畢業(yè)設(shè)計（論文）-300×1000片材離心成型機(jī)設(shè)計

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1、全套圖紙加 153893706沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院 本科畢業(yè)論文題 目： 3001000 片材離心成型機(jī) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班 級： 機(jī)制 1101 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 2015 年 6 月 3 日論文答辯日期： 2015 年 6 月 5 日全套圖紙加 153893706畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)機(jī)制 1101 班 學(xué)生：畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：3001000 片材離心成型機(jī)畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 1.計算說明書一份 2.文獻(xiàn)綜述一份 3. A1圖紙 6 張 4.英文翻譯畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 起止時間：2015.

2、3.12015.6.3指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日全套圖紙加 153893706摘摘要要聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機(jī)二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團(tuán)。聚氨酯成型機(jī)是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機(jī)的離心原理將熔融的聚氨酯 輸送到攪拌頭。經(jīng)過高速強(qiáng)烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而 離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機(jī)或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中，使

3、其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強(qiáng)塑料制品時還可同時加入增強(qiáng)性的填料。 離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。全套圖紙加 153893706離心成型時，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力。離心力與質(zhì)量成正比，與離心機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機(jī)的轉(zhuǎn)速即

4、可。在離心成型時，聚氨酯除了受到自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時強(qiáng)，只要離心機(jī)轉(zhuǎn)速適當(dāng)，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時形成的轉(zhuǎn)子要好得多。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 聚氨酯； 離心成型； 滾筒全套圖紙加 153893706AbstractPolyurethane full-called polyurethane is the main chain contains repeating urethane groups of

5、 molecules, collectively. It is an organic diisocyanate or polyisocyanate or polyol with two hydroxyl addition polymerization is made. Polyurethane macromolecules in addition to urethane, it can also contain ether, ester, urea, biuret, urea-based groups such as ester.Polyurethane molding machine is

6、heated to melt through the state to rely on the principle of centrifuge transported to the melting of the polyurethane mixing head. After strong stirring speed, so that even the spray liquid, to form the desired product. The centrifugal molding technology is the use of centrifugal force forming tubu

7、lar or hollow tubular products method. Through the extruder hopper or dedicated to quantitative liquid resin or resin dispersion into the rotation and heating container (is, mold), making it rotate around the axis high-speed (tens of per minute to two thousand rpm), then put incurs centrifugal force

8、 into the material distributed in the mold wall parts. Rotating at the same time, into the material cures, and then as needed through 全套圖紙加 153893706the cooling or post-processing that is able to obtain products. Enhanced the molding plastic products can also added to enhance the nature of filler. C

9、entrifugal casting melt viscosities are usually smaller, better thermal stability of thermoplastics such as polyamide, polyethylene, polyurethane, etc.Centrifugal molding, polyurethane fill the mold cavity is the main centrifuge rotation by the centrifugal force generated. Centrifugal force is propo

10、rtional with the quality, speed proportional to the square with the centrifuge, and the radius is proportional to. Therefore, a specification of the rotor, the polyurethane is a certain quality and radius, so the size of the centrifugal force only with the speed of the centrifuge, increase or reduce

11、 the centrifugal force, centrifuge speed can only change.In centrifugal molding, polyurethane except by their own gravity, the centrifugal force depends mainly on the role to fill the mold cavity, the fill mode is first filling away from the center of rotation of the external cavity, and then gradua

12、lly to the heart of the Department of Tainting completed. Due to the presence of centrifugal force, gravity force and it is much larger, so the polyurethane molding filling capacity than gravity is strong, as long as the appropriate centrifuge speed, the centrifugal force of the right size to produc

13、e the quality of the rotor must be better than pouring molding form the rotor is much better.Key words: polyurethane; centrifugal molding; drum全套圖紙加 153893706目 錄第一章筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算 .11.1 筒體壁厚的計算 .11.2 筒體體積計算 .21.3 筒體質(zhì)量計算 .21.4 筒體轉(zhuǎn)動慣量計算 .21.5 軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算 .3第二章電機(jī)的選擇 .62.1 類型 .62.2 功率計算 .62.2.1 啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需

14、功率 N1 .62.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率 N2 .62.3 選定 .72.4 工作原理 .7全套圖紙加 1538937062.4.1 工作條件 .72.4.2 負(fù)載特性 .72.4.3 離心式分離機(jī) .72.4.4 外形及安裝尺寸 Y90S-6 .7第三章帶輪的設(shè)計 .103.1 計算功率 Pa .103.2 選擇帶輪型號 .103.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 D1、D2 .103.4 驗算帶輪 V .103.5 確定中心距 A 和帶的基準(zhǔn)直徑 Ld .113.6 驗算小帶輪上的包角 1 .113.7 確定帶的根數(shù) Z .113.8 計算軸壓力 Q .123.9 帶輪材質(zhì) .

15、123.10 小帶輪質(zhì)量計算 .123.10.1 小帶輪的質(zhì)量計算 .123.11 大帶輪質(zhì)量計算 .133.11.1 1 部分質(zhì)量計算 .133.11.2 2 部分質(zhì)量計算 .133.11.3 總質(zhì)量M .13第四章軸的設(shè)計和校核 .144.1 軸的設(shè)計計算 .144.1.1 按彎扭合成強(qiáng)度計算軸徑公式 .144.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式 .144.1.3 取軸徑 .14全套圖紙加 1538937064.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .154.2.1 軸的強(qiáng)度計算 .15第五章總質(zhì)心的校核 .175.1 軸總質(zhì)心的校核 .175.1.1 軸質(zhì)量計算 .175.1.2 軸質(zhì)心校核 .18第六章軸承

16、的選擇 .196.1 軸承的選擇、設(shè)計及壽命校核 .196.2 當(dāng)量動載荷 .196.3 確定軸承壽命 .19第七章鉚釘?shù)挠嬎?.217.1 取半圓頭鉚釘 .217.2 確定鉚釘?shù)膫€數(shù) .217.2.1 按鉚釘剪切強(qiáng)度計算 .217.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算 .21第八章成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制 .228.1 生產(chǎn)流程 .228.2 電氣控制原理 .22參考文獻(xiàn) .24致謝 .25附錄 .26全套圖紙加 1538937061第一章筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算 圖 1.1 筒體1.1 筒體壁厚的計算筒體壁厚的計算當(dāng) /R0.1 時轉(zhuǎn)鼓的徑向力和軸向力應(yīng)分別為1=1+1=2R3K2/8(Kg/m2

17、) （1-1）=+=R22+2R3K/2=R22(1+0RK/2) （1-2）令 1=0/=1.5103/7850=0.19=2n/60=23.141000/60=104.67m/s0=R22=78500.150 2104.672=1935069.75 Pa則上式 2=0（1+1KR/2）按第三強(qiáng)度理論：max - min1 （1-3）在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓中周向總應(yīng)力 2 為最大，其次是徑向總應(yīng)力 1，最小為徑向其值為 0。因此，圓筒形離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度條件為 0（1+1KR/2）1，轉(zhuǎn)鼓壁的厚度為 01RK/2( 1-0)。全套圖紙加 1538937062= 1935069.750.190.187511

18、/2(113106-1935069.75)=3.10mm根據(jù)剛度條件取壁厚 =10mm其中 筒體材料密度 0.785104Kg/m3 0物料密度 K轉(zhuǎn)鼓中物料系數(shù) 1 焊縫的強(qiáng)度系數(shù) 1轉(zhuǎn)鼓材料的許用應(yīng)力 113MPa1.2 筒體體積計算筒體體積計算V1=h11（D112-d12）+（D122-d12）+（D132-d12）+（D142-d12）/4=3.14250（3382-3002）+(3322-3002)+(3262-3002)+(3202-3002)/4=1.43510-2m3 V2=h2(d12-d22)/4=3.1410(3002-1202)/4=0.59310-3m3 V筒=V1

19、+V2=1.43510-2+0.59310-3=1.49410-2m3 其中：h11 每一段筒體高度 250mmh2筒體壁厚 10mmD11第一段筒體外徑 338mmD12第二段筒體外徑 332mmD13第三段筒體外徑 326mmD14第四段筒體外徑 320mmd1筒體內(nèi)徑 300mmd1筒體內(nèi)徑 300mmV1筒體壁體積V2筒體底部體積V筒筒體體積1.3 筒體質(zhì)量計算筒體質(zhì)量計算筒體材料密度 =0.785104kg/m3 m=v （1-全套圖紙加 15389370634）則 m筒=v筒=0.7851041.49410-2=117.28kg1.4 筒體轉(zhuǎn)動慣量計算筒體轉(zhuǎn)動慣量計算J=m1(R1

20、2+r2)+m2(R22+r2)+ m3(R32+r2)+ m4(R42+r2)/2=0.578503.14250（3382-3002）(1692+1502)+(3322-3002)(1662+1502)+(3262-3002)(1632+1502)+(3202-3002)(1602+1502)/4=2.808kgm2 1.5 軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算圖 1.2 軸盤（)1 部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算R1=35mm r=21mm h=20mmV1=R12h-r2h （1-5）V1=3.1435220-3.1421220=0.49210-4m3 m1=v1 （1-6）m1=7.851

21、030.49210-4=0.386kgJ1=m1（R12+r2）/2 全套圖紙加 1538937064（1-7）J1=0.50.386（352+152）=0.00028kgm2 ()2 部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算R2=60mm R2=45mm r=21mm h=103mmV2=h（R22+R2R2+R22）/3-r2h （1-8）V2=3.14103（452+4560+602）/3-3.14212103=0.75510-3m3m2=V2 (1-9)m2=7.851030.75510-3=5.927kgJ2=m2+m2r2/2 3(R25 - R2)20(R23 - R2)(R2 - R2)2 +

22、6h2(R2 - R)2 + h2（1-10）J2=0.026kgm2 (）3 部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算R3=115mm r=21mm h3=22mmV3=R32 h3-r2h3 （1-11）V3=3.14115222-3.1421222=0.88310-3m3 m3=V3 （1-12）m3=7.851030.88310-3=6.932kgJ3=m3(R32+r32)/2 （1-13）J3=0.56.932（1152+212）=0.047kgm2 ()4 部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算R4=60mm r=21mm h4=20mmV4=R42h4-r2h4 （1-14）V4=3.1460220-3.142

23、1220=0.19810-3m3 m4=V4 （1-全套圖紙加 153893706515）m4=7.851030.19810-3=1.55kgJ4=m4(R2+r2)/2 （1-16）J4=0.51.55(602+212)=0.003kgm2()總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動慣量m=m1+m2+m3+m4=0.386+5.927+6.932+1.55=14.80kgJ=J1+J2+J3+J4=0.00028+0.026+0.047+0.003 =0.00763kgm2 ()軸盤及筒體質(zhì)心計算I1=10mmI2= （1-h4R22 + 2R2r + 3r2R22 + R2r + r217）I2=5（602+26

24、021+3212）/(602+6021+212)=7.02mmI3=11mmI4=10mmI筒 1=329mmI筒 2=12.5mm(）總質(zhì)心Is= （1-18）miximiIs=(100.386+7.025.927+116.932+101.55+329112.65+12.54.66)/(0.386+5.927+6.932+1.55+112.65+4.66)=282.03mm()總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動慣量m總=m筒+m盤=112.65+4.66=117.31kgJ總=J筒+J盤=2.808+0.00763=2.816kgm2 全套圖紙加 1538937066沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章

25、 電機(jī)的選擇6第二章電機(jī)的選擇2.1 類型類型需調(diào)速的機(jī)械對調(diào)速平和程度要求不高，且調(diào)速比不大時選擇變頻調(diào)速電動機(jī)。載荷性質(zhì)：平穩(wěn)。生產(chǎn)機(jī)械工作狀態(tài)：斷續(xù)。選擇異步電動機(jī)。2.2 功率計算功率計算啟動時間 t=120s2.2.1 啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功率啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功率 N1= （2-2n601）=104.67m/s2 3.14 100060N1= （2-J22000T12）N1=2.816104.672/(200060)=0.257kw考慮其他轉(zhuǎn)動件功率增加 5%8%，取 5%則 N1=0.257(1+0.05)=0.27Kw2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率克服轉(zhuǎn)鼓、物

26、料與空氣摩擦所需的功率 N2N2=11.310-6aL3(R04+R14) （2-3）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 電機(jī)的選擇7其中：R0=0.15m R1=0.169m L=1m a=1.29kg/m3 則 N2=11.310-6104.67311.29（0.154+0.1694）=0.022kw需克服總功率 N總=N1+N2=0.27+0.022=0.292kw2.3 選定選定根據(jù)功率初選電機(jī)型號為 Y90S-6 三相異步電動機(jī)2.4 工作原理工作原理整臺電動機(jī)由拖動電動機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器、測速發(fā)電機(jī)和中止裝置組成。2.4.1 工作條件工作條件1 海拔不超過 1000m2

27、環(huán)境溫度:-2040oC3 環(huán)境相對濕度大于 85%和灰塵爆炸的場合2.4.2 負(fù)載特性負(fù)載特性慣性體與電動機(jī)慣性的比較，其負(fù)荷的慣性較大者2.4.3 離心式分離機(jī)離心式分離機(jī)適合溫度：合適技術(shù)數(shù)據(jù)（380V，50HZ）同步轉(zhuǎn)速 n=1000r/s額定功率 P=0.75Kw2.4.4 外形及安裝尺寸外形及安裝尺寸 Y90S-6沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 電機(jī)的選擇8（a）（b） （c） （d）圖 2.1 電機(jī)機(jī)座號: 132M凸緣號: FF265極數(shù): 2、4、6、8安裝尺寸及公差|D|基本尺寸: 24安裝尺寸及公差|D|極限偏差: (+0.018,+0.002)安裝尺寸及公

28、差|E|基本尺寸: 50安裝尺寸及公差|E|極限偏差: 0.370安裝尺寸及公差|F|基本尺寸: 8沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 電機(jī)的選擇9安裝尺寸及公差|F|極限偏差: (0,-0.036)安裝尺寸及公差|G|基本尺寸: 20安裝尺寸及公差|G|極限偏差: (0,-0.20)安裝尺寸及公差|M: 165安裝尺寸及公差|N|基本尺寸: 130安裝尺寸及公差|N|極限偏差: (+0.016,-0.013)安裝尺寸及公差|P: 200安裝尺寸及公差|R|基本尺寸: 0安裝尺寸及公差|R|極限偏差: 2.0安裝尺寸及公差|S|基本尺寸: 12安裝尺寸及公差|S|極限偏差: (+0.

29、430,0)安裝尺寸及公差|S|位置度公差: 1.5安裝尺寸及公差|T|基本尺寸: 3.5安裝尺寸及公差|T|極限偏差: (0,-0.120)安裝尺寸及公差|凸緣孔數(shù): 4外形尺寸|AC: 195外形尺寸|AD: 160外形尺寸|HF: 195外形尺寸|L: 31沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 帶輪的設(shè)計10第三章帶輪的設(shè)計3.1 計算功率計算功率 Pa查得工況系數(shù) Ka=1.2（負(fù)載啟動，載荷變動微小，工作日 1016 小時/日）求得：Pa=Ka.P （3-1）Pa=1.20.75=0.9kw其中：P 電機(jī)標(biāo)稱功率 0.75kw3.2 選擇帶輪型號選擇帶輪型號據(jù) Pa=0.9k

30、w，n1=1000r/min，確定為 Z 型帶3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 D1、D2D1=71mm D2=D1=71mmn1n2其中：n1小帶輪轉(zhuǎn)速n2大帶輪轉(zhuǎn)速D1小帶輪直徑D2大帶輪直徑3.4 驗算帶輪驗算帶輪 VV= （3-D1n60 1000沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 帶輪的設(shè)計112）V=3.14711000/(601000)=3.72m/s25m/s3.5 確定中心距確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)直徑和帶的基準(zhǔn)直徑 Ld（）根據(jù)公式0.7（D1+D2）a02（D1+D2） （3-3）初取軸間距 a0：200mm（）確定基準(zhǔn)長度Ld=2a0+ （D1+

31、D2）+ （3-2（D1 + D2）24a04）Ld=2200+（71+71）=622.9mm3.142查表取 Ld=630mm實際軸間距aa0+（Ld-Ld）/2 （3-5）a=200+（630-622.9）/2=203.6mm安裝時所需的最小軸間距 aminamin=a-0.015Ld=203.6-0.015630=194.2mm張緊或補償伸長所需最大軸間距 amaxamax=a+0.03Ld=203.6+0.03630=222.5mm3.6 驗算小帶輪上的包角驗算小帶輪上的包角 11=180-57.3 （3-D2 - D16）1=180120沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章

32、帶輪的設(shè)計123.7 確定帶的根數(shù)確定帶的根數(shù) Z根據(jù) 13-1-15 查取單根 z 帶額定功率 P0=0.30kw單位增量 P0=0.002kw包角修正系數(shù) K=0.98帶長修正系數(shù) Kl=0.96Z= （3-Pca(P0 + P0)KKl7）Z=0.9/(0.30+0.002)0.980.96=3.17為安全起見，應(yīng)取 V 帶的根數(shù)為 4 根計算單根 V 帶的預(yù)緊力F0=()+mv2 （3-500PcaZv2.5 - KK8）m 查表 13-1-2 取 m=0.1F0=5000.9(2.5-0.98)/(37.480.98)+0.17.482=36.70N3.8 計算軸壓力計算軸壓力 QQ

33、=2ZF0sin （3-129）Q=2436.70sin90=293.6N3.9 帶輪材質(zhì)帶輪材質(zhì)當(dāng) v20m/s 時，可以采用 HT200 鑄造帶輪，不允許有砂眼、裂紋、縮孔及氣泡。退火消除應(yīng)力。3.10 小帶輪質(zhì)量計算小帶輪質(zhì)量計算沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 帶輪的設(shè)計13圖 3.1 小帶輪3.10.1 小帶輪的質(zhì)量計算小帶輪的質(zhì)量計算D1=0.071m h1=0.05m =7.85103kg/m3 d0=0.024mm1=3.14(0.0712-0.0242)0.057.85103/4=1.38kg(D12 - d02)h143.11 大帶輪質(zhì)量計算大帶輪質(zhì)量計算圖 3

34、.2 大帶輪將帶輪分為兩個部分計算:3.11.1 1 部分質(zhì)量計算部分質(zhì)量計算D1=0.071m h1=0.05m =7.85103kg/m3 d0=0.042mm1= （3-(D12 - d02)h1410）m1=3.14(0.0712-0.0422)0.057.85103/4=1.01kg沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 帶輪的設(shè)計143.11.2 2 部分質(zhì)量計算部分質(zhì)量計算d2=0.052m h2=0.006m =7.85103kg/m3 d0=0.042mm2= （3-(d22 - d02)h2411）m2=3.14(0.0522-0.0422)0.0067.85103/

35、4=0.03kg3.11.3 總質(zhì)量總質(zhì)量mm=m1+m2=1.01+0.03=1.04kgG=mg=1.049.8=10.19N沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計和校核14第四章軸的設(shè)計和校核軸的材料：45#，調(diào)制處理。b=640MPa =355MPa彎曲疲勞極限：-1=275MPa剪切疲勞強(qiáng)度極限：-1=155MPa4.1 軸的設(shè)計計算軸的設(shè)計計算計算直徑 d機(jī)械設(shè)計手冊第三版 第二卷 表 6-1-54.1.1 按彎扭合成強(qiáng)度計算軸徑公式按彎扭合成強(qiáng)度計算軸徑公式T=955 (4-1)PnT=95500.75/1000=7.16NmM=FRa=mga (4-2)M=11

36、7.319.80.2=229.9Nmm查表 6-1-1 得-1=60MPad=21.68() (4-3)TM12/122+）（d=21.68229.92+(0.67.16)20.5/601/3=33.93mm4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式查表 6-1-4 得=0.5d=9.3(T/)1/4=9.3(7.16/0.5)1/4=18.1mm4.1.3 取軸徑取軸徑為安全起見，取軸徑 d=40mm軸上有鍵槽將軸徑增大 5%d0=（1+5%）d=（1+5%）40=42mm沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計和校核15取整得 d=42mm4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

37、計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 4.1 軸及其受力分析a、擬定軸上的零件裝配方案b、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度4.2.1 軸的強(qiáng)度計算軸的強(qiáng)度計算=20Ft=2T1/d （4-4）Ft=27.16103/55=260.4NFr=Fttan （4-5）Fr=260.4tan20=94.78NF=Fr+G帶+Q （4-6）F=94.78+11.07+367=472.85N根據(jù)受力方程式: RA+RB=472.85+681.22=1154.07N110472.85+681.221321.5-RA393-RB1047=0解得：RA=346.32N RB=807.75N沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

38、第 4 章 軸的設(shè)計和校核16圖 4.2 剪力圖圖 4.3 彎矩圖圖 4.4 扭矩圖B 截面是危險截面= （4-1W2M2 + T27）取=100 W=D3/32d()1/3=32(924195.52+267402)0.5/(1003.14)1/3=45.50mm)(32.合格沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 總質(zhì)心的校核17第五章總質(zhì)心的校核5.1 軸總質(zhì)心的校核軸總質(zhì)心的校核5.1.1 軸質(zhì)量計算軸質(zhì)量計算圖 5.1 軸質(zhì)心m=D2h （5-41）D=0.042m h=0.025m =7.85103kg/m3 m1 軸= D2h=0.04220.0257.85103=0.272

39、kg43.144D=0.042m h=0.165m =7.85103kg/m3 m2 軸= D2h=0.04220.1657.85103=1.79kg43.144D=0.05m h=0.178m =7.85103kg/m3 m3 軸= D2h=0.0520.1787.85103=2.74kg43.144D=0.055m h=0.011m =7.85103kg/m3 m4 軸= D2h=0.05520.0117.85103=0.205kg43.144D=0.075m h=0.604m =7.85103kg/m3 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 總質(zhì)心的校核18m5 軸= D2h=0

40、.07520.6047.85103=20.94kg43.144D=0.055m h=0.011m =7.85103kg/m3 m6 軸= D2h=0.05520.0117.85103=0.205kg43.144D=0.05m h=0.179m =7.85103kg/m3 m7 軸= D2h=0.0520.1797.85103=2.76kg43.144D=0.042m h=0.075m =7.85103kg/m3 m8 軸= D2h=0.04220.0757.85103=0.82kg43.1445.1.2 軸質(zhì)心校核軸質(zhì)心校核算得 m筒=117.28kg x筒=1000-272.32=727.6

41、8mmIs= （5-mixmi2）Is=(117.28727.68+12.50.272+501.79+1892.74+283.50.205+59120.94+898.50.205+993.52.76+11210.82)/(117.28+0.272+1.79+2.74+0.205+20.94+0.205+2.76+0.82)=695.40mm經(jīng)校核質(zhì)心在軸承上可以保證筒體轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。軸合格。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 6 章 軸承的選擇19第六章軸承的選擇6.1 軸承的選擇、設(shè)計及壽命校核軸承的選擇、設(shè)計及壽命校核由于轉(zhuǎn)數(shù)較高，沒有軸向力，故選擇深溝球軸承。初選軸承型號為 6011，根據(jù)

42、機(jī)械設(shè)計手冊第三版第二卷表 7-2-43 查得 Cr=26.7KN ,C0r=20.1KN。6.2 當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷由于無軸向力 故 A1=A2=0A1/R1=0e，A2/R2=0eX1=X2=1,Y1=Y2=0則有 P1=X1R1+Y1A1=R1=346.32NP2=X2R2+Y2A2=R2=807.75N6.3 確定軸承壽命確定軸承壽命P2P1按軸承 2 的受力大小計算軸承壽命。球軸承的壽命指數(shù) =3，根據(jù)軸承的工作條件查表 7-2-4，7-2-5，7-2-6，7-2-7 得fh=1.730，fn=0.322，fd=0.322，fT=1.0，由于力矩負(fù)載較小，fm取 1.5。則基本額定

43、動負(fù)荷計算值C=P （6-fhfmfdfnfT1）C=807.751.730 1.5 0.3220.322 1=2096.11N C0r此值小于初選的 6011 型軸承的基本額定動載荷（20.1KN）故初選軸承合適。軸承壽命計算：沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 6 章 軸承的選擇20L10h=() （6-2）10660nftCPL10h=(1.02096.11807.75)3=291.25h10660 1000沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 7 章 鉚釘?shù)挠嬎?1第七章鉚釘?shù)挠嬎?.1 取半圓頭鉚釘取半圓頭鉚釘選取鉚釘直徑 d=16mm 精裝配（以保證筒體的轉(zhuǎn)動平衡、動平衡性好）d

44、0=17mm7.2 確定鉚釘?shù)膫€數(shù)確定鉚釘?shù)膫€數(shù)7.2.1 按鉚釘剪切強(qiáng)度計算按鉚釘剪切強(qiáng)度計算Z= （7-4Fmd02p1）F=T/R=7.16/0.17=42.12KNm=1d0=17mmp=145MPaZ=（442.12103）（3.141172145）=1.284Fmd02p7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算Z= （7-Fd0p2）Z=（42.12103）（1710325）=0.76為安全起見以及保證轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，取 4 個鉚釘。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 8 章 成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制22第八章成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制8.1 生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程圖 8.1 生產(chǎn)流程圖8

45、.2 電氣控制原理電氣控制原理圖 8.2 控制原理圖機(jī)器主要通過 PLC 實現(xiàn)對溫度、變頻調(diào)速電機(jī)的自動化控制。當(dāng)加熱器把滾筒內(nèi)溫度加熱到大于等于 120 度時，溫度信號通過一體化溫度變送器、A/D 轉(zhuǎn)換模塊傳送到 PLC 內(nèi)，PLC 通過執(zhí)行控制程序，將加熱器斷開，并延時 30s（留出時間放沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 8 章 成型機(jī)的生產(chǎn)流程及電氣控制23料）后啟動變頻調(diào)速電機(jī)（提前將其額定轉(zhuǎn)速設(shè)定為 1000r/min） ，待電機(jī)穩(wěn)定工作一段時間后，當(dāng)滾筒內(nèi)溫度降到小于等于 30 度時，PLC 通過執(zhí)行程序，將使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。然后將筒狀片材取出，然后再進(jìn)入下一個工作循環(huán)。圖 8.

46、3 電氣部件連接圖圖 8.4 控制程序沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)24參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1北京化工大學(xué),華南理工大學(xué).塑料機(jī)械設(shè)計M.北京:北京輕工業(yè)出版社,1983.2成大先.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2001:188-196. 3北京化工大學(xué),華南理工大學(xué).塑料機(jī)械液壓傳動設(shè)計M.北京:北京輕工業(yè)出版社,1983.4黎啟白.液壓元件手冊M.北京:北京冶金工業(yè)出版社,機(jī)械工業(yè)出版社,2000.5大連機(jī)械塑料研究所.橡膠塑料機(jī)械產(chǎn)品樣本M.大連:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6張玉,劉平.幾何量公差與測量技術(shù)M.沈陽:東北大學(xué)出版社,2006:17-120.7趙蕓蕓.機(jī)

47、械設(shè)計M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011:83-87.8田健.材料力學(xué)M.北京:中國石化出版社,2007:39-140.9楊慧娣.中國聚氨酯工業(yè)概況與進(jìn)展J.中國塑料與橡膠,1996:65-66.10柴國梁.中國聚氨酯工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展（一）J.上海:上?；?2003:41-44.11高春甫.三菱可編程控制器M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006:8-23.12劉朝儒.機(jī)械制圖M.北京:高等教育出版社,2006:604-616.沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝25致謝經(jīng)過幾個月的忙碌，畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)圓滿結(jié)束，非常感謝鄢利群老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收

48、集，到設(shè)計，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計計，他放棄了自己的休息時間，在設(shè)計過程中，我多次得到鄢利群老師的辛勤指導(dǎo)和無私的幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中我深深的感受到這位老師是對學(xué)生負(fù)責(zé)的好老師，同樣在指導(dǎo)我們畢業(yè)設(shè)計這一過程中，老師工作兢兢業(yè)業(yè)，對我們進(jìn)行全程指導(dǎo)，只要我們有什么疑難問題，隨時請教他都能耐心講解，給我們一個滿意的答復(fù)。當(dāng)我們有時候因為貪玩而沒有完成本周的任務(wù)時，老師就會嚴(yán)格的督促，我知道這是老師的關(guān)心。感謝鄢老師的辛勤指導(dǎo)。他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們

49、教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄26附錄物理參數(shù)對氣體離心機(jī)分離效率的影響物理參數(shù)對氣體離心機(jī)分離效率的影響應(yīng)純同 張存鎮(zhèn) 傅瑞峰 魏錦華清華大學(xué)工程物理系 北京 100084摘要：摘要：提高氣體離心機(jī)的分離效率是鈾同位素分離的主要目標(biāo)之一。鈾同位素的分離對離心機(jī)的效率的提高可以提供很大的幫助。氣體離心機(jī)的分離效率受許多參數(shù)影響。一些物理參數(shù)，例如在離心機(jī)氣缸筒壁上的超濾壓力、垃圾鏟的位置、離心機(jī)氣缸筒壁上的溫度

50、分布、進(jìn)入氣體離心機(jī)的物料的方向等都被選定為變量來優(yōu)化氣體離心機(jī)的分離效率。優(yōu)化是基于分析和實驗結(jié)果進(jìn)行的。局部分離效率的分布對于描述氣體離心機(jī)的分離現(xiàn)象是一個很好的方法。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：局部分離效率；氣體離心機(jī)；優(yōu)化。引言：引言：目前迫切需要提高氣體離心機(jī)對于鈾同位素分離的分離效率。分析氣體離心機(jī)局部分離效率分布是解釋分離性的功率密度的損失的有效方法，并且能確定提高分離效率的方向。這篇文章給出了一些例子說明局部分離效率等高線圖。這些等高線圖可以解釋分離現(xiàn)象。一些物理參數(shù)，例如在離心機(jī)氣缸筒壁上的超濾壓力，垃圾鏟的位置，離心機(jī)氣缸筒壁上的溫度分布，和進(jìn)入氣體離心機(jī)的物料的方向都被研究過了。離心

51、機(jī)的優(yōu)化設(shè)計基于這些參數(shù)進(jìn)行解析和實驗研究。增加的氣體離心分離效率是非常重要的，能夠提供很大的好處。1.氣體離心機(jī)的局部分離效率氣體離心機(jī)的局部分離效率假設(shè)有一個氣體離心機(jī)它以一個非常高的轉(zhuǎn)數(shù)繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)。應(yīng)用圓柱坐標(biāo)（r，z） 。氣體離心機(jī)分離能力的概念是 K.Cohen 引進(jìn)的。在圓柱坐標(biāo)（r，z）上離心功率表示為沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄27 (1)CJCCRv22)1 (1在這里 C 是理想同位素含量，在鈾同位素分離的情況下，它代表的濃度。J 是U235的擴(kuò)散通量向量。根據(jù)動力學(xué)理論U235 (2)PMMCCCDJln)1 (這里是混合密度，D 是自擴(kuò)散系數(shù)，M 是混合物

52、的分子質(zhì)量，m 是兩個同位素質(zhì)量差，P 是壓力。當(dāng)忽視熱擴(kuò)散時方程（2）是正確的。存在一個分離性的功率密度最大值 (3)222)2(maxrRTMDRv這里是角速度，R 是氣體常數(shù)。T 是溫度。氣體離心機(jī)的局部分離效率是應(yīng)純同確立的： (4)maxvvRR這里在圓柱坐標(biāo)中是實際分離性的功率密度根據(jù)這個公式可以得到下面的表達(dá)式vR (5)2)(1 2)()1 (2)1 (12202222224maxrrDrrdrreeerCrCrCCrCaCCraRRaarICFvva其中是流函數(shù)，是配置的效率，是流通效率，是非理想的效率。是FeCeIear離心機(jī)的圓柱半徑 0222RTMarzrdrpv02

53、(6)arLrdrLaCLCCPP02)1 (2 ; ; aararFdrrrrdre02402)2(221mmeC)2(Ie其中是角速度，是氣體混合物的軸向速度，是在 z 方向的混合物凈流量，ZvP沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄28是在 z 方向的光同位素的凈流量，2L 是內(nèi)部流動的規(guī)模不考慮軸向速度的標(biāo)志，LPm 是流通數(shù)量，并且是一個關(guān)于 r 和 z 的函數(shù)，,和是關(guān)于 z 的函數(shù)。FeCeIe氣體離心機(jī)的分離效率 E 是： (7)maxUUE其中是氣體離心機(jī)的分離功率，它是由計算或?qū)嶒灚@得，是氣體離心UmaxU機(jī)理論上的最大分離性能力氣體離心機(jī)的局部分離效率和分離效率的關(guān)系是

54、max00)2(maxUrdrdzREZrVa （8）其中 Z 是氣體離心機(jī)的長度。氣體離心機(jī)的理論最大分離能力 (9)2)2(222200maxmaxZRTrMDrdrdzRUaZrVa 氣體離心機(jī)中的流場，必須了解的分配來劃分局部分離效率的等高線。數(shù)值Zv模擬和分析方法已被用于解決流場的控制方程。分析方法便于優(yōu)化物理參數(shù)。魏錦華用和 Wood 相似的方法，用一些例子計算流場。從上面列出的表達(dá)式可知，在知道在氣體離心機(jī)流場后，可以得到局部分離效率和氣體離心機(jī)分離效率。 這有幾個驅(qū)動器，能介紹氣體離心逆流循環(huán)。為簡單起見考慮三個驅(qū)動器。它們是墻體熱驅(qū)動器，端蓋的熱驅(qū)動器和舀驅(qū)動器?？紤]一個邊緣

55、速度大約為 500m/s的氣體離心機(jī)。1) 墻體熱驅(qū)動器只考慮墻的熱驅(qū)動器，并假設(shè)在墻壁上溫度分布是一個軸向位置的線性函數(shù)，局部分離的優(yōu)化設(shè)計效率等高線如圖 1 所示，在圖中的橫坐標(biāo)是相對徑向位置，垂直坐標(biāo)相對軸的位置。驅(qū)動器的幅度可能會更改，以獲取最大的氣體離心分離。對于墻體熱驅(qū)動器氣體離心機(jī)的最高分離效率 E 等于 23.6%。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄29圖 1 墻體熱驅(qū)動器局部分離效率等高線2) 端蓋的熱驅(qū)動器圖 2 所示端蓋的熱驅(qū)動器等高線情況。物理參數(shù)，如周邊速度，物料流速等等與圖 1 是相同的。只有驅(qū)動器與在前一個例子中用的墻體熱驅(qū)動器是不同的。對于端蓋的熱驅(qū)動器氣體

56、離心機(jī)的最高分離效率 E 等于 27.5%。高于墻體熱驅(qū)動器。圖 2 端蓋的熱驅(qū)動器局部分離效率等高線對于墻體熱驅(qū)動器，輪廓線比端蓋的熱驅(qū)動器的情況更接近墻。原因是為隔離墻的熱驅(qū)動下軸向速度分布接近墻，邊緣分離效率較低。對于這兩種情況下邊緣分離效率的軸向函數(shù)如圖 3 和圖 4 所示。在圖 4 中表明端蓋的熱驅(qū)動器的邊緣分離效率是 40%左右。圖 3 表明墻體熱驅(qū)動器的邊緣分離效率大約是 30%。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄30圖 3 墻體熱驅(qū)動器的氣體離心機(jī)的分離效率分配 EF-邊緣效率 EC-流通效率 EI-非理想 EZ-截面效率圖 4 端蓋熱驅(qū)動器的氣體離心機(jī)的分離效率分配3)

57、所有驅(qū)動器存在的模式為優(yōu)化設(shè)計，如果所有驅(qū)動方式被認(rèn)為是分離效率輪廓。 圖 5 和圖 6 所示墻體熱驅(qū)動器，端蓋的熱驅(qū)動器，舀驅(qū)動器。圖 5 所示局部分離效率的等高線圖。圖 6表示分離效率分配。氣體離心機(jī)的分離效率 E.是 46.8%。如圖 5 所示，等高線移向氣體離心機(jī)的核心。除了非理想情況的所有的效率都高于例 1）和例 2）情況（參見圖 6 和圖 3 圖 4 比較） 。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄31圖 5 例 3）的等高線圖2.一些物理參數(shù)一些物理參數(shù) 對分離效率的影響對分離效率的影響在氣體離心機(jī)中有許多參數(shù)。我們的目標(biāo)是增加氣體離心分離效率。然而，有許多參數(shù)影響分離效率。一些

58、參數(shù)的變化對分離效率的影響已被調(diào)查分析和實驗研究。圖 6 例 3)中氣體離心機(jī)分離效率分配1) 壁壓力壁壓力對于提高分離效率是一個重要的參數(shù)。由于給定壁壓力，驅(qū)動器參數(shù)優(yōu)化給氣體離心機(jī)提供了分離效率的最佳值。圖 7 所示是氣體離心機(jī)中壁壓力和優(yōu)化的分離效率的關(guān)系。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄32圖 7 分離效率對壁壓力的依賴性圖 8 分離效率對廢物位置的依賴性氣體離心機(jī)的最佳分離效率。由于壁壓力分離效率為 43.0%，當(dāng)壁壓力是 8kpa時，壓強(qiáng)為 4kpa 并且提高 48.0%，實驗數(shù)據(jù)表明，趨勢是正確的。越高的壁壓力越能提高分離效率。2) 垃圾鏟的位置垃圾鏟的徑向位置是另一個重要

59、的參數(shù)。圖 8 中表示了分離效率和垃圾鏟的位置的關(guān)系。由于所給的垃圾鏟的徑向位置，驅(qū)動器參數(shù)優(yōu)化提供給氣體離心機(jī)分離效率的最佳值。當(dāng)垃圾鏟的徑向位置從 0.90 變到 0.85 時，分離效率由 42.2%提高到46.6%。圖 9 和圖 10 分別表示了徑向位置等于 0.90 和 0.85 的等高線圖。注意等于0.85 的圖，等高線移向核心。特別是在右下角物料以下的領(lǐng)域。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄33圖 9 廢棄物徑向位置的等高線圖90. 0arr圖 10 廢棄物徑向位置的等高線圖85. 0arr3) 墻壁溫度分布離心機(jī)筒壁上的溫度分布也影響分離效率。對于筒壁的線性溫度分布，最佳分離

60、效率為 46.8。由于軸向溫度分布沒有任何限制，最佳的溫度分布提供了一個更高的分離效率為 48.3。最佳溫度分布，圖 11 所示是非線性的。由于較高的溫度略低于在氣體離心機(jī)中心的物料點。較高的溫度應(yīng)低于潰點，以增加在該地區(qū)的流通時，通常會如下。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄34圖 11 優(yōu)化溫度分布4) 空心直徑產(chǎn)品擋板空心直徑產(chǎn)品擋板該產(chǎn)品擋板有兩個功能：防止產(chǎn)品舀引起循環(huán)趨勢和提供足夠的產(chǎn)品流量。空洞的直徑應(yīng)盡可能小。在我們的例子中，參數(shù)應(yīng))1 (222arrA該近似為 8（） 。分離效率可能會增加大約 5。實驗數(shù)據(jù)顯示，)2(222RTrMAa氣體離心分離效率隨著空心直徑的減少而增加。5) 進(jìn)入氣體離心機(jī)的物料流動方向物料流動方向也是一個重要的參數(shù)。通過確定最佳的方向，分離效率實驗性地增加了 5，當(dāng)然，如果氣體離心機(jī)比較短，物料流動方向?qū)佑绊懛蛛x效率。3.總結(jié)總結(jié)1) 局部分離效率的概念是有助于理解氣體離心分離現(xiàn)象。2) 物理參數(shù)優(yōu)化可顯著提高分離效率，很容易提供良好的利潤。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄35沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄36沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄37沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄38沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄39