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沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 XK 450A 開煉機(jī)設(shè)計(jì) 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 孟繁逸 指導(dǎo)教師 董林福 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 4 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) 1101 班 學(xué)生 孟繁逸 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 XK 450A 開煉機(jī)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)圖紙 這和 A1 圖不少于四張 含總圖 2 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書統(tǒng)一用 A4 紙 標(biāo)準(zhǔn)格式 正文不少于 20 頁 含中英文摘要 3 查閱技術(shù)資料的文獻(xiàn)綜述 3000 字以上 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 專題部分 主機(jī)設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日 指導(dǎo)教師 簽字 2015 年 月 日 摘 要 開放式煉膠機(jī)簡(jiǎn)稱開煉機(jī) 又稱雙困混煉機(jī) 是橡 塑制品加工應(yīng) 用最早最廣泛的基本設(shè)備之一 它是通過兩個(gè)水平設(shè)置并以不同的線速 度相對(duì)回轉(zhuǎn)的輥筒 并以橡膠或樹脂為主要成分的原材料經(jīng)過剪切 混 合 制成符合生產(chǎn)加工胚形材料 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是 XK 450 開煉機(jī) 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步及技術(shù)的 不斷更新 新型的開煉機(jī)具有大輥徑 高輥速 大驅(qū)動(dòng)功率等特點(diǎn) 開 煉機(jī)主要由輥筒 滾筒軸承 調(diào)距裝置 機(jī)架及橫梁 傳動(dòng)裝置 調(diào)溫 裝置 安全及之動(dòng)作裝置與幾座等組成 本文主要針對(duì)開煉機(jī)的傳動(dòng)系 統(tǒng)本分做了主要的分析和計(jì)算 這次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)采用一臺(tái)異步電機(jī) 通過圓柱齒輪減速器 驅(qū)動(dòng)齒輪 速比齒輪而帶動(dòng)兩個(gè)輥筒以不同的線 速度相對(duì)回轉(zhuǎn) 這是各類型開煉機(jī)普遍采用的一種傳動(dòng)形式 這種開煉 機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工作可靠制造容易且成本低但是缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率相對(duì)較低 不易維護(hù) 壽命短 此外設(shè)計(jì)了輥筒的結(jié)構(gòu)和尺寸 對(duì)開煉機(jī)的機(jī)架和 梁部分也做了彎矩合力的校核分析 對(duì)其他的及其部件也做了簡(jiǎn)單的分 析和選配 關(guān)鍵詞 開煉機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)形式 Abstract Open rubber mixing machine as open smelting machine also called double mixer It is one of the most basic equipments for the processing of rubber and plastic products It is through two level settings and with different line speeds of the relative rotation of the roller and rubber or resin as the main component of raw materials after the cutting mixing into line with requirements of production and processing of the proembryo material This graduation project is the XK 450 mill With the continuous progress of the society and technology the new type of mill has the characteristics of large roll diameter high roll speed high driving power and so on Open smelting machine mainly by the roller roller bearings adjustable distance device a frame and a beam transmission device a thermostat and safety operation device and a and so on This article mainly aims at the sub transmission system of mill are analyzed and calculated mainly an asynchronous motor through the gear reducer driving gear gear ratio and drives two rollers with different linear speed of relative rotation of transmission system using this design this is a form of transmission of various types of universal mill using this open smelting machine has the advantages of simple structure reliable work easy manufacture and low cost but the drawback is that the transmission efficiency is relatively low easy maintenance short service life in addition the structure and size of the roller design on the frame and beam part of mill has also made the analysis of bending moment force checking on the other part and also made a simple introduction and analysis matching box Key words the drive system the transmission system the structure form 目錄 第一章 前言 1 1 1 概述 1 1 2 加熱方法 1 1 3 傳動(dòng)方式 2 1 4 輥筒軸承 3 1 5 制動(dòng)裝置 3 第二章 主要參數(shù)確定 4 2 1 技術(shù)參數(shù) 4 2 2 橫壓力的確定 4 2 3 驅(qū)動(dòng)功率 4 2 4 生產(chǎn)能力 5 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 6 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 6 3 2 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3 3 軸校核 14 3 3 1 軸 18 3 3 2 軸 22 3 4 鍵的校核 26 第四章 主要零部件計(jì)算 28 4 1 輥筒 28 4 2 輥筒軸承 32 4 3 機(jī)架和橫梁 32 4 4 輥距調(diào)節(jié)裝置 32 4 5 輥溫調(diào)節(jié)裝置 33 4 6 潤(rùn)滑系統(tǒng) 33 結(jié)論 35 參考文獻(xiàn) 36 致謝 37 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 前言 0 第一章 前言 開煉機(jī) 開放式煉膠機(jī) 是一種古老的橡膠和塑料加工設(shè)備 早在 1820 它 有一個(gè)單一的滾槽機(jī)由人力驅(qū)動(dòng) 1826 用于生產(chǎn)橡膠輥廠 至今已有 170 多年 的歷史 我國(guó)參與的大型開煉機(jī)的生產(chǎn)開始于 1956 五十年以上開軋機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水 平有了很大的提高 到目前為止國(guó)內(nèi)開煉機(jī)已成系列 和一些規(guī)格設(shè)計(jì)完成 現(xiàn)在 盡管隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 出現(xiàn)了多種新的餓橡膠開煉機(jī)塑化裝置 但并沒有因此被淘汰 隨著中國(guó)橡膠工業(yè)的推廣和塑料工業(yè)的迅速發(fā)展 以及 橡膠和日趨完善 這是因?yàn)殚_煉機(jī)有自己獨(dú)特的 如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 成本低 操作 簡(jiǎn)便 易于觀察 對(duì)清洗材料在小批量試制更換方便 多品種的加工生產(chǎn) 從以下四個(gè)方面敘述開煉機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展 1 1 概述 開煉機(jī)主要用于 橡膠塑煉 橡膠混合 混合熱煉 供膠 復(fù)方片劑中的 雜質(zhì)去除 橡膠 橡膠粉碎 清洗 再生橡膠粉碎 混合 壓片 生橡膠片 此外 它還廣泛用于塑料加工和油漆顏料工業(yè)生產(chǎn) 本文將分為 熱軋機(jī) 壓片機(jī) 破膠機(jī) 開煉機(jī) 研磨機(jī) 磨漿機(jī) 用攪 拌機(jī)磨漿機(jī)和實(shí)驗(yàn) 等 開煉機(jī)的工作原理 在兩輥相對(duì)旋轉(zhuǎn)的復(fù)合 依靠不同的速度 摩擦作用 下被拉入輥距 通過遠(yuǎn)離萎縮的部分是由強(qiáng)烈的剪切和擠壓 在一定的溫度條 件下發(fā)生斷鏈和氧化 增加塑性化合物 從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合 1 2 加熱方法 多年來 開煉機(jī)主要用于混合 加工溫度低 溫度控制簡(jiǎn)單 粗糙 一般進(jìn) 水溫度只有 1 攝氏度 近年來 塑料和橡膠的和不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用程序 用開煉 機(jī)混煉塑料和橡膠混合 溫度比橡膠高要求 130 180 C 一般熱塑性塑料加工 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 前言 1 溫度 個(gè)人可以達(dá)到目前 200 220 C 兩種蒸汽加熱和電加熱試驗(yàn)中使用的 蒸 汽加熱雖然時(shí)間 功率消耗小 加熱方法簡(jiǎn)單 但只有現(xiàn)成的高壓鍋爐生產(chǎn)的 蒸汽 加熱溫度不穩(wěn)定 溫度控制的難度 由鍋爐壓力極限溫度的大小 電加 熱溫度控制方便 工作環(huán)境清潔 不需要高溫鍋爐 特別是中小型企業(yè) 是目 前非常流行的 現(xiàn)在有一個(gè)新的加熱輥型 即從輥不會(huì)遠(yuǎn)離表面周圍的鉆孔 電加熱棒插 入空氣和加熱輥表面 無傳熱介質(zhì) 傳熱距離近 且不受輥腔鑄造沙皮犬的影 響 因此傳熱效率預(yù)熱溫度高 速度快 不產(chǎn)生無功功率消耗 此外 軸頸軸 承和齒輪 溫度越低 機(jī)器的工作條件可以提高 除了采暖效果 該方法還可以冷卻的冷卻材料 一般有低溫開煉機(jī) 冷卻水進(jìn) 入機(jī)腔循環(huán)冷卻 冷卻水在沒有接觸加熱器是在較低的溫度和高剪切混合和更 適用于橡膠混煉溫度最低 可以對(duì)機(jī)多采用不同的處理對(duì)象的不同工藝條件下 滿足 但由于白層流延輥很難保證厚度一致 鉆孔周圍帶來一定的困難 這就需 要我們對(duì)軋輥材料的改進(jìn) 鋼結(jié)構(gòu)改進(jìn)的滾筒 表面噴涂硬化處理 由于該加熱方式 傳熱效率高 節(jié)能 技術(shù)適用性廣 在塑料和橡膠 特別是 塑料和使用得到廣泛應(yīng)用 1 3 傳動(dòng)方式 目前 使用最多的仍然是傳統(tǒng)的傳輸方式 的三相異步電動(dòng)機(jī) 圓柱齒 輪減速器 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)尺寸 盡管這種類型的驅(qū)動(dòng)機(jī)體積龐大 驅(qū)動(dòng)齒輪 的直徑大小差異和潤(rùn)滑條件差 但成本這種傳輸機(jī)低 Z 系列減速機(jī)制造方便 價(jià)格低廉 安裝位置低 整體布局合理 所以它一直被廣泛使用 也有采用行星減速器 由于減速器的體積小 速度比大 所以傳動(dòng)齒輪的 傳統(tǒng)尺寸被淘汰 不足的是這種方法需要增加電機(jī)和減速器的安裝位置 與行 星減速器的成本高 維護(hù)困難 傳動(dòng)軸的懸臂梁 強(qiáng)度差 目前 和一種先進(jìn)的硬齒面齒輪減速器的興起 這種減速器體積小 傳動(dòng) 比大 精度高 噪音小 潤(rùn)滑跳進(jìn)井是傳輸?shù)囊环N有效途徑 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 前言 2 1 4 輥筒軸承 雖然滾子軸承是軋機(jī)的一部分 但它起著非常重要的作用 在使用本機(jī) 常用的青銅滑動(dòng)軸承滾子軸承在良好的條件下 只要保證最大壓力 和片 材擠出壓力差壓力小于或等于 壓力的承載能力的軸承和使用壽命是沒有問題 的 但在正常情況下 開煉機(jī)的工作環(huán)境十分惡略 尤其是混合 與滾筒旋轉(zhuǎn) 浸漬軸承摩擦副的各種污染粉塵 使摩擦系數(shù)增大導(dǎo)致摩擦和磨損的惡性循環(huán) 使軸承頻繁損壞 滾動(dòng)軸承可以減少摩擦滾柱軸承 具有節(jié)能的特點(diǎn) 目前 大中型開煉機(jī) 具有雙列圓柱滾子軸承 不足 軸承外徑 多個(gè)附件 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本高 尼龍軸承在近幾年的發(fā)展已經(jīng)在橡膠工業(yè)中引起了很大的關(guān)注 這種軸承 的耐磨 抗壓 吸氣 好 便攜 適用于重載 骯臟的工作條件下使用 模具 的尼龍導(dǎo)熱系數(shù)的不足 熱膨脹系數(shù)大 所以不適合冶煉冶煉機(jī)溫度高 目前 一些廠商提出了耐高溫酚醛樹脂作為軸承材料 也有的提出在軸承體鉆孔 通 過冷卻水降低軸承軸頸的溫度 1 5 制動(dòng)裝置 眾所周知 開煉機(jī)的主要工作部分 輥 裸露在外 開煉機(jī)操作手冊(cè)的基礎(chǔ) 所以 不安全因素多 軋鋼機(jī) 緊急制動(dòng)是一個(gè)非常重要的問題 目前 它是機(jī)械 制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種制動(dòng)方法 常用的機(jī)械制動(dòng)電磁制動(dòng)塊式制動(dòng)裝置 該方法簡(jiǎn)單可靠 但需要增加一套機(jī) 械制動(dòng)裝置 如摩擦片和其他機(jī)械部件也會(huì)因磨損 需要經(jīng)常更換 音 電氣制動(dòng) 是常用的能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)的方法 簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu) 投資少 無灰塵和油脂的 影響 因?yàn)闆]有運(yùn)動(dòng)摩擦部件 無需維護(hù) 短缺 需要提供能量 近年來 一種新的方法 自勵(lì)發(fā)電機(jī)制動(dòng)剎車 它是利用異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 剩磁和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng) 總之 開煉機(jī)目前的使用狀況相對(duì)落后 有許多的研究和改進(jìn)是必要的 相信 很快 他將一個(gè)頑強(qiáng)的生命力和新的面貌展現(xiàn)在未來的橡膠和塑料工業(yè) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第二章 主要參數(shù)確定 3 第二章 主要參數(shù)確定 2 1 技術(shù)參數(shù) 開煉機(jī)的規(guī)格 1 45012 2 輥距 0 1mm 8mm 3 前輥線速度 18 9m min 4 速比 f 1 1 25 5 橫壓力 Pp 108000N 6 驅(qū)動(dòng)功率 55 千瓦 7 生產(chǎn)能力 70 1kg h 2 2 橫壓力的確定 利用膠料提煉流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ) 12fpDK A1 27f D450mc 剪切計(jì)算系數(shù) 17 0 P86 3 千 克 厘 米 PpL Pp1493千 克 利用推薦值 查表 900 千克 厘米x 10 L 120cm Pp 109666 1 千克PpcosL 通過對(duì)比 橫壓力為 Pp 109666 1 千克 2 3 驅(qū)動(dòng)功率 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第二章 主要參數(shù)確定 4 有經(jīng)驗(yàn)公式 11220 45 N9LR kw 有公式 123Vf 1f 3 0N26 k 選擇電機(jī)功率為 55kw 電機(jī) Y280M 6 N 980r min 電壓 380 v 2 4 生產(chǎn)能力 2 1 60Q qt 千 克 小 時(shí) q 一次容膠量 60 千克 0 93 千克 升 t 40 分鐘 Q 83 7 千克 93408 7 千 克 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 5 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng) 開煉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括電動(dòng)機(jī) 減速器 驅(qū)動(dòng)齒輪和速比齒輪的選擇 與布置 電動(dòng)機(jī) Y280M 6 n 980r min P 55kw 減速器 選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器 IQ75 12 5 i 12 64 3 2 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 0 軸 電動(dòng)機(jī) 0P5kw 0n98r min 309 51T 97N 軸 高 速 軸 10P 94 kw 聯(lián) 10n8r min 319 5 5T 61m98n 軸 中 間 軸 21P4 5097 52 9k 齒 承210n38 r in4 i 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 6 3229 5 5 910T24 Nm84pn 軸 低 速 軸 32P 7 5 kw 齒 承8 4n73r min0i 3 2 一級(jí)齒輪傳動(dòng) 39 5 1 T6 80N 選材及熱處理 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 241 286HBS 263 大齒輪 ZG310 570 正火 156 217HBS 186 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 先按解除強(qiáng)度設(shè)計(jì) 再按彎曲強(qiáng)度校核 3 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 初定螺旋角 14 12Zcos0 985 初取 KtZ2 t 1 1 ZE 188 9MPa1 2 取 a 0 5ui antan20 trc rc 56osos14 ttc 2 13 4b HZ 2cs t sin 2 3 91 0N630498054x1N 9120 6u ZN1 1 0 由圖 5 17 得 ZN2 1 05 ZX1 ZX2 1 0 取 HminS W LVR12 26li7MPal47Pa 由 得 N1XWLVRlim0 H 1 62 4M 1 9S 22Z 50ain15 45 0Pa 1 32atu125 87HEIBKTuZ 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 7 na280m0 7 2xa1 965 取 模 數(shù) nm4 取 1cos28cos14 Z 587 nu 取 2109 取 1Z2 2Z10 21i4 07z 實(shí) 4 7 i 修正螺旋角 12coscos41027 838nrmZr 147d 3cs 8n 209 4o nmZ 13 28V5 6m s606d 5754130n 由 VAK1 5 0 且 ba 284 齒 寬 4027 bd K1 5 AVa1 0 251 d2h m3483 tantan20atrc rc 9osos1 83 b1dt103 4 b2dcst421 8 arcsarcs t 9 08bd 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 8 2arcost 93bd 11 68tn 07ta 0tan2 93ta0 9Z si14si832 nbm 12Za0 7 12cos 98 bartn st arcnt1 83cos20 91 54 2c0 9Zh 45osi37zbt 12HE ktdu 2 530612 4518 907 89386 49MPa H 45 02Pa140 7 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 9N698 9N20 1 518bFlim290MPa F 1li 41Pan 4 stNXYS Fli260Pa F 29 337Zv18 1 COS Zv217 3 圖 5 14 Y Fa1 2 61 YFa2 2 22 圖 5 15 Ysa1 1 625 Ysa2 1 81 計(jì)算 82 0 92012 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 9 式 5 48 220 2570 571 54Y0 68 68COSbCOSa 計(jì)算尺跟彎曲應(yīng)力 1F1nFaKTdmYs 2 50669 MPa F 14Pa140 3 2 80 F6MPa F 9Pa 齒輪幾何參數(shù) Z12710u4 71529 t cos 83nm 1Dt0 2 d49 nz a8 3 a57 f1d2h cm10 32 5x410 32 df49 A8 49 B2b140b2510 i3 選材及熱處理 小齒輪 40Cr 241 286HBS 263 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 先按解除強(qiáng)度設(shè)計(jì) 再按彎曲強(qiáng)度校核 3 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 初定螺旋角 14 12Zcos0 985 初取 12 2tEKZ1 0 8 9MPa ui3 0a 取antn0trc rc 56osos4 tttat1cs2 13 4 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 10 12cosZh 43inbat 9N16308 0 62x1 91N0 2xu 由圖 5 17 得 ZN1 1 05 ZN2 1 115 ZX1 ZX2 1 0 SHmin1 0 取 Zw ZLVR 0 92 由 5 16 得 Hlim7MPa li47MPa N1XWli 20 h 1 Z 1 5 09265 lvrnLVRS 24 81ai H 48 6Pa 132 1 2 1atu4 86mMPaHEIBKTauZ 取 6nm 2cos40cos1Z132 06 nau 取 取 98 Z1 32 Z2 98 97 32i3 061Z 實(shí) 04i 6 1 修正螺旋角 cos12arcos498321 90narmZ 63d1 cs 89n 20 o1 nmZx 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 11 ln13 496 238 4V 57m s600d 由 5 4 且 Ka 1 0 57 bvZ Kv104 a 42 齒 寬 2 796bd K1 07 1 2 AVK10 7 35 da12h m96x608 2 a3 821tntantrc rc 47osos 39 db1at184 9db2cost56m trr 20 t2cos3 da 11 691tnt2tantzZ si20si 839 64nbm 12Za 76 12cos0 98 bartn sat 12 057 2cZh 4osibt 12HE28 6MPaKTbdu 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 9N13024902 54x1 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 12 9N20 6x1 YN12 SFmin41X2Y 0 STY2 5 18b li9MPa 120 F 41MPain 4 STNXYS lim260Pa F 9a 圖 5 14 Fa1Y2 5 Fa2Y 51 圖 計(jì)算Ysa1 4 sa1 8 1839 36 00 式 5 48 220 57cos0 7cos t 61 9b 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 12fnFasKTbdmY 2 3504260 9MPa01961 68 3 4MP f257 a 2Pa 齒輪的幾何參數(shù) Z13 98 u3 06 150 Mt cos2 nm d2 603 08163D19 2 8nz a20 9 da50 f1h Cm196 20 5618 92 df58 a38422 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 13 B2b0m b125102m 齒輪受力情況 齒輪 1 36Ft 9 47N10 2Td 圓 周 力 antan18320 16 軸 向 力 t6 r 57 coss徑 向 力 齒輪 2 T20943Ft 1 9N1 d an6tan86 0 t93 2r 34 5coss1 齒輪 3 2T04Ft 70 N16 d antan28394 t r 70 coscs1 齒輪 4 2T6380Ft 25 N1 d an075tan946 t2 0r 758 1coscs13 3 3 軸校核 軸 1 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 14 圖 3 2 軸 和受力分析圖 R1H4Ft328961 47328 R1H754 62N 2 8 adVr0 v93 0 F1v432 26 MHR754 6847 Nm 802159 v2139 30 T506Nm 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 15 圖 3 3 扭矩圖 1 12222HM1v8047 659 8375 0 302ca791 5 12 22 2aT87 6x589573 Mca30 6531 4w 2ca 7 1 b 69Pa 查 表 1c b 安 全 校核 剖面的疲勞強(qiáng)度 剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由表知 K 1 93 Kt 1 44 因此按此配合引起的應(yīng)力應(yīng)集中計(jì)算 剖面所產(chǎn)生的扭應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 16 MAXT12 8Pawt mxa64 絕對(duì)尺寸影響系數(shù) 0 7 0 76 表面質(zhì)量 91 91 剖面的安全系數(shù) SKa m 1914 95 4x6070 取 S 1 5 1 8 S s 安全 校核 V 剖面的疲勞強(qiáng)度 V 剖面應(yīng)力集中系數(shù) d90D1 324 65r 50 9rd K 故按配合引起的扭應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 3061max 4MPa 29Twt max1 82MPa 絕對(duì)尺寸影響系數(shù) 0 7 表面質(zhì)量 916 96 V 剖面安全系數(shù) 1S 43 29Ka 0 x82 m7 取 S 1 5 1 8 S s 安全 軸承的校核 選用深溝球軸承 型號(hào) 6216 A204 16204 16 58cor e YCr 0 028 0 22 1 99 Y 1 82 0 056 0 26 1 71 e 0 24 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 17 122R1 hv74 9 A0 26 41R 1225 P10 56YA0 674 918204 689 4 R5137 合格 631Lh5 0098 4 3 3 1 軸 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 18 圖 3 4 軸 和受力分析圖 R1H43F t9t2140 R1H4286 05N 20 3 9 vraFta2 R1v 2091 55N 49 16 R243F r10t402 R2v 8155 41NMh86 5187 N m 2149304923509vR2 8516 49 49 Fa1 0 14N 62627373m 合成彎矩圖 122614859 5 x0 74065 12263 1 9 7 4953x0 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 19 圖 3 5 扭矩圖 6T0 6294315692 3x10 16 5x 8 2 62 0 1673 2 62 4x 731 校核軸的強(qiáng)度 63T 0ca 52MPa1xW 63 查表 b 1 59MPa ca S 安全 校核 剖面 剖面因 H7 k6 配合的應(yīng)力集中系數(shù) K1 95 1 497 剖面因過渡圓角的應(yīng)力集中系數(shù) 8760 故按 剖面過渡圓角校核 1 12222M189RHV8946 059 847 2 37T043 max1 XW 1 m 剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力為 330 6 x2094ax 86MPad m1 a 絕對(duì)尺寸影響系數(shù) 0 68 0 68 表面質(zhì)量 0 941 0 9411S3 24Kam 7 8a 122S 取 S 1 5 1 8 S S 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 21 安全 軸承的校核 選用深溝球軸承 型號(hào) 6124 AFa32487 196 028 74N 6 001C Yore 0 028 0 22 1 99 Y 1 82 0 056 0 26 1 71 e 0 247 122R1 hv438 A0 2e1R 1229 6 P1R438 PR184 630L0h57 1402 9 合格 3 3 2 軸 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 22 圖 3 6 軸 和受力分析圖 R1h49Ft32075 132 R1H5960 N 2H14 ad4vr v87 2 F493702 R84 N Mv11256 4Nm 237 3789 T680m 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 23 圖 3 7 扭矩圖 1 12222HM1v8956 0156 49380 6 78394ca3 122aT450 Mca30 63862 52W ca 9 查表 b 1 59MPa ca S 安全 校核 剖面 剖面因配合 76HSin1 0 取 K1 95 0 剖面 1402D5dr dr48715 剖面因鍵槽 K 8 6 按 剖面的圓角校核 1 12222M30R1HV3059 87 574 0 T 613800 3874max6 1W 剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力為 36180ax7 69MPa 2T m 5 絕對(duì)尺寸影響系數(shù) 0 73 2 表面質(zhì)量 941 0 941 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 25 1SKam 51 8x094720 7 2 SKam 68 1 70 5943 9 112222 3 S7 取 S 1 5 1 8 S S 剖面安全 軸承的校核 選用深溝球軸承 型號(hào) 6220 A 4620 94 A4620 9 587Cor e Yor 0 056 0 26 1 71 Y 1 70 0 084 0 28 1 55 e 0 261 122R1HV605 0 7e1AR 122 28P10 56YA0 56 7046 90 4 R1176 合格 63Lh5 940078 3 7 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 26 3 4 鍵的校核 p 100 120 軸上的鍵 1825 4T306p p dh 軸上的鍵 兩個(gè) 2185 40943p p 185dh 2180 4T0943p p 18dh 軸上的鍵兩個(gè) 21860 463p7 p 1208dh 21460 4T63p7 p 180dh 鍵的校核全部合格 驅(qū)動(dòng)齒輪 小齒輪材料 45 調(diào)質(zhì) HBS1 240 大齒輪材料 45 ?；?HBS2 200 選取小齒輪齒數(shù) Z1 22 I 3 54 則 Z2 22x3 54 77 8 取 Z2 78 因?yàn)樗且粋€(gè)封閉式齒輪傳動(dòng) 齒輪硬度小于 hbs350 所以 根據(jù)齒面接觸疲 勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 然后根據(jù)齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度校核 速比齒輪 1 27 的齒輪比 速度比 兩齒輪中心距為 450mm 的傳輸 的扭矩通過傳動(dòng)比 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 27 當(dāng)比例很小 可近似認(rèn)為 兩輥轉(zhuǎn)矩相等 這比齒輪扭矩傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩 對(duì)齒輪 45 是 hbs1 240 和 45 往往是 hbs2 200 取 Z2 28 Z122x1 7 9 取 則 1a2mZ am8 又因?yàn)樗俦三X輪為了要滿足輥距調(diào)整要求 大輥距的開煉機(jī)的速比齒輪應(yīng)該采用有 漸開線的長(zhǎng)齒形 它的齒全高 H 2 5 2 6 m 齒頂高 H1 1 1 1 2 m 齒根高 h2 1 4m 齒全高 h 2 5m 45mm h1 1 1m 19 8mm 取 h1 20mm 則 h2 25mm 齒寬 b 15m 270mm 按彎曲強(qiáng)度校核 H h 強(qiáng)度滿足 按彎曲強(qiáng)度校核 F1 f f 2 強(qiáng)度滿足 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 28 第四章 主要零部件計(jì)算 4 1 輥筒 軋輥材料冷硬鑄鐵 他的特點(diǎn)是良好的內(nèi)在韌性 強(qiáng)度 表面耐磨性強(qiáng) 冷 硬鑄鐵輥分為普通冷硬鑄鐵和合金冷硬鑄鐵 用于合金冷硬鑄鐵的設(shè)計(jì) 滾筒的結(jié)構(gòu)有兩種 中空結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用中空結(jié)構(gòu) 滾筒的受力分析 開煉機(jī)輥看較大的軋制壓力 摩擦 溫度的手 傳動(dòng)齒輪的 齒輪比的大小和力量 此外 必須考慮重力輥 膠料對(duì)輥筒的橫壓力 Pp 109666 1 千克 Ppxcos108 千 克 Ppysin10943 千 克 驅(qū)動(dòng)齒輪的作用力 大驅(qū)動(dòng)齒輪的圓周作用力 2Mk P1d 千 克 經(jīng)過電機(jī)盒減速器還有大驅(qū)動(dòng)齒輪傳過來的扭矩 他們是提供前后混加工膠料 的需要 因此由前后輥共同承擔(dān) 為 Mk Mk1 Mk2 在煉膠時(shí)候相接近的認(rèn)為成 Mk1 Mk2 9740N1Mk296 kgcmn 26 gc 43 8 2MP914 3kgd 為大驅(qū)動(dòng)齒輪軸線與垂直先偏移角15 Pxpcso 1kgysin6 徑向力 壓力角 20 Ttan T 332 8kg xTsi8 1kg ycos321 5kg Tx86 y 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 29 速比齒輪的作用力 當(dāng)速比很小的時(shí)候可以近似的認(rèn)為 兩滾筒的扭矩相加 的總數(shù)即為大驅(qū)動(dòng)齒輪的扭矩 Mk 則 Mk Mk1 Mk22Mk1493 810P26 7kgd 圓 周 作 用 力 徑向力 T1 458 9kgT1tan5 g 自重后輥重 222040 0 36Vx1 1 x 145 222 3 6 40 3 8 5 m 33G17 810 10kg 3G1 70N 速比齒輪重 d96m 378x 22333 3 2 0 0 19 8210G 210N 大驅(qū)動(dòng)齒輪重 37 81kg 22341 0909G3 7 8109 81 0 輥筒的強(qiáng)度計(jì)算 輥筒的強(qiáng)度計(jì)算一般有 彎矩 之反力 扭矩和危險(xiǎn)斷面強(qiáng)度的計(jì)算 計(jì)算時(shí) 雖然前后輥筒的工作條件相似 為安全起見 看做后滾筒沿全長(zhǎng)傳遞 全部扭矩 此外 傳動(dòng)齒輪的力是在一端驅(qū)動(dòng) 齒輪的另一側(cè)也承受力 比前輥工 作條件差 所以只有在滾動(dòng)計(jì)算可以 輥筒的支反力計(jì)算 水平方向支反力 Ppxb PxTcT1a 2Rc 5480 3kg pb T1a 2Rbx 54 6kg 垂直方向支反力 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 30 PpyG2b PyTG3bcP12a Rc 1480 2kg 1ayT3c 2by 6 3b 合成支反力 55132 9kg 56029 0kgRbRc 輥筒彎矩和彎應(yīng)力計(jì)算 a 彎矩圖 圖 4 1 受力分析圖 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 31 如圖 以輥筒中部位計(jì)算斷面 其最大彎矩為 2RbPLM8 Mx304kg y679240kgcm 37156 kgcm 34DH1aW DH 計(jì)算外徑 a 內(nèi)外徑比 2430 da0 6Dh 3420 10 69 cm 2Mw87kg W b 剪應(yīng)力計(jì)算 2cmpkg 493 8c 30 Dh1a0 6 24923 86kg cm10 C 輥筒的強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)輥筒的抽離狀態(tài)時(shí)屬于彎曲和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用下的符合應(yīng)力 根據(jù)力學(xué)強(qiáng)度理論 可按修正后的第二強(qiáng)度理論計(jì)算工作用力 122uw0 34 21220 3 87487 kg cm 6 強(qiáng)度滿足 D 考慮溫度應(yīng)力對(duì)其強(qiáng)度的影響 輥筒的溫度應(yīng)力是由于輥筒內(nèi)外表面的溫度差產(chǎn)生的 機(jī)械應(yīng)力與溫度應(yīng)力同時(shí)作 用于輥筒 強(qiáng)度條件應(yīng)符合 機(jī) 溫 溫度應(yīng)力 EtbhZH2 1 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 32 線膨脹系數(shù) 51x0 C A 6E1 2x0kg cm R45cm r27cZH10 kg 在煉膠機(jī)正常操作時(shí) 輥筒的內(nèi)部要通冷卻水 因而其溫度應(yīng)力應(yīng)該是是外層受壓 內(nèi)層受拉 外表面 彎矩引起的為拉應(yīng)力 2H487 3kg cm 彎 總 H 彎 H ZH 328 8 此時(shí)強(qiáng)度滿足 內(nèi)表面 2487 320H9 5 彎 總 H 彎 H ZH 396 9 此時(shí)強(qiáng)度也滿足 綜上所述 輥筒的強(qiáng)度滿足 4 2 輥筒軸承 滾子軸承承受負(fù)荷大 且低溫高速 目前 滑動(dòng)軸承用在管飯 開始滾動(dòng)軸承 在大型混合機(jī)中的應(yīng)用 本設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)軸承 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 成本低 滑動(dòng)軸承由軸承體和軸襯兩部分組成 4 3 機(jī)架和橫梁 機(jī)架是軋機(jī)的支承部分 他應(yīng)該有足夠的力量來承擔(dān)一切機(jī)械力 同時(shí) 它應(yīng) 有足夠的剛度 應(yīng)力和彎曲變形不超過許可值 為了保證機(jī)器上安裝的零件的機(jī)器 零件的相對(duì)位置精度 車架的結(jié)構(gòu)可以分為三種類型 拆遷式開始 開放的框架被廣泛使用 它是由 一個(gè)垂直臂 下部件和上橫梁 臂和下梁作為一個(gè)整體 梁是火 容易移動(dòng) 組裝和 裝飾 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 33 4 4 輥距調(diào)節(jié)裝置 磨機(jī)的范圍一般在 0 1 15mm 以及常用的調(diào)距裝置可根據(jù)電源情況 分操 作簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)緊湊 運(yùn)行可靠 螺絲和螺母的機(jī)械式調(diào)距裝置一般采用矩形或梯形彈線 以作為力在接觸線的 平均線 一般不少于 10 圈 4 5 輥溫調(diào)節(jié)裝置 開煉機(jī)的平均功率一部分消耗在傳動(dòng)裝置的摩擦力的損失上 約占平均功率的 20 想周圍空氣散失的熱量及膠料帶走的熱量約占平均功率的 10 其余 70 平均 功率轉(zhuǎn)化為 u 熱量 由冷卻水導(dǎo)走 4 6 潤(rùn)滑系統(tǒng) 開煉機(jī)應(yīng)有的潤(rùn)滑系統(tǒng)是滾筒軸承的潤(rùn)滑 該設(shè)計(jì)一般所采用的潤(rùn)滑油為稀油 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 主要零部件計(jì)算 34 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 結(jié)論 35 結(jié)論 目前 該機(jī)使用的是相對(duì)落后的 仍然有許多領(lǐng)域的研究與改進(jìn) 如 橡膠減 震墊的取消對(duì)于重型設(shè)備移位提供便捷的龐大的基礎(chǔ) 消除噪聲 減少受沖擊和振 動(dòng)引起的廠房和基礎(chǔ)設(shè)備操作 此外 與該調(diào)距裝置的安全間隔加載的選擇 以及 框架可采用焊接件 減輕重量 同時(shí) 也可以改變它的外貌 在需要特別注意的是減速器的設(shè)計(jì)很多地方 減速是軸承的選擇必須慎重 本 設(shè)計(jì)選用的是深溝球軸承 并不是很好 雖然合格 但經(jīng)過多次失敗的檢查選擇 所以為了節(jié)省時(shí)間 可以很容易檢查軸承的主要類型 在減速器的設(shè)計(jì) 在傳輸兩齒輪材料不另兩齒輪相同 從而避免了粘結(jié)的現(xiàn)象 總之 開煉機(jī)在橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展 不僅不會(huì)被淘汰和不斷增長(zhǎng)的 尤其是 塑料橡膠開煉機(jī) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 參考文獻(xiàn) 36 參考文獻(xiàn) 1 雷天覺 新編液壓工程手冊(cè) M 北京 北京理工大學(xué)出版社 1998 2 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 化學(xué)工業(yè)出版社 1994 3 周士昌 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 4 王興天 注塑技術(shù)與注塑機(jī) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 董林福 趙艷春主編 液壓與氣壓傳動(dòng) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 6 張利平 液壓站 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 7 劉朝儒 彭福蔭 高政一 機(jī)械制圖 M 北京 高等教育出版社 2001 8 張利平 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 9 陸望龍 實(shí)用塑料機(jī)械液壓傳動(dòng)故障排除 M 長(zhǎng)沙 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 2002 10 M H Chiang L W Lee J J Tsai The concurrent implementation of high velocity control performance and high energy efficiency for hydraulic injection moulding machines Int J Adv Manuf Technol 2004 23 256 262 11 鐘漢如 注塑機(jī)控制系統(tǒng) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 12 張友根 我國(guó)注塑機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展方向 J 上海塑料 2004 03 13 趙建軍 電液控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) J 煤炭科學(xué)研究總院 2006 14 彭天好 徐兵 楊華勇 變頻液壓技術(shù)的發(fā)展及研究綜述 J 浙江大學(xué)學(xué)報(bào) 工學(xué)版 2004 15 賴茶秀 黃志堅(jiān) 液壓系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) J 南方金屬 2007 16 熊國(guó)中 國(guó)內(nèi)外注塑機(jī)液壓系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 兼論二通插裝比例控制技術(shù)在注 塑機(jī)中的應(yīng)用 J 塑料科技 1996 17 李晨 我國(guó)液壓傳動(dòng)的現(xiàn)狀及發(fā)展 J 山西建筑 2003 18 左健民 液壓與氣壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 19 章宏甲 黃誼 王積偉 液壓與氣壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 20 王明智 王春行 液壓傳動(dòng)概論 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 致謝 37 致謝 在本次設(shè)計(jì)中 得到了董林福老師的大力幫助 讓我在設(shè)計(jì)中知道了許多書本 上面沒有的知識(shí) 而且獲得了很多關(guān)于實(shí)際應(yīng)用的知識(shí) 更加掌握了機(jī)械制圖的諸 多技巧 使我能夠把大學(xué)里面學(xué)習(xí)的知識(shí)理解透徹 還能熟練運(yùn)用 能夠讓我在本 次設(shè)計(jì)中獲益匪淺 這次設(shè)計(jì)中所學(xué)的知識(shí)和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)我將來從事設(shè)計(jì)工作具 有巨大的實(shí)際意義 對(duì)于董林福老師 我深深表示衷心的感謝 大學(xué)生活不但讓我學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí) 更加教會(huì)了我許多做人的道理 明白 了當(dāng)你學(xué)會(huì)做人的時(shí)候才能做好事 在沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院的四年是我人生中最 后的學(xué)生時(shí)光 學(xué)生生涯很快就要結(jié)束了 但在人生道路上學(xué)習(xí)的路途還很是遙遠(yuǎn) 我會(huì)永遠(yuǎn)以身為沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院的學(xué)生為榮 努力為學(xué)校爭(zhēng)光添彩 最后 感謝培養(yǎng)了我四年的母校 感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo) 輔導(dǎo)員老師 以及各任課教 師的幫助 祝沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院更美好