玻璃钢拉挤成型机——成型部设计

目录

前言 (2)

第一章玻璃钢的发展与应用 (3)

1.1 玻璃钢的发展概况 (3)

1.2 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 (5)

3.1 送纱装置的设计 (5)

3.1.1 送纱过程分析 (5)

3.1.2 前纤维梳板的设计 (6)

3.1.3 刮胶板与刮胶圈的设计 (6)

3.1.4 后纤维梳板的设计 (7)

3.2 浸胶装置的设计 (7)

3.2.1 浸胶装置的设计原理 (7)

3.2.2 浸胶升降气缸的确定 (8)

4.1 预成型装置的设计 (9)

4.1.1 预成型原理分析 (9)

4.1.2 钢芯的选择 (9)

4.1.3 钢芯的作用 (9)

4.1.4 钢芯座的设计 (9)

4.1.5 加热座I的设计 (10)

4.2 束纱管及喂纱嘴的设计 (11)

4.2.1 束纱管及喂纱嘴的设计的设计原理 (11)

4.2.2 束纱管与喂纱嘴的结构设计 (12)

4.3 加热座Ⅱ的设计 (12)

5.1 成型装置的设计 (12)

5.1.1 成型装置设计原理 (12)

5.1.2 传动方案的设计 (13)

5.1.3 传动比的确定 (16)

5.1.4 齿轮的设计 (16)

5.1.5 轴的设计 (17)

5.1.6 轴强度的校核 (19)

5.2 轴承座的选择 (21)

5.3 绕纹辊筒的设计 (22)

5.3.1 平衡飞轮的设计 (22)

5.3.2 绕线转板的设计 (22)

5.3.3 加热器III材料的选择及数量的确定 (26)

5.4 电刷的设计 (27)

6.1 后固化装置的设计 (28)

第四章总结 (29)

参考文献 (30)

致谢 (31)

前言

近年来，世界上几个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，普遍认为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，拉挤工艺的不断发展，拉挤玻璃钢制品从小尺寸、形状简单、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要求。为了更好的改进拉挤玻璃钢的成型设备，满足不同领域对玻璃钢的要求，

本设计从玻璃钢成型的最基本的装置出发，利用机械设计的相关理论来设计玻璃钢的成型设备，本文详细的阐述了各部分的设计原理与思路，并叙述了各部分的基本组成，主要包括送纱装置的设计、预成型装置的设计、成型装置的设计、后固化装置的设计。本设计各部分的结构比较简单，操作方便，实用性较高。

在设计的过程当中，我得到了知道老师的悉心指导，同时也得到了众多同学的帮助，在此表示衷心的感谢。

由于本人的知识水平和设计的经验有先限，此说明书肯定有不足之处，恳请评审老师批评指正。

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、犹太人及我国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。我国元代所制成的弓，已经是一个具有相当水平的复合材料结构物，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，多层木板等都是常见的复合材料。

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，当时的美国已经有了发展玻璃钢的物质基础，一是从1935年起，连续玻璃纤维已有了较大发展，二是1939年发明了低压的不饱和聚酯树脂。当时的玻璃钢首先用在航空工业方面，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、能满足性能要求。早期的AT—6型飞机，已成型了夹层结构机翼。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，同时英国的司高脱—贝特公司已开始制造玻璃钢用的聚酯树脂。50年代以后，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。以后，有较多数量的玻璃钢用于大型客机上。1967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结构飞机（该机设计历时7年）。进入70年代，玻璃钢船舶发展较快，西方各主要工业国都趋向于大型化，尤其是玻璃钢扫雷艇，都已相继下水。近年来，玻璃钢渔船发展很快，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，一般认为其力学性能是取决于玻璃纤维等增强材料，在40年代是玻璃纤维占绝大多数，在以后很长的历史时期中，用玻璃纤维作增强材料的复合材料仍然占主要地位，但随着工业的发展，不同的时期相继出现了新的材料，在50年代，研制了高模量的炭纤维、硼纤维。60年代，改变了玻璃成分，研究了S及R型高强度玻璃纤维。从70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，还有剑麻等天然纤维。

1.2 玻璃钢应用

玻璃钢的应用是非常广的，从各主要工业国家的不完全统计，其品种在3万种以上，概括起来，目前玻璃钢的主要应用领域是车辆、船舶、化工防腐和建筑四大部门，但由于全国情况不一，在玻璃钢应用的着重点是有很大区别。

我国的玻璃钢发展于1958年，早期作重为国防工业服务，随着我国社会主要经济的不断发展与壮大，玻璃钢工业也相继有了增长，70年代以后，发展得比较快，现在的玻璃钢和研究单位，基本已遍及全国各主要城市。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7型滑翔机，1968年安装了第一台直径15米的大型玻璃钢天线反射面，1970年运转了直径4.7米的玻璃钢风洞螺旋浆,1971年安装了直径44米的的大型全玻璃钢结构的地面雷达罩,1974年颁布了40立升铝内衬玻璃钢气瓶规范,同年,我国第一首大型的是39.8米的玻璃钢船舶下水,1976年定性了直径为8米的冷却风机玻璃钢叶片,1982年颁布了玻璃钢波形瓦标准.另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、各种透电波的罩壳、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利用和节约木材等方面都作出了更大贡献。

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。我们将成型部分为送纱浸胶装置、预成型装置、成型装置和后固化装置四个部分。

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。我们将无捻粗纱分成了三部分，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经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主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Ⅰ、铜管和后纤维梳板组成。加热座Ⅰ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