xk500開煉機傳動系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

摘要煉膠設(shè)備是橡膠工業(yè)之中的通用的設(shè)備，在所有的橡膠制成品加工中都必須要經(jīng)過煉膠加工工序。所以，煉膠設(shè)備在橡膠機械中最重要的設(shè)備之一。目前的煉膠設(shè)備里主要有開煉機、密煉機-間歇式生產(chǎn)，（目前通用），連續(xù)混煉擠出機-連續(xù)式生產(chǎn)，（橡膠方面正在研究之中，塑料方面已全部工業(yè)化）。在橡膠工業(yè)中，混煉車間是整個行業(yè)的核心，是橡膠工廠最重要的部門，也是能源消耗大戶，占全廠40%，也是目前重點節(jié)能的部門或工序之一。它包括烘箱、切膠機、開煉機、密煉機及其輔機。近年來，國外橡膠工業(yè)有了迅速的發(fā)展，不僅在各個加工技術(shù)方面有相當?shù)倪M步，而且設(shè)備方面有很大的發(fā)展，廣泛地應(yīng)用電子計算機管理和控制煉膠作業(yè)，大大地提高了煉膠系統(tǒng)地自動化水平，同時也引起了煉膠系統(tǒng)的變化。多年來，國外對煉膠系統(tǒng)的技術(shù)改革實踐證明：首先改革煉膠機及其裝置，并使之現(xiàn)代化，以取得較高的勞動生產(chǎn)率、較高的效率和煉膠作業(yè)最佳化，才能真正實現(xiàn)煉膠系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新。經(jīng)過多年的改革，當代煉膠系統(tǒng)尤其是輪胎廠的煉膠系統(tǒng)已發(fā)展成自動化水平較高的工程系統(tǒng)。開煉機是開放式煉膠機的簡稱，在橡塑工業(yè)中開煉機是使用歷史頗為悠久的加工設(shè)備之一、其伴隨著橡塑工業(yè)的產(chǎn)生而出現(xiàn)，伴隨著橡塑工業(yè)的發(fā)展而逐漸發(fā)展。是橡塑工業(yè)中用來加工橡膠、塑料的最常用設(shè)備之一，也作為基本設(shè)備之一。據(jù)初步統(tǒng)計，當前我國每年生產(chǎn)開煉機的臺數(shù)是5000臺。每年也有一定數(shù)量的開煉機出口到東南亞等國家。開煉機主要使用于對于天然橡膠的塑煉，配合劑和生膠的混煉?；蛘弋斪髂z料的壓片之用和膠料的熱煉。開煉機構(gòu)成由機座、機架、電動機、輥筒、輥溫調(diào)節(jié)裝置、傳動齒輪、潤滑裝置、加熱和冷卻裝置、安全制動裝置和減速器等主要零件組成。開煉機輥筒使用冷硬鑄鐵制造而成，表面經(jīng)過磨削形成的表面比較光滑。輥筒的內(nèi)部是空心結(jié)構(gòu)，根據(jù)開煉機使用要求，通入冷卻水或者使用蒸汽進行冷卻處理。煉膠過程中為了調(diào)節(jié)輥筒的溫度，可以通過進水管將水導入輥筒的內(nèi)腔，溢流將會從輥筒某一端的喇叭孔進入溢流槽然后再排出去。為了使操作相對安全，在開煉機的上端安裝了安全拉桿，在拉動拉桿之后，開煉機將自動切斷電源，電磁抱閘從而可以自動停車。為了阻止膠料會從輥筒兩端擠入輥筒，軸承部分一般會裝有擋膠板。關(guān)鍵詞：機座；開煉機；輥筒；輥筒軸承；加熱與冷卻裝置；安全制動裝置；AbstractMixingequipmentistherubberindustrygeneralequipment,inallrubberproductsprocessingmustbetogothroughthemixingprocess.So,themostimportantinrubbermachineryequipmentinoneofthemixingequipment.Themixingequipmentmainlyopensmeltingmachine,densemixer-batchproduction,(current),continuousmixingextrudingmachine-continuousproduction,(rubberunderstudy,plasticshaveallbeenindustrialized).Intherubberindustry,mixingworkshopisthecoreofthewholeindustry,isthemostimportantdepartmentofrubberfactory,isalsoamajorenergyconsumption,accountingfor40%ofthewholeplant,iscurrentlyoneofthekeyenergysavingdepartmentorprocesses.Itincludesoven,rubbercuttingmachine,openmill,internalmixerandauxiliary.Inrecentyears,foreignrubberindustryhasdevelopedrapidly,notonlyintermsofthevariousprocessingtechnologyhasconsiderableprogressandequipmenthavegreatdevelopment,widelyapplicationcomputermanagementandcontrolthemixingoperation,greatlyimprovedthelevelofautomationtomixingsystem,alsocausedthechangeofmixingsystem.Overtheyears,foreignofcompoundsystemtechnicalreformpracticeproof:firstreformrubbermixingmachineanditsdevice,andthemodernization,inordertoobtainahigherlaborproductivity,higherefficiencyandthemixingoperationoptimization,canwetrulyachievethecompoundsystemoftechnologicalinnovation.Afteryearsofreform,thecontemporarycompoundsystemespeciallytireplant,rubbermixingsystemhasdevelopedintoahigherlevelofautomationengineeringsystems.Opensmeltingmachineisreferredtoastheopenrubbermixingmachine,intherubberindustryopensmeltingmachineisoneofusehasalonghistoryofprocessingequipment,accompaniedbyrubberandplasticsindustryemerged,alongwiththedevelopmentofrubberindustryandthegradualdevelopment.Isoneofthemostcommonlyusedequipmentforprocessingrubberandplasticrubberindustry,asoneofthebasicequipmentalso.Accordingtopreliminarystatistics,thenumberofChina'scurrentannualproductionofmillsis5000.Everyyear,thereareacertainnumberofopenrefiningmachineexportstoSoutheastAsiaandothercountries.Mixingmachineismainlyusedfornaturalrubbermixing,compoundingagentandrubbermixing.Orusedasarubbersheetandarubbercompound.Opensmeltingmachinecompositioncomprisingamachinebase,amachineframe,amotor,aroller,arollertemperatureadjustingdevice,atransmissiongear,alubricatingdevice,heatingandcoolingdevice,safetybrakingdeviceandreducermainparts.Millrollerusingchilledcastironmanufacturing,surfaceaftergrindingformedrelativelysmooth.Theinteriorisahollowstructure,accordingtotherequirementsofthemills,passintothecoolingwaterorsteamcooling.Refiningprocessforadjustingtherollertemperature,canbethroughthewaterinletpipetotheinnercavityofthewaterintothebowl,theoverflowwillfromoneendoftherollerhornholeintotheoverflowtankandthendrainout.Inordertomaketheoperationisrelativelysafe,opensmeltingmachineisinstalledontheupperendofthepullrodsafety,afterpulling,opensmeltingmachinewillautomaticallycutoffthepower,electromagneticbrakewhichcanautomaticparking.Inordertopreventtherubberrollerfrombothendsintotherollerbearingpart,usuallywiththeglue.Keywords:Frame;Mill;Roller;RollerBearings;HeatingandCoolingDevice;SafetyBrakingDevice;目錄TOC\o"1-3"\f第一章緒論 第一章緒論1.1開煉機的工作原理各種配合劑均勻之所以混合在一起，這是因為開煉機在攪拌過程中主要依靠兩個相對回轉(zhuǎn)輥的橡膠材料擠出、剪切，經(jīng)過反復的捏煉過程與化學反應(yīng)，內(nèi)部橡膠的分子鏈中斷，使各種成分的塑料材料混合均勻，最終達到復合。由于在薄膜輥縫中排除，由于在兩個輥面上的速度和溫度的差異而涂上了滾筒，滾筒之間的回流，如此反復，完全混煉效果。當鏈形成時，橡膠的分子鏈由長變短。從大到小的彈性；在攪拌時間，以促進表面的橡膠材料的組合物，不斷更新，均勻混合。在間歇操作的開煉機上，在給橡膠材料多次反復多次通過滾筒上，最后切斷了膠片。在連續(xù)運轉(zhuǎn)的開煉機中，從一個端的膠中連續(xù)加入，按規(guī)定的時間在混煉過程中反復多次由輥的幾次，從另一端的滾筒連續(xù)切割所需的膠粘帶。然后，膠料在開煉機上加工時，應(yīng)具備哪些條件才能得到良好的煉膠效果呢？我們將從兩個方面進行討論，即分別從力學角度和流變學角度加以討論。輥筒速比，輥筒間距，物料容量，操作方式，加工溫度，捏煉時間等多種因素影響著開煉機塑化與混合均化物料的效果。為使物料承受較大的機械剪切作用，開煉機的兩個輥筒之間須保持一定程度的速度差異。輥距一定時，較大的輥筒速度差，可以提高開煉機對物料的剪切速率。此外，輥筒間距也顯著影響軋機的剪切，擠出效應(yīng)。在輥筒速度差值處在相同條件下時，輥筒間距越小，其機械塑化和混合材料的也越小。對每一個加工過程來說，當投放的批料物料包裹于一個輥筒表面之后，在兩個輥距的上方仍然存有一定數(shù)量的堆積料，這些堆積的物料隨著滾筒的轉(zhuǎn)動不斷地被壓入輥隙之中，而新的產(chǎn)品材料又逐漸形成，積料的存在對于提高捏煉物料的質(zhì)量與效率來說影響很大。但是這部分積料的容量必須適當，若堆積的物料過多，則會使部分物料只是在原處輕微抖動而不能順利地進入輥隙去承受應(yīng)有的機械作用，因此影響了批量整體物料捏煉的均勻性，并使加工周期延長，物料散熱困難而升溫；若堆積的物料偏少，則又導致操作過程的不穩(wěn)定。開煉機在捏煉物料過程中，只有在其接觸角小于摩擦角時,物料才會被轉(zhuǎn)動的輥筒壓入到輥隙之中,這也是開煉機在加工物料時的先決條件。圖1.1間歇煉膠過程圖1－加料2－捏煉3－切割膠料圖1.2連續(xù)煉膠過程圖1－切膠刀2－帶狀膠條1.2開煉機的結(jié)構(gòu)形式開煉機雖然是由電動機帶動的，但由于在制造和使用條件的不相同，存在各種傳動結(jié)構(gòu)，主要包括開傳動機構(gòu)、封閉式傳動結(jié)構(gòu)和復式傳動結(jié)構(gòu)。(1)開式傳動結(jié)構(gòu)開驅(qū)動結(jié)構(gòu)在早期就被廣泛地使用。該傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、傳動件分散、安裝和調(diào)整等優(yōu)點。輥筒軸承一般都采用了銅或尼龍材料的滑動軸承，傳動方式可手動調(diào)節(jié)。前后輥筒速比需要安裝在輥筒的一端的輥齒輪比來實現(xiàn)。由于前、后輥筒的動力依靠速比齒輪傳遞過來，功率直接對齒輪傳動，與生產(chǎn)過程中輥筒距離調(diào)整的需要，導致在一個傳動比不能在理想狀態(tài)下嚙合，因此開放帶動軋機齒輪壽命短，傳動效率較低。(2)閉式傳動結(jié)構(gòu)在第二十或八十年代的七十個世紀中，閉式傳動結(jié)構(gòu)的開煉機得到了迅速發(fā)展，并得到了用戶的認可和推廣，成為同年代開煉機產(chǎn)品的標準形式。封閉式傳動機構(gòu)開煉機將部分傳動完全統(tǒng)一，傳動齒輪與速度比齒輪均集中在一個箱體內(nèi)，減速機全部采用雙軸輸出、輸出軸和輥筒之間由萬向聯(lián)軸器連接。與開式傳動機構(gòu)相比，封閉傳動結(jié)構(gòu)有很大的進步。首先，傳動部分集中統(tǒng)一，便于安裝和維修，并大大提高了齒輪的嚙合精度和機械效率，大大延長了設(shè)備的使用壽命，與此同時也減少了消耗的困難；其次，設(shè)備的容量也就是設(shè)備承載大大提高。滾動軸承用圓柱滾動軸承，運行相對比較平穩(wěn)，使用壽命較長，往往不需要經(jīng)常的更換軸承，減少設(shè)備維修和養(yǎng)護的工作量。(3)雙聯(lián)傳動結(jié)構(gòu)雙聯(lián)傳動開煉機是近幾年我國研究開發(fā)出的一種結(jié)構(gòu)較特殊的開煉機(見圖2.1),這種開煉機是由一臺主電機和一臺減速機來驅(qū)動的,減速機的雙側(cè)輸出軸都驅(qū)動了兩個輥筒,減速機和輥筒的中間通過齒型聯(lián)軸器實現(xiàn)連接。雙聯(lián)傳動開煉機可以根據(jù)用戶的不同要求使兩端的輥筒產(chǎn)生不同的速度比,從而可以實現(xiàn)不同要求的煉膠工藝,而且因為兩側(cè)機體相距較近,因此縮短了膠料運輸時的行程,從而一定程度上提高了膠料混煉的效率。雙聯(lián)傳動開煉機目前已經(jīng)得到很多用戶的認可。除上述三種結(jié)構(gòu)形式之外,為了滿足一些特殊使用環(huán)境下的工藝要求,又相繼產(chǎn)生了整體式傳動、角式傳動和雙電機驅(qū)動等多種結(jié)構(gòu)形式的開煉機,大大地豐富了開煉機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)類型,提高了開煉機的使用范圍,極大程度地滿足了不同用戶的各種不同使用要求。1.3控制方式智能化開煉機的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在發(fā)生重大變化的同時,開煉機的控制方式也同步的更加的趨于完善,開煉機的設(shè)計制造開始重視控制系統(tǒng)的安全化、高效化、合理化和智能化。以往的開煉機的控制系統(tǒng)只是單純針對單機進行操作,極少會與其它設(shè)備進行相互通訊,設(shè)備的控制和操作相對來說非常麻煩。而目前,由于計算機控制工程高速不斷發(fā)展,機械產(chǎn)品中一些新技術(shù)被不斷應(yīng)用進來,開煉機實現(xiàn)了程序控制,以及與前后配套設(shè)備之間的通訊控制,可以根據(jù)生產(chǎn)線的工作情況來確定啟動、停止、緊急制動、調(diào)整輥筒線速度或自動調(diào)整輥距等工作狀態(tài)等,甚至可以在相對惡劣的工作條件下實現(xiàn)無人看守工作。既能提高生產(chǎn)效率，又能避免安全事故的發(fā)生。1.4開煉機結(jié)構(gòu)形式的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀我國大型化工機械設(shè)備生產(chǎn)起步較晚。開煉機的生產(chǎn)開始于第二十世紀50年代，生產(chǎn)技術(shù)基本上遵循前蘇聯(lián)，規(guī)格僅Φ400，Φ450和Φ560，少數(shù)，結(jié)構(gòu)形式為開式傳動為主要形式。上世紀80年代，隨著我國機械行業(yè)的復蘇和全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車、石油和高分子材料產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，帶動了產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，一些新技術(shù)、新設(shè)備也出現(xiàn)了，特別是在橡膠行業(yè)，不斷開發(fā)各種新的橡膠生產(chǎn)設(shè)備，開煉機產(chǎn)品的規(guī)格和結(jié)構(gòu)也有很大的發(fā)展，主要是在產(chǎn)品規(guī)格系列，結(jié)構(gòu)多樣化和控制智能化等方面。開煉機的應(yīng)用范圍在不斷拓展,其產(chǎn)能配套情況都需要隨使用要求而定,在絕大多數(shù)情況下,開煉機生產(chǎn)僅僅是產(chǎn)品生產(chǎn)中的一個中間環(huán)節(jié),需要與其他生產(chǎn)設(shè)備組合成生產(chǎn)線以配套使用,它的生產(chǎn)能力就需要滿足生產(chǎn)線中各個配套設(shè)備的產(chǎn)能需求,而和開煉機配套的密煉機、壓延機等設(shè)備規(guī)的格相對較多,其產(chǎn)能也都各不相同,所以,為滿足使用要求,我們國家又陸續(xù)開發(fā)出了諸如Φ360,Φ550,Φ610,Φ660和Φ710等多種規(guī)格的開煉機,并且各個規(guī)格都形成了系列，以滿足不同速比及潤滑和安全防護方式等要求。開煉機的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在發(fā)生重大變化的同時,開煉機的控制方式也同步的更加的趨于完善,開煉機的設(shè)計制造開始重視控制系統(tǒng)的安全化、高效化、合理化和智能化。以往的開煉機的控制系統(tǒng)只是單純針對單機進行操作,極少會與其它設(shè)備進行相互通訊,設(shè)備的控制和操作相對來說非常麻煩。而目前,由于計算機控制工程高速不斷發(fā)展,機械產(chǎn)品中一些新技術(shù)被不斷應(yīng)用進來,開煉機實現(xiàn)了程序控制,以及與前后配套設(shè)備之間的通訊控制,可以根據(jù)生產(chǎn)線的工作情況來確定啟動、停止、緊急制動、調(diào)整輥筒線速度或自動調(diào)整輥距等工作狀態(tài)等,甚至可以在相對惡劣的工作條件下實現(xiàn)無人看守工作。既能提高生產(chǎn)效率，又能避免安全事故的發(fā)生。目前國際上，我們國家開煉機的生產(chǎn)技術(shù)水平和安全性能水平正在接近國際先進水平,但是隨著與開煉機相配套設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的逐漸發(fā)展,在開煉機設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面依然存在著相對較大的發(fā)展的空間。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第二章主要參數(shù)的選取與計算第二章主要參數(shù)的選取與計算2.1主要參數(shù)確定開煉機的規(guī)格：φ500×1000前輥筒線速度：18.46m/min輥筒速比：1：1.27電機功率：45KW一次性投料量：20-35kg傳動原理圖：圖2.1傳動原理圖1-速比齒輪2-滾動軸承3-后輥筒4-傳動系統(tǒng)5-減速器6-電動機7-前輥筒2.2電動機和減速器的選擇比較常用的電動機一般為三相異步電動機，通常選用鼠籠式轉(zhuǎn)子封閉自扇冷式異步電機，也存在有選用繞線式異步電動機的情況，相較而言后者啟動性能比前者好一些，但是可靠性較差，價格相對較高，前者結(jié)構(gòu)比較簡單，防塵啟動性能雖然不如繞線式異步電動機大，但是因為開煉機大都是空車啟動，所以啟動性能足夠滿足開煉機的需求。由經(jīng)驗公式計算功率得：選擇電機為Y280M-8封閉式三相異步電動機電壓為380伏。其中：電機的轉(zhuǎn)速980r/min，其額定功率45KW。2.2.1速比齒輪的參數(shù)確定前后輥筒速比速比是1：1.27,中心距a＝700mm。傳遞扭矩通過速比齒輪傳遞。在速比很小的時候，可以近似認為兩個輥筒扭矩是相等的，速比齒輪扭矩的和即大驅(qū)動齒輪扭矩：MK＝MK1+MK2材料選擇：小齒輪為45#鋼調(diào)質(zhì)處理HBS=236HBS大齒輪為45#鋼正火處理HBS=189.5HBS選取齒輪模數(shù)為：m=12中心距：a=700mm齒頂高：齒根高：齒全高：齒頂圓直徑：查表得齒寬系數(shù)為：所以齒寬：2.2.2強度校核⑴按接觸強度校核通過查表得，使用系數(shù)：;根據(jù)v=28.8m/min，7級精度，動載系數(shù)；由于是直齒輪，;查表用插值法查得7級精度、小齒輪懸臂布置時：，故載荷系數(shù)查表得，；(2-2-1)(2-2-2)取兩者最小值為許用應(yīng)力。齒頂圓壓力角：(2-2-3)(2-2-4)(2-2-5)查表得區(qū)域系數(shù)(2-2-6)校核安全。⑵按齒根彎曲疲勞強度校核查表得,,，另取,求得(2-2-7)(2-2-8)其中S=1(2-2-9)(2-2-10)經(jīng)校核安全2.3傳動齒輪的設(shè)計計算大齒輪45#鋼調(diào)質(zhì)HBS=236HBS小齒輪45#鋼調(diào)質(zhì)HBS=189.5HBS齒數(shù)比：初步確定：所以全齒高齒距頂隙工作高度齒頂圓直徑齒底圓直徑齒輪轉(zhuǎn)速小齒輪大齒輪齒寬：2.3.1強度校核⑴按齒面接觸疲勞強度校核選齒輪精度等級為8級，按電機驅(qū)動載荷平穩(wěn)而取根據(jù)，8級精度，動載系數(shù)；由于是直齒輪，查表用插值法查得8級精度、小齒輪懸臂布置時，故載荷系數(shù)取查表得,;，；（2-3-1）取兩者最小值為許用應(yīng)力。齒頂圓壓力角:（2-3-2）查表得區(qū)域系數(shù)（2-3-3）校核安全⑵按齒根彎曲疲勞強度校核查表得,,,另取,求得（2-3-4）（2-3-5）其中S=1.0經(jīng)校核安全沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第三章主要零部件的設(shè)計第三章主要零部件的設(shè)計3.1輥筒的設(shè)計開煉機的輥筒是其完成作業(yè)的主要部件，它直接參與煉膠過程，因此，輥筒對開煉機性能的影響非常大，所以，對開煉機輥筒的設(shè)計、制造和使用非常重要。輥筒的材料通常使用冷硬鑄鐵，冷硬鑄鐵的特點是內(nèi)部韌性比較好、強度大、表面層的組織硬、耐磨損，而且輥筒還要求有足夠的強度以及剛度，以保證輥筒的正常使用而不會被損壞，同時，輥筒表面要求較大硬度、耐磨性、耐化學腐蝕和抗剝落性，同時需要有合理的幾何形狀來最大化地消除應(yīng)力的集中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計需要有利于生產(chǎn)制造。除上述特點外，輥筒要求有良好的導熱性。3.1.1輥筒的主要結(jié)構(gòu)冷硬鑄鐵輥筒分為普通冷硬鑄鐵和合金冷硬鑄鐵，本次設(shè)計取用普通冷硬鑄鐵。輥筒結(jié)構(gòu)有兩種：中空結(jié)構(gòu)和圓周鉆孔結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計中取用中空結(jié)構(gòu)。圖3.1輥筒結(jié)構(gòu)及主要尺寸3.1.2橫壓力計算輥筒受力分析：開煉機的輥筒工作時受到很大的橫壓力、摩擦力和溫度應(yīng)力，同時還包括速比齒輪的作用力。因此要精確計算橫壓力值是很困難。通常是以測定后計算輥筒每厘米長度上的橫壓力的值作為設(shè)計依據(jù).膠料對輥筒的徑向作用力為P（橫壓力），P要分為水平分力與垂直分力，如下圖3.1.2所示:圖3.2輥筒受力分析圖其中；式中——橫壓力，kg；——垂直橫壓力，kg；——水平橫壓力，kg；——橫壓力的合力角。取根據(jù)測定得出后可求P值：（3-1-1）單位橫壓力的確定：工程上，通常采用經(jīng)驗公式：（3-1-2）式中——速度比——輥筒工作部分直徑，cm；——剪切系數(shù)，由經(jīng)驗選取推薦單位橫壓力為900kg/cm。所以總橫壓力（3-1-3）3.1.3輥筒計算開煉機的輥筒在膠料的橫壓力下產(chǎn)生了非常大的彎曲應(yīng)力，而齒輪作用力與輥筒重量只占受力總值10%左右，為了便于計算，此部分一般忽略不計。如此就可以按橫壓力，溫度應(yīng)力和由扭矩產(chǎn)生的剪切應(yīng)力進行粗略的計算，確定輥筒尺寸。輥筒計算可按照下列步驟進行計算（1）彎矩的計算：輥筒總橫壓力P按下式計算：（3-1-4）支點反力、為：中間截面的彎矩為：（3-1-5）式中——單位橫壓力，kg/cm；——水平單位橫壓力，kg；、——軸承支點反力，kg；——輥筒工作部分長度，cm；——軸承支點間的距離，cm。⑵扭矩計算：后輥筒傳遞全部扭矩：（3-1-6）式中N——電機額定功率，45KW；n——后輥筒轉(zhuǎn)速，18.46r/min；——傳到后輥筒上的總效率，＝0.85～0.95。后輥筒扭矩一部分會用于煉膠，一部分是通過速比齒輪傳到前輥筒，兩個輥筒一起承受橫壓力以及加工膠料的摩擦扭矩，所以前后輥筒的扭矩是相同的。（3-1-7）圖3.3輥筒受力情況⑶強度計算：輥筒受的力是由彎曲和扭轉(zhuǎn)通過聯(lián)合作用產(chǎn)生的復合應(yīng)力。根據(jù)生產(chǎn)實踐可以按下式進行計算：（3-1-8）式中——復合應(yīng)力，kg/；——彎曲應(yīng)力，；——剪切應(yīng)力，；（3-1-9）K——修正系數(shù)，對鑄鐵K=1/3；——危險斷面上最大彎矩，kgcm；W——抗彎截面模量，；——扭矩，kgcm；——抗扭截面模量，?？招膱A柱體的抗彎截面模量W為：（3-1-10）空心圓柱體的抗扭截面模量為：（3-1-11）式中α=d/D=0.64；d——輥筒工作部分內(nèi)徑，d=25cm；D——輥筒工作部分外徑，D=40cm；——危險斷面上扭矩，kgcm；——抗扭截面模量，。所以：（3-1-12）⑷溫度應(yīng)力對其強度的影響輥筒的溫度應(yīng)力是因為輥筒的內(nèi)外表面溫度差所形成的，機械應(yīng)力和溫度應(yīng)力一起作用在輥筒之上。開煉機煉膠過程中通冷卻水冷卻時，對輥筒內(nèi)表面的影響較大，需進行溫度應(yīng)力的驗算。輥筒外表面受熱伸長大，產(chǎn)生壓應(yīng)力，輥筒承壓能力大，對溫度的影響不大。輥筒內(nèi)表面冷卻后，熱伸長少，產(chǎn)生拉應(yīng)力，與彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力相迭加。內(nèi)層拉應(yīng)力σ為：其強度滿足條件：；式中：表示輥筒所受機械應(yīng)力；表示輥筒所受的溫度應(yīng)力；式中：——彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力，——熱應(yīng)力，熱應(yīng)力按下式計算：（3-1-13）式中：R、r——輥筒外、內(nèi)半徑，㎝；α——膨脹系數(shù)，對于鑄鐵1/開E——彈性模數(shù)，對于鑄鐵、——分別為輥筒內(nèi)、外表面的溫度，一般＝-15℃～18溫差太大時，熱應(yīng)力也甚大，易引起輥筒斷裂，故冷卻必須在輥筒運轉(zhuǎn)中緩慢進行；ε——泊松系數(shù)，對于鑄鐵ε＝0.25。（3-1-14）⑸許用應(yīng)力與安全系數(shù)輥筒的安全系數(shù)式中——安全因數(shù)系數(shù)，取（按停車事故）；——計算系數(shù)，?。?.1（輥筒按粗略計算）；——載荷性質(zhì)系數(shù)，——應(yīng)力集中系數(shù)，鑄鐵輥取=1；——截面系數(shù)，；——工藝系數(shù)，考慮冷硬層影響，取——質(zhì)量驗收系數(shù)，單件檢查，取=1.05所以故取許用應(yīng)力:作用于輥筒之上的載荷，載荷性質(zhì)是對稱循環(huán)載荷，以疲勞限為基準。(3-1-15)3.1.4輥筒與軸承間隙的確定輥筒和軸承之間的間隙要適當，間隙過于大，會影響軸承的精度以及使用壽命；間隙太小容易卡住和發(fā)燒。⑴軸頸受熱膨脹（3-1-16）式中：ɑ為軸頸膨脹系數(shù)，?。粸檩S承的最大工作溫度，?。粸檩S承工作的室內(nèi)溫度，取。代入后得到軸承的熱膨脹⑵保證運轉(zhuǎn)的間隙按配合的最小間隙選取。⑶制造公差帶和安裝精度最小公差帶是0.1mm，安裝精度為0.15/1000，于是取0.1～0.2mm。這里取。因為溫度不高，所以由軸承體熱膨脹所引起的間隙不予以考慮。綜上有：最小間隙（3-1-17）最大間隙（3-1-18）根據(jù)計算值進行調(diào)整有：；3.2橫梁和機架機架是開煉機的支撐部件，它應(yīng)當具備足夠的強度，用以承受機械的全部作用力，同時，應(yīng)具備足夠的剛度，受力且彎曲的變形不得超過允許值，保證安裝在機架上的機械零部件相對位置的準確性。機架的結(jié)構(gòu)可以分為閉式、拆分式和開放式三種，開放式機架被廣泛地采用，本設(shè)計亦是采用開放式機架，由立臂、下橫梁以及上橫梁所組成，立臂和下橫梁是一個整體，上橫梁則是活動的，便于拆裝和維修。選材：需要具備足夠的強度與剛度，耐沖擊振動。故本次設(shè)計選用鑄鐵HT300。其特點是具備良好的鑄造性能，價格低廉以及擠壓和吸震能力。3.2.1機架的強度計算機架零件形狀復雜，并且受有復合的應(yīng)力，還時常受到外界因素的影響。如制造的殘余應(yīng)力、基礎(chǔ)上沉的影響等，因而，很難計算其剛度和強度。設(shè)計時，通常根據(jù)機器的工作要求，并和同類型相似的機器比較，擬定機架的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，然后再做粗略的計算。機架主要受力如圖所示，輥筒軸承支反力的水平分力（或）與垂直分力與。為簡化計算值（或）及（或）值，同樣地忽略輥筒重量以及齒輪等的作用力。為了便于計算，將機架分成立柱和橫梁兩部分來分別去計算。圖3.4機架綜合受力圖立柱部分受力如圖3.5所示圖3.5立柱受力圖立柱與壓蓋成鉸鏈連接，在作用之下產(chǎn)生一定反作用力，與的方向相反。立柱與底梁為一整體，將A端視為固定端，當作用之后產(chǎn)生反力，與方向的相反。為了保證不變形的情況下，引起一個反彎矩，其方向是順時針的。（3-2-1）（3-2-2）其垂直分力：（3-2-3）其水平分力：（3-2-4）彎矩計算如圖3.5和3.7所示。圖3.6底梁彎矩（3-2-5）Ⅰ—Ⅰ斷面：（3-2-6）Ⅱ—Ⅱ斷面：（3-2-7）應(yīng)力計算：（3-2-8）式中：σ——工作W——截面模量，；——許用應(yīng)力，M——立柱的彎矩或。圖3.7彎矩圖⑵機架低梁的應(yīng)力計算機架底梁受力的情況如圖3.6所示。支點反力：（3-2-9）（3-2-10）（3-2-11）（3-2-12）（3-2-13）（3-2-14）（3-2-15）（3-2-16）求出合成彎矩：（3-2-17）（3-2-18）在彎矩作用下，應(yīng)力為：（3-2-19）式中：M——據(jù)上計算出彎矩后繪出彎矩圖，求其最大彎矩，㎏·㎝W——截面模量，在立臂受力作用下，底梁同時受拉力，其拉應(yīng)力為：（3-2-20）式中F——截面面積，；機架底梁的總應(yīng)力為：(3-2-21)3.2.2壓蓋的強度計算壓蓋的危險斷面如圖4.7的Ⅴ—Ⅴ所示，其應(yīng)力為：(3-2-22)式中(3-2-23)(3-2-24)(3-2-25)所以(3-2-26)圖3.8壓蓋受力分析3.2.3安全系數(shù)與許用應(yīng)力機架受力屬變載荷，許用應(yīng)力應(yīng)按脈動彎曲疲勞限σ0為基準。許用應(yīng)力：(3-2-27)式中n——安全系數(shù)。⑴機架的許用應(yīng)力為：HT300：(3-2-28)⑵壓蓋的許用應(yīng)力為：HT300：(3-2-29)3.3潤滑系統(tǒng)選用旋蓋式油杯潤滑，其型號為：油杯A200G/311543.4制動裝置開煉機僅在設(shè)備發(fā)生故障時，拉緊急停車裝置，切斷電源后，制動器即起作用。對于制動裝置的要求為：控制到只要適合操作人員的使用，需要保證處于正常狀態(tài)。空運轉(zhuǎn)制動后，前輥筒將繼續(xù)回轉(zhuǎn)不能超過輥筒圓周的1/4,。制動裝置一般裝在電動機和減速器的聯(lián)軸節(jié)上，而其操縱裝置則裝在工人操作位置的附近。常用的制動裝置有電磁抱閘式和帶式制動裝置兩種。由于電磁抱閘式制動簡單可靠，故國內(nèi)外大部分煉膠機構(gòu)均采用它。本次設(shè)計也采用電磁抱閘式制動裝置。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章調(diào)距裝置沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章調(diào)距裝置第四章調(diào)距裝置開煉機的調(diào)距范圍一般在0.1～15毫米之間，常用的調(diào)距裝置，按動力形式可以分為：手動式、電動式、手-電動式、液壓傳動式。本設(shè)計采用的是手動調(diào)距裝置，其特點是：調(diào)距方便，準確，結(jié)構(gòu)緊湊，但是勞動強度大，不能在負荷下調(diào)距。下圖式本設(shè)計所采用的手動調(diào)距的樣圖。圖4.1開煉機手動調(diào)距圖1-蝸桿2-蝸輪3-絲杠4-調(diào)整螺母5-絲杠頭6-平衡器7-安全片8-刻度盤9-手輪4.1調(diào)距螺桿的計算調(diào)距螺桿主要承受橫向力的水平分力，其次是扭矩作用，在手動式中，因扭矩極小，可以忽略不計。計算調(diào)距螺桿的擠壓強度時，其應(yīng)力：式中：P——一個軸承上的最大橫壓力ζ——螺桿材料的剪切系數(shù)，梯形或矩形的為1.2～1.3，這里ζ=1.25，d——螺紋的內(nèi)徑mm[]——許用擠壓應(yīng)力，螺桿與螺母受到的是均勻變載荷其許用擠壓應(yīng)力為式中：為脈動拉壓疲勞極限，鋼材的，螺桿材料為45鋼，此時為：安全系數(shù)（4-1-1）式中：為安全系數(shù)質(zhì)數(shù)（影響停車）取1.1為計算系數(shù)取1.05為應(yīng)力集中系數(shù)，取1許用擠壓應(yīng)力（4-1-2）4.2螺桿螺紋的自鎖條件其自鎖條件必須滿足即摩擦角要大于螺紋升通。通常：，f為摩擦系數(shù)，鋼對青銅，。為螺紋升角，一般取。4.3螺母計算螺母臺肩厚度δ的計算見圖4.2圖4.2螺母臺厚度臺肩厚度δ按下式計算：（4-3-1）螺母臺肩的應(yīng)力σ按下式計算：（4-3-2）式中：——一個軸承上最大橫壓力，p=55102㎏；——螺母外臺直徑，18㎝；D——螺母外徑，14㎝；—許用應(yīng)力,；其中—脈動彎曲疲勞限，鑄鐵之（4-3-3）安全系數(shù)n按下式確定：（4-3-4）——安全因素，；——計算系數(shù)，；；——應(yīng)力集中系數(shù)，取。所以（4-3-5）（4-3-6）設(shè)計安全。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第五章輪溫調(diào)節(jié)裝置第五章輥溫調(diào)節(jié)裝置根據(jù)煉膠工藝要求，開煉機輥筒表面應(yīng)保持一定溫度，一般不超55～60℃，因此輥筒內(nèi)腔需裝有冷卻裝置。常用輥溫調(diào)節(jié)裝置有開式輥溫調(diào)節(jié)裝置、閉式輥溫調(diào)節(jié)裝置以及鉆孔輥筒溫控裝置。本設(shè)計采用開式輥溫調(diào)節(jié)裝置，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，成本低，但耗水量大。5.1輥筒冷卻計算開煉機所有消耗的功轉(zhuǎn)化為熱量，重要消耗在三個方面：⑴被膠料吸收的熱量Q1⑵向周圍空氣散失的熱量Q2⑶被冷卻水帶走的熱量Q3這三部分熱量之和：（5-1-1）式中：（5-1-2）N電機的功率KW，N=7.5KWη機械傳動效率，取0.8～0.9則（5-1-3）被膠料吸收的熱量為式中：G生產(chǎn)能力；C膠料比熱容，；向周圍空氣中散失的熱量（5-1-4）A是兩輥筒工作部分的表面積，（5-1-5）對流傳熱系數(shù)輻射傳熱系數(shù)輥筒表面溫度K周圍空氣溫度KD輥筒工作部分直徑mL輥筒工作部分長度m被冷卻水帶走的熱量（5-1-6）從而冷卻水的耗量（5-1-7）式子：C是水的比熱容P是水的密度ΔT是進水溫度K5.2實際冷卻水消耗的確定取N電機的功率KW5.3冷卻水管進水管直徑的計算進水管直徑（mm）按下式計算（5-3-1）其中：q是冷卻水的耗水量v是冷卻水的速度，在一般水壓情況下v取分水管及噴水管水孔截面積S總和不應(yīng)大于總進水管截面積A。即ns>k,這里v取1m/s。式中：n是分水管或噴水孔數(shù)量s是分水管或噴水孔截面積A是總水管截面積或每個輥筒內(nèi)管截面積則：（5-3-2）沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第六章總結(jié)第六章總結(jié)本次針對于開煉機的設(shè)計主要側(cè)重于開煉機傳動系統(tǒng)。開煉機主要用于天然橡膠的塑煉，生膠與配合劑的混煉，或用作膠料的熱煉和膠料的壓片之用。它主要由輥筒、機座、機架、傳動齒輪、潤滑裝置、加熱與冷卻裝置、輥溫調(diào)節(jié)裝置、安全制動裝置及電動機、減速器等組成。多年來，國外對煉膠系統(tǒng)的技術(shù)改革實踐證明：首先改革煉膠機及其裝置，并使之現(xiàn)代化，以取得較高的勞動生產(chǎn)率、較高的效率和煉膠作業(yè)最佳化，才能真正實現(xiàn)煉膠系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新。這是因為開煉機在攪拌過程中主要依靠兩個相對回轉(zhuǎn)輥的橡膠材料擠出、剪切，經(jīng)過反復的捏煉過程與化學反應(yīng)，內(nèi)部橡膠的分子鏈中斷，使各種成分的塑料材料混合均勻，最終達到復合。由于在薄膜輥縫中排除，由于在兩個輥面上的速度和溫度的差異而涂上了滾筒，滾筒之間的回流，如此反復，完全混煉效果。當鏈形成時，橡膠的分子鏈由長變短。從大到小的彈性；在攪拌時間，以促進表面的橡膠材料的組合物，不斷更新，均勻混合。那么，膠料在開煉機上加工時，應(yīng)具備哪些條件才能得到良好的煉膠效果呢？我們將從兩個方面進行討論，即分別從力學角度和流變學角度加以討論。輥筒速比，輥筒間距，物料容量，操作方式，加工溫度，捏煉時間等多種因素影響著開煉機塑化與混合均化物料的效果。本次開煉機設(shè)計流程為：按照機械設(shè)計方法進行安排設(shè)計，首先對于主要參數(shù)進行機械計算并合理選取。然后是各個主要組成部分的選擇及設(shè)計，電動機、輥筒、機架、調(diào)距裝置和調(diào)溫裝置的設(shè)計及組裝。設(shè)計并計算輥筒速比，輥筒間距，物料容量，操作方式，加工溫度，捏煉時間等多種影響著開煉機塑化與混合均化物料的效果的因素。最后根據(jù)所有計算以及合理選擇進行組裝，即通過建模軟件和cad圖紙對于設(shè)計零件進行建模和裝配。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文參考文獻

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[20]

王明智，王春行．液壓傳動概論．北京：機械工業(yè)出版社，1992.

沈陽化工大學科亞學院學士學位論文致謝35致謝通過這次對于開煉機的設(shè)計，算是對大學四年期間對于所學知識的一個匯總和匯報，從這次設(shè)計中，學習到了曾經(jīng)未涉及到的方向，溫習了曾經(jīng)學過的知識，收獲很多，希望對于將來的工作能有幫助。畢業(yè)臨近，對于母校倍感感激。首先本次畢業(yè)設(shè)計是在導師王敬伊老師的精心指導下完成設(shè)計，對于論文的最初選題和設(shè)計以及修改等工作王老師都耗費了很大心血，王老師的指導思想和專業(yè)水平以及對工作嚴謹又平易近人的素養(yǎng)給我很大影響論文的完成工作中，都會遇到各種難題，但王老師都給予我悉心的指導和無私的幫助，論文才順利的如期完成。此次畢業(yè)設(shè)計，我對王老師表示發(fā)自內(nèi)心感謝。其次要感謝我的輔導員衣方丹老師、系主任侯志敏老師，專業(yè)課老師王昭春老師、英璐老師、王志成老師、陳慧珍老師，是他們在課堂上的細心教授，課下的耐心講解，我才逐漸熟悉的掌握了所學到的知識，鍛煉了自己的意志品質(zhì)，為自己畢業(yè)設(shè)計打下較好的基礎(chǔ)并在之后順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計。最后，在完成此次畢業(yè)設(shè)計后，我明白自己還應(yīng)該感謝家人及同學們的包容和支持，感謝父母一直以來的關(guān)心和愛護，即將畢業(yè)走入社會，希望自己如父母師長的期望一般，走出自己的道路?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)HYPERLINK"/detail