热压模具温度场保温装置设计
时，加热系统是由加热管产生热量经加热板、模具垫板等介质传导热量使模具升温，而模具、模座和加热板裸露于外界空气中，尤其是冬天模温和室温温差较大，热量散失极其严重；其次是开模时空气对流，使上下模具散热严重，通过测量，模具表面温度跳变的降低幅度明显；合模之后的温度回升缓慢，需要较长时间的加热才能恢复到要求模温，造成耗电成本上升，温度的变化对产品质量影响很大。同时，由于上下模板之间没有隔离保护装置，工作人员在操作过程中，易因误操作而造成伤害。
综上所述，现状热压机，在生产中存在热量散失严重，产品质量不稳定并存在一定的安全问题。这对实际生产效率和能源消耗产生很大影响，尤其在当今电力资源紧张的现状下，减少生产过程中热量的散失，降低能源消耗，提高产品质量和生产效率，增加人员的安全性，就显得尤其重要。
1.2 热压机工作流程
热压机是目前企业中使用较普遍的生产设备之一，其主要功能是提供热压所需的压力和温度，其结构包括支撑成型零部件的动、静模座，动力系统绝大部分为液压传动，加热系统为通过介质传导热量。热压机又包括多种类型，本设计是基于柱式、单层结构热压机的保温装置设计。
就可降解植物纤维花盆的生产为例，将玉米棒、玉米秸、麦秸、稻秸、竹子、甘蔗渣等农业废料粉碎上筛，加入固化剂、颜料、胶料等按照一定配比形成备用原料，将备用原料加入到热压机模具内，如图1.1所示，经过初压→排气→保温、保压的流程，生产出具有一定强度、刚度和表面光洁度的产品。这一产品市场需求量大，生产前景广阔。
加入原料初压排气保温、保压取出产品
图1.1 热压机工作流程
1.3 保温装置设计目标和技术要求
保温装置设计目标为隔离热源与外界空气的热量对流，减少热量的散失，起到隔热、保温的作用，进而保持压合腔内温度的均匀分布，形成均匀的温度场，
维持模具表面温度基本恒定，保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本。
保温装置技术要求包括：
（一）安装机构合理，与热压机结构相匹配，便于安装和拆卸，对模具的安装和拆卸以及正常的生产过程不产生干涉；
（二）选用保温性能良好的保温材料，价格相对便宜，质量相对不大； （三）采用多层混合保温结构，将两种或两种以上保温材料组合成保温装置，起到更好的保温、隔热效果。
1.4 技术综述
在目前的设备和生产中的保温、节能装置，大多采用了新型保温材料和结构形式，并在多个领域中得到广泛的应用。
例如在液化天然气行业，由于介质泄放时有燃烧和爆炸的危险性，需要良好的绝热效果和稳定的环境，因而采用高真空多层保温材料形式，设计出新结构、大尺寸的工业化保温装置，在低温液体的长期储存中得到广泛的应用[3]。
在啤酒生产行业中，采用硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料，由于其特定的材料特点，应用在啤酒生产设备上其保温、保冷及隔热的效果更加优良[4]。
在焦炭塔上的保温应用上，通过对焦炭塔原有保温装置进行更新改造，采用背带式保温结构，可以大大降低焦化装置的能耗和维修费用[5]。
还有在石油化工装置中采用新型保温材料WJZ—900型复合粉煤灰，增强了设备的保温和节能效果。
一种应用在等温模锻液压机上的新型模具保温装置，采用上、下罩构造，上、下罩分别由内、外两层壳体构成，内壳为耐高温合金板材料，外壳为耐蚀不锈钢板材料，内、外壳体之间空心，填充氧化硅纤维，并在下罩上开一个可开合的门，在下罩底部设置一个向保温罩的内部填充惰性气体的进气口[6]。该保温装置结构独特，氧化硅纤维的良好隔热作用使保温罩的内部温度恒定，同时向保温罩内部填充惰性气体，使隔热保温效果更佳，而且减少了毛坯在锻造过程中的氧化。
综上所述，在现今的生产过程中，良好的保温隔热装置所起到的作用不容忽视，并在实际生产中起到的作用越来越大。改进并设计新型保温装置，采用性能更优的保温材料，结合具体实际生产需要，借鉴优秀的保温装置成果，从而进一步减少能量的损失，提高产品的质量，已经成为当前设备改进的趋势之一。
3
热压模具温度场保温装置设计
2 保温装置设计
2.1 保温材料选取
保温材料作为保温装置中的重要方面之一，在生产实践中应用广泛，并发挥着不可替代的作用。近几年，新型保温材料层出不穷，保温材料的种类不断增多，保温、防火、耐高温等等效果不断提升，对于设备保温的材料选取提供了很大方便。
本装置采用多层材料并行保温结构，材料选用玻璃纤维卷毡、硅酸铝毡和胶木板。
硅酸铝毡的特点为低导热率，耐高温，良好的绝热、吸音特性，并且具有优良的化学稳定性和热稳定性，同时，硅酸铝毡具有柔、轻、富有弹性等特点。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，其优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料。
胶木板使用品质优良的漂白木及棉绒纸作为补强物，并以高纯度、全合成的石化原料所反应制成的酚醛树脂作为树脂粘合剂制造而成。胶木板具有一定机械性能和电气绝缘性能，可以用于机械性能要求较高的电机、电器设备中和绝缘结构的零部件。
其中胶木板起到支撑作用，玻璃纤维卷毡和硅酸铝毡固定在胶木板上，起到双层保温效果。但由于玻璃纤维卷毡为细微丝状组合，易于飘散到空气中，吸入人体后无法排泄，对人体伤害严重，故将玻璃纤维卷毡夹固在胶木板和硅酸铝毯之间，不仅将岩棉与外界隔离，同时与岩棉双层隔热保温，效果更佳。
2.2 保温装置结构
如图2.1 热压机结构立体图所示，需要保温的压腔由上、下模座和四根导柱围成，若要将压腔内的模具与外界环境隔离，需要在压腔的四面安装隔离保温装置。这一隔离保温装置的形式可以有多种，本设计采用悬挂式板式保温结构，即在热压机的四侧安装保温板，这一设计的原因有：（1）保温板面积大，可以有效的减少开合模时压腔内部的空气对流；（2）采用悬挂式结构，悬挂于热压机的外围，在下模座上下运动时，不会产生干涉；（3）考虑到热压机压腔内残余料的清
理以及安装，拆卸模具的便捷性，采用悬挂式结构，可以随时方便地安装和拆卸。
图2.1 热压机结构立体图
1-支座 2-动模板 3-导柱 4-定模板 5-螺母 6-油缸
对于悬挂式保温结构，在保温板和热压机之间的悬挂和连接机构我们选用套环和挂钩的形式。如下图2.2所示保温结构图，其中为保证图示效果，正面的保温板和顶部的保温毡未在下图中表示。
图2.2 压机保温结构图
1-圆管杆 2-套环 3-弯脖 4-挂钩 5-保温板
套环可以与上模座上部的螺母外圆配合，套环外径上焊接一弯折的钢板条的
5
热压模具温度场保温装置设计
上端，下端为“U”槽。这一设计的特点在于：避免在热压机上加工定位，保证了改进目标设备的固有特性，避免因对热压机本身的更改造成其性能和结构上刚度、强度的改变。
挂钩与限位板焊接，通过螺栓固定在保温板上，限位板为中间带槽孔的钢板条，与保温板之间可以通过螺栓紧固产生不同位置的定位，从而起到限位的作用。
在热压机的同一侧，可以在左右两个弯折板条的下端“U”型槽内安置一根长型圆筒管，定位紧固，这样将安装着限位板和挂钩的保温板通过挂钩悬挂在圆筒管上。这一连接为铰连接，具有不稳定，因而在保温板的下端需要另一支点以定位。
对于热压机的正面——工作人员操作的一侧，在开模时需要手动拿取产品，因而前侧保温板应该具备灵活性，要求在开模时打开，在合模时闭合。为了实现这一效果，可以在前侧采用上下两块保温板结构，上部固定在上模座上，结构如上所述，下部固定在下模座上，可以与下模座的开合模运动而上下运动。通过开模行程、最小合模距离等参数计算，确定上下保温板的尺寸，这一结构能较好地实现前侧的保温。 2.2.1
保温板
保温板是保温装置的主体部分，也是本设计的核心部分。保温板的作用是对层压腔进行保温、隔热，减少热压机开合模时，层压腔内的空气对流。因而在设计选择时要考虑保温板的材料和保温板的结构形式，即满足设计要求，同时对热压机的正常工作不产生干涉和影响。
一台热压机需要五块保温板，分别为左、右保温板，后保温板，正面上半部保温板和正面下半部保温板。五块保温板选用的材料相同，但为了和热压机的结构相匹配，其尺寸和结构有所差异。
保温板主要由胶木板、玻璃纤维卷毡和硅酸铝毡三大部分组成，如果以靠近热压机压合腔为内侧，那么可将三个组成部分从外向里以此并排如下：胶木板，玻璃纤维卷毡，硅酸铝毡，如下图2.3所示。