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1、目 录前 言2第一章 玻璃钢的发展与应用31.1玻璃钢的发展概况31.2玻璃钢应用4第二章成型部工作原理4第三章 成型部的设计内容53.1送纱装置的设计3.1. 送纱过程分析53.1.2 前纤维梳板的设计63.1. 刮胶板与刮胶圈的设计63.1.4 后纤维梳板的设计3.2 浸胶装置的设计73. 浸胶装置的设计原理7.22 浸胶升降气缸的拟定841 预成型装置的设计941.1 预成型原理分析94.12 钢芯的选择94.13 钢芯的作用94.4钢芯座的设计9.1.5加热座I的设计04.束纱管及喂纱嘴的设计4.21 束纱管及喂纱嘴的设计的设计原理11.2.2 束纱管与喂纱嘴的构造设计14.3 加热座
2、的设计15.1 成型装置的设计125.11 成型装置设计原理25.1. 传动方案的设计31.3 传动比的拟定16.齿轮的设计1651. 轴的设计175.1. 轴强度的校核95.2 轴承座的选择25.3绕纹辊筒的设计53.1 平衡飞轮的设计225.3 绕线转板的设计225.3 加热器II材料的选择及数量的拟定264 电刷的设计276.1后固化妆置的设计28第四章总 结29参照文献30致 谢1前 言 近年来，世界上几种工业发达国家和地区都将玻璃钢复合材料列为研究和发展的新材料项目之一，普遍觉得这种材料除自身具有的独特性能之外，在加工制造和使用过程中还是一种节能材料。随着玻璃钢应用领域的扩大，拉挤工
3、艺的不断发展,拉挤玻璃钢制品从小尺寸、形状简朴、对称均匀向大型、复杂、非对称的拉挤制品发展，这就对拉挤玻璃钢设备提出了更高的规定。为了更好的改善拉挤玻璃钢的成型设备，满足不同领域对玻璃钢的规定,本设计从玻璃钢成型的最基本的装置出发,运用机械设计的有关理论来设计玻璃钢的成型设备，本文具体的论述了各部分的设计原理与思路，并论述了各部分的基本构成,重要涉及送纱装置的设计、预成型装置的设计、成型装置的设计、后固化妆置的设计。本设计各部分的构造比较简朴,操作以便,实用性较高。在设计的过程当中,我得到了懂得教师的悉心指引，同步也得到了众多同窗的协助，在此表达衷心的感谢。由于本人的知识水平和设计的经验有先限
4、，此阐明书肯定有局限性之处，恳请评审教师批评指正。第一章 玻璃钢的发展与应用1.1 玻璃钢的发展概况人类使用复合材料的历史,可以追溯到远古时代，当时的埃及人、犹太人及国内的劳动人民已经运用草筋增强泥胚作墙体材料等,这是原始的复合材料。国内元代所制成的弓，已经是一种具有相称水平的复合材料构造物，它用木材做芯子，在受拉面胶有平行纤维,而在受压面胶有牛角,在当时它已作为强有力的战术武器。近代建筑用的钢筋混凝土,多层木板等都是常用的复合材料。 作为近代复合材料之一的玻璃钢,是从第二次世界大战时发展起来的，当时的美国已有了发展玻璃钢的物质基本,一是从1935年起，持续玻璃纤维已有了较大发展,二是1939
5、年发明了低压的不饱和聚酯树脂。当时的玻璃钢一方面用在航空工业方面，如飞机的雷达罩、副油箱等等，这是由于重量轻、透电波,成型工艺简便、能满足性能规定。初期的AT6型飞机,已成型了夹层构造机翼。在工艺方面已经采用了喷射成型。在树脂方面如瑞士的巴西公司已开始试制环氧树脂，同步英国的司高脱贝特公司已开始制造玻璃钢用的聚酯树脂。50年代后来，美国研制火箭发动机外壳用的玻璃钢,1957年回收的红石导弹，第一节是用三聚氰氨玻璃钢制造。后来，有较多数量的玻璃钢用于大型客机上。967年在美国的德克萨斯州试飞了用环氧树脂制造的第一架全玻璃钢构造飞机（该机设计历时7年)。进入70年代,玻璃钢船舶发展较快，西方各重要
6、工业国都趋向于大型化，特别是玻璃钢扫雷艇,都已相继下水。近年来,玻璃钢渔船发展不久，日本的大中型玻璃钢渔船与占到40%。造船的增强材料,有多层毡、复合薄毡及无捻粗纱玻璃。在玻璃钢等复合材料中，一般觉得其力学性能是取决于玻璃纤维等增强材料,在年代是玻璃纤维占绝大多数，在后来很长的历史时期中,用玻璃纤维作增强材料的复合材料仍然占重要地位,但随着工业的发展，不同的时期相继浮现了新的材料，在年代,研制了高模量的炭纤维、硼纤维。60年代,变化了玻璃成分，研究了S及R型高强度玻璃纤维。从0年代到目前,先后开发了聚芳香酰胺纤维、碳化硅纤维等,开辟了材料应用领域的新途径。增强材料的品种是非常多的，除此之外,尚
7、有剑麻等天然纤维。1.2 玻璃钢应用玻璃钢的应用是非常广的，从各重要工业国家的不完全记录，其品种在3万种以上,概括起来,目前玻璃钢的重要应用领域是车辆、船舶、化工防腐和建筑四大部门，但由于全国状况不一,在玻璃钢应用的着重点是有很大区别。 国内的玻璃钢发展于958年,初期作重为国防工业服务,随着国内社会重要经济的不断发展与壮大,玻璃钢工业也相继有了增长,70年代后来，发展得比较快，目前的玻璃钢和研究单位,基本已遍及全国各重要都市。1959年试航了9米长的游艇，1965年试飞了玻璃钢飞机螺旋浆,1966年试飞了全玻璃钢水上飞机浮筒和介放型滑翔机,68年安装了第一台直径15米的大型玻璃钢天线反射面,
8、197年运转了直径4.7米的玻璃钢风洞螺旋浆，171年安装了直径4米的的大型全玻璃钢构造的地面雷达罩,9年颁布了40立升铝内衬玻璃钢气瓶规范,同年,国内第一首大型的是39.8米的玻璃钢船舶下水,76年定性了直径为8米的冷却风机玻璃钢叶片,198年颁布了玻璃钢波形瓦原则此外还试制生产了许多玻璃钢产品：如冷却塔、波形瓦、活动房屋、风力发电叶片、大型电机护环、多种透电波的罩壳、及文体方面活动上午撑杆、弓等产品。玻璃钢应用在各个工业领域以及能源开发与运用和节省木材等方面都作出了更大奉献。第二章 成型部工作原理 玻璃钢拉挤成型机的成型部是整个机器设备的核心。它具有两个功能：定型功能和固化功能。我们将成型
9、部分为送纱浸胶装置、预成型装置、成型装置和后固化妆置四个部分。 送纱浸胶装置的作用是将无捻粗纱从纱架引入成型装置中,并将一部分粗纱浸胶。我们将无捻粗纱提成了三部分,一部分在胶槽中浸胶之后,被牵引进入预成型装置；第二部分则被直接引入到预成型装置中；第三部分无捻粗纱不通过预成型装置而被直接牵引至成型装置。拉挤成型工艺浸胶的形式重要有胶槽浸渍法和注入浸渍法，我们采用的是胶槽浸渍法,即将增强材料通过树脂槽浸胶，然后进入预成型装置。 预成型装置的作用是将浸有树脂的无捻粗纱和第二部分无捻粗纱混合在模具当中初步成型，并将多余的树脂挤去。我们设计的预成型装置由钢芯座、钢芯、前纤维梳板、刮胶板、加热座、铜管和后
10、纤维梳板构成。加热座内部嵌入数根加热棒，其上有一温度传感器,温度由PLC控制。铜管安装在加热座上，它有两个作用:一是充当加热固化设备，从送纱浸胶装置中引入的无捻粗纱和树脂的混合体与铜管内壁直接接触,均匀受热而初步固化;二是作为定型装置,对玻璃纤维和树脂基体产生径向压力,初步对其进行拉挤成型。成型装置的作用是将预成型的玻璃钢管进一步加热固化，并在玻璃钢管表面形成螺纹。成型装置分为预热压紧区、绕纹成型区和加热固化区三个部分。预热压紧区由喂纱嘴、束纱管和加热座构成。从预成型装置出来的玻璃纤维和树脂的混合体已经初步具有了玻璃钢管的形状,通过喂纱嘴被牵引入束纱管。束纱管的内孔设计成花瓣状,即内孔沿着圆周
11、开有多种型腔。“花瓣”的直径(即内孔最大直径)为22。当预成型的玻璃钢管牵引入束纱管中时，其中的一部分树脂被挤压入束纱管内孔的型腔中,同步在定型时产生一定的压力，保证成型后的玻璃钢管密度，无气孔、不起层、无裂纹和其他缺陷。同步束纱管的截面钻有一圈的引纱孔，其作用是将第三部分的无捻粗纱引入绕纹成型区。加热座的作用重要是对这第三部分的无捻粗纱进行预热，将其加热使其软化,为其后的绕纹成型做准备。绕纹成型区的重要构造是绕纹辊筒，它的重要作用是在玻璃钢管上产生螺纹。绕纹辊筒由绕线转板、辊筒齿轮、平衡飞轮和平衡转板构成。绕线转板将钢丝带引入绕在玻璃钢管上,辊筒齿轮带动整个绕纹辊筒旋转,钢丝带也不断地缠绕在
12、玻璃钢管上，并且将从束纱管引入的第三部分无捻粗纱也紧紧地扎紧在玻璃钢管表面上，于此同步玻璃钢管持续地被牵引着向前移动，那么钢丝带相对于玻璃钢管做的是螺旋运动，从而在它上面形成螺纹。我们设计在绕线转板上装有多种张紧滚轮、可调滚轮和减速滚轮，用来调节钢丝带的张紧力和缠绕速度。钢丝依此绕过各个滚轮，我们可以手动调节张紧轮来调节钢丝带的张紧度,也可以通过可调滚轮组来调节。可调滚轮的原理是通过安装在绕线转板侧面的张紧电机带动螺杆转动，从而驱动双滚轮部的调节横梁前后移动来调节钢丝的张紧。固化区的构造是一组安装在绕线转板上的加热瓦(加热座）,其作用是对玻璃钢管进行三次加热（固化成型）。 玻璃钢管通过成型装置
13、要通过后固化妆置进一步固化。后固化妆置的作用是对玻璃钢管进行第四加热(保温),采用一组加热瓦加热。第三章 成型部的设计内容3. 送纱装置的设计本部分的设计涉及前纤维梳板、后纤维梳板、刮胶板的设计。3.1. 送纱过程分析从总装配图分析可知,从纱架牵引出来的无捻粗纱分为三部分进入成型部阶段。第一部分纱直接通过前纤维梳板、后纤维梳板进入束纱管。第二部分纱为不浸胶粗纱与第三部分浸胶粗纱一起通过前纤维梳板、刮胶板进入预成型装置。3.1.2前纤维梳板的设计根据以上对送纱过程的分析，送纱分为三部分，由总体设计中选定的粗纱型号以及最后产品的规格得出需粗纱的数量,为了使无捻粗纱与浸润剂可以均匀相间,前纤维梳板的
14、构造设计示意图如下：其零件图如B00。1) 前纤维梳板尺寸的拟定由总体设计布局、生产速率和无捻粗纱的型号和最后产品的规格规定得到构造尺寸如图L-001。2） 前纤维梳板材料的选择从设计的实际规定以及设计的经济方面考虑，采用品有如下性能的聚合塑料： 质轻,比强度高。 减摩,耐腐蚀性能好。 优秀的化学稳定性，一般对酸碱化学药物均有良好的耐腐蚀能力。 优秀的电绝缘性。1.3 刮胶板与刮胶圈的设计 1)设计原理为了控制胶层的厚度及使胶均匀地分布在粗纱之间，刮胶板设计成由上盖与基座两部分构成,刮胶板与刮胶圈的装配尺寸通过配作孔实现，刮胶板与刮胶圈的具体构造与尺寸见各自的零件图BLG-002 ，L0201
15、,BL-0，BLG-03.)刮胶板与刮胶圈材料的选择根据实际工作条件分析,可以选择铸铁作为刮胶板的材料。铸铁的特点为：力学性能低、耐磨性能好、生产简便、成本低廉且应用广泛。最后我选择ZT25。刮胶圈的材料为橡胶。3.1.4 后纤维梳板的设计根据前面的送纱过程分析可知，仅有一部分无捻粗纱通过后纤维梳板,综合考虑后,为使粗纱分布均匀,设计构造示意图如下。其零件图如BLG03。）后纤维梳板尺寸的拟定由于通过后纤维梳板的粗纱不是太多,具体尺寸视状况而定。零件图如BLG-03。2）后纤维梳板材料的选择后纤维梳板材料与前纤维梳板材料相似都为ZT250。 浸胶装置的设计.21 浸胶装置的设计原理为使从纱架引过来的粗纱浸胶以及保证浸胶的限度，运用升降气缸构成一种气压手臂，通过它的升降来控制。其示意图如下:.2.2 浸胶升降气缸的拟定 根据
