B型雙模輪胎定型硫蒸機(jī)蒸汽室設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)題目：b型雙模輪胎定型硫蒸機(jī)蒸汽室設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)起止： 年 月 日目 錄一.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2二.硫化機(jī)的主要用途及結(jié)構(gòu)性能.3三.機(jī)器的結(jié)構(gòu).8四.主要技術(shù)參數(shù).9五.硫化機(jī)主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有關(guān)設(shè)計(jì)10六.微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)26七.設(shè)計(jì)總結(jié)31八.參考文獻(xiàn)33畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目 ：硫化機(jī)主傳動(dòng)微機(jī)控制系統(tǒng)一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)位置顯示微 機(jī)系 統(tǒng)放大控制執(zhí)行系統(tǒng)硫化機(jī)主傳動(dòng)控制面板反饋電路控制輸入位置信號(hào)反饋二、系統(tǒng)參數(shù)及功能1 電機(jī)型號(hào)的選擇2 蒸汽室位置的顯示3 控制面板4 各種功能部件5 事故報(bào)警三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1 硫化機(jī)主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2 微機(jī)控制

2、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 微控制程序設(shè)計(jì)4 模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四、應(yīng)完成的內(nèi)容：（1） 微機(jī)系統(tǒng)及接口電路（總圖幅不小于a2） （2） 控制程序框圖 （總圖幅不小于a2）（3） 控制程序清單 （不小于50頁(yè)）（4） 控制程序磁盤(pán)文件 （5） 硫化機(jī)總裝圖 （圖幅不小于a1）（6） 硫化機(jī)主傳動(dòng)部裝圖 （圖幅不小于a1）（7） 硫化機(jī)中非標(biāo)零件圖（總圖幅不小于a2）（8） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 硫化機(jī)的主要用途及結(jié)構(gòu)性能輪胎定型硫化機(jī)主要用于空心輪胎（汽車(chē)胎、工程胎、飛機(jī)胎、摩托車(chē)胎、力車(chē)胎等）的外胎硫化。輪胎定型硫化機(jī)是在普通個(gè)體硫化機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。本次設(shè)計(jì)的硫化機(jī)名為雙模輪胎定型硫化機(jī)，其型號(hào)ll-b525/42

3、20 x 2。該硫化機(jī)主要適用于普通外胎及子午線(xiàn)結(jié)構(gòu)外胎等充氣輪胎定型硫化。能自動(dòng)進(jìn)行裝胎、定型、硫化、卸胎及后充氣冷卻等一系列工藝操作。采用蒸鍋式（或熱板式）加熱，可使用兩半膜，也可以使用活絡(luò)膜，并配備有充氣裝置，供用戶(hù)硫化尼龍簾布線(xiàn)輪胎時(shí)配套使用。我國(guó)輪胎定型硫化機(jī)的發(fā)展十分迅速，自1963年開(kāi)始設(shè)計(jì)制造b型硫化機(jī)至今已有四十年的歷史，定型硫化機(jī)從無(wú)到有取得很大的成績(jī)。國(guó)產(chǎn)定型硫化機(jī)已基本形成系列。近年來(lái)，對(duì)于定型硫化機(jī)組開(kāi)展了研制工作，已取得了可喜的發(fā)展。 輪胎定型硫化機(jī)按不同角度分類(lèi)：按膠囊特點(diǎn)可分為：a型定型硫化機(jī)的（膠囊向下收藏）；b型定型硫化機(jī)（膠囊向上收藏）；ab型定型硫化機(jī)（

4、膠囊成“u”型收藏）。按加熱方式可分為：罐式定型硫化機(jī)；夾套式定型硫化機(jī)；板式定型硫化機(jī)。按傳動(dòng)方式可分為：連桿式定型硫化機(jī)；液壓式定型硫化機(jī)，液壓鎖環(huán)式定型硫化機(jī)。按是否用膠囊可分為：有膠囊定型硫化機(jī)；無(wú)膠囊定型硫化機(jī)。 雙模定型硫化機(jī)首先普遍應(yīng)用的是機(jī)械式硫化機(jī),采用曲柄齒輪連桿(或稱(chēng)四連桿)結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)單。在合模瞬間就加上合模力,以較小的電機(jī)功率可獲得較大的合模力。合模以后電機(jī)不再工作,而合模力可始終保持到重新開(kāi)模。目前世界上所采用的機(jī)械式硫化機(jī)雖生產(chǎn)廠家不同、規(guī)格型號(hào)各異,而且經(jīng)過(guò)多年不斷改進(jìn),但基本結(jié)構(gòu)都一樣,也都沒(méi)有變化。 在機(jī)械式硫化推廣應(yīng)用的同時(shí),也出現(xiàn)了液壓式硫化機(jī)。但由

5、于開(kāi)始時(shí)液壓式硫化機(jī)對(duì)機(jī)械式硫化機(jī)的優(yōu)越性不很明顯,而且當(dāng)時(shí)液壓技術(shù)還不很成熟,輪胎廠對(duì)液壓式硫化機(jī)的維修保養(yǎng)還不很適應(yīng),因此在一段時(shí)間內(nèi)液壓式硫化機(jī)沒(méi)有象機(jī)械式硫化機(jī)那樣得到普遍推廣。但隨著汽車(chē)工業(yè)和輪胎工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)輪胎的均勻性提出了越來(lái)越高的要求,也對(duì)硫化機(jī)的工作精度提出了越來(lái)越高的要求,液壓式硫化機(jī)的優(yōu)越性就充分地顯示出來(lái)了。同時(shí)液壓技術(shù)也日趨成熟,維修保養(yǎng)也不再成為大問(wèn)題。所以現(xiàn)在世界上主要輪胎公司已逐步采用液壓式硫化機(jī)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式硫化機(jī)。他們?cè)诮ㄔO(shè)新廠或?qū)蠌S進(jìn)行技術(shù)改造時(shí),已基本上采用液壓式硫化機(jī)。液壓式硫化機(jī)替代機(jī)械式硫化機(jī)已成為無(wú)可置疑的發(fā)展趨勢(shì)。 機(jī)械式硫化機(jī)有其

6、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),但這種結(jié)構(gòu)也同時(shí)帶來(lái)了一些固有的弱點(diǎn)。 雙模硫化機(jī)結(jié)構(gòu)上是左右對(duì)稱(chēng)的,但由于制造上的誤差,不可能做到絕對(duì)對(duì)稱(chēng)。硫化機(jī)制造廠采取各種措施以保證零件的對(duì)稱(chēng)性,例如連桿成對(duì)加工,墻板成對(duì)加工,盡量采用數(shù)控機(jī)床等,但對(duì)上橫梁、底座、曲柄齒輪、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)齒輪等,很難做到絕對(duì)對(duì)稱(chēng)。由于存在這對(duì)稱(chēng)性誤差問(wèn)題,為了保證機(jī)器靈活運(yùn)轉(zhuǎn),各運(yùn)動(dòng)零件的配合一般都采用較松的配合公差。如連桿孔與上橫梁軸及曲柄銷(xiāo)的配合為(e8/e8),曲柄齒輪軸與底座孔的配合為(e8/e8),上橫梁軸與滾輪的配合為(f8/e8),滾輪與墻板導(dǎo)槽的配合為(h9/f8),上橫梁端面、底座端面與連桿平面之間的累積間隙為1.151.5

7、mm等。這不對(duì)稱(chēng)性和這些公差的存在進(jìn)一步對(duì)硫化機(jī)的合模精度特別是重復(fù)精度造成不利影響。 機(jī)械式硫化機(jī)的結(jié)構(gòu)還決定了上橫梁銷(xiāo)軸施加于連桿上部銅套的力、曲柄齒輪軸施加于連桿下部銅套的力,和曲柄銷(xiāo)施加于連桿下部銅套的力都是不均勻的,見(jiàn)圖1。而且這幾個(gè)連接部分都在重負(fù)荷下轉(zhuǎn)動(dòng),這不可避免地造成這些銅套的不均勻的和較嚴(yán)重的磨損。而銅套的磨損將進(jìn)一步降低硫化機(jī)的合模精度。為了保持硫化機(jī)一定的合模精度,這些銅套的磨損程度必須經(jīng)常檢查并及時(shí)更換。 此外,機(jī)械式硫化機(jī)的合模力是在曲柄銷(xiāo)到達(dá)下死點(diǎn)瞬間由各受力構(gòu)件的彈性變形量所決定的。而溫度變化將使受力構(gòu)件尺寸發(fā)生變化,合模力也將隨之而變化。因此機(jī)械式硫化機(jī)的合模

8、力對(duì)溫度是比較敏感的。在投入使用前或停機(jī)一段時(shí)間重新開(kāi)動(dòng)時(shí)一定要預(yù)熱。生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境溫度或工作溫度的波動(dòng)都將造成合模力的波動(dòng)。 機(jī)器的結(jié)構(gòu) 本機(jī)屬b型雙模輪胎定型硫化機(jī)。用曲柄連桿傳動(dòng)，采用蒸鍋式（或熱板式）加熱，升降翻轉(zhuǎn)式開(kāi)合模。膠囊伸直或收縮由中心機(jī)構(gòu)操縱；機(jī)械手升降、轉(zhuǎn)動(dòng)、卸胎機(jī)構(gòu)進(jìn)出均采用水缸驅(qū)動(dòng)；后充氣采用二位四點(diǎn)式裝置；控制系統(tǒng)采用plc可編程控制程序控制。本機(jī)主要由機(jī)器、傳動(dòng)裝置、中心機(jī)構(gòu)、蒸汽室、裝胎機(jī)構(gòu)、卸胎機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、活絡(luò)模操縱裝置、管路系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。 主傳動(dòng)主機(jī)構(gòu)： 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由平面二次包絡(luò)蝸輪減速機(jī)，二對(duì)齒輪副，曲柄及連桿組成。由主電機(jī)帶動(dòng)蝸輪減速機(jī)，經(jīng)

9、左、右各兩對(duì)開(kāi)式齒輪副降速，再由兩邊曲柄齒輪傳至連桿。帶動(dòng)橫梁、上模作升降和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并使合模時(shí)獲得足夠的預(yù)緊力，能充分保證硫化輪胎的質(zhì)量。 系統(tǒng)參數(shù)及功能序 號(hào)項(xiàng) 目參 數(shù)1蒸汽室數(shù)目2 個(gè)2蒸汽室內(nèi)徑1525 mm3最大合模力4220 x 2 kn4模型高度254635 mm5適用鋼圈直徑1624 in6主電機(jī) lg41-613 kw 890 r/min7機(jī)械手爪張開(kāi)（閉合）直徑630 （360） mm8膠囊真空度005 mpa9過(guò)熱水壓力28 mpa10硫化蒸汽壓力07（熱板1.04）mpa11動(dòng)力水壓力07 ，1.0 ,1.4 mpa12動(dòng)力空氣壓力2125 mpa13控制氣源壓力03

10、5 mpa14最大充氣壓力14 mpa15開(kāi)（合）模理論時(shí)間約 90 s16垂直開(kāi)模距離660 mm17抓胎器最大升降行程1620 mm18外型尺寸（長(zhǎng)x 寬x 高）4560 x 3720 x 3850 mm19總重約 60 t五硫化機(jī)主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有關(guān)設(shè)計(jì)1.電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)一般裝于定型硫化機(jī)底座上面，故工作位置靠近蒸汽過(guò)熱水及冷卻水的導(dǎo)管，并在蒸汽室之下，因此電動(dòng)機(jī)可能會(huì)受到泄漏的介質(zhì)或蒸汽室操作過(guò)程中所濺落的水浸入，所以選擇電機(jī)要有良好的密封性，通常電機(jī)安裝在減速器的殼體上，以防止硫化過(guò)程中介質(zhì)的浸入。定型硫化機(jī)的電機(jī)是可逆工作的，在啟模和閉模的瞬間要產(chǎn)生很大的力矩，故選擇電機(jī)還要具

11、有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或高轉(zhuǎn)差率，這可以選用起重電動(dòng)機(jī)或船用電電機(jī)，它們的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩往往比額定轉(zhuǎn)矩高幾倍，這就可以較好的保護(hù)電機(jī)不超載，保證啟模順利進(jìn)行，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。根據(jù)以上要求，選擇lc416型電動(dòng)機(jī)，功率為13kw，轉(zhuǎn)速為890r/min。2.減速器的選擇 定型硫化機(jī)一般均采用蝸輪桿減速器，蝸輪減速器的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)及制造簡(jiǎn)單，而且可以自鎖，自鎖是定型硫化機(jī)傳動(dòng)裝置必須具備的條件之一。 由于減速器的工作裝置靠近蒸汽室過(guò)熱水及冷水的導(dǎo)管和設(shè)備，若水份浸入減速成裝置時(shí)，則將引起潤(rùn)滑性能下降，所以減速器和電動(dòng)機(jī)都要求密封性好。 定型硫化機(jī)所使用的蝸輪蝸桿減速器，是按照超負(fù)荷來(lái)計(jì)算的，所以應(yīng)創(chuàng)

12、造一切條件減輕其工作壓力，減速器的工作合理，蝸輪蝸桿的材料選擇適當(dāng)，潤(rùn)滑及油量等問(wèn)題處理得當(dāng)，對(duì)蝸桿蝸輪的情況及使用壽命有良好的延長(zhǎng)效果。蝸輪蝸桿減速器要保證較高的加工精度，確保減速器有較高的工作效率是非常必要的，否則會(huì)影響到預(yù)緊力升不上去，目前多采用阿基米德蝸桿減速器，但它的效率較低，若用球面蝸輪副或圓弧齒圓柱蝸桿減速器，效率可提高，但制造困難，而采用平面二次包絡(luò)弧面蝸桿傳動(dòng)，可解決以上的困難。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由平面二次絡(luò)蝸輪減速機(jī)，二對(duì)齒輪副，曲柄及連桿組成。由主電機(jī)帶動(dòng)蝸輪減速機(jī)，徑左、右各兩對(duì)開(kāi)式齒輪副降速，再由兩邊曲柄齒輪傳至連桿。帶動(dòng)橫梁，上模作升降和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并使合模時(shí)獲得足夠的預(yù)緊力

13、，能充分保證硫化輪胎的質(zhì)量。平面二次包絡(luò)弧面蝸桿減速器，雖然在我國(guó)生產(chǎn)的歷史不長(zhǎng)，但是發(fā)展極為迅速，已成功地應(yīng)用于冶金、礦山、化工、石油、起重運(yùn)輸及航天航海各項(xiàng)工程中，并在苛刻的工作條件下，進(jìn)行了工業(yè)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)，表示了該傳動(dòng)的優(yōu)良特性，這一種包絡(luò)面蝸桿減速器和各類(lèi)圓柱蝸桿減速器相比，具有承載能力大，傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，尤其適用于重載動(dòng)力傳動(dòng)裝置。綜上所述，定型硫化機(jī)選擇二次包絡(luò)弧面蝸桿減速器。減速器的計(jì)算：蝸桿設(shè)計(jì)主要是撓度計(jì)算和檢驗(yàn)蝸桿強(qiáng)度，其撓度計(jì)算公式如下f=l3(pp2+p02)1248ei cm式中 l螺旋蝸桿的長(zhǎng)度 pp蝸桿上徑向力 kn p0蝸桿上軸向力 kn i螺旋蝸

14、桿橫截面的相當(dāng)慣性矩 cm4 e材料的彈性模數(shù) kgcm2i=d4(0.375+0.625d)d=蝸桿螺旋部分內(nèi)直徑 cmd=蝸桿螺旋部分外直徑 cm螺桿允許撓度為 fm20 cm(m為模數(shù))代入?yún)?shù)后，經(jīng)計(jì)算選取傳動(dòng)比為1：93，中心矩為360mm，模數(shù)為6.72，蝸桿頭數(shù)為1的二次平面包絡(luò)弧面螺桿減速器。 3.傳動(dòng)系統(tǒng)定型硫化機(jī)在一個(gè)硫化周期中，傳動(dòng)系統(tǒng)各部件依次承受克服定型外胎的力、合模時(shí)的預(yù)緊力、橫壓力、啟模時(shí)及模型脫離外胎的力、上升和下翻蒸汽室的力等，其中以預(yù)緊力為最大，此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗功率也最大。 目前定型硫化機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)以機(jī)械連桿式為主流，有液壓式的，后者用得較少，亦較簡(jiǎn)單。 在機(jī)

15、械工作過(guò)程中，如外胎硫化，外胎定型或在其它情況下，在機(jī)器停機(jī)時(shí)，必須保持傳動(dòng)系統(tǒng)自鎖，所以在傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有蝸輪蝸桿減速器。它起自鎖和剎車(chē)作用，另外，為了停車(chē)準(zhǔn)確和更好自鎖，傳動(dòng)系統(tǒng)中一般裝有自鎖器。 在啟模和閉模過(guò)程中，要求上模型的運(yùn)動(dòng)速度是可變的。最初翻轉(zhuǎn)橫梁時(shí)速度最大。而隨著模型接近胚胎時(shí)，速度必須減慢。特別是閉模時(shí)，為了避免產(chǎn)生劇烈的撞擊，在兩個(gè)模型接觸瞬間，速度最好為零。曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)最符合上述要求。 曲柄連桿或傳動(dòng)裝置主要由電機(jī)、減速箱、橫梁、連桿、曲柄輪等組成。連桿上端有橫梁連桿下端與曲柄輪的銷(xiāo)軸連接，由柄輪通過(guò)半軸安裝在機(jī)駕上。通常半軸是與曲柄輪固定在一起，并隨著其一起轉(zhuǎn)動(dòng)

16、的，但也有將半軸一端固定在機(jī)架上，另一端安裝曲柄輪，當(dāng)曲柄輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，半軸仍靜止的。這種結(jié)構(gòu)減少了運(yùn)動(dòng)磨擦的表面積，但曲柄只是懸臂地支放在半軸的一端。穩(wěn)定性和工作條件可能較差，特別是曲柄輪軸承的工作條件更差。為了制造和維修方便和提高使用效果，在運(yùn)動(dòng)軸頸的磨擦表面上加上襯套。主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖傳動(dòng)路線(xiàn)如下：電動(dòng)機(jī)蝸輪蝸桿減速器中間齒輪曲柄齒輪連桿到橫梁。橫梁上裝有連桿，在連桿上固定著滾輪，它在側(cè)極的溝槽中滾動(dòng)，由滾輪保證橫梁按上術(shù)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)，并使它不旋轉(zhuǎn)。4.連桿的設(shè)計(jì)連桿是定型硫化機(jī)主要受力件之一，它在鎖模和硫化時(shí)承受巨大拉力，對(duì)連桿除要求有足夠的強(qiáng)度處，還要求有一定的剛度，使其在最大鎖模力作用下，

17、不應(yīng)有太大的變形，現(xiàn)在使用的機(jī)器中，當(dāng)鎖緊模型后，連桿變形量在0.30.6mm之間。 連桿一般用a3和a4鋼制造，對(duì)提高了鎖模力的機(jī)器，為縮小連桿的尺寸和重量，可改用較高的搞拉強(qiáng)度極限和抗拉屈服點(diǎn)的優(yōu)制鋼材制造，所以，這里選用30號(hào)鋼，示意如圖二所示：圖二：連桿示意圖由上圖分析連桿的受力情況可知，其危險(xiǎn)斷面可能出現(xiàn)在及處，為了安全起見(jiàn)，取h=640mm,d=381mm,l=2841mm,b=200mm b1=112mm,d1473mm,c=7mm在定型硫化機(jī)的傳動(dòng)裝置中，鎖模辦是很很大的，由鎖橫力產(chǎn)生的摩擦也不小，它對(duì)連桿產(chǎn)生很生要的影響。連桿斷面，因?yàn)殚_(kāi)孔而被削弱，所以用環(huán)l從外側(cè)加強(qiáng)，在應(yīng)

18、力分布不均勻時(shí)集中應(yīng)力尚可希望產(chǎn)生于連桿中心線(xiàn)上，免除連桿產(chǎn)生附加偏心彎曲，也不致增加兩連桿間間距，環(huán)2用焊接與連體結(jié)合，并分擔(dān)連桿體的部分載荷。在連桿開(kāi)口處應(yīng)力顯著增大，造成應(yīng)力集中，連桿兩端軸承開(kāi)孔處的點(diǎn)應(yīng)力集中更為嚴(yán)重，因此在沒(méi)有必要時(shí)應(yīng)盡量少七開(kāi)孔。定型硫化機(jī)的連桿體上，一般裝有測(cè)力機(jī)構(gòu)，它能指示出硫化機(jī)在工作中連桿上的拉力（即預(yù)緊力）的大小，避免硫化機(jī)過(guò)載。5.測(cè)力機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)共兩套分別裝于左右連桿上,用來(lái)測(cè)量硫化過(guò)程中合模力的大小并指數(shù)值.工作原理:在合模力的作用下,連桿會(huì)產(chǎn)生彈性變形而伸長(zhǎng),根據(jù)物體彈性變形的大小與受力成正比的關(guān)系(即胡克定律)，測(cè)量一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)連桿伸長(zhǎng)量的大小。

19、通過(guò)噸位表的換算顯示出受力體的大小，噸位表示在結(jié)構(gòu)上與百分表完全一致。測(cè)量頭移動(dòng)0.5mm，表示指針轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，只是將顯示的數(shù)值換算成噸位值。工作過(guò)程中，連桿的實(shí)際變形量很小的，所以在使用時(shí)測(cè)量桿的下端應(yīng)緊固，不允許有間隙或松動(dòng)。表應(yīng)安裝于上端，位置應(yīng)正確，亦應(yīng)緊固，在硫化機(jī)無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下，調(diào)整測(cè)量桿上端時(shí)調(diào)節(jié)器節(jié)螺栓，使其頂住測(cè)量頭，并預(yù)壓使噸位表指針轉(zhuǎn)動(dòng)三圈，擰緊防松螺母，最后轉(zhuǎn)動(dòng)表蓋指針對(duì)零。這樣即能正確反映實(shí)際合模力大小。6.長(zhǎng)軸的設(shè)計(jì)軸支承著轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過(guò)軸承與機(jī)架連接，軸上零件與軸、軸承組成了一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合件軸系部分。所以在軸的設(shè)計(jì)中不能只考慮軸本身，必須考慮

20、軸承部件的整體結(jié)構(gòu)。為了使軸系部件安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)，軸必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求： 有足夠的強(qiáng)度承受作用主軸上的載荷； 軸的彎曲變形不應(yīng)使軸與軸承產(chǎn)生邊緣接觸，同時(shí)，軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度應(yīng)保證機(jī)械精度和綜合力學(xué)性能。 軸的工作轉(zhuǎn)速必須避開(kāi)臨介轉(zhuǎn)速的20%范圍，保證平穩(wěn)回轉(zhuǎn)。 根據(jù)軸的使用條件選取經(jīng)濟(jì)的材料及恰當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞?，結(jié)構(gòu)形式和加工方法。長(zhǎng)軸左傳動(dòng)進(jìn)要承受較大的載荷，故取優(yōu)質(zhì)的碳素鋼45鋼作為材料，最后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，長(zhǎng)軸由底座上的加強(qiáng)筋兩邊對(duì)稱(chēng)支承，軸的兩端與兩個(gè)齒輪進(jìn)行聯(lián)接，為了傳遞動(dòng)力，必須用鍵進(jìn)行定位，該處選擇楔鍵，中間與蝸輪進(jìn)行聯(lián)接，由普通平鍵進(jìn)行定位，這了加工簡(jiǎn)便，該軸應(yīng)該是多級(jí)

21、階梯有狀。估算軸頸d （實(shí)心軸）電動(dòng)機(jī)額定功率為13kw，額外負(fù)擔(dān)定轉(zhuǎn)速為890r/min，減速器傳動(dòng)比為1：93，所以軸承轉(zhuǎn)速為10.5r/min。故代入公式：d365/r1/3(p/n)1/3 r許用應(yīng)力，45鋼，值取 為50。 p 電機(jī)功率。 n 軸的轉(zhuǎn)速 。所以： d365/501/3(13/890 93)1/3=106.4mm 取d=110 軸的轉(zhuǎn)矩：t=9.55106p/n=9.5510613/10.5=1.04103(nm)其示意圖如圖三所示：15215248609248092159 圖三:長(zhǎng)軸示意圖7.曲柄輪的設(shè)計(jì)曲柄輪也是主要受力零件之一，特別是軸頸尺寸的選擇對(duì)傳動(dòng)裝置的工作

22、有重大意義。因?yàn)檩S頸上的負(fù)荷與頸徑無(wú)關(guān)，對(duì)特點(diǎn)機(jī)器，負(fù)荷是一定值，則軸承內(nèi)摩擦變?yōu)槎ㄖ?。但軸承內(nèi)的摩擦力矩是與頸徑成正比的，故頸徑小，傳動(dòng)裝置的功率小，頸徑大，功率在。設(shè)計(jì)時(shí)，在保證半軸和鎖軸安全工作的條件下，應(yīng)晝減小頸徑尺寸。曲柄輪采用鑄鋼件，由柄輪銷(xiāo)軸與半軸可用中碳鋼鍛件,對(duì)于重負(fù)荷的機(jī)器可用合金鋼。由于鎖模進(jìn)，傳動(dòng)裝置的絕大部分功率都消耗在半軸、鎖軸與軸承間的摩擦上，因此必須提高它的硬度，如通過(guò)熱處理等，以減少其摩擦系數(shù)，降低功率消耗。如圖（四）所示為曲柄輪受力（包括反支力）彎矩圖。最大彎矩在-斷面 mmax=rcl2 kg/cm這斷面還有摩擦扭矩： mm=1/2(racl3rbcl2)

23、f kg/cm其中：ra 、rb 、rc分別為支承點(diǎn)a、b、c支反力，單位為kg；l2支承點(diǎn)b、c間中心距，單位為cm；d2、d3分別為支承點(diǎn)a、b軸徑，單位為cm;f摩擦系數(shù)。 斷面-處彎曲應(yīng)力為：max= mnmax/(d3/32)kg/cm2扭應(yīng)力n=mn/(d3/16) kg/cm2危險(xiǎn)斷面-處的總應(yīng)力為：=(2wmax6n2)-2 =16/(/d32)(4mwmaxmn2)-2 kg/cm2圖四:彎矩圖 其強(qiáng)度條件：此外，斷面也應(yīng)酬進(jìn)行驗(yàn)算，可作為懸臂梁考慮，其總應(yīng)力也是合成應(yīng)力。斷面也產(chǎn)生較大彎矩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮對(duì)這一部分的輪幅進(jìn)行加強(qiáng)。表一：各齒輪參數(shù)如下序號(hào)齒數(shù)模數(shù)材料數(shù)量110

24、918qalio-4-4 ht20-401(組合件)2181840cr237212zg3524201240cr251818zg452微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)定型硫化機(jī)的自動(dòng)化水平是較高的，一般對(duì)內(nèi)溫、內(nèi)壓及蒸汽室內(nèi)（或蒸汽夾套）等的溫度均能測(cè)量、記錄與控制。整個(gè)硫化周期亦有采用程序控制的（包括后充氣作業(yè)），此外還設(shè)有定型控制裝置，模型清潔與涂隔離劑裝置，膠囊預(yù)熱裝置，膠囊泄漏檢查器，膠囊使用次數(shù)記錄器，安全桿與壓力開(kāi)關(guān)（蒸汽室有內(nèi)壓時(shí)不能打開(kāi)）等，故定型硫化機(jī)基本上可不用手操作，只需要在硫化機(jī)前的存胎器的胎座能保證供應(yīng)生胎，整個(gè)周期即可自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行。 按定型硫化機(jī)的控制方法可分為單機(jī)自控和群控形式兩種

25、。 目前，單機(jī)自控在國(guó)內(nèi)處使用較為普遍，它們的控制通常由主令控制（包旋凸輪和微機(jī)開(kāi)關(guān)組成），時(shí)間繼電器、時(shí)序控制器、行程開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)及繼電器、電磁閥元件組成，由這些元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，硫化過(guò)程中各工序的自動(dòng)控制。一、 基本原理橡膠制品的硫化過(guò)程，就是將其放在一定溫度一定壓力的硫化模腔內(nèi),保持一定的時(shí)間,進(jìn)行一種高分子反應(yīng),橡膠硫化性能的好壞取決于其所達(dá)到的硫化程度。過(guò)硫會(huì)使產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)脆，欠硫化使產(chǎn)品發(fā)軟，表面出現(xiàn)“白霜”。因此，在橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中，硫化工藝是必不可少的重要一環(huán)，也是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)重大影響的關(guān)鍵一步。為了使橡膠達(dá)到性能的最佳的硫化程度，傳統(tǒng)的做法是，通過(guò)控制硫化時(shí)間來(lái)完成整個(gè)硫化過(guò)程，這一種

26、方法稱(chēng)為定時(shí)硫化工藝，它是以模腔內(nèi)溫度和壓力恒定作為前提條件的。但是為了降低成本，橡膠廠一般采用飽和蒸汽作為熱介質(zhì)的，由于生產(chǎn)組織和環(huán)境的復(fù)雜性，以及某些機(jī)械和電氣設(shè)備的故障，使得模范作用熱鍋爐的蒸汽壓力經(jīng)常產(chǎn)生或大或小的波動(dòng)，從而這種供熱系統(tǒng)不能使硫化模腔內(nèi)的溫度保持不變。對(duì)于大廠來(lái)講，鍋爐大，熱慣性大，加上采用開(kāi)環(huán)或閉環(huán)溫度穩(wěn)定系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)飽和熱蒸汽壓力，尚可減小溫度波動(dòng)的幅度，而對(duì)于小廠來(lái)講，這個(gè)問(wèn)題就顯得更加突出了。同時(shí)，就是時(shí)間控制，也因這樣那樣的原因而不能得到準(zhǔn)確保證。因此，定時(shí)硫化工藝不能實(shí)現(xiàn)最佳硫化。根據(jù)橡膠硫化理論，硫化效應(yīng)是衡量膠料硫人程度深淺的一個(gè)尺度。因此，只要使橡膠制品

27、獲得最佳硫化效應(yīng)，就可使其達(dá)到最佳硫化程度。基于這種等效硫化概念來(lái)控制橡膠制品硫化過(guò)程的方法，稱(chēng)為等效硫化工藝。在硫化濕度恒定的情況下，硫化效應(yīng)： e=it=k(t-t0)/10t式中i硫化強(qiáng)度 k硫化濕度系數(shù) t從橡膠制品特定部位實(shí)測(cè)得的硫化溫度 t硫化所經(jīng)歷的時(shí)間t0規(guī)定硫化所采用的標(biāo)準(zhǔn)溫度 在一定范圍內(nèi)，忽略k、隨t的非線(xiàn)性變化，因而有范德霍夫方程 e1=e2k k(t-t0)/10選t2=t0，因而e2=t，因此等效硫化工藝可根據(jù)溫度的變化，隨時(shí)間調(diào)整硫化時(shí)間，確保最佳硫化效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。二、 設(shè)計(jì)思想 定型硫化機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，主要是控制主電機(jī)的工作過(guò)程，當(dāng)機(jī)械手把生胎存放好后，主電機(jī)

28、旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)橫梁合模，定時(shí)器t1延時(shí)15秒，合模后進(jìn)行硫化，定時(shí)器t0延時(shí)76分鐘，得到最佳硫化輪胎，主電機(jī)又開(kāi)始工作，帶動(dòng)橫梁開(kāi)模，定時(shí)器t2也延時(shí)15秒，然后這樣重復(fù)下去，硫化第二個(gè)輪胎，為了安全起見(jiàn)，在橫梁的極限位置裝上限位器。三、 硬件的設(shè)計(jì)為保證主電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，主電路中接入兩個(gè)接觸器km1和km2，在控制電路中也有兩個(gè)輔助觸點(diǎn)km1和km2。在控制電路中，可用電氣控制，也可用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，但單片機(jī)本就有蕊片集成度過(guò)高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊小而全的特點(diǎn)，mcs51單片機(jī)在簡(jiǎn)單的場(chǎng)合下應(yīng)用，幾乎不需要增加其他的硬件資源，就可構(gòu)成一個(gè)最小應(yīng)用系統(tǒng)，使用非常方便。不過(guò)對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，最小應(yīng)用系統(tǒng)

29、往往不能滿(mǎn)期足要求，必須在片外擴(kuò)展相應(yīng)的資源，單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展包括程序內(nèi)存儲(chǔ)器rom/ram的擴(kuò)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）擴(kuò)展，i/o擴(kuò)展，定時(shí)/計(jì)數(shù)擴(kuò)展，中斷系統(tǒng)擴(kuò)展，以及其他特殊功能的擴(kuò)展。橡膠硫化機(jī)單片微型電腦控制器的模擬輸入量為溫度和內(nèi)壓信號(hào)，需a/d轉(zhuǎn)換，從精度考慮，8位就夠了，其它輸入信為：起動(dòng)信號(hào)，上限位置信號(hào)，和下限位置信號(hào)。起動(dòng)信號(hào)由機(jī)械手放外胎，離開(kāi)模子后按動(dòng)電鈕開(kāi)關(guān)給出，單片機(jī)只有接收到起動(dòng)信號(hào)才能開(kāi)始硫化，并自動(dòng)達(dá)到最佳硫化程度，自動(dòng)開(kāi)模結(jié)束硫化過(guò)程。上、下限位置相應(yīng)于開(kāi)、合模的極限位置信號(hào)，顯然，起模位置生如不關(guān)斷電動(dòng)機(jī)，將使電動(dòng)機(jī)處于卡死狀而燒毀。輸出信號(hào)包括工位時(shí)間值的顯示以及電動(dòng)機(jī)和電磁閥的控制，電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和停止相應(yīng)于合模、開(kāi)模、停機(jī)。由電磁閥的吸合、釋放相應(yīng)于內(nèi)壓的加減。 根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)對(duì)i/o口的要求，控制器的硬件原理如圖如示。四、 調(diào)試方法 本控制器