育苗盘热压成型装置设计与试验探讨

发布时间:2021-12-30 21:33:47 论文编辑:vicky

本文是一篇模具毕业论文,针对基于木质素黏结特性的育苗盘热压成型时利用电磁感应加热模具,加热后无冷却装置自然降温等问题,本研究根据育苗盘成型工艺要求和成型机理,了解国内外模具加热方式和冷却方式研究进展后,对比分析放弃感应加热以电加热棒加热和水冷冷却方式来实现育苗盘加热工艺要求。确定出育苗盘热压成型装置的整体设计方案后对整体及模具部分进行三维建模,根据传热学理论和有限元理论建立了育苗盘加热温度空间分布模型,并验证了模型的准确性,进行压制试验验证了试验台各项性能并通过育苗盘评价指标判断压制的育苗盘合格,完成了电加热棒加热水冷冷却方育苗盘热压成型装置的设计与试验研究,。


3 虚拟样机建立与仿真分析............................................... 23

3.1 温度空间分布模型的建立................................................ 23

3.1.1 有限元理论及传热学理论应用................................ 23

3.1.2 边界条件的确定............................................ 28

4 加热冷却试验与育苗盘压制试验............................ 37

4.1 试验台搭建.................................................... 37

4.2 加热冷却试验................................................. 39

5 结论与展望................................................... 53

5.1 结论...............................................53

5.2 展望..................................................54


4 加热冷却试验与育苗盘压制试验


4.1 试验台搭建

对设计的零件加工采购,搭建试验台如图 4-1 所示,工作电压 220 伏,根据电路总功率,电路主线选用 4 平电线,其他电源线选用 1.5 平耐高温电线,温控仪采用内置 pid 算法对测温元件儿传回的数据进行处理,根据设定的温度上限与下限,多项输出控制电加热棒、循环水泵及气泵。

模具毕业论文参考

工作过程为闭合总电路开关,交流接触器随即吸合,先依次闭合 1、2、3 路空气断路器,加热棒工作,温控仪温度示数随即升高,当大于(AL4+AH4)值时闭合第 4 路空气断路器,之后控制器便可根据设定参数自动对热压成型装置工作过程中温度进行控制。液压机上单独的制动按钮控制模具的开闭。

温控仪选用 PID 控制器,PID 控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。3 个字母依次代表比例单元、积分单元和微分单元,比例调节依据“偏差的大小”来动作,它的输出与输入偏差的大小成比例。选定温控仪如图 4-2,为河北正润仪表有限公司生产,型号 ZWP-C803-02-23-HL-P,量程 0~1000℃,输入输出均为 4~20mA,参数组有报警预警值 AL,报警预警回差值 AH,报警方式 PH,根据工艺要求,具备 1 路信号输入,四路控制输出。


5 结论与展望


5.1 结论

针对基于木质素黏结特性的育苗盘热压成型时利用电磁感应加热模具,加热后无冷却装置自然降温等问题,本研究根据育苗盘成型工艺要求和成型机理,了解国内外模具加热方式和冷却方式研究进展后,对比分析放弃感应加热以电加热棒加热和水冷冷却方式来实现育苗盘加热工艺要求。确定出育苗盘热压成型装置的整体设计方案后对整体及模具部分进行三维建模,根据传热学理论和有限元理论建立了育苗盘加热温度空间分布模型,并验证了模型的准确性,进行压制试验验证了试验台各项性能并通过育苗盘评价指标判断压制的育苗盘合格,完成了电加热棒加热水冷冷却方育苗盘热压成型装置的设计与试验研究,具体结论如下:

(1)设计了育苗盘热压成型装置,装置分为动力部分、成型部分、加热冷却部分和温度控制 4 部分。加热总功率 4800W,加热棒两层布置在料框处共 8 根,单根功率600W,加热棒直径 10mm,单根长 185mm,旋入料框内发热部分为 180mm,头部留出5mm 增加散热量,距型腔表面距离 9mm,,加热棒组间距 40mm,水道孔径为 8mm,水路设计采用典型平衡水路,水道三层分布数量为 6,并联后单条回路长为 1122mm,中间水道距型腔表面距离为 12mm,冷却水道间距选为水道直径的 5 倍为 40mm,冷却水流速为 1.04m/s,成型压强 20MPa。选用电加热棒加热水冷技术对加热冷却部分完成了关键部件的设计。

( 2 ) 根据有限元思想和导热微分方程及对流传热方程组建立了育苗盘加热温度空间分布模型,根据空间分布模型和边界条件模拟优选出加热棒组间距为 40mm;选用 PT100 贴片式温度传感器作为测温元件,测温点在料框上平面长边侧中间,根据模拟结果可知,加热完成时传感器放置位置即凹槽面处平均温度为209.5℃,冷却完成时传感器放置凹槽面平均温度为 29.3℃;温控仪温度参数据此设置;成型压强 20MPa 下加热料框最大应力值为 66MPa,极值分别出现在冷却水道接口处,远小于其屈服强度,满足工作强度条件。

参考文献(略)

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