基于翻新胎注射成型实心胎设备的设计研究

论文摘要

随着工业车辆和特殊用途车辆的发展,对轮胎的负载能力,及抗扎能力等有了更高的要求,充气式轮胎已经很难解决这些的问题,此时,实心轮胎结构简单、不会刺穿漏气、负荷能力强、耐磨性好、使用和维护方便等诸多优点凸显出来,被广泛应用于各种军用车辆、工程车辆等特殊车辆。本文对实心轮胎现有生产方式进行了系统总结,详细分析了模压法、缠绕法、离心浇注法以及现有注射成型法在生产实心轮胎时各自的优缺点,并在现有注射成型法的基础上,首次开发出一种基于翻新胎注射成型实心胎的设备。本文对注射设备进行了较全面的设计研究,主要成果如下:1.首次将一步法注射技术用于翻新胎的生产,向已有的轮胎外胎胎面中直接注射废胶料再生胶,解决了传统实心胎生产的耗材问题,简化了.生产工艺,降低了实心轮胎的生产成本,提高了实心轮胎的生产质量。2.本设计应用电动螺旋轮胎定型硫化机的有关工作原理,设计出了待注轮胎外胎的定型锁紧装置,防止外胎在注射过程中因受到强注射压力而发生变形,为注射成型出符合规格的实心轮胎提供了保证。3.本设计在国内首次对以外胎为模具的浇注系统进行了设计,并考虑了注射时的排气问题、浇道清料问题和成品实心轮胎的顶出、卸胎问题。4.运用有限元分析软件对胶料注射入外胎时的外胎的受力情况进行了模拟,并对注射轮胎时的安全注射压力进行了预测。5.设计的过程中,将传统设计、三维参数化设计和三维动态模拟相结合,体现了现代化设计的理念,对设备结构的合理性进行了验证,降低了物理样机的生产设计成本,缩短了生产周期。综上所述,本设计克服了现有实心轮胎生产技术的诸多缺点,适应轮胎工业的发展需求,设计出来的设备符合现今社会对绿色生产的要求,具有很大的优势和应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 1 绪论
• 1.1 实心轮胎成型技术的进步与发展
• 1.1.1 模压法
• 1.1.2 缠绕法
• 1.1.3 离心浇注法
• 1.1.4 注射成型法
• 1.2 课题研究的背景与意义
• 1.2.1 本文研究的背景
• 1.2.2 课题研究的意义
• 1.3 本文研究的主要内容与创新点
• 1.3.1 本文研究的主要内容
• 1.3.2 本文的创新点
• 1.3.3 本文的章节安排
• 1.4 本章小结
• 2 实心轮胎注射成型机组的相关理论研究
• 2.1 一步法注射成型技术的理论研究
• 2.1.1 一步法注射成型技术的应用价值
• 2.1.1.1 一步法注射成型技术的由来
• 2.1.1.2 一步法注射成型技术的特点
• 2.1.2 一步法注射成型技术与设备的试验研究
• 2.1.2.1 一步法注射成型技术理论可行性的试验研究
• 2.1.2.2 一步法注射成型技术理论应用于工业生产前的试验研究
• 2.1.2.3 一步法注射成型技术理论有关试验研究的结论
• 2.1.3 一步法注射成型技术理论研究的基本结论
• 2.2 一步法注射成型技术有关数学模型的建立
• 2.2.1 注射功率模型
• 2.2.2 射台移动装置的工作原理与数学建模
• 2.2.2.1 射台移动装置的工作原理
• 2.2.2.2 射台移动装置的数学建模
• 2.4 本章小结
• 3 电动螺旋定型锁紧装置的设计原理与数学模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 电动螺旋定型锁紧装置的理论研究
• [58]～[59]'>3.2.1 锁紧技术的进步与发展^[58]～[59]
• 3.2.2 电动螺旋轮胎定型装置的锁紧理论
• 3.2.2.1 张板力的计算
• 3.2.2.2 锁紧力的计算
• 3.2.2.3 总压力的计算
• 3.3 电动螺旋开合装置的受力分析与功率数学模型的建立
• 3.3.1 螺旋副受力分析
• 3.3.2 螺旋副功率数学模型的建立
• 3.4 本章小结
• 4 注射成型机组的结构设计
• 4.1 一步法注射机的结构设计
• 4.1.1 螺杆的设计
• 4.1.1.1 结构参数
• 4.1.1.2 结构设计
• 4.1.2 机筒的设计
• 4.1.2.1 塑化段机筒的结构设计
• 4.1.2.2 喂料段机筒的结构设计
• 4.1.3 螺旋啮合喂料装置的设计
• 4.1.3.1 螺旋啮合喂料的机理
• 4.1.3.2 螺旋啮合喂料装置的结构
• 4.1.4 机头的设计
• 4.1.4.1 机头设计的原则
• 4.1.4.2 机头的结构设计
• 4.1.5 射台移动装置的设计
• 4.1.6 注射机传动装置的设计
• 4.1.6.1 电机功率的选择
• 4.1.6.2 减速箱的选择
• 4.1.6.3 传动装置的结构设计
• 4.1.7 一步法注射机总体结构的设计
• 4.2 电动螺旋轮胎定型锁紧系统的结构设计
• 4.2.1 浇注系统的设计
• 4.2.1.1 主流道的设计
• 4.2.1.2 分流道的设计
• 4.2.1.3 冷料穴的设计
• 4.2.1.4 浇注系统总体结构的设计
• 4.2.2 顶出机构的设计
• 4.2.2.1 顶出机构的设计原理
• 4.2.2.2 顶出机构的配合关系
• 4.2.3 定型锁紧系统的设计
• 4.2.3.1 定型锁紧系统的工作原理
• 4.2.3.2 电机和减速箱的选择
• 4.2.3.3 丝杠的强度及稳定性校核
• 4.2.3.4 全电动螺旋定型锁紧装置的结构设计
• 4.2.4 机架的设计
• 4.2.4.1 左侧板的设计与校核
• 4.2.4.2 机架总体结构的设计
• 4.2.5 电动螺旋定型锁紧系统整体结构设计
• 4.3 注射设备总装图
• 4.4 本章小结
• 5 基于ANSYS WORKBENCH的有限元分析
• 5.1 有限元法简介
• 5.2 ANSYS WORKBENCH有限元分析软件简介
• 5.3 螺杆的有限元分析
• 5.3.1 模型的建立与网格的划分
• 5.3.2 施加载荷与约束
• 5.3.3 求解与分析
• 5.4 注射时外胎的有限元分析
• 5.4.1 模型的简化与导入
• 5.4.2 设置材料参数与划分网格
• 5.4.3 施加载荷与约束
• 5.4.4 求解与分析
• 5.5 本章小结
• 6 基于翻新胎注射成型实心胎注射设备的三维造型与动态模拟
• 6.1 三维造型
• 6.1.1 INVENTOR简介
• 6.1.2 一步法注射机的三维造型
• 6.1.3 电动螺旋轮胎定型锁紧系统的三维造型
• 6.2 动态模拟
• 6.2.1 3DS MAX 简介
• 6.2.2 注射设备的工作过程
• 6.2.3 注射设备工作过程的动态模拟
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果