兩工位輪胎膠囊一步法注射硫化機組的設(shè)計研究與過程模擬.pdf

1、早期的輪胎膠囊都是通過模壓法壓制而成的，這是一種傳統(tǒng)的方法，其具有以下缺點：膠囊質(zhì)量難以提高；生產(chǎn)效率低；工藝過程復(fù)雜；浪費能源；勞動強度大等。為了適應(yīng)膠囊技術(shù)的進一步發(fā)展要求，越來越多的膠囊都將會采用注射成型法，因為它生產(chǎn)效率高，浪費少，能耗低，節(jié)省膠料，制品物理性能好。但是傳統(tǒng)的注射法也同樣存在著缺點：其工作過程是先塑化、定量，然后進行注射，是分兩步完成的；注射裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，造價高。本設(shè)計針對傳統(tǒng)膠囊成型方法存在的缺點進行

2、了新的設(shè)計，完成了兩工位輪胎膠囊一步法注射硫化機組的設(shè)計研究，提高了膠囊的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗，節(jié)省了原材料和實現(xiàn)了文明生產(chǎn)，使輪胎膠囊生產(chǎn)技術(shù)將進入新的一頁。 本文在深入研究多工位注射工作原理和傳統(tǒng)硫化設(shè)備構(gòu)造優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，全新設(shè)計了一套兩工位輪胎膠囊一步法注射硫化機組。全文通過理論推導(dǎo)建立了一步法注射成型裝置和全電動硫化裝置的功率消耗、受力變形及應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)學(xué)模型，并進行了大量的設(shè)計計算和有限元受力分析，對兩

3、工位輪胎膠囊一步法注射硫化機組進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，為了保證結(jié)構(gòu)的可行性和可靠性，對機臺進行了三維仿真設(shè)計及工作過程動態(tài)模擬。本論文的主要工作與成果如下： 1．首次設(shè)計了兩工位輪胎膠囊一步法注射硫化機組。一套注射裝置可與兩臺硫化裝置實現(xiàn)兩工位注射。通過優(yōu)化設(shè)計使整機受力合理，變形小，工作可靠，同時結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，可用于大、中、小型膠囊制品的注射成型，克服了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式、轉(zhuǎn)角式多工位注射機的缺陷。這對今后輪胎膠囊多工位注射成型

4、技術(shù)的設(shè)計、研究與應(yīng)用將產(chǎn)生深遠的影響。 2．首次設(shè)計下注的注射方法，即注射口和流道系統(tǒng)設(shè)置在下模下方，使膠料在模具中至下而上流動，克服了傳統(tǒng)注射口在上、下模中間(膠囊分型面)注射時而引起的內(nèi)芯模偏心、漏膠的弊端。 3．本設(shè)計對電磁離合器和滾珠絲杠進行協(xié)調(diào)組合設(shè)計，解決了由于采用下注而引起脫模工藝改變(相對于傳統(tǒng)的注射脫膜工藝)所產(chǎn)生的機械技術(shù)問題。 4．首次設(shè)計了兩工位的橫向移動裝置，采用高精度滾珠滑塊導(dǎo)軌副和

5、交流伺服電機，解決了整體機構(gòu)在移動中實現(xiàn)高精度可靠定位的要求，同時解決了單工位注射機的膠料在注射完畢后在高溫下容易硫化的問題，為一步法注射成型實現(xiàn)多工位成型工藝和提高效率奠定了基礎(chǔ)。 5．首次把一步法注射原理運用到兩工位膠囊生產(chǎn)工藝中。實現(xiàn)了塑化、定量和注射的同步進行?？朔藗鹘y(tǒng)生產(chǎn)膠囊的一些弊端：膠囊質(zhì)量差；浪費能源；生產(chǎn)效率低等。 6．在注射結(jié)構(gòu)設(shè)計上保證了一步法注射成型所需的高壓注射，主要包括：增加螺桿的長徑比；螺

6、桿輸送段采用小螺距；采用螺旋嚙合增壓裝置；將軸承座設(shè)置在減速箱的前部，將減速箱的受拉改為受壓，改善了減速箱的受力狀況，以承受巨大的軸向力。 7．設(shè)計了應(yīng)用于輪胎膠囊硫化機的壓力機構(gòu)，這種壓力機構(gòu)采用螺旋副機構(gòu)，其運動軌跡是垂直往復(fù)運動形式的。這種壓力機構(gòu)與先進的傳感器數(shù)字技術(shù)結(jié)合，具有運行穩(wěn)定可靠、對中精度高、往復(fù)性能好等優(yōu)點，是輪胎膠囊硫化機設(shè)計的一大創(chuàng)新。 8．運用了有限元分析進行輔助設(shè)計。對零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論推導(dǎo)