压力施胶机设计开题报告(3)
结合斜列式施胶机的综合评估，我选用斜列式表面施胶机。定30°为斜列的角度。
图4 斜式压力施胶机两辊呈现30°
4.2施胶机转轴的设计方案确定
施胶机转轴材料一般为碳素钢、合金钢以及球墨铸铁。碳素钢价格价廉，对应力集中的敏感性低，经热处理或化学处理可得到较高的耐磨性和抗疲劳强度。所以本次设计选用45号钢作为轴的材料，进行正火、调质热处理。增加硬度及韧性，提高轴的使用寿命。本次设计辊子外径φ600mm，纸净宽1880mm。用闷头连接辊筒与轴，在满足了要求的同时，轴的重量减轻。转动惯量变小，转动的稳定性提高。
4.3 施胶机辊筒结构设计方案确定
质量轻，有足够的强度刚度，较高的转动平衡性是本次设计辊筒的要求。此次设计的施胶机采用两个外包式辊筒套在转轴上。上辊的辊筒需要镀铬处理，并进行精磨处理，保证表面粗糙度。两个闷头采用过盈配合。下辊（如图5）的辊筒需要包上橡胶，为保证橡胶与辊筒之间包裹牢固，先在辊筒表面包上一层较软的橡胶，然后在软橡胶外面再包上一层硬橡胶。施胶机辊筒只受自重与另外一根辊筒的反作用力，受力不是很大，但在施胶时，辊筒如因刚度不够发生较大形变，会不均匀施胶，影响纸张质量。还需考虑到挠度，需加上中高进行补偿。加上差动螺旋机构就可以得到较高精度的位移量。
图5 下棍示意图
4.3.1 辊筒的设计与工艺要求
辊筒是冷铸铁或钢材进过精磨制造而成。经过热处理达到特定的强度和其他所需性能。为了提高辊筒的强度，提高化学稳定性，减少摩擦系数，提高耐磨性辊筒需要镀铬，再进行精磨。镀铬厚度为0.25mm。下辊需要包胶，辊筒用耐磨耐腐蚀的橡胶包裹一层，辊筒包胶的厚度为22mm。橡胶的硬度为15°P&J（勃氏硬度）。
4.3.2 辊筒的挠度计算
在自重和附加载荷的作用下，辊筒会产生一定的弯曲变形，辊筒弯曲变形的程度（用辊筒中央载阻位移的大小来表示）就是辊筒的挠度。根据理论力学和材料力学课程，可知挠度一般是由弯曲力矩引起，对于长度较大的辊筒，除了计算弯度力矩引起的挠度外，还应考虑由剪力引起的挠度，剪力挠度是辊筒中的剪切应力引起的剪切应变而产生的挠度，它决定于作用在辊筒上的剪力。在一般情况下，由剪力引起的挠度远小于弯曲力距引起的挠度，通过查找资料和计算。
4.3.3 辊筒中高
辊筒在载荷和自重的作用下，会发生挠曲变形，出现中间凸起或中凹陷的情况，使得纸张施胶出现瑕疵。所以辊筒必须有中高量来补偿负载受压后的变形。根据资料，必须运用参考书上的理论公式，计算出合理的中高，这是非常重要的一个部分。为了使造纸机上的纸幅有良好的成形，在压榨辊的幅宽上有均匀的脱水，在压光机后有均匀的紧密度、平滑度和粗糙度等，就需要使辊筒的表面有中凸的形状来补偿压后的变形。中高量K定义为辊筒中央截面上的直径D与其端面的直径D0之差（见图6）：K=D-D0 式中D:辊筒中央截面上的直径；D0:辊筒端面的直径。
中高量K可以适当的分配给上辊和下辊，或是全部设计在一个辊筒上，补偿挠度效果相同。本次设计分配方案将在设计过程中根据具体的计算结果再作出合理的分配。确定最终的设计中高，使得辊筒具有良好的中高性能，不仅要精确计算挠度，还要考虑辊筒的工艺要求和操作条件对中高量的影响。
图6 辊筒中高示意图
4.3.4 压辊的强度和刚度
斜列式施胶机有两辊，一根是压辊，压辊是施胶机的重要组成部件。压辊的负荷主要由辊筒自重和加压机构的附加压力组成。作用在压辊上的张力，刮刀的压力以及转动所产生的力等较小的负荷可以忽略不计。压辊强度可以用轴的强度计算方法来近似计算。工程上提高轴的强度刚度的常规方法：选用高强度钢，提高轴的强度，加大轴的直径，提高轴的强度和刚度。增大直径导致零件尺寸增大，质量增加，影响稳定性。所以本次设计提高强度和刚度的方法是在轴和轴上零件结构、工艺以及轴上零件的安装布局方面采取合适的选择，以提高轴的刚度和强度，减小轴的尺寸和质量，减少制造成本。辊筒的刚度和强度决定辊筒的截面尺寸。适当设计较大的截面尺寸，可以提高辊筒的刚度，减少辊筒的挠度变形，有利于纸张的施胶成形和压光。辊与辊的传动采用皮带传动，速度或负载过高，皮带传动可起到过载保护的作用。