毕业设计 聚氨酯成型机

沈阳化工大学本科毕业论文题目：Φ1150聚氨酯内旋成型机院系：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机制学生姓名：指导老师：论文提交日期：2013年6月20日论文答辩日期：2013年6月25日聚氨酯成型机以及及自动控制技术综述1.聚氨酯成型机聚氨酯工业作为新兴工业有着较快的发展速度，进入新世纪后，随着技术的进步，市场的变化，特别是环保要求的提出，使之又增添了许多新的发展机遇。回顾历史，展望未来，温故知新，使我们明确方向，必将进一步促进我国聚氨酯工业的进步和发展。1.1.我国聚氨酯工业的发展历史我国聚氨酯工业起始于50年代末60代初，至今已有40多年的历史。我国聚氨酯工业以生产聚氨酯原料为起步。50年代末首先在大连建立了小规模生产三苯基甲烷、三异氰酸酯的基地，该原料主要用作生产胶粘剂。60年代分别又在大连、常州、太原各建立了500吨/年的MDI和TDI原料生产企业，同时在上海、天津等地开始进行了聚氨酯软泡沫的技术开发。60～70年代相当长一段时间内，由于我国经济基础薄弱，配套的原材料工业及应用开发工作发展迟缓，聚氨酯工业也同样发展缓慢。至1978年全国聚氨酯制品生产能力才达到1.1万吨，产量仅0.5万吨。1982年全国聚氨酯原料生产能力不到2万吨，制品产量0.7万吨。80年代后，我国开始引进国外先进的生产异氰酸酯的技术和装置。1983年轻工部在山东烟台建立的年产MDI和TDI1万吨规模的项目投产。1984年到1994年10年间，在天津石化三厂、锦西化工总厂、九江化工厂、山东东大化工从日本引进聚醚多元醇生产装置和制品生产技术的同时，国家也通过七五、八五等科技攻关项目的扶植，逐步开发了高压反应注射成型机（RIM）、高回弹冷熟化泡沫生产技术。高压反应注射成型机的关键另部件--混合头，在北京化工学院也进入了试验阶段。90年代后我国进入新的改革开放时期，国民经济持续高速发展。聚氨酯作为新型多功能先进的高分子材料，在交通（汽车、火车、飞机）、家电（冰箱、冷柜、热水器）、家具、冶金等领域，即：从工业生产到人民生活，直至国防军工领域得到越来越广泛地应用。原料工业的发展带动了聚氨酯制品生产机械的需求，在此间国内使用的聚氨酯机械主要以进口为主，主要进口德国BASF、KRAUSSMAFFEI、DESMA、HENNECKE等公司、意大利Cannon公司等国外的机械设备。1.２.我国聚氨酯工业的现状聚氨酯工业分基本原料、制品和加工机械等部分。基本原料包括异氰酸酯（TDI、MDI）、聚醚多元醇、聚酯多元醇等。制品主要分软泡沫、硬泡沫、弹性体等。加工机械主要有高压反应注射成型机、各类成型生产线如：块状泡沫发泡生产线、箱式发泡生产线、层压式板材发泡生产线、模塑成型发泡生产线（转台、环形、直线式）、泡沫管材发泡生产线等。各类二次加工设备也配套得到发展，如旋切、平切、仿形切割、复合等功能设备。总的来说，由于近十几年国民经济的高速发展，我国聚氨酯工业，包括从基本原料到制品和机械设备，已具有相当的规模。但是与发达国家相比仍有很大的差距，主要是产量的差距，且应用普及程度仍不高，工艺技术水平仍较低，特别是人均消费差距，中国只是德国的10%左右。此外产品品种较少，产品性能较差，还有许多基本原料仍需进口，如TDI、MDI现在90%左右靠进口，某些关键的设备和零部件仍需进口，如液态CO2高压发泡设备以及高压发泡机上的计量泵、混合头等。1.３.聚氨酯工业总的发展趋势德国是聚氨酯原料和设备的故乡，德国的技术水平和生产能力代表当今世界最高水平。从基本原料的生产，德国BASF、BAYER两家公司的生产能力已经达到世界垄断能力，他们在世界各地都有自己的子公司，生产能力特大规模化、技术垄断化，特别是异氰酸酯这一高难生产技术逐渐掌握在少数几家大公司手中，他们控制了世界聚氨酯工业原料，这对我国原料生产的发展将造成威胁。设备方面也是如此，德国的聚氨酯设备水平高、性能好，每年出口额达到18亿马克之多，遍及世界各地。从2001年杜塞多夫橡塑工业展览会上了解到的情况，世界聚氨酯工业正向适应环境保护、安全卫生、资源回收等需求方向发展，对于聚氨酯发泡方面，最重要的是替代破坏臭氧层的CFC发泡剂的技术发展。替代CFC发泡剂有如下三种技术路线：①．CFC→HCFC141b---HFC②．CFC→H10C5（环戊烷）③．CFC→CO2(液体)技术路线①、②主要用于绝热保温的聚氨酯硬质泡沫生产，技术路线③主要用于软质泡沫的生产。以美国为代表国家的主要采用技术路线①以德国为代表的国家主要采用技术路线②我国对技术路线①、②在不同行业都有应用。家电行业以技术路线②为主，交通建材行业主要以技术路线①为主，软泡方面国外主要以液态CO2作为发展趋势，包括新型的液态CO2高压发泡机的使用。我国液态CO2发泡技术2001年刚起步。作为中国聚氨酯发泡机械的龙头企业，武汉轻工业机械厂已经引进德国新型的液态CO2高压发泡技术，正准备将设备推向市场，积极配合中国聚氨酯行业CFC整体淘汰计划的全面完成。并通过企业的改组改造，及时掌握国际最新技术，不断提升我国的聚氨酯工业技术水平。1.4.成型设备的种类成型设备是炭和石墨制品生产过程中的主要设备之一。工厂里常用的成型设备有挤压成型机、模压成型机、等静压成型机和振动成型机。挤压成型机挤压成型机是炭素工业可供石墨电极成型的专用设备之一，对于电弧炉炼钢用电极，由于其特殊工艺的要求，因此大多数炭素厂采用挤压成型机挤压成型.工作原理将}昆捏机充分}昆捏好的电极糊料送到凉料机，凉到工作温度后，1次或分两次加入挤压机料室，经压实、抽真空，然后将料室回转90。成水平状态，主柱塞开始预压，以便进一步使糊料中的粒子通过变径段后都成轴向排列，达到规定时间后抽出挡板，挤压机开始挤压，挤压机前面的自动剪切机根据所需长度自动剪切，生坯电极即翻入冷却辊道冷却。挤压机不停地连续挤压，直至将料室中糊料挤压完。模压成型机模压成型是炭素工业模压高纯石墨、高炉炭块、石墨阳极等专用设备。它不是需像挤压成型中糊料粒子都呈定向(轴向)排列，但制品的比压一般要比石墨电极高，甚至达到40--100MPa。工作原理将混捏好的糊料送到凉料机，凉到工作温度后出料，经电子秤按需下料，再经加料装置将糊料加入型模，模压后脱料，然后送入冷却槽冷却。等静压成型机等静压成型是粉末成型的专用设备，广泛应用于粉末冶金、电碳石墨、绝缘材料和塑料工业等部门。工作原理利用液压原理，在密闭容器中通过高压液体，使压力均匀地作用于装有粉末的橡胶模具所有表面，通过模具使材料承受多向高压，一起变形，压制成型与模具形状相同的制品。振动成型机(vibratingcompactor)靠机械振动产生激振力，将糊料制成所需形状的专用设备。工作原理将可塑性糊料加入振动台上的模套中，靠振动台下两根转速相同，方向相反，偏振子对称布置的高速旋转轴产生的激振力使模套中糊料呈流态化，借助于糊料顶部压重使糊料迅速密实成型。调整旋转轴上偏振子的角度获得不同的激振力，调整转轴的转速获得不同的振动频率。(见彩图插页第12页)振动成型机可用于生产方形的阳极块、阴极块，也可用于生产圆形的电极。2.自动控制技术2.1.自动控制技术的基本信息自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。2.2.控制方式从控制的方式看，自动控制系统有闭环和开环两种。闭环控制也就是（负）反馈控制，原理与人和动物的目的性行为相似，系统组成包括传感器（相当于感官），控制装置（相当于脑和神经），执行机构（相当于手腿和肌肉）。传感器检测被控对象的状态信息（输出量）,并将！鱿转变成物理（电）信号传给控制装置。控制装置比较被控对象当前状态（输出量）对希望状态（给定量）的偏差，产生一个控制信号，通过执行机构驱动被控对象运动，使其运动状态接近希望状态。在实际中，闭环（反馈）控制的方法多种多样，应用于不同领域和各个方面，当前广泛应用并快速发展的有：最优控制，自适应控制，专家控制（即以专家知识库为基础建立控制规则和程序），模糊控制，容错控制，智能控制等。开环控制也叫程序控制，这是按照事先确定好的程序，依次发出信号去控制对象。按信号产生的条件，开环控制有时限控制，次序控制，条件控制。20世纪80年代以来，用微电子技术生产的可编程序控制器在工业控制（电梯，多工步机床，自来水厂）中得到广泛应用。当然，一些复杂系统或过程常常综合运用多种控制类型和多类控制程序。2.3.工业控制方式当今是科学技术及仪器设备高度智能化飞速发展的信息社会，电子技术的进步，给现代工业带来了质的提升。现代电子领域中，PLC的应用正在不断的走向深入，这必将导致传统控制的日益革新。PLC的控制具有高可靠性、高性价比。比如在机械手、液体混合罐、液压、气压等方面都得到了广泛应用。PLC在工业方面的应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。利用PLC采用程序设计方法来对步进电机进行控制，具有线路相对简单，结构紧凑，价格低廉，而且可以通过控制按钮实现步进电机的控制，用途广泛等优点。时至今日，软件以及电子设备等相关技术都有了长足发展。虽然软件的发展速度比不上硬件的发展速度那么迅速，但已能满足现在的工业需求。对步进电机的传统控制通常完全由硬件电路搭接而成。随着PLC的普及，现在已普遍采用硬件与软件相结合的方式对其进行控制，这种控制的方法有很多优点，比如：可以实现高精度的控制，降低成本，降低控制难度，简化控制电路等。今后步进电机的总体发展趋势是向着低功耗、高频率精度、多功能、高度自动化和智能化的方向发展。如何延长轴承寿命摘要：在自然界苛刻的工作条件下工作会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高和改善的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也很可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取一些行动和措施来避免轴承的再次失效。关键词：轴承；失效；寿命导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。1轴承失效的原因在球轴承的失效中约有40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用方法和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声等一系列的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。所有过早失效的轴承中约有16%是由安装不当（通常是野蛮装配…）和未意识到采用正确的安装工具所引起的。要进行正确和有效的安装与拆卸，不同的安装可能需要使用机械的、液压的或加热的方法。使用专用工具和技术进行的专业安装，是获得机器最大化的无故障运行时间的一个重要步骤。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴