汽車節(jié)氣門熱壓機設計（優(yōu)秀含CAD圖紙+設計說明書）
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畢 業(yè) 設 計
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
汽車節(jié)氣門熱壓機設計
Design of car throttle valve thermocompressor
摘 要
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和進步，汽車已經(jīng)成為生活中不可或缺的一部分，節(jié)氣門的功能是可以由一個閥門控制的油門控制氣流進入發(fā)動機，電噴汽車發(fā)動機的油門是現(xiàn)在最重要的系統(tǒng)部分，空氣過濾器是上半部分，下半部分的發(fā)動機缸體，一輛車的發(fā)動機油門是他的喉嚨，像心臟周圍的血液一樣輸送氧氣，如果安裝一個功能強大的送氧通道心臟，即血液的運輸管道。所以，如果提高節(jié)氣門制造效率和過程，將提高能源利用效率。
節(jié)氣門可以由一個閥門控制的功能是控制進入發(fā)動機的空氣，氣體進氣管和發(fā)動機的燃料混合后的可燃氣體混合物，從而燃燒、做功，是生產(chǎn)的汽車發(fā)動機節(jié)氣門必不可少的一個生產(chǎn)工序，以提高生產(chǎn)率，在節(jié)氣門和其生產(chǎn)過程效率的提高，也提高了汽車的 生產(chǎn)效率。
熱嵌壓裝機，用于汽車進氣歧管節(jié)氣門上的四個銅螺母的熱嵌壓裝，其本機為半自動機械，除人工上下料之外，其他動作均為自動完成，氣動系統(tǒng)空氣回路特別設計，待機時能減少電力消耗，達到省能，性能穩(wěn)定，低噪音。
熱嵌壓裝機有效改善了汽車節(jié)氣門的制作工藝，提高了效率，故障率減少，可供長時間作業(yè)生產(chǎn)，使用壽命長，為大中型工廠使用后有效提高單位時間產(chǎn)量，帶來可觀效益。
熱截留安裝設計緊湊合理，外形美觀，體積小，效率高，熱熔塑料件和金屬焊接。
關(guān)鍵詞：半自動；氣動系統(tǒng)；氣缸；電磁加熱
ABSTRACT
With the development of society , cars have become an indispensable part of people's lives , throttle is a controllable valve Wherein the control of air into the engine , throttle is the the most important components of the system of EFI car engine . The upper part of the air cleaner , the lower is the engine block , like the throat of an automobile engine . As if the blood vessels to transport oxygen around the heart , Therefore, if throttle increase manufacturing efficiency and to enhance the process of the throttle valve, if to install a powerful oxygen heart, blood transport pipeline, will improve the energy efficiency of the engine .
Controlling the air throttle is a controllable valve into the engine, the gas will enter the inlet and mixed into a combustible gas mixture, thereby acting combustion, production of an automobile engine throttle essential to the production of a step throttle increase production efficiency is increased and its production process of the car and its process of production efficiency.
Installed heat entrapment mostly made of plastic, used in automotive intake manifold throttle on four brass nuts, hot entrapment equipment, its local semi-automatic machines, in addition to manual loading, other actions are automatically complete pneumatic system air circuit specifically designed to reduce standby power consumption, achieve energy saving, stable performance, low noise.
Installed heat entrapment effectively improve the car throttle production process, improve efficiency, reduce the failure rate, available long job production, long life, after using valid for medium and large factories to improve yield per unit of time, bring considerable benefits.
The heat entrapment installed compact design is reasonable, beautiful appearance, small footprint, high efficiency, for plastic parts and metal fusion welding.
Keywords: Semi-automatic; pneumatic systems; cylinder; electromagnetic heating
目 錄
正 文 1
1.1熱壓機 1
1.2設計思想 1
1.3設計方案 1
1.3.1面壓與公稱總壓力 2
1.3.2板面尺寸和層數(shù) 2
1.3.3熱壓板層間距 3
1.3.4閉合時間 3
1.4氣動系統(tǒng) 5
2.4.1速度控制閥 7
2.4.2磁性開關(guān) 7
2.4.3熱嵌氣缸 7
2.1熱壓機力學計算 8
2.1.1主氣缸推力 8
2.1.2送料氣缸推力 8
2.1.3上氣缸架撓度計算 8
3.1熱壓機的控制系統(tǒng) 9
3.1.1熱壓機有限元分析 9
3.1.2 APDL參數(shù)化建模 10
3.1.3求解及結(jié)果分析 11
3.1.4平衡機構(gòu)簡要設計?? 13
3.1.5設計變量 13
3.1.6狀態(tài)變量 14
3.1.7目標函數(shù) 14
3.1.8優(yōu)化計算 14
3.1.9優(yōu)化前后機架性能對比 14
4.1熱壓機安全操作規(guī)程 15
結(jié) 論 16
參考文獻 16
附 錄 18
致 謝 27
緒 論
概述
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和進步，汽車已經(jīng)成為日常生活的一部分。人們對汽車的安全性能和舒適性的要求越來越高的性能要求，節(jié)氣門的種類有電子油門型步進電機，電液，直流伺服電機，線性電磁型四類。
節(jié)氣門可以由一個閥門控制,功能是控制進入發(fā)動機的空氣，氣體進氣管和發(fā)動機燃料混合后的可燃氣體混合物，從而燃燒作用。他是在空氣凈化器的上半部分，下半部分的發(fā)動機缸體，汽車發(fā)動機節(jié)氣門咽喉。從兩大類，即傳統(tǒng)的電纜，電子油門的傳統(tǒng)電纜引擎的油門桿或操縱結(jié)構(gòu)拉鏈（軟線），一端連接到加速踏板，將另一端連接到節(jié)氣門上的點部的閥板，以完成連接工作，主要是由電子節(jié)氣門的節(jié)氣門位置傳感器，發(fā)動機的基礎上所需要的能量的大小來控制節(jié)氣門開度，并調(diào)整發(fā)動機進氣量的大小。
節(jié)氣門熱壓機生產(chǎn)線的主要設備，按生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)的熱壓機生產(chǎn)線，熱壓機的技術(shù)水平在很大程度上決定了熱壓機產(chǎn)品質(zhì)量。開發(fā)和生產(chǎn)與節(jié)氣門熱壓技術(shù)水平的進步密切相關(guān)。汽車行業(yè)的發(fā)展，對熱壓機的生產(chǎn)提出了更高的要求，更多的先進水平，熱壓機的出現(xiàn)，極大地促進了汽車節(jié)氣門工業(yè)的發(fā)展。?
關(guān)于節(jié)氣門新產(chǎn)品質(zhì)量，國家標準提出了更高的要求。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，熱壓機，一方面采取最好的熱壓過程所需的技術(shù)曲線和工藝參數(shù)，控制產(chǎn)品質(zhì)量，熱壓設備本身的結(jié)構(gòu)和性能，以滿足這類產(chǎn)品厚度公差按傳熱均勻性和其他要求，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。熱壓機，以促進節(jié)氣門行業(yè)的發(fā)展繁榮。近年來我國節(jié)氣門行業(yè)顯著發(fā)展，為中國的熱壓機技術(shù)的超快速發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。不幸的是，我們的國家不具備生產(chǎn)能力的連續(xù)壓機，連續(xù)壓機國內(nèi)的需求還需要從國外進口，這嚴重影響了中國的機械行業(yè)的整體水平提高。國內(nèi)有關(guān)單位還騰出時間來組織連續(xù)壓機開發(fā)工作所需的人力，物力和技術(shù)能力。相關(guān)產(chǎn)品也有望在未來幾年中走出來。以前專注于它的托盤結(jié)構(gòu)的前提下，借鑒以往的經(jīng)驗和一些實用的設計參數(shù)結(jié)構(gòu)的設計是可行的改進設計，使用的機器結(jié)構(gòu)設計的CAD，PRO / E等工程繪圖軟件的映射和分析。在導師的指導下，同組的學生一起學習下基本達到了預期的目標。
現(xiàn)狀分析
熱壓機的發(fā)展概況及現(xiàn)狀
首先出現(xiàn)在汽車行業(yè)的是一個多熱壓機，原來的多熱壓機，雖然并不完美，但已經(jīng)有一個原型的現(xiàn)代多層壓機。裝卸系統(tǒng)，加熱裝置，按封閉開放設備以便為人們所理解。這些多層壓機膠合板制造商設備技術(shù)更從德國辛北爾康普·馮·赫倫和貝克，如一家公司開發(fā)的，前者仍然膠合板設備供應商，在世界上占有重要的地位，而后者則是在20世紀80年代的市場戰(zhàn)局。后來多層壓機刨花板生產(chǎn)中取得了巨大成功，并推廣開來。使用多層壓機在促進刨花板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時推動整個面板產(chǎn)業(yè)的進步。刨花板行業(yè)也多榨機的不斷提高提供了生產(chǎn)基礎。最初多層膠合板主要的印刷機制造商主要集中在歐洲，包括比松辛北爾康普公司貝克 - 馮赫倫公司迪芬巴赫推出多榨機制造技術(shù)的推廣，包括中國，美國和亞洲一些國家如智利公司后加入了多層熱壓機設備供應商。近年來，熱壓技術(shù)，主要的歐洲制造商已按機器的生產(chǎn)率將被主要轉(zhuǎn)移生產(chǎn)，而中國的上海人造板機器廠，美國是華盛頓鋼鐵廠除了外界歐洲廠商成為熱壓機市場是更重要的供應商。美國華盛頓鋼鐵廠一直致力于發(fā)展多熱壓機，產(chǎn)品按格式來分也越來越多。在中國，上海人造板機械廠是一個多熱壓機市場展會后期，依托國內(nèi)強大的市場支持，目前國內(nèi)和國際市場提供了幾套多層熱壓設備。為了提高生產(chǎn)能力的單機，多熱壓機生產(chǎn)能力以兩種方式中，首先，增加中心層，第二個是提高熱板格式。現(xiàn)在常用的熱壓層10-15層，最多可高達40層。
熱壓機的特點?
熱壓機，除了整個結(jié)構(gòu)，布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，精度高，而且還具有以下特點：控制系統(tǒng)的多樣化。這種沖壓機與光電控制系統(tǒng)，非接觸式開關(guān)，限位開關(guān)。這些控制敏感的電器元件，耐用，和大多數(shù)組件都安裝在頂部的壓面機，壓面機如此緊湊和整潔。按下機的主要部分是有一定厚度的鋼板焊接成框架，不易變形;倒角梯形塊，以方便對齊。
熱壓機低壓泵，高壓泵和電機都安裝在池底貨架，占地面積小。由于熱壓機配備了一個蓄壓器，所以可以起到緩沖作用，以增加的熱壓機的穩(wěn)定性。當液壓系統(tǒng)達到一定的壓力，高壓和低壓泵可以自動停止工作，當壓力不足時，可以自動打開的高壓和低壓泵液壓系統(tǒng)中的油的壓力保持在一個預定的油壓被添加到預定范圍內(nèi)。
畢業(yè)設計
正 文
1.1熱壓機
熱壓機在工業(yè)應用中越來越普遍，面對不同的具有競爭力的產(chǎn)品，除了質(zhì)量優(yōu)勢，性能也確定了一個很大的優(yōu)勢。因為個人的選擇，是一個符合成本效益的選擇，是市場細分的選擇。目前，我們有超過700多國家的沖壓生產(chǎn)線，盡管大量，但大多是相似的，缺乏細分市場的擴大，那么多榨機占領(lǐng)市場，其主要優(yōu)勢在于個性化選項的單項選擇題以下幾個方面。
在一定程度上熱壓機，熱壓機的能力的基本參數(shù)。多層生產(chǎn)的熱壓機板格式的大小，數(shù)目，層和熱周期的長短和其他因素。格式現(xiàn)在的熱板4'×8'，4'×16'，6'×18'，8'×16'等，熱壓板幅面的大小決定了其壓制的最大的產(chǎn)品的規(guī)格。生產(chǎn)中密度纖維板層的多層熱壓機有6層，7層，8層，15層，10層，12層，15層，18層，20層，20層。電流熱壓機特定的產(chǎn)率和數(shù)量的層熱壓機生產(chǎn)的層的數(shù)量是密切相關(guān)的，通常是根據(jù)用戶的要求來確定。熱壓機通常是額定總壓力，層風格的格式，如28000 KN熱壓機，4'×16'和15層熱壓機熱壓機。此外，熱壓機的產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)成本和能源消耗，這是不同程度的加熱。
1.2設計思想
本課題所研制的節(jié)氣門熱嵌壓裝機，將充分吸收國外產(chǎn)品的有點，并充分考慮我國現(xiàn)汽車生產(chǎn)的跨越式發(fā)展的趨勢，結(jié)合我國目前對熱壓機生產(chǎn)檢修的廠家的實際進行設計。該節(jié)氣門熱嵌壓裝機要求同時將四個銅螺母加熱并由氣缸頂入節(jié)氣門，并要求自動上工件，自動完成節(jié)氣門的夾緊，用兩套定位系統(tǒng)對其完成節(jié)氣門的定位等特點。這是將國外先進技術(shù)與我國汽車生產(chǎn)實際相結(jié)合的并且能全面滿足車輛對生產(chǎn)現(xiàn)場要求的最新節(jié)氣門熱壓機組裝設備，是我國道路車輛制造檢修所需的升級換代產(chǎn)品。
1.3設計方案
通過詳細分析國內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能結(jié)構(gòu)特點，充分吸收他們的產(chǎn)品在氣壓技術(shù)，控制技術(shù)，檢測方式，機械結(jié)構(gòu)和加工工藝方法等方面的優(yōu)點，根據(jù)我國企業(yè)的鑄造能力，加工能力，配套品種和采購情況等，我確定了節(jié)氣門熱嵌壓裝機的設計方案，主要有主機，氣壓系統(tǒng)，測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)，輸入輸出系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)等幾個部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如下所示。
圖2-3壓裝機結(jié)構(gòu)框圖
1.3.1面壓與公稱總壓力
面壓是指作用于每單位面積的壓力板坯的表面壓力，在正常情況下，在熱壓機中的表面壓力為2.5-3.5兆帕，可以保證中密度纖維板的干燥后的厚度和密度。
沖床噸位應根據(jù)所需的總壓力需要抑制板坯，板坯單位受壓面積，壓面機，并考慮重力（包括）活動橫梁，熱板，重力的運動的一部分，也被稱為柱塞和磚等），在密封的摩擦阻力和導軌等來判斷使用公式（1）計算。
F=PSS+F2+F3+F4--（1）
式中：F-總壓力，N；PS-板坯所需最大單位壓力，Pa；S-板坯面積，平方米；F2-壓機可移動部分的全部重力，N；F3-油缸密封處的摩擦阻力，N；F4-壓機導軌等處的摩擦力，N。一般近似計算時，F(xiàn)2、F3、F4 合計取PSS 的10%左右，因此總壓力可按公式（2）近似計算。
F=1.1PSS--（2）
1.3.2板面尺寸與層數(shù)
熱點板塊的格式，它決定著產(chǎn)品的規(guī)格。密度板我們常用規(guī)格為4'×8'（1220MM×2440毫米），壓盤格式的長度和寬度尺寸的倍數(shù)成品板加利潤的?？紤]修剪利潤和安裝板的位置偏差等因素的影響時，4'×8'熱壓板大小應該至少1370毫米的×2650毫米，4'×16'熱板格式1750毫米×5100毫米，6'×18'熱壓板尺寸2380毫米資料×5700毫米。
層的數(shù)目取決于生產(chǎn)的多層壓機的輪廓的生產(chǎn)要求，但具有不同的生產(chǎn)方法是不同的。濕法生產(chǎn)，因為比較薄板坯，板間距小，層間距一般不大于100mm，所以很多層，如在上海人造板機器廠有限公司生產(chǎn)的硬質(zhì)纖維板濕熱壓機達到最大共25層，層間距為90mm，生產(chǎn)的干燥厚度的板，板間距大，較大的設計的增加，壓盤格式，和相應較低的層，輸出層的最大數(shù)目為20層。
1.3.3熱壓板層間距
打開的文件，也被稱為熱板間距，相鄰二，熱點板塊之間的距離。它是基于抑制的厚度板坯，板安裝板窮人考慮所需的空間等因素來確定。例如，使用一盤裝入機器或不支持板安裝板機，板或車內(nèi)安裝板的要發(fā)送到熱板的情況下，但由于鋼板的寬厚比薄的安裝盤車的特定的厚度，所以使用安裝板用熱板間距比大板安裝板不支持。壓面機打開的文件，可以是一般的經(jīng)驗公式（3）選用。
H=h1+h2+h3--（3）
式中：H-熱壓板間距，mm；h1-板坯的最大厚度，mm；h2-裝板小車進入壓機部分的高度，mm；h3-高度余量，一般取40-50mm。
1.3.4閉合時間
閉合熱壓機的持續(xù)時間，不僅會影響生產(chǎn)效率，但更重要的是直接關(guān)系到中密度纖維板的質(zhì)量。如果熱板被關(guān)閉很長一段時間，可能會導致預固化層的厚板坯中密度纖維板和物理機械性能下降，因此，按下機壓板關(guān)閉時間有一定的要求，密切接觸板坯熱壓機壓盤的時間應小于10s。機加熱中密度纖維板中密度纖維板生產(chǎn)中概述的，分為接觸式和非接觸加熱加熱和接觸加熱中密度纖維板的熱壓機的加熱方法是最廣泛使用的多層按加熱。在中密度纖維板的正常生產(chǎn)過程中，在第一加熱熱壓機，熱板，以提供所需的板坯固化和補充加熱周圍的熱板的熱消耗的熱量，不帶冷卻的熱板。
非接觸式加熱
高頻加熱是一種非接觸式加熱，但不限于產(chǎn)品的厚度，特別適用于厚的中密度纖維板的生產(chǎn)。該加熱方法是通過熱板4-6MHz的頻率的高頻電流，高頻電場形成的熱板之間，板之間的板坯板下的高頻感應電場，劇烈運動，分子發(fā)生強烈摩擦，從而產(chǎn)生了大量的熱量，使粘合劑固化。高頻加熱外板坯板坯內(nèi)部的能量傳輸?shù)囊淮筇厣?。此高頻加熱機結(jié)構(gòu)復雜，維修困難，消耗功率，電子元器件的壽命有限，成本較高。除了大規(guī)模的生產(chǎn)或特殊要求的，很少使用的高頻加熱。
接觸式加熱
接觸式加熱裝置加熱的熱介質(zhì)通過直接接觸熱板，熱板，然后加熱板通過第一個平板，使板坯加熱。聯(lián)系熱板加熱板坯鑄坯內(nèi)部外部熱量傳輸?shù)囊淮筇厣８鶕?jù)熱介質(zhì)性質(zhì)的不同，分為電加熱和加熱流體加熱包括飽和蒸汽加熱，熱水加熱，油加熱的加熱流體聯(lián)系。接觸的加熱過程中，鑄坯的表面溫度的熱板接觸的表面溫度增加了纖維，水的汽化，在表面層與核心層之間形成的溫度梯度。溫度梯度的作用，板坯鑄坯表面的水汽和攜帶生水核心熱量的擴散和遷移，是依靠熱和對流換熱接觸熱收益。由于板坯是纖維，空氣和水相系統(tǒng)組成的整個談話是熱的不良導體，傳熱性能好，使鑄坯表面溫度始終高于核心溫度，但還需要很長的時間使核心層達到所要求的溫度的過程。溫度梯度越大，不再需要加熱，板坯加熱中密度纖維板，這種現(xiàn)象尤為突出，這表明與加熱板接觸，不適合用于生產(chǎn)。
聯(lián)系加熱介質(zhì)加熱要求是：（1）熱容量大，導熱性好，（2）在較低的壓力和大氣壓力下，有很高的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度越低，（3）良好的熱穩(wěn)定性和不可燃的（4）無毒，無臭，腐蝕性低，（5）價格低廉。為了滿足這些基本要求的熱介質(zhì)的飽和蒸汽，熱水和熱油，熱介質(zhì)密度纖維板在熱壓使用這三種，這導致最優(yōu)良的耐油性能。上面的壓力的飽和蒸汽加熱，水變成飽和水蒸汽的溫度是恒定的時，所吸收的水的汽化熱，只使用。當飽和蒸汽被冷凝成水，放出熱量時的溫度沒有降低，用飽和蒸汽作為熱源的熱蒸汽機是利用這一特性。溫度下的飽和蒸汽的壓力和溫度越高，越大，相應的水蒸汽壓力，但它們之間的比例是不是一個簡單的關(guān)系。例如，在大氣壓下，水的沸點為約100℃，200℃飽和水蒸汽的溫度，如220℃的水蒸汽壓力為1.6MPa，2.3MPa。對于較高的溫度，飽和蒸汽鍋爐設備需要更高的壓力阻力。
在面板熱壓機中，用蒸汽加熱，使用的蒸汽用于加熱的熱板的汽化潛熱。隨著加熱壓板，而由于熱量和蒸汽冷凝水的熱損失越大。即，在熱板上后，通過該孔的蒸汽流的汽化熱，潛熱的熱板，冷卻蒸汽凝結(jié)成水。由于冷凝水會妨礙蒸汽的流量，熱板的加熱效果，所以壓制過程中，必須有效地去除，以確保熱交換產(chǎn)生的冷凝水。因此，應采取蒸汽加熱的熱壓機，你必須設置的疏水性能和可靠的系統(tǒng)，以達到阻汽排水。用蒸汽作為加熱介質(zhì)，上面的壓力為1.0-1.4MPA于中密度纖維板，以滿足要求的燒結(jié)溫度的飽和蒸汽壓力的熱壓機的加熱系統(tǒng)的壓力，從而使需要高密封性能。蒸汽加熱的溫度控制，只控制蒸汽的流量，以調(diào)節(jié)溫度。雖然潛在的較大的蒸汽，不腐蝕金屬，但蒸汽加熱人造板生產(chǎn)存在以下問題：
加熱溫度只能達到200℃左右，此時蒸汽壓力1.6MPa的蒸汽鍋爐壓力等級2.5MPa的至少左右。由于蒸汽溫度與壓力成正比的增加，使蒸汽加熱的溫度是不是太高，否則鍋爐的輔助設備和管道系統(tǒng)的投資將大幅增加。
水加熱到蒸汽鍋爐100℃以前提供的熱和蒸汽被冷凝成水，留在后的水的熱量加熱的移動設備，不能使用。蒸汽加熱的壓制機的部分變熱，在正常情況下，被排出的蒸汽 - 水混合物中，蒸汽的汽化潛熱不能充分利用，而且鍋爐排污的能量，加熱蒸汽，熱廢物大的損失。
3)在運輸過程中的蒸汽的熱損失大，和一個輔助汽體回收非常困難的。蒸汽，運行，運行，滴，漏嚴重的情況下，蒸汽供熱系統(tǒng)熱能綜合利用率在30％-40％。
4)飽和蒸汽在加熱過程中的流速較大的（約20?30m/ s）的蒸汽，波動幅度大，一個小的溫度差不能滿足加熱要求。蒸汽加熱精度，氣體傳熱液體傳熱效果并不好。熱水加熱水是水的溫度超過100℃。一般高壓飽和蒸汽進入高壓熱水通過容器直接加熱水，經(jīng)過交換成熱的熱水，熱蒸汽，水的溫度是在或接近蒸汽的溫度，熱水，這就是通常所說的過熱的水。例如，當2.5MPa的飽和蒸氣壓，熱水的溫度大約是208℃左右。通過管接頭和熱壓機，強制循環(huán)的熱水，以形成一個封閉的系統(tǒng)。
從表1中可以看出，溫度為200℃，熱水最大的單位體積的熱容量。雖然每單位質(zhì)量的1/3飽和蒸汽，熱水的熱容量，但每單位體積的質(zhì)量是100倍的飽和蒸汽，因此，每單位體積的熱容量比的30倍左右的飽和蒸汽。熱板作為加熱介質(zhì)通過量是恒定的，因此，每單位體積的傳熱介質(zhì)的熱容量大，提供更多的熱量。換言之，加熱要求是相同的，所需要的蒸汽用于加熱熱水蒸汽加熱的水的體積的30倍以上的體積約為，所以熱水加熱管用于加熱蒸汽管的比率是更小的多。可用于1.0MPa的過熱蒸汽通過過熱器的低壓鍋爐，而達到同樣的溫度為200℃，但它的熱容量降低，所以真正的工作，低壓飽和蒸汽段，使過熱蒸汽是不適合用于熱壓的過程。與蒸汽的潛熱，在熱板上加熱，熱水蒸汽加熱被用來加熱水的顯熱的熱板上。使用了熱水后，其耐熱，加熱可以循環(huán)重復，因為水可以循環(huán)，流速比較慢，熱效率比較高。相比，蒸汽，熱水，使載熱體是比較好的，熱水加熱系統(tǒng)的熱利用率為40％-50％。在溫度控制中，除了控制流量的熱水加熱，而且還通過改變循環(huán)熱水的溫度來調(diào)節(jié)溫度，作為比較，與蒸汽加熱，熱水加熱溫度可以更嚴格地控制。
由于高壓飽和蒸汽加熱冷水熱水采暖需要，所以除了高壓熱水容器需要進行配置，但也需要高壓鍋爐。
一方面設備復雜，另一方面系統(tǒng)壓力仍然比較高，對加熱系統(tǒng)的密封性能要求也比較高，并且熱水易沉淀結(jié)垢，對加熱系統(tǒng)有腐蝕作用。為了防止在罐體、管道及熱壓板中產(chǎn)生水垢及銹蝕，過熱水加熱時最好使用冷凝水，至少要使用軟水。導熱油加熱由于采用過熱水和飽和蒸汽作為熱介質(zhì)均需要在高壓條件下運行，增加了設備密封的困難，且加熱穩(wěn)定性較低，所以設法尋求一種能在常壓或低壓下產(chǎn)生高溫、且熱容量大和使用安全的高沸點物質(zhì)作熱介質(zhì)，一直是人們十分關(guān)心的問題。
20世紀末，20世紀30年代發(fā)現(xiàn)這樣的加熱介質(zhì)，這是高溫有機載熱體，通常被稱為熱傳導油或熱油。我國從20世紀70年代初開始對熱導熱油加熱技術(shù)進行研究，85年被列為國家節(jié)能推廣項目。
1.4氣動系統(tǒng)
氣動系統(tǒng)是節(jié)氣門熱嵌壓裝機的關(guān)鍵部分，主要為設備提供所需的動力，通過控制系統(tǒng)的控制實現(xiàn)壓裝，進出料以及其他輔助動作。氣壓系統(tǒng)設計的好壞，將直接影響銅螺母熱嵌入節(jié)氣門的效果，是能否滿足節(jié)氣門生產(chǎn)提速的重要環(huán)節(jié)。
氣動系統(tǒng)分為主氣動系統(tǒng)與輔助氣動系統(tǒng)，主氣動系統(tǒng)用于銅螺母加熱后的推進，并用一個氣缸分成四個推柱一次完成所需動作，節(jié)省氣缸的數(shù)量便節(jié)省了能源，降低了浪費；輔助氣動系統(tǒng)主要完成銅螺母從四個方向的送入，由于此動作所需推力不大，即輔助氣缸幾乎是空走狀態(tài)，提高了工作效率和系統(tǒng)可靠性。
第一個使空氣中的水分從空氣分離出來，在氣流通過時候產(chǎn)生一個螺旋的運動，在離心力作用下水分濾出，隨著導管流出，因為啟動系統(tǒng)中的一些元件比如電磁閥若長期工作在濕度較高的環(huán)境下容易生銹，有必要把水分提出。
第二個是減壓閥，也稱為安全閥，當氣壓超過工作所需氣壓時，它有一個卸氣旁路，使多余的氣體自動卸荷，有點等同于油路系統(tǒng)中的油路減壓閥，即當油超過所需時油路減壓閥開啟使多余的油沿著一通道流出并流回原油缸中實現(xiàn)分流與減壓，此減壓閥既能卸掉多余的氣體又能使系統(tǒng)穩(wěn)定安全的工作，為任何氣動系統(tǒng)都不可或缺的設計，一般氣體壓力為6個大氣壓即約等于606Mpa。
第三個是油霧器，包括一個儲油壺，一個出油孔，一個推進器，他們組合起來將液體油轉(zhuǎn)變成氣體油并頂?shù)絾酉到y(tǒng)中，起到潤滑的作用。
表1：主要技術(shù)參數(shù)
公稱壓裝力/kg 30
主氣缸直徑/mm 210
可通過最大軸長/mm 450
主氣動系統(tǒng)工作壓力/Kpa 606
輔助氣動系統(tǒng)工作壓力/pa 200
圖2-2 氣動系統(tǒng)圖
1.4.1速度控制閥
所謂速度控制閥，顧名思義是起調(diào)速作用的，基本功能是調(diào)節(jié)通路的開口量，口越小流速越慢，口越大流速越高，調(diào)節(jié)夾緊油缸的速度，夾緊油缸是沖擊工件的裝置，調(diào)節(jié)他的速度可以控制沖擊力的大小，若速度太快則沖擊力太大，容易損壞工件；速度太慢則不能使銅螺母嵌入塑料節(jié)氣門中，且工作效率大打折扣。
1.4.2磁性開關(guān)
所謂磁性開關(guān)，是限位作用，也幫助控制，比如油缸下壓，到頭時觸碰到磁性開關(guān)，則磁性開關(guān)做出感應并發(fā)出一個電信號給控制系統(tǒng)，則使控制系統(tǒng)得到信號使其進入下一步工作，同樣在回程時也有磁性開關(guān)，回程到位時同樣發(fā)出一個電信號使控制系統(tǒng)進入下一個動作。
1.4.3熱嵌氣缸
在幾秒鐘時間內(nèi)高頻加熱銅螺母后，將被加熱的銅螺母頂上后，另一磁性開關(guān)同樣給出信號，執(zhí)行下一個動作。
將已被加熱的銅螺母頂入節(jié)氣門（一共有4個送料氣缸，同時完成4個螺母的傳送）。
氣動系統(tǒng)圖的表中，正負號的意思是得電（開）與不得電（關(guān)），當電源接通時，凡是正號對應的元件都得電，凡是負號的元件都不得電，此表的作用是設計人員擬出后給控制人員設計一個相應的電路控制圖將其實現(xiàn)。
2.1熱壓機力學計算
2.1.1主氣缸推力
D=10(mm)，R=0.5(cm)，S=πR2=3.14×0.25(cm)=0.875(cm2)
因為P為六個大氣壓
所以F =PS=6×101K(pa)×0.875=88.375(N)
所以每個頂桿f=88.375÷4=22.09（N）
2.1.2送料氣缸推力
每個導軌共有14個銅螺母
D=10（mm），R=0.5(cm),S=πR2=3.14×0.25(cm)=0.875(cm2)
S總=0.875×14=12.18（cm2）
V總=12.18×1.35=14.84（cm3）
總重力mg=ρV=133（g）
摩擦力f=μmg=0.15×133=19.95（N）
所以若要讓送料氣缸完成送料的工作，就必須使其力大于f，甚至要考慮若沒有擋板時（銅螺母在豎直方向的最低端沒有擋板，此時還要計算另一批料造成的摩擦力）那么送料氣缸近似于空走，只需給其一個很小的力，達到既能完成送料又不浪費能源，所以F＞f=19.95（N）
2.1.3上氣缸架撓度計算
簡支梁在各種荷載作用下跨中最大撓度計算公式：?
?
??均布荷載下的最大撓度在梁的跨中,其計算公式:??
Ymax?=?5ql^4/(384EI)。??
式中:?Ymax?為梁跨中的最大撓度(mm)。??
q?為均布線荷載標準值(kn/m)。??
E?為鋼的彈性模量,對于工程用結(jié)構(gòu)鋼,E?=?2100000?N/mm^2。??
I?為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4)。?
跨中一個集中荷載下的最大撓度在梁的跨中,其計算公式:??
Ymax?=?8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI)。??式中:?Ymax?為梁跨中的最大撓 度(mm)。??p?為各個集中荷載標準值之和(kn)。??
E?為鋼的彈性模量,對于工程用結(jié)構(gòu)鋼,E?=?2100000?N/mm^2。??
I?為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4)。??
?
跨間等間距布置兩個相等的集中荷載下的最大撓度在梁的跨中,其計算公 式:??
Ymax?=?6.81pl^3/(384EI)。??式中:?Ymax?為梁跨中的最大撓度 (mm)。??p?為各個集中荷載標準值之和(kn)。??
E?為鋼的彈性模量,對于工程用結(jié)構(gòu)鋼,E?=?2100000?N/mm^2。?
I?為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4)。
跨間等間距布置三個相等的集中荷載下的最大撓度,其計算公式:??
Ymax?=?6.33pl^3/(384EI).??式中:?Ymax?為梁跨中的最大撓度 (mm)。??p?為各個集中荷載標準值之和(kn)。?
E?為鋼的彈性模量,對于工程用結(jié)構(gòu)鋼,E?=?2100000?N/mm^2。??
I?為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4)。??
?
懸臂梁受均布荷載或自由端受集中荷載作用時，自由端最大撓度分別為的,其計 算公式:??
Ymax?=1ql^4/(8EI)。?Ymax?=1pl^3/(3EI)。??
q?為均布線荷載標準值(kn/m)。?p?為各個集中荷載標準值之和(kn)。
你可以根據(jù)最大撓度控制1/400，荷載條件25kn/m以及一些其他荷載條件?
進行反算，看能滿足的上部荷載要求。
3.1熱壓機的控制系統(tǒng)
熱壓機控制系統(tǒng)主要控制的加熱系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的靈敏度和準確度直接影響到?jīng)_壓加工的準確性。由于該組合物的控制部分是復雜的和容易出錯的區(qū)域。對于功能復雜的印刷機，的真空覆膜膠合板記者，國內(nèi)許多廠家直接進口外國記者的控制系統(tǒng)，而在壓力機控制可靠性低，以減少元件，如電磁閥使用。
3.1.1熱壓機有限元分析
熱壓機生產(chǎn)線的主要設備機架是一個重要的組成部分，壓面機，壓面機，承擔工作的全面沖擊。目前，中國使用的熱壓機框架形成的主要支柱式和框架式兩種，文中以幀為研究機箱。在實際使用中，由于熱壓機框架能夠承受數(shù)百萬噸長期負載，從而在熱壓機機架形梁和側(cè)面板角裂縫，甚至斷裂，影響燙機壽命。為了解決這個問題，許多學者進行了探討。文學的有限元方法的基礎上的有限元模型進行了分析機架，獲得更精確的后機架上的力不易變形和應力分布數(shù)據(jù)，以便更準確地確定風險的結(jié)構(gòu)應力點位于機架機架上的側(cè)梁和的交界處。
框狀的機架上，下梁和側(cè)角或側(cè)板與圓角過渡可變橫截面的過渡方法，在橫梁上的上半部分，從而減少了應力集中。這些結(jié)果是按機架優(yōu)化設計奠定了良好的基礎。機架結(jié)構(gòu)APDL參數(shù)化有限元模型創(chuàng)建的文本，使用機架的有限元分析軟件ANSYS，利用ANSYS軟件中優(yōu)化設計的特點，以滿足最大允許車架強度和變形的前提下，重量最輕為目標，按機框結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高了產(chǎn)品的性能和降低成本。
在一個工作周期熱壓機裝，包裝和裝卸三個工作狀態(tài)，由于加載，卸載速度慢，它不考慮動態(tài)載荷的影響，只有熱壓機在包裝狀態(tài)下的靜態(tài)分析。在熱壓機中，齒條板對稱負載遭受，每個框狀的印版滾筒在橫梁上的4031.25KN，在熱板上，以承受的力梁承受力，同時也為4031.25KN。在不影響分析的準確度，是根據(jù)在機架上，為簡化計算，在機架上，下橫梁的壓力被假定為均勻分布負荷q=20.16MPa。
熱壓機從機架框狀的板的幾何形狀的角度來看，在框架板的厚度遠小于長度和寬度，并且是均勻的厚度的應力狀態(tài)，機架并聯(lián)負載遭受的板面，并不厚度的變化，不會強迫垂直于板的平面內(nèi)。因此，整個結(jié)構(gòu)可以作為一個框架板平面應力問題來研究。
3.1.2?APDL參數(shù)化建模
圖4.1.1 框形機架結(jié)構(gòu)簡化圖
ANSYS參數(shù)化編程語言APDL是一種解釋語言，類似FORTRAN77語言開發(fā)的ANSYS命令組成的超過1000[5]。多功能性，可用于自動執(zhí)行一些任務，也可以根據(jù)參數(shù)化建模。要實現(xiàn)后續(xù)的幀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，你必須創(chuàng)建參數(shù)化模型。使用參數(shù)化編程語言APDL命令流建模方式。單位類型選擇PLANE82單元，這是二維8節(jié)點實體單元結(jié)構(gòu)。對于混合四邊形和三角形的網(wǎng)格，它具有很高的精度，可適應的不規(guī)則形狀的精度小于單元輸入數(shù)據(jù)的損失，包括厚度值，所以PLANE82用于解決問題的厚度的平面應力。指定單元，該模型的厚度是嚙合。定義的彈性模量206GPa，泊松比為0.3，密度7800Kg/m3;在機架上，下的面積的橫檔力施加均勻分布載荷q，施加齒條縱向?qū)ΨQ平面的對稱約束;由于實際生產(chǎn)中，通過整個底面將機架固定到基礎上，因此，將被視為完全約束的機架的底部。機架有限元分析模型如圖4.1.2所示。
3.1.3?求解及結(jié)果分析
熱壓機框架來解決的有限元模型，利用ANSYS軟件得到其最大負載相當于應力分布，如圖4.1.3所示。壓面機工作，機架框形板，下梁部分承受更大的彎矩，由于機架框形板，梁的剛度的下一部分是不夠大，壓面機工作會造成機架的側(cè)面橫向變形的上部和下梁的彎曲，側(cè)片，除了承受較大的拉伸應力，同時也受一定的彎曲力矩，在機架的某個角落彎曲應力?？蚣懿牧系那姸葹?35Mpa，安全系數(shù)取1.5，Q235，許用應力約為160MPa。從圖3中可以看出，機架在右上角的光束均勻的應力分布，應力較小的梁等，至少約3.56MPa，上面的過渡圓角側(cè)梁的最大應力，約215MPa，骨架材料已經(jīng)超過160兆帕的許用應力，應力集中的現(xiàn)象，很容易導致裂紋或斷裂，這是按機發(fā)生故障，在實際工作中與有限元分析相一致的網(wǎng)站驗證機架正確性該模型還表明，在機架上的缺陷，在上部的一個更大的最大2.67毫米的另一側(cè)的側(cè)向變形的原始設計。
圖4.1.3 機架等效應力云圖
ANSYS提供的優(yōu)化設計是非常強大的，具有很強的前和后處理模塊。內(nèi)置參數(shù)靜力分析模型的基礎上設計一個變量（DV），狀態(tài)變量（SV）和目標函數(shù)（OBJ）創(chuàng)建分析程序，并設計變量作為自變量指定參數(shù)，改變其值，直到目標函數(shù)值迭代計算到最低限度，在迭代過程中，狀態(tài)變量是用來控制的獨立變量，設計空間的限制的值。
2） ANSYS提供了兩種優(yōu)化方法：零階方法：使用最小二乘逼近法求取一個適合的解決方案空間功能的面，然后表面極端的功能。零階優(yōu)化方法，收斂速度慢，容易陷入局部極值點，但優(yōu)化的精度普遍不高。一階方法：基于目標函數(shù)對設計變量的敏感程度，使用因變量對設計變量的偏導數(shù)，在每次迭代中，計算梯度確定搜索方向，適合于精確的優(yōu)化分析。
3.1.4平衡機構(gòu)簡要設計??
工作原理是：由于液壓系統(tǒng)在工作時的活塞 - 缸的壓力油供給上是不均勻的，離開下托板和側(cè)板在工作中的不平衡。為了使液壓缸活塞的工作從托盤的托盤余額時下上升，和側(cè)板平衡工作的平衡機制設計的加強板的頂向下的。它主要包括齒條和齒輪機構(gòu)，以確保兩個相同的安裝在同一根軸上的齒輪，齒條連接與下一個托盤。在側(cè)板上的結(jié)構(gòu)，同樣的機制，在其中的平衡的平衡，例如在下列機構(gòu)的托盤結(jié)構(gòu)加以說明。
具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖4.1.4平衡機構(gòu)
參考了機械設計齒輪設計例題分析，由于該壓機的工作壓力最大為90噸，所以平衡機構(gòu)中齒輪轉(zhuǎn)速不高，受力不是太大的特點，可將齒輪精度等級確定為IT7(GB10095-88)。選擇其材料為40Cr（2調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，齒條的材料選為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，兩者材料硬度差為40HBS，符合了設計的基本要求?，F(xiàn)將其主要的設計過程簡要敘述如下：
T=F d/2=11250NM×
載荷系數(shù)?AVK=KaKbKαKβ=1.512
3.1.5設計變量
選取機架板上橫梁高度X1、側(cè)壁寬度X2、下橫梁高度X3、厚度X4、機架板上橫梁與側(cè)板的過渡圓角半徑R1、機架板下橫梁與側(cè)板的過渡圓角半徑R2作為設計變量。即：
X?＝[X1?X2?X3?X4?R1?R2]T
設計變量的初始值及取值范圍如表1所示。
3.1.6狀態(tài)變量
ANSYS求解后，進入后處理，提取機架最大的變形量，賦值給UMX；提取機架
的最大等效應力，賦值給SMX；為保證機架足夠的剛度，機架的變形量必須限制在允許值3mm的范圍內(nèi)；為了保證機架的安全運行及使用壽命，機架的最大等效應力必須小于其材料的許用應力160MPa。將UMX和SMX作為狀態(tài)變量，對機架的優(yōu)化過程進行約束。即：
UMX≤3mm
SMX≤?[σ]＝160MPa
3.1.7目標函數(shù)
熱壓機的成本，材料成本的機架占有一定的比例，所以降低機架的質(zhì)量的前提下，以滿足在機架的強度和剛度，為的目標之一。由于機架的重量和它的體積成正比，因此，在優(yōu)化過程中選擇的總體積為目標函數(shù)的幀。
3.1.8優(yōu)化計算
指定優(yōu)化的分析文件，選擇0次優(yōu)化方法，指定優(yōu)化迭代的最大數(shù)量是30，在優(yōu)化過程中，按照優(yōu)化參數(shù)（設計變量，狀態(tài)變量和目標函數(shù)的優(yōu)化處理器周期），以資比較的最后一個周期的優(yōu)化參數(shù)，目標函數(shù)，以確定是否這個周期收斂，或是否最優(yōu)，在15次迭代后，最佳的序列表。優(yōu)化列表中的方案示于表2。
3.1.9優(yōu)化前后機架性能對比
在表2中顯示的數(shù)據(jù)，在機架的最大變形量的2.67毫米，優(yōu)化的2.36毫米變形的初始結(jié)構(gòu)，增加了約11.6％的機架，機架的最大應力的初始結(jié)構(gòu)的整體剛度214.9MPa，機架優(yōu)化結(jié)構(gòu)，最大等效應力157.7MPa，最大等效應力降低了約26.6％;架初始質(zhì)量（0.5186立方米×7850kg/m3）×2 =8142公斤，換位思考，機架優(yōu)化的質(zhì)量7366.4千克，節(jié)約鋼材775.6公斤，質(zhì)量減少約9.5％。
典型的每幀通過上述分析，從材料的角度來看，在框架的設計強度的靜強度是足夠的，存在的主要問題如下：
截面1的安全系數(shù)為2.29，在框板的中間測量的橫截面，不存在應力集中，故該截面從安全系數(shù)角度看理論上是可靠的，但實際較小，應采取措施；
截面2安全系數(shù)為4.51，作為該列的每個部分相同的負載，使每一列上的橫截面相同的情況下受力，該列上的各個部分的安全系數(shù)為4.51，在拐角處，但列附近的梁承受，因為它的拉應力，但有小前鋒，因此有一個大的應力集中，再加上長期工作，可能會超過材料的疲勞強度，應加上擋板，以提高安全性。
4.1熱壓機安全操作規(guī)程
1.熱壓機的操作必須由專人負責，應了解設備的結(jié)構(gòu)和性能，經(jīng)培訓合格后方能上崗操作。??
2.整機試運行后，應重新校驗上下橫梁的平行度及立柱的垂直度。?
3.新安裝的熱壓機運行200個周期后，應將所有緊固件重新緊固。
4.工作過程中，要常保持熱壓板上下表面的清潔，及時清理雜物，以免損壞熱板表面和影響壓制品表面質(zhì)量。?
5.熱壓機停機時，熱壓板應處于閉合狀態(tài)，長期停止使用時必須采取防腐措施。??
6.生產(chǎn)過程中，注意柱塞的清潔，如果油液中有雜質(zhì)或贓物粘到柱塞上，都可能在運動中劃傷柱塞表面，磨損壞密封圈，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。如出現(xiàn)此情況，應及時和維修人員聯(lián)系，更換柱塞和密封圈。?
結(jié) 論
在汽車擔當現(xiàn)代人們出行的今天，汽車制造行業(yè)的興盛與穩(wěn)定奠定了汽車零部件制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，其中發(fā)動機又是汽車的最重要部件，節(jié)氣門的生產(chǎn)自然而然地成為其中非常重要的一個環(huán)節(jié)，怎么樣從當今眾多汽車零部件生產(chǎn)廠家中脫穎而出先拔頭籌，顯然要在盡可能節(jié)約成本的條件下，盡可能提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品工藝水平，使一些中小型企業(yè)有生存與發(fā)展的動力與條件。
熱嵌壓裝機打破傳統(tǒng)思維路線，著重于自動、半自動化的生產(chǎn)方式，大大地減輕了勞動力的成本，提高生產(chǎn)效率，節(jié)氣門熱壓機生產(chǎn)線的主要設備，按生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)的熱壓機生產(chǎn)線，熱壓機的技術(shù)水平在很大程度上決定了熱壓機產(chǎn)品質(zhì)量。開發(fā)和生產(chǎn)與節(jié)氣門熱壓技術(shù)水平的進步密切相關(guān)。汽車行業(yè)的發(fā)展，對熱壓機的生產(chǎn)提出了更高的要求，更多的先進水平，熱壓機的出現(xiàn)，極大地促進了汽車節(jié)氣門工業(yè)的發(fā)展。
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附 錄
Mechanical Design
Abstract:
A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term "mechanical design" is used in a broader sense than "machine design" to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.
Keywords: Mechanical Design mechanisms Design Process
The Design Process
Designing starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weigh
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