間歇式冷拔套合裝置設(shè)計開題報告

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1、 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 所在學(xué)院： 專 業(yè)： 設(shè)計(論文)題目： 指導(dǎo)教師：

2、 年 月 日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，

3、應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 1 聚丙烯管材概述 1.1聚丙烯管材的簡單介紹 聚丙烯是聚烯烴類塑料中的一個重要熱塑性塑料品種之一。它是丙烯的高分子量聚合物，由C、H兩元素構(gòu)成。其縮寫代號為PP。 聚丙烯樹脂是當(dāng)今五大塑料品種中發(fā)展最快的一種。由于其原料來源方便，價格比較便宜，

4、性能優(yōu)良，用途廣泛，所以，對聚丙烯的應(yīng)用，每年在以10%左右的速度增加發(fā)展。 聚丙烯(PP) 屬于熱塑性樹脂，是通用大品種塑料，產(chǎn)量大，具有較好的使用和加工性能。用作復(fù)合材料基體的聚丙烯一般為有規(guī)立構(gòu)半晶結(jié)構(gòu)體，熔點(diǎn)176℃，具有抗拉強(qiáng)度較高，硬度大，耐磨性、電絕緣性、耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性好，相對密度低等優(yōu)點(diǎn)。 其主要缺點(diǎn)是耐低溫性差、易脆化、靜電性高、染色性差。 根據(jù)共聚方式及乙烯單體的含量不同，PP-C可分為均聚聚丙烯PP-H(Ⅰ) 型，嵌段共聚聚丙烯PP-B(Ⅱ) 型和無規(guī)共聚聚丙烯PP(Ⅲ) 型三種。 PP -H管材是化工、石油等工業(yè)管道的首選，其抗沖擊性能最好，在同等壁厚管材

5、中抗壓強(qiáng)度最高，加工成型容易，適合生產(chǎn)大口徑管材，通過添加石墨可抵抗紫外線照射供室外使用，抗化學(xué)腐蝕性能最強(qiáng)。 PP-B管材的低溫脆性最好，在 10℃及10℃以下使用時，綜合性能優(yōu)于PP，無低溫脆化現(xiàn)象，抗化學(xué)腐蝕性僅次于 PP-H，可替代 PP-H 用于化工領(lǐng)域，目前被廣泛用于自來水和低溫?zé)崴I(lǐng)域或環(huán)境溫度相對較低的給水管。 PP 管材的中溫及高溫性能最好，在中溫及中溫以上區(qū)域使用壽命較長，抗壓強(qiáng)度較高，管材柔韌性最好，工程安裝容易，聯(lián)接處熔接性能好，檢修方便，被廣泛用于自來水、熱水及暖通領(lǐng)域。55℃及55℃以上熱水管道首選PP -R管。 1.2 PP- R（聚丙烯） 管材的性能特點(diǎn)與

6、優(yōu)勢 PP- R管材是國際環(huán)保節(jié)能管材，與其它管材相比，具有如下特點(diǎn): ( 1) 重量輕、比強(qiáng)度高。 PP- R 管材的密度為 0.89~ 0.96g/ cm，僅為鍍鋅鋼管的八分之一，耐壓力試驗強(qiáng)度達(dá)5Mpa以上。 由于重量輕，可大大降低運(yùn)輸費(fèi)用和安裝的施工強(qiáng)度。 ( 2) 衛(wèi)生、無毒。PP- R管不會出現(xiàn)象鍍鋅鋼管內(nèi)壁結(jié)垢、生銹的問題，因此不會對水質(zhì)造成“二次污染”。 PP屬聚烯烴材料，基本成份為碳和氫，無毒無害，符合食品衛(wèi)生規(guī)定。 ( 3) 保溫性好、節(jié)能。PP 管的導(dǎo)熱系數(shù)小，20℃時的導(dǎo)熱系數(shù)為0.23~ 0.24W/m℃，僅為鍍鋅管的1/200，這樣在輸送熱水時將大大減少熱量

7、損失，起到了保溫和節(jié)能的作用。另外，PP- R管的生產(chǎn)能耗僅為鋼管的20%。 (4) 流體阻力小。PP管的磨擦系數(shù)僅為0.007，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬管道。另外，其化學(xué)穩(wěn)定性好，可耐PH值范圍在1~ 14 的高濃度酸和堿的腐蝕，其內(nèi)壁光滑，永不生銹、不結(jié)垢，因此流體阻力不會因管道使用時間的延長而增大。 ( 5) 防振、隔音。PP管具有優(yōu)異的隔音性能，可大大減小由流體流動引起的振動和噪音。 (6) 耐熱性好。PP管的長期使用溫度可達(dá)100 ℃ ，短期使用溫度可達(dá)120℃ 1.3 PP（聚丙烯）管材的國內(nèi)外應(yīng)用 (1) PP國外情況 國外PP管道主要應(yīng)用于建筑物冷熱水系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)。歐洲建筑冷

8、熱水系統(tǒng)中使用 PP管道較為普遍，已逐步上升為主導(dǎo)產(chǎn)品。例如:意大利在1996年在冷熱水系統(tǒng)中各類塑料管道的應(yīng)用量分別為PP:30Mm; PE-X:17m; PB：3Mm; PE-X-AL-PE-X:3Mm。國外PP管道在應(yīng)用中較注重產(chǎn)品的配套及施工技，除了管材、管件品種規(guī)格較齊全外 ，還配套供應(yīng) PP 水嘴、閥門及安裝施工用緊固件、割刀及熔接工具等，使客戶能購到適用的產(chǎn)品及施工所需的零配件和工具。 (2)PP 國內(nèi)情況 國內(nèi)PP管材已有較長的生產(chǎn)歷史，一般采用均聚PP或經(jīng)共混改性的PP為原料，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出成型。PP管用于建筑冷熱水系統(tǒng)較少，沒有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。近幾

9、年，受塑料管材大力推廣的熱潮，國內(nèi)PP管材的主要應(yīng)用領(lǐng)域：出現(xiàn)了PP管材。自1997年上海從國外引進(jìn)PP生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備投入生產(chǎn)以來，上海市已在 100萬 建筑面積住宅冷熱水系統(tǒng)、 純凈水、 飲用水系統(tǒng)上進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，取得了較好效果并且在應(yīng)用的基礎(chǔ)上編制了《 建筑給水聚丙烯(PP)管道工程技術(shù)規(guī)程》 作為上海市地方標(biāo)準(zhǔn)正式頒布實施。 PP管材的主要應(yīng)用領(lǐng)域： （1） 公共及民用建筑工業(yè)中，用于輸送冷熱水。 （2） 工業(yè)建筑和設(shè)施中的日常用水，油或腐蝕性液體的輸送。 （3） 城鄉(xiāng)人、蓄飲水工程及農(nóng)業(yè)灌溉。 （4） 由于對鹽水的耐腐蝕性，用于海邊設(shè)施中的給養(yǎng)管道。 （5） 用于空調(diào)系統(tǒng)。

10、 （6） 用于運(yùn)輸工具內(nèi)部管道。 2聚丙烯管生產(chǎn)工藝流程 聚丙烯管材生產(chǎn)通常采用擠出成型，擠出成型是熱塑性塑料重要的加工方法之一。擠出成型又稱擠出模塑，其成型原理一管材擠出為例。管材的擠出成型過程就是將顆粒料或粉料從料斗加入到擠出機(jī)機(jī)筒中，物料在機(jī)筒中被塑化后，熔融物料在旋轉(zhuǎn)的螺桿的推動下通過機(jī)頭與環(huán)形縫隙，沿螺旋槽向前方輸送，通過具有一定形狀的擠出模具即機(jī)頭，形成管狀物，經(jīng)過冷卻定型裝置定型，再進(jìn)入冷卻水槽中近一步冷卻，待充分冷卻后的管子由可調(diào)節(jié)牽引速度的牽引裝置均勻拉出，最后由切割裝置按規(guī)定的長度切割，即可得到一定壁厚和長度的塑料管材。 無規(guī)共聚聚丙烯管材的擠出工藝路線與普通聚丙烯

11、管材成型工藝路線相同，都采用單螺桿擠出機(jī)。 PP樹脂的粘度低，流動性好，且為粒料形式，單螺桿擠出機(jī)較適合它的擠出成型。由于本次設(shè)計產(chǎn)量要求較小，且精度要求較高，因此本次設(shè)計生產(chǎn)方法采用單螺桿連續(xù)擠出成型技術(shù)。 根據(jù)PP管材的特性和生產(chǎn)要求，采用以下生產(chǎn)工藝流程： （1）混料 混料裝置主要有轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)、螺帶混合機(jī)、Z型捏合機(jī)、高速混合機(jī)。 轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)的混合作用主要是靠承載物料的混合室的轉(zhuǎn)動來完成混合。為了強(qiáng)化混合作用，內(nèi)壁上加設(shè)曲線型擋板以便在混合室轉(zhuǎn)動時引導(dǎo)物料由混合室的一端流向另一端，只能用于固體粉狀或粒狀物料的混合，混合效果與混合室的形狀有關(guān)，還與安裝形式、轉(zhuǎn)速與填充率有

12、關(guān)，一般轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)的填充率較小。 螺帶式混合機(jī)的混合作用是靠螺帶的旋轉(zhuǎn)帶動物料翻轉(zhuǎn)，適用于粒狀或粉狀塑料與添加劑的混合，此設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、耗能較低，但混合強(qiáng)度小，混合時間也較長。 高速混合機(jī)主要由一個圓筒形的混合室和設(shè)在混合室內(nèi)的攪拌裝置組成，其中攪拌裝置包括位于混合室地步的快速轉(zhuǎn)動葉輪和可垂直調(diào)整高度的擋板，混合室可加熱，能用于高分子材料的混色、配填料表面處理及共混材料的預(yù)混，混合效率高、混合時間較短、有效容積大。 （2）上料 上料方式有人工上料和機(jī)械上料。因為現(xiàn)今PP管材生產(chǎn)的自動化程度較高，需準(zhǔn)確計量進(jìn)料量，所以選擇機(jī)械上料。機(jī)械上料主要有螺旋上料和真空上料兩種方式

13、，螺旋上料占地面積大，工作時噪音大，上料量主要靠人工控制，適用于粒料的上料；真空上料比較先進(jìn)，靠真空將物料吸入料斗內(nèi)，工作環(huán)境好，可以由電腦控制上料時間和進(jìn)料量，適用于粒料、粉料的進(jìn)料。大型、高速高效擠出機(jī)均配有自動上料裝置。 （3）擠出 本次設(shè)計選用的擠出設(shè)備為單螺桿擠出機(jī)，擠出機(jī)理為螺桿旋轉(zhuǎn)剪切，并在加熱作用下使物料塑化，熔融的物料通過機(jī)頭后成型。 單螺桿擠出機(jī)是由一根阿基米德螺桿在加熱的料筒中旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的機(jī)型。它是一種應(yīng)用最多的通用型擠出機(jī)，它的特點(diǎn)是：擠出系統(tǒng)由一根螺桿和機(jī)筒配合而成，這種擠出機(jī)只要更換不同結(jié)構(gòu)形式的螺桿，就可以完成多種塑料的擠出成型工作。適合于制備管材。 （

14、4）定徑 管材的定型方法主要有內(nèi)徑定型法和外徑定型法，內(nèi)徑定型法在芯模延長軸內(nèi)通冷水，靠芯模延長軸的外徑確定管材內(nèi)徑，要求機(jī)頭阻力小，流道長，但定型結(jié)構(gòu)裝置復(fù)雜，塑料在機(jī)頭內(nèi)流動時間長，容易有死角，發(fā)生過熱降解，不適用于熱敏性塑料。由于內(nèi)定徑法生產(chǎn)擠出制品需要的牽引力比外定徑大，所以通常采用外定徑發(fā)生產(chǎn)。 外徑定型法有充氣定徑和真空定徑，充氣定徑是指在機(jī)頭芯棒上打孔，往管內(nèi)通入壓縮空氣，管外加冷卻定型套這種定徑套的機(jī)構(gòu)簡單，但是冷卻不夠均勻，廣泛用于中小型管材生產(chǎn)中。 真空定徑技術(shù)是一種應(yīng)用非常廣泛的管材定徑技術(shù)，特別適用于薄壁管材。這是一種借助管外抽真空而將管外壁吸附在定徑套內(nèi)壁上進(jìn)行

15、冷卻，一確定管材外徑尺寸。真空定徑套定徑比較簡單，不需要?dú)庵?，廢料較少，定徑效果也較內(nèi)壓定徑法好，管材外表面光滑，壁厚均勻，不適用于大口徑管材。 （5）冷卻 管材通過冷卻定型裝置后，并沒有使管材完全冷卻到熱變形溫度以下，如果不繼續(xù)冷卻，在其管壁徑向方向上存在的溫度梯度會使原來冷卻的表面溫度上升，引起變形，因此需要繼續(xù)冷卻。 最長見的管材冷卻方式有三種：浸浴式冷卻水槽冷卻、噴淋式冷卻水箱、噴霧式水槽冷卻。第一種是管材在通過水槽時完全浸在水中，當(dāng)管材離開水槽中已經(jīng)完全定型而成為管材，此方法適用于中小型塑料管材，而對于管徑較大的管材由于受到水的浮力會是管材彎曲；第二種為全封閉式箱體，管材從中

16、通過，四周均勻排布噴淋水管，上部開有視窗，可隨時觀察里面的情況，適用于管壁較厚或大口徑的塑料管材；第三種是在噴淋式水槽基礎(chǔ)上用噴霧代替噴水頭，冷卻效率大大提高。 （6）牽引 牽引裝置能使擠出的塑料管材通過不同的牽引速度在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)它的薄厚，能提高材料的拉伸強(qiáng)度，并對擠出過程的連續(xù)進(jìn)行其保證作用，從而大大提高了生產(chǎn)能力。 常用的牽引裝置有滾輪式牽引機(jī)和履帶式牽引機(jī)。滾輪式牽引裝置結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，但輪與管之間是點(diǎn)或線接觸，接觸面積小，摩擦力小，牽引力小，不適用于大型管材。 （7）切割 當(dāng)牽引裝置把冷卻定型后的管材牽引到一定距離后，即可開動切割裝置將管材切斷。切割裝置是根據(jù)需要的長

17、度自動或半自動將連續(xù)擠出的管材切斷的設(shè)備。 已知的切割裝置分為兩種：自動或手動圓盤鋸切割機(jī)和自動行星切割機(jī)，前者適用于小型管材，后者適用于大口徑管材。 (8)卷取 目前的卷取機(jī)主要有單盤卷取機(jī)和雙盤卷取機(jī)，而雙盤卷取機(jī)可以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。 3 冷拔裝置的設(shè)計內(nèi)容 本文設(shè)計的冷拔裝置主要包括： 1、 生產(chǎn)工藝和設(shè)備功能關(guān)系設(shè)計計算說明（工藝流程圖、功能關(guān)系圖）。 生產(chǎn)工藝圖如下圖1所示： 圖1 生產(chǎn)工藝圖 PP專用料指的是生產(chǎn)PP管所用的原料，上料機(jī)構(gòu)把原料輸入粉碎桶進(jìn)行粉碎，粉碎完成后由螺桿擠出機(jī)擠出，由定型模具達(dá)到要求的尺寸，由真空定徑系統(tǒng)完成外徑的修正，然后由履帶牽

18、引機(jī)牽引到后續(xù)切割工序。 2、 拉拔部分設(shè)計計算（動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)）。 拉拔部分指的就是擠出機(jī)部分，是本設(shè)計的關(guān)鍵所在，動力系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動，傳動系統(tǒng)由皮帶傳動。 3、 牽引系統(tǒng)設(shè)計計算。 牽引部分指履帶牽引機(jī)的牽引力的設(shè)計計算。 4、 旋轉(zhuǎn)縮徑系統(tǒng)設(shè)計計算。 指定型模具的設(shè)計計算 5、 受載支座結(jié)構(gòu)設(shè)計計算。 指整個支座結(jié)構(gòu)的設(shè)計校核。 5 參考文獻(xiàn) [1]朱玉林，尹國峰.高效節(jié)能聚丙烯管材淺析[J].粉煤灰綜合利用，2001，（4）：47 [2]李馥梅，鄧如生.新型綠色環(huán)保管材-無規(guī)共聚聚丙烯管材[J].塑料科技.2003，5（157

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27、 3、完成主要零部件的圖紙的繪制。 4、整合設(shè)計資料，完成設(shè)計說明書的編寫。 擬定解決問題的方法如下： 1、如何明確設(shè)計對象？ 在開始整個設(shè)計任務(wù)之前，首先需要了解整個聚丙烯管的生產(chǎn)工藝，需要哪些主要設(shè)備，每個設(shè)備對應(yīng)的作用，然后要搞懂本研究對象相對于整個生產(chǎn)線的運(yùn)用范圍與作用，需要實現(xiàn)那些功能，達(dá)到哪些要求等。本次設(shè)計的內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示： 圖1 結(jié)構(gòu)簡圖 圖中包括：原料上料機(jī)，粉碎機(jī)，擠出機(jī)，成型模具、定徑系統(tǒng)和履帶式牽引系統(tǒng)，由于本文的課題為冷拔裝置的設(shè)計計算，所以本設(shè)計的重點(diǎn)在前面擠出部分，需要重點(diǎn)進(jìn)行計算出圖。后續(xù)部分只需選型計算，無需出工程圖。 2、明

28、確好對象后該完成那些工作？ 明確好設(shè)計對象后，根據(jù)任務(wù)書要求的設(shè)計參數(shù)，完成主要零部件的選型與計算。 3、計算完成后該完成哪些工作？ 完成裝配草圖的繪制，然后對零部件進(jìn)行繪制。最后完成裝配圖的繪制。 4、圖紙完成后該完成哪些工作？ 上訴全部完成后，整理資料，完成整個畢業(yè)設(shè)計說明書。 三、課題研究進(jìn)度安排 1、（2014.2.24~3.11）查閱國內(nèi)外相關(guān)資料文獻(xiàn)，了解聚丙烯管生產(chǎn)工藝的基本知識、目前市場上常用的生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行了解，和本選題需要解決問題的重點(diǎn)、難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)；撰寫開題報告。 2、（3.12~3.20）確認(rèn)研究對象相對于整個生產(chǎn)線起到的作用，然后根據(jù)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計

29、計算。 3、（3.21~4.20）完成裝配草圖的繪制、零件圖的繪制。 4、（4.21~5.10）完善整個設(shè)計圖紙，整理資料撰寫畢業(yè)論文。 5、（5.11~5.20）設(shè)計資料整理完善，畢業(yè)設(shè)計答辯。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日