鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)

1、第一章 緒論1.1項(xiàng)目的研究意義20世紀(jì)70年代以來，由于工業(yè)的不斷發(fā)展，廢物處理場地緊張，處理費(fèi)用浩大，又由于資源的缺乏，提出了“資源循環(huán)”的口號，開始從固體廢物中回收資源和能源，即資源化。廢舊橡膠是固體廢物的一種，其來源主要是廢橡膠制品，即廢的輪胎、力車胎、膠管、膠帶、工業(yè)雜品等；另一部分來源于橡膠制品廠生產(chǎn)過程中的 邊角、余料和廢品。此外，廢舊輪胎造成的環(huán)境污染是嚴(yán)重的：整條廢輪胎堆積在一起變成了蚊蟲孳生的理想場所，這些蚊蟲導(dǎo)致腦炎等傳染疾病。整條廢輪胎不會自然，但是，任何想縱火的人，只要稍微借助一下助燃的東西就能引起難以撲滅的大火，可見廢輪胎堆積既是危害健康的禍源，又是環(huán)境安全的定時炸

2、彈。當(dāng)然，橡膠的廢與不廢都是相對的，他們本身都有特定的屬性和用途，都有被人類所利用以及循環(huán)利用的可能。一切所謂的“廢物”只不過是物質(zhì)的形態(tài)性質(zhì)或者是用途發(fā)生了變化，而他們本身可以利用的屬性并沒有消失，只要被人們發(fā)現(xiàn)和利用，就能重新發(fā)揮它的作用，由“廢物”變?yōu)椤皩毼铩?，而且有些東西只是在一定地點(diǎn)、一定的條件下，失去了它的使用價值成為了“廢物”，而通過再次的加工等途徑又會獲得其使用價值，鏟平機(jī)正是廢舊輪胎回收利用過程中的一種加工設(shè)備，在目前能源日趨緊張的形廢輪胎勢下，鏟平機(jī)回收利用廢輪胎不僅可以節(jié)約資源、能源，而且對于保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（完整的應(yīng)包括畢

3、業(yè)設(shè)計(jì)說明書、相關(guān)圖紙cad/proe、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的q&q:2215891151，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計(jì)及另有的高端團(tuán)隊(duì)絕對可滿足您的需要1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀廢橡膠的回收利用率在近年不斷的提高。其中，美國提高了90%，1992年總計(jì)利用約680010的四次方噸廢舊輪胎，利用率為27%。原西德提高了20%30%，1989年廢輪胎的利用量為45。510的四次方噸，占廢橡膠產(chǎn)生量的60%。日本提高了12%，1992年廢橡膠的回收利用率為92%，中國廢橡膠的回收利用率為50%。從再生資源和保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，人們越來越重視廢橡膠的

4、綜合利用。美國福特汽車公司和symene公司最近聯(lián)合開發(fā)出一種回收廢舊汽車輪胎再加工成剎車片等汽車零件的新技術(shù)。目前全世界每天生產(chǎn)輪胎大約二百萬只,每年全世界廢棄的汽車輪胎近二點(diǎn)四億只,這一方面是橡膠材料的極大浪費(fèi),一方面也對環(huán)境造成很大的破壞。美國當(dāng)前也只有百分之五的廢舊輪胎得到再利用。其中主要是利用熱塑技術(shù)加工成地面鋪設(shè)材料的筒單再利用產(chǎn)品,其主要原因是由于橡膠加工成型汽車輪胎后,本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化,使再利用變得極為困難。我國廢舊輪胎回收利用現(xiàn)狀等有關(guān)方面提供的資料初步統(tǒng)計(jì),分布在全國公交、化工、冶金、煤炭、礦山、輕工、交通、物資等部門的舊輪胎翻新企業(yè)約500家,具有一定規(guī)模

5、的輪胎修補(bǔ)企業(yè)約1000家,但這樣的回收利用主要是重新進(jìn)行化學(xué)的加工或者是輪胎修補(bǔ)，前者成本高、不經(jīng)濟(jì)，而對于后一種利用方法則是沒有解決根本的問題，目前，對輪胎進(jìn)行機(jī)械加工的環(huán)境保護(hù)的綠色設(shè)計(jì)，廢舊輪胎這方面的設(shè)計(jì)還剛剛起步，還處于研發(fā)設(shè)計(jì)階段，因此，鏟平機(jī)的改進(jìn)、設(shè)計(jì)在廢舊輪胎的回收利用中將起著非常大作用，在國內(nèi)有著廣闊的發(fā)展前景。1.3 鏟平機(jī)的應(yīng)用鏟平機(jī)是廢舊輪胎回收利用中進(jìn)行機(jī)械加工的重要設(shè)備，目前,在國內(nèi)外是屬于一種綠色的加工設(shè)備，主要是對廢舊輪胎表面的一層進(jìn)行鏟平，再把鏟平好的廢舊橡膠切割成一片一片的,然后再通過釘磨機(jī)的磨削,加工成有一定斜度的橡膠片,然后再把這一小片一小片的橡膠通

6、過擠壓機(jī)擠壓在一起,最后成為實(shí)心的橡膠輪胎。這種輪胎在目前在外國廣泛應(yīng)用于農(nóng)用機(jī)車上和割草機(jī)上。鏟平機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，所加工的廢舊輪胎范圍比較廣泛， 而且，此鏟平機(jī)對廢舊輪胎進(jìn)行機(jī)械加工是一種保護(hù)環(huán)境的綠色加工，在處理廢舊輪胎的各種機(jī)器的設(shè)計(jì)研究還剛剛起步， 還處于研發(fā)設(shè)計(jì)階段的今天，可以根據(jù)具體加工的廢舊橡膠的實(shí)際情況，對鏟平機(jī)進(jìn)行簡單的改進(jìn)，完全可以應(yīng)用于在其它廢舊橡膠的加工程序中，因此，在注重節(jié)約資源和能源，保護(hù)周圍環(huán)境，不斷發(fā)展的今天而言，鏟平機(jī)在未來的廢舊輪胎的回收利用中將有十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在國內(nèi)外有著廣闊的發(fā)展前景。第二章 總體設(shè)計(jì)2.1總體布局設(shè)計(jì)鏟平機(jī)最終要實(shí)現(xiàn)的是通過

7、兩個齒滾的相反方向的轉(zhuǎn)動使被加工的廢舊橡膠輪胎繞一個圓心，呈現(xiàn)出圓的軌跡運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠輪胎的切削加工，所以，鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)包括確定傳動方案、選擇電動機(jī)、合理分配傳動比以及計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，為設(shè)計(jì)各級傳動件和轉(zhuǎn)動件創(chuàng)造一些必要的條件。方案1 鏟平機(jī)的機(jī)架支撐部分主要是有兩部分構(gòu)成的，即鏟平機(jī)的機(jī)架和兩個支腿，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)雖然可以節(jié)省鋼材料降低成本，但是，由于鏟平機(jī)機(jī)架是由兩部分連接而成的，在加工過程中所承擔(dān)的振動也不同，于齒滾加工部分主要是由兩個支腿來支撐，減振效果不好，所以，在實(shí)際加工時穩(wěn)定性能不好，產(chǎn)生振動，從而影響廢舊輪胎加工的質(zhì)量 。方案2 綜上分析后，此鏟平機(jī)機(jī)架采

8、用方案2由于加工橡膠的轉(zhuǎn)速不是很高，從電動機(jī)的輸入部分到齒滾的輸出部分，中間傳動的主要設(shè)計(jì)部件有減速器、改向器等。其次，是鏟平機(jī)機(jī)架、鏟平機(jī)側(cè)板等的設(shè)計(jì)；以及其它部分的結(jié)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)切割的刀架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；切割橡膠時起到支撐橡膠的刀片按滾部分的設(shè)計(jì)；為加工廢舊橡膠提供直接動力的齒滾傳動部分的設(shè)計(jì)等等。下面大致介紹各個部分的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能：改向器 由兩個傳動軸帶動兩個齒滾，兩個齒滾的轉(zhuǎn)動方向是相反的，并且兩個齒滾并不是平行的，而是有一個很小的角度，當(dāng)兩個相反的齒滾轉(zhuǎn)動時，使被加工的廢舊橡膠輪胎繞一個圓心，曾圓的軌跡運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠輪胎的切削加工。刀架結(jié)構(gòu) 刀具是用沉頭螺栓固定在刀架上的，而刀架

9、的結(jié)構(gòu)是主要是由弧形角度板和刀片支架構(gòu)成，通過絲杠來調(diào)整使刀架上下移動從而帶動刀具上下移動，達(dá)到調(diào)整高度的目的。刀片按滾部分，由弧形角度板、刀片按滾絞鏈、刀片按滾連桿軸、刀片按滾等組成。 圖1刀片按滾 圖2刀片按滾鉸鏈圖3角度板由于廢舊輪胎的廢舊橡膠來源于各種各樣的汽車、重型機(jī)車、農(nóng)用機(jī)車、卡車等等，種類和型號的不同使要加工的廢舊橡膠的厚薄也不同，所以，為了擴(kuò)大鏟平機(jī)的加工范圍，實(shí)現(xiàn)更廣泛的廢舊輪胎的加工，實(shí)現(xiàn)加工的動力部分的齒滾設(shè)計(jì)成可以上下可調(diào)整，用來加工不同厚度的橡膠。通過具體的分析確定如下的傳動方案： 電動機(jī) 蝸桿減速器 改向齒輪箱 齒滾 傳遞動力的布局方案如下圖所示： 圖42.2各傳

10、動軸的數(shù)據(jù)計(jì)算. 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式：y系列電動機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，用于空氣中不含易燃、易爆或者腐蝕性氣體的場合，適用于電源電壓380伏，且無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)，也用于某些高啟動轉(zhuǎn)矩的機(jī)器上。 按照工作條件和要求，選擇一般用途的這種三相異步電動機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。.選擇電動機(jī)的容量：工作機(jī)所需的功率：電動機(jī)所需的功率：從電動機(jī)到齒滾軸之間傳動裝置的總效率為：選擇電動機(jī)的額定功率：使=（11.3） 查手冊后選取電動機(jī)為：電動機(jī)的型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 .計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：蝸桿軸： 蝸輪軸： 改向齒輪軸： 齒滾軸： .計(jì)算各軸功率：（1）蝸桿軸的功率： （2）

11、蝸輪軸的功率： （3）改向齒輪軸的功率： （4）齒滾軸的功率： . 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩：（1）蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩： （2）蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩： （3）改向齒輪軸的轉(zhuǎn)矩： （4）齒滾軸的轉(zhuǎn)矩： 第三章蝸桿減速器的設(shè)計(jì).確定蝸桿減速器的總體結(jié)構(gòu) 蝸桿減速器傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率低，用于中、小功率、輸入軸與輸入軸垂直交錯的傳動。蝸桿下置式：蝸桿與蝸輪嚙合處的冷卻和潤滑都較好，同時蝸桿軸承的潤滑也比較方便，但當(dāng)蝸桿圓周速度太大時，攪油損失大，一般用于蝸桿圓要完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八要完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八要完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八此處省略nnnnnnnnnn

12、nnnnnnnnnnn字（）選取齒寬系數(shù)：齒寬系數(shù)越大，輪齒就越寬，其承載能力就越大，但輪齒過寬，會使載荷沿著齒寬分布不均勻的現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至偏載引起局部輪齒折斷，因此，齒寬系數(shù)取值要適當(dāng)，一般齒輪傳動常用 ； 通用減速器變速箱齒輪常用=； 開式齒輪此減速器?。ǎ┻^查彈性影響系數(shù)表可得彈性影響系數(shù)（）按照齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：根據(jù)公式 （）由接觸疲勞壽命系數(shù)圖表可查得接觸疲勞壽命系數(shù)（）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，安全系數(shù)，由公式計(jì)算： .設(shè)計(jì)計(jì)算：（） 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入的數(shù)值： （） 計(jì)算圓周速度： （） 計(jì)算齒寬： （） 計(jì)算齒寬

13、與齒高之比：模數(shù) 齒高 （） 計(jì)算載荷系數(shù)：計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù)，包括使用系數(shù)，動載系數(shù)，齒間載荷分配系數(shù)以及齒向載荷分布系數(shù)，即1.使用系數(shù)是考慮齒輪嚙合時候外部鄰接裝置引起的附加動載荷影響的系數(shù)。這種動載荷取決于原動機(jī)械的特性、質(zhì)量比、聯(lián)軸器類型以及運(yùn)動的狀態(tài)等。2. 動載系數(shù)；對于直齒輪傳動，輪齒在嚙合的過程中不論上由雙對齒嚙合過渡到單對齒嚙合，或者由單對齒過渡到雙對齒嚙合的期間，由于嚙合齒對的剛度變化，也要引起動載荷，為了計(jì)及動載荷的影響，引入了動載系數(shù)。齒輪的制造精度及圓周速度對輪齒嚙合過程中產(chǎn)生動載荷的大小影響很大。提高制造精度，減少齒輪直徑以及降低圓周速度，均可以減小動載荷。

14、3.齒間載荷分配系數(shù)：一對相互嚙合的圓柱齒輪，在嚙合區(qū)中有兩對齒同時工作時，則載荷應(yīng)分配在這兩對齒上。由于齒間誤差及彈性變形等原因，總載荷并不是按比例分配在這兩條接觸線上。因此其中一條接觸線上的平均單位載荷可能會大，而另一條接觸線上的平均單位載荷則會小，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時當(dāng)然按平均單位載荷大的數(shù)值計(jì)算。為此，引入齒間載荷分配系數(shù)。4.齒向載荷分布系數(shù)當(dāng)軸承相對于齒輪作不對稱配置時，受載荷前，軸無彎曲變形，輪齒嚙合正常，兩個節(jié)圓柱恰好相切；受載荷后，軸產(chǎn)生彎曲變形，軸上的齒輪也就隨之偏斜，這就使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均勻。當(dāng)然，軸的扭轉(zhuǎn)變形，軸承、支座的變形以及制造、裝配的誤差也是使齒面上

15、載荷分布不均勻的因素。計(jì)算輪齒強(qiáng)度時，為了計(jì)及齒面上載荷沿接觸線分布不均勻的現(xiàn)象，通常用系數(shù)來表征齒面上載荷分布不均勻的程度對輪齒強(qiáng)度的影響。根據(jù)，7級精度，由動載系數(shù)表，查得動載系數(shù)直齒輪，假設(shè)，由表查得查得使用系數(shù)=17級精度，齒輪相對于支撐非對稱布置時，將數(shù)據(jù)代入后得由， 查表可以得 故載荷系數(shù)為：（6）按照實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：（）計(jì)算模數(shù) .按照齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值：查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查得彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù)：查取齒形系數(shù) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 計(jì)算齒輪的的數(shù)值：=設(shè)計(jì)計(jì)算

16、：對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可以取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按照接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算齒輪的齒數(shù)： .幾何尺寸計(jì)算.計(jì)算分度圓直徑 ： .計(jì)算中心距 .計(jì)算齒輪的寬度 第五章改向箱軸的強(qiáng)度計(jì)算.受力計(jì)算1. 改向箱軸即軸，通過前面的計(jì)算可以得到如下的數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)速， 傳遞的功率該軸上齒輪分度圓直徑， 傳遞的轉(zhuǎn)矩圓周力：徑向力 ：軸向力： .初步確定軸的最小直徑按照公式初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取=70，于

17、是得 此軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選擇聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)，選用十字軸萬節(jié)聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸-，半聯(lián)軸器的長度82，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)工藝性是制軸的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)方便加工和裝配軸上的零件并且生產(chǎn)效率高，成本低，一般地說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好，因此，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化，為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出倒角，需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽，為了減少裝夾工件的時間，同一軸上不同軸段的鍵槽應(yīng)布置在軸

18、的同一母線上，為了減少加工刀具種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑的相近處的圓角、倒角、鍵槽寬度和退刀槽寬度、砂輪越程槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。.擬定軸上的裝配方案軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，對軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用，所謂的裝配方案就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互的關(guān)系。改向箱軸的裝配方案是：齒輪、套筒、右端軸承、軸承端蓋、半聯(lián)軸器、軸端擋圈，依次從軸的右端向左端安裝，左端安裝套筒、左端軸承、軸承端蓋、半聯(lián)軸器、軸端擋圈。軸上零件的定位：此改向箱軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸承端蓋、軸端擋圈等來保證的。齒輪的左端是利用軸肩定位，此定位方便可靠；齒輪的右端

19、用套筒定位，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，具有結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠等優(yōu)點(diǎn)，用軸端擋圈固定半聯(lián)軸器，可以承受較大的軸向力。軸承端蓋用螺釘與改向箱體聯(lián)接，而使軸承的外圈得到軸向定位。.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度.確定軸的各段直徑和長度：為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端制出一軸肩。-段軸上安裝滾動軸承，初選滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，而且軸的轉(zhuǎn)速不高，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的，其尺寸為，故-段軸直徑取安裝齒輪處的軸段-的直徑，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已求得齒輪

20、輪轂寬度為 ，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取軸段-的長度為（1） 齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，長度為（2） 軸承端蓋的總寬度為 ，套筒寬，軸承端蓋的最外圓直徑為（3） 軸段-和軸段-的尺寸與左端的相同，大致曾對稱。.軸上零件的圓周定位：齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。根據(jù)安裝齒輪處的軸段-的直徑，由手冊查得平鍵截面，鍵槽用鍵銑刀加工，長為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見），同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為半聯(lián)軸器與軸的配合。滾動軸承與軸的周向定位上借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。取軸

21、端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，在根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面。該截面的相關(guān)計(jì)算如下：.水平方向的支持反力分別為， （1） 由左邊兩個式子可以得出：（2） ， . 垂直方向的支持反力分別為， （1） （2） 由上邊兩個式子（1）、（2）可以得出：， .扭矩 ： .彎矩： .總彎矩：.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力，為了考慮兩者循環(huán)

22、特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算應(yīng)力為： 公式中的彎曲應(yīng)力為稱循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時， 取;當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，；軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：公式中 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 軸所受到的彎矩，單位為 軸所受到的扭矩，單位為 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力取，軸的計(jì)算應(yīng)力為：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=60，因此，所以，安全。.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度.判斷危險(xiǎn)截面截面、，只受到扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩以及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截

23、面、均無需要校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面和處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受到載荷的情況來看，截面上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中的影響和截面的相近，但截面截面不受到扭矩的作用，同時軸徑也比較大，故不必作強(qiáng)度校核。截面上雖然應(yīng)力大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合以及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面也不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需要校核截面左右兩側(cè)即可。.截面的右側(cè)：抗彎截面系數(shù): 抗扭截面系數(shù): 截面的右側(cè)彎矩為： 截面上的扭矩為： 截面上彎曲應(yīng)力為： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理查得， ， 截面上由于軸肩而

24、形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)和可以由相應(yīng)的表格查取。因， ，經(jīng)過插值后可以查得:，查得軸的材料的敏性系數(shù)為： 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由公式計(jì)算得： 查得尺寸系數(shù) 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按照磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為:軸未經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，即根據(jù)公式計(jì)算得到綜合系數(shù)數(shù)值為：查得碳鋼的特性系數(shù)： 取 取于是，計(jì)算安全系數(shù)值，故可知安全。.截面的左側(cè)：抗彎截面系數(shù): 抗扭截面系數(shù): 截面的右側(cè)彎矩為： 截面上的扭矩為： 截面上彎曲應(yīng)力為： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： 過盈配合處的值，用插值法求出，并取，于是得： 軸按照磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為故得綜合系數(shù)為：所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為：故該軸在截面左側(cè)的強(qiáng)度也是足

25、夠的。第六章經(jīng)濟(jì)性分析 在機(jī)械生產(chǎn)加工的過程中，經(jīng)濟(jì)性一直都是追求的目標(biāo)，力求用最少的投資獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。加工廢舊輪胎的此鏟平機(jī)的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：.從選材方面：合適地選擇各零件的材料可以降低耗材的成本。.從設(shè)計(jì)方面和從加工方面：選擇合理而又快速的設(shè)計(jì)方法這樣可以縮減機(jī)床的設(shè)計(jì)周期；機(jī)床的零件加工是很重要的一個環(huán)節(jié)，它直接影響著機(jī)床的精度，除此之外，許多的零件機(jī)構(gòu)都比較復(fù)雜，對它們進(jìn)行加工時一般都采用數(shù)控機(jī)床來加工，它可以降低工人師傅的勞動強(qiáng)度、節(jié)省加工時間等等。在鏟平機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，大多數(shù)采用的是標(biāo)準(zhǔn)件的螺釘、螺母和螺栓等，購買方便，特殊加工的零件少，因此，采用標(biāo)準(zhǔn)件要比特殊加工

26、的零件更經(jīng)濟(jì)。論文中對機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，這樣可以在設(shè)計(jì)的同時還可以將每個零件進(jìn)行應(yīng)力分析，以確定所選擇的材料的尺寸是否合理，這樣做既直觀又簡單；對于機(jī)床中各主要零件的設(shè)計(jì)中，在選材方面都是在滿足了設(shè)計(jì)要求及其強(qiáng)度要求下，而選擇材料這樣很好地減少了材料的浪費(fèi)；在設(shè)計(jì)方面也是盡可能地簡化零件的結(jié)構(gòu)，在機(jī)床的整體設(shè)計(jì)上比較起以前的機(jī)床機(jī)構(gòu)更加簡單些；這樣能很好地縮短零件的加工時間。整臺機(jī)床的設(shè)計(jì)成本及其設(shè)計(jì)周期比以前的設(shè)計(jì)都得到了降低。鏟平機(jī)是廢舊輪胎回收利用過程中的一種加工設(shè)備，在目前能源日趨緊張的形廢輪胎勢下，鏟平機(jī)對廢輪胎回收利用不僅可以節(jié)約資源、能源，對于保護(hù)環(huán)境具有重要的意義，還可以由

27、“廢物”變?yōu)椤皩毼铩保?這些都將帶來可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 第七章綠色設(shè)計(jì)與生產(chǎn).綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景自20世紀(jì)70年代以來，工業(yè)污染所導(dǎo)致全球性環(huán)境惡化達(dá)到了前所未有的程度，生態(tài)危機(jī)日益嚴(yán)重，人們不得不重視這種環(huán)境污染的現(xiàn)實(shí)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡標(biāo)有“綠色標(biāo)志”的產(chǎn)品，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用、回收的整個過程符合環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極小，可以實(shí)現(xiàn)資源的再生與回收，這中產(chǎn)品大大地提高了在國際市場的競爭力。與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比，我國工業(yè)的技術(shù)水平還有較大的差距，工業(yè)產(chǎn)品還存在著資源和原料消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、國際市場競爭能力相對較弱等問題。為了解決上述問題的

28、可行途徑，就是通過綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)，大力發(fā)展綠色產(chǎn)品，盡可能減少對環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)，全面提高產(chǎn)品的競爭力。. 綠色產(chǎn)品的含義和優(yōu)點(diǎn)綠色設(shè)計(jì)是由綠色產(chǎn)品的誕生所引伸的一種設(shè)計(jì)技術(shù)。因而，要進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，首先有必要弄清什么樣產(chǎn)品是綠色產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品有何特點(diǎn)，以便于采取一定的方法和手段去設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品。.綠色產(chǎn)品的含義 綠色產(chǎn)品是相對傳統(tǒng)產(chǎn)品而言的，至今還沒有權(quán)威性的定義，為了便于對綠色產(chǎn)品的認(rèn)識給出如下一些定義：1）綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護(hù)為核心概念而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的、可以拆卸和分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后可以重新里利用。2）綠色產(chǎn)品是將重點(diǎn)放在減少部件，使原材料使用合理化并能進(jìn)

29、行回收處理的產(chǎn)品。3）綠色產(chǎn)品是指從生產(chǎn)到使用乃至回收的整個過程都符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害小，以及可以再生或回收、循環(huán)、再利用的產(chǎn)品。4）綠色產(chǎn)品是指其使用壽命完結(jié)時，部件可以翻新和重新里利用的產(chǎn)品。從上述定義可以看出綠色產(chǎn)品是指在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，包括原材料制備、設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、回收、再用或再生過程，能節(jié)約資源和能源，對生態(tài)環(huán)境無危害或少危害，且對生產(chǎn)者及是使用者具有良好保護(hù)性的產(chǎn)品。.綠色產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)：1）優(yōu)良的環(huán)境友好性。即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄回收處理的各個環(huán)節(jié)都對環(huán)境無害或危害甚小。這就要求企業(yè)在生產(chǎn)過程中選用清潔的原料、清潔的工藝過程，生產(chǎn)出清潔的

30、產(chǎn)品；使用產(chǎn)品時不對使用者造成危害；報(bào)廢產(chǎn)品在回收處理過程中很少產(chǎn)生廢棄物。2）最大限度地利用材料資源。綠色產(chǎn)品盡量減少材料使用量，減少使用材料的種類，特別是稀有昂貴材料及有毒、有害材料。這就要求設(shè)計(jì)產(chǎn)品時，在滿足產(chǎn)品基本功能的條件下盡量簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，合理選用材料，并使產(chǎn)品中零件材料能最大限度的再利用。3）最大限度地節(jié)約能源。綠色產(chǎn)品在其生命周期的各個環(huán)節(jié)所消耗的能源最少，能源的節(jié)約本身也是很好的環(huán)境保護(hù)手段。.綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.綠色設(shè)計(jì)的描述與建模 準(zhǔn)確全面地描述綠色，建立系統(tǒng)的綠色產(chǎn)品評價模型是綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。.綠色設(shè)計(jì)的材料選擇 綠色設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員改變傳統(tǒng)的選材程序和步驟，選材時不僅

31、要考慮產(chǎn)品的使用要求和性能，還應(yīng)考慮環(huán)境約束準(zhǔn)則，同時必須了解材料對環(huán)境的影響，選用無毒、無污染材料，選用易回收、可重用、易降解材料。.面向拆卸性設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多考慮產(chǎn)品的裝備性，很少考慮產(chǎn)品的可拆卸性。綠色設(shè)計(jì)要求把可拆卸作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)評價準(zhǔn)則，使產(chǎn)品在報(bào)廢以后其零部件能夠高效地、不加破壞地拆卸，有利于零部件的重新利用和材料的循環(huán)再生，達(dá)到節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的目的。產(chǎn)品類型千差萬別，不同產(chǎn)品的拆卸性設(shè)計(jì)不盡相同?？傮w上，可拆卸性設(shè)計(jì)的原則包括：1）實(shí)現(xiàn)零件的多功能性，減少拆卸工作量；2）避免有相互影響的材料組合，避免零件的污損；3）易于拆卸，易于分離；4）實(shí)現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列

32、化、模塊化，減少零件的多樣性。.產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì) 可回收性設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)是要充分考慮產(chǎn)品的各零部件回收再用的可能性、回收處理方法回收費(fèi)用等問題，達(dá)到節(jié)省材料、節(jié)約能源，盡量減小環(huán)境污染的目的?？苫厥招栽O(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：（1）可回收材料的識別及標(biāo)志（2）回收處理工藝方法（3）可回收性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）可回收性的經(jīng)濟(jì)分析與評價可回收性設(shè)計(jì)主要原則有：）避免使用有害于環(huán)境及人體的材料2）減少產(chǎn)品所使用的材料種類3）避免使用與循環(huán)利用過程不相兼容的材料或零件4）使用便于重用的材料5）使用可重用的零部件.綠色產(chǎn)品的成本分析 與傳統(tǒng)成本分析不同，綠色產(chǎn)品成本分析應(yīng)考慮污染物的處理成本、產(chǎn)品拆卸成本、重復(fù)利用

33、成本、環(huán)境成本等，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境質(zhì)量雙贏的目的。.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫是一個龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫對綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程起到舉足輕重的作用。數(shù)據(jù)庫包括產(chǎn)品全生命周期中環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的一切數(shù)據(jù)，如材料成分、各種材料對環(huán)境的影響、材料自然降解周期、人工降解時間、費(fèi)用，以及制造、裝備、銷售、使用過程中所產(chǎn)生的附加物數(shù)量及對環(huán)境的影響，環(huán)境評估準(zhǔn)則所需的各種判斷標(biāo)準(zhǔn)等。.綠色設(shè)計(jì)的原則與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，綠色設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下的設(shè)計(jì)原則：（）“零污染”原則 綠色設(shè)計(jì)應(yīng)徹底拋棄傳統(tǒng)的“先污染、后治理”的治理環(huán)境方式。應(yīng)實(shí)施“預(yù)防為主、治理為輔”的環(huán)境保護(hù)策略。因此，設(shè)計(jì)時就必須充分考

34、慮如何消除污染源，盡可能地做到零污染。（）“零損害”原則 綠色設(shè)計(jì)應(yīng)該確保產(chǎn)品在生命周期內(nèi)對勞動者（生產(chǎn)者和使用者）具有良好的保護(hù)功能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時不僅要從產(chǎn)品的制造、使用、質(zhì)量、可靠性等方面保護(hù)勞動者，而且還要從人技工程學(xué)和美學(xué)角度，避免對人們的身心健康造成危害，力求將損害降到最低程度。（）技術(shù)先進(jìn)原則 要使產(chǎn)品成為綠色產(chǎn)品，必須采用最先進(jìn)的技術(shù)。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)及時了解相關(guān)領(lǐng)域的新進(jìn)展，發(fā)揮創(chuàng)造性，使產(chǎn)品具有良好的市場競爭力。（）能量消耗最少原則 在選用能源類型時，應(yīng)盡可能選用太陽能、風(fēng)能等清潔、可再生的一次能源，而不是汽油等不可再生的二次能源，以有效地緩解能源危機(jī)；從設(shè)計(jì)上力求產(chǎn)品整個生命周

35、期循環(huán)中能源消耗最少，減少能源的浪費(fèi)。（）資源最佳利用原則 包含兩個方面內(nèi)容：1）在選用資源時，應(yīng)從可持續(xù)發(fā)展的觀念出發(fā)，考慮資源的再生能力和跨時段配置問題，才不致由于資源不合理使用而加劇有限資源的枯竭，盡可能使用可再生資源；2）在設(shè)計(jì)時可能保證所選用資源在產(chǎn)品的整個生命周期中得到最大限度的利用。（6）生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則 綠色設(shè)計(jì)不僅要考慮產(chǎn)品所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，還要從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，考慮產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的環(huán)境行為對生態(tài)環(huán)境和社會所造成的影響。綠色產(chǎn)品生產(chǎn)者不僅要取得好的經(jīng)濟(jì)效益，也要取得良好的環(huán)境效益。人類社會的發(fā)展，特別是工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)和城市規(guī)模的擴(kuò)大，造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資

36、源枯竭，已經(jīng)嚴(yán)重危機(jī)人類的生存和可持續(xù)發(fā)展。未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)著眼于設(shè)計(jì)出健康、保健、安全和易于操作的設(shè)備或產(chǎn)品，使這些設(shè)備或產(chǎn)品的零部件易于取代和重復(fù)使用，盡量節(jié)約資源和能源，減少對環(huán)境的污染。綠色設(shè)計(jì)順應(yīng)了歷史發(fā)展趨勢，強(qiáng)調(diào)了資源的有效利用，減少廢棄物排放，追求生命周期中對環(huán)境污染的最小化，對生態(tài)環(huán)境的無害化。所以鏟平機(jī)在整個生產(chǎn)周期中應(yīng)遵循綠色生產(chǎn)原則，極大的減少對環(huán)境的污染，走可持續(xù)發(fā)展的道路。結(jié)論兩個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對四年所學(xué)全部機(jī)械專業(yè)知識的驗(yàn)收，對知識的綜合運(yùn)用能力的一種鍛煉，是大學(xué)整個教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，通過這個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以使我們把所學(xué)專業(yè)理論知識與實(shí)踐生產(chǎn)加工相結(jié)合，在畢業(yè)

37、設(shè)計(jì)的過程中分析實(shí)際問題，解決實(shí)際問題，逐步提高實(shí)際工作能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，一方面是檢驗(yàn)四年來的學(xué)習(xí)，對所學(xué)機(jī)械專業(yè)知識的做進(jìn)一步的鞏固，及時彌補(bǔ)知識掌握不扎實(shí)和空缺的地方，是對自身綜合能力的再提高的過程。令一方面是培養(yǎng)我們一種獨(dú)立從事科學(xué)研究的方法和工作能力，進(jìn)一步提高我們的工藝，工裝水平，使我們學(xué)的知識系統(tǒng)化，條理化，為將來的工作奠定一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是鏟平機(jī)的設(shè)計(jì)，它是廢舊輪胎回收利用中進(jìn)行機(jī)械加工的重要設(shè)備，目前,在國內(nèi)外是屬于綠色產(chǎn)品的加工設(shè)備，鏟平機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,所加工的廢舊輪胎范圍比較廣泛, 因此,鏟平機(jī)在未來的廢舊輪胎的回收利用中將起著非常大作用，在國內(nèi)有

38、著廣闊的發(fā)展前景。致謝兩個多月緊張而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)下，現(xiàn)在已經(jīng)圓滿的完成了。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,翻閱了大量機(jī)械專業(yè)方面的設(shè)計(jì)資料，使自己的機(jī)械專業(yè)水平得到了很大的提高，繪圖能力和查閱工具書的能力也得到鍛煉，把以前所學(xué)的理論知識綜合運(yùn)用的實(shí)踐生產(chǎn)中，也使自己了解到做一名工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的素質(zhì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,得到了指導(dǎo)老師-宋勝偉老師的耐心指導(dǎo)和幫助，不斷幫我解決在設(shè)計(jì)過程中所遇到的各種問題,使得畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。在此，我向宋老師表示由衷的感謝！在雞西實(shí)習(xí)的過程中,得到孫桂蘭老師的熱情幫助, 在此，我向?qū)O老師表示由衷的感謝！此外，在設(shè)計(jì)的過程中，也得到了其它老師及

39、其同學(xué)的熱情幫助，在此一并致以衷心的感謝！由于本人的知識和經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)中難免會存在不足之處，敬請老師批評指正。參考文獻(xiàn)1 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編,濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì). m 第七版.北京:高等教育出版社,20012 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/第一卷. m 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20023 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/第二卷. m 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20024 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/第三卷. m 第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20025 劉鴻文主編.材料力學(xué). m 第四版.北京:高等教育出版社,20046 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編,孫

40、爰桓,陳作模主編.機(jī)械原理. m 第六版.北京:高等教育出版社,20017 李文雙,于信偉,蘇發(fā)主編.機(jī)械制造工程學(xué). m 哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,20048 孫明主編.機(jī)械工程基礎(chǔ)/上. m 哈爾濱:黑龍江人民出版社,20009 雷宏主編.機(jī)械工程基礎(chǔ)/下. m 哈爾濱:黑龍江人民出版社,200010 施平主編.機(jī)械工程專業(yè)英語. m 第五版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,200311 吳宗澤，羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. m北京：高等教育出版社，200112 榮涵銳主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡明圖冊. m 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,200513 王旭,王積森主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)

41、計(jì). m 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200314 機(jī)械工程手冊,電機(jī)工程手冊編輯委員會編.機(jī)械工程手冊. m第五卷,機(jī)械設(shè)計(jì)(二).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,198215 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/上冊第一分冊. m 第二版(修訂). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,198716機(jī)械設(shè)計(jì)手冊/上冊第二分冊. m 第二版(修訂). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,198717 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. m 第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200318龔桂義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊. m 第三版. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,200319.王旭,王積森主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). m 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200320. 唐蓉城 陸玉主編

42、機(jī)械設(shè)計(jì) m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1993.521. 孔凌嘉 王曉力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) m 北京：北京理工大學(xué)出版社 2006.2.122. 胡家秀主編 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.523. 黃凱等主編 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 m 北京：國防工業(yè)出版社 1993.824. 邱宣懷主編 機(jī)械設(shè)計(jì) m 第四版 北京：高等教育出版社 1992.325. 徐灝主編 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 上冊 m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995.3 生產(chǎn)膠粉廢舊輪胎回收利用的方向 摘要：隨著橡膠工業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊輪胎、橡膠制品及其邊角廢料也不斷增多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年僅輪胎報(bào)廢量就不少

43、于150萬噸，并以每年10的速度遞增。由于不能得到綜合利用，大多成為工業(yè)垃圾，既浪費(fèi)了大量的可用資源，又造成了環(huán)境污染。關(guān)鍵詞：膠粉 隔音壁隨著橡膠工業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊輪胎、橡膠制品及其邊角廢料也不斷增多，據(jù) 統(tǒng)計(jì)，我國每年僅輪胎報(bào)廢量就不少于150萬噸，并以每年10的速度遞增。由于不能得到綜合利用，大多成為工業(yè)垃圾，既浪費(fèi)了大量的可用資源，又造成了環(huán)境污染。長期以來，應(yīng)用最廣泛的處理廢舊橡膠和廢舊輪胎的方法是制造再生橡膠，但這種方法存在耗能高、勞動強(qiáng)度大、效率低，污染嚴(yán)重等問題。 自七十年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在廢舊橡膠的二次利用方面有了很大的發(fā)展。尤其是九十年代以來，相繼研究出常

44、溫和低溫粉碎工藝制造微細(xì)硫化膠粉的方法并形成規(guī)模生產(chǎn)。這種精細(xì)膠粉(80-120目)是一種重要的添加劑。例如，將精細(xì)膠粉添加到天然橡膠中(一般橡膠制品的摻入量可達(dá)50)，可提高膠粉的靜態(tài)性能，耐疲勞等動態(tài)性能。在德國，輪胎制品中加入20的膠粉，可提高其耐磨性，延長輪胎的使用壽命，膠粉越細(xì)，提高的幅度越大。膠粉的價格只有天然橡膠的1/3一1/2，由此可大大地降低輪胎成本。精細(xì)膠粉還可以添加到塑料中，生產(chǎn)出來的橡塑材料，強(qiáng)度高、耐磨、彈性好、擴(kuò)大了塑料的應(yīng)用范圍。在傳統(tǒng)的建筑材料中添加精細(xì)膠粉，可生產(chǎn)出防震、防裂、防漏、耐用的新品建材。 雖然目前利用廢舊輪胎有翻新利用、切碎做燃料用于發(fā)電、化學(xué)裂解

45、回收炭黑和燃料油、制成膠粒等多種途徑，但國際上越來越趨向于利用廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉。因?yàn)橄鹉z粉有著不可替代的優(yōu)勢。后者沒有再生膠生產(chǎn)所帶來的污染，也沒有其他二次污染。橡膠粉最神奇的地方在于，可使廢舊輪胎的利用率達(dá)到100，可以循環(huán)使用，是真正的循環(huán)利用并且可持續(xù)發(fā)展。美國的高速公路敷路材料中，規(guī)定必須在瀝青中添加25以上的膠粉，可以防凍、防滑、防水塌陷，并增強(qiáng)路面的靜態(tài)及動態(tài)強(qiáng)度，大大提高路面的承載能力(約4倍)。 目前我國在精細(xì)膠粉生產(chǎn)方面還處于落后狀態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國大小再生膠企業(yè)近500家，總生產(chǎn)能力達(dá)70萬噸，產(chǎn)量約30萬噸以上，居世界首位。我國膠粉生產(chǎn)廠家大約有40多家，總產(chǎn)量約5萬

46、噸，其生產(chǎn)和應(yīng)用總體落后，再生橡膠尚處于主導(dǎo)地位。 按照汽車工業(yè)“九五”規(guī)劃綱要，汽車工業(yè)將逐步發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，與之配套的輪胎生產(chǎn)也將迅猛發(fā)展，這就給膠粉市場帶來了巨大的發(fā)展?jié)摿?，?jù)調(diào)查，僅山東省的輪胎生產(chǎn)企業(yè)，每年所需膠粉在萬噸以上，而目前基本依靠進(jìn)口解決。同時隨著膠粉在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，其市場前景是極其廣闊的。 我國廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉技術(shù)的發(fā)展: 我國膠粉生產(chǎn)始于80年代后期。1989年我國首次組團(tuán)赴德國考察橡膠利用情況?！鞍宋濉币?guī)劃中由青島化工學(xué)院與山東高密再生膠廠、航空航天部第609研究所合作，承擔(dān)原化工部下達(dá)的“低溫冷凍法生產(chǎn)微細(xì)膠粉及其應(yīng)用研究”的攻關(guān)項(xiàng)目，冷凍采用渦輪空氣膨

47、脹法，并于1993年通過鑒定。此后中國科學(xué)院低溫工程中心、北京航空航天大學(xué)也開展了這方面研究工作。這期間，一些原生膠生產(chǎn)廠家利用粉研后的粗膠粉(40目左右中間產(chǎn)品)，經(jīng)活化處理生產(chǎn)數(shù)量不多的活化膠粉；同時，河北、江蘇、遼寧、廣東、山東、浙江等一些地區(qū)先后從美國、意大利、法國、德國等國家的不同公司引進(jìn)10條以上生產(chǎn)線及單機(jī)設(shè)備，使我國膠粉生產(chǎn)開始起步，但這些生產(chǎn)線多采用常溫法生產(chǎn)，幾乎都只能生產(chǎn)粗膠粉和細(xì)膠粉(60目)。為此，國內(nèi)一些機(jī)械設(shè)備制造廠也開始研制采用常溫制備微細(xì)膠粉的設(shè)備。1996年以后，大連、江陰、無錫、珠海、嵊州、山西等地相繼試制出了橡膠粉碎機(jī)并進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)，1998年深圳東部

48、集團(tuán)建設(shè)了常溫膠粉生產(chǎn)，1999年珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)精業(yè)機(jī)電技術(shù)研究所和青島綠葉橡膠有限公司研制成功了液氮冷凍法（型微細(xì)膠粉生產(chǎn)線），為我國制造微細(xì)硫化膠粉又提供了成套設(shè)備，可以預(yù)見未來的微細(xì)膠粉生產(chǎn)將會有較大的發(fā)展。 常溫輥壓法在我國普遍使用。就生產(chǎn)總量來說，我國的廢膠粉碎生產(chǎn)尚以常溫輥軋法為主。一般采用雙溝輥粗碎、雙光輥或光輥細(xì)碎。在小型企業(yè)有的采用溝光輥同時進(jìn)行粗碎和細(xì)碎，當(dāng)然這樣做投資少、占地小，但設(shè)備安全和產(chǎn)量均會受到限制。國外的粗碎機(jī)一般都比國內(nèi)設(shè)備大，生產(chǎn)效率高。 近年來國內(nèi)開發(fā)了一種新型盤工粉碎機(jī)，以剪切研磨為原理，齒盤耐磨，工作壽命較長，可將粒度毫米以下廢膠塊一次粉碎成粒度目以上。

49、經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，一定粒度的膠粉在一定性能要求下，膠粉的摻用量受到較大限制。要提高廢舊橡膠利用價值，就得對膠粉進(jìn)行改性。膠粉用各種表面處理方法改性，制成活性膠粉，不但大幅度提高摻用量，而且拉伸應(yīng)用、疲勞生熱、耐撕裂性、耐磨耗性都有提高?；钚阅z粉技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大了膠粉代替部分生膠的應(yīng)用，改善了膠料加工性，保持了摻用量膠料的性能，減少了產(chǎn)品性能損失，同時摻用過程不需要大量投資。 目前活性膠粉有三種生產(chǎn)方法：機(jī)械化學(xué)法、單體、聚合物涂層法和輻射法。我國國內(nèi)采用機(jī)械化學(xué)法生產(chǎn)活性膠粉有了長足的進(jìn)步，在輻射法生產(chǎn)丁基再生膠和膠粉方面取得了成果，在涂層包復(fù)技術(shù)方面做了大量工作。機(jī)工化學(xué)法以其操作簡單、成本低、

50、污染小、能耗低而成為國內(nèi)外活性膠粉生產(chǎn)的主要方法。中科院大連化學(xué)物理研究所也研制出催化劑829、改性劑869。國內(nèi)用單體、聚合物處理制造活性膠粉較引人注目的是華南理工大學(xué)用5份酚醛樹脂處理粒徑為0.6(30目)的膠粉。據(jù)分析酚醛樹脂與硫化膠粉形成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時酚醛樹脂與基質(zhì)膠相互擴(kuò)散，產(chǎn)生共交聯(lián)使界面層保持了較好的粘合，構(gòu)成了穩(wěn)定的多相體系。 廢舊橡膠(輪胎)常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線: 以廢舊橡膠（輪胎）常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線為主的浙江綠環(huán)橡膠粉體工程有限公司已經(jīng)在浙江嵊州市成立。公司由浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司、浙江天堂硅谷創(chuàng)業(yè)投資有限公司和嵊州市綠環(huán)機(jī)械制造有限公司聯(lián)合投資創(chuàng)建。公司

51、將累計(jì)投資1.5億元建成國內(nèi)最大規(guī)模的廢舊輪胎常溫精細(xì)粉碎設(shè)備生產(chǎn)基地及年產(chǎn)2萬噸的精細(xì)橡膠粉加工示范生產(chǎn)線，并以此為中心，形成廢舊輪胎回收處理、深加工及再生利用產(chǎn)業(yè)鏈的國家級工業(yè)園區(qū)。新創(chuàng)建的浙江綠環(huán)公司所擁有的成套生產(chǎn)線主要是由豐利公司引進(jìn)德國技術(shù)研發(fā)的“廢舊輪胎前處理設(shè)備”和綠環(huán)公司自主開發(fā)的“xjf型廢舊橡膠常溫法精細(xì)粉碎設(shè)備”相配套而成，開創(chuàng)了在常溫條件下將廢舊輪胎整胎工業(yè)化批量生產(chǎn)60-200目精細(xì)膠粉的先例。 該常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中僅需配備相應(yīng)的供電裝置和水源就可以在常溫下將廢舊輪胎整胎粉碎到40200目的精細(xì)膠粉，不但能使廢舊輪胎面膠和鋼絲、簾布脫離，從而減少了

52、制造膠粉的工作量和脫絲分離工序，并可提高鋼絲的利用價值，降低生產(chǎn)成本，從技術(shù)上保證了膠粉的純度，而且生產(chǎn)過程無任何的二次污染。整條生產(chǎn)線具有設(shè)備配置合理、出膠率高、使用壽命長、動力消耗低、噪音低和自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到甚至超過了國外的低溫冷凍粉碎生產(chǎn)線，也優(yōu)于目前國內(nèi)剛剛開發(fā)成功的空氣渦輪冷卻制冷膠粉生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)備投資僅低溫冷凍粉碎生產(chǎn)線的1/8左右，生產(chǎn)成本僅1/3。 該常溫法精細(xì)膠粉成套生產(chǎn)線主要由內(nèi)圈切割機(jī)、內(nèi)圈搓膠機(jī)、整胎破碎機(jī)、橡膠鋼絲分離機(jī)、破膠機(jī)、纖維分離機(jī)、精碎機(jī)、分級機(jī)、自動稱量包裝系統(tǒng)、動力配電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)以及相關(guān)輔助設(shè)備組成。其主要工作原理及生產(chǎn)

53、流程：廢輪胎 內(nèi)圈切割機(jī) 整胎破碎機(jī) 橡膠鋼絲分離機(jī) 橡膠鋼絲分離機(jī) 破膠機(jī) 精碎機(jī) 空分機(jī) 包裝機(jī) 成品。 在生產(chǎn)作業(yè)中，所有電器動力都可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并對全程開、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行自動設(shè)定，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的高可靠性運(yùn)轉(zhuǎn)；工作中需要的冷卻水可循環(huán)使用；設(shè)有超細(xì)粉塵收集系統(tǒng)對整條生產(chǎn)線進(jìn)行粉塵收集，真正做到“一塵不染”。生產(chǎn)線具有工藝路線先進(jìn)，聯(lián)動化、自動化程度高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高以及噪音低、無污染等特點(diǎn)，為我國常溫生產(chǎn)精細(xì)膠粉走出了一條符合中國國情的新路子。 廢舊輪胎生產(chǎn)膠粉的市場利用空間： 最近兩年，膠粉工業(yè)已蓬勃發(fā)展，有關(guān)專家指出，膠粉工業(yè)代表著廢舊輪胎資源綜合利用的發(fā)展方向，

54、一定會有廣闊的市場前景。然而值得注意的是，膠粉工業(yè)形成伊始便陷入了一種有價無市的局面。究其原因，主要是膠粉的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)嚴(yán)重滯后。為此，專家們建議，膠粉工業(yè)當(dāng)前的關(guān)建問題是要以市場需求為導(dǎo)向，以開發(fā)應(yīng)用技術(shù)為手段，鞏固和培育五大市場： 1、輪胎市場 早在1953年，美國就把一定粒徑的膠粉用于輪胎生產(chǎn)。1989年，青島橡膠二廠在國內(nèi)首家將膠粉直接用于輪胎生產(chǎn)。1995年，膠粉應(yīng)用在原化工部重點(diǎn)廠家和一些中小企業(yè)中普及，僅69家重點(diǎn)廠在其生產(chǎn)的1870萬條輪胎中摻用的膠粉就達(dá)1.7萬噸。由于天然橡膠價格下降，膠粉質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，1996年后膠粉在輪胎生產(chǎn)中的應(yīng)用出現(xiàn)滑坡，1999年起又開始回升。目前，中科進(jìn)公司等企業(yè)生產(chǎn)的80目以上胎面膠粉已開始取代40目、60目活化膠粉，直接應(yīng)用于輪胎的生產(chǎn)，效果很好?！拜喬ナ袌觥毙柽M(jìn)一步鞏固和拓展。 2、橡膠磚市場 自1995年我國臺灣省廠商的橡膠磚制品在北京展覽館展出后，北京、紹興、福州、南京等地陸續(xù)辦廠。1999年6月中國化工報(bào)關(guān)于遼