（图纸+论文）400型水溶膜流研成型机的设计（全套完整）

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侧边立柱选用的矩形钢管，壁厚也选为.。各段材料，均采用手工下料，再用普通电弧焊机焊接。焊接好的机架表面除两侧边装门以外均有蒙皮，且都是双层的，这是因为里面要装耐高温保温材料玻璃纤维，位于钢带紧边的下边还有层分隔层，将烘道分成两个腔。蒙皮和分隔层都选用白铁皮，采用铆接的方法，铆在机架上，白铁皮的厚度选。整体尺寸和布局烘道的主要作用是为胶液干燥提供个热温环境，涂布在钢带上的胶液，在烘道内会有个往还的过程，钢带在烘道内往返运行的这段时间正是胶液成膜的过程。般情况下水溶性胶液的含水量在左右，而成品膜的含水量在左右，当干膜温度在左右，平均热风速度在.时，干膜时间的，般需要，这里取的中间值.计算，生产速度按设计要求最大速度计算，则烘箱的最小长度.，考虑到其它非稳定因素，为了保证能安全持续生产，这里将烘道的长度设计为。由于烘道较长，为了便于运输和安装，将其分为前中后三段，其中前段将又分为两部分，前面部分主要装有刀架改向滚筒流研口等，这部分是敞开的，后段则是密闭的烘道，两段复合在起，统称机架前段，总长约为.，其中烘道的长度设计为中段和后段则均为纯粹的烘道，长度均设计为，那么整条线的长度..，且三段的排列方式是直线型，详情请参看附录图。由于要在烘道内形成个热风循环，所以将烘道分为上下两个腔，钢带的紧边在上腔运行，松边在下腔运行，中间用白铁皮分隔开，热风从上腔进入，循环经过下腔后，用抽风机抽入上腔继续循环，这样即可形成热风循环，又能提高热能利用率。上腔的顶部均匀的开有四个热风入口，入口下端约处设有热风分配筛，热风分配筛底面距离钢带约，热风通过热风分配筛后，可以防止热风直接吹在胶液表面上。上腔除开有热风入口外，还均匀排布有电热管，同样电热管距离钢带约，它们可以直接加热胶液，使整个系统的热功率大为提高。上腔的高度，可按下式求得。下腔主要是钢带的松边在里边运行，为了防止松边擦到底面，设计时要求松边最低点离底面高度，钢带的下垂量可按式.计算.式中滚筒的轴心距，筒的宽度可按式.或式.求解.或.将数据带入上任式中可得滚筒两端的辐板并不是位于滚筒圆筒型外缘的顶部，而是与外缘的两端面存在定的距离，取，如图.所示，这样做不仅外型美观，而且对外缘起到定的加强作用。图.滚筒凸缘尺寸中心轴的设计，安装在主动滚筒的中心轴上的零部件有输入动力的链轮起承托作用的轴承，滚筒本身，因此可将轴设计成阶梯轴。现在，先初步估算轴的最小直径，已知加载在滚筒轴上的功率为了设计的安全，这里把电动机的功率看成无损失的输出，即计算时取用电动机的功率，滚筒的转速。，选取轴的材料为经调质处理的号钢。传动轴的最小直径可由式.确定，.式中由表查得，计算时取用取用电动机的输出额定功率，.将数据代入式.可得.由于系统在工作时对滚筒中心轴的挠度要求较高，轴刚性的好坏将直接影响到成膜质量，故般将轴的直径设计的比较大。中心轴的结构如图.所示轴的最小直径出现在大链轮的安装处，即图中Ⅰ段，这里可将最小直径选为由后面内容可知，这里也满足小于大链轮的最大允许轮毂直径的要求，查表.可知链轮的轮毂长度为，结合链轮轮毂长度和其它因素，将此段长度设计为。又因本段要安装链轮，且链轮与轴采用键连接，故本段开有键槽，查相关设计手册，键槽的尺寸为，即深为宽为长度为，因滚筒受到的扭矩较小，此处键的强度不需校核图.中心轴的结构尺寸示意图紧接着是安装轴承的轴颈，图中所示Ⅱ段，此段直径结合前段轴的直径和轴承内径，将其设计为，结合机架的宽度和轴承套的长度，将长度设计为图中Ⅲ段轴颈上安装滚筒辐板而且还要让滚筒端面与机架保持定的间隔，结合前段的直径，将本段的直径设计为，因滚筒两端部留有的凸缘，与机架的间隔为，且辐板本身厚度为，所以将本段长度设计为紧挨着的Ⅳ段是轴位于两辐板间的部分，结合前段，将本段的直径设计为，长度结合滚筒长度设计为紧接着的Ⅵ段与Ⅲ段相同，Ⅵ段与Ⅱ段相同。中心轴的校核滚筒中心轴在工作时，除了受到钢带拉力之外通过滚筒的辐板传递到轴上，还受到链传动的压轴力和滚筒自重的影响。现在把中心轴理想化成根光杆，可得其按照水平和竖直方向进行受力分析的受力分析图.所示，图中重力和钢带对滚筒的拉力都已经分解到辐板的支点处。图.中心轴受力分布图滚筒的自重可按式.计算.式中重力加速度，取滚筒直径滚筒长度滚筒材料的密度，取。将数据带入式.可得将重力分解到两辐板支点上可得钢带对滚筒的拉力紧边松边拉力，可分别按式.和.来求.能低于，可适当选择功率大点的电动机。查相关手册选择型三相异步电动机，其详细技术数据见表.。表.所选电动机特征值电机型号极数额定功率同步转速满载转速额定转矩质量在本系统中，电动机并不是直接将动力输出的，而是与个减速机串联在起，通过减速机减速后再输出到个链传动环节上，最终经链传动传动到主动滚筒上，下面对减速机进行选择系统总传动比式中电动机输出转速主动滚筒的转速在本系统中，链传动的传动比设计为在以下章节有对其的相关设计，所以减速机的传动比.，可将其圆整为，结合电动机，查相关手册，选用型星轮减速器，其技术数据见表.。表.所选减速机特征值减速机型号输入转速公称传动比许用输出转矩传动滚筒和托辊的设计与选用在带传动中有大小两种滚筒，其中位于环形钢带两端与平带传动中带轮有类似作用的是对大滚筒，其中位于机器后端的是主动轮，前端的是改向轮。托辊在刚带传动中其托承作用，它们均匀排布在环形钢带紧边的下面。在上节的图中有标示，图中小圆代表托辊，但其个说并不代表实际数目，仅起示意作用。现在对主动滚筒进行设计，滚筒主要包括圆筒型外缘，两端的辐板和中间轴组成，其轮廓结构如图.所示。图.主动滚筒结构示意图在本设计中，滚筒外缘和辐板的材质均选用优质碳素钢，许用应力中心轴选用钢，经调质处理，许用应力。查相关资料，滚筒的辐板和外缘可选用钢板焊接，考虑到本系统属于低速轻载运行系统，为了减轻自重和节约成本，滚筒结构钢板不必选的太厚，选的板材，采用焊接结构，可完全满足系统需求。滚筒的直径为了保证钢带在滚筒上顺利的绕行，钢带不会发生弯曲应力破坏，滚筒应有个最小极限半径。滚筒直径愈大，愈有利于钢带的传动，但受机器本身的限制，和从节约成本出发，滚筒的最大直径应有定的限制，所以滚筒的直径应选择个适当的数值。根据钢带的屈服极限和弹性模量，可以按式.计算滚筒的最小直径.式中钢带的弹性模量，大小为钢带的厚度，大小为钢带的弯曲应力极限，大小为代入数据可算得结合表，选滚筒的直径，这样按钢带最大弯曲应力极限设计，再结合表.选出的滚筒最小直径，这样从表中按钢带使用寿命选出滚筒，那么钢带是否能满足弯曲极限应力的要求，就无需校核了。即所选滚筒在满足钢带的弯曲应力极限的同时，又能满足整个系统的使用寿命。表.常见滚筒直径对钢带使用寿命的影响带轮直径钢带厚度钢带使用寿命循环次数滚筒的长度钢带的宽度为，且钢带在传动过程中很容易产生跑偏，滚筒作为带动钢带的主要机构，滚筒的两边必须为钢带留有定的余量，取，滚筒和机架间也必须留有定的运转余量，取，再结合整机设计宽度为，结构方钢管的宽度，则与阻力，各点力的分布如图.所示。现在把钢带的受力理想化，将其分为紧边绕入主动滚筒受力点,紧边绕出改向滚筒受力点，松边绕出主动滚筒受力点，松边绕入主动滚筒受力点，紧边与托辊接触受力点共五处受力点，下面用“逐点计算法”计算钢带各点的张力与阻力。图.钢带受力逐点计算法各点受力可用下列各式表达.式中钢带松边绕出主动滚筒点的张力钢带松边绕入改向滚筒点的张力钢带紧边绕出改向滚筒点的张力钢带紧边绕入主动滚筒点的张力钢带松边运行阻力钢带在改向滚筒上的阻力钢带紧边运行阻力与托辊间的摩擦力剥离薄膜阻力，取实验数据。将上列各式合并得式由于薄膜自重可以忽略不计，且钢带松边是自由传动因而.式中钢带每米自重两滚筒中心距托辊阻力系数，取为.改向滚筒阻力由式.计算.式中改向滚筒阻力系数，由于钢带在滚筒上的包角接近，因此取.。将上列各式整理可得式主动滚筒绕入点和绕出点的受力必须符合欧拉公式.，钢带才不会在滚筒上打滑，.式中钢带与滚筒间的摩擦系数，查表取.钢带在滚筒上的包角将式.和式.联立，可得式将数据代入以上各式可得钢带在主动滚筒上所需圆周力的计算如式式中驱动滚筒的阻力，单位为，可通过式.计算刮刀的阻力通过实验可取联立.和.两式得.在式的计算中，取较大值.参与计算。钢带安装并焊接好后，施加定的预紧力使钢带张紧，钢带在滚筒上产生压力，从而产生摩擦力。在理想状态下，钢带在不工作时两边拉力相等，都等于，且钢带两边都是张紧的，如图.所示。图.钢带在理想非工作状态下示意图但在实际情况下，钢带的段受自重的影响有定的下垂，即钢带下段并不是水平绕进滚筒的，而是与水平面存在个夹角，在实际操作中般将控制范围内，如图.所示。型水溶膜流研,成型,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.水溶膜的简介水溶膜的外观和我们日常接触的普通薄膜看起来差不多，但两者在性能上却相差甚远，大家都很清楚后者是白色污染的罪魁祸首，是种很难降解的永久污染源。而水溶膜则恰恰相反，它很容易被降解，尤其是它能溶于水，也正因此而得名水溶膜。水溶膜作为种的绿色包装材料,在欧美日本等国被广泛用于水中使用产品的包装,例如,农药化肥颜料染料清洁剂水处理剂等。水溶膜的主要原料是聚乙烯醇及淀粉,其所有组分包括添加的助剂均为无毒的化合物，溶于水后，降解成无毒无公害的最终产物和。制膜过程中，各组分之间只发生物理溶解,改善其物理性能力学性能工艺性能及溶水性能,但不发生化学反应,不改变其化学性能，即水溶膜从材料到生产成膜都是无毒无污染的。因此，水溶膜完全可称为是种新颖的绿色包装材料，且随着人们环保意识的上升，其市场也必将越来越广阔！.水溶膜的现状及展望目前国内外市场生产销售的水溶性薄膜主要有高温型和低温型种类型。主要应用于在水中使用的产品的包装水转移印刷作为暂时性载体用于假发及刺绣的制作过程用于种子带服装及纺织品包装洗涤袋等。目前国外生产厂家主要采用流涎法和吹塑法生产水溶性薄膜。主要是日本美国法国韩国等生产销售此类产品,如法国公司和美国公司,日本的合成化学公司等。国内在上世纪年代上海塑料制品研究所四川涪陵地区塑料三厂先后开发了薄膜的流涎法和吹塑法,但由于质量差,能耗高,因而未能工业化生产。目前中科院北京塑料研究所正在研究开发吹塑法生产水溶膜,处于实验室研究阶段,还未投入实际生产。我校包装机械研究所在郝院长的带领下，研究开发了种水溶膜生产方法钢带流研法，这种方法不仅生产效率较高，而且相比之下能耗也比较低，操作流程简单，条线仅需两三个人就可以保证生产。正是因为具有这么多优点，这种生产方法在国内已经取得了很大的市场，随着技术的不断改和成熟，我相信她必定会继续得到不断