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1、 参考资料 人造板多层热压机设计毕业论文人造板多层热压机设计毕业论文 目录 1 1 引言引言 5 1 1 五层侧压式热压机的发展概况及现状 5 1 2 热压机的特点 6 1 3 热压机的发展带来的机遇和挑战 7 2 2 热压机的结构设计热压机的结构设计 8 2 1 框架结构 9 2 2 柱塞结构 10 2 3 上托板结构 10 2 4 下托板结构 11 2 5 平衡机构简要设计 12 2 5 1 工作原理 12 2 5 2 齿条的设计 14 2 6 轴承的选取 15 2 7 侧压缸支架结构 16 2 8 侧压缸螺栓设计校核 17 3 3 热压机主要部件的受力分析热压机主要部件的受力分析 18
2、8 3 1 立柱的设计校核 18 3 2 上托板的设计校核 18 3 3 下托板的结构设计 25 3 4 下横梁底板受力分析 28 附录附录 30 参考文献参考文献 35 参考资料 致致 谢谢 36 参考资料 1 引言 热压机是人造板生产线的主要设备之一 热压机的生产能力决定了人造 板生产线的产量 而热压机的技术水平也在很大程度上决定了人造板产品的 质量 人造板生产的发展与热压机技术水平的进步息息相关 人造板行业的 发展对热压机生产提出了更高的要求 而更先进水平的热压机的出现则又极 大地促进了人造板行业的发展 新的人造板国家标准对产品质量提出了更高的要求 为保证产品质量 就 热压机而言 一方面
3、 要求工艺上采取最佳热压工艺曲线和工艺参数 控制产 品质量 另一方面 热压机设备本身在结构和性能上要满足诸如制品的厚度 公差 传热的均匀度等要求 确保压制品质量 热压机的发展促进了人造板工 业的繁荣 而近年来我国人造板行业的超快速发展也为我国热压机技术的发 展提供了广泛的发展空间 遗憾的是目前我国还不具备连续压机的生产能力 国需要的连续压机还需要从国外进口 这严重影响了我国人造板机械行业整体 水平的提高 国的有关单位也在抓紧时间组织必要的人力 物力 技术力量 进行连续压机的研制工作 相关的产品也有望在未来几年问世 本次设计在 借鉴以往前人的实际设计经验和部分参数结构的前提下重点对其下托板的结
4、构进行了可行改进设计 使用了 CAD Pro e 等工程制图软件对该机器进行结 构设计 绘制和分析 在指导教师的指导下以及同组同学的共同研讨下基本 达到了预期目标 1 1 五层侧压式热压机的发展概况及现状 最早在人造板行业出现的热压机就是多层压机 它主要是借鉴并根据纺 织工业使用的压机改造而来 用于以纸浆来生产最早的纤维板 最初的多层 热压机尽管还不完善 但已经具有现代多层压机的雏形 装卸板系统 加热 参考资料 装置 压机闭合开启装置等都为人们所了解 这些多层压机的制造商则是来 自人造板设备技术比较发达的德国 如辛北尔康普公司和贝克一冯赫伦公司 前者至今仍然在世界人造板设备供应领域占据重要的地
5、位而后者却已于 20 世 纪 80 年代退出了市场的竞争行列 后来多层压机在刨花板生产中获得了极大 的成功 并推广开来 多层压机的使用在促进刨花板工业的发展的同时推动了 整个人造板工业的进步 而刨花板行业的发展又为多层热压机的不断改进提 供了生产依据 最初人造板多层压机的主要制造商主要集中在欧洲 包括比 松公司 辛北尔康普公司 贝克 冯赫伦公司迪芬巴赫公司和顺智公司等之 后随着多层热压机制造技术的推广 美洲以及包括中国在的一些亚洲国家也加 入到多层热压机设备供应商之列 近年来 随着热压机技术的发展 欧洲的主 要热压机生产厂家已经将主要的生产力转移到连续热压机的生产上 而我国的 上海人造板机器厂
6、 美国的华盛顿铁工厂则成为除欧洲厂商外的多层热压机 市场上较为重要的供应商 美国的华盛顿铁工厂一直致力于多层热压机的发 展 产品的层数 压机幅面也不断加大 而我国的上海人造板机器厂则是多层 热压机市场的后期之秀 依靠国强大的市场支持 目前已向国外市场提供了多 套多层热压机设备 为了提高单机生产能力 多层热压机采用两种途径提高产 能 一是增加压机层数 二是增大热压板的幅面 目前通常使用的热压机层数 为 10 15 层 最多可达 40 层 幅面主要有 4 英寸和 8 英尺 1 2 热压机的特点 热压机除整个结构布局合理 紧凑 外形美观 精密度高外 还具有以 下特点 控制系统多样化 此热压机的控制系
7、统有光电管 无触点开关和行 程开关 这些控制电器元件灵敏 耐用 而且大部分元件安装在热压机顶部 使得热压机结构紧凑 整洁 热压机主体部分是由一定厚度的钢板焊接成的 框架式 不易变形 梯形块上设置倒角 便于找正 热压机的低压泵 高压泵和电机全部安装在油箱架下边 占地面积小 该热压机由于装有蓄压器 因此可起到缓冲作用 以增加热压机的稳定性 参考资料 当液压系统达到一定压力时 高 低压泵可自动停止工作 当压力不足时 可自动开启高 低压泵补充到规定油压 使液压系统总保持在规定的油压围 1 3 热压机的发展带来的机遇和挑战 随着房地产业的飞速发展 带动了装修业的快速发展 从而带动了集成 材业的发展 集成
8、材保留了天然木材的材质感 外表美观 材质均匀 克服 了木材易变形 开裂的缺点 利用短小料可获得人造板和实木不能替代的方 材板 提高了木材的使用价值 它是室装饰 木质地板和中高档家具生产的 理想材料 集成材的生产主要由拼板机来完成 使得拼板机的市场需求量越 来越大 随着板材生产厂家的需要的不断提高 要求拼接出来的板材尽量平整 木条之间的不平度较小 拼接的整板变形量小 没有弯曲 扭曲 翘曲现象 为此保证设备上下工作面的平面度 刚性 上下平面的平行度比较关键 另 外 必须改善拼接工艺 减少板材拼接受力不均 保证热拼板机承载面受热 均匀 但我国的拼接设备与德国 意大利等发达国家比还相对比较落后 主 要
9、表现在设备的自动化程度低 配套使用的设备较少 还存在很多单机使用 现象 全自动拼板生产线在国尚还空白 另外 我国的拼接板精度不高 后 序加工量大 余料浪费较多 随着生产规模的不断扩大 多层热压机的层数在不断增多 幅面也在不 断加大 然而多层热压机的缺点也越来越显现出来 1 热压辅助时间长 压机有效生产率低 使用多层压机 需要相应配置 附属的装板 卸板系统 这无形中增加了热压的辅助时间 再加上压机自身 所需要的闭合开启时间 导致热压周期长 生产效率低 而且压机的层数越 多 辅助时间越长 辅助系统也越复杂 2 随着层数的增多 多层压机对系统的同时闭合系统要求更高 而且由 于在热压过程中各层板坯受压
10、不同 造成成品板的产品厚度不均 产品稳定 参考资料 性差 3 由于装板以及热压板闭合后板坯在未加压的情况下受热 使产品产生 较厚的预固化层 砂光余量大 4 热压板在热压过程中 直接受湿热蒸汽的作用 热压板腐蚀严重 影 响使用寿命 5 受压机开档和热压板的限制 多层压机生产的产品规格具有一定的限 制 不能满足人们对产品多规格的要求 尽管多层压机具有以上缺点 但是到目前为止 多层压机仍然占据热压 机市场的大部分市场份额 成为人造板生产的主要压机之一 改善机架应力状态的措施 1 在同样重量下减簿板厚 增加宽度 以提高机架抗弯刚度 减少应力 2 避免在机架侧钻孔 焊接零件 以免引起应力集中 可将零件布
11、置 在立柱的外侧 3 在机架上增加几块补板 以提高上 下横梁的抗弯刚度和立柱的刚 度 4 减小拐角处的应力集中 可以采取圆弧过渡 或斜角过渡 5 正确选择焊缝位置 机架板一般都是拼焊而成的 焊缝强度一般都 低于母材 而且有焊接应力 所以焊缝要选在应力较小的位置 而且要沿立 柱方向 不能沿横梁方向 2 热压机的结构设计 五层侧压式热压机的整机设计采用了框架式结构 整体使用工字钢和钢 板焊接而成 根据热压板的具体的参数 选择成品压板和侧压板 整机结构见下图 参考资料 图 2 1 五层侧压式热压机的结构 其中热压机的主要技术参数为 上下压力 90 吨 将层层热压板向上顶起且保证压机工作时板坯不发生
12、翘曲 泄压时靠压机自重下降 侧向压力 10 吨 将板坯侧向加紧 热压板尺寸 2550 1370 42mm 两热压板之间的间距为 100mm 详细尺寸结构参考零件图 BYSJ 01 2 1 框架结构 最上部为上托板 为加强强度 上托板与第一个热压板间需焊接厚度为 10 mm 的钢板 每个热压板间距离是 100mm 侧压缸在同一侧 与侧压板连接 止推板在另一侧 厚度均为 10mm 热压板通过方形钢管和阶梯形挡块定位 为了方便热压机在工作时热压板上升过程中位置的找正 将梯形挡块开有 45 度倒角 以便起到引导作用 为了使两个侧压缸推力相同以及下托板在上升 过程中的平稳 使用齿轮齿条机构进行调节 第六
13、块热压板直接焊接于下托 板上 它与下托板之间同样有一厚度为 10mm 钢板加强其强度 柱塞缸与焊接 参考资料 在底座上的法兰通过螺栓连接在一起 使用厚度为 14mm 的钢板 四个柱塞缸 通过两组齿轮齿条控制同步压力 立柱采用 H 钢 型号为 28a 2 2 柱塞结构 该结构主要有两部分组成柱塞和柱塞缸 两者的结构分别表示如下图示 图 2 1 柱塞结构 柱塞缸主要采用 14mm 的钢板卷筒焊接而成 其结构简单制造方便 将该 结构安装在下横梁上 并通过一块 14mm 厚的钢板与之焊接为一体 钢板上安 装法兰以实现工作要求 2 3 上托板结构 为了考虑材料和该结构的受力特点 通过对不同结构形式的托板
14、受力分 析 选择受力最小且受力最为合理的结构 其结构设计为两边带有加强肋 中部为正方形结构且加强肋在其对角线上 结构示意图如下所示 参考资料 图 2 3 上托板结构 详细尺寸结构参考零件图 BYSJ 02 2 4 下托板结构 下托板是该机器的主要受力部件之一 为了使受力均匀和节省材料从而 降低生产成本 在参考了以往的设计经验并通过对不同结构形式的托板进行 受力分析 最终选择了受力最小且受力最为合理的结构 其结构设计为将托 板均匀分成四部分 每部分的加强肋设计在其对角线上 连接柱塞法兰的结 构设计在该肋板的几何中心上 结构如下图所示 参考资料 图 2 4 下托板结构 详细尺寸结构参考零件图 BY
15、SJ 03 2 5 平衡机构简要设计 2 5 1 工作原理 由于液压系统在工作时 对柱塞缸的压力油供应不均匀 而使下托板以 及侧压板在工作时不平衡 为了使液压缸柱塞将下托板顶起工作时下托板平 衡的上升 及侧压板工作时平衡的对板坯进行加紧而设计了该平衡机构 它 主要由齿轮齿条机构来保证 将两个相同的齿轮安装在同一根轴上 将齿条 与下托板相连 在侧压板上的平衡机构的结构于此相同 在此仅以下托板处 的平衡机构的结构为例加以说明 具体结构如下图所示 参考资料 图 2 5 平衡机构 齿轮齿条机构 参考了机械设计齿轮设计例题分析 由于该压机的工作压力最大为 90 吨 所以平衡机构中齿轮转速不高 受力不是太
16、大的特点 可将齿轮精度等级确 定为 IT7 GB10095 88 选择其材料为 40Cr 硬度为 280HBS 齿条 2 调质 的材料选为 45 钢 调质 硬度为 240HBS 两者材料硬度差为 40HBS 符合了 设计的基本要求 现将其主要的设计过程简要叙述如下 1 初选齿轮齿数为 24 齿数比 u 4 1 Z Z 2 主要公式 接触疲劳许用应力 分度圆直径 2 E 3 H Z1 2 32 64 32mm t d Ku d u lim 522 5 HN Ha K MP s T Fd 2 11250 N M 其中 F 为液压缸工作参数 90t d 为平衡轴直径 有机械设计表 10 6 查 得材料的弹性影响系数 8 有图 10 21d 按齿面硬度查齿轮的接触疲 E Z 1 2 a MP 参考资料 劳强度极限 600 Hlim a MP 由图 10 19 去接触疲劳寿命系数 0 95 HN K 3 按齿根弯曲强度设计时 0 93mm FaSa 3 2 d1F Y Y2KT m Z Z 由图 10 20c 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 500 查图 10 18 取弯 FE a MP 曲疲劳寿命
