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1、沈阳化工大学学士学位论文 第一章 概述1一.概述1.1 平板硫化机的最新进展橡胶制品的硫化成型，分为平板硫化机压模成型，注射成型，连续硫化及硫化罐硫化等多种形式。三是目前使用最多的还是平板硫化机硫化。 下面将讨论平板硫化机硫化生产问题的四个原因(一)平板硫化机本身（二）模具（三）胶料（四）硫化机成型加工技术1.1.1 用平板硫化机进行模压成型和硫化在分析这些问题时，必须把握住橡胶特有的性质，橡胶与塑料不同，它已具有以下四项特征：（一）由于会产生硫化交联现象，所以胶料在模具内流动时会因焦烧作用而导致粘度发生变化。（二）改变模具内的流道，会产生压力损失。在使用简单的模具时，用平板硫化机硫化成型则不
2、宜导致压力损失，若使用旋转模硫化成型，胶料从斜槽向模腔流动的部位上产生压力损失，与塑料相比该压力要大的多。压力损失可以认为是胶料与管道壁之间的摩擦及胶料本身的动态损失造成的。（三）随着模腔内胶料硫化的开始，压力也随之上升，这样就起到了除去模腔内的气孔，提高制品外观质量的效果，若表面凹缩，则合模面上的压力会上升，带来压力集中的负面效果。该压力上升，会使与合模面接触的胶料形成早期硫化薄膜，由于这种模起到了密封的效果，因而由于内部胶料温度上升，产生了膨胀现象。（四）在胶料硫化时产生硫化机分解气体与原来被裹进胶料中的气体及挥发的蒸汽气体容易在硫化胶内部形成的小气泡。沈阳化工大学学士学位论文 第一章 概
3、述21.1.2 平板硫化机用模具设计的重要性为了制造品质优良得到模压橡胶制品，充分了解模具内胶料的流动及硫化动态，选用合适的硫化机，模具，掌握熟练的操作技术是非常重要的。特别是模具尤为重要。1.1.3 平板硫化机在硫化成型中的不良现象及其预防措施平板硫化机在硫化成型中发生的不良现象可分为孔洞（气体） ，凹缩（开模缩裂） ，表面花纹的外观不良现象以及尺寸不精确，胶料流动不良（缺胶） ，模具污染等质量问题。发生不良现象及原因可以从胶料，模具，硫化成型技术等各方面进行分析。1.2 平板硫化机的用途，类型及工作原理1.2.1 用途和类型（一）用途：平板硫化机是橡胶工业常用的设备。在塑料工业中用作加工热
4、固定或热塑性的压纸机主要由热板，封闭受力构件和加压机构组成。平板硫化机的主要功能是提供硫化所需的压力和温度。（二）类型： 1.按用途可分为：橡胶模制品平板硫化机，橡胶平带平板硫化机，橡胶三角带平板硫化机，橡胶板平板硫化机。2.按传动系统分：液压式平板式硫化机，机械式平板硫化机，液压机械式平板硫化机。3.按操作系统可分为：非自动式平板硫化机，半自动式平板硫化机，自动式平板硫化机。4.按结构形式可分为：（1）按支架结构可分为：柱式、框式、侧板腭式，连杆式及回转沈阳化工大学学士学位论文 第一章 概述3式板硫化机（2）按加热平板的加热层数分为：单层式和多层式平板硫化机。 （3）按液压缸的数目分为：单压
5、缸和多压缸式平板硫化机。（4）按液压缸的位置可分为：上缸式和下缸式平板硫化机，垂直式和横卧式平板硫化机。5 按平板加热方式可分为：蒸汽加热，电加热及过水加热平板硫化机。1.2.2 基本结构（一） 主机部分：柱塞，热板，活动平台，垫台，上横梁等。（二） 辅机部分：模具托板滑道，模板推出的生气装置及支架。（三） 液压部分：（略）（四） 电控部分：（略）1.2.3 工作原理此平板硫化机属下缸式，工作时，模具能通过工作缸能自动推进和拉 进，上下模板能自动退出并且上模板能自动展开一个角度便于取出制品。锁模保压用主油缸，采用电加热方式。上横梁通过立柱采用上下螺母固定，可使热板间距在 300-400 的范围
6、内可调。工作时，具体的动作过程如下：装料合模入模平台上升顶压放气保压硫化平台下降出模开模制品取出完成循环。1.3 规格与技术特征平板硫化机的规格用加热板的“宽度*长度”及公称吨位来表示。例如：100/600*600 平板硫化机。第一个数字代表平板硫化机的公称吨位，后面的数字表示加热板“宽度*长度” ，单位为毫米。工作液的压力一般为：水压为 120 公斤/厘米 2油压为：125， 160， 200， 320 公斤/厘米 2沈阳化工大学学士学位论文 第一章 概述4主要技术特征包括：型式，热板规格，公称吨位，层数，热板间隔，柱塞最大行程，机台尺寸，重量等。沈阳化工大学学士学位论文 第二章 基本参数5
7、二基本性能参数基本性能参数的确定：公称合模力： 0.6MN热板规格： 450450热板间距： 125cm电加热板最高温度： 200最大热压力： 23Mpa工作液压力 ： 16Mpa柱塞行程： 250mm外型尺寸： 8205201600mm沈阳化工大学学士学位论文 第三章 主要零部件的设计及校核6三主要零部件的设计及校核3.1 柱塞柱塞是平板硫化机的主要零件之一，他与工作刚，密封装置，压紧法兰盖等组成了传递亚能的部件，将液体的压能转变为带动平台或可动的横梁于东的功能。柱塞的结构型式是根据平板硫化机的吨位大小，工作缸液压的变动情况，平台的运动速度以及行程进行设计。3.1.1 柱塞的选材HT2003
8、.1.2 结构尺寸及强度计算（1）柱塞外径的确定：D= 0.785 = 600000.785160=23.85cm （ 3.1）取 D=250mm 式中： 为柱塞外径，D 250mm为平板硫化机公称总压力， P 0.6MN为工作液的最高压力， 160g/ cm2当柱塞直径大于 时，为了节省材料，减轻重量，应制成空心，本设计采用150mm空心柱塞。（2）柱塞壁厚的确定沈阳化工大学学士学位论文 第三章 主要零部件的设计及校核7=2(1 - ) （ 3.2）式中： 为铸铁的许用压力， g/cm2为柱塞安全系数 取n n= 57 n=6为常数 铸铁柱塞 K K=22=2=125mm为工作液的最高压力
9、P P=160g/cm2所以=125（ 1 100021601000） =36.7规定 大于等于 所以 取 40mm 40mm （3）柱塞内径： D1=D2-2=250-240=170mm（4）柱塞长度：柱塞长度应充分考虑工作行程，工作缸长度及主机安装情况，综合加以确定，结构尺寸如图 3-1：图 3-1 柱塞结构尺寸3.2 液压缸液压缸是平板硫化机传递力量的主要零件，属于高压下操作的厚壁容器。沈阳化工大学学士学位论文 第三章 主要零部件的设计及校核83.2.1 结构形式本设计采用常见的带有外部密封装置的工作缸。密封零件填于工作缸上部得凹沟内，并采用法兰压紧填料，法兰用螺栓固定在工作缸的凸缘上，
10、工作缸的周壁到缸底应采用大圆弧渐次过度连接，以防止缸壁方向变化引起应力集中。3.2.2 材料根据液压，柱塞速度，规格尺寸等因素综合考虑，选取 ZG45 材料。3.2.3 结构尺寸（1）工作缸内腔直径：工作缸内腔直径按柱塞的直径选定，较柱塞直径大。由于柱塞直径在以上，工作缸内腔直径应比柱塞直径增大 ，所以工作缸内径250mm 25mm。2=250+25=275mm（2）工作缸壁厚的确定：铸造的工作缸：=1（21） cm （ 3.3） 式中： 工作缸内腔直径，1 1 =170mm材料抗压许用应力， g/cm2 = （ 3.4）式中： 材料抗拉强度极限， g/cm2工作缸安全系数， 取 6 =570
11、0 g/cm2 n n所以沈阳化工大学学士学位论文 第三章 主要零部件的设计及校核9 = =57006 =950 g/cm2工作液压力，P P=160 g/cm2所以=137.5（ 950950-21601） =62.5工作缸外径 D2=D1+2=275+262.5=400mm（3）工作缸各部分尺寸的确定：1.过渡圆半径r=0.4r1=0.4162.5=65mm r14r =14250=62.5mm取 r=65mm2.工作缸凸肩的高度确定h =1.5 （ 3.5）工作缸壁厚 : =40h=1.540=603.导向长度 柱塞外径 l2=0.30.6D2 D D=250mm取 l2=0.5D=0.
12、50.5250=125 取 120mm4.凸肩出圆角半径r =（ 0.150.25） （ 3.6）取 r=0.2=0.240=80mm5.球底半径工作缸内半径 r =（ 12） r1 r1沈阳化工大学学士学位论文 第三章 主要零部件的设计及校核10取 取r =1.5r=1.5162.5=243.75mmr =250mm为了使密封件内进油以增强密封效果，应留 斜度。15mm6.初算工作缸内径深度L =S+l1+l2+l3 （ 3.7）式中： 柱塞最大行程 取S S=250mm密封装置长度 初选l1 l1=40mm导向长度 l2 l2=150mm其他长度 l3 l3=50所以 L =250+40+
