题名：热压模具温度场保温装置设计
摘 要
摘要：热压机是目前企业中使用较普遍的生产设备之一，但由于加热配置的不足与设计的缺陷，导致生产过程中热量流失严重，致使在加工过程中模具表面温度变化大，直接影响到产品的质量和耗电量，造成生产成本上升。目前，现有的保温设备种类繁多，大多采用保温隔热效果良好的保温材料，结合需要保温的设备的结构和性能要求，具体设计出符合相应设备需求的保温装置。本设计要求对热压机模具实施保温，根据热压机的温度分布建立温度场数学模型，并以此作为设计基础，采用温度传感器、固态继电器和温控仪，改进温度控制形式，提高温度控制精度，从而在压合腔内建立更加均匀的温度分布场。结合热量散射的途径和形式，在热压机外围，尤其是压合腔四周，设计并安装由玻璃纤维、硅酸铝和支撑结构组成的双层保温、隔热装置；同时考虑到操作人员在操作过程中的安全问题，采用红外对管，对设备的操作设计防误操作安全装置。
关键词：热压机；温度场数学模型；保温装置；防误装置
I
The insulation device of hot-pressing mould
Abstract：Currently, hot-pressing machine is one of the universal equipments used in enterprises. However, the heat preservation and the deficiency of the design leads to serious heat loss in the process of production, which causes that the temperature of mould surface changes obviously, directly affecting the quality of the products and power consumption. Therefore, the cost of production increases.
At present, there are various types of heat preservation devices, mostly using insulation materials with good thermal insulation effects. The insulation devices are designed according to the structural and functional requirements of the equipment that needs heat preservation.
This design aims to preserve the heat of the hot-pressing machine mould. A mathematical model of temperature field is established in line with the temperature distribution of the hot-pressing machine. Using this as design basis, a more uniform temperature distribution field is built in the pressure chamber through adopting temperature sensor and solid state relay and temperature control meter, improving the temperature control form as well as increasing the temperature control precision.
Combined with the scattering ways and form of heat, the heat preservation and heat insulation device with double layers consists of glass fiber, aluminum silicate and supporting structure is designed and installed around the hot-pressing machine, especially the pressure chamber. Moreover, considering the operators’ security in the process of operation, the safety device with the infrared tube is designed.
Key words：Hot-pressing machine；Mathematical model of temperature field；Insulation device；Safety device
目 录
摘 要 ............................................................................................................................................. I 目 录 .......................................................................................................................................... III 1 引言 ........................................................................................................................................ 1
1.1 设计背景和意义 .......................................................................................................... 1 1.2 热压机工作流程 .......................................................................................................... 2 1.3 保温装置设计目标和技术要求 .................................................................................. 2 1.4 技术综述 ...................................................................................................................... 3 2 保温装置设计 ........................................................................................................................ 4
2.1 保温材料选取 .............................................................................................................. 4 2.2 保温装置结构 .............................................................................................................. 4
2.2.1 保温板 ................................................................................................................. 6 2.2.2 套环 ..................................................................................................................... 7 2.2.3 弯脖 ..................................................................................................................... 8 2.2.4 圆管 ..................................................................................................................... 8 2.2.5 挂钩和限位板 ..................................................................................................... 9 2.2.6 螺栓尺寸计算和强度校核 ................................................................................. 9
3 XLB300-Y型热压机温度控制系统 ................................................................................... 12
3.1 温度控制系统工作原理 ............................................................................................ 12 3.2 XLB300-Y型热压机温度控制系统介绍 ................................................................. 12 3.3 基于XLB300-Y型热压机温控系统的改进 ............................................................ 14
3.3.1 固态继电器 ....................................................................................................... 15 3.3.2 温度控制器 ....................................................................................................... 17
4 温度场分析 .......................................................................................................................... 18
4.1 温度场的概念和意义 ................................................................................................ 18
4.1.1 温度场概念 ....................................................................................................... 18 4.1.2 温度场建立的意义 ........................................................................................... 18 4.2 热传导计算 ............................................................................................................... 18 4.3 温度数据采集 ............................................................................................................ 20 4.4 温度数据分析 ............................................................................................................ 21 5 安全防误装置 ...................................................................................................................... 25
III
5.1 安全装置的意义 ...................................................................................................... 25 5.2 “红外幕帘”装置介绍 ............................................................................................ 25 总结 ............................................................................................................................................ 27 参考文献 .................................................................................................................................... 28 致谢 ............................................................................................................................................ 29 附录 ............................................................................................................................................ 30
1 引言
1.1 设计背景和意义
随着我国经济的发展，能源的损耗日趋严重。虽然我国煤炭资源相对其他资源来说比较丰富，但我国用来发电的主要资源是煤炭，因而消耗量巨大。研究报告显示，截至2002年底，我国探明可直接利用的煤炭储量为1866亿吨，我国现有煤炭经济中可开发的剩余采储量为1145亿吨，约占世界同类储量的13.3%。中国2010年消耗了17.2亿吨煤炭，约占世界总消耗的48.4%。然而这种消耗的增长趋势仍然十分强劲，预计到2020年煤炭消耗量将达到35亿吨以上。2010年我国发电总量为42277.71亿千瓦时，其中火力发电34166.28亿千瓦时，而其中的燃煤发电为32162.69亿千瓦时，占总发电量的80%[1]。
这些数据明显地说明了我国煤炭资源在发电中的比例，为了降低能源消耗，必须要开辟新型能源路线，做好能源转型这一发展要求；同时要做到提高能源的利用效率，减少能源的浪费。在此基础上，节约能源，降低消耗，就成为刻不容缓的任务。
同时，国家推出七大新兴产业，即国家战略性新兴产业规划及中央和地方的配套支持政策而确定的七个领域，“新七领域”为“节能环保、新兴信息产业、生物产业、新能源、新能源汽车、高端装备制造业和新材料”，标志着新兴战略产业框架已成定局。战略性新兴产业规划颁发后，又陆续出台了各个领域的具体发展规划，以及中央和地方的配套支持政策。这一宏大规划，被业内人士看作继“四万亿”后中国政府启动的最大规模的产业计划。而这一计划，已决定了发展结构的根本转变。在七大领域中，每一个大的领域中又确定了具体的分项，其中在“节能环保”中，将重点突破高效节能、先进环保和循环利用三个技术难题[2]。
在这样的国内形势下，节能环保型朝阳产业兴起，植物纤维可降解系列产品随之崭露头角，并在市场中占据一席之地。本设计就是基于生产可降解植物纤维花盆系列产品的XLB300-Y型热压机的保温装置设计。
虽然热压机应用广泛且生产技术和工艺都渐趋成熟，但在可降解植物纤维花盆的生产过程中，其外型结构存在的不足导致热量散失严重，致使模具表面温度变化大，保压时间不准等问题。这就造成产品在加压、保温过程中，受温度影响而产生质量问题，造成生产次品率高，生产效率低下，成本增加等问题。于此同
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