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38000字硕士毕业论文水润滑合金轴承精锻模具的优化设计

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38000字
论点:橡胶,润滑,轴承
论文概述:

本项目针对水润滑橡胶合金轴承在传统模压成型时存在的问题,提出了在原有的电阻加热方式的基础上,通过对模具结构进行设计和优化,一定程度上克服了传统的模具装置中加热不均匀和劳动

论文正文:

单线理论

1.1

主题起源和意义
在机械零件中,轴承占据重要位置,其作用是支撑轴和轴上的零件,并保持轴的旋转精度,同时减少旋转轴和支架之间的摩擦和磨损,轴承分为滚动轴承和滑动轴承。滑动轴承在运行中具有滑动摩擦,广泛应用于船舶、矿山、仪表、汽车、轧机等设备中。如何减小滑动轴承中滑动轴与轴承之间的摩擦,提高机械效率,是滑动轴承设计者需要研究和解决的问题。相关数据显示,世界上约30%的能量被各种形式的摩擦消耗掉,滑动轴承约占1/10。长期以来,在机械传动装置中,轴承摩擦副通常由金属部件制成,并由油润滑。因此,它不可避免地消耗大量的金属和石油资源,这在船舶运输行业的船舶推进系统中尤其普遍。
为了避免江河湖泊漏油,有必要特别注意传动系统中的密封工作,从而使机械结构更加复杂,造成摩擦磨损和无功功率消耗的问题。例如,根据国内航运业相关部门的统计,一艘功率为880千瓦的船舶每年从其推进系统的艉轴泄漏3吨以上的润滑油。数据显示,约有10万艘船只在三峡库区航行,使用油润滑轴承系统。如果每艘船每年平均泄漏1.5吨润滑油,三峡库区船舶推进系统每年泄漏的润滑油量高达20万吨。中国三峡水利工程建成后,库区已成为世界上最大的内陆湖泊之一。与以前的情况相比,水的流速突然减慢,自净能力也大大减弱。船舶推进系统艉轴漏油对三峡库区水环境造成了更严重的污染。
目前,我国至少有200多万艘船只(不包括军舰)。这些船(除了几艘进口的)大部分都是用油润滑的。如果每艘船的润滑油平均泄漏量为每年1.5吨,那么这200万艘船每年的润滑油泄漏量将至少达到300万吨,这无疑是对河流、湖泊和生态环境的一大灾难,也严重影响了人类健康。目前,西方发达国家已经深刻认识到这一点,并采取了有效措施。例如,美国已经通过立法,禁止在内河流域航行的船只使用[1,6]号油润滑轴承来保护和净化环境。中国的内陆河流,如长江和黄河,对居民的生活和企业的生产有着重要的意义,包括许多内陆湖泊。如果我们允许内河流域船舶的艉轴推进系统继续使用油润滑轴承,不仅会污染我们的水资源,还会破坏整个生态环境,从而危及公民的生活条件。建设资源节约型和环境友好型社会是我们全体公民的目标。因此,相关设计人员需要研究开发一种减振、耐磨、可靠、降噪、高效、节能、设备寿命长、承载能力强的新型轴承系统,并广泛应用。sblunwen.com硕博论文网是中国专业硕士论文网站,提供小学德育论文题目、小学德育论文、小学德育案例、教师对论文题目的评价、教师论文发表服务。联系方式:QQ 1847080343,电话13795489978。为了解决河流、湖泊和海洋环境的严重污染问题,这是工业和生态领域都需要解决的重要问题。
水润滑橡胶合金轴承的“两种替代”功能,即非金属代替金属,天然水代替矿物油进行润滑,长期以来改变了在船舶推进系统中使用金属部件和油润滑作为摩擦副的传统观念。水润滑橡胶合金轴承的逐步推广应用,节约了大量贵金属和石油资源,简化了轴系结构,更重要的是,大大减少了漏油对水环境的污染。水作为润滑介质不仅具有无污染、来源广泛、节能、安全、阻燃等特点。,还可以减少和减少摩擦副运动引起的磨损、冲击、噪声、无功功率消耗、可靠性差、使用寿命短等问题,因此,研究水润滑橡胶合金轴承对提高机械效率、减少摩擦磨损等具有重要意义。如何用天然水代替矿物油作为各种机械传动和流体动力系统的工作介质,是机械传动系统高效、节能和环保领域的科学研究前沿,已引起广泛关注,并成为世界工业发达国家的热点。

2水润滑橡胶合金轴承成形工艺分析

在设计模具前,有必要对水润滑橡胶合金轴承的成形工艺分析有一定的了解,从而找出水润滑橡胶合金轴承传统成形工艺中存在的问题,为水润滑橡胶合金轴承模具的设计奠定一定的理论基础。

2.1水润滑橡胶合金轴承的成型工艺
水润滑橡胶合金轴承的传统成型工艺采用平板硫化机的模压硫化工艺。模压硫化是压力硫化方法之一。压力硫化是将橡胶放入模具中,在压力下硫化。其优点是橡胶附着力好,产品结构紧凑,气泡产生少,表面光滑,图案清晰。本课题以重庆奔腾科技发展有限公司生产的BTG水润滑橡胶合金轴承为实验对象,其工艺流程如图2.1所示。
橡胶硫化过硫化阶段一般有三种情况(如图2.3所示):第一种是曲线继续上升,这是由过硫化阶段的结构效应引起的。这种现象通常发生在非硫化丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶等。;二是曲线保持较长的平衡周期,这通常发生在天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶等。用硫磺硫化。第三,曲线变化下降,这是由过度硫化阶段复合物的网状热裂纹引起的。通常,这种现象发生在天然橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。它们没有被硫硫化。正硫化是指橡胶制品硫化性能达到最佳值时的硫化状态。如果它处于正硫化的早期阶段,就称为硫缺乏。在正硫化的后期,它被称为硫过量。在这两种情况下,橡胶的物理和化学性能都很差。在硫化历史图表中,从开始加热橡胶化合物到出现平坦期所经过的时间是产品的硫化时间,即“正硫化时间”。

3水润滑橡胶合金轴承精密成型模具...................31-41
3.1一次成型水润滑橡胶合金轴承...................31-33
3.2模具材料概述...................33-36[/br/ ] 3.3模具结构初步设计...................36-39
3.3.1模体设计...................36-39 [/BR/] 3.3.2加热方式...................39[/比尔/] 3.4本章总结了...................39-41
4水润滑橡胶合金轴承。...................41-54
4.1模具加热效率的有限元分析...................41-46
4 . 1 . 1 ANSYS软件简介...................41
4.1.2温度场分析的数学模型...................41-42
4.1.3热分析边界条件和材料...................42-43[/溴/] 4.1.4热分析结果...................43-46[/比尔/] 4.2模具结构的静态分析...................46-53[/ Br/] 4.2.1软件简介...................47
4.2.2静力场数学模型...................47
4.2.3静态分析...................47-53
4.3本章总结了...................53-54
5模具结构...................54-60
5.1实验设备...................54-55
5.2实验研究...................55-59
5.2.1实验过程...................56-59
5.2.2实验前后铜管的膨胀...................59
5.3本章概述...................59-60

结论

水润滑橡胶合金轴承的重要性及其在船舶领域应用的普遍性是不言而喻的。如何使水润滑橡胶合金轴承的生产过程逐渐走向自动化和高速化是一个有待解决的课题。目前,水润滑橡胶合金轴承的成型工艺仍然存在保温阶段各部件热压不均匀,合模开模过程劳动强度大的问题。因此,基于重庆大学机械传动国家重点实验室王家序教授等人发明的水润滑橡胶合金轴承精密成形模具(专利申请号:200810070081),设计并优化了一套新的水润滑橡胶合金轴承精密成形模具。结合有限元分析和实验操作,得出以下结论:
①通过对水润滑橡胶合金轴承成型设备——平板硫化机的发展和现状的描述,证明传统平板硫化机结构过于简单,没有特殊的机构来控制模具的推出功能。因此,需要一种多功能注塑设备,能够实现注塑、硫化、合模、开模、注胶等功能,从而降低劳动强度,提高生产效率。
②通过对三种加热方法的描述和比较,微波加热由于材料的限制不可行;感应加热在低温范围内难以控制,结构复杂,不利于实验研究。因此,本文中的模具仍然使用电阻加热。
③通过对水润滑橡胶合金轴承硫化过程的分析,得出传统的成型工艺存在硫化温度滞后大、温度控制困难、加热不均匀(两端硫过量,中间硫不足)、能耗大、环境干扰大等问题,导致产品质量控制困难、硫化效率低。
④针对某规格的水润滑橡胶合金轴承,设计了模具结构,并介绍了各关键零件的结构。同时,根据设计加工相应的模具对象。
⑤利用ANSYS和有限元软件对模具结构进行了热分析和静态分析。初步证明,文中模具加热效率较高,在合适的配合间隙范围内可以实现Haff定位和脱模的统一。
⑥本文利用新型工程复合精密成形数字化制造设备和模具的物理对象,进行了与规格相匹配的铜管成形工艺。实验证明,该模具在温度控制、注胶过程中,特别是开模过程中能够顺利完成,从而证明本文的模具具有一定的实际指导意义。
尽管本文在水润滑橡胶合金轴承模具结构的改进方面取得了一些进展,但仍需进一步深入细致的研究。例如,当打开模具时,射出的型芯仍然需要在高温下手动移除,并且注射压机加热到预定温度所花费的时间仍然太长。

参考
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