63.5quot;电动螺旋轮胎定型硫化机锁模螺母的有限元分析与优化.pdfVIP

l§毫i暑重§￡1 胡丽娟等，63．5，电动螺旋沧眙定型硫亿帆锬模螺母昀有眼元分析s优化 …蒯瓣期嘲囊■■●———■■—●●■—●●—●——●●—●————●—■■■———●——■—●———●■—●———■■■●●—■■■■■—●—■■一 与慌他 (青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 266042) 摘要：锁模螺母是电动螺旋轮胎硫化机产生和传递锁模力的关键部件。因此正确设计锁模螺母直接关系到螺旋式轮胎定 型硫化机的性能和可靠性．锁模螺母的正常工作既保证了整机运行的稳定性和对中精度，又保证了轮胎制品的质量。本文通 过有限元法分析锁模状态下锁模螺母的各种力学特性，在满足工作要求的基础上，重点对结构进行优化，通过结构优化，比 原结构节省了25％的材料，同时改善了螺母的机加工性能，降低了成本，提高了效益，对硫化机锁模螺母设计具有工程实 践的指导意义。 关键词：轮胎；定型硫化机；螺母；电动螺旋；有限元分析 中田分类号：TQ330．47 文献标识码：B 文章编号：1009—797x(2008)04—0039—06 电动螺旋轮胎硫化机的螺旋锁模机构(又 1 螺母结构问题分析及有限元分析方 称压力机构)的工作原理如下：当电动螺旋轮 案的确定 胎定型硫化机处在全开模状态时，此时硫化装 1．1 螺母结构问题分析 置装好胎坯；上模在主9区动电机的驱动下带动 螺母结构如图1所示，螺母材料为QT700—2， GPa， 减速箱，减速箱主轴驱动螺母，螺母的传动带 在计算过程中取螺母的弹性模量E=200 动螺旋作下降运动，同时带动上模实现合模动 泊松比v=0．3，密度p=7．8×103kg／m3，模型材 作；当上模下降时，上模的定向滑块运动，能 料特性为各向同性。 准确、稳定地产生合模的定型动作；当上模定 由图1可以分析螺母可能存在以下问题： 型完毕后，继续合模；合模至一定高度，传动 (1)在螺母的轴肩部位很容易引起应力集 系统将切换成低速，直至模具产生所需的锁模 中，使得螺母在此处容易断裂； 吨位，电机停止运转，锁模过程结束¨】。螺母 (2)螺纹旋合部分过长会造成材料的浪费， 在工作过程中既保证了定型硫化机的运动平稳 能耗高，机械加工性能要求比较高；但是旋合 性，并且对中精度也高，因而保证了轮胎制品 部分过短则会影响整台机器的稳定性以及对中 的质量。如果其刚度、强度无法满足要求，特 精度，甚至会因达不到强度要求致使螺纹断裂； 别是轴向力过大时就会导致螺纹断裂等问题， (3)轴肩部位承受了巨大的轴向载荷，如 而螺纹有效长度过大，必然会造成材料的浪费， 果轴肩厚度过小，会因材料的强度刚度达不到 增加加工难度。 要求而断裂，相反轴肩过厚，强度刚度满足要 利用静态有限元分析，不仅可以校核螺母 求，但会造成资源浪费。 的强度和刚度，使其满足使用要求，还可以根 据分析结果进行结构优化设计，节约材料，改 作者简介：胡丽娟(198l一)，女，青岛科技大学机电工 程学院在读硕士研究生，机械电子工程专业，主要研究方向 善机加工性能降低成本，提高效益，对硫化机 为高分子材料加工机械设计及研究． 锁模螺母的优化设计具有指导意义。 收稿日期：2008-01-02 2008年第34卷