北京化工大学毕业设计
第3.2节 箱体的结构设计
图3·9 最初热风箱箱体设计
箱体主体结构的初步设计定为长方体如图3·9，因为箱体有加热机构，即热风机送风，而采用长方体箱体内部空间过大，有一些空间设置的没有必要，空间的浪费还会导致预热时间增加，效率变低。因此对箱体的主题结构采取优化，缩小了一部分箱体内空间，最后的箱体结构如图3·10。
图3·10 最终的箱体结构
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箱体总体尺寸如下，总长度约5m，后部分宽度约2m，后部分箱体高度约1m。箱体的上部有两个可以打开的盖，盖板用螺栓固定，采用密封条密封，密封条选用高温硅橡胶条，规格直径16mm，此密封可以耐受260℃的高温，能够满足工作要求。可开盖的结构方便安装调试。
箱体采用不锈钢材料，选用高合金钢板S30408。箱体内设有滑轨，辊支座安装在滑轨上，箱体的前部中部后部都设有温度传感器，传感器用来测量预热温度，当三部分温差小于一定值时，就可以开始进料展开管材。箱体的底部有支撑架，防止箱体跨距太大而失稳。底部结构如图3·11。
图3·11 箱体底部结构。
第3.3节 其他设备的设计与选型
3.3.1、双螺杆机的选型
鉴于超高分子量聚乙烯剪切速率低，物料易分解，选择锥形双螺杆机，锥形双螺杆机具有具有剪切速率小，物料不易分解，塑化混炼均匀，质量稳定，产量高，适用范围广，使用寿命长等特点。双螺杆机的选型参考表3·1双螺杆挤出机螺杆直径与管材规格的关系，本设计管材成型尺寸外径400mm，因此选用直径80的锥形双螺杆
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机。市场上常见的锥形双螺杆机型号SJZS80/156，电动机功率50kW以上。
表3·1 双螺杆挤出机螺杆直径与管材规格
螺杆直径（小头）/mm 管材直径/mm 12-110 20-250 32-300 60-400 45 55 65 80 3.3.2、塑料剪板机
选用气动剪板机，由于UHMWPE抗拉强度在30MPa-50MPa之间，故应选用，最大可加工尺寸高于1200mm，可选择1600mm，剪切速率根据所需板材长度和牵引速度而定。一般主电机功率在7.5kW以上，剪切斜角1.3°以内。 3.3.3、牵引机
图3·12 牵引机
在板材输送的过程中，因为板材是由管材挤出成型，整个生产线速度由挤出速度决定，履带式的牵引机不适合板材的牵引，结合工厂实践经验，用橡胶辊进行牵引效果很好，如图3·12牵引机。配以伺服电机，调速使橡胶辊线速度至与挤出管材的线速度一致。 3.3.4、油缸的选型
辊子受力分析中可以得到，辊子施加的压力为30000N，3种形式的辊子中，最重的自重与轴和轴承座等总重小于5000N。每一个上辊即施加压力的辊配以2个油缸，每个油缸至少要能提供2500N的拉力，和18000N的推力。
油缸的工作环境为160℃，普通油缸高于80℃就可能失效，而采用耐高温密封材
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料的油缸普遍可以达到180℃环境中正常工作。因此要采用耐高温材料的油缸。
油缸型号参数为内径为80mm，活塞杆直径45mm，面积比为1.4，使用工作压力
15MPa。推力75.4kN，拉力51.54kN。 3.3.5、极位制动结构
在移动轴承座上和辊组支撑座上有四组平面极位块，由于油缸工作有缓冲区，不
能精确停留，因此用极位结构限制上辊的位移，极位块设置的接触位置恰好为上下辊中高8mm位置。一方面能够大大消除油缸定位不准确的情况，即可以使加工的板厚更加准确，另一方面也能避免油缸位移过大引起板材的报废。
上辊轴承座极位块下平面为工作面，位于支架的极位块上平面为工作面，加工形状位置精度尽可能高。极位块设计如图3·13。
极位块
图3·13 极位块
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第3.4节 生产线总体视图
裁边机
辊压展平
管材剖开开 双螺杆挤出机 冷却托辊架
剪板机 热风送风口 底部滑轨 图3·14 生产线模型
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