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石蠟成型機的部件設(shè)計同控制系統(tǒng)設(shè)計方案<一>、熱風(fēng)循環(huán)熔融石蠟成型機的部件設(shè)計
1熱風(fēng)循環(huán)機構(gòu)設(shè)計
熱風(fēng)循環(huán)加熱系統(tǒng)是整臺樣機設(shè)計中一個非常重要的系統(tǒng)，該石蠟成型機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計省去了傳統(tǒng)設(shè)備中的清洗裝置，為企業(yè)節(jié)省了成本以及減少了能耗。該熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)主要包括：箱蓋、風(fēng)機、加熱管和熔融室。風(fēng)機和加熱管采用對稱布置，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
該石蠟成型機在運行時，先啟動風(fēng)機，風(fēng)機將冷空氣抽進(jìn)入加熱風(fēng)箱，再經(jīng)過加熱元件受熱后送入熔融室，熔融室內(nèi)的空氣又可以經(jīng)過箱體上部設(shè)計的氣孔再回到加熱風(fēng)箱再次受熱，如此循環(huán)往復(fù)。當(dāng)整個系統(tǒng)箱體內(nèi)的空氣加熱到所需溫度時，通過溫度控制器智能控制箱內(nèi)溫度保持在所需范圍內(nèi)不變，這樣不僅是將內(nèi)部進(jìn)行熔融，同時也避免溫度過高造成一些受熱燃燒降解。熔融室內(nèi)熔融后便可以啟動攪拌機構(gòu)和螺桿擠出機構(gòu)。
2攪拌機構(gòu)設(shè)計
所設(shè)計的熱風(fēng)循環(huán)熔融石蠟成型機是不需要破碎裝置，可以直接將投入到熔融室內(nèi)受熱熔融。攪拌機構(gòu)的設(shè)計是為了能夠受熱均勻且不會粘連在設(shè)備上不向下流動，根據(jù)此要求設(shè)計出樣機熔融室內(nèi)的攪拌機構(gòu)。
攪拌機構(gòu)由攪拌軸、攪拌片固定桿、攪拌片以及底部的螺旋擠壓帶構(gòu)成。攪拌軸上安裝攪拌片固定桿，攪拌桿上對稱安裝有彈性功能的攪拌片，兩邊各安裝有3片，其中一邊安裝位置靠近篩網(wǎng)的外側(cè)，攪拌片之間間隔45mm，對稱的另一邊則安裝在靠近篩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，攪拌片之間間隔40mm。因為在進(jìn)行攪拌時，對于剛開始比較硬的其阻力會比較大，如果攪拌片之間沒有間隔，攪拌片就會強行擠壓，受力很大，這樣很容易造成攪拌片的損壞，甚至是斷裂。除此之外，攪拌機構(gòu)如此設(shè)計不僅了旋轉(zhuǎn)時攪拌片能夠覆蓋整個篩網(wǎng)平面，而且節(jié)省了材料，同時攪拌機構(gòu)運行時整體質(zhì)量保持平衡，不會因發(fā)生重心偏移造成過度磨損，從而延長其使用壽命。攪拌片在工作時的功能原理分析。
攪拌片是根據(jù)立式和臥式的實驗結(jié)果進(jìn)行比較分析，選擇彈性好的彈簧鋼片，這樣可以較多時而又沒有熔融的情況下，攪拌片在攪拌時不會因為阻力太大發(fā)生折斷，而是彈性變形，待熔融后壓力變小又恢復(fù)原狀。
攪拌軸在篩網(wǎng)下面安裝有一個螺旋擠壓帶，其作用是使得通過篩網(wǎng)間隙的熔融能夠在旋轉(zhuǎn)擠壓力的作用下加速向下流入螺桿機筒內(nèi)，而不會在箱體底部滯留或者沾茹在攪拌軸上。
<二>、全自動石蠟成型機電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計方案
現(xiàn)有全自動石蠟成型機多采用單作用力驅(qū)動，通過齒輪嚙合傳動，由固定擠壓輥驅(qū)動移動擠壓輥轉(zhuǎn)動，配合普通電磁換向閥驅(qū)動液壓缸控制擠壓力和調(diào)節(jié)輥間隙的方式進(jìn)行工作。采用齒輪傳動技術(shù)瞬時傳動比不準(zhǔn)確，造成擠壓輥轉(zhuǎn)動時會出現(xiàn)輕微振動；采用普通電磁換向閥控制液壓缸技術(shù)，擠壓輥之間縫隙很難實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，且擠壓力不穩(wěn)定。上述這些問題嚴(yán)重影響了物料的成型質(zhì)量和成型效率。
因此，基于電液比例控制技術(shù)對原有液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。
改進(jìn)的電液比例控制系統(tǒng)采用集中式布局，這種形式的優(yōu)點是裝配和維修方便。集中式的布置結(jié)構(gòu)是將整個液壓系統(tǒng)中的液壓油源、液壓控制元件設(shè)置于全自動石蠟成型機之外。搭建的電液比例控制系統(tǒng)如圖4-1所示，主要包括位置同步閉環(huán)控制回路和速度同步調(diào)速控制回路。電液比例位置同步閉環(huán)控制回路主要由電磁換向閥、液壓缸、位移傳感器和比例放大器等元件組成，構(gòu)成位置同步控制回路，通過位移傳感器和比例放大器檢測和放大位移信號，調(diào)節(jié)與控制固定擠壓輥與移動擠壓輥之間的間隙，實現(xiàn)位置閉環(huán)準(zhǔn)確控制；速度同步調(diào)速控制回路比例調(diào)速閥和液壓馬達(dá)構(gòu)成速度同步控制回路組成，用于調(diào)節(jié)和控制壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使兩擠壓輥同步轉(zhuǎn)動。為工作介質(zhì)清潔度和系統(tǒng)工作，在電液比例壓力控制泵出口處安裝了過濾器，在油箱中裝有液位計和熱電偶傳感器，用以監(jiān)測油箱中的油液液位和油液溫度。
電液比例控制系統(tǒng)的啟動操作過程為：啟動電液比例壓力控制泵，向位置同步控制回路供油，分別使閥組件的兩位兩通電磁換向閥通電，各閥組件處于工作狀態(tài)，然后分別向兩個電磁換向閥發(fā)出指令控制信號，使其右位閥口逐漸打開，此時兩路液壓油控制液壓缸活塞桿伸出，推動移動擠壓輥向固定擠壓輥方向滑動，當(dāng)兩擠壓輥達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定間隙時，通過位移傳感器和比例放大器檢測和放大位移信號，控制電磁換向閥閥口逐漸恢復(fù)中位。
電液比例壓力控制泵同時向速度同步控制回路供油，閥組件處于工作狀態(tài)，通過兩個比例調(diào)速閥分別兩個向液壓馬達(dá)供油，通過控制比例調(diào)速閥，使液壓馬達(dá)驅(qū)動移動擠壓輥與固定擠壓輥同步轉(zhuǎn)動。
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