QLB-400×400柱式平板硫化機(jī)設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙】
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本科畢業(yè)論文
題 目： QLB—400×400柱式平板硫化機(jī)設(shè)計(jì)
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摘要
平板硫化機(jī)主要用于硫化平型膠帶，屬于液壓機(jī)械，平板硫化機(jī)的主要功能是提供硫化所需的壓力和溫度。壓力由液壓系統(tǒng)通過液壓缸產(chǎn)生，溫度由加熱介質(zhì)蒸汽、導(dǎo)所提供。
柱式平板硫化機(jī)全稱為柱式液壓傳動(dòng)平板硫化機(jī)，它的主要結(jié)構(gòu)有底座、工作缸、柱塞、法蘭、可動(dòng)平臺(tái)、加熱板、上橫梁和立柱等部件組成。
橡膠平板硫化機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)包括：1、設(shè)備操作可靠；2、維修量少；3，對(duì)各種優(yōu)勢(shì)的壓力熱板區(qū)，其主要功能是提供用于固化所需的溫度和壓力。它的主要用途就是硫化平型膠帶。與我國傳統(tǒng)常使用柱式結(jié)構(gòu)與硫化機(jī)相比，具有巨大的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)可分為液壓油的壓力。根據(jù)工作層數(shù)分為單層和雙層。它的工作原理是液壓缸產(chǎn)生壓力，加熱介質(zhì)提供溫度。
有很多平板硫化機(jī)的類型，其范圍也很寬，因此其分類可分為：
一、按用處差別可分為：橡膠模制品平板硫化機(jī)、 橡膠平帶平板硫化機(jī)、橡膠V 帶平板硫化機(jī)、橡膠板平板硫化機(jī)。
二、按傳動(dòng)體系可分為：液壓式平板硫化機(jī)、機(jī)械式平板硫化機(jī)）、液壓機(jī)械式平板硫化機(jī)。
三、按操縱系統(tǒng)可分為：非自動(dòng)式平板硫化機(jī)、半自動(dòng)式平板硫化機(jī)、自動(dòng)式板硫化機(jī)。
四、按平板加熱方法可分為：蒸汽加熱平板硫化機(jī)、電加熱平板硫化機(jī)——（在無熱源或熱源較遠(yuǎn)的場(chǎng)所使用。特點(diǎn)是溫高、易控制、無泄漏，但成本高。實(shí)驗(yàn)平板硫化機(jī)用于實(shí)驗(yàn)室的平板硫化機(jī)加熱模式。）過熱水加熱平板硫化機(jī)
五、按結(jié)構(gòu)不同可分為:
1，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)分為：柱，框架式，側(cè)板，連桿，旋轉(zhuǎn)式平板硫化機(jī)
2、按加熱平板的加熱層數(shù)分為：?jiǎn)螌邮胶投鄬邮狡桨辶蚧瘷C(jī)
3、按液壓缸的數(shù)目分為：?jiǎn)我簤焊缀投嘁簤焊资狡桨辶蚧瘷C(jī)
4、根據(jù)液壓缸的位置：上下缸式平板硫化機(jī)；立式、臥式平板硫化機(jī)。
連接方式為在工作缸內(nèi)滑動(dòng)，為了防止漏油在缸的上方放置兩個(gè)密封圈，一個(gè)與法蘭相接觸，另一個(gè)與柱塞向接觸，柱塞上部與可動(dòng)平臺(tái)鏈接，可動(dòng)平臺(tái)與下加熱板之間有隔熱板用螺釘固定，上橫梁與上加熱板也是中間有隔熱板用螺栓固定，上橫梁和底座之間用立柱和螺母固定，來確定整個(gè)平板硫化劑的穩(wěn)定性。
它的基本工作原理是油泵通過管道進(jìn)入缸內(nèi)使柱塞拖動(dòng)可動(dòng)平臺(tái)緩緩上升，直至上熱板上升到對(duì)制品加壓的作用，進(jìn)行保壓硫化，完成硫化作用缸內(nèi)油由管道送出，使可動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)下熱板放回。
我主要設(shè)計(jì)的是柱式平板硫化機(jī)的主要性能參數(shù)、主要零部件、傳動(dòng)系統(tǒng)和附屬裝置。使它們有機(jī)的結(jié)合在一起，構(gòu)成完整的柱式平板硫化機(jī)。
關(guān)鍵詞：柱式平板硫化機(jī)、液壓傳動(dòng)、工作原理、連接方式。
Abstract
Plate vulcanizing machine is mainly used for vulcanizing flat tape, belong to the hydraulic machinery, plate vulcanizing machine's main function is to provide the necessary sulfide stress and temperature stress generated by the hydraulic system by hydraulic cylinder, the temperature of the steam by heating medium provided by the guide.
Column plate vulcanizing machine called the pillar type hydraulic drive plate vulcanizing machine, its main structure is the base working cylinder piston flange movable platform on the heating plate beam and column and other parts.
Rubber vulcanizing machine has many advantages including: 1, equipment operation and reliable; 2, small amount of maintenance; 3, the advantages of various pressure hot plate area, its main function is provided for the temperature and pressure required to cure. Its main purpose is to cure flat belt. With China's traditional commonly used column structure and vulcanizing machine, has a huge advantage. According to hydraulic system working medium can be divided into hydraulic oil pressure. According to the work layer, the layer is divided into single layer and double layer. Its working principle is hydraulic cylinder pressure, heating medium provides temperature.
There are many types of flat curing machines, its range is also very wide, so its classification can be divided into:
A, according to the use of differences can be divided into: rubber mold plate curing machine, rubber flat with flat vulcanized rubber, rubber V with flat plate curing machine, rubber plate plate curing machine.
Two, according to the transmission system can be divided into: hydraulic type flat plate curing machine, mechanical flat type curing machine, hydraulic mechanical type plate curing machine.
Three, according to the operating system can be divided into: non automatic flat plate curing machine, semi-automatic flat plate curing machine, automatic type plate curing machine.
Four, according to the plate heating method can be divided into: steam heating flat plate curing machine, electric heating flat curing machine - (in no heat source or heat source far place use. Features are high temperature, easy control, no leakage, but high cost. The experimental plate curing machine is used for the heating mode of the flat curing machine in the laboratory. Hot plate curing machine with hot water
Five, according to the structure can be divided into different:
1, according to the frame structure is divided into: column, frame, plate, rod, rotary type plate vulcanizing machine
2, according to the heating layer of heating layer is divided into: single type and multi-layer plate curing machine
3, according to the number of hydraulic cylinders: single hydraulic cylinder and multi hydraulic cylinder type plate curing machine
4, according to the position of hydraulic cylinder: upper and lower cylinder type plate curing machine; vertical, horizontal plate curing machine.
Connection mode for sliding in cylinder in work, in order to prevent oil spill two seals are placed in the top of the cylinder, a contact with the flange, the other one with the plunger to the contact, column inserting and movable platform links, movable platform and the insulation between the heating plate, with screws on the beam and on the heating plate is bolted with heat insulation board, between the beam and the base with stud and nut, to determine the stability of the whole plate vulcanizing agent.
It is the basic working principle of oil pump into the cylinder pull the plunger moving platform slowly rise, until the hot plate to the products on the effect of pressure, pressure maintaining sulfide, complete vulcanization in cylinder oil by pipeline is sent out, the movable platform driven back into the hot plate.
I mainly design of column type plate vulcanizing machine is the main performance parameters of main transmission system parts and accessory device Make them organic unifies in together, form a complete column type plate vulcanizing machine.
Key words： Column plate vulcanizing machine； Hydraulic drive; Principle of work； Connection mode.
目 錄
第一章 概述 1
1.1 平板硫化機(jī)的分類與用途 1
1.1.1 用途 1
1.1.2 分類 1
1.2 平板硫化機(jī)的作用 2
1.3 平板硫化機(jī)的工作原理和規(guī)格與技術(shù)特征 2
1.3.1 工作原理 2
1.3.2 規(guī)格與技術(shù)特征 2
第二章 平板硫化機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定 3
第三章 主要零部件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
3.1 柱塞的設(shè)計(jì) 4
3.1.1 柱塞的結(jié)構(gòu)及材料 4
3.1.2柱塞外徑的確定 4
3.1.3柱塞壁厚的確定 5
3.1.4柱塞內(nèi)徑及其它尺 6
3.2工作缸的設(shè)計(jì) 6
3.2.1 工作缸的結(jié)構(gòu)及材料 6
3.2.2 工作缸的結(jié)構(gòu)尺寸 7
3.2.3 工作缸的其他部分尺寸的確定 7
3.2.4 工作缸強(qiáng)度校合 9
3.3 密封裝置 10
3.3.1 密封件 10
3.3.2 法蘭尺寸及法蘭螺栓的選擇 11
3.4 立柱與螺母 12
3.4.1 立柱的選材及尺寸的確定 13
3.4.2 螺母的選材及尺寸 14
3.5 上橫梁 15
3.5.1 上橫梁的結(jié)構(gòu)及材料 15
3.5.2 彎矩及彎曲應(yīng)力的校核 15
3.5.3 上橫梁的最大撓度 17
3.6 熱板 18
3.6.1 熱板的結(jié)構(gòu)及材料的選擇 18
3.6.2 熱版內(nèi)電加熱元件的選擇 18
3.7 可動(dòng)平臺(tái) 19
3.7.1 可動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)及選擇 19
3.7.2 平臺(tái)受載荷及彎矩情況 19
3.7.3 可動(dòng)平臺(tái)撓度的計(jì)算 21
3.7.4 可動(dòng)平臺(tái)的校核 21
3.8 底座 23
3.8.1 底座的結(jié)構(gòu)和材料 24
3.8.2 底座的強(qiáng)度校核 24
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 概述
第一章 概述
1.1 平板硫化機(jī)的分類與用途
1.1.1 用途
平板硫化機(jī)是橡膠產(chǎn)業(yè)經(jīng)常使用的配置之一，其組成構(gòu)件分別為：工作缸、熱板、柱塞等，封閉受力構(gòu)件，加熱機(jī)構(gòu)組成。其作用是提供硫化過程中所需要的壓力和溫度。
1.1.2 分類
有很多平板硫化機(jī)的類型，其范圍也很寬，因此其分類可分為：
一、按用處差別可分為：橡膠模制品平板硫化機(jī)、 橡膠平帶平板硫化機(jī)、橡膠V 帶平板硫化機(jī)、橡膠板平板硫化機(jī)。
二、按傳動(dòng)體系可分為：液壓式平板硫化機(jī)、機(jī)械式平板硫化機(jī)）、液壓機(jī)械式平板硫化機(jī)。
三、按操縱系統(tǒng)可分為：非自動(dòng)式平板硫化機(jī)、半自動(dòng)式平板硫化機(jī)、自動(dòng)式板 硫化機(jī)。
四、按平板加熱方法可分為：蒸汽加熱平板硫化機(jī)、電加熱平板硫化機(jī)——（在無熱源或熱源較遠(yuǎn)的場(chǎng)所使用。特點(diǎn)是溫高、易控制、無泄漏，但成本高。實(shí)驗(yàn)平板硫化機(jī)用于實(shí)驗(yàn)室的平板硫化機(jī)加熱模式。）過熱水加熱平板硫化機(jī)
五、按結(jié)構(gòu)不同可分為:
1，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)分為：柱，框架式，側(cè)板，連桿，旋轉(zhuǎn)式平板硫化機(jī)
2、按加熱平板的加熱層數(shù)分為：?jiǎn)螌邮胶投鄬邮狡桨辶蚧瘷C(jī)
3、按液壓缸的數(shù)目分為：?jiǎn)我簤焊缀投嘁簤焊资狡桨辶蚧瘷C(jī)
4、根據(jù)液壓缸的位置：上下缸式平板硫化機(jī)；立式、臥式平板硫化機(jī)。
28
1.2 平板硫化機(jī)的作用
橡膠平板硫化機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)包括：1、設(shè)備操作可靠；2、維修量少；3，對(duì)各種優(yōu)勢(shì)的壓力熱板區(qū)，其主要功能是提供用于固化所需的溫度和壓力。它的主要用途就是硫化平型膠帶。與我國傳統(tǒng)常使用柱式結(jié)構(gòu)與硫化機(jī)相比，具有巨大的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)可分為液壓油的壓力。根據(jù)工作層數(shù)分為單層和雙層。它的工作原理是液壓缸產(chǎn)生壓力，加熱介質(zhì)提供溫度。
1.3 平板硫化機(jī)的工作原理和規(guī)格與技術(shù)特征
1.3.1 工作原理
我設(shè)計(jì)的平板硫化機(jī)，屬于一種圓筒型，工作時(shí)，模具通過氣缸自動(dòng)推拉到模板自動(dòng)退出和模板可以自動(dòng)打開一角，能夠方便于取出成型的制品。與鎖模式持有主缸壓力的電加熱是由電加熱，加熱。上下螺母固定在立柱上從而固定上橫梁，這樣就可以調(diào)節(jié)上下橫梁間的間距。在工作時(shí)，具體的動(dòng)作過程如下：
裝料—合?！肽！脚_(tái)上升—頂壓—放氣—保壓硫化—平臺(tái)下降—
出模開模—制品取出—完成循環(huán)。
1.3.2 規(guī)格與技術(shù)特征
一般情況下，平板硫化機(jī)的規(guī)格使用的是加熱版的規(guī)格來表示。例如：
110/350*400平板硫化機(jī)。110：代表平板硫化機(jī)所使用的公稱噸位，350*40代表
加熱板“寬度*長度”，單位為毫米。
工作液的壓力一般為：水壓為120公斤/厘米2
油壓力：160，200，320，125公斤/厘米2
主要技術(shù)特征包括：熱板規(guī)格，型式，公稱噸位，層數(shù)，公稱噸位，熱板間隔，柱塞的最大行程，機(jī)臺(tái)尺寸，重量等。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第二章 平板硫化機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定
第二章 平板硫化機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的確定
平板硫化機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：
（1） 公稱合模力 0.8MN
（2） 熱板規(guī)格 400×400mm
（3） 熱板層數(shù) 2 層
（4） 熱板間距 125mm
（5） 加熱方式 電加熱
（6） 最高加熱溫度 200℃
（7） 主機(jī)柱塞最大行程 250mm
（8） 工作液壓 16Mpa
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第三章 主要零部件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第三章 主要零部件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 柱塞的設(shè)計(jì)
平板硫化機(jī)必不可少的零件之一包括柱塞，它與液壓缸、法蘭、密封裝置構(gòu)成了傳送亞能量的裝置，用來把液體的亞能量轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，動(dòng)能用來帶動(dòng)平臺(tái)和橫梁。
3.1.1 柱塞的結(jié)構(gòu)及材料
按照平板硫化機(jī)的噸位多少來確定柱塞的構(gòu)造方式，我是根據(jù)工作缸的液壓變更情況，平臺(tái)的速度及行程來設(shè)計(jì)的。
材料選擇上可以根據(jù)結(jié)構(gòu)，煉制方法，和強(qiáng)度來選擇，綜合來看選用HT250是最優(yōu)選擇。選擇HT250 有著足夠的耐彎度和抗壓強(qiáng)度，工作表面積強(qiáng)度大。煉制方法多種多樣，選擇余地大。
3.1.2柱塞外徑的確定
cm
式中：—柱塞外徑， cm
P—平板硫化機(jī)的公稱噸位，
100，000 公斤
P—工作液的最高壓力為 200kg/cm2
根據(jù)《橡膠機(jī)械設(shè)計(jì)》
柱塞采用中空結(jié)構(gòu)，由于柱塞直徑，因此有必要降低柱塞的重
量，工作缸的底部和柱塞底適應(yīng)地層剖面。
選用 HT200灰鑄鐵材料。
3.1.3柱塞壁厚的確定
[]—鑄鐵的許用抗壓應(yīng)力, kg/cm2
kg/cm2
式中—鑄鐵的抗壓強(qiáng)度極限，根據(jù)《橡膠機(jī)械設(shè)計(jì)》下冊(cè)，第八章，當(dāng)用鑄鐵制造柱塞時(shí)[]=1000～1200kg/cm2故取
N—柱塞的安全系數(shù) n=5—7 取n=5
K：常數(shù)，鑄鐵的柱塞 k=2
—柱塞的外半徑，
P：工作液的最高壓力，
規(guī)定
取 mm
柱塞內(nèi)徑
為了柱塞的長度準(zhǔn)確，所以要考慮到工作缸的長度和主機(jī)安裝的狀況，現(xiàn)在還沒有辦法完全確定，能在以后的計(jì)算中確定。其結(jié)構(gòu)如圖3—1所示。
圖3-1 柱塞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3.1.4柱塞內(nèi)徑及其它尺
柱塞與平臺(tái)連接：剛性連接，在邊墻柱槽，兩個(gè)半環(huán)柱塞卡住，緊固螺栓、平臺(tái)，半環(huán)的大小是確定的：
軸向厚度mm 內(nèi)徑 200 mm， 外徑 260 mm
在柱塞輪廓的底部要與圓筒的底部，以減少活塞的內(nèi)部應(yīng)力，該柱塞在端剖面應(yīng)采用大圓弧過渡連接，壁厚逐漸應(yīng)一致的筒壁。由以上設(shè)計(jì)及計(jì)算可得柱塞的基本結(jié)構(gòu)。
3.2工作缸的設(shè)計(jì)
工作缸是平板硫化機(jī)傳遞力量的主要部件，它屬于厚壁容器高壓力下運(yùn)行。
3.2.1 工作缸的結(jié)構(gòu)及材料
在裝有密封部件的工作缸的缸的開口處的里面加工一個(gè)帶有溝的槽，密封裝置就安裝在溝槽的里面，柱塞的長度比較小，還有只有在拆開墊臺(tái)跟柱塞的時(shí)候才能跟換密封圈。柱塞然后放下到圓筒的底部，與工作缸的上槽暴露更換密封圈，且結(jié)構(gòu)不密封在低壓力。但如果帶蓋密封裝置，密封圈可以把戒指持有人，可以大大提高密封性能。
所以根據(jù)以上的各種因素綜合考慮，選取ZG45材料最為合適。
3.2.2 工作缸的結(jié)構(gòu)尺寸
工作缸的直徑是根據(jù)活塞直徑的選擇，和活塞的直徑略大于活塞直徑。柱塞的直徑大于活塞直徑。
工作缸內(nèi)腔直徑：
工作缸壁厚的確定
鑄造的工作缸：
式中： —工作缸的內(nèi)半徑，
— 材料許用抗拉應(yīng)力， kg/cm2
式中 — 材料抗拉強(qiáng)度極限，kg/cm2
n — 工作缸的安全系數(shù)， ，取n=5
P— 工作液壓
因此25.5mm
考慮鑄造會(huì)產(chǎn)生偏心、氣孔等缺陷和保證零件有足夠的緊密度，取
50mm
工作缸外徑
3.2.3 工作缸的其他部分尺寸的確定
（1） 過渡圓半徑
取
（2） 球底半徑
—工作缸內(nèi)半徑
取
取
（3） 工作缸凸肩的高度確定
為了防止曲線過渡區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力相聚，取凸肩處圓角半徑
取
（4） 導(dǎo)向長度
—柱塞外徑
為了密封油進(jìn)油以增強(qiáng)密封效果，15mm的傾角應(yīng)該保留出來。
（5） 初算工作缸內(nèi)腔總深度
式中：s—柱塞最大行程 s=200mm
—密封裝置長度 初選 =50mm
—導(dǎo)向長度
—其他長度 取
密封件必須確定深度后應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，由于長度的柱塞缸的深度估計(jì)，并考慮翼緣厚度20mm，長度為100mm，柱塞的深處，和平臺(tái)深入20mm長度。
因此 。
3.2.4 工作缸強(qiáng)度校合
柱塞的細(xì)長比，短柱。沒有檢查他的穩(wěn)定性，其應(yīng)力應(yīng)考慮按照純壓縮壓力。當(dāng)使用上述形式的柱塞跟工作缸的時(shí)候，其存在升降的速度比較慢，最為嚴(yán)重的就是當(dāng)柱塞完全靠自重下降時(shí)，沒有辦法控制下降速度。所以我把工作缸跟整體鑄造在一起來解決這個(gè)問題，就是把工作缸和底座鑄造在一起，并且用兩個(gè)小的合模固定在底座的兩側(cè)，用這兩個(gè)小的油缸來解決快速升降的要求。所以可以確定工作缸的結(jié)構(gòu)，如圖3-2所示
工作時(shí)，氣缸內(nèi)部壓力作用下，環(huán)向應(yīng)力，產(chǎn)生的徑向應(yīng)力和軸向應(yīng)力，三個(gè)應(yīng)力的應(yīng)力均小于許用應(yīng)力。此時(shí)外壓，內(nèi)壓三向應(yīng)力為：
（1） 徑向應(yīng)力：
（2） 周向應(yīng)力：
式中：—工作缸外半徑
—工作缸內(nèi)半徑
（3） 軸向應(yīng)力：
ZG45的抗拉強(qiáng)度極限
工作缸的安全系數(shù)， ，取n=5
∴許用抗拉應(yīng)力
∴三種應(yīng)力均小于許用應(yīng)力。
故本設(shè)計(jì)安全，校驗(yàn)合格。
圖3-2 工作缸
3.3 密封裝置
3.3.1 密封件
該密封裝置的重要組成部分和工作缸柱塞組件。平板硫化機(jī)的正常運(yùn)行依賴于工作缸密封結(jié)構(gòu)的完整性。
對(duì)密封裝置的要求是：
（1）密封機(jī)能要好，密封配置必需堅(jiān)持優(yōu)秀的密封性，避免造成工作液的流失，影響液壓的保持。
（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)的整體密封消耗金屬材料餓，制造方便，不需要很高的加工精度和光潔度，制造成本低
（3）耐久性好，安裝和拆卸方便。
（4）摩擦阻力要小。這個(gè)不但為了減少動(dòng)力消耗，而且也可以減少柱塞表
采用U型軸用聚酯密封圈HG4366-66，，它屬于半自緊式密封結(jié)構(gòu)。液壓壓力增加密封度，預(yù)緊螺釘固定初始密封力可以，適用于工作壓力小于或等于32MPa的工作條件。該密封圈及其支撐環(huán)均為標(biāo)準(zhǔn)件。這種密封圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-3所示。
另外在法蘭斷面開槽，放入—0型橡膠圈。
圖3-3密封圈
3.3.2 法蘭尺寸及法蘭螺栓的選擇
法蘭材料的選?。篈3鋼。
法蘭的內(nèi)圈外徑
法蘭螺栓中心線直徑 350 mm
法蘭壓環(huán)的厚度 15mm
法蘭壓蓋的厚度
螺栓材料的選?。篈3鋼
選取
螺栓許用拉應(yīng)力
暫取螺栓：14個(gè)
工作液壓：200kg/cm2
法蘭壓環(huán)面積：
法蘭壓蓋受力為：
K—密封系數(shù) K為1.25—1.5 取 K=1.4
因此
單個(gè)螺栓承受載荷：
殘余的預(yù)緊力為：
螺栓總拉力：
根據(jù)受力計(jì)算單個(gè)螺栓直徑：
暫時(shí)選取14個(gè)M26的螺栓。
按照GB5783-86選M2680滿足要求。
考慮到螺栓間距的問題，因此只要螺栓的個(gè)數(shù)是14個(gè)以上就能滿螺栓間距。
所以選擇14個(gè)螺栓。
3.4 立柱與螺母
3.4.1 立柱的選材及尺寸的確定
立柱使用螺母固定在橫梁上，所以立柱要帶有螺紋，材料選用鋼材。一個(gè)大的硫化機(jī)螺母有時(shí)開口，用于安裝有秩序。柱連接梁的受力情況，以及移動(dòng)平臺(tái)的導(dǎo)軌，使柱有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)應(yīng)確保連接兩公司之間的交叉，避免工作中發(fā)生晃動(dòng)。
立柱的主要材料是45#鋼，結(jié)構(gòu)為一根兩端帶有一定長度梯形螺紋的細(xì)長桿，四根立柱與橫梁構(gòu)成一個(gè)密閉的空間框架。
每根立柱插入段所承受的應(yīng)力：
其中 —柱塞的公稱噸位
K—預(yù)緊影響系數(shù) 取 K= 1.5
n—立柱系數(shù) n=4
確定立柱的螺紋內(nèi)徑
根據(jù)柱的拉伸強(qiáng)度，拉伸力小于材料的許用應(yīng)力柱
得：
即螺紋的內(nèi)直徑為：
其中：—材料的許用應(yīng)力，kg/cm2
—立柱螺紋的內(nèi)直徑，cm
—立柱的承受力，
—材料的屈服強(qiáng)度極限，
n—材料的安全系數(shù) n=3
則：
即取內(nèi)徑為69.1mm 梯形螺紋的公稱直徑為70mm 螺距
立柱的長度隨平板硫化機(jī)上橫梁與平臺(tái)間的最大距離而定，具體長度繪圖后得出。
柱與下橫梁與外部連接的緊固螺母，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，但安裝難以調(diào)節(jié)，反復(fù)調(diào)整螺母的位置到下橫梁平衡的需要，和螺釘處有應(yīng)力集中，長期使用會(huì)使螺母松動(dòng)。
四跟立柱分布情況，如圖3-4所示：
圖3-4 立柱分布圖
3.4.2 螺母的選材及尺寸
螺母的材料為A3鋼。
螺母呈圓柱形，均勻開四個(gè)槽，螺紋尺寸與立柱螺紋相吻合。
外形尺寸： 外徑
取
高度
橫梁和螺母的接觸面應(yīng)當(dāng)加工精細(xì)，使其平均接觸，密切配合。
3.5 上橫梁
3.5.1 上橫梁的結(jié)構(gòu)及材料
上橫梁和底座用于承受板的壓縮過程中產(chǎn)生的力，連接柱形成一個(gè)堅(jiān)固的封閉框架。
上橫梁的材料通常為鑄鐵，在這里我選用的是HT20—40。在受力時(shí)，液壓缸內(nèi)壓力經(jīng)模具作用于熱板上，以至作用于上橫梁，上橫梁可以看做是一個(gè)自由放置，在兩支點(diǎn)上受均勻布載荷的梁。
3.5.2 彎矩及彎曲應(yīng)力的校核
在上部梁的荷載加載，彎曲應(yīng)力沿中心負(fù)荷最大，和危險(xiǎn)截面在中部的邊緣，即Ⅰ-Ⅰ截面。
（1） Ⅰ-Ⅰ截面強(qiáng)度校核
最大彎矩為： 其中 ，
Ⅰ-Ⅰ截面形心的形狀及尺寸位置，如圖所示：
圖3-5 上橫梁II截面
Ⅰ-Ⅰ截面形心位置：
截面慣性矩:
抗彎截面模量:
Ⅰ-Ⅰ截面的應(yīng)力：
（2） 截面的強(qiáng)度計(jì)算
一共有4個(gè)立柱，每一個(gè)立柱承擔(dān)公稱噸位的力，在上橫梁的支持臂里面用螺母緊固立柱，所以在擰緊螺母時(shí)會(huì)發(fā)生預(yù)緊力，這時(shí)候要思考在立柱上承受的力加大。
界面的彎矩：
其中 —立柱支持臂圓孔中心直接面的距離，取
截面慣性矩：
抗彎截面模量：
3.5.3 上橫梁的最大撓度
其中：E—材料的彈性模數(shù)，灰口鑄鐵，
取
在模具制品硫化時(shí)，上橫梁應(yīng)該使用最小模具驗(yàn)算其強(qiáng)度，最小模具的尺寸一般不小于柱塞的直徑尺寸。
3.6 熱板
3.6.1 熱板的結(jié)構(gòu)及材料的選擇
熱平板硫化機(jī)中的熱板也是其重要的組成部分之一。熱板是用來加壓和加熱制品模具的作用，影響硫化制品質(zhì)量的原因就是熱板的溫度是否分布均勻。
為了使硫化制品或者模具與平板有良好的接觸效果，平板的工作面應(yīng)當(dāng)精細(xì)加工，而且要平直光滑。這樣才能保證制品能夠加壓和加熱均勻，制品與模具和平板有良好的接觸。
當(dāng)熱板作為壓力和加熱產(chǎn)品和模具加熱，溫度分布均勻，與硫化制品的質(zhì)量是直接影響。
熱板材料選用45#鋼，采用電加熱的方式，暫定尺寸：
（長*寬*高）
3.6.2 熱版內(nèi)電加熱元件的選擇
加熱元件的功率：
式中：C—比熱， 取
G—熱板重量
—最高工作溫度 取
—加熱前溫度 取室溫
—熱效率 取
這是一個(gè)用金屬電阻絲和間隙部分充滿了密密麻麻的氧化酶晶體金屬管的導(dǎo)熱性好管，它可以直接放在固體金屬作為加熱元件，因此選擇在這里，每個(gè)功率為0.5，總共選取6個(gè)，總功率為3kw，所以滿足要求。
其尺寸為：直徑 總長 ，電壓110v
安裝方法：在熱板沒有鉆橫向孔道行距離，為安全起見，安裝和接線部分應(yīng)裝有蓋板，板上裝有溫度繼電器，以自動(dòng)控制板的工作溫度。為了讓熱板的溫度保證在一定的范圍內(nèi)。
3.7 可動(dòng)平臺(tái)
3.7.1 可動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)及選擇
平臺(tái)是鑄造件，在這里選用HT20-40?；顒?dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是跟與之相連的柱塞控制的，柱塞受到液壓的影響上升或下降時(shí)，平臺(tái)也會(huì)跟著起落，如果平臺(tái)沒有遇上橫梁或熱板接觸均勻時(shí)，平臺(tái)會(huì)發(fā)生變形，這就會(huì)影響硫化制品的精度。
平臺(tái)上有立柱的導(dǎo)向孔，在平臺(tái)的設(shè)計(jì)、制造和使用時(shí)要關(guān)注：為了防止局部許用力，平臺(tái)的厚度要保持一致，不會(huì)產(chǎn)生快速彎折點(diǎn)，并且在鍛造后應(yīng)當(dāng)平均的冷卻，在平臺(tái)加工時(shí)，對(duì)立柱孔中心軸的工作表面必須嚴(yán)格保持。
平臺(tái)的柱塞有很多種排列方法，如：?jiǎn)沃?、兩個(gè)柱塞并列、雙列、多列等組合排列方式。在這里我才用的是單柱塞。
在材料上：材料的彎曲極限應(yīng)力 。
安全系數(shù) 取
許用彎曲應(yīng)力：
3.7.2 平臺(tái)受載荷及彎矩情況
該平臺(tái)可以簡(jiǎn)化為兩支撐梁，并在400mm的集熱板的長度均布載荷作用下，與兩個(gè)支架之間的距離是柱塞：
均布載荷：
平臺(tái)的形式及尺寸，如圖3-6所示：
圖3-6 可動(dòng)平臺(tái)
可動(dòng)平臺(tái)的方程式為：
當(dāng)時(shí)，有最大彎距。
當(dāng)時(shí)，平臺(tái)中心處彎距為：
由此可知：可活動(dòng)平臺(tái)在柱塞中靜處有最大彎矩。
3.7.3 可動(dòng)平臺(tái)撓度的計(jì)算
單柱塞平臺(tái)，當(dāng)柱塞直徑小，力學(xué)模型可以近似為柱塞連接平臺(tái)的重心處柱塞半圓截面的焦點(diǎn)。對(duì)懸臂梁固定端延伸。中間的平臺(tái)柱塞是零在七范圍。在平臺(tái)的最大撓度撓度是平臺(tái)的重心偏移。對(duì)重心的偏轉(zhuǎn)加掛邊。這部分的幾何相似性值的變形通過變形可以發(fā)現(xiàn)。該平臺(tái)的偏差應(yīng)盡可能小，不能超過公差范圍和產(chǎn)品厚度，厚度均勻性的技術(shù)要求。
可動(dòng)平臺(tái)中心處的撓度：（矩形）
其中：E—材料的彈性模量
撓度足夠小，所以不必校核最小模具產(chǎn)生的彎曲撓度。
因此滿足要求。
3.7.4 可動(dòng)平臺(tái)的校核
（1） II截面
如圖3-7所示：，該截面的形心位置為：
圖3-7 II截圖
截面慣性矩
抗彎截面模數(shù)：
平臺(tái)中心處II截面應(yīng)力為：
所以
（2） II—II截面
II—II截面為柱塞的中徑處，截面形狀尺寸如圖3-8所示：
圖3-8 II—II截面
中經(jīng)處弦長
截面形心位置：
截面彎矩：
抗彎截面模數(shù)：
后兩段的應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以對(duì)安全。
3.8 底座
3.8.1 底座的結(jié)構(gòu)和材料
當(dāng)?shù)鬃c工作缸鑄為一體時(shí)，材料選取HT20-40，所以許用力為：，底座承受的載荷等于柱塞的公稱噸位，計(jì)算方法與上橫梁相似，同樣中心截面I-I和立柱支持臂的截面是危險(xiǎn)截面，在設(shè)計(jì)的腳螺栓絲孔的位置時(shí)，必須要考慮安裝時(shí)基礎(chǔ)的具體情況。它的結(jié)構(gòu)如圖3-9所示：
圖3-9 工作缸
3.8.2 底座的強(qiáng)度校核
I-I 截面的最大彎矩：
其中：P—平板硫化機(jī)總噸位
L—底座倆立柱孔的最大中心距
e—工作缸半環(huán)截面的重心到圓柱中心距離。
∴
I-I 截面的校核：
圖3-10 I-I 截面
形心位置：
慣性矩:
抗彎截面模數(shù)：
截面處彎曲應(yīng)力為：
II—II 截面校核：
圖3-11 II—II 截面
其中，—立柱中心到外缸壁的距離，
∴
截面形心位置：
慣性矩:
截面彎曲應(yīng)力：
根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果，可以判此底座安全可靠，所以強(qiáng)度足夠。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 結(jié) 論
結(jié) 論
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)到的內(nèi)容做的全面性的概括。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，用到了我在大學(xué)當(dāng)中學(xué)到的所有知識(shí)，像機(jī)械制圖、CAD、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、金屬工藝學(xué)、公差配合與測(cè)量技術(shù)等很多專業(yè)性的課程。但是，在本次的設(shè)計(jì)中也有很多我們沒有學(xué)到的知識(shí)，例如許多關(guān)于高分子材料加工機(jī)械，在這種情況下，我們不能獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，但是在老師的指導(dǎo)下，我翻閱了大量的書籍和月刊，對(duì)平板硫化機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀進(jìn)行了了解，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，確定了主要的技術(shù)參數(shù)。經(jīng)過了連續(xù)地設(shè)計(jì)、修改和完善，終于在老師同學(xué)的幫助和指導(dǎo)下完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部任務(wù)。
在本次設(shè)計(jì)中，不僅幫助我把我在大學(xué)中所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行一次全面的復(fù)習(xí)和鞏固，而且使我從老師那里學(xué)習(xí)到了從事設(shè)計(jì)專業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和設(shè)計(jì)方案的比較方法，相信這些東西肯定會(huì)讓我在以后的工作和生活中成為一種寶貴的財(cái)富，使我受益終生。
在最夠，在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我在此向?qū)W校的校領(lǐng)導(dǎo)、各位指導(dǎo)教師和各專業(yè)科老師以及幫助我的同學(xué)表示由衷的感謝。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 致 謝
致 謝
在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我從學(xué)校的校領(lǐng)導(dǎo)、各位指導(dǎo)教師細(xì)心地指導(dǎo)，還有學(xué)校的圖書館老師們的大力支持，讓我能在查閱資料和期刊的時(shí)候提供了方便，在此表示由衷的感謝。
同時(shí)，還要感謝我的指導(dǎo)教師董老師。感謝他能在百忙之中抽出時(shí)間給予我大量的指導(dǎo)，幫助我整理和修改我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能逐漸完善，所以我由衷的感謝董老師。另外，我還要感謝機(jī)械系的所有老師，感謝他們?cè)谶@四年中給予我的教育和關(guān)懷。我也要感謝我所有的同學(xué)的幫助和支持讓我能夠按時(shí)的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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