XK400-1000開煉機設計【含CAD圖紙、說明書】
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壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985摘要煉膠設備是橡膠工業(yè)中的通用設備,在所有橡膠制品加工中都必須經(jīng)過煉膠加工工序。因此,煉膠設備是橡膠機械中重要的設備之一。目前的煉膠設備主要有開煉機、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方面有相當?shù)倪M步,而且設備方面有很大的發(fā)展,廣泛地應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)。開放式煉膠機簡稱開煉機,開煉機是橡塑工業(yè)中使用歷史最悠久的加工設備之一。隨著橡塑工業(yè)的產(chǎn)生而誕生,隨著橡塑工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。成為橡塑工業(yè)中加工橡膠、塑料的常用設備之一,也是基本設備之一。據(jù)初略統(tǒng)計,目前我國每年生產(chǎn)開煉機5000臺。每年還有一定量的開煉機供出口到東南亞等地區(qū)。它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。其輥筒采用冷硬鑄鐵制成,其表面經(jīng)過磨削而形成光滑的表面。輥筒內(nèi)部為空心結(jié)構,根據(jù)使用要求,通入蒸汽或者冷卻水進行冷卻。為了調(diào)節(jié)煉膠過程中輥筒的溫度,通過進水管把水導入輥筒內(nèi)腔,溢流從輥筒一端的喇叭孔進入溢流槽再排出。為了操作上的安全,在開煉機的上端裝有安全拉桿,當拉動拉桿后,便自動切斷電源,通過電磁抱閘而自動停車。為防止膠料從輥筒兩端擠入輥筒軸承部位,裝有擋膠板。關鍵詞: 開煉機、輥筒、輥筒軸承、機座、安全制動裝置、加熱與冷卻裝置 Abstract The complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineering material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledgeOne of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to todays designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations.。Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked.If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of product. Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly. A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea. China is the worlds first national machinery development. Chinese mechanical engineering technology not only has a long history and splendid achievements in Chinese is not only the material culture and social economic development plays an important role in the world, and to promote the progress of civilization, technology has made great contribution to Chinese traditional machine. And in a long period ahead in the world. In modern times, especially from the early 18th century, due to the nineteen forties, due to the economic and social reasons, such as the China machinery industry, stagnation, in the 100 years is western bourgeois political revolution and industrial revolution, mechanical science and technology is developing rapidly, and far more than the level of China. So, China mechanical development level and the western gap widens, sharply to the 19th century middle behind western one hundred years.Keywords:machine manufacture technology, original method,drawing dimensions,industrial revolution9 目錄 目 錄第一章 緒論11.1 開煉機的工作原理11.2開煉機的基本結(jié)構11.3 控制方式智能11.4 開煉機結(jié)構形式的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀3第二章 主要性能參數(shù)的確定42.1 主要參數(shù)的確定42.2 傳動原理圖42.3 電動機和減速機的選擇42.4 速比齒輪的確定52.5 傳動齒輪的確定6第三章 主要零部件的設計73.1 輥筒的設計73.2 橫梁和機架73.3 潤滑系統(tǒng)83.4制動裝置13第四章 調(diào)距裝置164.1 調(diào)距螺桿的計算164.2 螺桿螺紋的自鎖條件244.3 螺母計算25第五章 輥溫調(diào)節(jié)裝置355.1 輥筒冷卻計算35 5.2實際冷卻水消耗的確定 5.3冷卻水管進水管直徑的計算總結(jié)參考文獻38致 謝39 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混合在一起?這是因為開煉機在煉膠過程中主要是依靠兩個相對回轉(zhuǎn)的輥筒對膠料產(chǎn)生擠壓、剪切作用,經(jīng)過多次捏煉,以及捏煉過程中伴隨的化學作用,將橡膠內(nèi)部的大分子鏈打斷,使膠料內(nèi)部的各種成分摻和均勻,而最后達到煉膠的目的。從輥筒間隙中排除的膠片,由于兩個輥筒表面速度和溫度的差異而包覆在一個輥筒上,重新返回兩輥間,這樣多次往復,完成煉膠作用。在塑煉時促使橡膠的分子鏈由長變短。彈性由大變?。辉诨鞜挄r促使膠料各組分表面不斷更新,均勻混合。在間歇操作的開煉機上,加料后膠料反復通過輥距數(shù)次,最后切割下片。在用作連續(xù)操作的開煉機上,膠料從輥筒的一端連續(xù)的加入,按煉膠工藝規(guī)定的時間反復通過輥筒數(shù)次,從輥筒的另一端連續(xù)切割所要求膠條。那么,膠料在開煉機上加工時,應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。另外,輥筒間距的大小也明顯地影響著開煉機剪切,擠壓物料的效果。在輥筒速度差值不變的條件下,輥筒間距愈小,其機械塑化與混合物料的就愈小。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,這些積料隨著轉(zhuǎn)動的輥筒不斷的被帶入輥隙中去,而新的積料又逐漸形成,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,只有當其接觸角小于摩擦角時,物料方可被轉(zhuǎn)動的輥筒帶入到輥隙中去,這是開煉機加工物料的先決條件。間歇煉膠過程圖1加料 2捏煉 3切割膠料連續(xù)煉膠過程圖1切膠刀 2帶狀膠條1.2開煉機的結(jié)構形式開煉機雖然都是通過電動機驅(qū)動,但由于制造年代和使用工藝條件的不同,傳動結(jié)構各式各樣,其中主要包括開式傳動結(jié)構、閉式傳動結(jié)構和雙聯(lián)傳動結(jié)構。(1) 開式傳動結(jié)構早期開煉機普遍采用開式傳動結(jié)構。開式傳動結(jié)構簡單,造價低廉,傳動部分分散,安裝調(diào)整繁瑣。輥筒軸承通常采用銅或尼龍材質(zhì)的滑動軸承,調(diào)距方式多為手動。前后輥筒速比通過安裝在輥筒一端的速比齒輪來實現(xiàn)。由于前后輥筒的動力直接靠速比齒輪傳遞,而且生產(chǎn)過程中輥距需要調(diào)整,造成了速比齒輪的嚙合不能處于理想狀態(tài),因此開式傳動開煉機的傳動齒輪壽命較短,傳動效率較低。(2) 閉式傳動結(jié)構20世紀七八十年代出現(xiàn)了閉式傳動結(jié)構的開煉機,并迅速得到了用戶的認可和推廣,成為當時開煉機產(chǎn)品的標準形式。閉式傳動結(jié)構開煉機將傳動部分完全統(tǒng)一起來,把傳動齒輪及速比齒輪全部集中到一個箱體內(nèi),減速機采用雙軸輸出,輸出軸與輥筒之間靠萬向聯(lián)軸器連接。閉式傳動結(jié)構較開式傳動結(jié)構有了很大的進步。首先,將傳動部分集中統(tǒng)一起來,便于安裝和維修,而且齒輪的嚙合精度和整機的機械效率大大提高,既延長了設備使用壽命,又降低了無用功的消耗;其次,設備承載能力大大提高。輥筒軸承多采用圓柱滾動軸承,運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn),使用壽命更長,不必經(jīng)常更換軸承,減少了設備維護維修的工作量。(3) 雙聯(lián)傳動結(jié)構雙聯(lián)傳動開煉機是我國近幾年開發(fā)出的一種特殊結(jié)構的開煉機(見圖1),它由1臺主電機和1臺減速機驅(qū)動,減速機的雙側(cè)輸出軸各驅(qū)動兩個輥筒,減速機與輥筒之間通過齒型聯(lián)軸器連接。雙聯(lián)傳動開煉機可以根據(jù)用戶要求使兩端的輥筒產(chǎn)生不同的速比,從而實現(xiàn)不同的煉膠工藝要求,而且兩側(cè)機體相距較近,縮短了膠料運輸行程,提高了膠料混煉效率。雙聯(lián)傳動開煉機已經(jīng)得到越來越多的用戶認可。除上述3種結(jié)構形式外,為滿足一些特殊使用環(huán)境及工藝要求,又陸續(xù)產(chǎn)生了整體式、角式傳動和雙電機驅(qū)動等多種結(jié)構形式開煉機,大大豐富了開煉機的產(chǎn)品結(jié)構類型,提高了開煉機的應用范圍,極大地滿足了不同用戶的各種使用要求。1.3 控制方式智能化在開煉機產(chǎn)品結(jié)構發(fā)生重大變化的同時,開煉機控制方式也更加趨于完善,開始重視控制系統(tǒng)的安全、高效、合理和智能化。以往開煉機的控制系統(tǒng)只針對單機進行操作,極少與其它設備進行通訊,設備的控制和操作非常麻煩。目前,由于計算機控制工程的不斷發(fā)展,一些新技術被不斷應用到機械產(chǎn)品中,開煉機實現(xiàn)了程序控制,并與前后配套設備之間實現(xiàn)了通訊控制,可以根據(jù)生產(chǎn)線的工作情況確定啟動、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),甚至在相對惡劣的工作條件下實現(xiàn)無人看守。開煉機實現(xiàn)智能控制既可以提高生產(chǎn)效率,又可以避免一些安全事故的發(fā)生。1.4 開煉機結(jié)構形式的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀我國規(guī)模化生產(chǎn)化工機械設備起步較晚。其中,開煉機的生產(chǎn)始于20世紀50年代,生產(chǎn)技術基本是沿襲前蘇聯(lián)的,規(guī)格只有400,450和560等少數(shù)幾種,結(jié)構形式以開式傳動為主。80年代,隨著我國機械工業(yè)的飛速發(fā)展和全球經(jīng)濟的復蘇,汽車、石油以及高分子材料等工業(yè)得到迅猛發(fā)展,帶動了相關行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,一些新工藝、新設備也隨之應運而生,特別是橡膠行業(yè),不斷開發(fā)出各種新型橡膠生產(chǎn)設備,開煉機的產(chǎn)品規(guī)格和結(jié)構形式也有了極大發(fā)展,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品規(guī)格系列化、結(jié)構形式多樣化和控制方式智能化。開煉機的應用范圍在不斷拓展,其產(chǎn)能配套情況必須隨使用要求而定,絕大多數(shù)情況下,開煉機生產(chǎn)只是產(chǎn)品生產(chǎn)的一個中間環(huán)節(jié),需要與它生產(chǎn)設備組合成生產(chǎn)線配套使用樣,開煉機的生產(chǎn)能力就必須滿足生產(chǎn)線中各配套設備的產(chǎn)能要求,而與開煉機配套的密煉機、壓延機等設備規(guī)格較多,產(chǎn)能也各不相同,因此,為滿足使用要求,我國又陸續(xù)開發(fā)出了360,550,610,660和710等多種規(guī)格開煉機,并且每種規(guī)格都形成了系列以滿足不同的速度速比及潤滑和安全防護方式等方面的要求。在開煉機產(chǎn)品結(jié)構發(fā)生重大變化的同時,開煉機控制方式也更加趨于完善,開始重視控制系統(tǒng)的安全、高效、合理和智能化。以往開煉機的控制系統(tǒng)只針對單機進行操作,極少與其它設備進行通訊,設備的控制和操作非常麻煩。目前,由于計算機控制工程的不斷發(fā)展,一些新技術被不斷應用到機械產(chǎn)品中,開煉機實現(xiàn)了程序控制,并與前后配套設備之間實現(xiàn)了通訊控制,可以根據(jù)生產(chǎn)線的工作情況確定啟動、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),甚至在相對惡劣的工作條件下實現(xiàn)無人看守。開煉機實現(xiàn)智能控制既可以提高生產(chǎn)效率,又可以避免一些安全事故的發(fā)生。目前我國開煉機的技術水平和安全性能正在接近國際先進水平,但隨著與之相配套設備及相關技術的不斷發(fā)展,開煉機設備在產(chǎn)品結(jié)構方面仍然存在著很大的發(fā)展空間。27 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:4001000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:20-35kg2.2 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、2.3 電動機和減速器的選擇常用電動機為三相異步電動機,一般選用鼠籠式轉(zhuǎn)子封閉自扇冷式異步電機,也有選用繞線式異步電動機的,后者啟動性能比前者好,但可靠性差,價格高,前者結(jié)構簡單,防塵啟動性能雖然不如繞線式異步電動機來得大,但由于開煉機多是空車啟動的,故啟動性能可以滿足開煉機的要求。由經(jīng)驗公式計算功率得NKNLV(1+f)2=1.0092=41.14KW選擇電機為Y280M-8 封閉式三相異步電動機 電壓為380伏其中:電機轉(zhuǎn)速980r/min,額定功率45KW2.4.1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a700mm。傳遞扭矩是通過速比齒輪傳遞的。當速比很小時,可近似認為兩輥筒扭矩相等,速比齒輪扭矩之和即大驅(qū)動齒輪扭矩:MKMK1+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:d=0.6所以齒寬b=dd1=280mm2.4.2 強度校核 按接觸強度校核查表得,使用系數(shù);根據(jù),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 MPa,MPa;588 MPa,544.5 MPa取兩者小值為許用應力齒頂圓壓力角:28.3626.96 1.001查表 區(qū)域系數(shù)= =228.7MPa544MPa校核安全 按齒根彎曲疲勞強度校核 查表得另取 求得 其中 S1經(jīng)校核安全2.5.1 傳動齒輪的設計計算 大齒輪 45#鋼 調(diào)質(zhì) HBS=236 HBS小齒輪 45#鋼 調(diào)質(zhì) HBS=189.5 HBS 齒數(shù)比 初步確定 所以全齒高 h=2.25m=11.25mm齒距 頂隙 mm工作高度 齒頂圓直徑 齒底圓直徑 齒輪轉(zhuǎn)速 小齒輪 v=99 r/min 大齒輪 v=19.8 r/min齒寬 2.5.2 強度校核 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KA1.0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 , ;MPa,MPa;642 MPa,654.5 MPa兩者小值為許用應力齒頂圓壓力角:28.3626.96 =1.68 查表 區(qū)域系數(shù)= =356.4MPak,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 mm2 A 是總水管截面積或每個輥筒內(nèi)管截面積mm2則: d = 18.8 =14.56m總結(jié)通過這次對于開煉機的設計,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。33參考文獻 楊順根。白仲元主編,橡膠工業(yè)手冊第九分冊上冊,化學工業(yè)出版社,1994年。107 唐國俊。李健賓主編,橡膠機械設計上冊,化學工業(yè)出版社,1981年。5455 成大先主編,機械設計手冊第二卷,化學工業(yè)出版社,1994年7203 成大先主編,機械設計手冊第二卷,化學工業(yè)出版社,1994年7203 成大先主編,機械設計手冊第二卷,化學工業(yè)出版社,1994年7203 成大先主編,機械設計手冊第二卷,化學工業(yè)出版社,1994年7203 成大先主編,機械設計手冊第五卷,化學工業(yè)出版社,1994年2374,2375 楊順根,白仲元主編,橡膠工業(yè)手冊第九分冊上冊,化學工業(yè)出版社,1994年。113 紀名剛,濮良貴主編,機械設計教材,高等教育出版社第八版,2006年5月 致謝致謝這次設計是在朱成實老師的悉心指導下完成的。朱老師在我完成本次設計期間傾注了大量心血,自始自終為我進行具體詳細的指導,花費了大量的休息時間。羅老師嚴謹?shù)膶W風、淵博的知識、敏銳的洞察力、一絲不茍的科研精神以及對工作認真負責的態(tài)度深深感染著我。使我大受裨益,受用終生。所以在此對羅鵬老師表示最崇高的敬意和誠摯的謝意。臨近畢業(yè),我要感謝我們機械教研組的老師們這些年對我的關心與教導,讓我對專業(yè)知識得到了更深的了解。非常感謝老師在最后一個學期的時間對我的指導與幫助,使我學到了很多新的知識,培養(yǎng)我自己的獨立思考并解決問題的能力。提高了我的專業(yè)知識水平畢業(yè)設計還培養(yǎng)了我獨立思考和創(chuàng)造的能力,懂得了知識得綜合的整體的把握等道理,使自己的自身素質(zhì)得到了一定的提高。并且感謝沈陽化工大學以及各位老師在這四年時間里辛勤的培養(yǎng)與幫助,讓我學會了做人的道理,學習的方法并擁有了工作的能力。我會牢記“強學力行,喻理求真”的校訓,踏踏實實做人,實實在在做事。做到“今天我以母校為榮,明天母校以我為榮”。
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