1、 本科 毕业论文（设计） 机械设计制造及其自动化 * 20*1*00* 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 申请学士学位所属学科 工科 指导教师姓名 、职称 （教授） 20 年 月 日 I 摘 要 多层热压机是生产胶合板、刨花板、中密度纤维板等人造板的主要设备。目前设备制造厂生产的热压机已基本定型，为了 改进热压机的结构性能和降低制造成本，本文主要对五层侧压式热压机结构进行了设计 ,并对热压机的重要部件下托板的结构、强度和刚度进行了设计分析和计算 ,使下托板在结构上更加合理 ,降低了材料和能源消耗 ,提高了生产率。设计主要结合现有的设计理念，在符合设计要求的前提下，设计时热压机的机架整体上
2、主要采用了钢板焊接闭式结构，这种结构制造方便无需大型加工设备，并且，选材主要使用了工字钢、角钢等常用材料，使用钢板焊接的加工工艺，因而，生产工艺性较好，一般机械厂均能制造。设计中主要使用了 CAD、 ProE 等工程制图软件，使用了 ProE软件进行受力分析。 关键词： 侧压式， 热压机 ，结构设计 ，受力分析II Abstract The multi-layered hot press is the production plywood, the shaving board, building board and so on density fiberboard major installa
3、tions. At present the equipment factory productions hot press has finalized basically, to improve hot presss structure performance and reduce the production cost, this article mainly has carried on the design to five side thrust type hot press structure, and to hot presss important part under carrie
4、rs structure, the intensity and the rigidity has carried on the project analysis and calculates, causes the carrier to be more reasonable in the structure, reduced the material and the energy consumption, raised the productivity. The design main union existing design idea, in conforms to under the d
5、esign requirements premise, in the design in presss rack whole has mainly used the steel plate welding closed type rack, this kind of structure manufacture convenience does not need the large-scale processing equipment, and, the selection has mainly used the I-steel, the angle steel and so on common
6、ly used material, uses processing craft which the steel plate welds, thus, the production technology capability is good, generally the machine shop can make. In the design has mainly used CAD, engineering drawing soft wares Pro E and so on, used the software Pro E to carry on the stress analysis. Ke
7、y words: lateral pressure type, thermal-pressing machine, structural design, stress analysis III 目录 1.引言 .1 1.1 五层侧压式热压机的发展概况及现状 .1 1.2 热压机的特点 .2 1.3 热压机的发展带来的 机遇和 挑战 .3 2.热压机的结构设计 .4 2.1 框架结构 .5 2.2 柱塞结构 .6 2.3 上托板结构 .6 2.4 下托板结构 .7 2.5 平衡机构简要设计 .8 2.5.1 工作原理 .8 2.5.2 齿条的设计 .11 2.5.3 键的选择 .11 2.6 轴
8、承的选取 .12 2.7 侧压缸支架结构 .12 2.8 侧压缸螺栓设计校核 .13 3.热压机主要部件的受力分析 .15 3.1 立柱的设计校核 .15 3.2 上托板的设计校核 .15 3.3 下托板的结构设计 .21 3.4 下横梁底板受力分析 .24 附录 .26 参考文献 .27 致 谢 . 错误 !未定义书签。1 1.引言 热压机是人造板生产线的主要设备之一 。热压机的生产能力决定了人造板生产线的产量，而热压机的技术水平也在很大程度上决定了人造板产品的质量 。人造板生产的发展与热压机技术水平的进步息息相关。人造板行业的发展对热压机 生产 提 出 了更高的要求，而更先进水平的热压机的
9、出现则又极大地促进了人造板 行业 的发展。 新的人造板国家标准对产品质量提出了更高的要求。为保证产品质量 ,就热压机而言 ,一方面：要求工艺上采取最佳热压 工艺曲线和工艺参数 ,控制产品质量；另一方面：热压机设备本身在结构和性能上要满足诸如制品的厚度公差、传热的均匀度等要求 ,确保压制品质量。热压机的发展促进了人造板工业的繁荣。而近年来我国人造板行业的超快速发展也为我国热压机技术的发展提供了广泛的发展空间。遗憾的是目前我国还不具备连续压机的生产能力，国内需要的连续压机还需要从国外进口 ,这严重影响了我国人造板机械行业整体水平的提高。国内的有关单位也在抓紧时间组织必要的人力、物力、技术力量进行连
10、续压机的研制工作。相关的产品也有望在未来几年问世。本次设计在借鉴以往前人的 实际设计经验和部分参数结构的前提下重点对其下托板的结构进行了可行改进设计，使用了 CAD、 Pro/e 等工程制图软件对该机器进行结构设计、绘制和分析。在指导教师的指导下以及同组同学的共同研讨下基本达到了预期目标。 1.1 五层侧压式热压机的发展概况及现状 最早在人造板行业出现的热压机就是多层压机，它主要是借鉴并根据纺织工业使用的压机改造而来，用于以纸浆来生产最早的纤维板。最初的多层热压机尽管还不完善，但已经具有现代多层压机的雏形。装卸板系统、加热装置、压机闭合开启装置等都为人们所了解。这些多层压机的制造商则是来自 人
11、造板设备技术比较发达的德国 ,如辛北尔康普公司和贝克一冯赫伦公司 ,前者至今2 仍然在世界人造板设备供应领域占据重要的地位而后者却已于 20世纪 80年代退出了市场的竞争行列。后来多层压机在刨花板生产中获得了极大的成功 ,并推广开来。多层压机的使用在促进刨花板工业的发展的同时推动了整个人造板工业的进步。而刨花板行业的发展又为多层热压机的不断改进提供了生产依据。最初人造板多层压机的主要制造商主要集中在欧洲，包括比松公司、辛北尔康普公司、贝克 冯赫伦公司迪芬巴赫公司和顺智公司等之后随着多层热压机制造技术的推广 ,美洲以及包括 中国在内的一些亚洲国家也加入到多层热压机设备供应商之列。近年来 ,随着热
12、压机技术的发展 ,欧洲的主要热压机生产厂家已经将主要的生产力转移到连续热压机的生产上 ,而我国的上海人造板机器厂、美国的华盛顿铁工厂则成为除欧洲厂商外的多层热压机市场上较为重要的供应商。美国的华盛顿铁工厂一直致力于多层热压机的发展 ,产品的层数、压机幅面也不断加大。而我国的上海人造板机器厂则是多层热压机市场的后期之秀，依靠国内强大的市场支持 ,目前已向国内外市场提供了多套多层热压机设备。为了提高单机生产能力 ,多层热压机采用两种途径提高产能 ,一是增 加压机层数，二是增大热压板的幅面。目前通常使用的热压机层数为 10-15 层，最多可达 40 层，幅面主要有 4 英寸 和 8英尺。 1.2 热
13、压机的特点 热压机除整个结构布局合理、紧凑、外形美观、精密度高外，还具有以下特点：控制系统多样化。此热压机的控制系统有光电管、无触点开关和行程开关。这些控制电器元件灵敏、耐用，而且大部分元件安装在热压机顶部，使得热压机结构紧凑、整洁。热压机主体部分是由一定厚度的钢板焊接成的框架式，不易变形；梯形块上设置倒角，便于找正。 热压机的低压泵、高压泵和电机全部安装在油箱架下边，占地面积小。该热压机由于装有蓄压器，因此可起到缓冲作用， 以增加热压机的稳定性。当液压系统达到一定压力时，高、低压泵可自动停止工作；当压力不足时，可自动开启高、低压泵补充到规定油压，使液压系统总保持在规定的油压范围内。 3 1.
14、3 热压机的发展带来的 机遇和 挑战 随着房地产业的飞速发展，带动了装修业的快速发展，从而带动了集成材业的发展。 集成材保留了天然木材的材质感，外表美观，材质均匀，克服了木材易变形、开裂的缺点，利用短小料可获得人造板和实木不能替代的方材板，提高了木材的使用价值 。它 是室内装饰 、木质地板 和中高档 家具 生产的理想材料。 集成材的生产主要由拼板机来完成，使得 拼板机的市场需求量越来越大。 随着板材生产厂家的需要的不断提高，要求拼接出来的板材尽量平整，木条之间的不平度较小，拼接的整板变形量小，没有弯曲、扭曲、翘曲现象。为此保证设备上下工作面的平面度、刚性、上下平面的平行度比较关键。另外，必须改
15、善拼接工艺，减少板材拼接受力不均，保证热拼板机承载面内受热均匀。但我 国的拼接设备与德国、意大利等发达国家比还相对比较落后，主要表现在设备的自动化程度低，配套使用的设备较少，还存在很多单 机使用现象。全自动拼板生产线在国内尚还空白。另外，我国的拼接板精度不高，后序加工量大，余料浪费较多 。 随着生产规模的不断扩大，多层热压机的层数在不断增多，幅面也在不断加大。然而多层热压机的缺点也越来越显现出来： 1）热压辅助时间长，压机有效生产率低。使用多层压机，需要相应配置附属的装板、卸板系统，这无形中增加了热压的辅助时间，再加上压机自身所需要的闭合开启时间，导致热压周期长，生产效率低。而且压机的层数越多
16、，辅助时间越长，辅助系统也越复杂。 2）随着层数的增多，多层压机对系统的同时闭合系统要求更高。而且由于 在热压过程中各层板坯受压不同，造成成品板的产品厚度不均，产品稳定性差。 3）由于装板以及热压板闭合后板坯在未加压的情况下受热，使产品产生较厚的预固化层，砂光余量大。 4）热压板在热压过程中 ,直接受湿热蒸汽的作用，热压板腐蚀严重，影响4 使用寿命。 5）受压机开档和热压板的限制，多层压机生产的产品规格具有一定的限制，不能满足人们对产品多规格的要求。 尽管多层压机具有以上缺点，但是到目前为止，多层压机仍然占据热压机市场的大部分市场份额，成为人造板生产的主要压机之一。 改善机架应力状态的措施：
17、（ 1）在同样重量下减簿 板厚 ,增加宽度，以提高机架抗弯刚度 ,减少应力。 （ 2）避免在机架内侧钻孔、焊接零件，以免引起应力集中，可将零件布置在立柱的外侧。 （ 3）在机架上增加几块补板，以提高上、下横梁的抗弯刚度和立柱的刚度。 （ 4）减小拐角处的应力集中，可以采取圆弧过渡 ,或斜角过渡。 （ 5）正确选择焊缝位置。机架板一般都是拼焊而成的，焊缝强度一般都低于母材，而且有焊接应力，所以焊缝要选在应力较小的位置，而且要沿立柱方向，不能沿横梁方向。 2.热压机的结构设计 五层侧压式热压机的整机设计采用了框架式结构，整体使用工字钢和钢板焊接而成， 根据 热压板的 具体的参数 ， 选择成品压板和
18、侧压板 。 整机结构见下图： 5 图 2-1 五层侧压式热压机的结构 其中热压机的主要技术参数为： 上下压力： 90 吨 （将层层热压板向上顶起且保证压机工作时板坯不发生翘曲 ，泄压时靠压机自重下降 ） 侧向压力： 10 吨 （将板坯侧向加紧） 热压板尺寸： 2550*1370*42mm 两热压板之间的间距为 100mm 详细尺寸结构参考零件图 ： BYSJ-01。 2.1 框架结构 最上部为上托板，为加强强度，上托板与第一个热压板间需焊接厚度为10 mm 的钢板。每个热压板间距离是 100mm。侧压缸 在同一侧，与侧压板连接。止推板在另一侧，厚度均为 10mm。热压板通过方形钢管和阶梯形挡块
19、定位。为了方便热压机在工作时热压板上升过程中位置的找正，将梯形挡块开有 45度倒角，以便起到引导作用。为了使两个侧压缸推力相同以及下托板在上升过程中的平稳，使用齿轮齿条机构进行调节。第六块热压板直接焊接于下托板上，它与下托板之间同样有一厚度为 10mm 钢板加强其强度。柱塞缸与焊接在底座6 上的法兰通过螺栓连接在一起，使用厚度为 14mm 的钢板。四个柱塞缸通过两组齿轮齿条控制同步压力。立柱采用 H 钢，型号为 28a。 2.2 柱塞结构 该 结构主要有两部分组成柱塞和柱塞缸，两者的结构分别表示如下图示： 图 2.1 柱塞结构 柱塞缸主要采用 14mm 的钢板卷筒焊接而成，其结构简单制造方便。将该结构安装在下横梁上，并通过一块 14mm 厚的钢板与之焊接为一体。钢板上安装法兰以实现工作要求。 2.3 上托板结构 为了考虑材料和该结构的受力特点， 通过对不同结构形式的托板受力分析，选择受力最小且受力最为合理的结构 ，其 结构设计为两边带有加强肋，中部为正方形结构且加强肋在其对角线上。 结构 示意 图 如下所示：
