xk500开炼机传动系统设计毕业设计论文

摘要炼胶设备是橡胶工业之中的通用的设备，在所有的橡胶制成品加工中都必须要经过炼胶加工工序。所以，炼胶设备在橡胶机械中最重要的设备之一。目前的炼胶设备里主要有开炼机、密炼机-间歇式生产，（目前通用），连续混炼挤出机-连续式生产，（橡胶方面正在研究之中，塑料方面已全部工业化）。在橡胶工业中，混炼车间是整个行业的核心，是橡胶工厂最重要的部门，也是能源消耗大户，占全厂40%，也是目前重点节能的部门或工序之一。它包括烘箱、切胶机、开炼机、密炼机及其辅机。近年来，国外橡胶工业有了迅速的发展，不仅在各个加工技术方面有相当的进步，而且设备方面有很大的发展，广泛地应用电子计算机管理和控制炼胶作业，大大地提高了炼胶系统地自动化水平，同时也引起了炼胶系统的变化。多年来，国外对炼胶系统的技术改革实践证明：首先改革炼胶机及其装置，并使之现代化，以取得较高的劳动生产率、较高的效率和炼胶作业最佳化，才能真正实现炼胶系统技术创新。经过多年的改革，当代炼胶系统尤其是轮胎厂的炼胶系统已发展成自动化水平较高的工程系统。开炼机是开放式炼胶机的简称，在橡塑工业中开炼机是使用历史颇为悠久的加工设备之一、其伴随着橡塑工业的产生而出现，伴随着橡塑工业的发展而逐渐发展。是橡塑工业中用来加工橡胶、塑料的最常用设备之一，也作为基本设备之一。据初步统计，当前我国每年生产开炼机的台数是5000台。每年也有一定数量的开炼机出口到东南亚等国家。开炼机主要使用于对于天然橡胶的塑炼，配合剂和生胶的混炼。或者当作胶料的压片之用和胶料的热炼。开炼机构成由机座、机架、电动机、辊筒、辊温调节装置、传动齿轮、润滑装置、加热和冷却装置、安全制动装置和减速器等主要零件组成。开炼机辊筒使用冷硬铸铁制造而成，表面经过磨削形成的表面比较光滑。辊筒的内部是空心结构，根据开炼机使用要求，通入冷却水或者使用蒸汽进行冷却处理。炼胶过程中为了调节辊筒的温度，可以通过进水管将水导入辊筒的内腔，溢流将会从辊筒某一端的喇叭孔进入溢流槽然后再排出去。为了使操作相对安全，在开炼机的上端安装了安全拉杆，在拉动拉杆之后，开炼机将自动切断电源，电磁抱闸从而可以自动停车。为了阻止胶料会从辊筒两端挤入辊筒，轴承部分一般会装有挡胶板。关键词：机座；开炼机；辊筒；辊筒轴承；加热与冷却装置；安全制动装置；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;目录TOC\o"1-3"\f第一章绪论 第一章绪论1.1开炼机的工作原理各种配合剂均匀之所以混合在一起，这是因为开炼机在搅拌过程中主要依靠两个相对回转辊的橡胶材料挤出、剪切，经过反复的捏炼过程与化学反应，内部橡胶的分子链中断，使各种成分的塑料材料混合均匀，最终达到复合。由于在薄膜辊缝中排除，由于在两个辊面上的速度和温度的差异而涂上了滚筒，滚筒之间的回流，如此反复，完全混炼效果。当链形成时，橡胶的分子链由长变短。从大到小的弹性；在搅拌时间，以促进表面的橡胶材料的组合物，不断更新，均匀混合。在间歇操作的开炼机上，在给橡胶材料多次反复多次通过滚筒上，最后切断了胶片。在连续运转的开炼机中，从一个端的胶中连续加入，按规定的时间在混炼过程中反复多次由辊的几次，从另一端的滚筒连续切割所需的胶粘带。然后，胶料在开炼机上加工时，应具备哪些条件才能得到良好的炼胶效果呢？我们将从两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种因素影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果。为使物料承受较大的机械剪切作用，开炼机的两个辊筒之间须保持一定程度的速度差异。辊距一定时，较大的辊筒速度差，可以提高开炼机对物料的剪切速率。此外，辊筒间距也显着影响轧机的剪切，挤出效应。在辊筒速度差值处在相同条件下时，辊筒间距越小，其机械塑化和混合材料的也越小。对每一个加工过程来说，当投放的批料物料包裹于一个辊筒表面之后，在两个辊距的上方仍然存有一定数量的堆积料，这些堆积的物料随着滚筒的转动不断地被压入辊隙之中，而新的产品材料又逐渐形成，积料的存在对于提高捏炼物料的质量与效率来说影响很大。但是这部分积料的容量必须适当，若堆积的物料过多，则会使部分物料只是在原处轻微抖动而不能顺利地进入辊隙去承受应有的机械作用，因此影响了批量整体物料捏炼的均匀性，并使加工周期延长，物料散热困难而升温；若堆积的物料偏少，则又导致操作过程的不稳定。开炼机在捏炼物料过程中，只有在其接触角小于摩擦角时,物料才会被转动的辊筒压入到辊隙之中,这也是开炼机在加工物料时的先决条件。图1.1间歇炼胶过程图1－加料2－捏炼3－切割胶料图1.2连续炼胶过程图1－切胶刀2－带状胶条1.2开炼机的结构形式开炼机虽然是由电动机带动的，但由于在制造和使用条件的不相同，存在各种传动结构，主要包括开传动机构、封闭式传动结构和复式传动结构。(1)开式传动结构开驱动结构在早期就被广泛地使用。该传动具有结构简单、成本低、传动件分散、安装和调整等优点。辊筒轴承一般都采用了铜或尼龙材料的滑动轴承，传动方式可手动调节。前后辊筒速比需要安装在辊筒的一端的辊齿轮比来实现。由于前、后辊筒的动力依靠速比齿轮传递过来，功率直接对齿轮传动，与生产过程中辊筒距离调整的需要，导致在一个传动比不能在理想状态下啮合，因此开放带动轧机齿轮寿命短，传动效率较低。(2)闭式传动结构在第二十或八十年代的七十个世纪中，闭式传动结构的开炼机得到了迅速发展，并得到了用户的认可和推广，成为同年代开炼机产品的标准形式。封闭式传动机构开炼机将部分传动完全统一，传动齿轮与速度比齿轮均集中在一个箱体内，减速机全部采用双轴输出、输出轴和辊筒之间由万向联轴器连接。与开式传动机构相比，封闭传动结构有很大的进步。首先，传动部分集中统一，便于安装和维修，并大大提高了齿轮的啮合精度和机械效率，大大延长了设备的使用寿命，与此同时也减少了消耗的困难；其次，设备的容量也就是设备承载大大提高。滚动轴承用圆柱滚动轴承，运行相对比较平稳，使用寿命较长，往往不需要经常的更换轴承，减少设备维修和养护的工作量。(3)双联传动结构双联传动开炼机是近几年我国研究开发出的一种结构较特殊的开炼机(见图2.1),这种开炼机是由一台主电机和一台减速机来驱动的,减速机的双侧输出轴都驱动了两个辊筒,减速机和辊筒的中间通过齿型联轴器实现连接。双联传动开炼机可以根据用户的不同要求使两端的辊筒产生不同的速度比,从而可以实现不同要求的炼胶工艺,而且因为两侧机体相距较近,因此缩短了胶料运输时的行程,从而一定程度上提高了胶料混炼的效率。双联传动开炼机目前已经得到很多用户的认可。除上述三种结构形式之外,为了满足一些特殊使用环境下的工艺要求,又相继产生了整体式传动、角式传动和双电机驱动等多种结构形式的开炼机,大大地丰富了开炼机产品的结构类型,提高了开炼机的使用范围,极大程度地满足了不同用户的各种不同使用要求。1.3控制方式智能化开炼机的产品结构在发生重大变化的同时,开炼机的控制方式也同步的更加的趋于完善,开炼机的设计制造开始重视控制系统的安全化、高效化、合理化和智能化。以往的开炼机的控制系统只是单纯针对单机进行操作,极少会与其它设备进行相互通讯,设备的控制和操作相对来说非常麻烦。而目前,由于计算机控制工程高速不断发展,机械产品中一些新技术被不断应用进来,开炼机实现了程序控制,以及与前后配套设备之间的通讯控制,可以根据生产线的工作情况来确定启动、停止、紧急制动、调整辊筒线速度或自动调整辊距等工作状态等,甚至可以在相对恶劣的工作条件下实现无人看守工作。既能提高生产效率，又能避免安全事故的发生。1.4开炼机结构形式的历史发展与现状我国大型化工机械设备生产起步较晚。开炼机的生产开始于第二十世纪50年代，生产技术基本上遵循前苏联，规格仅Φ400，Φ450和Φ560，少数，结构形式为开式传动为主要形式。上世纪80年代，随着我国机械行业的复苏和全球经济的快速发展，汽车、石油和高分子材料产业得到了迅猛的发展，带动了产业规模的不断扩大，一些新技术、新设备也出现了，特别是在橡胶行业，不断开发各种新的橡胶生产设备，开炼机产品的规格和结构也有很大的发展，主要是在产品规格系列，结构多样化和控制智能化等方面。开炼机的应用范围在不断拓展,其产能配套情况都需要随使用要求而定,在绝大多数情况下,开炼机生产仅仅是产品生产中的一个中间环节,需要与其他生产设备组合成生产线以配套使用,它的生产能力就需要满足生产线中各个配套设备的产能需求,而和开炼机配套的密炼机、压延机等设备规的格相对较多,其产能也都各不相同,所以,为满足使用要求,我们国家又陆续开发出了诸如Φ360,Φ550,Φ610,Φ660和Φ710等多种规格的开炼机,并且各个规格都形成了系列，以满足不同速比及润滑和安全防护方式等要求。开炼机的产品结构在发生重大变化的同时,开炼机的控制方式也同步的更加的趋于完善,开炼机的设计制造开始重视控制系统的安全化、高效化、合理化和智能化。以往的开炼机的控制系统只是单纯针对单机进行操作,极少会与其它设备进行相互通讯,设备的控制和操作相对来说非常麻烦。而目前,由于计算机控制工程高速不断发展,机械产品中一些新技术被不断应用进来,开炼机实现了程序控制,以及与前后配套设备之间的通讯控制,可以根据生产线的工作情况来确定启动、停止、紧急制动、调整辊筒线速度或自动调整辊距等工作状态等,甚至可以在相对恶劣的工作条件下实现无人看守工作。既能提高生产效率，又能避免安全事故的发生。目前国际上，我们国家开炼机的生产技术水平和安全性能水平正在接近国际先进水平,但是随着与开炼机相配套设备和相关技术的逐渐发展,在开炼机设备产品结构方面依然存在着相对较大的发展的空间。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章主要参数的选取与计算第二章主要参数的选取与计算2.1主要参数确定开炼机的规格：φ500×1000前辊筒线速度：18.46m/min辊筒速比：1：1.27电机功率：45KW一次性投料量：20-35kg传动原理图：图2.1传动原理图1-速比齿轮2-滚动轴承3-后辊筒4-传动系统5-减速器6-电动机7-前辊筒2.2电动机和减速器的选择比较常用的电动机一般为三相异步电动机，通常选用鼠笼式转子封闭自扇冷式异步电机，也存在有选用绕线式异步电动机的情况，相较而言后者启动性能比前者好一些，但是可靠性较差，价格相对较高，前者结构比较简单，防尘启动性能虽然不如绕线式异步电动机大，但是因为开炼机大都是空车启动，所以启动性能足够满足开炼机的需求。由经验公式计算功率得：选择电机为Y280M-8封闭式三相异步电动机电压为380伏。其中：电机的转速980r/min，其额定功率45KW。2.2.1速比齿轮的参数确定前后辊筒速比速比是1：1.27,中心距a＝700mm。传递扭矩通过速比齿轮传递。在速比很小的时候，可以近似认为两个辊筒扭矩是相等的，速比齿轮扭矩的和即大驱动齿轮扭矩：MK＝MK1+MK2材料选择：小齿轮为45#钢调质处理HBS=236HBS大齿轮为45#钢正火处理HBS=189.5HBS选取齿轮模数为：m=12中心距：a=700mm齿顶高：齿根高：齿全高：齿顶圆直径：查表得齿宽系数为：所以齿宽：2.2.2强度校核⑴按接触强度校核通过查表得，使用系数：;根据v=28.8m/min，7级精度，动载系数；由于是直齿轮，;查表用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂布置时：，故载荷系数查表得，；(2-2-1)(2-2-2)取两者最小值为许用应力。齿顶圆压力角：(2-2-3)(2-2-4)(2-2-5)查表得区域系数(2-2-6)校核安全。⑵按齿根弯曲疲劳强度校核查表得,,，另取,求得(2-2-7)(2-2-8)其中S=1(2-2-9)(2-2-10)经校核安全2.3传动齿轮的设计计算大齿轮45#钢调质HBS=236HBS小齿轮45#钢调质HBS=189.5HBS齿数比：初步确定：所以全齿高齿距顶隙工作高度齿顶圆直径齿底圆直径齿轮转速小齿轮大齿轮齿宽：2.3.1强度校核⑴按齿面接触疲劳强度校核选齿轮精度等级为8级，按电机驱动载荷平稳而取根据，8级精度，动载系数；由于是直齿轮，查表用插值法查得8级精度、小齿轮悬臂布置时，故载荷系数取查表得,;，；（2-3-1）取两者最小值为许用应力。齿顶圆压力角:（2-3-2）查表得区域系数（2-3-3）校核安全⑵按齿根弯曲疲劳强度校核查表得,,,另取,求得（2-3-4）（2-3-5）其中S=1.0经校核安全沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章主要零部件的设计第三章主要零部件的设计3.1辊筒的设计开炼机的辊筒是其完成作业的主要部件，它直接参与炼胶过程，因此，辊筒对开炼机性能的影响非常大，所以，对开炼机辊筒的设计、制造和使用非常重要。辊筒的材料通常使用冷硬铸铁，冷硬铸铁的特点是内部韧性比较好、强度大、表面层的组织硬、耐磨损，而且辊筒还要求有足够的强度以及刚度，以保证辊筒的正常使用而不会被损坏，同时，辊筒表面要求较大硬度、耐磨性、耐化学腐蚀和抗剥落性，同时需要有合理的几何形状来最大化地消除应力的集中，其结构设计需要有利于生产制造。除上述特点外，辊筒要求有良好的导热性。3.1.1辊筒的主要结构冷硬铸铁辊筒分为普通冷硬铸铁和合金冷硬铸铁，本次设计取用普通冷硬铸铁。辊筒结构有两种：中空结构和圆周钻孔结构，本次设计中取用中空结构。图3.1辊筒结构及主要尺寸3.1.2横压力计算辊筒受力分析：开炼机的辊筒工作时受到很大的横压力、摩擦力和温度应力，同时还包括速比齿轮的作用力。因此要精确计算横压力值是很困难。通常是以测定后计算辊筒每厘米长度上的横压力的值作为设计依据.胶料对辊筒的径向作用力为P（横压力），P要分为水平分力与垂直分力，如下图3.1.2所示:图3.2辊筒受力分析图其中；式中——横压力，kg；——垂直横压力，kg；——水平横压力，kg；——横压力的合力角。取根据测定得出后可求P值：（3-1-1）单位横压力的确定：工程上，通常采用经验公式：（3-1-2）式中——速度比——辊筒工作部分直径，cm；——剪切系数，由经验选取推荐单位横压力为900kg/cm。所以总横压力（3-1-3）3.1.3辊筒计算开炼机的辊筒在胶料的横压力下产生了非常大的弯曲应力，而齿轮作用力与辊筒重量只占受力总值10%左右，为了便于计算，此部分一般忽略不计。如此就可以按横压力，温度应力和由扭矩产生的剪切应力进行粗略的计算，确定辊筒尺寸。辊筒计算可按照下列步骤进行计算（1）弯矩的计算：辊筒总横压力P按下式计算：（3-1-4）支点反力、为：中间截面的弯矩为：（3-1-5）式中——单位横压力，kg/cm；——水平单位横压力，kg；、——轴承支点反力，kg；——辊筒工作部分长度，cm；——轴承支点间的距离，cm。⑵扭矩计算：后辊筒传递全部扭矩：（3-1-6）式中N——电机额定功率，45KW；n——后辊筒转速，18.46r/min；——传到后辊筒上的总效率，＝0.85～0.95。后辊筒扭矩一部分会用于炼胶，一部分是通过速比齿轮传到前辊筒，两个辊筒一起承受横压力以及加工胶料的摩擦扭矩，所以前后辊筒的扭矩是相同的。（3-1-7）图3.3辊筒受力情况⑶强度计算：辊筒受的力是由弯曲和扭转通过联合作用产生的复合应力。根据生产实践可以按下式进行计算：（3-1-8）式中——复合应力，kg/；——弯曲应力，；——剪切应力，；（3-1-9）K——修正系数，对铸铁K=1/3；——危险断面上最大弯矩，kgcm；W——抗弯截面模量，；——扭矩，kgcm；——抗扭截面模量，。空心圆柱体的抗弯截面模量W为：（3-1-10）空心圆柱体的抗扭截面模量为：（3-1-11）式中α=d/D=0.64；d——辊筒工作部分内径，d=25cm；D——辊筒工作部分外径，D=40cm；——危险断面上扭矩，kgcm；——抗扭截面模量，。所以：（3-1-12）⑷温度应力对其强度的影响辊筒的温度应力是因为辊筒的内外表面温度差所形成的，机械应力和温度应力一起作用在辊筒之上。开炼机炼胶过程中通冷却水冷却时，对辊筒内表面的影响较大，需进行温度应力的验算。辊筒外表面受热伸长大，产生压应力，辊筒承压能力大，对温度的影响不大。辊筒内表面冷却后，热伸长少，产生拉应力，与弯矩产生的拉应力相迭加。内层拉应力σ为：其强度满足条件：；式中：表示辊筒所受机械应力；表示辊筒所受的温度应力；式中：——弯矩产生的应力，——热应力，热应力按下式计算：（3-1-13）式中：R、r——辊筒外、内半径，㎝；α——膨胀系数，对于铸铁1/开E——弹性模数，对于铸铁、——分别为辊筒内、外表面的温度，一般＝-15℃～18温差太大时，热应力也甚大，易引起辊筒断裂，故冷却必须在辊筒运转中缓慢进行；ε——泊松系数，对于铸铁ε＝0.25。（3-1-14）⑸许用应力与安全系数辊筒的安全系数式中——安全因数系数，取（按停车事故）；——计算系数，取＝1.1（辊筒按粗略计算）；——载荷性质系数，——应力集中系数，铸铁辊取=1；——截面系数，；——工艺系数，考虑冷硬层影响，取——质量验收系数，单件检查，取=1.05所以故取许用应力:作用于辊筒之上的载荷，载荷性质是对称循环载荷，以疲劳限为基准。(3-1-15)3.1.4辊筒与轴承间隙的确定辊筒和轴承之间的间隙要适当，间隙过于大，会影响轴承的精度以及使用寿命；间隙太小容易卡住和发烧。⑴轴颈受热膨胀（3-1-16）式中：ɑ为轴颈膨胀系数，取；为轴承的最大工作温度，取；为轴承工作的室内温度，取。代入后得到轴承的热膨胀⑵保证运转的间隙按配合的最小间隙选取。⑶制造公差带和安装精度最小公差带是0.1mm，安装精度为0.15/1000，于是取0.1～0.2mm。这里取。因为温度不高，所以由轴承体热膨胀所引起的间隙不予以考虑。综上有：最小间隙（3-1-17）最大间隙（3-1-18）根据计算值进行调整有：；3.2横梁和机架机架是开炼机的支撑部件，它应当具备足够的强度，用以承受机械的全部作用力，同时，应具备足够的刚度，受力且弯曲的变形不得超过允许值，保证安装在机架上的机械零部件相对位置的准确性。机架的结构可以分为闭式、拆分式和开放式三种，开放式机架被广泛地采用，本设计亦是采用开放式机架，由立臂、下横梁以及上横梁所组成，立臂和下横梁是一个整体，上横梁则是活动的，便于拆装和维修。选材：需要具备足够的强度与刚度，耐冲击振动。故本次设计选用铸铁HT300。其特点是具备良好的铸造性能，价格低廉以及挤压和吸震能力。3.2.1机架的强度计算机架零件形状复杂，并且受有复合的应力，还时常受到外界因素的影响。如制造的残余应力、基础上沉的影响等，因而，很难计算其刚度和强度。设计时，通常根据机器的工作要求，并和同类型相似的机器比较，拟定机架的结构形式和尺寸，然后再做粗略的计算。机架主要受力如图所示，辊筒轴承支反力的水平分力（或）与垂直分力与。为简化计算值（或）及（或）值，同样地忽略辊筒重量以及齿轮等的作用力。为了便于计算，将机架分成立柱和横梁两部分来分别去计算。图3.4机架综合受力图立柱部分受力如图3.5所示图3.5立柱受力图立柱与压盖成铰链连接，在作用之下产生一定反作用力，与的方向相反。立柱与底梁为一整体，将A端视为固定端，当作用之后产生反力，与方向的相反。为了保证不变形的情况下，引起一个反弯矩，其方向是顺时针的。（3-2-1）（3-2-2）其垂直分力：（3-2-3）其水平分力：（3-2-4）弯矩计算如图3.5和3.7所示。图3.6底梁弯矩（3-2-5）Ⅰ—Ⅰ断面：（3-2-6）Ⅱ—Ⅱ断面：（3-2-7）应力计算：（3-2-8）式中：σ——工作W——截面模量，；——许用应力，M——立柱的弯矩或。图3.7弯矩图⑵机架低梁的应力计算机架底梁受力的情况如图3.6所示。支点反力：（3-2-9）（3-2-10）（3-2-11）（3-2-12）（3-2-13）（3-2-14）（3-2-15）（3-2-16）求出合成弯矩：（3-2-17）（3-2-18）在弯矩作用下，应力为：（3-2-19）式中：M——据上计算出弯矩后绘出弯矩图，求其最大弯矩，㎏·㎝W——截面模量，在立臂受力作用下，底梁同时受拉力，其拉应力为：（3-2-20）式中F——截面面积，；机架底梁的总应力为：(3-2-21)3.2.2压盖的强度计算压盖的危险断面如图4.7的Ⅴ—Ⅴ所示，其应力为：(3-2-22)式中(3-2-23)(3-2-24)(3-2-25)所以(3-2-26)图3.8压盖受力分析3.2.3安全系数与许用应力机架受力属变载荷，许用应力应按脉动弯曲疲劳限σ0为基准。许用应力：(3-2-27)式中n——安全系数。⑴机架的许用应力为：HT300：(3-2-28)⑵压盖的许用应力为：HT300：(3-2-29)3.3润滑系统选用旋盖式油杯润滑，其型号为：油杯A200G/311543.4制动装置开炼机仅在设备发生故障时，拉紧急停车装置，切断电源后，制动器即起作用。对于制动装置的要求为：控制到只要适合操作人员的使用，需要保证处于正常状态。空运转制动后，前辊筒将继续回转不能超过辊筒圆周的1/4,。制动装置一般装在电动机和减速器的联轴节上，而其操纵装置则装在工人操作位置的附近。常用的制动装置有电磁抱闸式和带式制动装置两种。由于电磁抱闸式制动简单可靠，故国内外大部分炼胶机构均采用它。本次设计也采用电磁抱闸式制动装置。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章调距装置沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章调距装置第四章调距装置开炼机的调距范围一般在0.1～15毫米之间，常用的调距装置，按动力形式可以分为：手动式、电动式、手-电动式、液压传动式。本设计采用的是手动调距装置，其特点是：调距方便，准确，结构紧凑，但是劳动强度大，不能在负荷下调距。下图式本设计所采用的手动调距的样图。图4.1开炼机手动调距图1-蜗杆2-蜗轮3-丝杠4-调整螺母5-丝杠头6-平衡器7-安全片8-刻度盘9-手轮4.1调距螺杆的计算调距螺杆主要承受横向力的水平分力，其次是扭矩作用，在手动式中，因扭矩极小，可以忽略不计。计算调距螺杆的挤压强度时，其应力：式中：P——一个轴承上的最大横压力ζ——螺杆材料的剪切系数，梯形或矩形的为1.2～1.3，这里ζ=1.25，d——螺纹的内径mm[]——许用挤压应力，螺杆与螺母受到的是均匀变载荷其许用挤压应力为式中：为脉动拉压疲劳极限，钢材的，螺杆材料为45钢，此时为：安全系数（4-1-1）式中：为安全系数质数（影响停车）取1.1为计算系数取1.05为应力集中系数，取1许用挤压应力（4-1-2）4.2螺杆螺纹的自锁条件其自锁条件必须满足即摩擦角要大于螺纹升通。通常：，f为摩擦系数，钢对青铜，。为螺纹升角，一般取。4.3螺母计算螺母台肩厚度δ的计算见图4.2图4.2螺母台厚度台肩厚度δ按下式计算：（4-3-1）螺母台肩的应力σ按下式计算：（4-3-2）式中：——一个轴承上最大横压力，p=55102㎏；——螺母外台直径，18㎝；D——螺母外径，14㎝；—许用应力,；其中—脉动弯曲疲劳限，铸铁之（4-3-3）安全系数n按下式确定：（4-3-4）——安全因素，；——计算系数，；；——应力集中系数，取。所以（4-3-5）（4-3-6）设计安全。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章轮温调节装置第五章辊温调节装置根据炼胶工艺要求，开炼机辊筒表面应保持一定温度，一般不超55～60℃，因此辊筒内腔需装有冷却装置。常用辊温调节装置有开式辊温调节装置、闭式辊温调节装置以及钻孔辊筒温控装置。本设计采用开式辊温调节装置，其特点是结构简单，冷却效果好，成本低，但耗水量大。5.1辊筒冷却计算开炼机所有消耗的功转化为热量，重要消耗在三个方面：⑴被胶料吸收的热量Q1⑵向周围空气散失的热量Q2⑶被冷却水带走的热量Q3这三部分热量之和：（5-1-1）式中：（5-1-2）N电机的功率KW，N=7.5KWη机械传动效率，取0.8～0.9则（5-1-3）被胶料吸收的热量为式中：G生产能力；C胶料比热容，；向周围空气中散失的热量（5-1-4）A是两辊筒工作部分的表面积，（5-1-5）对流传热系数辐射传热系数辊筒表面温度K周围空气温度KD辊筒工作部分直径mL辊筒工作部分长度m被冷却水带走的热量（5-1-6）从而冷却水的耗量（5-1-7）式子：C是水的比热容P是水的密度ΔT是进水温度K5.2实际冷却水消耗的确定取N电机的功率KW5.3冷却水管进水管直径的计算进水管直径（mm）按下式计算（5-3-1）其中：q是冷却水的耗水量v是冷却水的速度，在一般水压情况下v取分水管及喷水管水孔截面积S总和不应大于总进水管截面积A。即ns>k,这里v取1m/s。式中：n是分水管或喷水孔数量s是分水管或喷水孔截面积A是总水管截面积或每个辊筒内管截面积则：（5-3-2）沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第六章总结第六章总结本次针对于开炼机的设计主要侧重于开炼机传动系统。开炼机主要用于天然橡胶的塑炼，生胶与配合剂的混炼，或用作胶料的热炼和胶料的压片之用。它主要由辊筒、机座、机架、传动齿轮、润滑装置、加热与冷却装置、辊温调节装置、安全制动装置及电动机、减速器等组成。多年来，国外对炼胶系统的技术改革实践证明：首先改革炼胶机及其装置，并使之现代化，以取得较高的劳动生产率、较高的效率和炼胶作业最佳化，才能真正实现炼胶系统技术创新。这是因为开炼机在搅拌过程中主要依靠两个相对回转辊的橡胶材料挤出、剪切，经过反复的捏炼过程与化学反应，内部橡胶的分子链中断，使各种成分的塑料材料混合均匀，最终达到复合。由于在薄膜辊缝中排除，由于在两个辊面上的速度和温度的差异而涂上了滚筒，滚筒之间的回流，如此反复，完全混炼效果。当链形成时，橡胶的分子链由长变短。从大到小的弹性；在搅拌时间，以促进表面的橡胶材料的组合物，不断更新，均匀混合。那么，胶料在开炼机上加工时，应具备哪些条件才能得到良好的炼胶效果呢？我们将从两个方面进行讨论，即分别从力学角度和流变学角度加以讨论。辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种因素影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果。本次开炼机设计流程为：按照机械设计方法进行安排设计，首先对于主要参数进行机械计算并合理选取。然后是各个主要组成部分的选择及设计，电动机、辊筒、机架、调距装置和调温装置的设计及组装。设计并计算辊筒速比，辊筒间距，物料容量，操作方式，加工温度，捏炼时间等多种影响着开炼机塑化与混合均化物料的效果的因素。最后根据所有计算以及合理选择进行组装，即通过建模软件和cad图纸对于设计零件进行建模和装配。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文参考文献

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沈阳化工大学科亚学院学士学位论文致谢35致谢通过这次对于开炼机的设计，算是对大学四年期间对于所学知识的一个汇总和汇报，从这次设计中，学习到了曾经未涉及到的方向，温习了曾经学过的知识，收获很多，希望对于将来的工作能有帮助。毕业临近，对于母校倍感感激。首先本次毕业设计是在导师王敬伊老师的精心指导下完成设计，对于论文的最初选题和设计以及修改等工作王老师都耗费了很大心血，王老师的指导思想和专业水平以及对工作严谨又平易近人的素养给我很大影响论文的完成工作中，都会遇到各种难题，但王老师都给予我悉心的指导和无私的帮助，论文才顺利的如期完成。此次毕业设计，我对王老师表示发自内心感谢。其次要感谢我的辅导员衣方丹老师、系主任侯志敏老师，专业课老师王昭春老师、英璐老师、王志成老师、陈慧珍老师，是他们在课堂上的细心教授，课下的耐心讲解，我才逐渐熟悉的掌握了所学到的知识，锻炼了自己的意志品质，为自己毕业设计打下较好的基础并在之后顺利的完成此次毕业设计。最后，在完成此次毕业设计后，我明白自己还应该感谢家人及同学们的包容和支持，感谢父母一直以来的关心和爱护，即将毕业走入社会，希望自己如父母师长的期望一般，走出自己的道路。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统HYPERLINK"/detail