SX5-300×1000片材离心成型机带机械CAD图.zip

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sx5 离心 成型 机械 cad
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沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目: 300×1000 片材离心成型机 专 业:机械设计制造及其自动化 班 级: 机制 1101 学生姓名: 孟 杰 指导教师: 鄢 利 群 论文提交日期: 2015 年 6 月 3 日 论文答辩日期: 2015 年 6 月 5 日 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书 机械设计制造及其自动化 专业机制 1101 班 学生:孟杰 毕业设计(论文)题目:300×1000 片材离心成型机 毕业设计(论文)内容: 1.计算说明书一份 2.文献综述一份 3. A1图纸 6 张 4.英文翻译 毕业设计(论文)专题部分: 起止时间:2015.3.1~2015.6.3 指导教师: 签字 年 月 日 摘摘要要 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟 基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 , 还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。 聚氨酯成型机是通过对聚氨酯加热到熔融状态,再靠离心机的离 心原理将熔融的聚氨酯 输送到搅拌头。经过高速强烈搅拌,使之料液 均匀而喷出,形成所需产品。而 离心成型技术是利用离心力成型管状 或空心筒状制品的方法。通过挤出机或专用漏斗将定量的液态树脂或树 脂分散体注入旋转并加热的容器(即模具)中,使其绕单轴高速旋转(每分 钟几十转到两千转),此时放入的物料即被离心力迫使分布在模具的近壁 部位。在旋转的同时,放入的物料发生固化,随后视需要经过冷却或后 处理即能取得制品。在成型增强塑料制品时还可同时加入增强性的填料。 离心浇铸通常用的都是熔体粘度较小、热稳定性较好的热塑性塑料, 如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。 离心成型时,聚氨酯填充模具型腔主要靠的是离心机旋转时产生的 离心力。离心力与质量成正比,与离心机转速的平方成正比,与旋转半 径成正比。因此,对某一规格的转子而言,聚氨酯的质量和旋转半径是 一定的,所以离心力的大小仅与离心机的转速有关,增大或减少离心力, 只须改变离心机的转速即可。 在离心成型时,聚氨酯除了受到自身的重力作用外,主要是靠离心 力的作用来填充模具型腔的,其填充方式是先填充远离旋转中心的型腔 的外部,然后逐渐向心部填充完毕。因有离心力的存在,且它比重力大 得多,所以聚氨酯的填充能力要比重力成型时强,只要离心机转速适当, 离心力的大小合适,生产出的转子的质量就一定比浇注成型时形成的转 子要好得多。 关键词:关键词: 聚氨酯; 离心成型; 滚筒 Abstract Polyurethane full-called polyurethane is the main chain contains repeating urethane groups of 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 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 tubular 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 into the material distributed in the mold wall parts. Rotating at the same time, into the material cures, and then as needed through the cooling or post-processing that is able to obtain products. Enhanced the molding plastic products can also added to enhance the nature of filler. Centrifugal 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 proportional 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 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 gradually 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 produce the quality of the rotor must be better than pouring molding form the rotor is much better. Key words: polyurethane; centrifugal molding; drum 目 录 第一章筒体、转盘质量及转动惯量计算 .............................................1 1.1 筒体壁厚的计算 ..............................................................................1 1.2 筒体体积计算 ..................................................................................2 1.3 筒体质量计算 ..................................................................................2 1.4 筒体转动惯量计算 ..........................................................................2 1.5 轴盘及转动惯量的计算 ..................................................................3 第二章电机的选择 .................................................................................6 2.1 类型 ..................................................................................................6 2.2 功率计算 ..........................................................................................6 2.2.1 启动转鼓等转动件所需功率 N1 ................................................6 2.2.2 克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率 N2 ...........................6 2.3 选定 ..................................................................................................7 2.4 工作原理 ..........................................................................................7 2.4.1 工作条件 ...................................................................................7 2.4.2 负载特性 ...................................................................................7 2.4.3 离心式分离机 ...........................................................................7 2.4.4 外形及安装尺寸 Y90S-6 ..........................................................7 第三章带轮的设计 ...............................................................................10 3.1 计算功率 Pa .....................................................................................10 3.2 选择带轮型号 ................................................................................10 3.3 确定带轮的基准直径 D1、D2 ........................................................10 3.4 验算带轮 V .....................................................................................10 3.5 确定中心距 A 和带的基准直径 Ld ...............................................11 3.6 验算小带轮上的包角 Α1 ................................................................11 3.7 确定带的根数 Z .............................................................................11 3.8 计算轴压力 Q .................................................................................12 3.9 带轮材质 ........................................................................................12 3.10 小带轮质量计算 ..........................................................................12 3.10.1 小带轮的质量计算 ...............................................................12 3.11 大带轮质量计算 ..........................................................................13 3.11.1 1 部分质量计算 .....................................................................13 3.11.2 2 部分质量计算 .....................................................................13 3.11.3 总质量∑M ............................................................................13 第四章轴的设计和校核 .......................................................................14 4.1 轴的设计计算 ................................................................................14 4.1.1 按弯扭合成强度计算轴径公式 .............................................14 4.1.2 按扭转刚度计算轴径的公式 .................................................14 4.1.3 取轴径 .....................................................................................14 4.2 轴的结构设计 ................................................................................15 4.2.1 轴的强度计算 .........................................................................15 第五章总质心的校核 ...........................................................................17 5.1 轴总质心的校核 ............................................................................17 5.1.1 轴质量计算 .............................................................................17 5.1.2 轴质心校核 .............................................................................18 第六章轴承的选择 ...............................................................................19 6.1 轴承的选择、设计及寿命校核 ....................................................19 6.2 当量动载荷 ....................................................................................19 6.3 确定轴承寿命 ................................................................................19 第七章铆钉的计算 ...............................................................................21 7.1 取半圆头铆钉 .................................................................................21 7.2 确定铆钉的个数 ............................................................................21 7.2.1 按铆钉剪切强度计算 .............................................................21 7.2.2 按扭转强度计算 .....................................................................21 第八章成型机的生产流程及电气控制 ...............................................22 8.1 生产流程 ........................................................................................22 8.2 电气控制原理 ................................................................................22 参考文献 ...............................................................................................24 致谢 .......................................................................................................25 附录 .......................................................................................................26 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 1 第一章筒体、转盘质量及转动惯量计算 图 1.1 筒体 1.1 筒体壁厚的计算筒体壁厚的计算 当 δ/R≤0.1 时转鼓的径向力和轴向力应分别为 σ1=σ1+σ1=ρω2R3K2/8δ(Kg/m2) (1- 1) σ=σ+σ=ρR2ω2+ρω2R3K/2δ=ρR2ω2(1+ρ0RK/2δρ) (1- 2) 令 λ1=ρ0/ρ=1.5×103/7850=0.19 ω=2πn/60=2×3.14×1000/60=104.67m/s σ0=ρR2ω2=7850×0.150 2×104.672=1935069.75 Pa 则上式 σ2=σ0(1+λ1KR/2λ) 按第三强度理论: σmax - σmin≤[σ]ψ1 (1-3) 在离心机转鼓中周向总应力 σ2 为最大,其次是径向总应力 σ1,最小为径向其 值为 0。因此,圆筒形离心机转鼓强度条件为 σ0(1+λ1KR/2σ)≤[σ]ψ1 ,转鼓壁 的厚度为 δ≥δ0λ1RK/2([σ] ψ1-σ0)。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 2 δ= 1935069.75×0.19×0.1875×1×1/2(113×106-1935069.75)=3.10mm 根据刚度条件取壁厚 δ=10mm 其中 ρ—筒体材料密度 0.785×104Kg/m3 ρ0—物料密度 K—转鼓中物料系数 1 φ—焊缝的强度系数 1 [σ]—转鼓材料的许用应力 113MPa 1.2 筒体体积计算筒体体积计算 V1=πh11[(D112-d12)+(D122-d12)+(D132-d12)+(D142-d12)]/4=3.14×250×[(3382- 3002)+(3322-3002)+(3262-3002)+(3202-3002)]/4=1.435×10-2m3 V2=πh2(d12-d22)/4=3.14×10×(3002-1202)/4=0.593×10-3m3 V筒=V1+V2=1.435×10-2+0.593×10-3=1.494×10-2m3 其中:h11—— 每一段筒体高度 250mm h2——筒体壁厚 10mm D11——第一段筒体外径 338mm D12——第二段筒体外径 332mm D13——第三段筒体外径 326mm D14——第四段筒体外径 320mm d1——筒体内径 300mm d1——筒体内径 300mm V1——筒体壁体积 V2——筒体底部体积 V筒——筒体体积 1.3 筒体质量计算筒体质量计算 筒体材料密度 ρ=0.785×104kg/m3 m=ρv (1- 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 3 4) 则 m筒=ρv筒=0.785×104×1.494×10-2=117.28kg 1.4 筒体转动惯量计算筒体转动惯量计算 J=[m1(R12+r2)+m2(R22+r2)+ m3(R32+r2)+ m4(R42+r2)]/2=0.5×7850×3.14×250×[(3382- 3002) ×(1692+1502)+(3322-3002)×(1662+1502)+(3262-3002)×(1632+1502)+(3202- 3002)×(1602+1502)]/4=2.808kg·m2 1.5 轴盘及转动惯量的计算轴盘及转动惯量的计算 图 1.2 轴盘 (Ⅰ)1 部分转动惯量及体积计算 R1=35mm r=21mm h=20mm V1=πR12h-πr2h (1- 5) V1=3.14×352×20-3.14×212×20=0.492×10-4m3 m1=ρv1 (1- 6) m1=7.85×103×0.492×10-4=0.386kg J1=m1(R12+r2)/2 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 4 (1-7) J1=0.5×0.386×(352+152)=0.00028kg·m2 (Ⅱ)2 部分转动惯量及体积计算 R2=60mm R2′=45mm r=21mm h=103mm V2=πh(R2′2+R2′R2+R22)/3-πr2h (1- 8) V2=3.14×103×(452+45×60+602)/3-3.14×212×103=0.755×10-3m3 m2=ρV2 (1-9) m2=7.85×103×0.755×10-3=5.927kg J2={}m2+m2r2/2 3(R25 - R2) 20(R23 - R2) (R2 - R2)2 + 6h2 (R2 - R)2 + h2 (1-10) J2=0.026kg·m2 (Ⅲ)3 部分转动惯量及体积计算 R3=115mm r=21mm h3=22mm V3=πR32 h3-πr2h3 (1- 11) V3=3.14×1152×22-3.14×212×22=0.883×10-3m3 m3=ρV3 (1- 12) m3=7.85×103×0.883×10-3=6.932kg J3=m3(R32+r32)/2 (1- 13) J3=0.5×6.932×(1152+212)=0.047kg·m2 (Ⅳ)4 部分转动惯量及体积计算 R4=60mm r=21mm h4=20mm V4=πR42h4-πr2h4 (1- 14) V4=3.14×602×20-3.14×212×20=0.198×10-3m3 m4=ρV4 (1- 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 5 15) m4=7.85×103×0.198×10-3=1.55kg J4=m4(R2+r2)/2 (1- 16) J4=0.5×1.55×(602+212)=0.003kg·m2 (Ⅴ)总质量及总转动惯量 ∑m=m1+m2+m3+m4=0.386+5.927+6.932+1.55=14.80kg ∑J=J1+J2+J3+J4=0.00028+0.026+0.047+0.003 =0.00763kg·m2 (Ⅵ)轴盘及筒体质心计算 I1=10mm I2= (1- h 4 R22 + 2R2r + 3r2 R22 + R2r + r2 17) I2=5(602+2×60×21+3×212)/(602+60×21+212)=7.02mm I3=11mm I4=10mm I筒 1=329mm I筒 2=12.5mm (Ⅶ)总质心 Is= (1-18) mixi ∑mi Is=(10×0.386+7.02×5.927+11×6.932+10×1.55+329×112.65+12.5×4.66)/(0.386+5.927+6. 932+1.55+112.65+4.66)=282.03mm (Ⅷ)总质量及总转动惯量 m总=m筒+m盘=112.65+4.66=117.31kg J总=J筒+J盘=2.808+0.00763=2.816kg·m2 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 1 章 筒体、转盘质量及转动惯量计算 6 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 2 章 电机的选择 6 第二章电机的选择 2.1 类型类型 需调速的机械→对调速平和程度要求不高,且调速比不大时→选择变频调速电动机。 载荷性质:平稳。 生产机械工作状态:断续。 选择异步电动机。 2.2 功率计算功率计算 启动时间 t=120s 2.2.1 启动转鼓等转动件所需功率启动转鼓等转动件所需功率 N1 ω= (2- 2πn 60 1) ω==104.67m/s 2 × 3.14 × 1000 60 N1= (2- Jω2 2000T1 2) N1′=2.816×104.672/(2000×60)=0.257kw 考虑其他转动件功率增加 5%~8%,取 5% 则 N1=0.257×(1+0.05)=0.27Kw 2.2.2 克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率 N2 N2=11.3×10-6×ρa×L×ω3×(R04+R14) (2- 3) 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 2 章 电机的选择 7 其中: R0=0.15m R1=0.169m L=1m ρa=1.29kg/m3 则 N2=11.3×10-6×104.673×1×1.29×(0.154+0.1694)=0.022kw 需克服总功率 N总=N1+N2=0.27+0.022=0.292kw 2.3 选定选定 根据功率初选电机型号为 Y90S-6 三相异步电动机 2.4 工作原理工作原理 整台电动机由拖动电动机、电磁转差离合器、测速发电机和中止装置组成。 2.4.1 工作条件工作条件 1 海拔不超过 1000m 2 环境温度:-20~40oC 3 环境相对湿度大于 85%和灰尘爆炸的场合 2.4.2 负载特性负载特性 惯性体与电动机惯性的比较,其负荷的惯性较大者 2.4.3 离心式分离机离心式分离机 适合温度:合适 技术数据(380V,50HZ) 同步转速 n=1000r/s 额定功率 P=0.75Kw 2.4.4 外形及安装尺寸外形及安装尺寸 Y90S-6 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 2 章 电机的选择 8 (a) (b) (c) (d) 图 2.1 电机 机座号: 132M 凸缘号: FF265 极数: 2、4、6、8 安装尺寸及公差|D|基本尺寸: 24 安装尺寸及公差|D|极限偏差: (+0.018,+0.002) 安装尺寸及公差|E|基本尺寸: 50 安装尺寸及公差|E|极限偏差: ±0.370 安装尺寸及公差|F|基本尺寸: 8 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 2 章 电机的选择 9 安装尺寸及公差|F|极限偏差: (0,-0.036) 安装尺寸及公差|G①|基本尺寸: 20 安装尺寸及公差|G①|极限偏差: (0,-0.20) 安装尺寸及公差|M: 165 安装尺寸及公差|N|基本尺寸: 130 安装尺寸及公差|N|极限偏差: (+0.016,-0.013) 安装尺寸及公差|P②: 200 安装尺寸及公差|R③|基本尺寸: 0 安装尺寸及公差|R③|极限偏差: ±2.0 安装尺寸及公差|S④|基本尺寸: 12 安装尺寸及公差|S④|极限偏差: (+0.430,0) 安装尺寸及公差|S④|位置度公差: φ1.5 安装尺寸及公差|T|基本尺寸: 3.5 安装尺寸及公差|T|极限偏差: (0,-0.120) 安装尺寸及公差|凸缘孔数: 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 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 3 章 带轮的设计 10 第三章带轮的设计 3.1 计算功率计算功率 Pa 查得工况系数 Ka=1.2(负载启动,载荷变动微小,工作日 10~16 小时/日) 求得: Pa=Ka.P (3- 1) Pa=1.2×0.75=0.9kw 其中: P— 电机标称功率 0.75kw 3.2 选择带轮型号选择带轮型号 据 Pa=0.9kw,n1=1000r/min,确定为 Z 型带 3.3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径 D1、、D2 D1=71mm D2=D1·=71mm n1 n2 其中: n1—小带轮转速 n2—大带轮转速 D1—小带轮直径 D2—大带轮直径 3.4 验算带轮验算带轮 V V= (3- πD1n 60 × 1000 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 3 章 带轮的设计 11 2) V=3.14×71×1000/(60×1000)=3.72m/s<25m/s 3.5 确定中心距确定中心距 a 和带的基准直径和带的基准直径 Ld (Ⅰ)根据公式 0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2) (3-3) 初取轴间距 a0:200mm (Ⅱ)确定基准长度 Ld=2a0+ (D1+D2)+
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