4001500片材离心成型机设计文档格式.docx
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2电机的选择……………………………………………………………7
2.1类型………………………………………………………………7
2.2功率计算…………………………………………………………7
2.2.1启动转鼓等转动件所需功N1……………………………7
2.2.2克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率N2………………7
2.3选定……………………………………………………………8
2.4工作原理………………………………………………………8
2.4.1工作条件………………………………………………….8
2.4.2负载特性…………………………………………………8
2.4.3离心式分离机……………………………………………8
2.4.4外形及安装尺寸Y90S-6………………………………….8
3带轮的设计…………………………………………………………11
3.1计算功率Pa……………………………………………………11
3.2选择带轮型号…………………………………………………11
3.3确定带轮的基准直径D1、D2……………………………………11
3.4验算带轮V………………………………………………………11
3.5确定中心距a和带的基准直径Ld…………………………….12
3.6验算小带轮上的包角α……………………………………….12
3.7确定带的根数Z…………………………………………………12
3.8计算轴压力Q……………………………………………………13
3.9带轮材质………………………………………………………13
3.10小带轮质量计算………………………………………………13
3.10.2部分质量计算……………………………………………14
3.10.3部分质量计算……………………………………………14
3.10.4总质量∑m……………………………………………….14
3.11大带轮质量计算………………………………………………15
3.11.1部分质量计算………………………………………………15
3.11.2部分质量计算………………………………………………15
3.11.3总质量∑m…………………………………………………15
4轴的设计和校核………………………………………………………16
4.1轴的设计计算…………………………………………………16
4.1.1按弯扭合成强度计算轴径公式…………………………16
4.1.2按扭转刚度计算轴径的公式……………………………16
4．1.3取轴径……………………………………………………16
4.2轴的结构设计…………………………………………………17
4.2.1轴的强度计算…………………………………………….17
5总质心的校核……………………………………………19
5.1轴总质心的校核……………………………………………….19
5.1.1轴质量计算………………………………………………19
5.1.2轴质心校核……………………………………………….20
6轴承的选择…………………………………………………………21
6.1轴承的选择.设计及寿命校核……………………………….21
6.3确定轴承寿命…………………………………………………21
6.2当量动载荷……………………………………………………21
7铆钉的计算…………………………………………………………22
7.1取半圆头铆钉…………………………………………………22
7.2.2按扭转强度计算…………………………………………22
7.2.1按铆钉剪切强度计算……………………………………22
7.2确定铆钉的个数………………………………………………22
8成型机的生产流程及电气控制……………………………………23
8.1生产流程………………………………………………………23
8.2电气控制原理…………………………………………………24
9总结…………………………………………………………………26
10参考文献……………………………………………………………27
11致谢…………………………………………………………………28
12附录…………………………………………………………………29
引言
片材离心成型机是使聚氨酯能够被应用的重要的生产设备，目前世界各国对聚氨酯类产品的需求之旺盛，聚氨酯产品种类之多已经远远超出之前人们的预估，我国作为发展中国家在聚氨酯的成型技术方面还有些许不足，本篇论文所研究的片材离心成型机就是为了改善国内聚氨酯成型技术，通过对聚氨酯材料特性的了解，以及国内对聚氨酯需求的种类要求，加以研究调查，整理出大量材料，针对需求进行逆向研究。
能够进行研究的最重要一方面是对聚氨酯材料特性的了解另一方面是对世界前沿聚氨酯成型技术的跟踪以把握聚氨酯成型技术的最新方向，目前国外聚氨酯技术已经比较成熟，生产效率与质量较高应用较广泛，本片材离心成型机逆补了国内一些此领域上的空白，能够更高效率的进行生产。
由于结构设计独特使本片材离心成型机能够工作更稳定，在高速运转时不会出现共振的现象，提高了机器的使用寿命，能够使生产成本降低，使操作人员的工作环境噪音降低33.5%，使材料的浪费变得更少，但仍有不足，工艺以及精度照比国际先进水平仍有一些差距。
第一章筒体、转盘质量及转动惯量计算
图1.1筒体
1.1筒体壁厚的计算
当δ/R≤0.1时转鼓的径向力和轴向力应分别为
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×
0.4002×
104.672=13760495.98Pa（1.5）
则上式σ2=σ0（1+λ1KR/2λ）（1.6）
按第三强度理论：
σmax-σmin≤【σ】ψ（1.7）
在离心机转鼓中周向总应力σ2为最大，其次是径向总应力σ1，最小为径向其值为
0。
因此，圆筒形离心机转鼓强度条件为σ0（1+λ1KR/2σ）≤【σ】ψ1
转鼓壁的厚度为δ≥δ0λ1RK/2（[σ]ψ1-σ0）=13760495.98×
0.19×
0.1875×
1×
1/2（113×
106-13760495.98）=2.43mm
根据刚度条件取壁厚δ=10mm
其中ρ—筒体材料密度0.785×
104Kg/m3
ρ0—物料密度
K—转鼓中物料系数1
φ—焊缝的强度系数1
【σ】—转鼓材料的许用应力113MPa
1.2筒体体积计算
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——每一段筒体高度250mm
h2——筒体壁厚10mm
D11——第一段筒体外径338mm
D12——第二段筒体外径331mm
D13——第三段筒体外径325mm
D14——第四段筒体外径320mm
d1——筒体内径300mm
V1——筒体壁体积
V2——筒体底部体积
V筒——筒体体积
1．3筒体质量计算
筒体材料密度ρ=0.785×
104kg/m3
m筒=ρv筒=0.785×
104×
1.468×
10-2=115.238kg（1.8）
1.4筒体转动惯量计算
J=[m1（R12+r2）+m2（R22+r2）+m3（R32+r2）+m4（R42+r2）]/2=0.5×
7850×
[（3382-3002）×
（1692+1502）+（3322-3002）×
（1662+1502）+（3262-3002）×
（1632+1502）+（3202-3002）×
（1602+1502）]/4=2.808kg·
m2
1.5轴盘及转动惯量的计算
图1.2轴盘
（Ⅰ）1部分转动惯量及体积计算
R1=35mmr=20mmh=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部分转动惯量及体积计算
R2=70mmR2′=45mmr=20mmh=103mm
V2=πh（R2′2+R2′R2+R22）/3-πr2h（1.11）
（452+45×
70+702）/3-3.14×
202×
103
=0.967×
10-3m3
m2=ρV2=7.85×
0.967×
10-3=7.591kg（1.12）
J2=
{
}m2+m2r2/2（1.13）
=0.026kg·
（Ⅲ）3部分转动惯量及体积计算
R3=120mmr=20mmh3=22mm
V3=πR32h3-πr2h3=3.14×
1202×
22-3.14×
22（1.14）
=0.883×
m3=ρV3=7.85×
0.883×
10-3=6.932kg（1.15）
J3=m3（R32+r32）/2=0.5×
6.932×
（1202+202）=0.051kg·
（Ⅳ）4部分转动惯量及体积计算
R4=60mmr=20mmh4=20mm
V4=πR42h4-πr2h4=3.14×
602×
20-3.14×
20（1.16）
=0.200×
m4=ρV4==7.85×
0.200×
10-3=1.57kg（1.17）
J4=m4（R2+r2）/2=0.5×
1.57×
（602+202）=0.003kg·
m2
（Ⅴ）总质量及总转动惯量
∑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·
（Ⅵ）轴盘及筒体质心计算
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）总质心
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）总质量及总转动惯量
m总=m筒+m盘=112.65+4.66=117.31kg（1.21）
J总=J筒+J盘=2.808+0.00763=2.816kg·
第二章电机的选择
2.1类型
需调速的机械→对调速平和程度要求不高，且调速比不大时→选择变频调速电动机。
载荷性质：
平稳。
生产机械工作状态：
断续。
选择异步电动机。
2.2功率计算
启动时间t=120s
2.2.1启动转鼓等转动件所需功率N1
ω=
=
=104.67m/s（2.1）
N1′=
=2.816×
104.672/（2000×
60）=0.257kw（2.2）
考虑其他转动件功率增加5%~8%，取5%
则N1=0.257×
（1+0.05）=0.27Kw
2.2.2克服转鼓、物料与空气摩擦所需的功率N2
N2=11.3×
10-6×
ρa×
L×
ω3×
（R04+R14）（2.3）
R0=0.15mR1=0.160mL=1mρa=1.29kg/m3
则N2=11.3×
104.673×
1.29×
（0.154+0.1604）
=0.020kw
需克服总功率N总=N1+N2=0.27+0.020=0.290kw（2.4）
2.3选定
根据功率初选电机型号为Y90S-6三相异步电动机
2.4工作原理
整台电动机由拖动电动机、电磁转差离合器、测速发电机和中止装置组成。
2.4.1工作条件
1海拔不超过1000m
2环境温度:
-20~40oC
3环境相对湿度大于85%和灰尘爆炸的场合
2.4.2负载特性
惯性体与电动机惯性的比较，其负荷的惯性较大者
2.4.3离心式分离机
适合温度：
合适
技术数据（380V，50HZ）
同步转速n=1000r/s
额定功率P=0.80Kw
2.4.4外形及安装尺寸Y90S-6
图2.1电机
机座号:
132M
凸缘号:
FF265
极数:
2、4、6、8
安装尺寸及公差|D|基本尺寸:
24
安装尺寸及公差|D|极限偏差:
（+0.018,+0.002）
安装尺寸及公差|E|基本尺寸:
50
安装尺寸及公差|E|极限偏差:
±
0.370
安装尺寸及公差|F|基本尺寸:
8
安装尺寸及公差|F|极限偏差:
（0,-0.036）
安装尺寸及公差|G①|基本尺寸:
20
安装尺寸及公差|G①|极限偏差:
（0,-0.20）
安装尺寸及公差|M:
165
安装尺寸及公差|N|基本尺寸:
130
安装尺寸及公差|N|极限偏差:
（+0.016,-0.013）
安装尺寸及公差|P②:
200
安装尺寸及公差|R③|基本尺寸:
0
安装尺寸及公差|R③|极限偏差:
2.0
安装尺寸及公差|S④|基本尺寸:
12
安装尺寸及公差|S④|极限偏差:
（+0.430,0）
安装尺寸及公差|S④|位置度公差:
φ1.5
安装尺寸及公差|T|基本尺寸:
3.5
安装尺寸及公差|T|极限偏差:
（0,-0.120）
安装尺寸及公差|凸缘孔数:
4
外形尺寸|AC:
195
外形尺寸|AD:
160
外形尺寸|HF:
外形尺寸|L:
315
第三章带轮的设计
3.1计算功率Pa
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