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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄
物理參數(shù)對氣體離心機分離效率的影響
應(yīng)純同 張存鎮(zhèn) 傅瑞峰 魏錦華
清華大學(xué)工程物理系 北京100084
摘要：
提高氣體離心機的分離效率是鈾同位素分離的主要目標(biāo)之一。鈾同位素的分離對離心機的效率的提高可以提供很大的幫助。氣體離心機的分離效率受許多參數(shù)影響。一些物理參數(shù)，例如在離心機氣缸筒壁上的超濾壓力、垃圾鏟的位置、離心機氣缸筒壁上的溫度分布、進(jìn)入氣體離心機的物料的方向等都被選定為變量來優(yōu)化氣體離心機的分離效率。優(yōu)化是基于分析和實驗結(jié)果進(jìn)行的。局部分離效率的分布對于描述氣體離心機的分離現(xiàn)象是一個很好的方法。
關(guān)鍵詞：局部分離效率；氣體離心機；優(yōu)化。
引言：
目前迫切需要提高氣體離心機對于鈾同位素分離的分離效率。分析氣體離心機局部分離效率分布是解釋分離性的功率密度的損失的有效方法，并且能確定提高分離效率的方向。這篇文章給出了一些例子說明局部分離效率等高線圖。這些等高線圖可以解釋分離現(xiàn)象。
一些物理參數(shù)，例如在離心機氣缸筒壁上的超濾壓力，垃圾鏟的位置，離心機氣缸筒壁上的溫度分布，和進(jìn)入氣體離心機的物料的方向都被研究過了。離心機的優(yōu)化設(shè)計基于這些參數(shù)進(jìn)行解析和實驗研究。增加的氣體離心分離效率是非常重要的，能夠提供很大的好處。
1. 氣體離心機的局部分離效率
假設(shè)有一個氣體離心機它以一個非常高的轉(zhuǎn)數(shù)繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)。應(yīng)用圓柱坐標(biāo)（r,z）。
氣體離心機分離能力的概念是K.Cohen引進(jìn)的。在圓柱坐標(biāo)（r,z）上離心功率表示為
（1）
在這里C是理想同位素含量，在鈾同位素分離的情況下，它代表的濃度。J是的擴(kuò)散通量向量。根據(jù)動力學(xué)理論
(2)
這里是混合密度，D是自擴(kuò)散系數(shù)，M是混合物的分子質(zhì)量，△m是兩個同位素質(zhì)量差，P是壓力。當(dāng)忽視熱擴(kuò)散時方程（2）是正確的。
存在一個分離性的功率密度最大值
29
(3)
這里是角速度，R是氣體常數(shù)。T是溫度。
氣體離心機的局部分離效率是應(yīng)純同確立的：
(4)
這里在圓柱坐標(biāo)中是實際分離性的功率密度根據(jù)這個公式可以得到下面的表達(dá)式
(5)
其中是流函數(shù)，是配置的效率，是流通效率，是非理想的效率。是離心機的圓柱半徑和
(6)
; ;
其中是角速度，是氣體混合物的軸向速度，是在z方向的混合物凈流量，是在z方向的光同位素的凈流量，2L是內(nèi)部流動的規(guī)模不考慮軸向速度的標(biāo)志，m是流通數(shù)量，并且是一個關(guān)于r和z的函數(shù)，,和是關(guān)于z的函數(shù)。
氣體離心機的分離效率E是：
(7)
其中是氣體離心機的分離功率，它是由計算或?qū)嶒灚@得，是氣體離心機理論上的最大分離性能力氣體離心機的局部分離效率和分離效率的關(guān)系是
30
(8)
其中Z是氣體離心機的長度。
氣體離心機的理論最大分離能力
(9)
氣體離心機中的流場，必須了解的分配來劃分局部分離效率的等高線。數(shù)值模擬和分析方法已被用于解決流場的控制方程。分析方法便于優(yōu)化物理參數(shù)。魏錦華用和Wood相似的方法，用一些例子計算流場。從上面列出的表達(dá)式可知，在知道在氣體離心機流場后，可以得到局部分離效率和氣體離心機分離效率。
這有幾個驅(qū)動器，能介紹氣體離心逆流循環(huán)。為簡單起見考慮三個驅(qū)動器。它們是墻體熱驅(qū)動器，端蓋的熱驅(qū)動器和舀驅(qū)動器。考慮一個邊緣速度大約為500m/s的氣體離心機。
1） 墻體熱驅(qū)動器
只考慮墻熱驅(qū)動器，并假設(shè)在墻壁上溫度分布是一個軸向位置的線性函數(shù)，局部分離的優(yōu)化設(shè)計效率等高線如圖1所示，在圖中的橫坐標(biāo)是相對徑向位置，垂直坐標(biāo)相對軸的位置。驅(qū)動器的幅度可能會更改，以獲取最大的氣體離心分離。對于墻體熱驅(qū)動器氣體離心機的最高分離效率E等于23.6%。
圖1. 墻體熱驅(qū)動器局部分離效率等高線
2） 端蓋的熱驅(qū)動器
圖2所示端蓋的熱驅(qū)動器等高線情況。物理參數(shù)，如周邊速度，物料流速等等與圖1是相同的。只有驅(qū)動器與在前一個例子中用的墻體熱驅(qū)動器是不同的。對于端蓋的熱驅(qū)動器氣體離心機的最高分離效率E等于27.5%。高于墻體熱驅(qū)動器。
圖2. 端蓋的熱驅(qū)動器局部分離效率等高線
對于墻體熱驅(qū)動器，輪廓線比端蓋的熱驅(qū)動器的情況更接近墻。原因是為隔離墻熱驅(qū)動下軸向速度分布接近墻，邊緣分離效率較低。對于這兩種情況下邊緣分離效率的軸向函數(shù)如圖3和圖4所示。在圖4中表明端蓋的熱驅(qū)動器的邊緣分離效率是40%左右。圖3表明墻體熱驅(qū)動器的邊緣分離效率大約是30%。
圖3. 墻體熱驅(qū)動器的氣體離心機的分離效率分配
EF--邊緣效率 EC--流通效率
EI--非理想 EZ--截面效率
圖4. 端蓋熱驅(qū)動器的氣體離心機的分離效率分配
3） 所有驅(qū)動器存在的模式
為優(yōu)化設(shè)計，如果所有驅(qū)動方式被認(rèn)為是分離效率輪廓。 圖5和圖6所示墻體熱驅(qū)動器，端蓋的熱驅(qū)動器，舀驅(qū)動器。圖5所示局部分離效率的等高線圖。圖6表示分離效率分配。氣體離心機的分離效率E.是46.8%。如圖5所示，等高線移向氣體離心機的核心。除了非理想情況的所有的效率都高于例1）和例2）情況（參見圖6和圖3圖4比較）。
圖5. 例3）的等高線圖
2. 一些物理參數(shù) 對分離效率的影響
在氣體離心機中有許多參數(shù)。我們的目標(biāo)是增加氣體離心分離效率。然而，有許多參數(shù)影響分離效率。一些參數(shù)的變化對分離效率的影響已被調(diào)查分析和實驗研究。
圖6. 例3)中氣體離心機分離效率分配
1） 壁壓力
壁壓力對于提高分離效率是一個重要的參數(shù)。由于給定壁壓力，驅(qū)動器參數(shù)優(yōu)化給氣體離心機提供了分離效率的最佳值。圖7所示是氣體離心機中壁壓力和優(yōu)化的分離效率的關(guān)系。
圖7. 分離效率對壁壓力的依賴性
圖8. 分離效率對廢物位置的依賴性
氣體離心機的最佳分離效率。由于壁壓力分離效率為43.0%，當(dāng)壁壓力是8kpa時，壓強為4kpa并且提高48.0%，實驗數(shù)據(jù)表明，趨勢是正確的。越高的壁壓力越能提高分離效率。
2）垃圾鏟的位置
垃圾鏟的徑向位置是另一個重要的參數(shù)。圖8中表示了分離效率和垃圾鏟的位置的關(guān)系。由于所給的垃圾鏟的徑向位置，驅(qū)動器參數(shù)優(yōu)化提供給氣體離心機分離效率的最佳值。當(dāng)垃圾鏟的徑向位置從0.90變到0.85時，分離效率由42.2%提高到46.6%。圖9和圖10分別表示了徑向位置等于0.90和0.85的等高線圖。注意等于0.85的圖，等高線移向核心。特別是在右下角物料以下的領(lǐng)域。
圖9.廢棄物徑向位置的等高線圖
圖10. 廢棄物徑向位置的等高線圖
3 )墻壁溫度分布
離心機筒壁上的溫度分布也影響分離效率。對于筒壁的線性溫度分布，最佳分離效率為46.8％。由于軸向溫度分布沒有任何限制，最佳的溫度分布提供了一個更高的分離效率為48.3％。
最佳溫度分布，圖11所示是非線性的。由于較高的溫度略低于在氣體離心機中心的物料點。較高的溫度應(yīng)低于饋點，以增加在該地區(qū)的流通時，通常會如下。
圖11.優(yōu)化溫度分布
4） 空心直徑產(chǎn)品擋板
空心直徑產(chǎn)品擋板該產(chǎn)品擋板有兩個功能：防止產(chǎn)品舀引起循環(huán)趨勢和提供足夠的產(chǎn)品流量。空洞的直徑應(yīng)盡可能小。在我們的例子中，參數(shù)應(yīng)該近似為8（）。分離效率可能會增加大約5％。實驗數(shù)據(jù)顯示，氣體離心分離效率隨著空心直徑的減少而增加。
5） 進(jìn)入氣體離心機的物料流動方向
物料流動方向也是一個重要的參數(shù)。通過確定最佳的方向，分離效率實驗性地增加了5％，當(dāng)然，如果氣體離心機比較短，物料流動方向?qū)佑绊懛蛛x效率。
3 總結(jié)
1） 局部分離效率的概念是有助于理解氣體離心分離現(xiàn)象。
2） 物理參數(shù)優(yōu)化可顯著提高分離效率，很容易提供良好的利潤。
參考文獻(xiàn)
[1]. Conhen K. 同位素分離的理論. McGraw-Hill. 紐約 1951
[2]. Olander DR. 氣體離心機的技術(shù)基礎(chǔ). 1972(6):105~174
[3]. 應(yīng)純同 氣體輸運理論及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社 1990
[4]. 應(yīng)純同 德國第一次關(guān)于液體和氣體分離現(xiàn)象的國際研討會《氣體離心機分離效率分布》 1987年7月 20~23日
[5]. Wood H G. Morton J B. 翁薩格的關(guān)于氣體離心機流體動力學(xué)的近似計算1980(101):1~31
[6]. 魏錦華 翁薩格方程的求解及離心機參數(shù)的優(yōu)化：［博士學(xué)論文］．北京:清華大學(xué)工程物理系. 1993
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄
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畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
機制1011班
學(xué)生：王振博
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目400×1500片材離心成型機：
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：1. 400×1500片材離心成型機的計算說明書一份 2. 文獻(xiàn)綜述 3. 圖紙6張 4. 英文資料及其翻譯 5. 致謝 6. 參考文獻(xiàn)
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：
起止時間：2015年3月16日至2015年5月31日
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
[1] 北京化工大學(xué) 華南理工大學(xué), 合編 《塑料機械設(shè)計》[M] 第一版 北京輕工業(yè)出版社.
[2] 成大先 《機械設(shè)計手冊》[M], （1-5卷） 第三版 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2001年4月.
[3] 北京化工大學(xué) 華南理工大學(xué) 合編 , 《塑料機械液壓傳動設(shè)計》[M] 第一版 北京輕工業(yè)出版社, 1983年6月.
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[6] 《幾何量公差與測量技術(shù)》[M] 主編：張玉 劉平 東北大學(xué)出版社.
[7] 西北工業(yè)大學(xué) 《機械設(shè)計》[M] 主編：濮良貴 紀(jì)名剛.
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 400×1500片材離心成型機
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機制 1101
學(xué)生姓名： 王振博
指導(dǎo)教師： 鄢利群
論文提交日期：2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 5 日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 引言
引言
片材離心成型機是使聚氨酯能夠被應(yīng)用的重要的生產(chǎn)設(shè)備，目前世界各國對聚氨酯類產(chǎn)品的需求之旺盛，聚氨酯產(chǎn)品種類之多已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出之前人們的預(yù)估，我國作為發(fā)展中國家在聚氨酯的成型技術(shù)方面還有些許不足，本篇論文所研究的片材離心成型機就是為了改善國內(nèi)聚氨酯成型技術(shù)，通過對聚氨酯材料特性的了解，以及國內(nèi)對聚氨酯需求的種類要求，加以研究調(diào)查，整理出大量材料，針對需求進(jìn)行逆向研究。能夠進(jìn)行研究的最重要一方面是對聚氨酯材料特性的了解另一方面是對世界前沿聚氨酯成型技術(shù)的跟蹤以把握聚氨酯成型技術(shù)的最新方向，目前國外聚氨酯技術(shù)已經(jīng)比較成熟，生產(chǎn)效率與質(zhì)量較高應(yīng)用較廣泛，本片材離心成型機逆補了國內(nèi)一些此領(lǐng)域上的空白，能夠更高效率的進(jìn)行生產(chǎn)。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特使本片材離心成型機能夠工作更穩(wěn)定，在高速運轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)共振的現(xiàn)象，提高了機器的使用壽命，能夠使生產(chǎn)成本降低，使操作人員的工作環(huán)境噪音降低33.5%，使材料的浪費變得更少，但仍有不足，工藝以及精度照比國際先進(jìn)水平仍有一些差距。
2
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要
摘要
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團(tuán)。
聚氨酯成型機是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌頭。經(jīng)過高速強烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中，使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強塑料制品時還可同時加入增強性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。
離心成型時，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力。離心力與質(zhì)量成正比，與離心機轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機的轉(zhuǎn)速即可。
在離心成型時，聚氨酯除了受到自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時強，只要離心機轉(zhuǎn)速適當(dāng)，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時形成的轉(zhuǎn)子要好得多。
關(guān)鍵詞：聚氨酯；離心成型；滾筒
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 polyurethane molding machine is heated to melt through the state to rely on the principle of centrifuge 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 (ie, 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 viscosity 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 Tianchong 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 錄
引言………………………………………………………………………1
1 筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算……………………………………2
1.1筒體壁厚的計算…………………………………………………2
1.2筒體體積計算……………………………………………………3
1.3筒體質(zhì)量計算……………………………………………………4
1.4筒體轉(zhuǎn)動慣量計算………………………………………………5
1.5軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算…………………………………………5
2 電機的選擇……………………………………………………………7
2.1類型………………………………………………………………7
2.2功率計算…………………………………………………………7
2.2.1啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功N1…………………………… 7
2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N2………………7
2.3 選定……………………………………………………………8
2.4 工作原理………………………………………………………8
2.4.1 工作條件………………………………………………….8
2.4.2 負(fù)載特性…………………………………………………8
2.4.3 離心式分離機……………………………………………8
2.4.4 外形及安裝尺寸Y90S-6………………………………….8
3 帶輪的設(shè)計…………………………………………………………11
3.1 計算功率Pa……………………………………………………11
3.2 選擇帶輪型號…………………………………………………11
3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1、D2……………………………………11
3.4 驗算帶輪V………………………………………………………11
3.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)直徑Ld…………………………….12
3.6驗算小帶輪上的包角α……………………………………….12
3.7 確定帶的根數(shù)Z…………………………………………………12
3.8 計算軸壓力Q……………………………………………………13
3.9 帶輪材質(zhì)………………………………………………………13
3.10 小帶輪質(zhì)量計算………………………………………………13
3.10.2 部分質(zhì)量計算……………………………………………14
3.10.3 部分質(zhì)量計算……………………………………………14
3.10.4 總質(zhì)量∑m……………………………………………….14
3.11 大帶輪質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.1 部分質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.2 部分質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.3 總質(zhì)量∑m…………………………………………………15
4軸的設(shè)計和校核………………………………………………………16
4.1 軸的設(shè)計計算…………………………………………………16
4.1.1 按彎扭合成強度計算軸徑公式…………………………16
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式……………………………16
4．1.3 取軸徑……………………………………………………16
4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………17
4.2.1 軸的強度計算…………………………………………….17
5 總質(zhì)心的校核……………………………………………19
5.1 軸總質(zhì)心的校核……………………………………………….19
5.1.1 軸質(zhì)量計算………………………………………………19
5.1.2 軸質(zhì)心校核……………………………………………….20
6 軸承的選擇…………………………………………………………21
6.1 軸承的選擇.設(shè)計及壽命校核……………………………….21
6.3 確定軸承壽命…………………………………………………21
6.2 當(dāng)量動載荷……………………………………………………21
7 鉚釘?shù)挠嬎恪?2
7.1取半圓頭鉚釘…………………………………………………22
7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強度計算…………………………………………22
7.2.1 按鉚釘剪切強度計算……………………………………22
7.2 確定鉚釘?shù)膫€數(shù)………………………………………………22
8 成型機的生產(chǎn)流程及電氣控制……………………………………23
8.1 生產(chǎn)流程………………………………………………………23
8.2 電氣控制原理…………………………………………………24
9 總結(jié)…………………………………………………………………26
10 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………27
11 致謝…………………………………………………………………28
12 附錄…………………………………………………………………29
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 400×1500片材離心成型機
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機制 1101
學(xué)生姓名： 王振博
指導(dǎo)教師： 鄢利群
論文提交日期：2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 5 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
機制1011班
學(xué)生：王振博
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目400×1500片材離心成型機：
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：1. 400×1500片材離心成型機的計算說明書一份 2. 文獻(xiàn)綜述 3. 圖紙6張 4. 英文資料及其翻譯 5. 致謝 6. 參考文獻(xiàn)
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：
起止時間：2015年3月16日至2015年5月31日
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
摘要
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團(tuán)。
聚氨酯成型機是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌頭。經(jīng)過高速強烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中，使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強塑料制品時還可同時加入增強性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。
離心成型時，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力。離心力與質(zhì)量成正比，與離心機轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機的轉(zhuǎn)速即可。
在離心成型時，聚氨酯除了受到自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時強，只要離心機轉(zhuǎn)速適當(dāng)，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時形成的轉(zhuǎn)子要好得多。
關(guān)鍵詞：聚氨酯；離心成型；滾筒
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 polyurethane molding machine is heated to melt through the state to rely on the principle of centrifuge 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 (ie, 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 viscosity 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 Tianchong 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 錄
引言………………………………………………………………………1
1 筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算……………………………………2
1.1筒體壁厚的計算…………………………………………………2
1.2筒體體積計算……………………………………………………3
1.3筒體質(zhì)量計算……………………………………………………4
1.4筒體轉(zhuǎn)動慣量計算………………………………………………5
1.5軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算…………………………………………5
2 電機的選擇……………………………………………………………7
2.1類型………………………………………………………………7
2.2功率計算…………………………………………………………7
2.2.1啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功N1…………………………… 7
2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N2………………7
2.3 選定……………………………………………………………8
2.4 工作原理………………………………………………………8
2.4.1 工作條件………………………………………………….8
2.4.2 負(fù)載特性…………………………………………………8
2.4.3 離心式分離機……………………………………………8
2.4.4 外形及安裝尺寸Y90S-6………………………………….8
3 帶輪的設(shè)計…………………………………………………………11
3.1 計算功率Pa……………………………………………………11
3.2 選擇帶輪型號…………………………………………………11
3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1、D2……………………………………11
3.4 驗算帶輪V………………………………………………………11
3.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)直徑Ld…………………………….12
3.6驗算小帶輪上的包角α……………………………………….12
3.7 確定帶的根數(shù)Z…………………………………………………12
3.8 計算軸壓力Q……………………………………………………13
3.9 帶輪材質(zhì)………………………………………………………13
3.10 小帶輪質(zhì)量計算………………………………………………13
3.10.2 部分質(zhì)量計算……………………………………………14
3.10.3 部分質(zhì)量計算……………………………………………14
3.10.4 總質(zhì)量∑m……………………………………………….14
3.11 大帶輪質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.1 部分質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.2 部分質(zhì)量計算………………………………………………15
3.11.3 總質(zhì)量∑m…………………………………………………15
4軸的設(shè)計和校核………………………………………………………16
4.1 軸的設(shè)計計算…………………………………………………16
4.1.1 按彎扭合成強度計算軸徑公式…………………………16
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式……………………………16
4．1.3 取軸徑……………………………………………………16
4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………17
4.2.1 軸的強度計算…………………………………………….17
5 總質(zhì)心的校核……………………………………………19
5.1 軸總質(zhì)心的校核……………………………………………….19
5.1.1 軸質(zhì)量計算………………………………………………19
5.1.2 軸質(zhì)心校核……………………………………………….20
6 軸承的選擇…………………………………………………………21
6.1 軸承的選擇.設(shè)計及壽命校核……………………………….21
6.3 確定軸承壽命…………………………………………………21
6.2 當(dāng)量動載荷……………………………………………………21
7 鉚釘?shù)挠嬎恪?2
7.1取半圓頭鉚釘…………………………………………………22
7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強度計算…………………………………………22
7.2.1 按鉚釘剪切強度計算……………………………………22
7.2 確定鉚釘?shù)膫€數(shù)………………………………………………22
8 成型機的生產(chǎn)流程及電氣控制……………………………………23
8.1 生產(chǎn)流程………………………………………………………23
8.2 電氣控制原理…………………………………………………24
9 總結(jié)…………………………………………………………………26
10 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………27
11 致謝…………………………………………………………………28
12 附錄…………………………………………………………………29
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 引言
引言
片材離心成型機是使聚氨酯能夠被應(yīng)用的重要的生產(chǎn)設(shè)備，目前世界各國對聚氨酯類產(chǎn)品的需求之旺盛，聚氨酯產(chǎn)品種類之多已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出之前人們的預(yù)估，我國作為發(fā)展中國家在聚氨酯的成型技術(shù)方面還有些許不足，本篇論文所研究的片材離心成型機就是為了改善國內(nèi)聚氨酯成型技術(shù)，通過對聚氨酯材料特性的了解，以及國內(nèi)對聚氨酯需求的種類要求，加以研究調(diào)查，整理出大量材料，針對需求進(jìn)行逆向研究。能夠進(jìn)行研究的最重要一方面是對聚氨酯材料特性的了解另一方面是對世界前沿聚氨酯成型技術(shù)的跟蹤以把握聚氨酯成型技術(shù)的最新方向，目前國外聚氨酯技術(shù)已經(jīng)比較成熟，生產(chǎn)效率與質(zhì)量較高應(yīng)用較廣泛，本片材離心成型機逆補了國內(nèi)一些此領(lǐng)域上的空白，能夠更高效率的進(jìn)行生產(chǎn)。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特使本片材離心成型機能夠工作更穩(wěn)定，在高速運轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)共振的現(xiàn)象，提高了機器的使用壽命，能夠使生產(chǎn)成本降低，使操作人員的工作環(huán)境噪音降低33.5%，使材料的浪費變得更少，但仍有不足，工藝以及精度照比國際先進(jìn)水平仍有一些差距。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算
第一章筒體、轉(zhuǎn)盤質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量計算圖1.1 筒體
1.1筒體壁厚的計算
當(dāng)δ/R≤0.1時轉(zhuǎn)鼓的徑向力和軸向力應(yīng)分別為
σ1=σ1+σ1=ρω2R3K2/8δ(Kg/m2) (1.1)
σ=σ+σ=ρR2ω2+ρω2R3K/2δ=ρR2ω2(1+ρ0RK/2δρ) (1.2)
λ1=ρ0/ρ=1.5×103/7850=0.19 (1.3)
ω=2πn/60=2×3.14×1000/60=104.67m/s (1.4)
σ0=ρR2ω2=7850×0.400 2×104.672=13760495.98 Pa (1.5)
則上式 σ2=σ0（1+λ1KR/2λ） (1.6)
按第三強度理論：σmax - σmin≤【σ】ψ (1.7)
在離心機轉(zhuǎn)鼓中周向總應(yīng)力σ2為最大，其次是徑向總應(yīng)力σ1，最小為徑向其值為
0。因此，圓筒形離心機轉(zhuǎn)鼓強度條件為σ0（1+λ1KR/2σ）≤【σ】ψ1
轉(zhuǎn)鼓壁的厚度為δ≥δ0λ1RK/2([σ] ψ1-σ0)= 13760495.98×0.19×0.1875×1×1/2(113×106-13760495.98)=2.43mm
根據(jù)剛度條件取壁厚δ=10mm
其中 ρ—筒體材料密度0.785×104Kg/m3
ρ0—物料密度
K—轉(zhuǎn)鼓中物料系數(shù)1
φ—焊縫的強度系數(shù)1
【σ】—轉(zhuǎn)鼓材料的許用應(yīng)力113MPa
1.2 筒體體積計算
V1=πh11[（D112-d12）+（D122-d12）+（D132-d12）+（D142-d12）]/4=3.14×250×[（3382-3002） +(3312-3002)+(3252-3002)+(3202-3002)]/4=1.409×10-2m3 ()
V2=πh2(d12-d22)/4=3.14×10×(3002-1202)/4=0.593×10-3m3
V筒=V1+V2=1.409×10-2+0.593×10-3=1.468×10-2m3
其中：h11—— 每一段筒體高度 250mm
h2——筒體壁厚 10mm
D11——第一段筒體外徑338mm
D12——第二段筒體外徑331mm
D13——第三段筒體外徑325mm
D14——第四段筒體外徑320mm
d1——筒體內(nèi)徑 300mm
d1——筒體內(nèi)徑 300mm
V1——筒體壁體積
V2——筒體底部體積
V筒——筒體體積
1．3 筒體質(zhì)量計算
筒體材料密度ρ=0.785×104kg/m3
m筒=ρv筒=0.785×104×1.468×10-2=115.238kg (1.8)
1.4 筒體轉(zhuǎn)動慣量計算
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 軸盤及轉(zhuǎn)動慣量的計算
圖1.2 軸盤
(Ⅰ)1部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算
R1=35mm r=20mm h=30mm
V1=πR12h-πr2h (1.9)
=3.14×352×30-3.14×302×30=0.772×10-4m3
m1=ρv1=7.85×103×0.772×10-4=0.606kg (1.10)
J1=m1（R12+r2）/2
=0.5×0.386×（352+152）=0.00028kg·m2
(Ⅱ)2部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算
R2=70mm R2′=45mm r=20mm h=103mm
V2=πh（R2′2+R2′R2+R22）/3-πr2h (1.11)
=3.14×103×（452+45×70+702）/3-3.14×202×103
=0.967×10-3m3
m2=ρV2=7.85×103×0.967×10-3=7.591kg (1.12)
J2= {}m2+m2r2/2 (1.13)
=0.026kg·m2
(Ⅲ）3部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算
R3=120mm r=20mm h3=22mm
V3=πR32 h3-πr2h3=3.14×1202×22-3.14×202×22 (1.14)
=0.883×10-3m3
m3=ρV3=7.85×103×0.883×10-3=6.932kg (1.15)
J3=m3(R32+r32)/2=0.5×6.932×（1202+202）=0.051kg·m2
(Ⅳ)4部分轉(zhuǎn)動慣量及體積計算
R4=60mm r=20mm h4=20mm
V4=πR42h4-πr2h4=3.14×602×20-3.14×202×20 (1.16)
=0.200×10-3m3
m4=ρV4==7.85×103×0.200×10-3=1.57kg (1.17)
J4=m4(R2+r2)/2=0.5×1.57×(602+202)=0.003kg·m2
(Ⅴ)總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動慣量
∑m=m1+m2+m3+m4=0.606+7.591+6.932+1.57=16.699kg (1.18)
∑J=J1+J2+J3+J4=0.00028+0.026+0.047+0.003
=0.00763kg·m2
(Ⅵ）軸盤及筒體質(zhì)心計算
I1=10mm
I2==5（602+2×60×21+3×212）/(602+60×21+212)=7.02mm (1.19)
I3=11mm
I4=10mm
I筒1=329
I筒2=12.5
(Ⅶ）總質(zhì)心
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 (1.20)
(Ⅷ)總質(zhì)量及總轉(zhuǎn)動慣量
m總=m筒+m盤=112.65+4.66=117.31kg (1.21)
J總=J筒+J盤=2.808+0.00763=2.816kg·m2
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電機的選擇
第二章電機的選擇
2.1 類型
需調(diào)速的機械→對調(diào)速平和程度要求不高，且調(diào)速比不大時→選擇變頻調(diào)速電動機。
載荷性質(zhì)：平穩(wěn)。
生產(chǎn)機械工作狀態(tài)：斷續(xù)。
選擇異步電動機。
2.2 功率計算
啟動時間 t=120s
2.2.1啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件所需功率N1
ω===104.67m/s (2.1)
N1′==2.816×104.672/(2000×60)=0.257kw (2.2)
考慮其他轉(zhuǎn)動件功率增加5%~8%，取5%
則N1=0.257×(1+0.05)=0.27Kw
2.2.2 克服轉(zhuǎn)鼓、物料與空氣摩擦所需的功率N2
N2=11.3×10-6×ρa×L×ω3×(R04+R14) (2.3)
其中：
R0=0.15m R1=0.160m L=1m ρa=1.29kg/m3
則N2=11.3×10-6×104.673×1×1.29×（0.154+0.1604）
=0.020kw
需克服總功率N總=N1+N2=0.27+0.020=0.290kw (2.4)
2.3 選定
根據(jù)功率初選電機型號為Y90S-6三相異步電動機
2.4 工作原理
整臺電動機由拖動電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器、測速發(fā)電機和中止裝置組成。
2.4.1 工作條件
1海拔不超過1000m
2環(huán)境溫度:-20~40oC
3環(huán)境相對濕度大于85%和灰塵爆炸的場合
2.4.2 負(fù)載特性
慣性體與電動機慣性的比較，其負(fù)荷的慣性較大者
2.4.3 離心式分離機
適合溫度：合適
技術(shù)數(shù)據(jù)（380V，50HZ）
同步轉(zhuǎn)速n=1000r/s
額定功率P=0.80Kw
2.4.4 外形及安裝尺寸Y90S-6
圖2.1 電機
機座號: 132M
凸緣號: FF265
極數(shù): 2、4、6、8
安裝尺寸及公差|D|基本尺寸: 24
安裝尺寸及公差|D|極限偏差: (+0.018,+0.002)
安裝尺寸及公差|E|基本尺寸: 50
安裝尺寸及公差|E|極限偏差: ±0.370
安裝尺寸及公差|F|基本尺寸: 8
安裝尺寸及公差|F|極限偏差: (0,-0.036)
安裝尺寸及公差|G①|(zhì)基本尺寸: 20
安裝尺寸及公差|G①|(zhì)極限偏差: (0,-0.20)
安裝尺寸及公差|M: 165
安裝尺寸及公差|N|基本尺寸: 130
安裝尺寸及公差|N|極限偏差: (+0.016,-0.013)
安裝尺寸及公差|P②: 200
安裝尺寸及公差|R③|基本尺寸: 0
安裝尺寸及公差|R③|極限偏差: ±2.0
安裝尺寸及公差|S④|基本尺寸: 12
安裝尺寸及公差|S④|極限偏差: (+0.430,0)
安裝尺寸及公差|S④|位置度公差: φ1.5
安裝尺寸及公差|T|基本尺寸: 3.5
安裝尺寸及公差|T|極限偏差: (0,-0.120)
安裝尺寸及公差|凸緣孔數(shù): 4
外形尺寸|AC: 195
外形尺寸|AD: 160
外形尺寸|HF: 195
外形尺寸|L: 315
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 帶輪的設(shè)計
第三章帶輪的設(shè)計
3.1 計算功率Pa
查得工況系數(shù)Ka=1.2（負(fù)載啟動，載荷變動微小，工作日10~16小時/日）
求得：
Pa=Ka·P=1.2×0.80=0.96kw
其中：
P— 電機標(biāo)稱功率0.80kw
3.2 選擇帶輪型號
據(jù)Pa=0.96kw，n1=1000r/min，確定為Z型帶
3.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1、D2
D1=71mm D2=D1·=71mm (3.1)
其中：
n1—小帶輪轉(zhuǎn)速
n2—大帶輪轉(zhuǎn)速
D1—小帶輪直徑
D2—大帶輪直徑
3.4 驗算帶輪V
V==3.14×71×1000/(60×1000)=3.72m/s＜25m/s (3.2)
3.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)直徑Ld
（Ⅰ）根據(jù)公式0.7（D1+D2）＜a0＜2（D1+D2） (3.3)
初取軸間距a0：850mm
（Ⅱ）確定基準(zhǔn)長度
Ld′=2a0+（D1+D2）+ (3.4)
=2×800+（71+71）=1822.94mm
查表取 Ld=1880mm
實際軸間距
a≈a0+（Ld-Ld′）/2=850+（1880-1822.94）/2=878.53mm (3.5)
安裝時所需的最小軸間距amin
amin=a-0.015Ld=878.53-0.015×1880=847.33mm (3.6)
張緊或補償伸長所需最大軸間距amax
amax=a+0.03Ld=878.53+0.03×1822.94=933.22mm (3.7)
3.6驗算小帶輪上的包角α
α1=180°-×57.3° (3.8)
=180°＞120°
3.7 確定帶的根數(shù)Z
根據(jù)13-1-15查取單根z帶額定功率P0=0.30kw
單位增量ΔP0=0.12kw
包角修正系數(shù)Kα=0.98
帶長修正系數(shù)Kl=0.96
Z==0.9/[(0.30+0.002)×0.98×0.96]=3.54 (3.9)
∴為安全起見，應(yīng)取V帶的根數(shù)為4根
計算單根V帶的預(yù)緊力
F0=()+mv2 m查表13-1-2取m=0.1 (3.10)
∴F0=500×4.8×(2.5-0.98)/(3×7.48×0.98)+0.1×7.482=163.86N
3.8 計算軸壓力Q
Q=2ZF0sin=2×4×163.86×sin90°=1310.88N (3.11)
3.9 帶輪材質(zhì)
當(dāng)v＜20m/s時，可以采用HT200鑄造帶輪，不允許有砂眼、裂紋、縮孔及氣泡。退火消除應(yīng)力。
3.10 小帶輪質(zhì)量計算
圖3.1 小帶輪
將帶輪分為三個部分計算:
3.10.1 部分質(zhì)量計算
D1=0.224m h1=0.11m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.038m
m1=·ρ=3.14×(0.2242-0.0382)×0.11×7.85×103/4 (3.12)
=33.48kg
3.10.2 部分質(zhì)量計算
d=0.156m d1=0.078m h2=0.045m ρ=7.85×103kg/m3
m2=3.14×(0.1562-0.0782)×0.045/4×7.85×103=5.06kg (3.13)
3.10.3 部分質(zhì)量計算
d2=0.156m d3=0.078m h3=0.045m h4=0.015m d4=0.038m
m3=[3.14×0.1562×0.045/4-3.14×0.0782×0.015/4+3.14×0.0382×0.015/4]×7.85×103=6.32kg (3.14)
3.10.4 總質(zhì)量∑m
∑m=m1-m2- m3=33.48-5.06-6.32=22.1kg (3.15)
G=mg=22.1×9.8=216.58N
3.11 大帶輪質(zhì)量計算
圖3.2 大帶輪
將帶輪分為兩個部分計算:
3.11.1 部分質(zhì)量計算
D1=0.224m h1=0.11m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.06m
m1=·ρ=3.14×(0.2242-0.062)×0.11×7.85×103/4 (3.16)
=31.57kg
3.11.2 部分質(zhì)量計算
d2=0.15m h2=0.04m ρ=7.85×103kg/m3 d0=0.06m
m2=·ρ=3.14×(0.152-0.062)×0.04×7.85×103/4 (3.17)
=4.66kg
3.11.3 總質(zhì)量∑m
∑m=m1+m2=31.57+4.66=36.23kg (3.18)
G=mg=36.23×9.8=355.04 (3.19)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 軸的設(shè)計和校核
第四章軸的設(shè)計和校核
軸的材料：45#，調(diào)制處理。
δb=640MPa δ=355MPa
彎曲疲勞極限：δ-1=275MPa
剪切疲勞強度極限：τ-1=155MPa
4.1 軸的設(shè)計計算
計算直徑d《機械設(shè)計手冊》第三版 第二卷 表6-1-5
4.1.1 按彎扭合成強度計算軸徑公式
T=9550=9550×0.80/1000=7.64N·m (4.1)
M=FR·a=mga=117.31×9.8×0.2=229.9N·mm (4.2)
查表6-1-1 得【σ-1】=60MPa
d=21.68·()?=21.68×{[229.92+(0.6×7.16)2]0.5/60}1/3=33.93mm
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸徑的公式
查表6-1-4得【φ】=0.5
d=9.3×(T/【φ】)1/4=9.3×(7.16/0.5)1/4=18.1mm (4.3)
4．1.3 取軸徑
為安全起見，取軸徑d=40mm
軸上有鍵槽∴將軸徑增大5%
d0=（1+5%）d=（1+5%）×40=42mm (4.4)
取整得d=42mm
4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖4.1 軸及其受力分析
a、 擬定軸上的零件裝配方案
b、 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
4.2.1 軸的強度計算
α=20°
Ft=2T1/d=2×7.16×103/55=260.4N (4.5)
Fr=Fttanα=260.4×tan20°=94.78N (4.6)
F=Fr+G帶輪+Q=94.78+11.07+367=472.85N (4.7)
根據(jù)受力方程式: RA+RB=472.85+681.22=1154.07N (4.8)
110×472.85+681.22×1321.5-RA×393-RB×1047=0
解得：RA=346.32N RB=807.75N
圖4.2 剪力圖
圖4.3 彎矩圖
圖4.4 扭矩圖
B截面是危險截面
σ=≤【σ】 (4.9)
取【σ】=100 W=πD3/32
d≥()1/3=[32×(924195.52+267402)0.5/(100×3.14)]1/3=45.50mm
∴合格
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 總質(zhì)心的校核
第五章總質(zhì)心的校核
5.1 軸總質(zhì)心的校核
5.1.1 軸質(zhì)量計算
圖5.1 軸質(zhì)心
D=0.06m h=0.025m ρ=7.85×103kg/m3
m1軸=D2hρ=×0.062×0.025×7.85×103=0.554kg (5.1)
D=0.06m h=0.165m ρ=7.85×103kg/m3
m2軸=D2hρ=×0.062×0.165×7.85×103=3.66kg (5.2)
D=0.08m h=0.178m ρ=7.85×103kg/m3
m3軸=D2hρ=×0.082×0.178×7.85×103=7.02kg (5.3)
D=0.1m h=0.05m ρ=7.85×103kg/m3
m4軸=D2hρ=×0.12×0.05×7.85×103=3.08kg (5.4)
D=0.13m h=0.64m ρ=7.85×103kg/m3
m5軸=D2hρ=×0.132×0.64×7.85×103=66.65kg (5.5)
D=0.1m h=0.05m ρ=7.85×103kg/m3
m6軸=D2hρ=×0.12×0.05×7.85×103=3.08kg (5.6)
D=0.08m h=0.179m ρ=7.85×103kg/m3
m7軸=D2hρ=×0.082×0.179×7.85×103=7.06kg (5.7)
D=0.06m h=0.14m ρ=7.85×103kg/m3
m8軸=D2hρ=×0.062×0.14×7.85×103=3.11kg (5.8)
5.1.2 軸質(zhì)心校核
算得m筒=216.86kg x筒=658-231.76=426.24mm
=(216.86×426.24+12.5×0.554+95×3.66+279×7.02+393×3.08+720×66.65+745×3.08+884.5×7.06+1069×3.11)/(216.86+0.554+3.66+7.02+3.08+66.65+3.08+7.06+3.11)
=500.88mm (5.9)
經(jīng)校核質(zhì)心在軸承上可以保證筒體轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。
軸合格。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 軸承的選擇
第六章軸承的選擇
6.1 軸承的選擇.設(shè)計及壽命校核
由于轉(zhuǎn)數(shù)較高，沒有軸向力，故選擇深溝球軸承。初選軸承型號為6320，根據(jù)機械設(shè)計手冊第三版第二卷表7-2-43查得Cr=173KN ,C0r=140KN。
6.2 當(dāng)量動載荷
由于無軸向力 故A1=A2=0
∴A1/R1=0≤e，A2/R2=0≤e (6.1)
∴X1=X2=1,Y1=Y2=0
則有P1=X1R1+Y1A1=R1=472.3N
P2=X2R2+Y2A2=R2=5216.9N
6.3 確定軸承壽命
∵P2＞P1
∴按軸承2的受力大小計算軸承壽命。
球軸承的壽命指數(shù)ε=3，根據(jù)軸承的工作條件查表7-2-4，7-2-5，7-2-6，7-2-7得fh=1.730，fn=0.322，fd=0.322，fT=1.0，由于力矩負(fù)載較小，fm取1.5。
則基本額定動負(fù)荷計算值
C=·P=×5216.9=13537.86N< C0r
此值小于初選的6320型軸承的基本額定動載荷（140KN）故初選軸承合適。
∴軸承壽命計算：
L10h=()ε=×(1.0×2096.11÷807.75)3=291.25h (6.2)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 鉚釘?shù)挠嬎?
第七章鉚釘?shù)挠嬎?
7.1取半圓頭鉚釘
選取鉚釘直徑d=16mm精裝配（以保證筒體的轉(zhuǎn)動平衡、動平衡性好）d0=17mm
7.2 確定鉚釘?shù)膫€數(shù)
7.2.1 按鉚釘剪切強度計算
Z= (7.1)
F=T/R=7.16/0.17=42.12KN
m=1
d0=17mm
τp=145MPa
∴Z==（4×42.12×103）÷（3.14×1×172×145）=1.28
7.2.2 按扭轉(zhuǎn)強度計算
Z==（42.12×103）÷（17×10×325）=0.76 (7.2)
為安全起見以及保證轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，取4個鉚釘。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 成型機的生產(chǎn)流程及電器控制
第八章成型機的生產(chǎn)流程及電氣控制
8.1 生產(chǎn)流程
圖8.1 生產(chǎn)流程圖
8.2 電氣控制原理
圖8.2 控制原理圖
機器主要通過PLC實現(xiàn)對溫度、變頻調(diào)速電機的自動化控制。當(dāng)加熱器把滾筒內(nèi)溫度加熱到大于等于120度時，溫度信號通過一體化溫度變送器、A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送到PLC內(nèi)，PLC通過執(zhí)行控制程序，將加熱器斷開，并延時30s（留出時間放料）后啟動變頻調(diào)速電機（提前將其額定轉(zhuǎn)速設(shè)定為1000r/min），待電機穩(wěn)定工作一段時間后，當(dāng)滾筒內(nèi)溫度降到小于等于30度時，PLC通過執(zhí)行程序，將使電機停止轉(zhuǎn)動。然后將筒狀片材取出，然后再進(jìn)入下一個工作循環(huán)。
圖8.3 電氣部件連接圖
圖8.4 控制程序
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)
總結(jié)
此次片材離心成型機的設(shè)計第一次從操作人員的角度考慮，包括生產(chǎn)環(huán)境在內(nèi)的一系列因素，使操作人員工作環(huán)境更舒適，生產(chǎn)效率更高。此種片材離心成型機逆補了國內(nèi)聚氨酯生產(chǎn)方式種類少，效率低，能耗大，成本高，的缺點，為聚氨酯生產(chǎn)提供了新的思路。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
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