機械設(shè)計畢業(yè)論文pvc結(jié)皮發(fā)泡板成型裝備的牽引切割系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　PVC結(jié)皮發(fā)泡板成型裝備的牽引切割系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設(shè)計

2、制造及自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b><

3、;/p><p>　　硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板是以塑代木的一種十分理想的綠色環(huán)保建筑裝飾材料。由于國內(nèi)沒有較好的研究基礎(chǔ)以及完善的工藝方案，目前主要靠迎進國外的設(shè)備和技術(shù)。而國外對關(guān)鍵技術(shù)的限制和相對較高的成本，使國內(nèi)生產(chǎn)陷入被動。因此，對硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板的相關(guān)技術(shù)和裝備的研究顯得極有意義。</p><p>　　本文主要從以下幾個方面進行了研究：</p><p>　　1.

4、對PVC結(jié)皮發(fā)泡板目前的國內(nèi)外生產(chǎn)狀況、市場需求、國內(nèi)生產(chǎn)能力與國外生產(chǎn)能力的對比，設(shè)備研究狀況進行概括總結(jié)和探討。</p><p>　　2.研究PVC結(jié)皮發(fā)泡板材發(fā)泡成型的整個過程。探討PVC結(jié)皮發(fā)泡板的生產(chǎn)器械、加工工藝和配方的研究。并分析工藝過程中各個機械參數(shù)、配方比對板材性能的影響。</p><p>　　3.對PVC結(jié)皮發(fā)泡板材組機進行總體方案布置，并對擠出機、牽引切割機等部位的作

5、用進行分析。</p><p>　　4.對PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)當(dāng)中的牽引切割機構(gòu)進行設(shè)計。包括牽引機構(gòu)中的連傳動分析計算及CAD繪圖、切割機構(gòu)的運動形式的確定及其分析計算制圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PVC發(fā)泡板；擠出機；牽引切割機</p><p><b>　　\</b></p><p>　　Study Extrus

6、ion technique and Equipment of rigid PVC foamed products - traction and cutting system</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　Rigid PVC foam board crust is plastic and wood in a very desi

7、rable green building decoration materials. Since Taiwan does not have a good research base and improve the process plan, mainly by the welcome into the foreign equipment and technology. The restriction of foreign critica

8、l technology and relatively high cost, so that domestic production of passive position. Therefore, rigid PVC foam board crust technology and equipment related to the research seems very meaningful. </p>

9、;<p>　　This article mainly from the following aspects:</p><p>　　1、For PVC crust epispastic board current domestic production conditions, market demand, domestic production capacity and foreign product

10、ion capacity of contrast, equipment research and discussion are summarized.</p><p>　　2、Study PVC crust foamed board foam molding process. Explore PVC crust epispastic board production equipment, processing t

11、echnology and formula of research. Analysis and process all mechanical parameters, the influence on the performance of the formula sheet ratio.</p><p>　　3、For PVC crust foamed board groups overall plan layo

12、ut, the machine of extruder, traction machine etc. Function analysis.</p><p>　　4、For PVC crust epispastic board production of traction cutting mechanism design. Including the even drive traction calculation

13、and CAD drawing, cutting movement of the analysis and calculation of the form and graphics.</p><p>　　Keywords: Foamed PVC board； Extruder；Traction and cutting machine</p><p><b>　　朗讀</b

14、></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　第一章 緒 論1</b

15、></p><p>　　1.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板擠出技術(shù)的研究背景和意義1</p><p>　　1.2 PVC結(jié)皮發(fā)泡板存在的問題1</p><p>　　1.3 本課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.4 課題研究的主要內(nèi)容2</p><p>　　第二章 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板成型機理研究3

16、</p><p>　　2.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)工藝流程3</p><p>　　2.2 PVC發(fā)泡板材配方[7] [8]3</p><p>　　2.2.1 PVC的選擇[8]3</p><p>　　2.2.2 穩(wěn)定劑的選擇[8]3</p><p>　　2.2.3 發(fā)泡劑的選擇[7] [8]3</p

17、><p>　　2.2.4 助發(fā)泡劑的選擇4</p><p>　　2.2.5 潤滑劑[7] [8]4</p><p>　　2.3 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板材截面形狀4</p><p>　　2.4 加工設(shè)備4</p><p>　　2.5 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板擠出方法5</p><p>　　2.5

18、.1 自由發(fā)泡法[8] [10]5</p><p>　　2.5.2 向內(nèi)芯發(fā)泡法[8] [10]5</p><p>　　2.5.3 受限自由發(fā)泡工藝[10]5</p><p>　　2.5.4 共擠工藝6</p><p>　　2.6 硬質(zhì)PVC發(fā)泡擠出成型機理6</p><p>　　2.7 工藝條件的設(shè)置6&

19、lt;/p><p>　　2.7.1 螺桿轉(zhuǎn)速對制品性能的影響7</p><p>　　2.7.2 模具溫度對發(fā)泡效果的影響7</p><p>　　2.7.3 擠出壓力、模具結(jié)構(gòu)對發(fā)泡制品的影響[12] [15]8</p><p>　　2.7.4 發(fā)泡劑滯流時間的影響8</p><p>　　第三章 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板

20、生產(chǎn)裝備的總體方案設(shè)計9</p><p>　　3.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備各部分組成9</p><p>　　3.1.1 擠出機組的組成9</p><p>　　3.1.2 擠出機組各裝置的作用9</p><p>　　3.2 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體方案設(shè)計要求9</p><p>　　3.3 硬

21、質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體方案10</p><p>　　3.4 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體布置11</p><p>　　3.5 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的主要參數(shù)設(shè)置11</p><p>　　3.6 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備總體尺寸布置13</p><p>　　第四章 牽引切割機構(gòu)設(shè)計14</p>

22、<p>　　4.1 牽引機構(gòu)設(shè)計14</p><p>　　4.1.1 牽引機構(gòu)電機選用14</p><p>　　4.1.2 牽引系統(tǒng)方案14</p><p>　　4.1.3 鏈傳動的設(shè)計計算15</p><p>　　4.1.4 鏈輪參數(shù)設(shè)計17</p><p>　　4.1.5 鏈輪繪制18<

23、;/p><p>　　4.1.6 低速鏈傳動的校核18</p><p>　　4.1.7 軋輥安裝19</p><p>　　4.1.8 牽引機構(gòu)總圖20</p><p>　　4.2 縱向切割系統(tǒng)設(shè)計20</p><p>　　4.2.1 鋸片位置的安排20</p><p>　　4.2.2 切割電

24、機選用21</p><p>　　4.2.3 切割吸粉裝置21</p><p>　　4.2.4 切割工作臺面的設(shè)計22</p><p>　　4.2.5 縱向切割系統(tǒng)總圖22</p><p>　　4.3 橫向切割系統(tǒng)切割電機選用22</p><p>　　4.3.1 電機選用22</p><p

25、>　　4.3.2 切割部件布置22</p><p>　　4.3.3 汽缸壓緊裝置23</p><p>　　4.3.4 縱向進給設(shè)計23</p><p>　　4.3.5 橫向進給設(shè)計24</p><p>　　4.3.6 橫向同步切割系統(tǒng)總圖26</p><p><b>　　總結(jié)27</b

26、></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　[參考文獻]29</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板擠出技術(shù)的研究背景和意義</p><p>

27、;　　硬質(zhì)PVC 低發(fā)泡技術(shù)的研究在國外始于上世紀(jì)70 年代，法國、奧地利、意大利于先后開發(fā)成功硬質(zhì)PVC低發(fā)泡技術(shù)，80年代開展工業(yè)生產(chǎn)。法國VigineKuhlman公司開發(fā)的Caluka法(又稱結(jié)皮發(fā)泡法)是低發(fā)泡技術(shù)的重大突破；目前美國、德國、日本等國已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模的研究、開發(fā)與生產(chǎn)能力，韓國、我國臺灣地區(qū)也于80年代開始推廣這種技術(shù)，發(fā)展也比較快，達到了質(zhì)量好、品種多、應(yīng)用范圍廣、成本低、規(guī)模大的水平[1]。</p&g

28、t;<p>　　90 年代初，我國開始引進國外的硬質(zhì)PVC 低發(fā)泡板材及芯層發(fā)泡復(fù)合管材生產(chǎn)線[2]。1993年，航天總公司三院與港商合資建立了北京亞航建材有限公司，引進成套設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過幾年努力，北京亞航公司已能生產(chǎn)板厚3-30mm的各種PVC低發(fā)泡板材。1997年四川成都成飛公司、山東海富公司分別向意大利引進一條PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)線，安徽國風(fēng)集團向臺灣引進二條結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)線。隨著發(fā)展，越來越多的公司引進該生產(chǎn)

29、線，如我國雞西、深圳、佛山、蘇州、廣州、杭州、上海、順德、武漢等地分別引進硬質(zhì)PVC 低發(fā)泡板材生產(chǎn)線。而當(dāng)時低發(fā)泡PVC 制品的國產(chǎn)設(shè)備還不成熟，這些企業(yè)使用的國外設(shè)備引進的時間又比較早，國內(nèi)原料與之不配套，產(chǎn)品質(zhì)量波動很大，客觀上也限制了該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。</p><p>　　目前國內(nèi)PVC制品擠出成型加工中大多采用錐形雙螺桿擠出機，與發(fā)達國家相比，我國在雙螺桿擠出機的設(shè)計制造及應(yīng)用方面存在很大的差距。生產(chǎn)線

30、控制系統(tǒng)上，發(fā)達國家的擠出機組可以實現(xiàn)全線聯(lián)機控制，與在線檢測裝置連接在一起，通過實現(xiàn)采集和儲存的信號的反饋控制，使工藝條件得以穩(wěn)定，產(chǎn)品精度得以提高[3]。我國內(nèi)雙螺桿擠出機開發(fā)和研究工作起步比較晚，因此產(chǎn)品系列化程度低，檔次也較低，很多產(chǎn)品的技術(shù)水平、機筒的精度、螺桿、質(zhì)量和整機性能與現(xiàn)今發(fā)達國家的發(fā)展水平有一定差距[4]。在雙螺桿擠出機的設(shè)計、計算以及制造技術(shù)方面仍有不少難點需要克服，這些都制約了我國雙螺桿擠出技術(shù)與裝備的發(fā)展。&

31、lt;/p><p>　　1.2 PVC結(jié)皮發(fā)泡板存在的問題</p><p>　　硬質(zhì)PVC 低發(fā)泡技術(shù)的研究已進40年，其相應(yīng)的生產(chǎn)加工設(shè)備也經(jīng)歷了快速的發(fā)展，但其還沒普遍使用于生活中是PVC 發(fā)泡制品價格偏高，限制了其實用性。 以發(fā)泡板為例，目前我國硬質(zhì)PVC 低發(fā)泡板材價格比普通三合板貴1～2倍。</p><p>　　要說PVC結(jié)皮發(fā)泡板存在的問題得從其源頭說起，即

32、原材料的選擇，選擇不同的原材料可以制成不同性能的制品。在硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板的生產(chǎn)中，配方是決定制品性能的關(guān)鍵。要求適量的發(fā)泡劑、低毒或無毒的高效復(fù)合穩(wěn)定劑和助劑三者有協(xié)同增效作用，加速發(fā)泡劑的分解，才能生產(chǎn)出高品質(zhì)的仿木材料。而國內(nèi)對最優(yōu)配方的選擇還有待進一步的研究。</p><p>　　多年的生產(chǎn)實踐表明，硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板材的質(zhì)量和性能，除受原輔助材料的選擇和配方的影響外，還與加工設(shè)備的性能和擠出成型加工

33、條件有關(guān)[5]。</p><p>　?。?） 設(shè)備生產(chǎn)效率低，物料塑化狀況不夠穩(wěn)定。</p><p>　?。?） 輔機發(fā)展較慢、質(zhì)量較差；品種不全，有的品種、規(guī)格尚未系列化。</p><p>　　（3） 螺桿材質(zhì)、加工工藝(熱處理與表面處理工藝)、螺桿的耐磨高溫腐蝕能力都有待改進。</p><p>　?。?） 模具不論在材質(zhì)、設(shè)計水平、加工手

34、段、加工精度及使用壽命均得完善，高速模具的開發(fā)還在起步當(dāng)中。</p><p>　　（5） 發(fā)泡型材擠出溫度的控制很重要，尤其是機頭和口模溫度的控制。若溫度過低，發(fā)泡不充分，制品密度偏高。另外，由于流動及沖擊改性劑的加入，使發(fā)泡物料熔體的彈性增大，這種影響隨溫度下降而加劇，容易發(fā)生熔體破碎。在較高溫度下塑化，才能保證制品發(fā)泡充分。但如果機頭溫度過高，而會導(dǎo)致發(fā)泡速度變快，泡孔迅速擴張，引起泡孔破裂，制品表面出現(xiàn)疤痕

35、，并有少量物料分解。擠出工藝條件的選擇也是一大難點。</p><p>　　1.3 本課題研究的目的和意義</p><p>　　目前國內(nèi)對硬質(zhì)PVC微發(fā)泡或自由發(fā)泡的研究較為深入，應(yīng)用較多，而對專用PVC 結(jié)皮發(fā)泡仿木板的生產(chǎn)裝備開發(fā)較少，理論方面還不夠成熟，我們需要從硬質(zhì)PVC 結(jié)皮發(fā)泡配方、工藝技術(shù)、生產(chǎn)裝備技術(shù)，控制系統(tǒng)等方面開展深入的理論和實踐研究，追求更高的制品精度和自動化控制程度

36、，以降低原材料消耗、提高生產(chǎn)速度，為研發(fā)一套具有高技術(shù)、高性能、低能耗、低成本的硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板仿木板的專用生產(chǎn)線設(shè)備提供理論依據(jù)。本課題旨在根據(jù)理論研究和設(shè)計優(yōu)化，對硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板仿木板的專用生產(chǎn)線設(shè)備中的平穩(wěn)同步的大功率牽引裝置和切割裝備進行研究。 </p><p>　　1.4 課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題將主要從以下幾個方面進行了研究：</p>

37、;<p>　　1.開展PVC結(jié)皮發(fā)泡板的國內(nèi)外生產(chǎn)狀況、市場需求、國內(nèi)生產(chǎn)能力與國外生產(chǎn)能力的對比，設(shè)備狀況的研究。</p><p>　　2.研究PVC結(jié)皮發(fā)泡板材發(fā)泡成型的生產(chǎn)工藝過程。對PVC結(jié)皮發(fā)泡板的生產(chǎn)設(shè)備、加工工藝和配方等方面開展研究。分析工藝過程中各個加工工藝參數(shù)、配方對板材性能的影響。</p><p>　　3.對PVC結(jié)皮發(fā)泡板材組機進行總體方案布置，確定定設(shè)

38、備的主要參數(shù)。</p><p>　　4.對PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)當(dāng)中的牽引切割機構(gòu)進行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計。包括牽引機構(gòu)中的連傳動分析計算及CAD繪圖、切割機構(gòu)的運動形式的確定及其分析計算制圖。</p><p>　　第二章 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板成型機理研究 </p><p>　　2.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　一般硬質(zhì)

39、PVC結(jié)皮發(fā)泡板材生產(chǎn)工藝：[ 配料 ]+ [ 高速混合機] + [ 冷動混合機] + [ 擠出機] →[模頭] →[定型]→[冷卻] →[牽引] →[切割] →[收集] [7]。</p><p>　　2.2 PVC發(fā)泡板材配方[7] [8]</p><p>　　制備PVC低發(fā)泡板材的基本配方，在其他助劑用量一定的條件下，改變某種配方的用量制備出PVC制品，通過研究物料的流變性能和制品的物

40、性，從而確定出最優(yōu)的加工工藝參數(shù)和配方。</p><p>　　其生產(chǎn)配方的各種助劑如下：PVC樹脂100、改性樹脂0～10、穩(wěn)定劑2～8、潤滑劑0.4～2.5、填料0～20、發(fā)泡劑0.2～0.8、加工改性劑1～6、其它添加劑0～5。而各種助劑的選擇需要經(jīng)過分析。</p><p>　　2.2.1 PVC的選擇[8]</p><p>　　選用懸浮法PVC ，其K值在58

41、～60 的適用于生產(chǎn)型材 、片材和管材芯層等; K 值65～68 的適用于生產(chǎn)管材; 70～75 的適用于生產(chǎn)軟質(zhì)泡沫塑料。</p><p>　　2.2.2 穩(wěn)定劑的選擇[8]</p><p>　　加入穩(wěn)定性可增加樹脂的熱穩(wěn)定效果，降低發(fā)泡劑的分解溫度，使PVC樹脂在加工過程中不受剪切熱及發(fā)泡劑分解熱的影響。在PVC 發(fā)泡板材生產(chǎn)過程中，為使物料充分塑化，物料的溫度較高； 并且板材模具橫截

42、面寬，流道長，特別是結(jié)皮發(fā)泡板材模具的定型段較長； 另外，發(fā)泡劑在分解過程中還產(chǎn)生分解熱。這些因素要求穩(wěn)定劑必須具備足夠的熱穩(wěn)定效能， 才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，長期穩(wěn)定生產(chǎn)。氧化鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60 %左右的鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑多用于生產(chǎn)普通PVC 發(fā)泡板材；鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和有機錫復(fù)合穩(wěn)定劑大多用于生產(chǎn)出口的發(fā)泡板材和環(huán)保型裝飾板材及家具用板材。鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑中氧化鉛和硬脂酸的金屬鹽類對ADC 發(fā)泡劑有活化作用，會使ADC 發(fā)泡劑分解溫度變寬。雖然降低

43、了發(fā)泡溫度，但應(yīng)注意熔融物料離開口模的平穩(wěn)性，避免局部突發(fā)和鼓泡現(xiàn)象。鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑大多含有一定量的石蠟、硬脂酸及硬脂酸的金屬鹽類，在配方體系中，這些組分具有良好的潤滑作用，應(yīng)綜合考慮其對整體潤滑性能所起的作用。</p><p>　　2.2.3 發(fā)泡劑的選擇[7] [8]</p><p>　　發(fā)泡劑分化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑兩種。常規(guī)擠出機可以使用化學(xué)發(fā)泡劑，在特殊的直接加氣

44、擠出機上一般通過壓力壓入物理發(fā)泡劑到熔體中。化學(xué)發(fā)泡劑的使用范圍較廣，一般在管材、片材、板材、發(fā)泡PVC 硬質(zhì)型材的生產(chǎn)中得以使用?；瘜W(xué)發(fā)泡劑分為無機和有機化合物:有機發(fā)泡劑受熱分解生成氣體分解物，該過程是一個放熱的過程而且是不可逆的;而無機發(fā)泡劑分解通常是一個吸熱過程。</p><p>　　2.2.4 助發(fā)泡劑的選擇</p><p>　　由于均聚PVC 的可發(fā)泡性差，不可能獲得密度<

45、; 110g/ 的泡沫，因為發(fā)泡過程中在發(fā)泡氣體的壓力作用下，泡孔壁被過早撕裂。加入發(fā)泡改性劑可提高熔體的可發(fā)泡性。</p><p>　　2.2.5 潤滑劑[7] [8]</p><p>　　我們加入潤滑劑是為了使PVC擠出加工變得更容易。潤滑劑分外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑，內(nèi)外潤滑劑的使用效果有點不同。外潤滑劑由于滲入到接觸面而降低熔體與金屬部件(螺桿、機筒、模具等) 之間的摩擦。內(nèi)潤滑劑通

46、過改變分子間摩擦而影響熔體的流變行為，從面影響粘度，而且對原料的軟化能力有影響，即影響塑化時間對溫度的依賴性。</p><p>　　常用的外潤滑劑有石蠟、PE 蠟;內(nèi)潤滑劑有氧化PE 蠟、硬脂醇、環(huán)氧大豆油等。由于外、內(nèi)潤滑劑單獨使用都不能完全滿足加工方法和半成品性能的需要，在PVC 配方中常常配合使用幾種潤滑劑，此外，當(dāng)選擇潤滑劑時，也必須考慮其對配方中的其他成分，特別是穩(wěn)定劑體系的影響。</p>

47、<p>　　2.3 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板材截面形狀</p><p>　　硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板材截面形狀如圖2.1.</p><p><b>　　2.4 加工設(shè)備</b></p><p>　　硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板材生產(chǎn)的設(shè)備包括：高速混合機、冷攪拌機、發(fā)泡擠出機、冷卻定型機、牽引切割機。</p><p>　　高

48、速混合機：高速混合機工作時，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪借助表面與物料的磨擦力和側(cè)面對物料的推力使物料沿葉輪切向運動，由于離心力的作用，又被拋向混合鍋內(nèi)壁，并且沿壁面上升，當(dāng)升高到一定高度時，由于重力作用，又落回到葉輪中心，接著又被拋起，這種上升運動與切向運動結(jié)合， 使物料處于連續(xù)的螺旋狀上下運動狀態(tài)。由于葉輪轉(zhuǎn)速很高，物料運動速度也很快，快速運動著的物料相互碰撞摩擦，進行交叉混合，同時溫度升高[9]。</p><p>　　發(fā)

49、泡擠出機：擠出機是結(jié)皮發(fā)泡板成型加工最重要的設(shè)備之一，它通過外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。PVC低發(fā)泡型材生產(chǎn)所使用擠出機與生產(chǎn)普通PVC型材的擠出機基本相同，單、雙螺桿擠出機均可使用。在PVC低發(fā)泡型材的擠出成型過程中，發(fā)泡要求在熔體離開口模后發(fā)生。否則，如果發(fā)泡在離開口模前就已發(fā)生，則熔體的流動會發(fā)生突變，無法得到均勻一致的泡孔制品故機頭的機構(gòu)形式非常重要。由于型材制品的形狀和大小各不相同，所對

50、應(yīng)的模具機構(gòu)和設(shè)計原理應(yīng)有所不同。一般注意一下幾點：</p><p>　　1)機頭的流道盡量采用流線型。各段連接部分不應(yīng)有突變，也不應(yīng)有毛刺、死角以免掛料，并要考慮修模、調(diào)試的方便。</p><p>　　2)機頭的口模平直段應(yīng)有足夠的長度形成高阻力，提高物料擠出時的出口壓力，從而達到抑制泡孔在口模內(nèi)形成并增長。</p><p>　　3)物料通過整個機頭時壓力損失要小

51、，盡量避免流道中有壓力突然降低的區(qū)域。因為壓力突然降低，溶解在物料中的氣體會膨脹發(fā)泡，造成擠出波動?？赏ㄟ^增設(shè)魚雷頭和阻尼格板等產(chǎn)生流動阻力，盡量保持流道中的各部分壓力均勻一致。</p><p>　　牽引裝置：高速擠出時牽引機必須保持平穩(wěn)的傳動，并保證有恒定的牽引力。目前， 牽引機的傳動鏈已經(jīng)重新設(shè)計以確保牽引力的恒定，沒有這個恒定的力，擠出線會產(chǎn)生振動和波動，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至出現(xiàn)廢品。</p>

52、;<p>　　切割裝置：對于高速擠出普通切割系統(tǒng)無法滿足其要求，這就使得型材生產(chǎn)商或者在離線后進行二次去刺操作，或者減慢生產(chǎn)速度以保證質(zhì)量。伺服驅(qū)動可以很好地解決這兩個問題， 由于伺服驅(qū)動可以使切割鋸與型材線速度更好地同步，因而使切割長度誤差更小。</p><p>　　2.5 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板擠出方法</p><p>　　硬質(zhì)PVC共有四種不同的低發(fā)泡擠出成型工藝：自由發(fā)

53、泡工藝、向內(nèi)發(fā)泡工藝(又稱Celuka 法)、受限自由發(fā)泡工藝和共擠出工藝[8]。無論采用何種工藝，機頭流道的一個設(shè)計要點是流道橫截面積沿物料流動方向要均勻地減小，這主要是為了保持物料的壓力一直高于發(fā)泡劑的氣壓或蒸汽壓，以防止熔體發(fā)泡劑在機頭內(nèi)就發(fā)泡。另外機頭口模出口部分的平行區(qū)長度應(yīng)盡可能地短，因為一旦在口模內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，流過口模會使物料受到強烈剪切而使氣泡變形、拉伸、破裂，影響發(fā)泡制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量[10]。</p>

54、<p>　　2.5.1 自由發(fā)泡法[8] [10]</p><p>　　自由發(fā)泡法是含有發(fā)泡劑的熔體離開?？谥螅_始自由膨脹在距?？谝欢ň嚯x內(nèi)，通過定型裝置獲得所需形狀，和發(fā)泡密度大小要求的發(fā)泡制品，這種發(fā)泡制品的橫截面上的密度大致相同，周邊有密實但很薄的外表皮包圍。管材、板材、型材在適合的工藝條件下都可由自由發(fā)泡法成型。目前比較一致的觀點是，自由發(fā)泡法應(yīng)用往往限于較小截面的制品。</p>

55、;<p>　　2.5.2 向內(nèi)芯發(fā)泡法[8] [10]</p><p>　　向內(nèi)芯發(fā)泡法是定型裝置與?？谥苯酉噙B，其外輪廓與口模相同。這種定型形式的結(jié)果是，使含有發(fā)泡劑的熔體，一離開?？?，就使整個擠出物表面被迅速冷卻，阻止了擠出物表層泡孔的形成，和擠出物橫截面上的任何外形尺寸脹大現(xiàn)象。同時?？趦?nèi)的模芯所產(chǎn)生的空腔在定型過程中被熔體形成的泡孔所充滿，這種發(fā)泡制品橫截面上密度變化很大，芯部密度低，外表層

56、密度高。這種方法同樣可以生產(chǎn)管材、板材和型材，而且強度結(jié)構(gòu)等要比自由發(fā)泡好，所以常常用來制造滿足不同要求的PVC低發(fā)泡結(jié)構(gòu)材料。</p><p>　　2.5.3 受限自由發(fā)泡工藝[10]</p><p>　　它是結(jié)合前兩種發(fā)泡工藝的優(yōu)點而發(fā)展起來的新工藝。含氣熔體從口模擠出后先自由發(fā)泡(與自由發(fā)泡工藝相同)，而后，膨脹的熔體很快被導(dǎo)入尺寸與口模相近的定型模中(與向內(nèi)發(fā)泡工藝相同)，強制冷卻

57、定型。這一過程既允許熔體自由發(fā)泡，又限制泡孔無約束地自由漲大。限制發(fā)泡的結(jié)果使制品不發(fā)泡皮層厚度加大，芯部泡孔尺寸減小，泡孔結(jié)構(gòu)均勻細密，制品表面質(zhì)量優(yōu)良，力學(xué)性能提高。</p><p>　　2.5.4 共擠工藝</p><p>　　它是采用兩臺擠出機分別擠出不發(fā)泡芯層和發(fā)泡芯層的物料，經(jīng)共擠出成型?？筛鶕?jù)需要調(diào)整兩層物料的品種和配方，使制品達到標(biāo)準(zhǔn)所要求的密度和尺寸。共擠出工藝的優(yōu)點是結(jié)

58、皮層和發(fā)泡倍率容易控制，制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量都較前三種方法要高[8]。</p><p>　　2.6 硬質(zhì)PVC發(fā)泡擠出成型機理</p><p>　　一般來說，任何發(fā)泡工藝，泡孔的形成均可分為三個階段，分別為：氣泡核的形成，即成核；氣泡的膨脹生長；氣泡的穩(wěn)定固化過程[11]。</p><p>　　整個過程中，成核、氣泡的膨脹生長、氣泡的固定都是在較短的時間完成的，這些

59、過程都在不穩(wěn)定的氣液相并存體系中進行，氣泡可能膨脹或塌陷，其影響因素很多，有些因素互相作用，因此其發(fā)泡成型的機理比較復(fù)雜。</p><p><b>　　成型過程</b></p><p>　　1.氣泡核形成階段 </p><p>　　在合成樹脂中加入化學(xué)發(fā)泡劑和氣體，當(dāng)加溫或降壓時，就會生出氣體而形成泡沫，當(dāng)氣體在熔體或溶液中超過其飽和限度而形

60、成過飽和溶液時，氣體就會從熔體中逸出而形成氣泡。在一定的溫度和壓力下，溶解度系數(shù)的減少將引起溶解的氣體濃度降低，放出的過量氣體形成氣泡。</p><p>　　2.氣泡核膨脹生長 </p><p>　　在發(fā)泡過程中，泡孔增長速率是由泡孔內(nèi)部壓力的增長速率和泡孔率的變形能力決定的。在氣泡形成之后，由于氣泡內(nèi)部的壓力與半徑成反比，氣泡越小，內(nèi)部的壓力越高，并通過成核作用增加了氣泡的數(shù)量，加上氣

61、泡的膨脹擴大了泡沫的增長。促使泡沫增長的因素主要是溶解氣體的增加、溫度的升高、氣體的膨脹和氣泡的合并。</p><p>　　3.氣泡的穩(wěn)定固化 </p><p>　　當(dāng)然，如果氣泡孔增長過程在某一階段未被中斷的話，一些泡孔可以增長到非常大，使形成泡孔壁的材料達到破裂極限，最后所有泡孔互相串通，使整泡沫結(jié)構(gòu)坍塌，或會出現(xiàn)所有的氣體從泡孔中緩慢地擴散到大氣中的現(xiàn)象，泡沫中氣體的壓力逐漸衰減，

62、那么泡孔會漸漸地變小并消失。</p><p>　　因此，在泡沫形成中控制泡孔的增長率和穩(wěn)定是重要的。這可以通過使聚合物母體發(fā)生突然固化或使母體變形性逐漸的降低來完成。許多穩(wěn)定泡沫的方法，可降低其表面張力，減少氣體擴散作用，使泡沫穩(wěn)定。比如，在發(fā)泡過程中，通過對物料的冷卻或樹脂的交聯(lián)都能提高塑料液體的粘度，達到穩(wěn)定泡沫的目的。 </p><p>　　2.7 工藝條件的設(shè)置</p>

63、<p>　　(1) 混合工藝條件　先將物料高速混合5 ～10min ，混合溫度100 ℃; 然后將物料投入冷混合機中進行冷混，冷混合時間5～10min ，混合溫度35 ℃。</p><p>　　(2) 擠出工藝條件的選擇　發(fā)泡型材擠出溫度的控制很重要，尤其是機頭和口模溫度的控制。若溫度過低，發(fā)泡不充分，制品密度偏高。另外，由于流動及沖擊改性劑的加入，使發(fā)泡物料熔體的彈性增大，這種影響隨溫度下降而加劇

64、，容易發(fā)生熔體破碎。在較高溫度下塑化，才能保證制品發(fā)泡充分。但如果機頭溫度過高，而會導(dǎo)致發(fā)泡速度變快，泡孔迅速擴張，引起泡孔破裂，制品表面出現(xiàn)疤痕，并有少量物料分解。綜合分析，PVC發(fā)泡劑材料擠出成型對溫度的控制要求很嚴(yán)格，不允許有較大的溫度波動[12]。擠出成型比較適宜的溫度如下：</p><p>　　2.7.1 螺桿轉(zhuǎn)速對制品性能的影響</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速對制品密度有很大的影

65、響[13]。首先，螺桿轉(zhuǎn)速決定了PVC熔料所受剪切力的大小。從而影響到PVC熔體的粘度。熔體粘度對發(fā)泡制品的密度起著至關(guān)重要的作用。其次，轉(zhuǎn)速造成剪切生熱使物料溫度升高。這對發(fā)泡劑的分解劑PVC的降解穩(wěn)定有影響，同時也對熔體粘度有影響。還有擠出壓力與轉(zhuǎn)速有關(guān)。而擠出壓力對發(fā)泡制品性能的影響不容忽視。所以，過高的轉(zhuǎn)速很可能造成發(fā)泡材料泡孔結(jié)構(gòu)不均勻和表面粗糙等毛病。相反，過低的轉(zhuǎn)速不僅降低生產(chǎn)效率，還會不利于物料熔融塑化及均勻發(fā)泡。因此，

66、選擇合理的轉(zhuǎn)速非常重要。在相同的配方，相同的其它工藝條件下，只改變螺桿轉(zhuǎn)速得出隨著螺桿速度的變化，制品密度先隨之增大而減小后來又隨之增大而增大；這是因為螺桿轉(zhuǎn)速較小時，物料在機筒內(nèi)的滯留時間較長，發(fā)泡劑分解程度大，容易出現(xiàn)氣體逸出或并泡現(xiàn)象，使泡孔數(shù)目減少，泡孔結(jié)構(gòu)較差，從而制品密度減小；螺桿轉(zhuǎn)速較大時，物料滯留時間較小，發(fā)泡劑分解程度小，發(fā)氣量不足，使形成的泡孔數(shù)量多，但泡孔尺寸太小，另外轉(zhuǎn)速太快時，將使塑化不均勻而造成一部分氣體逸出

67、，從而產(chǎn)品密度增大，因而擠出加工過程中最佳轉(zhuǎn)速為30-40r/min。</p><p>　　2.7.2 模具溫度對發(fā)泡效果的影響</p><p>　　當(dāng)口模溫度的設(shè)置偏低時，產(chǎn)品表面結(jié)皮層較厚，表面光潔度好，但產(chǎn)品密度高。反之，如果口模溫度設(shè)置偏高，產(chǎn)品密度降低，但產(chǎn)品表面光潔度相對較差，結(jié)皮層較薄[14]。由于擠出生產(chǎn)硬質(zhì)PVC低發(fā)泡材料的關(guān)鍵在于控制泡孔的形成。發(fā)泡劑受熱分解所產(chǎn)生的氣

68、體埋在機筒內(nèi)的高壓下溶解在熔體中，形成過飽和液。氣體呈高度飽和狀態(tài)是一種非穩(wěn)定狀態(tài)，易在熔體中形成氣泡核。如果擠出物內(nèi)生成的泡核不足，則形成的氣泡就少。因此，在擠出發(fā)泡過程中，要求熔體的流變行為、發(fā)泡劑的分解與泡核的形成。膨脹相適應(yīng)。這很大程度上受擠出溫度的控制。因為擠出溫度對PVC熔體的粘性。彈性以及對氣體在熔體中的溶解度和擴散速度都有密切聯(lián)系。口模溫度較高時，熔體粘度較低，熔體的粘度低，流動性好，有利于氣體在其中膨脹，因此此時熔體可

69、發(fā)泡性較好，所以，口模溫度增大，制品密度隨之減小，因而擠出加工過程的口模溫度最佳為170-185℃。</p><p>　　2.7.3 擠出壓力、模具結(jié)構(gòu)對發(fā)泡制品的影響[12] [15]</p><p>　　擠出壓力控制是發(fā)泡成敗的關(guān)鍵。螺桿轉(zhuǎn)速、熔體溫度及模具內(nèi)流道的長短和壓縮比對擠出壓力都有影響，增大擠出壓力對減小泡孔直徑、增加氣泡數(shù)量有積極作用。</p><p&g

70、t;　　擠出低發(fā)泡PVC的模壓縮比應(yīng)為3-8。發(fā)泡物的相對密度與口模的壓縮比有關(guān)，壓縮比越大，物料出模后的膨脹效應(yīng)也越大，物料的相對密度也就小。由于機頭內(nèi)壓力很高，應(yīng)充分考慮機頭的強度及機頭聯(lián)接件與口模之間聯(lián)接螺栓的強度。</p><p>　　口模截面的設(shè)計應(yīng)考慮不要使流道截面發(fā)生驟變，口模內(nèi)的壓力特別是平直段壓力盡量保持均勻，不要發(fā)生壓力的突變，否則使物料由于壓力突然降低而提前發(fā)泡，從而改變?nèi)垠w的流動性，影響制

71、品的最終質(zhì)量。為確保熔融物料的暢通無阻，流道應(yīng)設(shè)計成流線形，不應(yīng)存在任何死角，否則滯料區(qū)會造成焦料現(xiàn)象。</p><p>　　2.7.4 發(fā)泡劑滯流時間的影響</p><p>　　硬質(zhì)低發(fā)泡PVC板材采用化學(xué)發(fā)泡發(fā)，發(fā)泡劑是偶氮二甲酰胺（AC）。AC發(fā)泡劑發(fā)氣量大，來源廣，價格便宜。但其分解放熱量大，分解誘導(dǎo)周期長，放氣突發(fā)性等缺點。因此現(xiàn)在都引入無機發(fā)泡劑碳酸氫鈉來調(diào)節(jié)。碳酸氫鈉吸熱分解

72、，能和AC發(fā)泡劑達到動態(tài)熱平衡，可以減小AC發(fā)泡劑對樹脂化的影響。同時兩種發(fā)泡劑混合使用還可以解決AC發(fā)泡劑突發(fā)性的缺點，利于形成均勻泡孔結(jié)構(gòu)[15]。</p><p>　　物料在擠出機筒和口模內(nèi)滯留的時間受體系物料性能和送料速度的影響。對于特定的配方體系，則取決于送料速度。如滯留時間太短，發(fā)泡劑分解不夠，最終制品的密度太大滯留時間太長，則容易造成發(fā)泡過度，產(chǎn)品的力學(xué)性能下降。實驗表明，在一定的螺桿轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，

73、提高轉(zhuǎn)速使熔體壓力升高，對發(fā)泡過程有利。</p><p>　　第三章 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體方案設(shè)計</p><p>　　3.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備各部分組成</p><p>　　3.1.1 擠出機組的組成</p><p>　　一般擠出機組由三大部分構(gòu)成[16]：</p><p>　　1．主機：包

74、括三個系統(tǒng) ：1）擠壓系統(tǒng)： （螺桿、機筒、料斗）——完成物料的輸送、熔融和均化擠出；2）傳動系統(tǒng)：（電機、減速器、帶輪）——提供轉(zhuǎn)動動力給螺桿；3）溫控系統(tǒng)：（加熱元件、溫控儀表）——保證加工工藝溫度穩(wěn)定。</p><p>　　2．機頭：俗稱口模，賦予制品所需形狀。</p><p>　　3．輔機：定型、冷卻、牽引、切割、卷?。ǘ逊牛?。</p><p>　　3.1.

75、2 擠出機組各裝置的作用</p><p>　　預(yù)處理裝置：由篩析裝置、混合裝置和干燥裝置等所組成。 </p><p>　　主機（擠出機）：由擠壓系統(tǒng)（螺桿、機筒等）；傳動系統(tǒng)（電機、減速 器等）；加料系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)所組成。</p><p>　　機頭（口模）：賦于制品所需的形狀。</p><p>　　定型裝置：將從機頭擠出的聚合物制品的形

76、狀穩(wěn)定下來，并對其進行精整，獲得截面尺寸準(zhǔn)確和外表光亮的擠出物。</p><p>　　冷卻裝置： 使經(jīng)定型后的擠出制品能快速而充分地冷卻固化，得到制品最終的尺寸和形狀。</p><p>　　牽引裝置：用來均勻地引出制品，使擠出過程能連結(jié)穩(wěn)定地進行。牽引速度的快慢，在一定程度上還能調(diào)節(jié)制品的截面形狀。</p><p>　　切割裝置：將連續(xù)擠出的制品按所需求的長度切割下

77、來。</p><p>　　卷?。ǘ逊牛┭b置：將切割下的硬制品整齊地堆放，或?qū)④浿破肪砝@成卷。</p><p>　　3.2 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體方案設(shè)計要求</p><p>　　1．PVC制品擠出生產(chǎn)廠對擠出設(shè)備主要有以下幾個方面的要求：</p><p>　　1)擠出產(chǎn)量高而且穩(wěn)定。便于實現(xiàn)高速擠出，能在同等消耗的情況下，獲取更

78、大的效益。</p><p>　　2)塑化質(zhì)量好。對各種配方的適應(yīng)性強，以滿足型材生產(chǎn)中的各種質(zhì)量要求。</p><p>　　3)溫度控制精度高，偏差小，靈敏度高，同時溫度的控制與調(diào)整較方便。</p><p>　　4)能量消耗低。在型材擠出企業(yè)，其成本構(gòu)成中，除原材料外，動力消耗費用占相當(dāng)大的一部分，因此，降低能耗便是降低成本。</p><p&

79、gt;　　5)操作安全，控制方便，便于監(jiān)控。主輔機同步控制與調(diào)整和全通訊控制是十分迫切的要求，特別是一些大的企業(yè)，對控制系統(tǒng)的要求越來越高，目前PCC智能控制系統(tǒng)已經(jīng)達到了與世界先進水平接軌的要求，能夠滿足生產(chǎn)廠的智能控制和集約化生產(chǎn)的要求。</p><p>　　6)維護保養(yǎng)方便。</p><p>　　2．對硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板擠出生產(chǎn)線，一般有以下幾個方面的普遍要求：</p&g

80、t;<p>　　1)能連續(xù)而高效地使PVC物料充分塑化，實現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)。</p><p>　　2)建立穩(wěn)定的擠出壓力，有效克服機頭阻力，做到定溫、定壓、定量的擠出。</p><p>　　3)排氣效果好，制品質(zhì)量高。</p><p>　　4)性有穩(wěn)定，對不同配方的適用性強。</p><p>　　5)生產(chǎn)制品的比功率(單位時間內(nèi)

81、每生產(chǎn)一公斤制品所消耗的傳動功率)低，實現(xiàn)高效擠出生產(chǎn)。</p><p>　　6)性能可靠，整機使用壽命長，維修性好。</p><p>　　7)操作安全方便，能實現(xiàn)高度自動化生產(chǎn)。</p><p>　　8)造型美觀，體現(xiàn)出豐富的產(chǎn)品內(nèi)涵和深刻的產(chǎn)品個性。</p><p>　　3.3 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體方案</p>

82、<p>　　考慮以上硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的要求，擬采用以下總體設(shè)計方案</p><p>　　1) 為滿足高產(chǎn)出低能耗的需要，螺桿的高效雙錐設(shè)計取代普通超錐形螺桿。本文要求設(shè)計擠出量在400Kg/h硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備，因此采用一模雙腔主型材的高速擠出，設(shè)計規(guī)格為80/156的錐形雙螺桿擠出機。</p><p>　　2)螺桿芯部的調(diào)溫方式以外循環(huán)油溫控制方式為主

83、：機筒冷卻采用風(fēng)冷，以提高設(shè)備對配方的適應(yīng)性和設(shè)備的可靠性為發(fā)展方向。采用螺桿芯部油循環(huán)控溫結(jié)構(gòu)的擠出機，其控溫效果要優(yōu)于螺桿自調(diào)溫裝置的擠出機，同時其螺桿溫度是可以根據(jù)不同工藝要求進行調(diào)整的，使塑化質(zhì)量的控制變得更為方便，自調(diào)溫螺桿無此特點。</p><p>　　3)動力傳遞系統(tǒng)中減速箱與分配箱合二為一，使傳動鏈縮短，有利于傳動效率的提高和降低噪音，并使占地面積相應(yīng)減小。</p><p&g

84、t;　　4) 主輔機應(yīng)要求設(shè)置同步調(diào)速，以保證全線同步調(diào)節(jié)，可使操作更加方便，提高生產(chǎn)效率。以保證PVC擠出成型時對擠出機的各項參數(shù)進行調(diào)整，同時對定型、冷卻和牽引等部分進行相應(yīng)的調(diào)整，以達到整個擠出成型工藝參數(shù)的匹配與協(xié)調(diào)。</p><p>　　5)生產(chǎn)線的自動化程度越來越高，控制方式更加先進。已逐步由分離元件控制向著更先進的智能PCC人機界面與工控機集中控制方向發(fā)展，主、輔機同步控制和自由組合控制及全通訊控制

85、方式的發(fā)展已成為一種必然趨勢。特別是對大型的批量制品擠出生產(chǎn)廠家而言，自動化程度的提高有利于車間生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制和實現(xiàn)集約化生產(chǎn)，有效降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　6)輔機外置式結(jié)構(gòu)。采用國產(chǎn)板材輔機目前以仿格瑞納公司和泰森公司兩種機型的改進型為代表機型。兩種機型一種注重外觀造型，一種注重實用和操作性能。從結(jié)構(gòu)形式看，仿格瑞納型產(chǎn)品為內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，冷卻和真空系統(tǒng)置于機架內(nèi)部，幾乎所有元件都置于機架內(nèi)。機架

86、內(nèi)各種管路系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，元件較多，內(nèi)部空間小，調(diào)整維修極不方便。但操作高度低，外觀造型較為美觀；牽引與切割可強制同步，便于型材長度尺寸的控制，調(diào)整亦較簡單。仿泰森型輔機，采用外置式結(jié)構(gòu)，其定型臺采用置式真空架結(jié)構(gòu)，接口直觀，冷卻水口直接在臺面上，定型模聯(lián)接時則更加方便，實際操作極其簡便；水口在臺面上，避免了冷卻水的外漏，其余元件置于機架內(nèi)部，相對空間較大，維護保養(yǎng)較為方便；牽引、切割機械式強制同步，壓力無級可調(diào)，且真空定型臺與牽引之間連

87、接為臺面與機架相聯(lián)，受力情況極好，輔機穩(wěn)定性占優(yōu)勢。</p><p>　　3.4 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的總體布置</p><p>　　硬質(zhì)PVC 結(jié)皮發(fā)泡板一般其工藝流程如下：PVC + 助劑→高速混合→冷混→擠出→發(fā)泡→冷卻定型→牽引→切割→制品。</p><p>　　由此確定硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)流程見圖3.1</p><p>

88、　　圖3.1 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)流程</p><p>　　根據(jù)硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)流程設(shè)置其生產(chǎn)線，大致布置如圖3.2。</p><p>　　圖3.2 PVC結(jié)皮發(fā)泡材料生產(chǎn)線示意圖</p><p><b>　　各部分結(jié)構(gòu)要點：</b></p><p>　　1、擠出機系統(tǒng)：采用錐形雙螺桿擠出機，機筒、螺桿、

89、動力傳動系統(tǒng)設(shè)計符合工藝特點，擠出量大，物料剪切均勻，擠出效率高。</p><p>　　2、模具系統(tǒng)：采用結(jié)皮發(fā)泡板專用流道結(jié)構(gòu)，使物料擠出發(fā)泡均勻。</p><p>　　3、冷卻定型系統(tǒng)：采用4組壓板式結(jié)構(gòu)，氣壓系統(tǒng)控制，使板材尺寸精度控制簡便。冷卻系統(tǒng)設(shè)計的管路使板材冷卻更加均勻和定型快速。</p><p>　　4、牽引切割系統(tǒng)：采用輥筒式組合牽引機，使?fàn)恳y

90、量調(diào)節(jié)簡便，輥筒牽引機與寬幅切割機電氣同步控制，使板材切口平直。</p><p>　　3.5 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備的主要參數(shù)設(shè)置</p><p>　　要求生產(chǎn)的硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板制品規(guī)格1220×2440mm，制品厚度8-32mm。生產(chǎn)的硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板的平均密度為0.45g/cm3～0.55g/cm3，板材拉伸強度≥8N/mm2，沖擊強度≥8.5KJ/m2，表面邵

91、氏硬度≥60。機組的擠出產(chǎn)量達400kg/h；</p><p>　　由經(jīng)驗設(shè)定硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板機組主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　機型： JW80/163-1500 ；生產(chǎn)裝備中擠出機規(guī)格（錐雙螺桿直徑×長徑比）： SJZ 80/163；最大擠出量：320-450kg/h；擠出速度最高達到2m/min。 主電機功率55kw。</p>&l

92、t;p>　　擠出主機的主要參數(shù)如表3.1：</p><p>　　表3.1 擠出機的主要參數(shù)</p><p>　　3.6 硬質(zhì)PVC結(jié)皮發(fā)泡板生產(chǎn)裝備總體尺寸布置</p><p>　　第四章 牽引切割機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　PVC板材在擠出成型加工時段擠出發(fā)泡的程度隨擠出時間與熔體的黏度而變化，擠出速度慢時，在模唇附近發(fā)泡，容易形成

93、粗糙的表皮層；擠出速度快是，熔體出模發(fā)泡的位置較遠，能獲得表面質(zhì)量好的制品。綜合考慮設(shè)備的使用要求、板材在生產(chǎn)線上的冷卻時間，將擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為：37r/min；如此，也確定了板材的生產(chǎn)率為400kg/min，本文采用這種生產(chǎn)率進行牽引切割系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p>　　4.1 牽引機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.1.1 牽引機構(gòu)電機選用</p><p>

94、　　電機選用：兩臺電機各配備電機減速箱一臺。牽引機軋輥直徑110mm，周長為345.40mm，實際生產(chǎn)速度660mm/min，可知軋輥軸每分鐘轉(zhuǎn)1.9108轉(zhuǎn)，經(jīng)鏈輪傳動系統(tǒng)傳遞（增速17/13-在后文中介紹），減速機軸輸出轉(zhuǎn)速為每分鐘1.4612轉(zhuǎn)，若取電機轉(zhuǎn)速為870r/min，則減速機的減速比約為595。</p><p>　　4.1.2 牽引系統(tǒng)方案</p><p>　　鏈傳動的布置

95、大致如圖4.1所示，圖中b鏈輪為直接與電動機相連的鏈輪。</p><p>　　圖4.1 鏈傳動布置</p><p>　　軋輥軸的動力傳遞從電動機引入至一側(cè)的第一根軋輥軸傳入，并逐一傳遞至最后一根，顯然鏈輪b、c之間傳遞的力是最大的。為完成這個傳遞要求，選擇使用雙排鏈輪。雙排鏈輪軸向輪廓如圖4.2所示：</p><p>　　軋輥之間的鏈條布置如圖4.3。</p&

96、gt;<p>　　圖4.3扎輥之間的鏈條布置</p><p>　　每根軋輥由一對深溝球軸承支承，因為軋輥的轉(zhuǎn)速較慢切無需較大的力、載荷平穩(wěn)，故軸承的選用沒有特殊要求，又因為工作環(huán)境較多粉塵，可以選用兩面帶密封圈（接觸式）的深溝球軸承，軸承代號6011-2。</p><p>　　4.1.3 鏈傳動的設(shè)計計算</p><p><b>　　1、電機

97、功率算</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，軋輥的牽引力一般為: </p><p>　　鏈傳動的效率概略值為：0.95～0.97； 取 </p><p>　　減速箱的效率概略值為：0.90～0.97； 取 <

98、;/p><p>　　電動機至軋輥的傳動總效率為： （4-1）</p><p>　??； （4-2）</p><p>　　則取電機功率為1.5kw。</p><p>　　2、b輪c輪之間鏈傳動設(shè)計計算</p><p><b>　　1）選擇鏈輪齒數(shù)<

99、/b></p><p>　　取小鏈輪齒數(shù)，傳動比，則大鏈輪的齒數(shù)為。 </p><p>　　2）查機械手冊得；；雙排鏈。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　3）選擇鏈條型號和

100、節(jié)距</p><p>　　根據(jù)； 可選12A，查的鏈條節(jié)距</p><p>　　4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距</p><p>　　初選中心距 （4-5）</p><p><b>　　取</b></p><p>　　相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 （4-6

101、）</p><p><b>　　取鏈長節(jié)數(shù)</b></p><p>　　查資料得中心距計算系數(shù)</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　5）計算鏈速V，確定潤滑方式</p><p><b>　?。?-8）</b></p&

102、gt;<p>　　由和鏈號12A，查得應(yīng)采用人工潤滑。</p><p><b>　　6）計算壓軸力</b></p><p>　　有效圓周力為： （4-9）</p><p><b>　　鏈輪垂直傳動</b></p><p>

103、;　　則軸壓力為 （4-10）</p><p>　　7）b輪和c輪之間的距離較長故采用張緊輪張緊如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 b輪和c輪之間的張緊方式</p><p>　　3、軋輥之間的鏈傳動設(shè)計計算</p><p><b>　　1）選擇鏈輪齒數(shù)

104、</b></p><p>　　取小鏈輪齒數(shù)，傳動比，則大鏈輪的齒數(shù)為。</p><p>　　2）查機械手冊得；；單排鏈，</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　3）選擇鏈條型號和節(jié)距

105、</p><p>　　根據(jù)；可選16A，查的鏈條節(jié)距</p><p>　　4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距</p><p>　　初選中心距 （4-13） </p><p><b>　　取</b></p><p>　　相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為

106、 （4-14）</p><p><b>　　取鏈長節(jié)數(shù)</b></p><p>　　查資料得中心距計算系數(shù)</p><p><b>　　（4-15）</b></p><p>　　5）根據(jù)V，確定潤滑方式</p><p>　　由和鏈號16A，查得應(yīng)采用油池潤滑。&l

107、t;/p><p><b>　　6）計算壓軸力</b></p><p>　　有效圓周力為： （4-16）</p><p><b>　　鏈輪水平傳動：</b></p><p>　　則軸壓力為

108、 （4-17）</p><p>　　7）各軋輥之間距離較短，可不采取張緊措施，其最終形狀大致如圖4.5所示</p><p>　　圖4.5 軋輥之間鏈傳動示意圖</p><p>　　4.1.4 鏈輪參數(shù)設(shè)計</p><p>　　先確定8對軋輥上連接鏈輪的尺寸，平行軋輥之間的距離已確定為252mm，假定鏈輪分度圓直徑為D，則理

109、論鏈條長度為=理論整偶數(shù)倍16A鏈條節(jié)距——N*25.4 。N為 32，則可 算出D98.3mm，為保證鏈條有一定的初垂度，不致于安裝得太緊，將鏈輪分度圓直徑取為95mm。</p><p>　　根據(jù)上表計算鏈輪的齒頂圓直徑</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　?。?-19）</b>&

110、lt;/p><p>　　取齒頂圓直徑為105mm</p><p>　　齒根圓直徑 （4-20）</p><p>　　齒側(cè)凸緣直 （4-21）</p><p>　　已確定鏈輪的分度圓直徑D為95mm；</p><p>　　4.1.5 鏈

111、輪繪制</p><p>　　鏈輪端面齒形（齒槽性狀）：</p><p>　　由上表，可取齒側(cè)圓弧半徑=30mm</p><p>　　滾子定位圓弧半徑=8.02mm</p><p><b>　　滾子定位圓弧角=</b></p><p>　　鏈輪端面齒形參數(shù)和鏈輪斷面齒形如圖4.6和圖4.7所示：&l

112、t;/p><p>　　4.1.6 低速鏈傳動的校核</p><p>　　鏈速v<0.6m/s為低速鏈傳動，其主要失效形式是過載拉斷破壞，故應(yīng)按抗拉靜強度計算。</p><p>　　S= </p><p>　　式中 S——靜強度安全系數(shù)

113、；</p><p>　　Q——鏈的抗拉載荷KN（見表1）；</p><p>　　——工作情況系數(shù)（見表2）；</p><p>　　——傳遞的圓周力（N）；</p><p>　　——許用靜強度安全系數(shù)，取=4～8.</p><p>　　根據(jù)公式所設(shè)計的抗拉靜強度值S7，考慮到抗拉靜強度值較大，故在電機與第一跟軋輥之間采用