管板式蒸發(fā)器熱壓粘結(jié)機結(jié)構(gòu)方案及橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計

成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）管板式蒸發(fā)器熱壓粘結(jié)機結(jié)構(gòu)方案及橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計 專業(yè)班級：機械工程及自動化 機械三班 指導(dǎo)教師：成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要摘要本論文闡述了一臺管板式蒸發(fā)器熱壓粘結(jié)機的設(shè)計，管板式蒸發(fā)器包括蒸發(fā)板及板上的蒸發(fā)管。為了避免結(jié)合部分產(chǎn)生泄漏和制劑的流通對管板薄膜產(chǎn)生損傷，所以采用熱壓粘接制造管板蒸發(fā)器。另外，在熱壓粘接后，為了避免因自然冷卻產(chǎn)生的變形，特增加冷卻工序以使粘接部位在受壓條件下快速冷卻。所以，設(shè)計的熱壓粘結(jié)機必須要有加熱、加壓、定時和快速冷卻的功能。設(shè)計的核心是壓力機，加熱器，模具，傳動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等幾方面。 關(guān)鍵字：熱壓粘結(jié)機 蒸發(fā)器 加熱 加壓Structure programs design of the tube plate evaporator hot-pressing bonding machine and Yaxes configuration drawingAbstract: This thesis introduced design of a Tube plate evaporator hotpressing bonding machine .Tube plate evaporator include evaporator plate and the evaporator tube ,In order to avoid leakage of combining parts and the injuring to thin-walls that engendered by circulating of refrigerant, so adopt the method of hot-pressing bonding to manufacturing the tube plate evaporator .In addition,in order to avoid the deformation of the natural cooling after hot-pressing bonding ,we should increase the cooling process .The compression bonding position could be cooled rapidly under the conditions of pressing. Therefor ,the hot-pressing bonding machine must have functions of heating ,pressing ,timing and rapid cooling. The core of this design includes pressing machine, heater ,mold,drive line System,control system and so on.Key word: hot-pressing bonding machine, evaporator ,heating , pressing.目 錄摘 要I第1章 前言41.1蒸發(fā)器的發(fā)展41.2 熱壓機現(xiàn)狀以及分類4第2章 結(jié)構(gòu)方案選定72.1 設(shè)計要求82.2總體方案簡介82.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選定8第3章 重要部件設(shè)計93.1 壓力機設(shè)計93.1.1壓力機油缸設(shè)計93.1.2氣缸螺栓組機構(gòu)設(shè)計103.1.3 氣缸蓋壓緊螺栓聯(lián)接143.2模具設(shè)計163.3定位板設(shè)計173.3.1 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計173.4加熱裝置設(shè)計20第4章 傳動機構(gòu)設(shè)計244.1螺旋傳動設(shè)計244.2 皮帶傳動設(shè)計254.3 熱壓傳動設(shè)計27結(jié) 束 語30致謝31參考文獻3233成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 前言1.1蒸發(fā)器的發(fā)展 從歷史上看, 蒸發(fā)作業(yè)是一項歷史極其悠久的單元操作, 蒸發(fā)裝置的發(fā)展極其緩慢。但是近代工業(yè)的發(fā)展, 推動了蒸發(fā)裝置的改進和完善, 促進了蒸發(fā)技術(shù)的進步。板式蒸發(fā)器便是在近代工業(yè)發(fā)展過程中出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來的。世界上第一臺板式蒸發(fā)器出現(xiàn)于1928年, 傳熱板片采用澆鑄而成的金屬板塊, 用于果醬的濃縮。由于這種板式蒸發(fā)器用于閃蒸蒸發(fā)工藝過程中, 它的傳熱面積可隨意增減, 長期困撓人們的結(jié)垢問題可得到解決,且因裝置占地面積小、高度低而受到人們的廣泛歡迎。不久之后, 人們就發(fā)現(xiàn)這種蒸發(fā)器因流體流速太快而動力消耗太大, 在處理熱敏性物料時亦存在不足之處。在此之后相當(dāng)一段時間內(nèi)板式蒸發(fā)器一直處于停滯不前的狀況。直至二次大戰(zhàn)結(jié)束后, 世界上有關(guān)的專家、學(xué)者才又重新開始了板式蒸發(fā)器的研究, 如改進蒸發(fā)器板片, 加太蒸汽角孔,使蒸汽能順利通過, 減少阻力適當(dāng)增加板間距以減少壓力降等。1.2 熱壓機現(xiàn)狀以及分類改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對熱壓機的需求量不斷增長。近年來，熱壓機工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，熱壓機工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)熱壓機廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。 浙江寧波和黃巖地區(qū)的“熱壓機之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的熱壓機制造中心；中外合資和外商獨資的熱壓機企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而熱壓機制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，熱壓機制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年許多熱壓機企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)熱壓機企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。熱壓機是管板式蒸發(fā)器生產(chǎn)的主要設(shè)備之一。熱壓機的結(jié)構(gòu)和工作性能直接影響管板式蒸發(fā)器的規(guī)格、產(chǎn)量和質(zhì)量。因此, 熱壓機的改進與提高對人造板工業(yè)的發(fā)展起著積極的推功作用。膠合板熱壓機最原始的壓機采用螺旋加壓, 操作者轉(zhuǎn)動加壓螺旋將涂膠后的板坯壓制成板。這種壓機的結(jié)構(gòu)比較簡單, 不用電能, 操作方便, 這種冷壓工藝所用的膠粘劑為冷固化型膠粘劑, 但固化時間長, 生產(chǎn)效率低, 勞動強度大。隨著機械制造業(yè)的發(fā)展, 帶有液壓油缸的冷壓機逐步取代了古老的螺旋式壓機。這種壓機的問世, 提高了生產(chǎn)效率, 將人們從笨重的體力勞動中解脫出來。第二次世界大戰(zhàn)前十年內(nèi), 膠合板的主要生產(chǎn)工藝是冷壓工藝。直到1939年, 美國大多數(shù)軟材膠合板廠仍在使用冷壓法制造膠合板。澳大利亞、巴西、歐洲各國和日本的膠合板廠, 則用冷壓生產(chǎn)木塊芯細木工板和板條芯細木工板的芯層。大約在1936年以后, 美國的大部分膠合板廠逐漸采用熱壓工藝生產(chǎn)膠合板, 歐洲一些國家也利用熱壓工藝生產(chǎn)愷木、山毛樣、樺木和奧堪美欖樹種的膠合板。 目前, 管板式蒸發(fā)器生產(chǎn)常用的熱壓機有如下三種。即普通的熱壓機、快速閉合熱壓機和同時閉合熱壓機。普通熱壓機閉合速度較慢, 不帶有裝卸板系統(tǒng), 即人工裝卸板。該壓機的缺點是裝板速度慢, 配好的板容易異層。另外,由于閉合速度及裝板慢, 先裝入壓機的板坯膠層易出現(xiàn)頂固化現(xiàn)象, 影響板子的質(zhì)量。優(yōu)點是壓機的結(jié)鉤比較簡單, 投資小, 適用于小型膠合板廠。我國的大多數(shù)小膠合板廠仍在應(yīng)用這種類型的熱壓機?？焖匍]合熱壓機是在普通熱壓機的從礎(chǔ)上增加了一套低壓大流量油泵, 使熱壓機的閉合速度提高。由于壓機的閉合速度提高, 既可以減少膠粘劑的預(yù)固化現(xiàn)象,又可以提高壓機的效率。但是, 雖然熱壓機增加了快速閉合, 熱壓機壓板仍是至下而上逐次閉合, 膠粘劑的預(yù)固化現(xiàn)象或多或少仍然存在。同時閉合熱壓機是在熱壓機上裝有二個擺動臂, 擺動臂通過補償油缸分別與各熱壓板相接, 當(dāng)柱塞升起時, 隨著擺動臂的擺動, 各熱壓板同時閉合圖所示。目前, 最先進的膠合板用同時閉合熱壓機都配備了自動循環(huán)的裝卸機工作系統(tǒng)。并且在提高膠合板質(zhì)量上采取了一定的措施。例如西德的擾喇層熱壓機的機械裝板采用廠列兩種方式。 金屬墊板傳引墳合板, 小子張膠合板被放置在上下墊板之間。優(yōu)點是操作安全, 板子不易疊層在、機開擋問距內(nèi)可以放置若干小規(guī)格板壞。缺點是投資成木大, 熱鼠損耗大。 無墊板系統(tǒng)。采用無墊板系統(tǒng),涂膠的單板需要冷頂壓。預(yù)壓的目的是使配好的板坯位置相互穩(wěn)定, 具有一定的初粘接性, 以減少板坯因迭縫或接縫間隙所選成的損失。同時閉合熱壓機有效地解決了膠層的預(yù)固化化問題。2、 纖維板熱壓機纖維板熱壓機是在膠合板熱壓機的基拙上發(fā)展起來的, 不同之處是前者壓力較高。因纖維板不存在預(yù)固化問題, 故不需同時閉合裝置。因此, 多年來, 纖維板熱壓機的變化一直不大。由于熱壓時熱量損失較大, 熱壓板的溫度波動較大, 為減少其波動, 較先進的熱壓機以油為傳熱介質(zhì)?，F(xiàn)在, 國內(nèi)外的纖維板熱壓機基本上都是利用墊板傳遞纖維板坯, 墊板在循環(huán)過程中帶走大量的熱量, 既浪費了能源,又造成了環(huán)境溫度過高。波蘭的某些纖維板廠采用了墊網(wǎng)傳遞纖維板的新技術(shù)。墊網(wǎng)固定在框架上, 由干熱網(wǎng)吸收熱量較少, 熱損失小, 熱壓時板坯溫升快。盡管我國纖維板工業(yè)起步晚, 但近幾年發(fā)展較快。 生產(chǎn)能力不平衡為提高壓機的生產(chǎn)能力, 一些工廠用高溫短周期或采用后期熱處理, 縮短熱壓時間。還有些工廠對熱壓機進行改動,增加熱壓板層數(shù)。另外, 也有些工廠盲目地縮短熱壓時間, 忽視產(chǎn)品質(zhì)量。為解決這個問題, 除要加強產(chǎn)品質(zhì)量的管理與監(jiān)督外, 壓機設(shè)計時也應(yīng)考慮到與生產(chǎn)線的協(xié)調(diào), 適當(dāng)?shù)卦黾訅簷C生產(chǎn)能力增加層數(shù)或幅面。 壓板幅面小第2章 結(jié)構(gòu)方案選定機械機構(gòu)的設(shè)計是在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)所確定的原理方案，繪制出具體的結(jié)構(gòu)圖，用以體現(xiàn)出功能。將抽象的工作原理具體化為某類構(gòu)件或零部件，具體內(nèi)容在確定結(jié)構(gòu)件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時，還必須考慮加工工藝，強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關(guān)系等問題。機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計準(zhǔn)則： 1、結(jié)構(gòu)的每個構(gòu)件必須適當(dāng)?shù)丶右苑雷o，以防因氣候、腐蝕磨損等原因引起的損傷或強度下降。 2、相鄰結(jié)構(gòu)若有較大溫差，必須注意熱變形引起過應(yīng)力而造成零件的損壞。 3、對于某些損壞可能對產(chǎn)品的安全性和可靠性有比較大的不利影響的零件，對于這些零件所用的材料，其環(huán)境適應(yīng)和耐久性必須： a、考慮環(huán)境的影響：如溫度、濕度、振動和大氣污染。 b、建立在經(jīng)驗或試驗的基礎(chǔ)上.4、應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中，減少或避免附加彎矩，避免不利的傳力形式出現(xiàn)，控制復(fù)雜載荷的應(yīng)力出現(xiàn)。5、為了提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力，在設(shè)計中必須注意： a、合理選材 b、減少應(yīng)力集中（比如斷面的急劇變化、銳邊、尖角、表面粗糙度等） c、盡量采用干涉配合的緊固件 d、控制尺寸公差，以免負公差的累積導(dǎo)致構(gòu)件的斷面厚度偏小 e、局部關(guān)鍵部位要進行強化 f、在噪聲疲勞部位，應(yīng)降低工作應(yīng)力，或采用夾層結(jié)構(gòu)6、為 防止某個構(gòu)件的損傷而引起其他構(gòu)件的損壞，在設(shè)計時應(yīng)采用：a、 止裂措施b、多路傳力設(shè)計c、多重元件設(shè)計7、 密封材料應(yīng)具有良好的耐磨、耐壓、耐油、耐高低溫和抗老化的性能。2.1 設(shè)計要求設(shè)計要求的蒸發(fā)器年產(chǎn)20萬件，每天兩班制，每班7小時，按照每年300天計算生產(chǎn)率為：生產(chǎn)率=（件/小時）計劃設(shè)計制造5臺熱壓粘結(jié)機。這樣，經(jīng)過計算得到每件蒸發(fā)器所需要的加工時間就為6分15秒一件。2.2總體方案簡介制冷劑流通管：設(shè)計成扁圓形（有利于傳熱）蒸發(fā)器粘結(jié)膠：HM-2熱熔膠薄膜壓力機：油缸采用以前壓鉚機氣缸進行改造冷卻方式：上下模都有冷卻孔通入自來水，加熱加壓后及時冷卻2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選定所設(shè)計的熱壓機要滿足對蒸發(fā)器有加熱、加壓、冷卻三個核心工作要求，因此選定了下面的方案：利用遠紅外板進行加熱，以小車載紅外板作為橫向運動，蒸發(fā)器加熱后及時與熱源脫離進行加壓冷卻。把下模做成可移動的形式，作為縱向運動，當(dāng)加熱器退出工作位置過后，下模立即進入工作位置，進行加壓冷卻。第3章 重要部件設(shè)計根據(jù)總體設(shè)計以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的構(gòu)想，所要設(shè)計的機械設(shè)備必須有壓力機、加熱器、模具、進給傳動系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)幾方面組成3.1 壓力機設(shè)計3.1.1壓力機油缸設(shè)計壓力機油缸采用以前壓鉚機氣缸進行改進。壓鉚機的油缸時氣缸，由于油缸相對于氣缸有運動平穩(wěn)，沖擊小等優(yōu)點，所以把原有的壓鉚釘?shù)臍飧赘臑橛透赘雍侠怼?、油缸工作條件：A：加熱行程50mmB：工作壓力（試驗證明粘結(jié)時施加以上的壓力才能獲得較好的粘結(jié)強度，而鋁管在的壓力下開始變形。因此，假定壓力選定在的范圍） 2、活塞面積的確定假定蒸發(fā)器粘結(jié)所需壓力為計算通常供氣壓力為為了使壓力機在工作的時候不受起源波動的影響，壓力缸應(yīng)該控制在。因此，在不采用增壓機構(gòu)的條件下。油缸的活塞面積為： 直徑： 直徑太大，制造不方便，為了縮小油缸體積，將這樣的油缸改為雙活塞缸 D:活塞直徑 d：活塞桿直徑 按照油缸系列標(biāo)準(zhǔn)選取D=22cm3.1.2氣缸螺栓組機構(gòu)設(shè)計1結(jié)構(gòu)有密封要求的螺栓組聯(lián)接設(shè)計在工程中占有非常重要的位置。螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的，在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求各螺栓和聯(lián)接結(jié)合面間受力均勻，便于加工和裝配。為此，設(shè)計時要綜合考慮以下幾方面問題： 一：聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀通常都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、框形、三角形等。這樣不但便于加工制造，而且便于對稱布置螺栓，使螺栓組的對稱中心和聯(lián)接結(jié)合面的形心重合，從而保證結(jié)合面受力比較均勻。二：螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。對于膠制孔用螺栓聯(lián)接，不要再平行于工件載荷的方向成排地布置八個以上螺栓，以免載荷分布過于不均。當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近聯(lián)接結(jié)合面的邊緣，以減小螺栓的受力。如果同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，應(yīng)用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。3、 避免螺栓承受附加的彎矩載荷，除了在結(jié)構(gòu)上設(shè)法保證載荷不偏心外，還應(yīng)該在工藝上保證被聯(lián)接件、螺母和螺栓頭部的支承面平整，并與螺栓軸線相垂直。 本氣缸螺栓組的螺栓數(shù)目Z=6，對稱布置。2、 螺栓組受力分析 進行螺栓組聯(lián)接受力分析的目的是，根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行螺栓聯(lián)接的強度計算。 為了簡化計算，在分析螺栓組聯(lián)接的受力時，假設(shè)所有螺栓的材料，直徑，長度，和預(yù)緊力均相同；螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合，受載后聯(lián)接接合面仍然保持平整。 在工作載荷T的作用下，螺栓組聯(lián)接承受橫向力和傾覆力矩的作用。 橫向力：在設(shè)計中，由六個螺栓組成的手橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺栓組的對稱中心。 橫向總載荷： 傾覆力矩： 在橫向載荷的作用下，對于普通螺栓聯(lián)接，應(yīng)保證聯(lián)接預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。假設(shè)螺栓所需要的預(yù)緊力均為，螺栓數(shù)目為Z，那么其平衡條件為： 其中：f-接合面的摩擦系數(shù)f=0.3 -防滑系數(shù)，=1.1-1.3。所以取防滑系數(shù)為1.2 -螺栓所受的預(yù)緊力 螺栓所受的預(yù)緊力為： 在傾覆力矩的作用下，下面的兩螺栓受到加載作用，而上面兩螺栓受到減載的作用，故下面螺栓受力較大，所受的載荷可按照公式確定，即： 螺栓所受的總拉力： 再有：A 所以：3、 確定螺栓直徑 螺栓的材料：適合制造螺紋聯(lián)接件的材料品種很多，常用材料有低碳鋼Q215、10號鋼和中碳鋼Q235、35、45號鋼。對于承受沖擊、振動或變載荷的螺紋聯(lián)接件，可以采用低合金鋼、合金鋼，比如說15Cr、40Cr、30CrMnSi等。對于特殊用途（如防銹、防磁、導(dǎo)電或耐告溫等）的螺紋聯(lián)接件，可采用特種鋼或銅合金、鋁合金等。 表3-1 螺栓的性能等級（摘自GB3098.1-82）性能等級標(biāo)準(zhǔn)3.6464.85.65.86.88.89.810.912.9抗拉強度極限33040042050052060080090010421220屈服極限MPa1902403003404204806407209401100硬度HBS90109113134140181232269312365推薦材料低碳鋼低碳鋼或中碳鋼中碳鋼淬火并回火中碳鋼，低碳鋼合金鋼注：規(guī)定性能等級的螺栓，螺母在圖紙中只標(biāo)出性能等級，不應(yīng)標(biāo)出材料牌號。 表3-2 螺母的性能等級（摘自GB3098 2-82）性能標(biāo)記456891012抗拉強度極限MPa510(d1639）520(d34)60080090010101150推薦材料易切屑銅低碳鋼或中碳鋼中碳鋼、低中碳合金鋼淬火并回火相配螺栓的性能等級3.6,4.6，4,8（d16）3.6,4.6，4,8（d16）,5.6,5.86.88.88.8(d1639),9.8(d16)10.912.9注：硬度HBC=30 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215、Q235塑性好，焊接性強，強度較低，一般扎制成型材或帶材用，主要用于工程結(jié)構(gòu)比如橋梁和受力不大的機械零件如：鉚釘、螺釘、螺母、螺栓等。選用Q235A鋼（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼） Q-鋼材屈服點“屈”字漢語拼音首位字母。 235-屈服點數(shù)值（不小于） A-質(zhì)量等級根據(jù)GB3098-1-82選擇螺栓強度4.6級，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A鋼，查表得到屈服強度極限。由表查得安全系數(shù)等于n=3，螺栓材料的許用應(yīng)力計算螺紋小徑（螺紋內(nèi)徑為d1）為d1=20.698mm按照粗牙普通螺紋（GB196-63）選用公稱直徑D=24，d1=20.752.計算結(jié)果與原螺紋相符，故決定采用M24螺栓，為了更為安全起見，選用Z=8,這樣的螺栓。4、 校核螺栓組聯(lián)接的工作能力聯(lián)接接合面下端的擠壓力不得超過許用值，以防止貼合面下端壓碎，即根據(jù)公式得查表得 故聯(lián)接接合面下端不會被壓碎。聯(lián)接接合面下端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時接合面間產(chǎn)生間隙，即根據(jù)公式求得：故：接合面下端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。3.1.3 氣缸蓋壓緊螺栓聯(lián)接缸體壓力3Kg/,缸內(nèi)徑22cm，缸蓋及其缸體均為灰鑄鐵，比如：HT200-HT350，缸蓋及其缸體間墊片為0.5軟鋼紙板，螺栓數(shù)目為12，緊密可靠。1 計算每個螺栓承受的最大載荷根據(jù)工作要求，由表公式求出每個螺栓承受的最大載荷 F=2確定螺栓的公稱直徑 選用螺栓材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A，查得屈服強度為=240MPa，設(shè)所用的螺栓公稱直徑為d12cm。首先選用簡化計算法估算螺栓直徑，由表6-5查得安全系數(shù)n=10,故簡化計算螺栓的許用拉伸應(yīng)力為根據(jù)簡化計算確定螺栓的公稱直徑的螺紋內(nèi)徑： 選用M16,d1=13.835,p=2滿足原假設(shè)。3計算每個螺栓承受的壓力 計算公式為 表6-6選取預(yù)緊力系數(shù)Ko=2（按要求密封，軟墊連接）由表6-7查得剛性系數(shù)Kc=0.7 4校核最大應(yīng)力 由于承受是變載荷有表6-4得 許用應(yīng)力表6-5 變載荷控制預(yù)緊力時n=1.21.5 最大應(yīng)力核對通過。 5校核應(yīng)力幅 由表6-4得校核公式為由表查得安全系數(shù)n=2.54，取n=3,取尺寸系數(shù)=0.9，螺紋有效應(yīng)力集中（因為螺栓材料為Q235A鋼，由表6-10查得抗拉強度）。通過以上的計算得出：符合條件。3.2模具設(shè)計 為了使冷卻速度快，上下模均通入自來水冷卻，冷卻方式有兩種。（1） 在模具上做出縱向和橫向通孔，然后再將部分孔口堵上，如H、G、A、B、E、F、堵上，冷卻液由C、D進出。這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，但其冷卻速度不快。 (2)在冷卻表面開槽，再蓋上銅板，使冷卻液從銅板下面流過，需要被冷卻的蒸發(fā)器在銅板上面，這樣就使冷卻速度加快，但加工要復(fù)雜一些，裝配密封要求較高。 因為液壓機的液壓缸和上下模垂直下壓力大，為了不使上下模壓傷蒸發(fā)器，應(yīng)該在蒸發(fā)器不需要加熱加壓的凸出部分，模具要做出向內(nèi)凹的空腔。同時在上模下壓的行程極限位置要加限位墊板，保護蒸發(fā)器。 由于下模要成移動式，保證上下模合模的位置精度正確非常重要。所以，在模具中對應(yīng)著蒸發(fā)器不需要受壓的地方，在不影響冷卻的條件下，模具空腔做得越大越好。同時蒸發(fā)器在下模中有自動定位能力。 上下模均用鑄鋼件，要求內(nèi)部無砂眼氣泡，又因為要在冷卻孔內(nèi)家水，在對模具受壓要求無泄露，管板蒸發(fā)器的定位靠另作的定位板來保證。3.3定位板設(shè)計1：管板的粘結(jié)的定位要求：A：鋁管在鋁板上要定位B：鋁板在模具中也要定位2： 根據(jù)管板的粘結(jié)定位要求，對鋁管和鋁板采用下模的定位措施：A：采用V形槽將管子的每個彎曲部分進行定位，鋁管剛度小，易變形，這樣就克服了鋁管的變形影響。如下圖: B:對鋁板的定位利用其中間的一個孔采用一面二銷的方法將其定位。另外：由于加熱方式時遠紅外線從上向下對鋁板加熱，時鋁板上面的熱熔膠融化，定位板做成空心的，為了提高定位板的剛度，在下面做出加強筋。并用鉸鏈?zhǔn)蕉ㄎ?，這樣管板熱固后取件方便。為了提高效率和操作方便，在鉸鏈上安裝一個圓柱扭轉(zhuǎn)彈簧。3.3.1 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計活動定位板質(zhì)量：扭矩 選取 d=3 D2=14有效圈數(shù)取6有因為載荷種類為III類，主要參數(shù)的制造精度取2級，選取碳素彈簧鋼絲II級，查表在1kg.mm扭轉(zhuǎn)作用下單圈轉(zhuǎn)角6圈轉(zhuǎn)角為：在最大工作扭矩下單圈轉(zhuǎn)角：6圈轉(zhuǎn)角位：實際工作行程轉(zhuǎn)角為：間距?。汗?jié)距：注意：各圈之間的間距或mm間距分有間距和無間距兩種。無間距的制造容易，但圈與圈間有摩擦力，影響工作特性線的精度。有間距的用于特性要求高的場合。自由長度：Ho=掛鉤在彈簧線的長度旋轉(zhuǎn)角長度L：L=3.14Dn+掛鉤部分長度彈簧的材料選擇： 彈簧的工作情況：A 、控制機構(gòu)的運動B、 減振和緩沖C、 存儲及輸出能量D、 測量力的大小具體條件-載荷類別 I類、受變載荷作用次數(shù)在以上 II類、受變載荷作用次數(shù)在1000-及沖擊載荷的彈簧 III類、受載荷作用次數(shù)在1000以下的彈簧表3-3 彈簧常用材料的許用應(yīng)力（摘自GB1239-76）名稱組別許用切應(yīng)力MPa許用彎曲應(yīng)力Q切變模量彈性模量推薦硬度推薦使用溫度特性及用途彈簧類別彈簧類別IIIIIIIII碳素彈簧I,II,IIa,III0.30.40.50.50.6250.5d4,81400785000.5d4,-40120強度高，韌性好，適用于做小彈簧特殊用途彈簧鋼絲甲組，乙組，丙組硅錳合金彈簧鋼絲471628785785981785004550-40200彈性好，回火穩(wěn)定性好我國彈簧鋼主要有以下幾種： 1、碳素彈簧鋼 這種彈簧鋼的優(yōu)點是價格低廉，原材料來源方便;缺點是彈性極限低，多次重復(fù)變形后易失去彈性，且不能在高于120攝氏度下正常工作。2、低錳彈簧鋼（例如65Mn） 這種彈簧鋼與碳素彈簧鋼相比較：優(yōu)點是淬透性較好和強度較高；缺點是淬火后易產(chǎn)生裂紋及熱脆性。但是，由于價格比較低廉，所以一般機械常用的尺寸不大的彈簧可以用此種材料制造，比如說：離合器彈簧等。3、 硅錳彈簧鋼（例如60Si2MnA） 這種鋼種因為加入了硅，故可以顯著提高其彈性極限，并提高了回火穩(wěn)定性，因而可以在更高的溫度下回火從而得到良好的機械性能。但是當(dāng)含硅量過高時，表面易脫碳。由于錳的脫碳性小，故在鋼中加入這兩種元素，就是為了發(fā)揮各自得優(yōu)點，并減小彼此的缺點，因此硅錳彈簧鋼在工業(yè)中得到了廣泛的運用。一般用于制造汽車、拖拉機的螺旋彈簧。 4、50鉻釩鋼（50CrVA） 鋼中加入釩的目的是細化組織，提高鋼的強度和韌性，故這種材料是耐疲勞和抗沖擊性能良好的彈簧鋼。它喲喲良好的機械性能，并能在-的溫度下工作，但價格較貴。航空發(fā)動機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的彈簧多采用此種材料，如柱塞油泵的柱塞彈簧等。3.4加熱裝置設(shè)計 采用上海上龍電器有限公司生產(chǎn)的遠紅外高溫輻射石英電加熱板。 SLQ7-1遠紅外高溫輻射石英電加熱板是繼碳化硅遠紅外輻射電加熱板和埋入式陶瓷遠紅外輻射電加熱板后研制成功的新產(chǎn)品，它具有輻射率高，輻射溫度高、整體性好、熱穩(wěn)定性好、發(fā)熱均勻、絕緣強度高、電熱轉(zhuǎn)換效率高，升溫快、熱慣性小，耐高溫、耐腐蝕，熱化學(xué)性能穩(wěn)定性好，使用壽命長，無污染，安裝方便等特點，與其它電加熱元件相比可節(jié)能30%左右。是新一代電加熱節(jié)能元件。1、 元件結(jié)構(gòu) 遠紅外高溫輻射石英加熱板系采用具有高輻射石英管作為基體，配以高質(zhì)量的電熱合金絲組裝，在元件的底部放有較厚的絕緣、耐火、隔熱材料，然后裝上金屬外殼，安裝好后接通電源即可使用。2、 產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)和性能1、 額定電壓：380V、220V、110V、55V2、 熱響應(yīng)速度：1-2分鐘3、 表面溫度：低溫型100-460，中溫型500-580；高溫型700-1100。4、 光譜范圍：2.5-6m；5、 光譜發(fā)射系數(shù)：0.92(波長為4-8m;11-25m)。6、具體規(guī)格:可根據(jù)要求定制加工。型號電壓（V）功率（KW）外形尺寸（mm） 長寬厚SQL7-1-1220V/380V11.524016035 SQL7-1-2220V/380V1.52.530020035 SQL7-1-3220V/380V23.540020035 SQL7-1-4220V/380V3.5660040040 用高溫輻射遠紅外板對蒸發(fā)器的加熱采用遠紅外輻射加熱。蒸發(fā)器的表面再進行熱壓粘結(jié)之前，經(jīng)過了鍍塑處理。紅外線的波長必須選擇在能適合于透過鍍塑易于被鉛板所吸收的紅外線波段的之間，選擇波長為。 又根據(jù)文式定律的最大輻射強度的波長與絕對溫度T的關(guān)系： 由于熱熔膠的溫度應(yīng)該控制在170之間，因為超過就會影響電熱絲的絕緣層和涂料層。 可求得輻射板面的溫度： 輻射電熱板每平方每小時的輻射按： 式中E：輻射電熱板單位面積的熱輻射。 T1：輻射電熱板板面的溫度 T2：塑模鋁板溫度 C：常數(shù)等于4.9 塑模鋁板與電熱板的相互輻射系數(shù)，根據(jù)二者輻射面積，按公式計算： 式中 ：電熱板的黑度系數(shù)，選擇石英加熱板=0.880.95 ：塑模黑度=0.960.98 A1：電熱輻射板的有效面積： A2：鍍塑板面積，取有效面積 可求的單位面積內(nèi)的熱輻射： 熱量計算：蒸發(fā)器所吸收的熱量Q1： 式中：G: 蒸發(fā)器重量0.98Kg C:鋁的比熱 根據(jù)碳化硅板在400攝氏度時的效率0.35可以求得1的放熱量為： 需要的電功率： 選用石英加熱板150*150*12波形板單個功率0.3kw 10塊 電壓380V溫度調(diào)節(jié)與溫度測量采用溫度指示調(diào)節(jié)儀，該調(diào)節(jié)儀既可以指示溫度，又可以調(diào)節(jié)溫度。 第4章 傳動機構(gòu)設(shè)計 據(jù)要求蒸發(fā)器在加熱后要及時與熱源脫離，在壓力作用下膠膜冷卻固化，作為理論設(shè)計，紅外板和下模的運動方式采用螺旋傳動，結(jié)構(gòu)簡單能夠保證行程，自動化程度高。以加熱小車作為橫向運動，那么下模為縱向運動為了使制造方便，兩個運動都采用同樣的方式。用兩個電動機控制各自的運動，這樣比較方便和節(jié)省能量，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，易于加工。4.1螺旋傳動設(shè)計 估計下模重量：W下= 傳動力 螺桿的轉(zhuǎn)速取700轉(zhuǎn)每分 則運動速度 橫向螺桿行程為 走完時間縱向螺桿行程為走完行程時間螺旋升角 判斷螺紋自鎖性普通螺紋：梯形螺紋：矩形螺紋： ：螺紋副的靜摩擦系數(shù)，當(dāng)材料為鋼件或鑄件時=0.10.15求得：0.1065小于0.11有自鎖?？v向推動功率 電動功率 加熱小車總質(zhì)量 W=W角鋼+W底板+W石棉+W碳化硅 W角鋼= W底板=石棉板絕緣隔熱選用JC11-59原0.8每平方米中18.5kg電熱板估計重量不超過10kg，則按40kg推動力 d-車輪直徑6cm K-摩擦系數(shù)取0.1cm電動機功率：選擇電動機三向異步電動機380V，A02電動機性能數(shù)據(jù)：橫向運動 A02-4514 功率10W 轉(zhuǎn)速1400縱向運動 A02-6314 功率120W 轉(zhuǎn)速14004.2 皮帶傳動設(shè)計 縱向和橫向采用相同的運動方式。帶輪機構(gòu)的三角帶以及帶輪也都采用同樣尺寸和規(guī)格，以盡量滿足制造方便的要求。 以傳力最大的縱向進行計算?？v向電動機的功率120W，轉(zhuǎn)速1400r/min，選用傳動比為i=2進行設(shè)計計算。 A：確定計算功率Pc 由表13-6查得工作情況系數(shù)Ka=1.1 故：Pc= B: 選取三角帶的型號根據(jù)Pc n1由圖13-5選用A型 C：確定大小帶輪直徑由表13-7取主動輪直徑d1=71mm根據(jù)（13-9）從動輪直徑取d2帶輪的速度:帶的速度合適。D：確定膠帶的長度和傳動中心距，根據(jù)：確定帶的計算長度：選帶的長度L=735mm，公稱長度L1=710mm計算實際中心距a:E:驗算主動輪上的包角a1 F：計算三角帶的根數(shù) 由V=5.2m/s,d1=71mm查表得單根三角帶，膠帶的許用功率值： =O.4KW查表得包角系數(shù)=0.95,查表得長度系數(shù)=0.99，取K=1 所以呢Z=1計算初拉力 三角帶的長度重量g=0.6N/m計算軸上壓力 4.3 熱壓傳動設(shè)計 由于壓力機的行程比較短，只有50，因此，在下降的過程中缸體勻速運動，整個工作過程如下圖： 其中暫停的目的是讓下模帶著蒸發(fā)器一起退出加壓裝置。設(shè)計的條件為：壓力 F=SP=21756N 上模重量 W=1900N 下降行程 50mm 速度 12m/s 返回行程 H1=20mm H2=30mm 速度 20m/s 熱壓缸的機械效率 =0.91分析工作情況： 壓力機的熱壓缸和壓膜垂直放置，其重量較大，為防止因為自重下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計得有平衡回路。對壓頭向下運動做負載分析時，壓頭自重產(chǎn)生的向下作用力不再計入。另外，為使計算簡單，忽略摩擦力。 如果壓頭啟動，制動的過程中，其加速或者減速都在0.2秒內(nèi)完成，則慣性力為 啟動： 制動：表4-1 壓力機的負載工作階段負載力油缸推力熱壓缸工作壓力下降啟動F1=Fa=11.612.7N172MPa等速F1=000保壓0.2MPa回程啟動F1=Fa+G=1919.4N2109N29291MPa等速F1=G=1900N2087.9N28998MPa制動F1=1900-19.4=1880.6N2066.6N28702MPa第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計在機械傳動中，要求停車位置準(zhǔn)確，運動速度快及停留時間間隙控制；在熱壓傳動中，有下降、上升、暫停、平穩(wěn)過程，為了不至于損壞機器，個運動都相互牽制互鎖。為實現(xiàn)上述要求，電動機采用反接制動來縮短停車時間，使運動到位準(zhǔn)確。利用行程開關(guān)和繼電器來達到循環(huán)運動和互鎖目的。機器的工作過程以及操作：在液壓機啟動前，要將各運動部位加潤滑油，開機啟動后，上模自動上升到工作位置，再開自來水冷卻開關(guān)；將蒸發(fā)器板放在定位板上定位，鋪上熱熔膠膜，放下管板定位條，放上管，將定位板連同蒸發(fā)器的上模的掛鉤中，啟動按鈕，機器自動完成加熱，加壓及冷卻過程。加熱時間和加壓冷卻時間分別由電動機控制調(diào)節(jié)，加熱溫度的高低有溫度指示儀來調(diào)節(jié)。調(diào)整完成后，熱壓機就能進入正常工作狀態(tài)。完成一班的工作后，應(yīng)先關(guān)閉電源，再關(guān)閉自來水冷卻開關(guān)，對各運動部位加潤滑油。 結(jié) 束 語經(jīng)過了兩個多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了管板式蒸發(fā)器熱壓粘結(jié)機結(jié)構(gòu)方案及橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨立完成的自己覺得最有意思的一項工作。在這段時間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受，從對熱壓粘結(jié)機的一無所知，對產(chǎn)品設(shè)計等相關(guān)過程很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學(xué)習(xí)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一個功能的實現(xiàn)都會讓我興奮好一段時間。雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，我是一名合格的畢業(yè)生，畢業(yè)設(shè)計就我來說是一個體現(xiàn)自己在大學(xué)所學(xué)知識的一個過程，我的論文并不在于設(shè)計的這個產(chǎn)品，而是大學(xué)階段我的思維的改變，我對周圍事物的看法，以及我運用自己所學(xué)的有關(guān)本專業(yè)知識解決現(xiàn)實問題的體現(xiàn)，在論文寫作中我的這些轉(zhuǎn)變都體現(xiàn)了出來，我可以自豪的說的四年大學(xué)生活沒有白上。 最后這次寫作論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要用心去做的一件事情，是一個學(xué)習(xí)的過程和研究想結(jié)合的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進步。致謝 論文即將完成，要感謝的人實在太多。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師孫未老師，在論文的寫作過程中，有很多困難，無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查四詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到孫老師的悉心指導(dǎo)和幫助，他嚴謹?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，淵博的知識使我受益匪淺，對順利完成本課題起到了極大的作用。同時他為人隨和熱情，治學(xué)嚴謹細心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵你，在論文的寫作和措辭等方面他總會以嚴格標(biāo)準(zhǔn)嚴格要求我，從選題、定題開始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤色，孫老師始終認真