X（S）M-1全液壓式實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)加料、壓料及傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)

1、前言在19世紀(jì)初期開始,膠料的塑煉和混煉主要靠開煉機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn).由于開煉機(jī)塑煉混煉膠料存在質(zhì)量差、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度工作環(huán)境惡劣等一系列問(wèn)題。為了克服這一系列的問(wèn)題密煉機(jī)慢慢出現(xiàn)。隨著高分子材料的飛速開展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，密煉機(jī)的用途越來(lái)越廣泛，主要用于橡膠的塑煉及混煉，還可以用于塑料、瀝青等其它高分子材料的混合以及橡塑共混等，由于其獨(dú)特的優(yōu)越性，已經(jīng)成為橡塑工業(yè)中最關(guān)鍵的混煉設(shè)備之一。自密煉機(jī)產(chǎn)生以后，在混煉過(guò)程中顯示了它一系列的優(yōu)點(diǎn)：混煉時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，操作容易，較好的克服粉塵飛揚(yáng)，減少配合劑的損失，改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等。隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)橡膠混煉的要求越來(lái)越高，迫切要求對(duì)原

2、來(lái)的舊機(jī)臺(tái)進(jìn)行更新?lián)Q代，對(duì)舊的密煉機(jī)技術(shù)進(jìn)行提高和完善。隨著世界橡膠工業(yè)的全面復(fù)蘇及輪胎工業(yè)的全面崛起，于是密煉機(jī)正向著密煉室容量大型化、主電機(jī)大功率，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高速化，多級(jí)化或無(wú)級(jí)化的方向開展。一種作為研制開發(fā)作用的小型實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)的出現(xiàn)勢(shì)在必行，其為各種密煉機(jī)的開展演示起著至關(guān)重要的作用。X(S)M-1全液壓式實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)就是順應(yīng)密煉機(jī)開展，功能演示的一種高性能的密煉機(jī)。其具有橡塑共混，同步高速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，尺寸比擬小結(jié)構(gòu)比擬緊湊，主要適用于實(shí)驗(yàn)室等良好的環(huán)境的場(chǎng)合下，尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的眾多優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)總結(jié)了X(S)M-1全液壓式實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論依據(jù)，設(shè)計(jì)機(jī)臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)

3、。 本說(shuō)明書主要介紹了X(S)M-1全液壓式實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)的加料壓料裝置、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算，還有有關(guān)的技術(shù)說(shuō)明。 本設(shè)計(jì)力求使機(jī)臺(tái)性能到達(dá)同類機(jī)臺(tái)的先進(jìn)水平。希望所設(shè)計(jì)的機(jī)臺(tái)既能準(zhǔn)確完成既定的工藝生產(chǎn)要求，又能使機(jī)臺(tái)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、壽命等可靠。并注意汲取先前的經(jīng)驗(yàn)，注意創(chuàng)新改良，使機(jī)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形美觀，且能提高生產(chǎn)率和降低能耗，另外，還要考慮加工本錢和維修方便等。機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程：1明確設(shè)計(jì)任務(wù)，制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。2提供方案并進(jìn)行評(píng)價(jià)。3按照選定的方案進(jìn)行各零部件的總體布置，運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和零件工作能力計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制總設(shè)計(jì)圖。3根據(jù)總體設(shè)計(jì)的結(jié)果，考慮結(jié)構(gòu)工藝性等要求，繪出零件工作圖。

4、4審核圖紙。5整理設(shè)計(jì)文件，編寫計(jì)算說(shuō)明書。在整個(gè)設(shè)計(jì)工程中本人查閱了大量的相關(guān)資料，了解了國(guó)內(nèi)外密煉機(jī)的開展過(guò)程和開展趨勢(shì)。同時(shí)學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)所需要的各種設(shè)計(jì)軟件，例如：Auto CAD2004、PCCAD 2004、SolidWorks 2006、proe等。學(xué)會(huì)使用各種工具書，例如：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、橡膠工業(yè)手冊(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)等。熟練使用了各種辦公設(shè)計(jì)軟件，例如：Microsoft Word2003、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版V3.0、北京英科宇機(jī)械工程師等。總結(jié)本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)，以利以后從事這方面的工作，既要掌握一般機(jī)械的設(shè)計(jì)步驟，改善自己的畫圖水平，提高理論知識(shí)水平，加強(qiáng)設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合

5、的能力。1.緒論密煉機(jī)是橡膠工業(yè)的主要設(shè)備之一，主要用于橡膠的塑煉和混煉。作為橡膠機(jī)械行業(yè)的根底設(shè)備，密煉機(jī)還有著廣泛的開展和研究前景，為了適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)和社會(huì)的需要，努力趕超世界先進(jìn)水平，并使設(shè)計(jì)更加合理完善。我們參觀了青島雙星輪胎廠、賽輪子午線輪胎、青島亞?wèn)|橡機(jī)集團(tuán)、青島元通模具廠。密煉機(jī)并參考了大量的文獻(xiàn)和資料，本著高效，節(jié)能，低耗的指導(dǎo)思想，吸收新技術(shù)，兼顧舊機(jī)臺(tái)，設(shè)計(jì)了本實(shí)驗(yàn)小密煉機(jī)，本設(shè)計(jì)主要是加料裝置以及傳動(dòng)裝置。1.1 密煉機(jī)的開展與我國(guó)密煉機(jī)現(xiàn)狀密煉機(jī)的開展概述自密煉機(jī)問(wèn)世以來(lái)，人們?cè)谧非髲?qiáng)化捏煉過(guò)程、提高混煉物料的物理機(jī)械性能和分散度、減輕體力勞動(dòng)、改善工作環(huán)境的同時(shí)，使得密

6、煉機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能也在不斷開展、完善，密煉機(jī)的種類日益增多，用途也愈來(lái)愈廣泛，從密煉機(jī)的開展情況來(lái)看，它可以分為以下幾個(gè)開展階段:第一階段18201875，這一階段也叫密煉機(jī)的早期開展階段。它主要是以英國(guó)倫敦的Thomas Hancock于19世紀(jì)早期18201840設(shè)計(jì)的“單轉(zhuǎn)子密煉機(jī)The Single-Rotor Masticator)和美國(guó)麻省Newburyport的Nathaniel Goodwin公司于1865年創(chuàng)造的“石英碾磨機(jī)The Quartz Mill)以及俄亥俄州的James Barden 和Samuel Crudden于1875年創(chuàng)造的“旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(The Rotary

7、Churn)為代表。在這三種設(shè)備中，“單轉(zhuǎn)子密煉機(jī)主要用于對(duì)橡膠進(jìn)行塑、混煉；而“石英碾磨機(jī)那么主要對(duì)高分子材料進(jìn)行破碎、碾壓。它是一種帶有兩個(gè)非嚙合反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子攪拌器，實(shí)際上可以認(rèn)為它是剪切型密煉機(jī)的前身；“旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)那么是一種帶有兩個(gè)嚙合類似齒輪的轉(zhuǎn)子攪拌器，主要用于生產(chǎn)膏狀的物料，實(shí)際上也可以認(rèn)為它是嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的前身。第二階段18761909，這一階段是建立早期混煉技術(shù)的開展階段。這一階段主要是以德國(guó)的沃爾太堡州的斯圖加特的Fergburger、Paul Pfleiderer和Harmann Werner等人相互合作制造出了五種類型的密煉機(jī)，并申請(qǐng)了五項(xiàng)專利。這幾種類型的密煉機(jī)轉(zhuǎn)

8、子的形狀開始接近于現(xiàn)在的剪切型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的形狀。它們主要用于高分子材料的塑、混煉。第三階段19101915，這一階段也可以認(rèn)為是橡膠工業(yè)密煉機(jī)開展的早期階段。因?yàn)樵?0世紀(jì)的前15年里，橡膠工業(yè)得到了迅速開展，從而對(duì)密煉機(jī)的要求變得十分迫切。橡膠雖屬于高分子材料，但它有獨(dú)特的高彈性，因此其加工必須要配備專用的設(shè)備。在這一時(shí)期，德國(guó)的康斯塔特斯圖加特的魏爾納爾. 普佛萊德瑞公司的F.Kempter在1910、1913、1914年分別創(chuàng)造了三種密煉機(jī)，隨后申請(qǐng)了專利，命名為橡膠密煉機(jī)或橡膠捏煉機(jī)，其轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)不同以前，其突棱是螺旋形的，其前后混煉室不在同一水平上，是傾斜的，WernerPfleid

9、erer將該類型密煉機(jī)簡(jiǎn)稱為GK系列密煉機(jī)。第四階段19161935這一階段是Banbury密煉機(jī)的開展階段，有人把此階段也稱為Banabury時(shí)代，這主要是因?yàn)橄鹉z密煉機(jī)是由Fernley Banbury來(lái)創(chuàng)造創(chuàng)造的。他的專利命名為“加工橡膠和其他高塑性材料的機(jī)器，其主要特點(diǎn):一是轉(zhuǎn)子是有兩條螺旋突棱；二是有了上頂栓。這種新機(jī)器可以說(shuō)是密煉機(jī)工業(yè)一大革命，開創(chuàng)了密煉機(jī)的新紀(jì)元。伯明翰鑄造廠生產(chǎn)這種密煉機(jī)，并命名為本伯里密煉機(jī)Banbury Mixer)，該名一直延續(xù)至今?，F(xiàn)在人們把剪切型橢圓形轉(zhuǎn)子密煉機(jī)稱為本伯里密煉機(jī)。應(yīng)該說(shuō)本伯里密煉機(jī)Banbury Mixer)的創(chuàng)造，促進(jìn)了橡膠工業(yè)的迅

10、速開展。有人認(rèn)為這種新型密煉機(jī)是當(dāng)今密煉機(jī)的始祖。本伯里對(duì)密煉機(jī)的奉獻(xiàn)除了轉(zhuǎn)子外，那就是密煉機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和混煉工藝方法，如上頂栓、卸料門、配料問(wèn)題、混煉室和轉(zhuǎn)子冷卻問(wèn)題、加料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、容量等方面的內(nèi)容。而且對(duì)密煉機(jī)進(jìn)行了不斷的改良設(shè)計(jì)，如轉(zhuǎn)子的止推軸承的設(shè)計(jì)、混煉室耐磨部件的設(shè)計(jì)、上頂栓的設(shè)計(jì)、可拆卸的混煉室的設(shè)計(jì)、快速密煉機(jī)60rpm)等，使密煉機(jī)的結(jié)構(gòu)更加完善。這些結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是當(dāng)今F系列密煉機(jī)的前身，有的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在還繼續(xù)采用。第五階段19361985，這一階段也叫新型密煉機(jī)的開展階段，是密煉機(jī)開展的鼎盛時(shí)期，除了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有較大變化外，在整體結(jié)構(gòu)方面也日趨完善，形成了系列產(chǎn)品

11、，滿足了高聚物合成工業(yè)的迅速開展的需要。第六階段1986現(xiàn)在，這一階段也叫現(xiàn)代階段，是密煉機(jī)技術(shù)開展更加完善的階段。這一時(shí)期，密煉機(jī)的新技術(shù)新成果不斷涌現(xiàn)，從事密煉機(jī)方面研究的單位和人員不斷增加，提出了一系列的混煉理論和新的專利，研究出了許多成果1。 我國(guó)內(nèi)密煉機(jī)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)80年代以前，混煉膠加工機(jī)械的開展與工業(yè)化國(guó)家生產(chǎn)的機(jī)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)形式、自動(dòng)化程度、可靠性和聯(lián)動(dòng)化的水平等都存在很大的差距。通過(guò)改革開放，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了許多世界先進(jìn)的密煉機(jī)以及許多相關(guān)的制造技術(shù)，在此根底上通過(guò)消化吸收和改造創(chuàng)新，使我國(guó)的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制造密煉機(jī)的技術(shù)得到了極大的提高，我國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)出400立升容量的密煉機(jī)，

12、開發(fā)了具有現(xiàn)代水平的XM系列(即F系列)密煉機(jī),XMF系列密煉機(jī)。此外,還引進(jìn)了GKN系列和GKE系列密煉機(jī)技術(shù)。我們不但掌握了相切型轉(zhuǎn)子的技術(shù), 同時(shí), 還開發(fā)了嚙合型轉(zhuǎn)子的技術(shù),以適應(yīng)不同膠料加工工藝的需要。從轉(zhuǎn)速不同的異步轉(zhuǎn)子開展到二個(gè)輪子以固定相位同速運(yùn)轉(zhuǎn)的同步轉(zhuǎn)子。密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速?gòu)膯我坏牡退傧蚋咚佟⒍嗨俸蜔o(wú)級(jí)變速方向開展。隨著子午線輪胎生產(chǎn)的開展, 為適應(yīng)加工子午胎膠料的需要,在驅(qū)動(dòng)裝置方面加大了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。為了解決密煉機(jī)壓料裝置對(duì)膠料單位面積壓力不穩(wěn)的問(wèn)題, 將傳統(tǒng)的氣壓壓料裝置改為液壓壓料裝置。我國(guó)的密煉機(jī)生產(chǎn)廠家在對(duì)國(guó)外密煉機(jī)進(jìn)行引進(jìn)吸收的根底上，對(duì)自己的密煉機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行了

13、大量的技術(shù)改良和創(chuàng)新，如采用了各種構(gòu)型的轉(zhuǎn)子銷釘轉(zhuǎn)子、同步轉(zhuǎn)子、可調(diào)距轉(zhuǎn)子、液壓上頂栓、液壓式轉(zhuǎn)子端面密封、PID 溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)全自動(dòng)監(jiān)控等。但是，受國(guó)家整體的工業(yè)水平的限制，我國(guó)的密煉機(jī) 在產(chǎn)品的可靠性、適應(yīng)性以及穩(wěn)定性方面與工業(yè)化國(guó)家仍有一定的差距。近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)及其它各行業(yè)的快速開展，尤其是節(jié)能與效率方面各種高標(biāo)準(zhǔn)的提出，對(duì)密煉機(jī)的性能提出了更高的要求?，F(xiàn)代密煉機(jī)開展的標(biāo)志之一是高速，高壓，高效能機(jī)臺(tái)。密煉機(jī)的機(jī)構(gòu)也在不斷的開展，密煉機(jī)工作過(guò)程及整個(gè)機(jī)組的機(jī)械化，自動(dòng)化水平也在不斷的提高，這種開展是在大大強(qiáng)化捏煉過(guò)程，提高機(jī)臺(tái)性能，減輕體能勞動(dòng)和改善工作環(huán)境等。密煉機(jī)的

14、出現(xiàn)是煉膠機(jī)械的一項(xiàng)重要成果，至今仍然是塑煉和混煉中的典型設(shè)備，并且在以后的橡膠工業(yè)及輪胎工業(yè)仍然有著極其重要的作用。隨著國(guó)際形式的開展以及我國(guó)參加WTO的國(guó)際影響，我國(guó)密煉機(jī)的開展動(dòng)向：1、消化吸收，填補(bǔ)和擴(kuò)展系列F系列密煉計(jì)和GK系列密煉計(jì)，在我國(guó)已經(jīng)有了較長(zhǎng)時(shí)間的摸索，獲得了許多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)了多年的消化吸收，因此，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造已具備了條件。如果在選材、精加工、熱處理以及嚴(yán)格的配套件篩選方面加以重視，生產(chǎn)這些密煉機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)不大。F系列和GK系列的適應(yīng)性比擬強(qiáng)，用量也比擬大，有一定的市場(chǎng)，因市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律，應(yīng)填補(bǔ)和擴(kuò)展并不斷的提高質(zhì)量、提高效率在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟。2、跟蹤新材料開展，填

15、補(bǔ)空白傳統(tǒng)的密煉機(jī)通常是單一的混煉橡膠或單一的混煉塑料。當(dāng)今的新材料層出不窮。橡塑共混的改性材料已經(jīng)越來(lái)越多，傳統(tǒng)的密煉機(jī)趨于普遍，配種多樣化，傳統(tǒng)的密煉機(jī)已經(jīng)很難適應(yīng)要求。要跟蹤和根據(jù)材料的開展，設(shè)計(jì)制造出與之相應(yīng)的密煉機(jī)填補(bǔ)空白。3、利用高新技術(shù)嫁接，提高智能化水平密煉機(jī)的開展是一部不斷嫁接新技術(shù)的歷史，除主機(jī)本身的開展以外，其下輔機(jī)從開煉機(jī)開展到單螺桿壓片機(jī)，再到雙螺桿壓片機(jī)；其上輔機(jī)從人工加料到機(jī)械加料再到功能齊全的全自動(dòng)上輔機(jī)加料，這是利用了高新技術(shù)嫁接傳統(tǒng)技術(shù)成功范例。目前應(yīng)該考慮一下如下問(wèn)題：影響膠質(zhì)量的主要因素是什么？如何在不同配方、不同的條件進(jìn)行煉膠的控制？如何優(yōu)化混煉膠質(zhì)量

16、？4、跟蹤國(guó)際前沿，立足自主創(chuàng)新在橡膠工業(yè)近一個(gè)世紀(jì)的過(guò)程中，雖然已完善到高度機(jī)械化，聯(lián)動(dòng)化和自動(dòng)化。但卻一直沒有突破連續(xù)化這一功能?；鞜捘z加工機(jī)械向連續(xù)化加工開展的趨勢(shì)開展。連續(xù)混煉高質(zhì)量的分散混煉和分布混煉已根本解決，利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)的配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)連續(xù)的定量加料已成為可能。不過(guò)目前的連續(xù)混煉要求使用膠?；蚰z粉，使連續(xù)混煉機(jī)的使用收到很大的限制，因此遲遲不能推廣。5、傳動(dòng)系統(tǒng)多樣化為適應(yīng)不同的橡膠工藝需求和國(guó)產(chǎn)配套條件的制約， 密煉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)采用多種形式。1雙速電動(dòng)機(jī)配單速減速機(jī)，通過(guò)電機(jī)的變速使密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速獲得雙速變化。2單速電動(dòng)機(jī)配變速減速機(jī)，通過(guò)減速機(jī)換檔變速使轉(zhuǎn)子獲得不同的轉(zhuǎn)速

17、。3變速電機(jī)如: 直流電動(dòng)機(jī)、變頻電動(dòng)機(jī)等配單速減速機(jī)，使轉(zhuǎn)子具有無(wú)級(jí)變速功6、推進(jìn)減速機(jī)強(qiáng)化、優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用集中傳動(dòng)結(jié)構(gòu)針對(duì)密煉機(jī)負(fù)荷性加大、載荷周變頻率加快而引起偶發(fā)斷齒現(xiàn)象，對(duì)減速機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)化CAD 設(shè)計(jì)。在合理地優(yōu)選材質(zhì)，嚴(yán)格熱處理工藝和中硬齒面的精密加工工藝上下工夫，使減速機(jī)整體結(jié)構(gòu)緊湊、耐用、噪聲低、操作環(huán)境良好。7、加料裝置結(jié)構(gòu)更趨合理、實(shí)用1適當(dāng)加大加料裝置風(fēng)缸直徑，更適合我國(guó)橡膠廠、輪胎廠風(fēng)壓普遍偏低的情況，使膠料獲得較大的壓力，以提高煉膠效率。2在風(fēng)缸下加設(shè)支座，使維修和更換密封有較大的空間， 更方便。3壓鉈和膠料接觸的外表用堆焊硬質(zhì)合金或鍍硬鉻，使之更加耐磨耐蝕。

18、4壓鉈可以通水冷卻，增強(qiáng)對(duì)煉膠的冷卻效果。5在加料裝置與密煉室連接處，采用四塊耐磨板銜接，不僅耐磨和便于維修，而且使密煉室的組裝定位更加簡(jiǎn)便可靠。8、混煉局部的結(jié)構(gòu)不斷更新，更趨于先進(jìn)1轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)多樣化。隨著煉膠配方和工藝的開展，對(duì)密煉機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)也提出了新的不同要求。2轉(zhuǎn)子采用新材質(zhì)，機(jī)械性能優(yōu)異，鑄造性能好、可焊性強(qiáng)。并在轉(zhuǎn)子工作局部外表堆焊高硬度的硬質(zhì)合金，做精密的整形加工，或外表鍍硬鉻，使轉(zhuǎn)子具有更好的耐磨耐蝕性能， 且自潔性更好。3轉(zhuǎn)子端面密封裝置普遍采用撥叉外壓式密封結(jié)構(gòu)，保證高壓潤(rùn)滑油注入密封端面，精密地調(diào)整、研合密封面，使整個(gè)端面密封可靠耐用。4改良密煉室組裝結(jié)構(gòu)，采用定位耐磨板、

19、定位楔塊及銷，配有硬度適宜的大螺栓組合，使密煉室整體結(jié)構(gòu)剛性足，鞏固耐用，裝卸方便。5密煉室采用周圍鉆孔的冷卻結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁堆焊硬質(zhì)合金， 外表耐磨， 冷卻效果極佳。9、采用排料迅速、密封可靠的下落式卸料結(jié)構(gòu)2。1.2密煉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單介紹密煉機(jī)由轉(zhuǎn)子、混煉室、加料、壓料裝置、傳動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由合金鋼鑄造的轉(zhuǎn)子體和長(zhǎng)軸裝配而成。這種結(jié)構(gòu)不僅具有彎曲度小的優(yōu)點(diǎn)，而且可以再利用。在轉(zhuǎn)子體上堆焊了耐磨硬質(zhì)合金。兩轉(zhuǎn)子和混煉室、耐磨板一樣可以進(jìn)行有效強(qiáng)制循環(huán)加熱、冷卻。.1轉(zhuǎn)子支撐轉(zhuǎn)子支撐在自動(dòng)潤(rùn)滑的雙列球面滾子軸承上，軸承內(nèi)孔為錐形孔，便于安裝和拆卸。.2轉(zhuǎn)子密封轉(zhuǎn)

20、子密封采用內(nèi)壓式機(jī)械密封。它有一個(gè)固定在正面壁上的靜耐磨環(huán).加料、壓料裝置加料裝置主要由右墻板、后墻板、上下墻板和加料門等組成。壓料裝置安裝在加料裝置頂部，上頂栓與膠料接觸部位堆焊了一層硬質(zhì)合金，并可進(jìn)加料和冷卻。為了縮短加料時(shí)間，設(shè)計(jì)尺寸較大的加料口。加料、壓料安裝在前墻壁和密煉室上。卸料裝置和液壓控制系統(tǒng)卸料裝置主要由卸料門、旋轉(zhuǎn)油缸、鎖緊裝置等組成。卸料門的開關(guān)由旋轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)，卸料門在關(guān)閉位置由鎖緊油缸通過(guò)鎖緊塊鎖緊。在煉膠過(guò)程中膠料對(duì)下頂栓產(chǎn)生的壓力主要由鎖緊滑塊支撐，鎖緊接觸面為斜面接觸并堆焊了硬質(zhì)合金，可長(zhǎng)期使用，便于維修。卸料門頂部與膠料接觸部位堆焊了一層硬質(zhì)耐磨合金，邊緣有冷卻

21、孔，可以由通過(guò)卸料門軸內(nèi)孔引入的介質(zhì)組成循環(huán)回路，進(jìn)行加熱和冷卻。在排料時(shí)，旋轉(zhuǎn)油缸可將卸料門翻開大約180度。卸料門、鎖緊裝置的動(dòng)作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)分為主回路、保壓和事故手動(dòng)泵回路。主回路和保壓回路均由電機(jī)油泵驅(qū)動(dòng)。主回路油壓為90bar,流量為39L/min,保壓回路油壓為40 bar,流量為3.9L/min.在機(jī)器斷電情況下,電動(dòng)油泵不能正常工作,可由手動(dòng)泵將卸料門翻開。傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置由直流電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、減速機(jī)和齒輪聯(lián)軸器組成。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可由電器控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。加熱冷卻系統(tǒng)膠料過(guò)程溫度的變化對(duì)煉膠質(zhì)量具有重要意義。密煉室、轉(zhuǎn)子、下頂栓都具有用于加熱、冷卻通道，它與溫度

22、控制系統(tǒng)相連即可控制膠料溫度。溫度控制系統(tǒng)有兩中控制方法供用戶選擇。一種是電加熱控制方法，一種是蒸汽加熱控制方法。電加熱、蒸汽加熱系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立的回路，一個(gè)回路單獨(dú)加熱和冷卻，另一個(gè)回路給密煉室和下頂栓冷卻加熱。該系統(tǒng)分別調(diào)節(jié)回路介質(zhì)的流量和平衡溫度。每個(gè)回路都有必要的測(cè)試和調(diào)節(jié)元件。這個(gè)自動(dòng)加熱、冷卻系統(tǒng)作為一個(gè)單獨(dú)的集成單元裝在密煉機(jī)的控制系統(tǒng)中。潤(rùn)滑系統(tǒng)密煉機(jī)的使用壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，首先取決于對(duì)它的保養(yǎng)，其中最重要的一點(diǎn)是對(duì)所有運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行正確的潤(rùn)滑。所有潤(rùn)滑點(diǎn)都需要密封潤(rùn)滑劑或密封潤(rùn)滑介質(zhì)。潤(rùn)滑劑由潤(rùn)滑油泵驅(qū)動(dòng)，這些油泵的出口都可以單獨(dú)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油輸出量。潤(rùn)滑油罐內(nèi)必須經(jīng)常保持一定量潤(rùn)

23、滑油，并需經(jīng)常檢查，絕對(duì)不允許油泵空轉(zhuǎn)。如果在潤(rùn)滑管道內(nèi)進(jìn)入了空氣，那么潤(rùn)滑點(diǎn)得不到連續(xù)潤(rùn)滑，設(shè)備很可能會(huì)出現(xiàn)損壞，并且空氣也很難從管道中排出。安裝潤(rùn)滑管道時(shí)，必須防止灰塵和污物進(jìn)入其中。如果空氣已經(jīng)進(jìn)入潤(rùn)滑管道，說(shuō)明油罐內(nèi)的潤(rùn)滑油不滿了，那么必須將空氣從潤(rùn)滑系統(tǒng)中排出。 為了確保油泵能正常運(yùn)轉(zhuǎn)和整個(gè)設(shè)備可靠運(yùn)行，只能使用不會(huì)產(chǎn)生任何化學(xué)腐蝕且絕對(duì)純潔的潤(rùn)滑油。往油罐進(jìn)油時(shí)，潤(rùn)滑油需過(guò)濾，一定不要任何雜物混進(jìn)去3。1.3 密煉機(jī)加料局部的簡(jiǎn)單介紹20 世紀(jì)80年代，國(guó)外許多密煉機(jī)生產(chǎn)廠家研制出不同形式的液壓壓料裝置，使整機(jī)動(dòng)作全部實(shí)現(xiàn)液壓化，包括加料門的啟閉、卸料門的開啟及鎖緊或松鎖都是由液壓

24、驅(qū)動(dòng)來(lái)完成的。液壓壓料裝置的一般結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：壓砣與連桿 連桿相當(dāng)于氣動(dòng)式中的活塞桿相連，連桿的另一端與橫梁相連，橫梁的兩端或四角與兩個(gè)油缸或四個(gè)油缸的活塞桿鉸接。油缸體鉸接在機(jī)體上或固定在框架上，油缸活塞桿上下移動(dòng)帶動(dòng)橫梁和連桿上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了壓砣的升降。壓砣對(duì)物料的壓力由油壓決定。為使壓砣上、下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，橫梁在導(dǎo)向柱或?qū)蚩蛑羞\(yùn)動(dòng)。液壓壓料裝置的形式.1德國(guó)W&P公司液壓壓料裝置1993年德國(guó)W&P 公司生產(chǎn)的密煉機(jī)液壓式壓料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖見圖11。壓砣通過(guò)連桿與橫梁相連接，橫梁兩端與兩個(gè)油缸的活塞桿鉸接，油缸體下端與密煉機(jī)機(jī)體鉸接固定。油缸活塞桿上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)壓砣上升或下降，導(dǎo)向柱對(duì)橫梁

25、起導(dǎo)向作用，使壓砣平穩(wěn)升降。圖11W&P 液壓壓料裝置Fig11 W&P hydraulic pressure ram equipment .2 英國(guó)FRANCIS SHAW 公司液壓壓料裝置英國(guó)FRANCIS SHAW公司K系列密煉機(jī)也采用液壓壓料裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖12。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：四個(gè)油缸的活塞桿與H 形構(gòu)架相連接，在H形構(gòu)架的中間連接連桿和壓砣，壓砣的平穩(wěn)升降靠H型構(gòu)架沿著導(dǎo)向框運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖12K型密煉機(jī)液壓壓料裝置Fig12 K type mixer of hydraulic pressure ram equipment圖13 SKINNER二油缸液壓壓料裝置Fig.1 3 S

26、KINNER two cylinders hydraulic pressure ram equipment.3美國(guó)SKINNER 公司液壓壓料裝置美國(guó)SKINNER公司液壓壓料裝置其特點(diǎn)是：導(dǎo)向柱用導(dǎo)向框代替與W&P 公司相比擬，兩個(gè)油缸斜對(duì)角放置，不僅使壓砣運(yùn)行更加平穩(wěn)，而且使油缸的安裝位置避開了加料裝置的檢修孔。SKINNER公司也有用四個(gè)油缸帶動(dòng)壓砣升降的，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1-4，四個(gè)油缸使壓砣運(yùn)行平穩(wěn)，同時(shí)油缸的體積也較小。圖1-4SKINNER 公司四油缸液壓壓料裝置Fig.1-4SKINNER COMPANY four cylinders hydraulic pressure ra

27、m equipment.4 意大利POMINI 公司液壓壓料裝置意大利POMINI公司液壓壓料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖15 。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：油缸固定在導(dǎo)向框的上部，壓砣下行時(shí)油缸無(wú)桿端進(jìn)油，在壓力相同的情況下，與其它形式的液壓壓料裝置比擬，壓砣對(duì)物料的壓力較大。缺點(diǎn)是整機(jī)的高度較高。圖15POMINI公司液壓壓料裝置Fig.15 POMINI COMPANY hydraulic pressure ram equipment.5 中國(guó)大連冰山橡塑股份“大橡塑“大橡塑于2001年研制生產(chǎn)液壓式壓料裝置的密煉機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式如圖16 所示，橫梁導(dǎo)向靠導(dǎo)向柱。圖16“大橡塑密煉機(jī)液壓壓料裝置Fig1-6 “

28、big rubber and realisticmixer of hydraulic pressure ram equipment 液壓站液壓站是為液壓式密煉機(jī)各部件動(dòng)作提供動(dòng)力，由高、中壓油泵，電磁閥，控制閥等組成，高壓控制系統(tǒng)選用電/ 液比例伺服閥作為主要控制閥。該閥與高性能的可編程序控制器PLC相配合，可以控制上頂栓油缸，帶動(dòng)壓砣高速上升、下降，變更油缸油壓等功能。中壓控制卸料、鎖緊，加料門油缸的動(dòng)作4。 液壓壓料裝置的優(yōu)點(diǎn)1無(wú)級(jí)調(diào)壓靈活可靠新的煉膠工藝在一個(gè)煉膠周期內(nèi)， 壓鉈對(duì)物料的壓力需數(shù)次變化，液壓式壓料裝置密煉機(jī)較氣動(dòng)式壓料裝置密煉機(jī)要靈活可靠，改變的速度快，壓力準(zhǔn)確，而且對(duì)物料

29、的壓力高，滿足工藝要求， 從而可提高煉膠質(zhì)量。2壓鉈升降速度快一般情況下，一個(gè)煉膠周期為4min左右，由于液壓壓料裝置壓砣上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較氣動(dòng)的短20% 左右，270L 密煉機(jī)的壓砣上升或下降的時(shí)間只有34s，從而可縮短煉膠周期，提高生產(chǎn)效率。3生產(chǎn)單位重量的膠料所消耗的能源少在每次混煉過(guò)程中， 氣動(dòng)式壓料裝置壓鉈要升降3- 4 次，需放出大量的壓縮空氣，消耗大量的氣能。壓縮空氣由電能轉(zhuǎn)化，設(shè)備一年耗電量可計(jì)算出來(lái)；同理，液壓壓料裝置壓砣升降用壓力油，壓力油由油泵產(chǎn)生，一臺(tái)設(shè)備一年耗電量可計(jì)算出來(lái)；兩者耗電量相比，差異很大，液壓壓料裝置可節(jié)約80% 的電能。據(jù)國(guó)外雜志介紹，當(dāng)一臺(tái)320L 密煉

30、機(jī)用0.6MPa壓縮空氣時(shí)，將氣動(dòng)壓料裝置改為液壓壓料裝置一年可節(jié)約電費(fèi)3 萬(wàn)美元。用0.8MPa 壓縮空氣，氣動(dòng)壓料裝置改為液壓壓料裝置一年可節(jié)約電費(fèi)4 萬(wàn)美元。4可省去購(gòu)置空壓機(jī)費(fèi)用采用液壓壓料裝置，加料門氣缸也改為油缸，整機(jī)全液壓驅(qū)動(dòng)?？諌簷C(jī)也不需要了，可省去購(gòu)置空壓機(jī)的費(fèi)用，另外操作空壓機(jī)的工人也省去了。5省去了氣動(dòng)控制元件及氣控管路6氣動(dòng)壓料裝置放氣時(shí)有很大噪聲，造成環(huán)境污染。用液壓壓料裝置噪聲很低。7適用于子午輪胎膠料生產(chǎn)子午輪胎膠料很硬，膠料中含油量很少，混煉困難。液壓壓料裝置對(duì)物料的壓力高壓鉈浮動(dòng)量小，主電機(jī)功率高，能適應(yīng)子午輪胎膠料混煉工藝要求。液壓壓料裝置液壓站較復(fù)雜，需要

31、提高維修電工、鉗工的素質(zhì)。實(shí)踐證明：通過(guò)培訓(xùn)，用戶是可以完全掌握的，況且關(guān)鍵的液壓件都是進(jìn)口件， 不易出現(xiàn)故障。液壓壓料裝置密煉機(jī)售價(jià)較氣動(dòng)壓料裝置密煉機(jī)要高。但總體而言，運(yùn)行中省卻了空壓機(jī)和運(yùn)行費(fèi)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，塑煉，混煉單位重量膠料的本錢肯定比氣動(dòng)的低，況且液壓式較氣動(dòng)式壓料裝置的密煉機(jī)煉膠質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，適用于子午胎煉膠工藝要求，故液壓壓料裝置密煉機(jī)在當(dāng)前為生產(chǎn)子午胎的廠家首選。2.壓料裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算壓料裝置主要有油缸、上頂栓、導(dǎo)向裝置等組成，上頂栓在油缸的驅(qū)動(dòng)下，提升后可以通過(guò)自動(dòng)加料機(jī)構(gòu)加料，當(dāng)上頂栓壓下后可將膠料封閉在密煉室內(nèi)，并施加一定的壓力，使膠料的混煉在一定的空間內(nèi)進(jìn)行。

32、上頂栓的壓力對(duì)膠料的混煉質(zhì)量和生產(chǎn)率都有直接關(guān)系，因此，壓料裝置也是密練機(jī)的重要組成局部之一。2.1XSM-1全液壓式實(shí)驗(yàn)密煉機(jī)加料局部的根本參數(shù)1.密煉機(jī)總?cè)萘?：1升2.液壓缸為：GB7938-87系列公稱壓力為16MPa內(nèi)徑為40mm活塞行程為250mm活塞直徑為16mm3.上頂栓壓力：P=1Mpa最高4傳動(dòng)方式：雙出軸5液壓油壓力：10MPa2.2驅(qū)動(dòng)方式的選取壓料裝置主要有氣缸、液壓缸、電動(dòng)三種形式。隨著橡膠工業(yè)的開展電動(dòng)形式由于在能源方面的考慮已經(jīng)慢慢被淘汰。現(xiàn)在主流壓料裝置主要采用的是氣動(dòng)和液動(dòng)形式。輪胎工業(yè)不斷開展, 為了降低輪胎價(jià)格,在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中, 降低設(shè)備運(yùn)行本錢成了降

33、低輪胎生產(chǎn)本錢的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。大局部密煉機(jī)都是氣壓式上頂栓。煉膠時(shí)密煉機(jī)上頂栓動(dòng)作要消耗大量的氣能。為了降低此環(huán)節(jié)的能耗, 科研人員成功研制了密煉機(jī)液壓上頂栓新裝置。它與氣動(dòng)上頂栓相比：1、是本設(shè)計(jì)的密煉機(jī)是用于實(shí)驗(yàn)室的密煉機(jī)需要比擬精密的傳動(dòng)，液動(dòng)上頂栓密封易于氣動(dòng)；2、是有效提高了上頂栓對(duì)膠料的壓力與穩(wěn)定性，提高了煉膠質(zhì)量；3、是運(yùn)行速度快，煉膠時(shí)間短，從而提高了生產(chǎn)效率；4、是不需壓縮空氣，節(jié)約了能源；5、是液壓上頂栓設(shè)計(jì)合理，即使液壓油泄漏也不會(huì)漏入喂料斗或密煉室。操作與維修十分方便，更換液壓缸僅需幾分鐘，還可與氣動(dòng)上頂栓互換。綜合以上優(yōu)點(diǎn)，我們選取了液壓缸。2.3加料壓料裝置加料裝置

34、加料局部由前、后板及兩側(cè)板組成。前板設(shè)加料門口外表鍍鉻以增加外表光潔度和美觀。前門轉(zhuǎn)軸的密封采用密封條加彈簧的結(jié)構(gòu)，后門采用壓板方式，便于后門的壓緊和密封。其門軸處采用銅制套環(huán)，其具有耐磨密封的作用。側(cè)板上設(shè)有平安銷，以防上定栓在檢修時(shí)落下傷人。由于我們?cè)O(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)的初衷是減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝、維修方便，拋棄以前加料斗式加料裝置，采用簡(jiǎn)單的加料門式加料裝置，這樣降低本錢，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。我設(shè)計(jì)的這種加料方式是手動(dòng)翻開的，加料時(shí)，翻開前門45度，直接想其內(nèi)投料即可。 壓料裝置壓料局部由上頂栓、導(dǎo)向裝置及雙作用單缸液壓油缸組成。上頂栓的升降及加壓條采用單油缸形式，安裝在加料口的豎直上端

35、。上頂栓與膠料接觸的外表制成與密煉室內(nèi)外表圓弧根本相同的形狀，以便于膠料的活動(dòng)。上頂栓的升降與加壓采用液壓式雙作用單油缸結(jié)構(gòu)。為使上頂栓升降運(yùn)動(dòng)順暢，采用了導(dǎo)向裝置，這種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是通過(guò)所選用的電磁液壓缸上的電磁感應(yīng)在指示燈上顯示出來(lái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、美觀大方。上頂栓的壓力采用先進(jìn)的比例調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。上頂栓尺寸確實(shí)定上頂栓的截面面積的尺寸應(yīng)略小于密煉室的截面面積的尺寸，即保證上頂栓與密煉室口部?jī)?nèi)徑之間留有空隙，這一空隙應(yīng)適宜：太大，密封不好，各種小料飛揚(yáng)，使工作環(huán)境變的惡劣，這不是我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的初衷；太小，容易被膠料咬住，使的活塞桿承受更大的作用力，其壽命減短，也不利于上頂栓的平穩(wěn)的升

36、降。我們將上頂栓各邊間隙定為0.5mm,即上頂栓的尺寸是51mm126mm。液壓缸確實(shí)定本著簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程和價(jià)格廉價(jià)，維護(hù)、維修的過(guò)程的方便，我們盡量在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用標(biāo)準(zhǔn)件。在該壓料裝置中，我們將取液壓缸為標(biāo)準(zhǔn)件.1對(duì)活塞桿的直徑計(jì)算：由于液壓缸沒有速比的要求，初步選定活塞桿的直徑d,由機(jī)械手冊(cè)第二卷查得: (2-1)D：液壓缸的內(nèi)徑 D=40mm；所以這里d選取16mm;.2 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算5:由于活塞桿只受受軸向的拉力或者軸向的推力，可以近似的用直桿承受拉壓力的簡(jiǎn)單計(jì)算公式(1-3-27)2進(jìn)行計(jì)算: N/mm2 (2-2)P活塞桿的作用力，N 液壓缸的工作壓力為 P10MPad活塞桿的直

37、徑，mm材料的許用應(yīng)力，N/mm2 對(duì)于中碳鋼的400 N/mm2很顯然因此桿的強(qiáng)度滿足要求。對(duì)上頂栓的桿的穩(wěn)定性校核桿的材料：Q235-A桿的柔度： (2-3)式中： - 長(zhǎng)度系數(shù)，將桿兩端簡(jiǎn)化，一端固定，一端只軸向移動(dòng)，有械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得長(zhǎng)度系數(shù)=1 桿的長(zhǎng)度，取401mm. 桿的直徑，取16mm當(dāng)時(shí)，為大柔度桿，值為： (2-4)式中： E- 材料的彈性模數(shù)，對(duì)于Q235-A，取206GPa. - 材料的強(qiáng)度極限，對(duì)于Q235-A，取200MPa. 當(dāng)時(shí)，為中柔度桿，值為： (2-5)式中： a- 與材料有關(guān)的常數(shù)，對(duì)于Q235-A，取304MPa. b- 與材料有關(guān)的常數(shù)，對(duì)于Q235-

38、A，取1.12MPa. -與材料有關(guān)的常數(shù)，對(duì)于Q235-A，取235MPa. 很明顯， 即屬于中等柔度的壓桿。對(duì)于中等柔度的壓桿： (2-6)所以 中柔度桿的臨界力N為： (2-7) 式中，活塞桿的臨界應(yīng)力A桿的橫截面積 桿的穩(wěn)定性校核：工作載荷：即上頂栓對(duì)膠料的總壓力平安系數(shù)： 式中：n- 平安系數(shù)，對(duì)于鋼材，穩(wěn)定平安系數(shù)很明顯，n滿足要求.因此，桿是穩(wěn)定的。3.傳動(dòng)局部的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高速級(jí)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 (一)原始數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)： Z4-132-3電機(jī)功率： P=12KW電機(jī)轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速： n=120三級(jí)圓柱齒輪減速器(二)主參數(shù)確實(shí)定 1、傳動(dòng)比確實(shí)定由于減速器的輸出軸為雙軸

39、同步轉(zhuǎn)速。因此，第三級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1三級(jí)圓柱齒輪減速器分配總傳動(dòng)比，及各級(jí)傳動(dòng)比方何取值，是設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。 傳動(dòng)比分配的合理，可使傳動(dòng)裝置得到較小的外廓尺寸或較輕的重量，以實(shí)現(xiàn)降低本錢和結(jié)構(gòu)的緊湊的目的；也可以使傳動(dòng)零件獲得較低的圓周速度以減小動(dòng)載荷或降低傳動(dòng)精度等級(jí)；還可以得到較好的潤(rùn)滑條件。要同時(shí)到達(dá)這幾方面的要求比擬困難，因此應(yīng)按設(shè)計(jì)要求考慮傳動(dòng)比分配方案，滿足某些主要要求。2、分配傳動(dòng)比時(shí)考慮以下原那么6：各級(jí)傳動(dòng)比的傳動(dòng)比應(yīng)在合理范圍內(nèi)，不超過(guò)允許的最大值，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比擬緊湊。1應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理。例如，由帶傳動(dòng)和單級(jí)圓柱齒輪減

40、速器組成的傳動(dòng)裝置中，一般應(yīng)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比小于齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。如果帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比過(guò)大，就有可能使大帶輪半徑大于減速器中心高，使帶輪與底架相碰。2盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊、重量較輕。3盡量使各級(jí)大齒輪浸油深度合理低速級(jí)大齒輪浸油稍深，高速級(jí)大齒輪能浸到油。在臥式減速器設(shè)計(jì)中，希望各級(jí)大齒輪直徑相近，以防止為了各級(jí)齒輪都能浸到油，而使某級(jí)大齒輪浸油過(guò)深造成攪油損失增加。通常二級(jí)圓柱齒輪減速器中，低速級(jí)中心距大于高速級(jí)，因而為了使兩級(jí)大齒輪直徑相近，應(yīng)使高速級(jí)傳動(dòng)比大于低速級(jí)。4要考慮傳動(dòng)零件之間不會(huì)干預(yù)碰撞。對(duì)各類減速器，考慮上述某些原那么，下面給出分配傳動(dòng)比的參考數(shù)據(jù)：對(duì)同軸式二級(jí)圓柱齒輪

41、減速器，為了使兩級(jí)在齒輪中心距相等情況下，能到達(dá)兩對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度相等的要求，在兩對(duì)齒輪配對(duì)相同，齒寬系數(shù)的條件下，其傳動(dòng)比分配推薦按同軸式曲線選用。這種傳動(dòng)比分配的結(jié)果，會(huì)略大于，高速級(jí)大齒輪浸油深度較大，攪油損失略有增加。分配的各級(jí)傳動(dòng)比只是初選定的數(shù)值，實(shí)際傳動(dòng)比要由傳動(dòng)件參數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算，例如齒輪傳動(dòng)為齒數(shù)比，帶傳動(dòng)為帶輪直徑比。因此，工作機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，要在傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算完后進(jìn)行核算，如不在允許誤差范圍內(nèi)，那么應(yīng)重新調(diào)整傳動(dòng)件參數(shù)，甚至重新分配傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)要求未規(guī)定轉(zhuǎn)速的允許誤差時(shí)，傳動(dòng)比一般允許在%范圍內(nèi)變化。根據(jù)以上分配原那么初定傳動(dòng)比： 2.5 5 1初選定齒輪齒數(shù)及螺旋角：第一級(jí)：

42、選小齒輪齒數(shù) 那么=2.524=60第二級(jí)：選小齒輪齒數(shù)20 那么520100第三級(jí)：選小齒輪齒數(shù)30 那么13130選取螺旋角。初定螺旋角3.2 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)一級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1選取精度等級(jí)、材料1精度等級(jí)為7級(jí)精度；2小齒輪的材料為40Cr調(diào)制處理，齒面硬度為280HRS，齒心硬度為350HBS。大齒輪的材料為45鋼調(diào)制處理，硬度為240 HRS，兩者的硬度差40HBS。2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a6進(jìn)行試算，即 3-1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選定載荷系數(shù)由圖10306選取區(qū)域系數(shù)2.433。由圖10266查得 ，那么。1計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取實(shí)效率為1%，平

43、安系數(shù),由公式(10-12) 6得 3-2計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：為傳動(dòng)效率 由表10-76選定齒寬系數(shù)同上由表10-66查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-21d6按齒面硬度得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為同上由公式10-136計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 3-3查得接觸疲勞壽命系數(shù)；2計(jì)算1計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入以上數(shù)值代入公式(4-1)得：2計(jì)算圓周速度 3計(jì)算齒寬及模數(shù)齒寬 模數(shù) 齒高 計(jì)算縱向重合度 3-4計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-86查得動(dòng)載荷系數(shù)為由表10-46查得的計(jì)算公式直齒輪的相同。故 由圖10-136查得由表10-36查得 故載荷系數(shù) 按實(shí)

44、際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由公式(10-10a) 6公式得 3-5計(jì)算模數(shù) 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式(10-17) 6得 3-61確定計(jì)算參數(shù)1計(jì)算載荷系數(shù) 2根據(jù)縱向重合度，圖10286查得螺旋角影響系數(shù)。3計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4查取齒形系數(shù)由表1056查得； 5查取應(yīng)力校正系數(shù)由表1056查得；6計(jì)算大小齒輪的并加以比擬由公式(10-12) 6 (3-7)小齒輪的數(shù)值較大.2)設(shè)計(jì)計(jì)算取分度圓直徑為42.97mm因此,取m=2.5 Z1=21 那么Z2=534、幾何尺寸計(jì)算1計(jì)算中心距=95.36mm 中心距圓整取96mm2)圓整后中心距修正旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?故、等不必修改。3)

45、計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑4)計(jì)算齒輪寬度圓整后取44mm 取50mm。3.2.2二級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、選精度等級(jí)及材料1查表1016得大、小齒輪的材料40，并經(jīng)調(diào)制及外表的淬火處理，齒面的硬度為4845HBC2外表淬火，齒輪變形不大，故精度等級(jí)及螺旋角與第一級(jí)傳動(dòng)軸相同。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算公式公式3-1進(jìn)行試算，即 1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1因大小齒輪為硬齒面，應(yīng)選取稍小的齒寬系數(shù)，由表10-76選定齒寬系數(shù)2由圖10-21d6按齒面硬度得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率；：彈性注銷聯(lián)軸器傳動(dòng)效率；：齒輪傳動(dòng)效率

46、； 其余參數(shù)與第一級(jí)傳動(dòng)軸相同。4傳動(dòng)比5；2計(jì)算1試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑數(shù)值帶入公式3-12計(jì)算圓周速度 3計(jì)算齒寬b及模數(shù)齒寬 模數(shù) 4根據(jù)公式3-4計(jì)算縱向重合度 5計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v1.489m/s，7級(jí)精度，由圖1086查得動(dòng)載荷系數(shù)；由表1036查得1.2；從表1046中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支撐是非對(duì)稱布置、6級(jí)精度、時(shí) 考慮到齒輪為7級(jí)精度，取1.295故載荷系數(shù) 另由圖10136查得1.256實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由公式(3-5)得 (7)計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式(4-6) 1) 確定計(jì)算參數(shù)(1) 計(jì)算載荷系數(shù) (2) 由圖1020

47、d6查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；彎曲疲勞壽命系數(shù)及平安系數(shù)為 S=1.4(3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,根據(jù)公式(3-6)(4) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比擬,根據(jù)公式(3-7)小齒輪的數(shù)值比擬大。2) 設(shè)計(jì)計(jì)算比照計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值mn2.5mm，取分度圓直徑為47.88mm5取，那么4、幾何尺寸計(jì)算1計(jì)算中心距 圓整a170mm2)按圓整的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?故、等不必修改。3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓的直徑4)計(jì)算齒輪的寬度圓整后取50mm 取46mm。3.2.3三級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選定精度等級(jí)、材料1)精度

48、等級(jí)為7級(jí)精度；2)兩齒輪的材料為40調(diào)制處理，齒面硬度為280HRS，齒心硬度為350HBS。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：由設(shè)計(jì)計(jì)算公式4-1進(jìn)行試算，即 1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1試選定載荷系數(shù)2由圖10306選取區(qū)域系數(shù)2.425。由圖10266查得 ，那么。3計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力根據(jù)公式(4-2)取失效概率為1%，平安系數(shù)4計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：為軸承傳動(dòng)效率：為齒輪嚙合功率 由表10-76選定齒寬系數(shù)同上由表10-66查得材料的彈性影響系數(shù)5由圖10-216按齒面硬度得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為6同上由公式(3-3) 6計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7由圖查得接觸疲勞壽

49、命系數(shù)； 2計(jì)算1計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入以上數(shù)值得：2計(jì)算圓周速度 3計(jì)算齒寬及模數(shù)齒寬 模數(shù) 齒高 4計(jì)算縱向重合度,根據(jù)公式(3-4) 5計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)為由表10-46查得的計(jì)算公式直齒輪的相同故 由圖10-136查得由表10-36查得 故載荷系數(shù) 6按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由公式(3-5)得7計(jì)算模數(shù)3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì),根據(jù)公式(4-6) 1確定計(jì)算參數(shù)1計(jì)算載荷系數(shù) 2根據(jù)縱向重合度，圖10286查得螺旋角影響系數(shù)。3計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4查取齒形系數(shù)由表1056查得； 5查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得； 6計(jì)算大小齒輪

50、的,根據(jù)公式(3-7).2)設(shè)計(jì)計(jì)算m取分度圓直徑為84.9mm因此,取m=3.0mm 4、幾何尺寸計(jì)算1計(jì)算中心距中心距圓整取92mm2)圓整后中心距修正旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?故、等不必修改。3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑4)計(jì)算齒輪寬度圓整后取92mm。3.3.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪軸的設(shè)計(jì).1一級(jí)齒輪軸的根本尺寸確定1、軸的材料的選擇及其根本參數(shù)的設(shè)定由于小型密煉機(jī)的工作功率不大負(fù)載很小，這里就選擇比擬常用的材料即可。選取45鋼，調(diào)制處理；硬度為210HBS；抗拉強(qiáng)度極限為；屈服強(qiáng)度極限為；彎曲疲勞極限為；剪切疲勞極限為；許用應(yīng)力為；2、初步確定軸的最小直徑先按公式15-26初步估算軸的最

51、小直徑。根據(jù)表15-36，取，于是得 = 3-8軸的直徑不大，應(yīng)該考慮到外加的鍵槽會(huì)減小軸的強(qiáng)度，因此，對(duì)于直徑小于100mm的軸上開鍵槽是其直徑應(yīng)該增大5%7%，這里選取軸的直徑為30mm。軸的直徑確實(shí)定需要對(duì)其相應(yīng)的聯(lián)軸器進(jìn)行選取。如圖3-1。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩公式(14-3)，查表14-16，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ，那么 (3-9)按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件6，選用彈性柱銷聯(lián)軸器GB501465系列HL3。半聯(lián)軸器的孔徑；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82。.2一級(jí)傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3-1Fig.3-11、擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)參考圖的方案，采用下面的裝配方案。根據(jù)軸向定位的要求確

52、定軸的各段直徑和長(zhǎng)度(1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取第二段的直徑35，這一段作為軸承透蓋的安裝段。(2)因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選取0根本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30208型，考慮到聯(lián)軸器與右端與壓蓋之間需留有一定的間隙，以及壓蓋與端蓋的厚度。那么?。欢?。右端滾子軸承采用軸肩定位。由手冊(cè)查得定位軸肩高度為，故取。(3)考慮到整個(gè)裝配的合理及齒輪端面需留有一定的間隙，防止產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象。取;(4)根據(jù)前面計(jì)算得出的齒輪的寬度，可得齒輪軸中齒輪的寬度為，即；(5)軸的最后一

53、段考慮到軸承的對(duì)稱性選定；2、軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵截面，鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng)為82，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定向是借過(guò)度配合來(lái)保證的此處選軸的直徑尺寸公差為。3、確定軸上圓角和倒尺寸參考表15-26，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。4、求齒輪軸上的載荷首先求作用在齒輪上的徑向力圖3-2,有公式 (10-14) 6如下： (3-10)式中：-節(jié)圓螺旋角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪及分度圓螺旋角； -法向壓力角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖(10-24)圖3-2Fig.3-2再根據(jù)齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖圖3-1作出齒輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-3A。圖3-

54、3Fig.3-3在確定齒輪軸的支點(diǎn)位置時(shí)應(yīng)從手冊(cè)中查取值。對(duì)于30208型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖圖3-3B。.3 軸一的強(qiáng)度的校核計(jì)算校核局部應(yīng)用了：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版V3.01、按軸的彎曲疲勞極限強(qiáng)度計(jì)算1軸的彎曲疲勞極限強(qiáng)度的條件根據(jù)公式 (15-3) 6為： (3-11)T軸所受扭矩，單位為N.mm；M軸所受的彎矩，單位為N.mm；d危險(xiǎn)截面的直徑，單位為mm；軸受循環(huán)應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力；軸所受的應(yīng)力；2軸的支反力的計(jì)算FrR1R2圖3-4軸的支反力簡(jiǎn)略圖Fig.3-4 The propping up of the axle

55、, against the simple picture of strength其中,Fr1043.3NR1+ R2= Fr根據(jù)力矩平衡的原理：FrL1R2L2帶入數(shù)值得R2191.99N 那么R1=1235.4N計(jì)算垂直面內(nèi)的力如下列圖所示：圖3-5 垂直面內(nèi)扭力矩示意圖Fig.3-5The vertical plane shears the sketch map of strength inside圖3-6垂直面內(nèi)彎曲力矩示意圖Fig.3-6 Crooked strength sketch map inside of vertical plane圖3-7垂直面內(nèi)彎扭合力矩示意圖Fig.3-

56、7 Synthetic strength sketch map of crooked strength inside of vertical plane如示意圖中的數(shù)據(jù)帶入得： 由結(jié)果明顯看出此軸滿足彎矩要求。2、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受彎矩和扭矩的截面即危險(xiǎn)截面5的強(qiáng)度，根據(jù)公式(15-5) 6，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力： (3-12)前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由手冊(cè)查得。因此，故平安。 3、校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面:截面1、2、3、4只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)度配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭矩強(qiáng)度較為寬裕確實(shí)定

57、的所以截面1、2、3、4均無(wú)須校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面5上的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故不用校核。其它截面更無(wú)須校核。二級(jí)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.1二級(jí)傳動(dòng)軸的根本尺寸確定1、軸的材料的選擇及其根本參數(shù)的設(shè)定由于小型密煉機(jī)的工作功率不大負(fù)載很小，這里就選擇比擬常用的材料即可。所選材料及根本參數(shù)與第一傳動(dòng)軸相同。2、初步確定軸的最小直徑先按式(3-8)初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表15-36，取，于是得軸的直徑不大，應(yīng)該考慮到外加的鍵槽會(huì)減小軸的強(qiáng)度，因此，對(duì)于直徑小于100mm的軸上開鍵槽是其直徑應(yīng)該增大5%7%，但這里選取軸的直徑設(shè)置因該考慮到軸二還是第三級(jí)傳動(dòng)的中間軸為了給第

58、三個(gè)軸留下余量。因此，這里直徑設(shè)為60mm。軸的直徑確實(shí)定需要對(duì)其相應(yīng)的聯(lián)軸器進(jìn)行選取。根據(jù)前面設(shè)計(jì)的齒輪2的寬度為44mm那么確定軸2的輪轂寬為44mm。.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)參考圖的方案，采用下面的裝配方案。圖3-8Fig.3-8根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求(為表達(dá)方便把軸自左端向右端依次標(biāo) 號(hào)名與一級(jí)傳動(dòng)軸向嚙合的軸為軸25)軸25右端需制出一軸肩，故取第二 段的直徑50，這一段作為軸承內(nèi)圈的軸肩提供段。因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選取0根本游隙組、標(biāo)

59、準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30209型，考慮到聯(lián)軸器與右端與壓蓋之間需留有一定的間隙，而也是軸承的寬度。由于軸二與軸三是通過(guò)齒輪三來(lái)實(shí)現(xiàn)嚙合的，其分度圓的直徑很小，這里設(shè)成齒輪軸。軸的23段直徑是62mm，所以23與25之間的軸段直徑設(shè)為50mm其長(zhǎng)度為124mm。保持軸的受力平衡，一般是把軸承設(shè)置為對(duì)稱的位置。因此，21和22的設(shè)置是與26和27向?qū)?yīng)的，尺寸也是相同的。2、軸上零件的軸向定位軸和齒輪是靠平鍵聯(lián)接的。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵截面，鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng)為36，齒輪與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定向是借過(guò)度配合來(lái)保證的此處選軸的直徑尺寸公差為。3、求齒輪軸上的載荷首先求作用在齒輪上

60、的徑向力，根據(jù)公式3-10如下：式中：-節(jié)圓螺旋角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪及分度圓螺旋角； -法向壓力角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪同理軸23受力為再根據(jù)齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖圖3-8作出齒輪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-9A。(A)(B)圖3-9Fig.3-9在確定齒輪軸的支點(diǎn)位置時(shí)應(yīng)從手冊(cè)中查取值。對(duì)于30209型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖圖3-9B。.3軸的強(qiáng)度的校核計(jì)算校核局部應(yīng)用了：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版V3.01、按軸的彎曲疲勞極限強(qiáng)度計(jì)算1軸的彎曲疲勞極限強(qiáng)度的條件根據(jù)公式3-11為：T軸所受扭矩，單位為N.mm；M軸所受的彎矩，單位為N.mm；d危險(xiǎn)截面的直徑，單位