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計(jì)及另有的高端團(tuán)隊(duì)絕對可滿足您的需要 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀 廢橡膠的回收利用率在近年不斷的提高。其中，美國提高了90%，1992年總計(jì)利用約6800×10的四次方噸廢舊輪胎，利用率為27%。原西德提高了20%～30%，1989年廢輪胎的利用量為45。5×10的四次方噸，占廢橡膠產(chǎn)生量的60%。日本提高了12%，1992年廢橡膠的回收利用率為92%，中國廢橡膠的回收利用率為50%。從再生資源和保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)出

4、發(fā)，人們越來越重視廢橡膠的綜合利用。美國福特汽車公司和Symene公司最近聯(lián)合開發(fā)出一種回收廢舊汽車輪胎再加工成剎車片等汽車零件的新技術(shù)。目前全世界每天生產(chǎn)輪胎大約二百萬只,每年全世界廢棄的汽車輪胎近二點(diǎn)四億只,這一方面是橡膠材料的極大浪費(fèi),一方面也對環(huán)境造成很大的破壞。美國當(dāng)前也只有百分之五的廢舊輪胎得到再利用。其中主要是利用熱塑技術(shù)加工成地面鋪設(shè)材料的筒單再利用產(chǎn)品,其主要原因是由于橡膠加工成型汽車輪胎后,本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化,使再利用變得極為困難。 我國廢舊輪胎回收利用現(xiàn)狀等有關(guān)方面提供的資料初步統(tǒng)計(jì),分布在全國公交、化工、冶金、煤炭、礦山、輕工、交通、物資等部門的舊輪胎翻

5、新企業(yè)約500家,具有一定規(guī)模的輪胎修補(bǔ)企業(yè)約1000家,但這樣的回收利用主要是重新進(jìn)行化學(xué)的加工或者是輪胎修補(bǔ)，前者成本高、不經(jīng)濟(jì)，而對于后一種利用方法則是沒有解決根本的問題，目前，對輪胎進(jìn)行機(jī)械加工的環(huán)境保護(hù)的綠色設(shè)計(jì)，廢舊輪胎這方面的設(shè)計(jì)還剛剛起步，還處于研發(fā)設(shè)計(jì)階段，因此，鏟平機(jī)的改進(jìn)、設(shè)計(jì)在廢舊輪胎的回收利用中將起著非常大作用，在國內(nèi)有著廣闊的發(fā)展前景。 1.3 鏟平機(jī)的應(yīng)用 鏟平機(jī)是廢舊輪胎回收利用中進(jìn)行機(jī)械加工的重要設(shè)備，目前,在國內(nèi)外是屬于一種綠色的加工設(shè)備，主要是對廢舊輪胎表面的一層進(jìn)行鏟平，再把鏟平好的廢舊橡膠切割成一片一片的,然后再通過釘磨機(jī)的磨削,加工成有一定斜度

6、的橡膠片,然后再把這一小片一小片的橡膠通過擠壓機(jī)擠壓在一起,最后成為實(shí)心的橡膠輪胎。這種輪胎在目前在外國廣泛應(yīng)用于農(nóng)用機(jī)車上和割草機(jī)上。鏟平機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，所加工的廢舊輪胎范圍比較廣泛， 而且，此鏟平機(jī)對廢舊輪胎進(jìn)行機(jī)械加工是一種保護(hù)環(huán)境的綠色加工，在處理廢舊輪胎的各種機(jī)器的設(shè)計(jì)研究還剛剛起步， 還處于研發(fā)設(shè)計(jì)階段的今天，可以根據(jù)具體加工的廢舊橡膠的實(shí)際情況，對鏟平機(jī)進(jìn)行簡單的改進(jìn)，完全可以應(yīng)用于在其它廢舊橡膠的加工程序中，因此，在注重節(jié)約資源和能源，保護(hù)周圍環(huán)境，不斷發(fā)展的今天而言，鏟平機(jī)在未來的廢舊輪胎的回收利用中將有十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在國內(nèi)外有著廣闊的發(fā)展前景。 第二章 總體設(shè)

7、計(jì) 2.1總體布局設(shè)計(jì) 鏟平機(jī)最終要實(shí)現(xiàn)的是通過兩個齒滾的相反方向的轉(zhuǎn)動使被加工的廢舊橡膠輪胎繞一個圓心，呈現(xiàn)出圓的軌跡運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠輪胎的切削加工，所以，鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)包括確定傳動方案、選擇電動機(jī)、合理分配傳動比以及計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，為設(shè)計(jì)各級傳動件和轉(zhuǎn)動件創(chuàng)造一些必要的條件。 方案1 鏟平機(jī)的機(jī)架支撐部分主要是有兩部分構(gòu)成的，即鏟平機(jī)的機(jī)架和兩個支腿，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)雖然可以節(jié)省鋼材料降低成本，但是，由于鏟平機(jī)機(jī)架是由兩部分連接而成的，在加工過程中所承擔(dān)的振動也不同，于齒滾加工部分主要是由兩個支腿來支撐，減振效果不好，所以，在實(shí)際加工時穩(wěn)定性能不好，產(chǎn)生振

8、動，從而影響廢舊輪胎加工的質(zhì)量 。 方案2 綜上分析后，此鏟平機(jī)機(jī)架采用方案2 由于加工橡膠的轉(zhuǎn)速不是很高，從電動機(jī)的輸入部分到齒滾的輸出部分，中間傳動的主要設(shè)計(jì)部件有減速器、改向器等。其次，是鏟平機(jī)機(jī)架、鏟平機(jī)側(cè)板等的設(shè)計(jì)；以及其它部分的結(jié)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)切割的刀架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；切割橡膠時起到支撐橡膠的刀片按滾部分的設(shè)計(jì)；為加工廢舊橡膠提供直接動力的齒滾傳動部分的設(shè)計(jì)等等。下面大致介紹各個部分的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能： 改向器 由兩個傳動軸帶動兩個齒滾，兩個齒滾的轉(zhuǎn)動方向是相反的，并且兩個齒滾并不是平行的，而是有一個很小的角度，當(dāng)兩個相反的齒滾轉(zhuǎn)動時，使被加工的廢舊橡膠輪胎

9、繞一個圓心，曾圓的軌跡運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠輪胎的切削加工。 刀架結(jié)構(gòu) 刀具是用沉頭螺栓固定在刀架上的，而刀架的結(jié)構(gòu)是主要是由弧形角度板和刀片支架構(gòu)成，通過絲杠來調(diào)整使刀架上下移動從而帶動刀具上下移動，達(dá)到調(diào)整高度的目的。 刀片按滾部分，由弧形角度板、刀片按滾絞鏈、刀片按滾連桿軸、刀片按滾等組成。 圖1刀片按滾 圖2刀片按滾鉸鏈 圖3角度板 由于廢舊輪胎的廢舊橡膠來源于各種各樣的汽車、重型機(jī)車、農(nóng)用機(jī)車、卡車等等，種類和型號的不同使要加工的廢舊橡膠的厚薄也不同，所以，為了擴(kuò)大鏟平機(jī)的加工范圍，實(shí)現(xiàn)更廣泛的廢舊輪

10、胎的加工，實(shí)現(xiàn)加工的動力部分的齒滾設(shè)計(jì)成可以上下可調(diào)整，用來加工不同厚度的橡膠。 通過具體的分析確定如下的傳動方案： 電動機(jī) 蝸桿減速器 改向齒輪箱 齒滾 傳遞動力的布局方案如下圖所示： 圖4 2.2各傳動軸的數(shù)據(jù)計(jì)算 ２.２.１ 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式： Y系列電動機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，用于空氣中不含易燃、易爆或者腐蝕性氣體的場合，適用于電源電壓380伏，且無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)，也用于某些高啟動轉(zhuǎn)矩的機(jī)器上。 按照工作條件和要求，選

11、擇一般用途的這種三相異步電動機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。 ２.２.２選擇電動機(jī)的容量： 工作機(jī)所需的功率： 電動機(jī)所需的功率： 從電動機(jī)到齒滾軸之間傳動裝置的總效率為： 選擇電動機(jī)的額定功率：使=（1~1.3） 查手冊后選取電動機(jī)為： 電動機(jī)的型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 ２.２.３計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 蝸桿軸： 蝸輪軸： 改向齒輪軸： 　　　 齒滾軸： ２.２.４計(jì)算各軸功率： （1）蝸桿軸的功率： （2）蝸輪軸的功率： （3）改

12、向齒輪軸的功率： （4）齒滾軸的功率： ２.２.５ 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩： （1）蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩： （2）蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩： （3）改向齒輪軸的轉(zhuǎn)矩： （4）齒滾軸的轉(zhuǎn)矩： 第三章　蝸桿減速器的設(shè)計(jì) ３.１確定蝸桿減速器的總體結(jié)構(gòu) 　蝸桿減速器傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率低，用于中、小功率、輸入軸與輸入軸垂直交錯的傳動。 蝸桿下置式： 蝸桿與蝸輪嚙合處的冷卻和潤滑都較好，同時蝸桿軸承的潤滑也比較方便，但當(dāng)蝸桿圓周速度太大時，攪油損失大，一般用于蝸桿圓 要完整

13、說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八要完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八要完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八 此處省略?NNNNN NNNNNNN NNNN NNN NN 字 （２）選取齒寬系數(shù)： 齒寬系數(shù)越大，輪齒就越寬，其承載能力就越大，但輪齒過寬，會使載荷沿著齒寬分布不均勻的現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至偏載引起局部輪齒折斷，因此，齒寬系數(shù)取值要適當(dāng)， 一般齒輪傳動常用 ； 通用減速器 變速箱齒輪常用=； 開式齒輪 此減速器取 （３）過查彈性影響系數(shù)表可得彈性影響系數(shù) （４）按照齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （５

14、）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 根據(jù)公式 　 （６）由接觸疲勞壽命系數(shù)圖表可查得接觸疲勞壽命系數(shù) （７）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 　　取失效概率為1%，安全系數(shù)， 由公式計(jì)算： 　 ４.２.２設(shè)計(jì)計(jì)算： （１） 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入的數(shù)值： （２） 計(jì)算圓周速度： （３） 計(jì)算齒寬： （４） 計(jì)算齒寬與齒高之比： 模數(shù) 齒高 （５） 計(jì)算載荷系數(shù)： 計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù)，包括使用系數(shù)，動載系數(shù)，齒間載荷分配系數(shù)以及齒向載荷分布系數(shù)，即 1.使用系數(shù)

15、是考慮齒輪嚙合時候外部鄰接裝置引起的附加動載荷影響的系數(shù)。這種動載荷取決于原動機(jī)械的特性、質(zhì)量比、聯(lián)軸器類型以及運(yùn)動的狀態(tài)等。 2. 動載系數(shù)；對于直齒輪傳動，輪齒在嚙合的過程中不論上由雙對齒嚙合過渡到單對齒嚙合，或者由單對齒過渡到雙對齒嚙合的期間，由于嚙合齒對的剛度變化，也要引起動載荷，為了計(jì)及動載荷的影響，引入了動載系數(shù)。齒輪的制造精度及圓周速度對輪齒嚙合過程中產(chǎn)生動載荷的大小影響很大。提高制造精度，減少齒輪直徑以及降低圓周速度，均可以減小動載荷。 3.齒間載荷分配系數(shù)：一對相互嚙合的圓柱齒輪，在嚙合區(qū)中有兩對齒同時工作時，則載荷應(yīng)分配在這兩對齒上。由于齒間誤差及彈性變形等原因，總載荷

16、并不是按比例分配在這兩條接觸線上。因此其中一條接觸線上的平均單位載荷可能會大，而另一條接觸線上的平均單位載荷則會小，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時當(dāng)然按平均單位載荷大的數(shù)值計(jì)算。為此，引入齒間載荷分配系數(shù)。 4.齒向載荷分布系數(shù) 當(dāng)軸承相對于齒輪作不對稱配置時，受載荷前，軸無彎曲變形，輪齒嚙合正常，兩個節(jié)圓柱恰好相切；受載荷后，軸產(chǎn)生彎曲變形，軸上的齒輪也就隨之偏斜，這就使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均勻。當(dāng)然，軸的扭轉(zhuǎn)變形，軸承、支座的變形以及制造、裝配的誤差也是使齒面上載荷分布不均勻的因素。計(jì)算輪齒強(qiáng)度時，為了計(jì)及齒面上載荷沿接觸線分布不均勻的現(xiàn)象，通常用系數(shù)來表征齒面上載荷分布不均勻的程度對輪齒

17、強(qiáng)度的影響。 根據(jù)，7級精度，由動載系數(shù)表， 查得動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè)， 由表查得 查得使用系數(shù)=1 7級精度，齒輪相對于支撐非對稱布置時， 將數(shù)據(jù)代入后得 由， 查表可以得 故載荷系數(shù)為： （6）按照實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： （７）計(jì)算模數(shù) ４.３按照齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù)： 查取齒形系數(shù)

18、 查取應(yīng)力校正系數(shù) 計(jì)算齒輪的的數(shù)值： = 設(shè)計(jì)計(jì)算： 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可以取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按照接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算齒輪的齒數(shù)： ４.４幾何尺寸計(jì)算 １.計(jì)算分度圓直徑 ： ２.計(jì)算中心距 ３.計(jì)算齒輪的寬度

19、 第五章　改向箱軸的強(qiáng)度計(jì)算 ５.１受力計(jì)算 1. 改向箱軸即Ⅲ軸，通過前面的計(jì)算可以得到如下的數(shù)據(jù)： 轉(zhuǎn)速， 傳遞的功率 該軸上齒輪分度圓直徑， 傳遞的轉(zhuǎn)矩 圓周力： 徑向力 ： 軸向力： ５.２初步確定軸的最小直徑 按照公式 初步估算軸的最小直徑 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 取=70，于是得 此軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選擇聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)，選用十字

20、軸萬節(jié)聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸Ⅰ-Ⅱ，半聯(lián)軸器的長度82，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。 ５.３軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是制軸的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)方便加工和裝配軸上的零件并且生產(chǎn)效率高，成本低，一般地說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好，因此，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化，為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出倒角，需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽，為了減少裝夾工件的時間，同一軸上不同軸段的鍵槽應(yīng)布置在軸的同一母線上，為了減少加工刀具種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑的相近處的圓角、倒角、鍵槽寬度和退刀槽寬度、砂輪越程槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。 ５.４擬定軸上的裝配方

21、案 軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，對軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用，所謂的裝配方案就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互的關(guān)系。 改向箱軸的裝配方案是：齒輪、套筒、右端軸承、軸承端蓋、半聯(lián)軸器、軸端擋圈，依次從軸的右端向左端安裝，左端安裝套筒、左端軸承、軸承端蓋、半聯(lián)軸器、軸端擋圈。 軸上零件的定位：此改向箱軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸承端蓋、軸端擋圈等來保證的。齒輪的左端是利用軸肩定位，此定位方便可靠；齒輪的右端用套筒定位，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，具有結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠等優(yōu)點(diǎn)，用軸端擋圈固定半聯(lián)軸器，可以承受較大的軸向力。軸承端

22、蓋用螺釘與改向箱體聯(lián)接，而使軸承的外圈得到軸向定位。 ５.５根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ５.５.１確定軸的各段直徑和長度： 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端制出一軸肩。 Ⅱ-Ⅲ段軸上安裝滾動軸承，初選滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，而且軸的轉(zhuǎn)速不高，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的，其尺寸為，故Ⅱ-Ⅲ段軸直徑 取安裝齒輪處的軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已求得齒輪輪轂寬度為 ，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取軸段Ⅳ-Ⅴ的長度為 （1

23、） 齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，長度為 （2） 軸承端蓋的總寬度為 ，套筒寬，軸承端蓋的最外圓直徑為 （3） 軸段Ⅴ-Ⅵ和軸段Ⅵ-Ⅶ的尺寸與左端的相同，大致曾對稱。 ５.５.２軸上零件的圓周定位： 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。根據(jù)安裝齒輪處的軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑，由手冊查得平鍵截面，鍵槽用鍵銑刀加工，長為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見），同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為半聯(lián)軸器與軸的配合。滾動軸承與軸的周向定位上借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。 ５.６求軸上的

24、載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，在根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險截面。 該截面的相關(guān)計(jì)算如下： ５.６.１水平方向的支持反力分別為， （1） 由左邊兩個式子可以得出： （2） ， ５.６.２ 垂直方向的支持反力分別為， （1） （2） 由上邊兩個式子（1）、（2）可以得出： ， ５.６.３扭矩 ： ５.６.４彎矩： ５.６.５總彎矩： ５.７按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

25、 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力，為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)， 則計(jì)算應(yīng)力為： 公式中的彎曲應(yīng)力為稱循環(huán)變應(yīng)力。 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時， 取; 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，； 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，； 軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： 公式中 ——軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 —— 軸所受到的彎矩，單位為 —— 軸所受到的扭矩，單位為 —— 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為

26、——對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力 取，軸的計(jì)算應(yīng)力為： 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=60，因此，〈 所以，安全。 ５.８精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ５.８.１判斷危險截面 截面Ⅱ、Ⅵ，只受到扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩以及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面Ⅱ、Ⅵ均無需要校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅳ和Ⅴ處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受到載荷的情況來看，截面上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近，但截面截面Ⅳ不受到扭矩的作用，同時軸徑也比較大，故不必作強(qiáng)度校核。截

27、面上雖然應(yīng)力大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合以及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面也不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需要校核截面Ⅴ左右兩側(cè)即可。 ５.８.２截面Ⅴ的右側(cè)： 抗彎截面系數(shù): 抗扭截面系數(shù): 截面Ⅴ的右側(cè)彎矩為： 截面Ⅴ上的扭矩為： 截面上彎曲應(yīng)力為： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理 查得， ， 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)和可以由相應(yīng)的表格查取。 因， ， 經(jīng)過插值后可以查得: ，

28、查得軸的材料的敏性系數(shù)為： 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由公式計(jì)算得： 查得尺寸系數(shù) 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按照磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為: 軸未經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，即根據(jù)公式計(jì)算得到綜合系數(shù)數(shù)值為： 查得碳鋼的特性系數(shù)： 取 取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值， 故可知安全。 ５.８.３截面Ⅴ的左側(cè)： 抗彎截面系數(shù): 抗扭截面系數(shù): 截面Ⅴ的右側(cè)彎矩為： 截面Ⅴ上的扭矩為： 截面上彎曲應(yīng)力為： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：

29、 過盈配合處的值，用插值法求出，并取，于是得： 軸按照磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為： 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為： 故該軸在截面左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 第六章經(jīng)濟(jì)性分析 在機(jī)械生產(chǎn)加工的過程中，經(jīng)濟(jì)性一直都是追求的目標(biāo)，力求用最少的投資獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。加工廢舊輪胎的此鏟平機(jī)的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： １.從選材方面：合適地選擇各零件的材料可以降低耗材的成本。 ２.從設(shè)計(jì)方面和從加工方面：選擇合理而又快速的設(shè)計(jì)方法這樣可以縮減機(jī)床的設(shè)計(jì)周期；機(jī)床的零件加工是很重要的一

30、個環(huán)節(jié)，它直接影響著機(jī)床的精度，除此之外，許多的零件機(jī)構(gòu)都比較復(fù)雜，對它們進(jìn)行加工時一般都采用數(shù)控機(jī)床來加工，它可以降低工人師傅的勞動強(qiáng)度、節(jié)省加工時間等等。在鏟平機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，大多數(shù)采用的是標(biāo)準(zhǔn)件的螺釘、螺母和螺栓等，購買方便，特殊加工的零件少，因此，采用標(biāo)準(zhǔn)件要比特殊加工的零件更經(jīng)濟(jì)。 論文中對機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，這樣可以在設(shè)計(jì)的同時還可以將每個零件進(jìn)行應(yīng)力分析，以確定所選擇的材料的尺寸是否合理，這樣做既直觀又簡單；對于機(jī)床中各主要零件的設(shè)計(jì)中，在選材方面都是在滿足了設(shè)計(jì)要求及其強(qiáng)度要求下，而選擇材料這樣很好地減少了材料的浪費(fèi)；在設(shè)計(jì)方面也是盡可能地簡化零件的結(jié)構(gòu)，在機(jī)床的整體設(shè)計(jì)上

31、比較起以前的機(jī)床機(jī)構(gòu)更加簡單些；這樣能很好地縮短零件的加工時間。整臺機(jī)床的設(shè)計(jì)成本及其設(shè)計(jì)周期比以前的設(shè)計(jì)都得到了降低。 鏟平機(jī)是廢舊輪胎回收利用過程中的一種加工設(shè)備，在目前能源日趨緊張的形廢輪胎勢下，鏟平機(jī)對廢輪胎回收利用不僅可以節(jié)約資源、能源，對于保護(hù)環(huán)境具有重要的意義，還可以由“廢物”變?yōu)椤皩毼铩保?這些都將帶來可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 　　　　　　 第七章綠色設(shè)計(jì)與生產(chǎn) ７.１綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景 自20世紀(jì)70年代以來，工業(yè)污染所導(dǎo)致全球性環(huán)境惡化達(dá)到了前所未有的程度，生態(tài)危機(jī)日益嚴(yán)重，人們不得不重視這種環(huán)境污染的現(xiàn)實(shí)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國

32、家，產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡標(biāo)有“綠色標(biāo)志”的產(chǎn)品，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用、回收的整個過程符合環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極小，可以實(shí)現(xiàn)資源的再生與回收，這中產(chǎn)品大大地提高了在國際市場的競爭力。 與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比，我國工業(yè)的技術(shù)水平還有較大的差距，工業(yè)產(chǎn)品還存在著資源和原料消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、國際市場競爭能力相對較弱等問題。為了解決上述問題的可行途徑，就是通過綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)，大力發(fā)展綠色產(chǎn)品，盡可能減少對環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)，全面提高產(chǎn)品的競爭力。 ７.２ 綠色產(chǎn)品的含義和優(yōu)點(diǎn) 綠色設(shè)計(jì)是由綠色產(chǎn)品的誕生所引伸的一種設(shè)計(jì)技術(shù)。因而，要進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，首先有必要弄清

33、什么樣產(chǎn)品是綠色產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品有何特點(diǎn)，以便于采取一定的方法和手段去設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品。 ７.２.１綠色產(chǎn)品的含義 綠色產(chǎn)品是相對傳統(tǒng)產(chǎn)品而言的，至今還沒有權(quán)威性的定義，為了便于對綠色產(chǎn)品的認(rèn)識給出如下一些定義： 1）綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護(hù)為核心概念而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的、可以拆卸和分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后可以重新里利用。 2）綠色產(chǎn)品是將重點(diǎn)放在減少部件，使原材料使用合理化并能進(jìn)行回收處理的產(chǎn)品。 3）綠色產(chǎn)品是指從生產(chǎn)到使用乃至回收的整個過程都符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害小，以及可以再生或回收、循環(huán)、再利用的產(chǎn)品。 4）綠色產(chǎn)品是指其使用壽命完結(jié)時，部件可以

34、翻新和重新里利用的產(chǎn)品。 從上述定義可以看出綠色產(chǎn)品是指在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，包括原材料制備、設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、回收、再用或再生過程，能節(jié)約資源和能源，對生態(tài)環(huán)境無危害或少危害，且對生產(chǎn)者及是使用者具有良好保護(hù)性的產(chǎn)品。 ７.２.２綠色產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)： 1）優(yōu)良的環(huán)境友好性。即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄回收處理的各個環(huán)節(jié)都對環(huán)境無害或危害甚小。這就要求企業(yè)在生產(chǎn)過程中選用清潔的原料、清潔的工藝過程，生產(chǎn)出清潔的產(chǎn)品；使用產(chǎn)品時不對使用者造成危害；報(bào)廢產(chǎn)品在回收處理過程中很少產(chǎn)生廢棄物。 2）最大限度地利用材料資源。綠色產(chǎn)品盡量減少材料使用量，減少使用材料的種類，特別是稀有昂貴材料及

35、有毒、有害材料。這就要求設(shè)計(jì)產(chǎn)品時，在滿足產(chǎn)品基本功能的條件下盡量簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，合理選用材料，并使產(chǎn)品中零件材料能最大限度的再利用。 3）最大限度地節(jié)約能源。綠色產(chǎn)品在其生命周期的各個環(huán)節(jié)所消耗的能源最少，能源的節(jié)約本身也是很好的環(huán)境保護(hù)手段。 ７.３綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 １.綠色設(shè)計(jì)的描述與建模 準(zhǔn)確全面地描述綠色，建立系統(tǒng)的綠色產(chǎn)品評價模型是綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 ２.綠色設(shè)計(jì)的材料選擇 綠色設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員改變傳統(tǒng)的選材程序和步驟，選材時不僅要考慮產(chǎn)品的使用要求和性能，還應(yīng)考慮環(huán)境約束準(zhǔn)則，同時必須了解材料對環(huán)境的影響，選用無毒、無污染材料，選用易回收、可重用、易降解材料。

36、 ３.面向拆卸性設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多考慮產(chǎn)品的裝備性，很少考慮產(chǎn)品的可拆卸性。綠色設(shè)計(jì)要求把可拆卸作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)評價準(zhǔn)則，使產(chǎn)品在報(bào)廢以后其零部件能夠高效地、不加破壞地拆卸，有利于零部件的重新利用和材料的循環(huán)再生，達(dá)到節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的目的。 產(chǎn)品類型千差萬別，不同產(chǎn)品的拆卸性設(shè)計(jì)不盡相同?？傮w上，可拆卸性設(shè)計(jì)的原則包括：1）實(shí)現(xiàn)零件的多功能性，減少拆卸工作量；2）避免有相互影響的材料組合，避免零件的污損；3）易于拆卸，易于分離；4）實(shí)現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，減少零件的多樣性。 ４.產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì) 可回收性設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)是要充分考慮產(chǎn)品的各零部件回收再用

37、的可能性、回收處理方法回收費(fèi)用等問題，達(dá)到節(jié)省材料、節(jié)約能源，盡量減小環(huán)境污染的目的。可回收性設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： （1）可回收材料的識別及標(biāo)志 （2）回收處理工藝方法 （3）可回收性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （4）可回收性的經(jīng)濟(jì)分析與評價 可回收性設(shè)計(jì)主要原則有： １）避免使用有害于環(huán)境及人體的材料 2）減少產(chǎn)品所使用的材料種類 3）避免使用與循環(huán)利用過程不相兼容的材料或零件 4）使用便于重用的材料 5）使用可重用的零部件 ５.綠色產(chǎn)品的成本分析 與傳統(tǒng)成本分析不同，綠色產(chǎn)品成本分析應(yīng)考慮污染物的處理成本、產(chǎn)品拆卸成本、重復(fù)利用成本、環(huán)境成本等，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境質(zhì)量雙贏的目的。

38、６.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫是一個龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫對綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程起到舉足輕重的作用。數(shù)據(jù)庫包括產(chǎn)品全生命周期中環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的一切數(shù)據(jù)，如材料成分、各種材料對環(huán)境的影響、材料自然降解周期、人工降解時間、費(fèi)用，以及制造、裝備、銷售、使用過程中所產(chǎn)生的附加物數(shù)量及對環(huán)境的影響，環(huán)境評估準(zhǔn)則所需的各種判斷標(biāo)準(zhǔn)等。 ７.４綠色設(shè)計(jì)的原則 與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，綠色設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下的設(shè)計(jì)原則： （１）“零污染”原則 綠色設(shè)計(jì)應(yīng)徹底拋棄傳統(tǒng)的“先污染、后治理”的治理環(huán)境方式。應(yīng)實(shí)施“預(yù)防為主、治理為輔”的環(huán)境保護(hù)策略。因此，設(shè)計(jì)時就必須充分考慮如何消除污染源，盡可能地做到

39、零污染。 （２）“零損害”原則 綠色設(shè)計(jì)應(yīng)該確保產(chǎn)品在生命周期內(nèi)對勞動者（生產(chǎn)者和使用者）具有良好的保護(hù)功能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時不僅要從產(chǎn)品的制造、使用、質(zhì)量、可靠性等方面保護(hù)勞動者，而且還要從人技工程學(xué)和美學(xué)角度，避免對人們的身心健康造成危害，力求將損害降到最低程度。 （３）技術(shù)先進(jìn)原則 要使產(chǎn)品成為綠色產(chǎn)品，必須采用最先進(jìn)的技術(shù)。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)及時了解相關(guān)領(lǐng)域的新進(jìn)展，發(fā)揮創(chuàng)造性，使產(chǎn)品具有良好的市場競爭力。 （４）能量消耗最少原則 在選用能源類型時，應(yīng)盡可能選用太陽能、風(fēng)能等清潔、可再生的一次能源，而不是汽油等不可再生的二次能源，以有效地緩解能源危機(jī)；從設(shè)計(jì)上力求產(chǎn)品整個生命周期循

40、環(huán)中能源消耗最少，減少能源的浪費(fèi)。 （５）資源最佳利用原則 包含兩個方面內(nèi)容：1）在選用資源時，應(yīng)從可持續(xù)發(fā)展的觀念出發(fā)，考慮資源的再生能力和跨時段配置問題，才不致由于資源不合理使用而加劇有限資源的枯竭，盡可能使用可再生資源；2）在設(shè)計(jì)時可能保證所選用資源在產(chǎn)品的整個生命周期中得到最大限度的利用。 （6）生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則 綠色設(shè)計(jì)不僅要考慮產(chǎn)品所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，還要從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，考慮產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的環(huán)境行為對生態(tài)環(huán)境和社會所造成的影響。綠色產(chǎn)品生產(chǎn)者不僅要取得好的經(jīng)濟(jì)效益，也要取得良好的環(huán)境效益。 人類社會的發(fā)展，特別是工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)和城市規(guī)模的擴(kuò)大，造成環(huán)境污

41、染、生態(tài)破壞、資源枯竭，已經(jīng)嚴(yán)重危機(jī)人類的生存和可持續(xù)發(fā)展。未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)著眼于設(shè)計(jì)出健康、保健、安全和易于操作的設(shè)備或產(chǎn)品，使這些設(shè)備或產(chǎn)品的零部件易于取代和重復(fù)使用，盡量節(jié)約資源和能源，減少對環(huán)境的污染。 綠色設(shè)計(jì)順應(yīng)了歷史發(fā)展趨勢，強(qiáng)調(diào)了資源的有效利用，減少廢棄物排放，追求生命周期中對環(huán)境污染的最小化，對生態(tài)環(huán)境的無害化。所以鏟平機(jī)在整個生產(chǎn)周期中應(yīng)遵循綠色生產(chǎn)原則，極大的減少對環(huán)境的污染，走可持續(xù)發(fā)展的道路。 結(jié)論 兩個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對四年所學(xué)全部機(jī)械專業(yè)知識的驗(yàn)收，對知識的綜合運(yùn)用能力的一種鍛煉，是大學(xué)整個教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，通過這個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以使我們把所學(xué)專業(yè)理論知識

42、與實(shí)踐生產(chǎn)加工相結(jié)合，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中分析實(shí)際問題，解決實(shí)際問題，逐步提高實(shí)際工作能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，一方面是檢驗(yàn)四年來的學(xué)習(xí)，對所學(xué)機(jī)械專業(yè)知識的做進(jìn)一步的鞏固，及時彌補(bǔ)知識掌握不扎實(shí)和空缺的地方，是對自身綜合能力的再提高的過程。令一方面是培養(yǎng)我們一種獨(dú)立從事科學(xué)研究的方法和工作能力，進(jìn)一步提高我們的工藝，工裝水平，使我們學(xué)的知識系統(tǒng)化，條理化，為將來的工作奠定一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)》，它是廢舊輪胎回收利用中進(jìn)行機(jī)械加工的重要設(shè)備，目前,在國內(nèi)外是屬于綠色產(chǎn)品的加工設(shè)備，鏟平機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,所加工的廢舊輪胎范圍比較廣泛, 因此,鏟平機(jī)在未來的廢舊輪胎的

43、回收利用中將起著非常大作用，在國內(nèi)有著廣闊的發(fā)展前景。 致謝 兩個多月緊張而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)下，現(xiàn)在已經(jīng)圓滿的完成了。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,翻閱了大量機(jī)械專業(yè)方面的設(shè)計(jì)資料，使自己的機(jī)械專業(yè)水平得到了很大的提高，繪圖能力和查閱工具書的能力也得到鍛煉，把以前所學(xué)的理論知識綜合運(yùn)用的實(shí)踐生產(chǎn)中，也使自己了解到做一名工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的素質(zhì)。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,得到了指導(dǎo)老師--宋勝偉老師的耐心指導(dǎo)和幫助，不斷幫我解決在設(shè)計(jì)過程中所遇到的各種問題,使得畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。在此，我向宋老師表示由衷的感謝！ 在雞西實(shí)習(xí)的過程中,得到孫桂蘭

44、老師的熱情幫助, 在此，我向?qū)O老師表示由衷的感謝！此外，在設(shè)計(jì)的過程中，也得到了其它老師及其同學(xué)的熱情幫助，在此一并致以衷心的感謝！ 由于本人的知識和經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)中難免會存在不足之處，敬請老師批評指正。 參考文獻(xiàn) 1 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編,濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì). [M] 第七版.北京:高等教育出版社,2001 2 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/第一卷. [M] 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002 3 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/第二卷. [M] 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002 4 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊

45、/第三卷. [M] 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002 5 劉鴻文主編.材料力學(xué)Ⅰ. [M] 第四版.北京:高等教育出版社,2004 6 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編,孫爰桓,陳作模主編.機(jī)械原理. [M] 第六版.北京:高等教育出版社,2001 7 李文雙,于信偉,蘇發(fā)主編.機(jī)械制造工程學(xué). [M] 哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,2004 8 孫明主編.機(jī)械工程基礎(chǔ)/上. [M] 哈爾濱:黑龍江人民出版社,2000 9 雷宏主編.機(jī)械工程基礎(chǔ)/下. [M] 哈爾濱:黑龍江人民出版社,2000 10 施平主編.機(jī)械工程專業(yè)英語. [M] 第五版.哈爾濱:哈

46、爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003 11 吳宗澤，羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. [M]北京：高等教育出版社，2001 12 榮涵銳主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡明圖冊. [M] 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005 13 王旭,王積森主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). [M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003 14 機(jī)械工程手冊,電機(jī)工程手冊編輯委員會編.機(jī)械工程手冊. [M]第五卷,機(jī)械設(shè)計(jì)(二).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982 15 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/上冊第一分冊. [M] 第二版(修訂). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1987 16機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/上冊第二分冊. [M] 第二版(修訂). 北京:化學(xué)工業(yè)

47、出版社,1987 17 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. [M] 第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 18龔桂義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊. [M] 第三版. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003 19.王旭,王積森主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). [M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003 20. 唐蓉城 陸玉主編 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1993.5 21. 孔凌嘉 王曉力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 北京：北京理工大學(xué)出版社 2006.2.1 22. 胡家秀主編 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 [M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.5 23. 黃凱等主編 機(jī)

48、械零件設(shè)計(jì)手冊 [M] 北京：國防工業(yè)出版社 1993.8 24. 邱宣懷主編 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 第四版 北京：高等教育出版社 1992.3 25. 徐灝主編 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 上冊 [M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995.3 生產(chǎn)膠粉—廢舊輪胎回收利用的方向 摘要：隨著橡膠工業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊輪胎、橡膠制品及其邊角廢料也不斷增多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年僅輪胎報(bào)廢量就不少于150萬噸，并以每年10％的速度遞增。由于不能得到綜合利用，大多成為工業(yè)垃圾，既浪費(fèi)了大量的可用資源，又造成了環(huán)境污染。 關(guān)鍵詞：膠粉 隔音壁 隨

49、著橡膠工業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊輪胎、橡膠制品及其邊角廢料也不斷增多，據(jù) 統(tǒng)計(jì)，我國每年僅輪胎報(bào)廢量就不少于150萬噸，并以每年10％的速度遞增。由于不能得到綜合利用，大多成為工業(yè)垃圾，既浪費(fèi)了大量的可用資源，又造成了環(huán)境污染。長期以來，應(yīng)用最廣泛的處理廢舊橡膠和廢舊輪胎的方法是制造再生橡膠，但這種方法存在耗能高、勞動強(qiáng)度大、效率低，污染嚴(yán)重等問題。 自七十年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在廢舊橡膠的二次利用方面有了很大的發(fā)展。尤其是九十年代以來，相繼研究出常溫和低溫粉碎工藝制造微細(xì)硫化膠粉的方法并形成規(guī)模生產(chǎn)。這種精細(xì)膠粉(80--120目)是一種重要的添加劑。例如，將精細(xì)膠粉添加到天然橡膠

50、中(一般橡膠制品的摻入量可達(dá)50％)，可提高膠粉的靜態(tài)性能，耐疲勞等動態(tài)性能。在德國，輪胎制品中加入20％的膠粉，可提高其耐磨性，延長輪胎的使用壽命，膠粉越細(xì)，提高的幅度越大。膠粉的價格只有天然橡膠的1/3一1/2，由此可大大地降低輪胎成本。精細(xì)膠粉還可以添加到塑料中，生產(chǎn)出來的橡塑材料，強(qiáng)度高、耐磨、彈性好、擴(kuò)大了塑料的應(yīng)用范圍。在傳統(tǒng)的建筑材料中添加精細(xì)膠粉，可生產(chǎn)出防震、防裂、防漏、耐用的新品建材。 雖然目前利用廢舊輪胎有翻新利用、切碎做燃料用于發(fā)電、化學(xué)裂解回收炭黑和燃料油、制成膠粒等多種途徑，但國際上越來越趨向于利用廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉。因?yàn)橄鹉z粉有著不可替代的優(yōu)勢。后者沒有再生膠生

51、產(chǎn)所帶來的污染，也沒有其他二次污染。橡膠粉最神奇的地方在于，可使廢舊輪胎的利用率達(dá)到100％，可以循環(huán)使用，是真正的循環(huán)利用并且可持續(xù)發(fā)展。美國的高速公路敷路材料中，規(guī)定必須在瀝青中添加25％以上的膠粉，可以防凍、防滑、防水塌陷，并增強(qiáng)路面的靜態(tài)及動態(tài)強(qiáng)度，大大提高路面的承載能力(約4倍)。 目前我國在精細(xì)膠粉生產(chǎn)方面還處于落后狀態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國大小再生膠企業(yè)近500家，總生產(chǎn)能力達(dá)70萬噸，產(chǎn)量約30萬噸以上，居世界首位。我國膠粉生產(chǎn)廠家大約有40多家，總產(chǎn)量約5萬噸，其生產(chǎn)和應(yīng)用總體落后，再生橡膠尚處于主導(dǎo)地位。 按照《汽車工業(yè)“九五”規(guī)劃綱要》，汽車工業(yè)將逐步發(fā)展成為國民經(jīng)

52、濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，與之配套的輪胎生產(chǎn)也將迅猛發(fā)展，這就給膠粉市場帶來了巨大的發(fā)展?jié)摿?，?jù)調(diào)查，僅山東省的輪胎生產(chǎn)企業(yè)，每年所需膠粉在萬噸以上，而目前基本依靠進(jìn)口解決。同時隨著膠粉在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，其市場前景是極其廣闊的。 我國廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉技術(shù)的發(fā)展: 我國膠粉生產(chǎn)始于80年代后期。1989年我國首次組團(tuán)赴德國考察橡膠利用情況?！鞍宋濉币?guī)劃中由青島化工學(xué)院與山東高密再生膠廠、航空航天部第609研究所合作，承擔(dān)原化工部下達(dá)的“低溫冷凍法生產(chǎn)微細(xì)膠粉及其應(yīng)用研究”的攻關(guān)項(xiàng)目，冷凍采用渦輪空氣膨脹法，并于1993年通過鑒定。此后中國科學(xué)院低溫工程中心、北京航空航天大學(xué)也開展了這方面研究工作。這期

53、間，一些原生膠生產(chǎn)廠家利用粉研后的粗膠粉(40目左右中間產(chǎn)品)，經(jīng)活化處理生產(chǎn)數(shù)量不多的活化膠粉；同時，河北、江蘇、遼寧、廣東、山東、浙江等一些地區(qū)先后從美國、意大利、法國、德國等國家的不同公司引進(jìn)10條以上生產(chǎn)線及單機(jī)設(shè)備，使我國膠粉生產(chǎn)開始起步，但這些生產(chǎn)線多采用常溫法生產(chǎn)，幾乎都只能生產(chǎn)粗膠粉和細(xì)膠粉(60目)。為此，國內(nèi)一些機(jī)械設(shè)備制造廠也開始研制采用常溫制備微細(xì)膠粉的設(shè)備。1996年以后，大連、江陰、無錫、珠海、嵊州、山西等地相繼試制出了橡膠粉碎機(jī)并進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)，1998年深圳東部集團(tuán)建設(shè)了常溫膠粉生產(chǎn)，1999年珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)精業(yè)機(jī)電技術(shù)研究所和青島綠葉橡膠有限公司研制成功了液氮冷

54、凍法（ＪＹ型微細(xì)膠粉生產(chǎn)線），為我國制造微細(xì)硫化膠粉又提供了成套設(shè)備，可以預(yù)見未來的微細(xì)膠粉生產(chǎn)將會有較大的發(fā)展。 常溫輥壓法在我國普遍使用。就生產(chǎn)總量來說，我國的廢膠粉碎生產(chǎn)尚以常溫輥軋法為主。一般采用雙溝輥粗碎、雙光輥或光輥細(xì)碎。在小型企業(yè)有的采用溝光輥同時進(jìn)行粗碎和細(xì)碎，當(dāng)然這樣做投資少、占地小，但設(shè)備安全和產(chǎn)量均會受到限制。國外的粗碎機(jī)一般都比國內(nèi)設(shè)備大，生產(chǎn)效率高。 近年來國內(nèi)開發(fā)了一種新型盤工粉碎機(jī)，以剪切研磨為原理，齒盤耐磨，工作壽命較長，可將粒度４毫米以下廢膠塊一次粉碎成粒度８０目以上。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，一定粒度的膠粉在一定性能要求下，膠粉的摻用量受到較大限制。要提高廢舊橡

55、膠利用價值，就得對膠粉進(jìn)行改性。膠粉用各種表面處理方法改性，制成活性膠粉，不但大幅度提高摻用量，而且拉伸應(yīng)用、疲勞生熱、耐撕裂性、耐磨耗性都有提高?；钚阅z粉技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大了膠粉代替部分生膠的應(yīng)用，改善了膠料加工性，保持了摻用量膠料的性能，減少了產(chǎn)品性能損失，同時摻用過程不需要大量投資。 目前活性膠粉有三種生產(chǎn)方法：機(jī)械化學(xué)法、單體、聚合物涂層法和輻射法。我國國內(nèi)采用機(jī)械化學(xué)法生產(chǎn)活性膠粉有了長足的進(jìn)步，在輻射法生產(chǎn)丁基再生膠和膠粉方面取得了成果，在涂層包復(fù)技術(shù)方面做了大量工作。機(jī)工化學(xué)法以其操作簡單、成本低、污染小、能耗低而成為國內(nèi)外活性膠粉生產(chǎn)的主要方法。中科院大連化學(xué)物理研究所也研制

56、出催化劑829、改性劑869。國內(nèi)用單體、聚合物處理制造活性膠粉較引人注目的是華南理工大學(xué)用5份酚醛樹脂處理粒徑為0.6ｍｍ(30目)的膠粉。據(jù)分析酚醛樹脂與硫化膠粉形成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時酚醛樹脂與基質(zhì)膠相互擴(kuò)散，產(chǎn)生共交聯(lián)使界面層保持了較好的粘合，構(gòu)成了穩(wěn)定的多相體系。 廢舊橡膠(輪胎)常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線: 以廢舊橡膠（輪胎）常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線為主的浙江綠環(huán)橡膠粉體工程有限公司已經(jīng)在浙江嵊州市成立。公司由浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司、浙江天堂硅谷創(chuàng)業(yè)投資有限公司和嵊州市綠環(huán)機(jī)械制造有限公司聯(lián)合投資創(chuàng)建。公司將累計(jì)投資1.5億元建成國內(nèi)最大規(guī)模的廢舊輪胎常溫精細(xì)粉碎設(shè)備生產(chǎn)基

57、地及年產(chǎn)2萬噸的精細(xì)橡膠粉加工示范生產(chǎn)線，并以此為中心，形成廢舊輪胎回收處理、深加工及再生利用產(chǎn)業(yè)鏈的國家級工業(yè)園區(qū)。新創(chuàng)建的浙江綠環(huán)公司所擁有的成套生產(chǎn)線主要是由豐利公司引進(jìn)德國技術(shù)研發(fā)的“廢舊輪胎前處理設(shè)備”和綠環(huán)公司自主開發(fā)的“XJF型廢舊橡膠常溫法精細(xì)粉碎設(shè)備”相配套而成，開創(chuàng)了在常溫條件下將廢舊輪胎整胎工業(yè)化批量生產(chǎn)60-200目精細(xì)膠粉的先例。 該常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中僅需配備相應(yīng)的供電裝置和水源就可以在常溫下將廢舊輪胎整胎粉碎到40～200目的精細(xì)膠粉，不但能使廢舊輪胎面膠和鋼絲、簾布脫離，從而減少了制造膠粉的工作量和脫絲分離工序，并可提高鋼絲的利用價值，降低生

58、產(chǎn)成本，從技術(shù)上保證了膠粉的純度，而且生產(chǎn)過程無任何的二次污染。整條生產(chǎn)線具有設(shè)備配置合理、出膠率高、使用壽命長、動力消耗低、噪音低和自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到甚至超過了國外的低溫冷凍粉碎生產(chǎn)線，也優(yōu)于目前國內(nèi)剛剛開發(fā)成功的空氣渦輪冷卻制冷膠粉生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)備投資僅低溫冷凍粉碎生產(chǎn)線的1/8左右，生產(chǎn)成本僅1/3。 該常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線主要由內(nèi)圈切割機(jī)、內(nèi)圈搓膠機(jī)、整胎破碎機(jī)、橡膠鋼絲分離機(jī)、破膠機(jī)、纖維分離機(jī)、精碎機(jī)、分級機(jī)、自動稱量包裝系統(tǒng)、動力配電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)以及相關(guān)輔助設(shè)備組成。其主要工作原理及生產(chǎn)流程：廢輪胎 → 內(nèi)圈切割機(jī) →整胎破碎機(jī) →橡膠鋼絲分離

59、機(jī) → 橡膠鋼絲→分離機(jī)→ 破膠機(jī) → 精碎機(jī) → 空分機(jī)→ 包裝機(jī) →成品。 在生產(chǎn)作業(yè)中，所有電器動力都可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并對全程開、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行自動設(shè)定，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的高可靠性運(yùn)轉(zhuǎn)；工作中需要的冷卻水可循環(huán)使用；設(shè)有超細(xì)粉塵收集系統(tǒng)對整條生產(chǎn)線進(jìn)行粉塵收集，真正做到“一塵不染”。生產(chǎn)線具有工藝路線先進(jìn)，聯(lián)動化、自動化程度高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高以及噪音低、無污染等特點(diǎn)，為我國常溫生產(chǎn)精細(xì)膠粉走出了一條符合中國國情的新路子。 廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉的市場利用空間： 最近兩年，膠粉工業(yè)已蓬勃發(fā)展，有關(guān)專家指出，膠粉工業(yè)代表著廢舊輪胎資源綜合利用的發(fā)展方向，一定會有廣闊的市場

60、前景。然而值得注意的是，膠粉工業(yè)形成伊始便陷入了一種有價無市的局面。究其原因，主要是膠粉的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)嚴(yán)重滯后。為此，專家們建議，膠粉工業(yè)當(dāng)前的關(guān)建問題是要以市場需求為導(dǎo)向，以開發(fā)應(yīng)用技術(shù)為手段，鞏固和培育五大市場： 1、輪胎市場 早在1953年，美國就把一定粒徑的膠粉用于輪胎生產(chǎn)。1989年，青島橡膠二廠在國內(nèi)首家將膠粉直接用于輪胎生產(chǎn)。1995年，膠粉應(yīng)用在原化工部重點(diǎn)廠家和一些中小企業(yè)中普及，僅69家重點(diǎn)廠在其生產(chǎn)的1870萬條輪胎中摻用的膠粉就達(dá)1.7萬噸。由于天然橡膠價格下降，膠粉質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，1996年后膠粉在輪胎生產(chǎn)中的應(yīng)用出現(xiàn)滑坡，1999年起又開始回升。目前，中科

61、進(jìn)公司等企業(yè)生產(chǎn)的８80目以上胎面膠粉已開始取代40目、60目活化膠粉，直接應(yīng)用于輪胎的生產(chǎn)，效果很好?！拜喬ナ袌觥毙柽M(jìn)一步鞏固和拓展。 2、橡膠磚市場　　 自1995年我國臺灣省廠商的橡膠磚制品在北京展覽館展出后，北京、紹興、福州、南京等地陸續(xù)辦廠。1999年6月《中國化工報(bào)》關(guān)于遼寧丹東《下崗夫妻成就大業(yè)，廢舊輪胎脫胎換磚》的報(bào)道更是轟動全國，使20多個省、市區(qū)的部分企業(yè)，個人或行業(yè)主管部門都對橡膠磚產(chǎn)生了濃厚的興趣。當(dāng)前，要以北京市申辦2008年奧運(yùn)會為契機(jī)，爭取推廣在體育場館、學(xué)校、幼兒園、社區(qū)、賓館、辦公樓等地鋪設(shè)橡膠磚、橡膠地板、跑道、草坪等，這樣不僅能消化萬噸以上膠粉，而

62、且能進(jìn)一步拓寬國內(nèi)外市場。 3、高速公路市場 用膠粉對瀝青進(jìn)行改性鋪設(shè)公路應(yīng)用也很廣泛。中國已有一些省市如江西、湖北、廣州、北京等地，相繼鋪設(shè)了試驗(yàn)路段。實(shí)踐證明，用膠粉改性的瀝青鋪設(shè)的公路，可以減少路面龜裂和軟化，路面不易結(jié)冰和打滑，提高了行駛安全性，還可以提高路面壽命，比一般的瀝青路面的使用壽命至少提高了一倍。1.63公里的路面可以消耗掉1萬條廢輪胎。同鋪設(shè)高速公路原理一樣，在飛機(jī)跑道材料中摻用硫化膠粉，可增加跑道彈性和地面磨擦性，提高夏天抗日曬、冬天抗冰凍的能力。從而使飛機(jī)的起落平穩(wěn)，安全可靠性提高，跑道縮短，機(jī)場使用壽命延長。 4、彈性運(yùn)動場 據(jù)報(bào)道一個網(wǎng)球場要消耗50

63、0條輪胎的膠粉，一個田徑比賽用綜合運(yùn)動場要消耗數(shù)千條廢輪胎膠粉。無疑這種運(yùn)動場的發(fā)展是膠粉利用的重要途徑。我國舉辦的亞運(yùn)會田徑場就是用膠料生產(chǎn)的塑膠跑道。 5、防水卷材市場 1986年，前蘇聯(lián)將膠粉成功地應(yīng)用于橡膠瀝青防水卷材，無機(jī)絕緣卷材和三層板材組成的隔音復(fù)合地板等建筑材料中。90年代以來，我國北方地區(qū)普遍開始把粗膠粉用于防水卷材。北京京辰工貿(mào)公司每年生產(chǎn)精細(xì)膠粉1000噸，用于自產(chǎn)的野牛牌防水卷材，并正在用80目以上精細(xì)膠粉開發(fā)建材新產(chǎn)品。專家的建議，政府應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范建筑材料市場，促進(jìn)膠粉在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用?！? 6、隔音壁 隔音壁是為了降低噪音，在住宅區(qū)沿公路、機(jī)場、建筑

64、工地等噪音發(fā)生地所設(shè)置的隔音裝置。利用膠粉制造的復(fù)合隔音壁，具有良好的噪音反射性和吸音性，而且對風(fēng)化和應(yīng)力具有較高的抵抗性。其單位面積重量輕，運(yùn)輸、組裝、解體容易。 廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉企業(yè)需要政策扶持 北京泛洋偉業(yè)科技有限公司是一家廢舊橡膠回收利用的高新技術(shù)企業(yè)，曾經(jīng)紅紅火火。由于得不到國家政策扶植，再加上市場混亂，企業(yè)生產(chǎn)難以為繼，被迫停產(chǎn)了。該公司于2000年5月在北京遠(yuǎn)郊區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)1萬噸精細(xì)膠粉生產(chǎn)基地，2001年5月完成第一期5000噸生產(chǎn)線設(shè)備安裝調(diào)試，投入正式生產(chǎn)并向國內(nèi)外客戶供貨。產(chǎn)品為80-200目精細(xì)膠粉，是國內(nèi)外同行公認(rèn)的唯一一家能夠在常溫下工業(yè)化批量生產(chǎn)200目

65、超細(xì)橡膠粉的廠家。該生產(chǎn)線從廢胎投入到精細(xì)膠粉成品的包裝，連續(xù)自動化生產(chǎn)，經(jīng)粗碎、中碎、除雜（金屬、纖維）、專用粉碎助劑處理、精碎、分級等程序，全線各工藝技術(shù)指標(biāo)在中央計(jì)算機(jī)集中控制室的監(jiān)控下進(jìn)行全自動運(yùn)行，是國內(nèi)同行業(yè)第一條全自動計(jì)算機(jī)集中控制精細(xì)膠粉生產(chǎn)線，生產(chǎn)規(guī)模也名列全國同行業(yè)前矛。該公司常溫助劑法制精細(xì)膠粉，開創(chuàng)了工業(yè)化批量生產(chǎn)200目以上（粒徑75μm以下）的精細(xì)膠粉、超細(xì)膠粉，使廢舊輪胎再利用產(chǎn)品向更高附加值方向直至橡膠納米材料邁進(jìn)了一大步。這些超細(xì)膠粉在新型橡塑共混材料、新型建筑裝飾材料、特種噴涂、改性瀝青用于高速公路等新材料開發(fā)方面，有著廣闊的前景。 由于廢舊橡膠回收利用

66、行業(yè)的混亂，國家在這一領(lǐng)域又沒有明確的政策規(guī)定，這家企業(yè)在掙扎了4年之后，被迫停產(chǎn)。一是高稅率使企業(yè)陷入嚴(yán)重虧損。由于廢舊輪胎都是從進(jìn)城收廢品的農(nóng)民手中購買，無法取得增值稅發(fā)票，企業(yè)要全部負(fù)擔(dān)銷售額17%的增值稅。環(huán)保型廢棄物再利用企業(yè)與機(jī)械、化工等其它制造業(yè)抵扣進(jìn)項(xiàng)稅后的6%實(shí)際增值稅相比，實(shí)際稅賦是他們的幾倍。高昂的廢舊輪胎收購成本和高額稅收，已經(jīng)使產(chǎn)品成本高于發(fā)達(dá)國家的同類產(chǎn)品。二是環(huán)保型再生資源產(chǎn)品的利用缺乏政策支持。膠粉作為無污染的再生資源，其應(yīng)用利國利民，理應(yīng)得到政府的大力支持，但目前由于政策方面的障礙，很難在國內(nèi)市場推廣。 有關(guān)人士呼吁，希望政府能制定一項(xiàng)切實(shí)可行的措施，對廢舊輪胎再生處理企業(yè)實(shí)行“國民待遇”。諸如調(diào)整廢舊輪胎膠粉生產(chǎn)加工，資源再利用企業(yè)的增值稅征收辦法；制定鼓勵各行各業(yè)使用橡膠資源再利用產(chǎn)品的政策等等，只有政策真正到位，才能使這些企業(yè)起死回生，也才能夠真正實(shí)現(xiàn)舊輪胎資源化的持續(xù)發(fā)展道路。 參考文獻(xiàn)： 1、聶永豐等 三廢處理工程技術(shù)手冊 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 2、廢變寶公司 簡論我國廢舊橡膠粉現(xiàn)狀與未來 再生資源研究 2001