连续轧染机轧车工作部分设计.zip

连续轧染机轧车工作部分设计 摘 要：本论文主要研究了轧车的传动部分。并根据轧车的使用要求，工作环境，人机工程，经济性等方面的要求，运用机械学理论和系统工程理论等方面的知识，对轧车的工作原理和传动装置做了一个总体的设计方案。本论文研究的具体内容包括如下四个方面：(1)确定工作装置的总体设计方案；(2)轧车的主要工作部件轧辊、轧辊支架、机架、轧槽等部件的计算说明；(3)轴承的选择；(4)绘制装配图及关键的零件图。 关键词：关键词：轧车；轧辊；工作装置；轧辊机架；轧槽； The Working Part Design of Continuos Pad Dyeing Machine Rolling (College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China) Abstract:This thesis mainly studies the transmission part of rolling cars. And according to the requirements of the rail car use, working environment, man-machine engineering, also meet the requirements of the economy, by using the theory of mechanics and system engineering theory knowledge, the working principle of rolling cars and drive a overall design scheme. The specific content of this paper research includes the following four aspects： （1）Determine the overall design scheme of working device;（2）Cars main working parts roll, roll, racks, racks, groove calculation;（3）The choice of bearing;（4）Draw the parts drawing assembly drawing and key. Keywords:Rolling car; Roll; Working device; Roller rack; Groove;目 录 摘要1 关键词1 1 前言1 1.1 我国纺织印染行业的前景1 1.2 课题来源2 2 轧车的结构设计3 2.1 轧车的作用3 2.2 轧车的组成3 2.3 轧车工作方案的设计4 3 轧辊的设计与计算5 3.1 工作部分材料的选择5 3.2 套筒的设计5 3.2.1 轧辊套筒与轧辊主轴的联结方式5 3.2.2 套筒疲劳极限计算6 3.3 从动轧辊轴的设计计算73.3.1 轴设计的主要问题7 3.3.2 从动轧辊轴的设计8 3.3.3 按弯曲许用应力进行轴的强度校正11 4 机架的设计与计算15 4.1 机架的结构设计15 4.1.1 机架材料的选择15 4.1.2 机架形状的选择15 4.1.3 机架立柱的选择15 4.1.4 轧车机架其他部分的设计15 4.2 机架尺寸的确定16 4.3 机架的强度计算16 4.3.1 绘制机架计算简图17 4.3.2 机架的静强度计算18 5 从动轧辊支架的设计和轴承的选择20 5.1 从动轧辊支架的结构设计20 5.1.1 材料的选择20 5.1.2 尺寸设计21 5.1.3 对轴 1 做强度分析21 5.2 轴承的选择22 5.3 轴承上密封圈的选择22 6 轧槽的结构设计22 6.1 轧槽的作用23 6.2 轧槽的设计23 6.2.1 轧槽的设计23 6.3 轧槽的密封23 总结24 参考文献24 致谢2501 前言1.1 我国纺织印染行业的前景纺织印染整行业近年来国企比重不断下降，民营企业受资金规模的限制还没有形成大气候，这使得三资企业有了更广阔的发展空间。目前三资纺织印染整企业已成为该行业盈利大户，高档产品基本集中在此类企业，特别是广东的一些三资企业，近来进口的高档染化料已占到全国进口量的 50至 60。 这些企业由于实现了面料本地化生产，在成本大大降低的同时，保持了产品的高附加值，在国际市场具有相当的竞争优势，给投资商们带来了极大的收益。 中国将加快高档面料的国产化进程，外商则需尽快实现和扩大高档面料的本地化生产，才能减少将来在出口上的损失，进而掌控低成本生产优势。中国纺织行业提出，力争在 3 年内将面料自给率由目前的 40提高到 65以上。据推算，服装面料自给率提高 10，面料进口可减少约 10 亿美元。因此，及时将高档印染布生产转移到我国，可以最大限度地享受到我国入世后对纺织印染整业的利好。 目前我国纺织印染整企业高度集中在经济最发达的地区，浙江、江苏、广东、山东和上海 4 省 1 市的染整布产量占到全国的 75以上，其中产量最大的是浙江，以化纤类为主。而这些省市是我国开放最早、最发达的地区，虽然劳动力成本比国内其他地方要高，但政策、制度相当健全甚至已与国际接轨，特别是人才、管理优势明显，企业的效率高。 入世后，纺织品出口的主要障碍将由配额转为技术等非关税壁垒，三资企业如能利用自己的优势，及早实现或扩大高档产品的本地化生产，将成为我国入世后纺织印染整业的大赢家1。1.2 课题来源本次毕业设计的课题来源于邵阳市第二纺织机械厂，邵阳第二纺织机械厂为我国纺织机械大型骨干企业，直属中国纺织机械集团有限公司。邵阳第二纺织机械厂生产印染机械和化纤机械两大类百余种产品拥有较强的技术力量和技术装备，专设纺织机械研究机构和近百名高级工程师组成的高科技队伍，以及与世界先进国家的纺机技术合作，加上成套引进国外高精度数控加工设备和检测仪器，使企业具备较强的产品开发能力，多项纺机制造技术达到世界先进水平。1本设计对轧车的工作部分进行详细的设计和说明，包括了轧车的主要工作部件轧辊、轧辊支架、机架、轧槽等部件的计算说明，轴承的选择等，并绘制轧车的装配图和相关零件图。在本设计过程中，得到了指导老师的悉心指导，谨此表示诚挚的敬意和谢意，毕业设计小组成员的热情帮助，谨此表示感谢，谢谢大家一直以来的支持！论文在编写过程中，参阅引用了文献资料及教材，再次一并向原作者表示衷心的感谢！由于水平和时间的有限，文中难免有误漏妥欠之处，诚恳希望各位老师、同学给予批评指正。2 轧车的结构设计2.1 轧车的作用在印染行业中，广泛使用的轧染设备一般是连续轧染机，连续轧染机由一些单元机组成，主要有轧车 ( 浸轧装置 ) 、固色、平洗、烘燥、汽蒸等单元装置。各种染料由于染色工艺过程及条件不同，因而有各种轧染机。如还原染料悬浮体轧染机，不溶性偶氮染料连续轧染机，可溶性还原染料连续轧染机等。轧车是连续轧染机中的关键设备，其性能直接影响到布匹的质量。对轧车的要求：轧液要求均匀，前、后、左、中、右的带液率要求均匀一致。目前较理想的轧车是均匀轧车，这种轧车在轧辊的两端用压缩空气加压，在轧辊内部用油泵加压，通过调节使整个幅度上的压力相同，不易造成织物边部和中间的深浅疵病。均匀轧车的一对轧辊都是软辊，浸轧一般有一浸一轧、一浸二轧、二浸二轧或多浸一轧等几种形式，视织物、设备，染料等情况而定。织物厚、渗透性差、染料用量高，则宜用一浸一轧。浸轧时织物带液率一般宜低些，轧余率高，烘干过程中产生泳移(指织物在浸轧染液的过程中染液随水分移动而移动的现象或称游离 ) 情况越严重，易产生染色不匀。织物上含湿量在一定数值以下时(如棉 30%以下，涤棉 25%以下)泳移现象就不显著。该设计研究的是一浸一轧的轧车。轧车的主要工作原理是通过电动机带动导动装置，引导布匹进入轧车的浸染槽，织物在染液中经过短暂的浸渍后，随即用轧辊轧压，将染液挤入纺织物的组织空隙中，并除去多余的染液，使染料均匀地分布在织物上。染料的上染是 ( 或主要是 ) 在以后诸如汽蒸或焙烘等处理过程中完成的，织物浸在染液里一般只有几秒到几十秒，浸轧后织物上带的染液 ( 通常称轧余率，以干布重的百分率计)不多， 在 30%100%之间。 (合纤 30%左右， 棉 65%70%左右，粘胶 90%左右)。轧染是连续染色，染物所受的张力较大，通常用于机织物的大规模2染色加工，劳动生产率较高。2.2 轧车的组成轧车分为传动、工作和伺服三个部分，传动部分由伺服电动机、皮带轮、导轮组成；工作部分由电动机、联轴器、轴承、主动轧辊、从动轧辊、浸染槽、等部分组成；伺服部分则是由 2 个气压传动装置组成，这两个气压装置分别负责对浸染槽进行倾斜以完成浸染液的装填工作和对从动轧辊的抬升，以完成对染布的装填和设备的维修及更换。其工作流程图 1 如下：图 1 轧车工作流程图Fig. 1 Rolling car work flow chart2.3 轧车工作方案的设计 工作部分由主动、从动轧辊，浸染装置和气压装置组成。在对轧车进行工作方式设计时应该充分考虑它的工作性质、特点和整体。我们初步设计是轧辊将在电动机的传动下完成相对运动，布料在导布轮的带动下进入轧车轧槽，完成染液的浸染吸收后通过轧辊的轧压后被轧车送出来。由相关资料2其轧辊工作示意图如下：3图 2 轧辊工作示意图Fig. 2 Roll working schematic diagram3 轧辊的设计与计算轧辊是轧车的主要工作部件，是对已浸染布料进行挤压，使其将染液挤入纺织物的组织空隙中，并除去多余的染液，使染料均匀地分布在织物上。3.1 工作部分材料的选择由于该型号轧车体积不大，整体质量相对较轻，所以在考虑轧辊设计上也应该从使用性和经济性能上进行选择。因为轧车的工作对象是对布匹，而非对其他硬质金属进行加工，因此在硬度和强度上的要求就不是很高，为了节约材料，缩短制造时间，我们选择主轴加套筒的形式做为轧车的轧辊。其内部是一主轴，同时与电动机联结而带动轧辊工作，由相关资料3，主轴上套一由 40Cr 钢铸造成的 30mm 厚，直径为 330mm 的套筒成为其工作部分。 套筒与主轴采用焊接的形式连接在一起， 因为轧车的工作强度不高，因此该种设计能满足设备的刚度和强度要求 由于要使染液均匀的分布在布料上，因此要使轧辊与布料充分的接触，而普通的硬质金属相接触时由于有空隙的存在，因此不能完全与布料接触。经过查阅相关论文和资料4，我们在轧辊的选择外层使用 30mm 厚由丁腈橡胶为原料的合成橡胶套皮。丁腈橡胶有优异的耐油性和耐热性，同时还具有优良的耐磨性和良好的抗撕裂性。 由于有外部包了一层橡胶皮，因此轧辊实际上是橡胶皮与橡胶皮的相对运动。由于橡胶有高弹性，因此轧辊工作时会挤压橡胶，使橡胶皮之间接触更紧密，空隙更小，这样就充分的与布料进行接触，更好的完成任务，如图 3 所示。 图 3 轧辊截面示意图 Fig. 3 Roll cross section diagram3.2 套筒的设计3.2.1 轧辊套筒与轧辊主轴的联结方式4 从动轧辊是由轧辊主轴和包有一层橡胶的套筒组成。轧辊主轴和套筒的联结是一个非常关键的问题。套筒与主轴必须保持相对较高的同轴度，这样轧辊在转动时就不会跳动，保持了轧辊的稳定性，同时也保证了布料轧压的均匀。但同时又要结合实际，考虑到轴与套筒间的可加工性，因为套筒的尺寸不大，与轴组合后可加工的余地就不是很多。因此，我们确定选择焊接的形式来结合套筒与轧辊主轴，由于主动轧辊和从动轧辊的受力是不一样的，所以两个轧辊的套筒与主轴焊接也不是一样的。 从动轧辊只是被动的与主动轧辊相对运动，所以它的套筒仅受到从动主轴的重力和相对小得多的扭矩。在从动轧辊主轴和套筒的结合上采用 4 根 4020钢肋均匀分布在主轴上，与套筒在两端焊接的形式。如图 4 而主动轧辊不但要承受来自电动机的扭转力，同时还要承受来自从动轧辊的重力，因此其主