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摘 要
XK-450開(kāi)煉機(jī)是橡膠、塑料機(jī)械中最常用、最基本的設(shè)備之一，主要用于生膠的塑煉、膠料的混煉、混煉膠的熱煉等。
目前，我國(guó)開(kāi)煉機(jī)技術(shù)雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，有向著個(gè)性化與智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
本文主要對(duì)XK-450開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括電機(jī)和減速器的選用，工作機(jī)的設(shè)計(jì),Pro/ENGINEER wlife軟件輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作機(jī)主要的零部件和輔助部件設(shè)計(jì)，制圖軟件的使用等。
本文在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用少齒差行星齒輪減速器替代以往的圓柱齒輪減速器，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單緊湊，降低了生產(chǎn)成本。并針對(duì)安全生產(chǎn)問(wèn)題，增加了安全裝置，為以后該機(jī)械的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：XK-450開(kāi)煉機(jī)，Pro-E，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
I
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ABSTRACT
XK-450 milling machine is a kind of rubber, plastics machinery,which is most commonly used. XK-450 milling machine was mainly used for : Health adhesive plastic necklace, the rubber compound mixing, and mixing hot necklace.
At present, although our nation of opening mixer technology was developing at high speed,there was a huft narrow exsiled between our nation and developed countries. The development of milling machine is on the way to personalization and intelligent direction.
The hypothesis describes describes the design of the XK-450 milling machine and the catculation porters, which including the choice of motor and driving , working machine design, Pro/ENGINEER wlifethe software assistant frmanwork design,
More attention was paid on the analysis of the struetion of milling machine on function and certification.stlnuctaneously,looking up for cats of connected materiaf is neccery. In this design task, the fewer teeth planetary gear reducer replaced ,it is previous gear reducer. Which makes it is structure simple compact the cost of production. In this hypothesis,safety devices was specialty takers into consideration in which, incidents was decreased drainastically
Key words: XK-450 Mixing Machine，Pro-E Frmanwork Design, Design
II
目錄
前言 1
第一章 概述 5
第二章 主要參數(shù)確定 6
第三章 傳動(dòng)系統(tǒng) 8
3.1減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 8
二級(jí)齒輪傳動(dòng) 12
軸校核 17
軸Ⅱ 20
軸Ⅲ 24
鍵的校核 28
第四章 主要零部件設(shè)計(jì) 30
4.1輥筒 30
4.2輥筒軸承 34
4.3機(jī)架和橫梁 34
4.4輥距調(diào)節(jié)裝置 34
4.5輥溫調(diào)節(jié)裝置 35
4.6潤(rùn)滑系統(tǒng) 35
結(jié)論 36
參考文獻(xiàn) 37
致謝 39
前言
我國(guó)開(kāi)煉機(jī)的使用現(xiàn)狀及發(fā)展前景
開(kāi)煉機(jī)，即開(kāi)放式煉膠機(jī)，是一種古老的橡膠塑料加工設(shè)備。早在1820年就出現(xiàn)了人力帶動(dòng)的單輥槽式煉膠機(jī)。雙滾筒開(kāi)煉機(jī)于1826年應(yīng)用于橡膠加工生產(chǎn)中，至今已有170多年的歷史。
我國(guó)涉及制造大型開(kāi)煉機(jī)始于1956年，五十多年來(lái)開(kāi)煉機(jī)設(shè)計(jì)和制造水平有了很大提高。到目前為止，國(guó)產(chǎn)開(kāi)煉機(jī)已成為系列，并完成部分規(guī)格的設(shè)計(jì)。
現(xiàn)在，盡管隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了多種新型餓煉膠煉塑設(shè)備，但開(kāi)煉機(jī)并沒(méi)有因此被淘汰，而且隨著我國(guó)橡膠工業(yè)和塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及橡塑并用的推廣而日益完善。這是因?yàn)殚_(kāi)煉機(jī)有著它自身的獨(dú)到之處，即結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易操作，易觀察，更換物料清理方便，試用于小批量，多品種的加工生產(chǎn)等。
下面就從四個(gè)方面敘述我國(guó)開(kāi)煉機(jī)的試用現(xiàn)狀及一些發(fā)展。
1、 加熱方法
多年來(lái)，開(kāi)煉機(jī)主要用于煉膠，加工溫度較低，溫度控制簡(jiǎn)單而粗糙，一般進(jìn)水溫差僅有1°C左右。近年來(lái)，塑料應(yīng)用以及橡塑并用日益增多，用開(kāi)煉機(jī)煉塑及進(jìn)行橡塑共混時(shí)，所需溫度比煉膠要求高的多。加工一般熱塑性塑料溫度為130---180°C，個(gè)別可達(dá)200---220°C。目前試用的有蒸汽加熱和電加熱兩種。蒸汽加熱雖然時(shí)間段，功率消耗小，加熱方法簡(jiǎn)單，但是僅適用于有現(xiàn)成高壓鍋爐的廠家，且蒸汽加熱溫度不穩(wěn)定，溫控難度大，溫度大小受鍋爐壓力的限制。而電加熱溫控方便，工作環(huán)境清潔，不需要高溫鍋爐，尤其適用于中小型廠家，目前非常盛行。
現(xiàn)在又一種新型加熱輥筒，即在離輥筒便面不遠(yuǎn)處進(jìn)行周邊鉆孔，將電加熱棒插入空中，加熱輥面，不需傳熱媒介，傳熱距離近，又不受輥筒內(nèi)腔鑄造沙皮的影響，所以傳熱效率高，預(yù)熱升溫快，不產(chǎn)生無(wú)功消耗。另外，軸頸，軸承和齒輪溫度較低，機(jī)臺(tái)的工作條件得以改善。
這種方法除了具有加熱作用外，還可以對(duì)加工物料進(jìn)行冷卻降溫。同一般得低溫開(kāi)煉機(jī)一樣，冷卻水進(jìn)入輥筒空腔進(jìn)行循環(huán)冷卻，冷卻水與加熱器無(wú)接觸，又可以進(jìn)行低溫強(qiáng)剪煉膠，更適用與在最低溫度下進(jìn)行橡塑混煉，可滿足不同加工對(duì)象的不同工藝條件下的一機(jī)多用。
但由于鑄造時(shí)輥筒的白口層很難保證厚薄一致，給周邊鉆孔帶來(lái)了一定的困難，這就要求必須對(duì)輥筒材料進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的輥筒為鋼制組合結(jié)構(gòu)，表面噴焊硬化處理。
由于這種加熱方法的傳熱效率高，節(jié)省能源，工藝適用性廣，今后將在橡膠塑料，尤其橡塑并用方面得到廣泛地應(yīng)用。
2、 傳動(dòng)方式
目前，使用的最多的仍是傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式--------由三相異步電動(dòng)機(jī)，圓柱齒輪減速器，大小驅(qū)動(dòng)齒輪為傳動(dòng)動(dòng)力。雖然這種傳動(dòng)方式機(jī)臺(tái)的體積龐大，大小驅(qū)動(dòng)齒輪直徑相差懸殊，潤(rùn)滑條件也差，但此種傳動(dòng)機(jī)臺(tái)的成本低，Z系列減速器制造方便，價(jià)格低廉，安裝位置低，整體布局合理，因此它一直得到廣泛應(yīng)用。
也有使用行星擺線減速器。由于這種減速器體積小，速比大，從而取消了傳統(tǒng)的大小驅(qū)動(dòng)齒輪。不足之處是這種方式需要增高電機(jī)和減速器的安裝位置，用行星擺線減速器成本高，不易維修，傳動(dòng)軸為懸臂梁，強(qiáng)度較差。
目前又興起一種先進(jìn)的硬齒面齒輪減速器，這種減速器體積小，速比大，精度高，噪音小，且潤(rùn)滑跳進(jìn)好，是一種比較有前途的傳動(dòng)方式。
3、 輥筒軸承
輥筒軸承雖然僅是開(kāi)煉機(jī)的一個(gè)零部件，但它對(duì)機(jī)臺(tái)的使用起著非常重要的作用。
常用的輥筒軸承一般為青銅類滑動(dòng)軸承，在良好的條件下只要保證最大壓力,以及內(nèi)表擠壓力σ壓≦【σ】壓，軸承的承載能力及使用壽命是沒(méi)問(wèn)題的，但一般情況下，開(kāi)煉機(jī)的工作環(huán)境十分惡略，尤其是混煉，各種粉塵隨輥筒的旋轉(zhuǎn)浸入軸承，污染摩擦副，使摩擦系數(shù)增高造成摩擦磨損的惡性循環(huán)，以致使軸承頻繁損壞。
滾動(dòng)軸承可以降低輥筒軸承的摩擦，具有省電的特點(diǎn)。目前，在大、中型開(kāi)煉機(jī)上已有采用雙列滾柱軸承的，不足之處，軸承外徑大，附件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。
近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的鑄型尼龍軸承引起了橡塑行業(yè)的極大關(guān)注。這種軸承耐磨，抗壓，吸震，自潤(rùn)性好，而且輕便便宜，適于在重載、污穢的工作條件下使用。不足之處，鑄型尼龍導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)大，所以不適用于煉塑的高溫開(kāi)煉機(jī)。目前有些廠家提出利用耐高溫的酚醛樹(shù)脂為軸承材料，也有的提出在軸承體上鉆孔，通過(guò)冷卻水降低軸承軸頸出的溫度。
4、 制動(dòng)裝置
眾所周知，開(kāi)煉機(jī)的主要工作件----輥筒，暴露于外面，開(kāi)煉機(jī)的操作又以手工為主，所以不安全因素較多。對(duì)于開(kāi)煉機(jī)，緊急制動(dòng)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。目前開(kāi)煉機(jī)是用哪個(gè)的制動(dòng)方法為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種。
機(jī)械制動(dòng)常用的是電磁抱閘塊式制動(dòng)裝置，這種方法簡(jiǎn)單而可靠，但需要增設(shè)一套機(jī)械制動(dòng)裝置。其中摩擦片等機(jī)械零件也會(huì)因?yàn)槟p而需經(jīng)常更換、調(diào)正。電氣制動(dòng)常用的是能耗制動(dòng)，能耗制動(dòng)方法簡(jiǎn)化了機(jī)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，投資少，不受塵埃和油垢的影響。并且由于無(wú)運(yùn)動(dòng)摩擦件，無(wú)需維修。不足之處，需外接供給能量。
近年來(lái)，又出現(xiàn)了一種新的制動(dòng)方法----自勵(lì)發(fā)電制動(dòng)，它是利用異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子剩磁和旋轉(zhuǎn)動(dòng)能來(lái)實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)的。
總之，開(kāi)煉機(jī)目前的使用狀況比較落后，有許多需要研究和改進(jìn)的地方，相信不久，他將一頑強(qiáng)的生命力和嶄新的面貌展現(xiàn)在未來(lái)的橡膠塑料工業(yè)中。
45
第一章 概述
開(kāi)煉機(jī)主要用于：生膠的塑煉、膠料的混煉;混煉膠的熱煉、供膠；膠料的壓片；膠料中雜質(zhì)的清除；生膠的破碎、洗滌；再生膠的粉碎、混煉、壓片；升橡膠的壓片等。此外，它還廣泛用于塑料加工和油漆顏料工業(yè)生產(chǎn)中。
由此將開(kāi)煉機(jī)分為：熱煉機(jī)、壓片機(jī)、破膠機(jī)、開(kāi)煉機(jī)、粉碎機(jī)、提煉機(jī)、精煉機(jī)和實(shí)驗(yàn)用開(kāi)煉機(jī)等。
開(kāi)煉機(jī)工作原理：膠料在兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的輥筒上，依靠不同的速度，在摩擦力作用下被拉入輥距，通過(guò)輥距斷面的不斷縮小，是膠料受到強(qiáng)烈的剪切與擠壓，同時(shí)在一定溫度條件下發(fā)生氧化斷鏈，增加可塑性，從而達(dá)到煉膠的目的。
開(kāi)煉機(jī)的工作條件：
1、 膠料與輥筒的接觸角α必須小于摩擦角ρ，即α<ρ,此時(shí)的膠料能被拉入輥距，輥筒與膠料的摩擦角ρ一般為38°40’。要求輥筒與膠料的接觸角α<35°。
2、 前后輥筒必須具有不同的線速度，以產(chǎn)生一定的速度梯度，用膠料在輥距e的條件下受到擠壓與剪切。
開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：它主要由輥筒、輥筒軸承、輥距調(diào)節(jié)裝置、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、加熱與冷卻裝置、安全制動(dòng)裝置和機(jī)座組成。
開(kāi)煉機(jī)的技術(shù)特征;開(kāi)煉機(jī)的規(guī)格用輥筒工作部分直徑x輥筒工作部分長(zhǎng)度來(lái)表示，單位毫米。
第二章 主要參數(shù)確定
開(kāi)煉機(jī)的規(guī)格：
主要參數(shù)：
①輥距0.1-----8mm ②前輥線速度 18.7m/min③速比f(wàn)=1:1.27④橫壓力Pp=109666.1千克⑤驅(qū)動(dòng)功率55千瓦⑥生產(chǎn)能力83.7千克/小時(shí)
㈠橫壓力的確定
⒈利用膠料提煉流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)
(剪切計(jì)算系數(shù))=17.0
⒉利用推薦值
查表 =900千克/厘米
β=10° L=120cm ∴Pp=109666.1千克
通過(guò)對(duì)比，橫壓力為Pp=109666.1千克
㈡驅(qū)動(dòng)功率
⒈有經(jīng)驗(yàn)公式：
⒉有公式：
∴選擇電機(jī)功率為55kw。 電機(jī)：Y280M---6
N=980r/min 電壓 380 v
㈢生產(chǎn)能力
(2-1)
q(一次容膠量)=60千克 γ=0.93千克/升 t=40分鐘
∴Q=83.7千克
第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)
圖3-1 傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括電動(dòng)機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)齒輪和速比齒輪的鏈接與布置。
㈠ 電動(dòng)機(jī) Y280M---6 n=980r/min P=55kw
㈡ 減速器 選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器 IQ75---12.5 i=12.64
3.1減速器設(shè)計(jì)計(jì)算
0軸：（電動(dòng)機(jī)）
Ⅰ軸：
Ⅱ軸：
Ⅲ軸：
3.2一級(jí)齒輪傳動(dòng)：
⒈選材及熱處理：小齒輪：40Cr 調(diào)質(zhì) 241-286HBS 263
大齒輪：ZG310-570 正火 156-217HBS 186
⒉設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：先按解除強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按彎曲強(qiáng)度校核
3. 解除強(qiáng)度設(shè)計(jì)：初定螺旋角 ，
初取KtZ2ε t=1.1 ZE=188.9MPa1/2 取 φa=0.5
ZN1=1.0 由圖5-17得ZN2=1.05 ZX1=ZX2 =1.0 取
修正螺旋角β
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：
圖 5--14 YFa1=2.61,YFa2=2.22;圖5--15 Ysa1=1.625， Ysa2=1.81
計(jì)算
式5-48：
計(jì)算尺跟彎曲應(yīng)力：
齒輪幾何參數(shù)：
二級(jí)齒輪傳動(dòng)：
⒈選材及熱處理：小齒輪：40Cr 241--286HBS 263
⒉設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：先按解除強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按彎曲強(qiáng)度校核
3. 解除強(qiáng)度設(shè)計(jì)：初定螺旋角
初取
由圖5----17得ZN1=1.05，ZN2=1.115，ZX1=ZX2=1.0，,
ZLVR=0.92 由5---16得：
取=6
取98 ∴Z1=32 Z2=98
修正螺旋角β
由5---4 且 Ka=1.0
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：
5---18b
圖5---14 計(jì)算
式5----48：
計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：
齒輪的幾何參數(shù)：
, d2=603.08
,
齒輪受力情況：
齒輪1
齒輪2
齒輪3
齒輪4
軸校核：
軸1：
圖3-2 軸Ⅰ和受力分析圖
圖3-3 扭矩圖
校核Ⅰ、Ⅱ剖面的疲勞強(qiáng)度。Ⅰ剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由表知：Kσ=1.93
Kt=1.44
故按配合引起的應(yīng)力集中計(jì)算Ⅱ剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)
表面質(zhì)量
Ⅱ剖面的安全系數(shù)：
取[S]=1.5---1.8 S>[s] 安全
校核V剖面的疲勞強(qiáng)度 V剖面應(yīng)力集中系數(shù)
故按配合引起的扭應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)
表面質(zhì)量
V剖面安全系數(shù)：
取[S]=1.5---1.8 S>[s] 安全
軸承的校核：（選用深溝球軸承，型號(hào)：6216）
e Y
0.028 0.22 1.99
∴Y=1.82
0.056 0.26 1.71
∴e=0.24
∴合格
軸Ⅱ：
圖3-4 軸Ⅱ和受力分析圖
∴R1v=2091.55N
∴R2v=8155.41N
合成彎矩圖：
圖3-5 扭矩圖
校核軸的強(qiáng)度：
查表[σb]-1=59MPa σca<[σb]-1安全
校核Ⅰ、Ⅱ剖面得疲勞強(qiáng)度：
Ⅰ剖面： =0.042 Kσ=1.07，Kτ=1.44
Ⅱ剖面有鍵槽：Kσ=1.81，Kτ=1.60
按過(guò)度圓角校核：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù) ，
表面質(zhì)量
取[S]=1.5----1.8 S>[S] 安全
校核Ⅳ、Ⅴ剖面：
Ⅳ剖面因H7/k6配合的應(yīng)力集中系數(shù)：
Ⅳ剖面因過(guò)渡圓角的應(yīng)力集中系數(shù)：
故按Ⅳ剖面過(guò)渡圓角校核：
Ⅵ剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力，應(yīng)力幅，平均應(yīng)力為：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)： εα=0.68 ετ=0.68
表面質(zhì)量 βα=0.941 βτ=0.941
取[S]=1.5----1.8 S> [S]
∴安全
軸承的校核:(選用深溝球軸承，型號(hào)：6124)
Y
0.028 0.22 1.99
∴Y=1.82
0.056 0.26 1.71
∴e=0.247
∴合格
軸Ⅲ：
圖3-6 軸Ⅲ和受力分析圖
圖3-7 扭矩圖
查表[σb]-1=59MPa σca<[σb]-1安全
校核Ⅰ、Ⅱ剖面的疲勞強(qiáng)度。Ⅰ剖面因過(guò)渡圓角
= Kσ=1.66，Kτ=1.45
Ⅱ剖面 =0.05 Kσ=1.842,Kτ=1.577
按過(guò)渡圓角校核：Ⅱ剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)
表面力量
取[S]=1.5---1.8 S>[S] 安全
校核Ⅳ、Ⅴ剖面
Ⅳ剖面因配合（ ）
Ⅳ剖面
Ⅴ剖面因鍵槽
按Ⅳ剖面的圓角校核：
T=613800
Ⅳ剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：
絕對(duì)尺寸影響系數(shù)
表面質(zhì)量
取[S]=1.5----1.8 S>[S] ∴Ⅳ剖面安全
軸承的校核：（選用深溝球軸承，型號(hào)：6220）
A=4620.94，
Y
0.056 0.26 1.71
∴Y=1.70
0.084 0.28 1.55
∴e=0.261
∴合格
鍵的校核：[σp]=100-----120
Ⅰ軸上的鍵：
Ⅱ軸上的鍵（兩個(gè)）：
Ⅲ軸上的鍵兩個(gè)
鍵的校核全部合格
㈢驅(qū)動(dòng)齒輪
小齒輪材料 45# 調(diào)質(zhì) HBS1=240
大齒輪材料 45# ?；? HBS2=200
選取小齒輪齒數(shù)Z1=22 I=3.54
則Z2=22x3.54=77.8 取Z2=78
因是齒輪硬度小于HBS350的閉式齒輪傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后按傳動(dòng)的齒根彎曲強(qiáng)度校核。
㈣速比齒輪
速比齒輪的速比為1.27.兩齒輪中心距a=450mm，傳遞。扭矩是通過(guò)速比齒輪傳動(dòng)的，當(dāng)速比很小時(shí)，可以近似的認(rèn)為：兩輥筒的扭矩相等。速比齒輪的扭矩之和即為大驅(qū)動(dòng)齒輪扭矩。
選小齒輪 45# 調(diào)質(zhì) HBS1=240；大齒輪 45# ?；? HBS2=200
取Z2=28
又速比齒輪為滿足輥距調(diào)整要求，大輥距的開(kāi)煉機(jī)速比齒輪應(yīng)采用漸開(kāi)線長(zhǎng)齒形。其齒全高
H=(2.5----2.6)m 齒頂高H1=(1.1----1.2)m 齒根高h(yuǎn)2=1.4m 。齒寬b=(12-----15)m。否則，會(huì)由于輥距過(guò)大造成齒的嚙合條件惡化，影響齒輪壽命。
∴齒全高h(yuǎn)=2.5m=45mm,h1=1.1m=19.8mm
取h1=20mm,則h2=25mm,齒寬b=15m=270mm。
⒈按彎曲強(qiáng)度校核σH≦[σ]h,∴強(qiáng)度滿足。
⒉按彎曲強(qiáng)度校核
∴強(qiáng)度滿足。
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第四章 主要零部件設(shè)計(jì)
4.1輥筒
輥筒的材料一般采用冷硬鑄鐵。他的特點(diǎn)是內(nèi)部韌性好，強(qiáng)度大。表面堅(jiān)強(qiáng)，耐磨耐腐蝕。冷硬鑄鐵輥筒分為普通冷硬鑄鐵和合金冷硬鑄鐵，本設(shè)計(jì)中采用合金冷硬鑄鐵。
輥筒的結(jié)構(gòu)有兩種：中空結(jié)構(gòu)和圓周鉆孔結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用中空結(jié)構(gòu)。
⒈輥筒的受力分析：開(kāi)煉機(jī)的輥筒工作時(shí)守有較大的橫壓力，摩擦力，溫度手里，大小驅(qū)動(dòng)齒輪和速比齒輪的作用力。此外，輥筒的自重作用必須考慮。
①膠料對(duì)輥筒的橫壓力：Pp=109666.1千克
∴ =
②驅(qū)動(dòng)齒輪的作用力
大驅(qū)動(dòng)齒輪的圓周作用力
∵經(jīng)電機(jī)、減速器、大驅(qū)動(dòng)齒輪傳來(lái)的扭矩，是提供前后混加工膠料的需要，故由前后輥共同承擔(dān)，既Mk=Mk1+Mk2 在煉膠時(shí)刻近似的認(rèn)為Mk1=Mk2。
為大驅(qū)動(dòng)齒輪軸線與垂直先偏移角
徑向力 α-------------壓力角20°
∴T=332.8kg
③速比齒輪的作用力：當(dāng)速比很小時(shí)刻近似的認(rèn)為：兩滾筒的扭矩之和即為大驅(qū)動(dòng)齒輪的扭矩Mk。則Mk=Mk1+Mk2
徑向力 ∴T1=458.9kg
④自重 后輥重：
速比齒輪重：
大驅(qū)動(dòng)齒輪重：
⒉輥筒的強(qiáng)度計(jì)算：
輥筒的強(qiáng)度計(jì)算包括：支反力，彎矩，扭矩和危險(xiǎn)斷面強(qiáng)度的計(jì)算。
計(jì)算時(shí)，雖然前后輥筒的工作條件相似，為安全起見(jiàn)，看做后滾筒沿全長(zhǎng)傳遞全部扭矩。此外它的一端要承受驅(qū)動(dòng)齒輪的作用力。另一端又要承受速比齒輪的作用力，起工作條件較前輥惡劣。所以只對(duì)后輥計(jì)算就可以了。
⒈輥筒的支反力計(jì)算：
水平方向支反力;
垂直方向支反力
合成支反力： =55132.9kg =56029.0kg
⒉輥筒彎矩和彎應(yīng)力計(jì)算：
a) 彎矩圖：
圖4-1 受力分析圖
如圖，以輥筒中部位計(jì)算斷面，其最大彎矩為
DH-------計(jì)算外徑。 a------ 內(nèi)外徑比
b) 剪應(yīng)力計(jì)算：
C) 輥筒的強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)輥筒的抽離狀態(tài)時(shí)屬于彎曲和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用下的符合應(yīng)力。根據(jù)力學(xué)強(qiáng)度理論，可按修正后的第二強(qiáng)度理論計(jì)算工作用力。
∴強(qiáng)度滿足
D)考慮溫度應(yīng)力對(duì)其強(qiáng)度的影響
輥筒的溫度應(yīng)力是由于輥筒內(nèi)外表面的溫度差產(chǎn)生的。機(jī)械應(yīng)力與溫度應(yīng)力同時(shí)作用于輥筒。
強(qiáng)度條件應(yīng)符合：σ機(jī)+σ溫<[σ]
溫度應(yīng)力
α-----線膨脹系數(shù)。
在煉膠機(jī)正常操作時(shí)，輥筒內(nèi)部通冷卻水。因而溫度應(yīng)力是外層受壓，內(nèi)層受拉。
外表面：彎矩引起的為拉應(yīng)力。
∴σ總H=σ彎H-σZH=328.8≤[σ] 此時(shí)強(qiáng)度滿足。
內(nèi)表面:
∴σ總H=σ彎H+σZH=396.9≤[σ]此時(shí)強(qiáng)度也滿足
∴綜上所述，輥筒的強(qiáng)度滿足。
4.2輥筒軸承
輥筒軸承所承擔(dān)的負(fù)荷是很大的，且速度低溫度高。目前管飯采用的是滑動(dòng)軸承。在大型煉膠機(jī)中已開(kāi)始應(yīng)用滾動(dòng)軸承。
本設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)軸承。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低。
滑動(dòng)軸承由軸承體和軸襯兩部分組成。
4.3機(jī)架和橫梁
機(jī)架是開(kāi)煉機(jī)的支撐部件，他應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受機(jī)械的全部作用力。同時(shí)，它應(yīng)具有足夠的剛度，受力而彎曲的變形不超過(guò)許可值，以保證安裝在其上的機(jī)器零部件相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。
機(jī)架的結(jié)構(gòu)可分為閉式，拆卸式和開(kāi)始三種。開(kāi)式機(jī)架被廣泛地采用，它由立臂、下橫梁和上橫梁組成。力臂和下橫梁為一整體，上橫梁是火的，便于遷裝和裝修。
4.4輥距調(diào)節(jié)裝置
開(kāi)煉機(jī)的調(diào)距范圍一般在0.1----15mm之間，常用的調(diào)距裝置按動(dòng)力形勢(shì)可分為:手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。起特點(diǎn)操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。
機(jī)械式調(diào)距裝置的螺桿和螺母一般采用矩形或梯形彈頭螺紋，為了是嚙合螺紋個(gè)圈受力平均，螺紋工作全書一般不大于10圈。
4.5輥溫調(diào)節(jié)裝置
開(kāi)煉機(jī)的平均功率一部分小號(hào)在傳動(dòng)裝置的摩擦損失上，約占平均功率的20%，想周圍空氣散失的熱量及膠料帶走的熱量約占平均功率的10%，其余70%平均功率轉(zhuǎn)化為u熱量，由冷卻水導(dǎo)走。
4.6潤(rùn)滑系統(tǒng)
開(kāi)煉機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)是滾筒軸承的潤(rùn)滑。本設(shè)計(jì)采用稀油潤(rùn)滑。
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結(jié)論
目前，開(kāi)煉機(jī)的使用狀況比較落后，仍有許多需要研究和改善的地方。如：橡膠防震墊取消龐大的基礎(chǔ)施工，為重型設(shè)備移位提供方便，并消除噪音，減少了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)廠房和地基產(chǎn)生的震動(dòng)外力和沖擊力。另外調(diào)距裝置安全墊片的選材及裝卸方式，還有機(jī)架可采用焊接件以降低其重量。同時(shí)，也可以改變其外觀。
減速器設(shè)計(jì)中有許多需要特別注意的地方。減速器軸承的選擇一定要慎重，本設(shè)計(jì)中選用的是深溝球軸承，并不是很好，雖然合格，但是經(jīng)過(guò)多次失敗的校核才選定的。所以為了節(jié)省時(shí)間，可以初選易校核的軸承類型。
減速器設(shè)計(jì)中，兩級(jí)傳動(dòng)中的相互嚙合的兩個(gè)齒輪材料盡量不要一樣，以避免產(chǎn)生粘合現(xiàn)象。
總之，開(kāi)煉機(jī)在日益發(fā)展的橡膠工業(yè)中，不僅不會(huì)被淘汰，而且會(huì)日益發(fā)展，尤其是橡塑并用的開(kāi)煉機(jī)。
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本設(shè)計(jì)主要包括總體方案設(shè)計(jì)，主要叁數(shù)選取，設(shè)計(jì)計(jì)算，總裝圖設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)
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致謝
在本次設(shè)計(jì)中，得到了董林福老師的大力幫助。使我在設(shè)計(jì)中了解到許多書本上沒(méi)有的知識(shí)，獲得了許多關(guān)于實(shí)際應(yīng)用的知識(shí)，并掌握了機(jī)械制圖的許多技巧，使我將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)融匯貫通，并能熟練運(yùn)用。使我在本次設(shè)計(jì)中獲益匪淺。這次設(shè)計(jì)中所學(xué)的知識(shí)和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)我將來(lái)從事設(shè)計(jì)工作具有巨大的實(shí)際意義。
對(duì)于董林福老師，我表示衷心的感謝。
四年的大學(xué)生活是我不但學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)，更教會(huì)了我許多做熱你的道理。明白要想做好事先得學(xué)做人。在沈陽(yáng)化工大學(xué)的四年是我人生中最后的學(xué)生時(shí)代，學(xué)生生涯即將結(jié)束，但在人生的道路上學(xué)習(xí)的道路還很遠(yuǎn)，我會(huì)永遠(yuǎn)以身為沈陽(yáng)化工大學(xué)的學(xué)生為榮，爭(zhēng)取為學(xué)校爭(zhēng)光。
最后，感謝培養(yǎng)了我四年的母校。感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)，輔導(dǎo)員老師，以及各任課教師的幫助。
祝沈陽(yáng)化工大學(xué)明天更美好！