機(jī)電裝備設(shè)計(jì)(19)

1、18.2 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)安全脫模裝置固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)安全脫模裝置8.2.1 脫模原理及特點(diǎn)脫模原理及特點(diǎn)8.2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)8.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(Solid Rocket Motor)主要是由主要是由固體推固體推進(jìn)劑裝藥、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、噴管和點(diǎn)火裝置進(jìn)劑裝藥、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、噴管和點(diǎn)火裝置四部分組成。四部分組成。 發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作過程則由推進(jìn)劑裝藥的點(diǎn)火過程、發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作過程則由推進(jìn)劑裝藥的點(diǎn)火過程、燃燒過程及燃?xì)庠趪姽軆?nèi)的流動(dòng)過程構(gòu)成。因此固體火箭燃燒過程及燃?xì)庠趪姽軆?nèi)的流動(dòng)過程構(gòu)成。因此固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與推近劑性能密切相關(guān)并相互制約。發(fā)動(dòng)機(jī)的性

2、能與推近劑性能密切相關(guān)并相互制約。 28.2.1 脫模原理及特點(diǎn)脫模原理及特點(diǎn) 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是不利用周圍介質(zhì)而用自身攜帶的固體推進(jìn)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是不利用周圍介質(zhì)而用自身攜帶的固體推進(jìn)劑劑(Propellant)來(lái)生成工質(zhì)的直接反作用發(fā)動(dòng)機(jī)。固體推進(jìn)劑是化來(lái)生成工質(zhì)的直接反作用發(fā)動(dòng)機(jī)。固體推進(jìn)劑是化學(xué)推進(jìn)劑的一種，它是利用化學(xué)反應(yīng)所放出的熱能作為推進(jìn)系統(tǒng)學(xué)推進(jìn)劑的一種，它是利用化學(xué)反應(yīng)所放出的熱能作為推進(jìn)系統(tǒng)的能源。固體推進(jìn)劑本身含有氧化劑和燃燒劑能夠通過有規(guī)律地的能源。固體推進(jìn)劑本身含有氧化劑和燃燒劑能夠通過有規(guī)律地燃燒釋放出大量熾熱氣體完成發(fā)射功的固態(tài)致密材料。燃燒釋放出大量熾熱氣體完成發(fā)

3、射功的固態(tài)致密材料。1 固體推進(jìn)劑的基本概念固體推進(jìn)劑的基本概念32 火箭技術(shù)對(duì)固體推進(jìn)劑的基本要求火箭技術(shù)對(duì)固體推進(jìn)劑的基本要求 對(duì)固體推進(jìn)劑的要求：對(duì)固體推進(jìn)劑的要求： 推進(jìn)劑的能量高，即密度推進(jìn)劑的能量高，即密度比沖比沖高，特征速度高。前者要求推進(jìn)高，特征速度高。前者要求推進(jìn)劑具有高密度和高比沖；后者要求推進(jìn)劑的燃燒溫度高，產(chǎn)物劑具有高密度和高比沖；后者要求推進(jìn)劑的燃燒溫度高，產(chǎn)物的平均分子量低。（高能比沖的平均分子量低。（高能比沖2450N.s/N) 推進(jìn)劑具有良好的燃燒性能。即燃速調(diào)節(jié)范圍要寬，壓力、初推進(jìn)劑具有良好的燃燒性能。即燃速調(diào)節(jié)范圍要寬，壓力、初溫及氣流速度對(duì)燃速的影響較小

4、能在低壓下正常燃燒。溫及氣流速度對(duì)燃速的影響較小能在低壓下正常燃燒。 推進(jìn)劑在使用條件下具有良好的力學(xué)性能。即有足夠的機(jī)械強(qiáng)推進(jìn)劑在使用條件下具有良好的力學(xué)性能。即有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、延伸率和彈性模量，以保證在貯存和使用過程中不產(chǎn)生裂度、延伸率和彈性模量，以保證在貯存和使用過程中不產(chǎn)生裂縫、不縫、不“脫粘、不發(fā)生過大的變形。脫粘、不發(fā)生過大的變形。 推進(jìn)劑具有良好的物理、化學(xué)安定性，以保證在氣候條件變化推進(jìn)劑具有良好的物理、化學(xué)安定性，以保證在氣候條件變化范圍很大時(shí)可以長(zhǎng)期貯存和安全運(yùn)輸。范圍很大時(shí)可以長(zhǎng)期貯存和安全運(yùn)輸。 推進(jìn)劑對(duì)沖擊、摩擦等推進(jìn)劑對(duì)沖擊、摩擦等機(jī)械感度機(jī)械感度小，以保證推進(jìn)劑

5、在使用、生小，以保證推進(jìn)劑在使用、生產(chǎn)、運(yùn)穩(wěn)和貯存過程中的安全。產(chǎn)、運(yùn)穩(wěn)和貯存過程中的安全。 推進(jìn)劑原材料來(lái)源豐富，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且能制造各種形狀和尺推進(jìn)劑原材料來(lái)源豐富，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且能制造各種形狀和尺寸的裝藥。生產(chǎn)過程安全生產(chǎn)費(fèi)用低。寸的裝藥。生產(chǎn)過程安全生產(chǎn)費(fèi)用低。 43 復(fù)合推進(jìn)劑的組成復(fù)合推進(jìn)劑的組成 復(fù)合推進(jìn)劑基本組分是復(fù)合推進(jìn)劑基本組分是氧化劑、高分子粘合劑和金屬燃劑氧化劑、高分子粘合劑和金屬燃劑。 還有少量的其它組分用以改善推進(jìn)劑的某些性能。還有少量的其它組分用以改善推進(jìn)劑的某些性能。 為了粘合劑的固化而加入固化劑、交聯(lián)劑等；為了粘合劑的固化而加入固化劑、交聯(lián)劑等； 為改善貯存和

6、使用性能加入助防老劑、增塑劑等；為改善貯存和使用性能加入助防老劑、增塑劑等； 為改善燃燒性能而加入的燃速調(diào)節(jié)劑及燃燒穩(wěn)定劑；為改善燃燒性能而加入的燃速調(diào)節(jié)劑及燃燒穩(wěn)定劑； 為改善工藝性能而加入的增塑劑、稀釋劑、潤(rùn)濕劑等。為改善工藝性能而加入的增塑劑、稀釋劑、潤(rùn)濕劑等。 常用復(fù)合推進(jìn)劑配方范圍：常用復(fù)合推進(jìn)劑配方范圍： 氧化劑為氧化劑為6080(重量重量)； 高分子粘合劑為高分子粘合劑為1020； 金屬燃燒劑為金屬燃燒劑為020； 固化劑為固化劑為02； 增塑劑為增塑劑為1 11； 燃速調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定劑為燃速調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定劑為03； 其它附加物為其它附加物為0 5。 51）氧化劑）氧化劑 氧化劑的主

7、要作用氧化劑的主要作用 (1) 提供推進(jìn)劑燃燒所需要的氧以保證能量；提供推進(jìn)劑燃燒所需要的氧以保證能量； (2) 作為粘合劑基體填充物以提高推進(jìn)劑的彈性模量和機(jī)械強(qiáng)度；作為粘合劑基體填充物以提高推進(jìn)劑的彈性模量和機(jī)械強(qiáng)度； (3) 產(chǎn)生氣體的部分來(lái)源；產(chǎn)生氣體的部分來(lái)源； (4) 通過控制其粒度大小及級(jí)配來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的燃燒速度。通過控制其粒度大小及級(jí)配來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的燃燒速度。低燃速：低燃速： 5mm/s；中燃速：；中燃速：525mm/s；高燃速：；高燃速： 2550mm/s。62) 粘合劑粘合劑復(fù)合推進(jìn)劑中的粘合劑都是高聚物。主要作用是：復(fù)合推進(jìn)劑中的粘合劑都是高聚物。主要作用是：(1) 提供

8、推進(jìn)劑燃燒所得要的可燃元素提供推進(jìn)劑燃燒所得要的可燃元素(C、H、S、B等等)以保證能量；以保證能量；(2) 粘結(jié)氧化劑和金屬燃燒劑等異相粒子，提供連續(xù)粘結(jié)氧化劑和金屬燃燒劑等異相粒子，提供連續(xù)的粘合劑相成為推進(jìn)劑的彈性基體，使推進(jìn)劑具有的粘合劑相成為推進(jìn)劑的彈性基體，使推進(jìn)劑具有一定的形狀和機(jī)械性能；一定的形狀和機(jī)械性能；(3) 產(chǎn)生氣體的主要來(lái)源。產(chǎn)生氣體的主要來(lái)源。 現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的復(fù)合推進(jìn)劑是以聚氯乙烯、聚氨現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的復(fù)合推進(jìn)劑是以聚氯乙烯、聚氨酯、酯、NC塑溶膠等為粘合劑，塑溶膠等為粘合劑，AP為氧化劑，為氧化劑，Al粉為金粉為金屬添加劑而制成的。屬添加劑而制成的。 73) 3)

9、金屬燃燒劑或其它高能添加劑金屬燃燒劑或其它高能添加劑金屬燃燒劑是現(xiàn)代復(fù)合推進(jìn)劑的基本組分之一。其金屬燃燒劑是現(xiàn)代復(fù)合推進(jìn)劑的基本組分之一。其作用為：作用為：(1) 提高推進(jìn)劑的爆熱從而提高比沖量；提高推進(jìn)劑的爆熱從而提高比沖量；(2) 提高推進(jìn)劑的比重。提高推進(jìn)劑的比重。為此，要求金屬燃燒劑應(yīng)具有燃燒熱高、密度大、為此，要求金屬燃燒劑應(yīng)具有燃燒熱高、密度大、與其它組分相容性好，耗氧量低等特性。與其它組分相容性好，耗氧量低等特性。可用的金屬燃燒劑有鋁、鎂、硼、鈹、鋯等。可用的金屬燃燒劑有鋁、鎂、硼、鈹、鋯等。 84) 固化劑和交聯(lián)劑固化劑和交聯(lián)劑 固化劑固化劑是熱固性粘合劑系統(tǒng)的組成部分。是熱固

10、性粘合劑系統(tǒng)的組成部分。固化劑的作用是使線型預(yù)聚物轉(zhuǎn)變成適度交固化劑的作用是使線型預(yù)聚物轉(zhuǎn)變成適度交聯(lián)的網(wǎng)狀高聚物以便在機(jī)械強(qiáng)度、耐寒性、化聯(lián)的網(wǎng)狀高聚物以便在機(jī)械強(qiáng)度、耐寒性、化學(xué)安定性等方面有所提高。學(xué)安定性等方面有所提高。 交聯(lián)劑交聯(lián)劑的主要作用是交聯(lián)末固化的預(yù)聚物的主要作用是交聯(lián)末固化的預(yù)聚物防止推進(jìn)劑塑性流動(dòng)。不同預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)與化防止推進(jìn)劑塑性流動(dòng)。不同預(yù)聚物的結(jié)構(gòu)與化學(xué)結(jié)構(gòu)不同。學(xué)結(jié)構(gòu)不同。95) 增塑劑增塑劑增塑劑是塑溶膠復(fù)合推進(jìn)劑的主要組分之一，其作用有：增塑劑是塑溶膠復(fù)合推進(jìn)劑的主要組分之一，其作用有：(1) 降低粘度以改善藥漿流變性能；降低粘度以改善藥漿流變性能；(2) 降

11、低玻璃化溫度以改善低溫力學(xué)性能。降低玻璃化溫度以改善低溫力學(xué)性能。為了有較大的增塑效率并使增塑劑長(zhǎng)期保留在粘合別中，理為了有較大的增塑效率并使增塑劑長(zhǎng)期保留在粘合別中，理想的增塑劑應(yīng)該是對(duì)粘合劑具有良好的互溶性、分子最大、揮想的增塑劑應(yīng)該是對(duì)粘合劑具有良好的互溶性、分子最大、揮發(fā)性小、化學(xué)穩(wěn)定性大且在固化反應(yīng)過程中是惰性的。發(fā)性小、化學(xué)穩(wěn)定性大且在固化反應(yīng)過程中是惰性的。 復(fù)合推進(jìn)劑制造工藝的基本任務(wù)也是將分散的復(fù)合推進(jìn)劑制造工藝的基本任務(wù)也是將分散的原材科加工成滿足各種性能要求的裝藥。原材科加工成滿足各種性能要求的裝藥。 其流程圖如圖所示。其流程圖如圖所示。4 復(fù)合推進(jìn)劑的制造工藝復(fù)合推進(jìn)劑

12、的制造工藝10111) 氧化劑制備氧化劑制備 AP是目前復(fù)合推進(jìn)劑生產(chǎn)中廣泛使用的是目前復(fù)合推進(jìn)劑生產(chǎn)中廣泛使用的氧化劑。氧化劑。AP的粒度、粒形及粒度分布對(duì)推進(jìn)劑的粒度、粒形及粒度分布對(duì)推進(jìn)劑藥漿流變性和推進(jìn)劑成品的力學(xué)和燃燒性能均藥漿流變性和推進(jìn)劑成品的力學(xué)和燃燒性能均有很大影響，故氧化劑準(zhǔn)備的主要任務(wù)是：有很大影響，故氧化劑準(zhǔn)備的主要任務(wù)是：(1) 正確地確定氧化劑的粒度分布并保持一定正確地確定氧化劑的粒度分布并保持一定的粒度大小和形狀；的粒度大小和形狀；(2) 對(duì)對(duì)AP進(jìn)行篩選和準(zhǔn)確稱量。進(jìn)行篩選和準(zhǔn)確稱量。122) 燃料預(yù)混合燃料預(yù)混合 目的是將粘合劑與除氧化劑以外的其它附加成分預(yù)先

13、混目的是將粘合劑與除氧化劑以外的其它附加成分預(yù)先混合，使百分含量少的附加成分均勻分散到粘合劑中，以保證產(chǎn)合，使百分含量少的附加成分均勻分散到粘合劑中，以保證產(chǎn)品的性質(zhì)均勻，并減少推進(jìn)劑混合的時(shí)間，提高生產(chǎn)的安全品的性質(zhì)均勻，并減少推進(jìn)劑混合的時(shí)間，提高生產(chǎn)的安全性。性。 是推進(jìn)劑制造的最重要的工序。其任務(wù)是把準(zhǔn)備好的氧是推進(jìn)劑制造的最重要的工序。其任務(wù)是把準(zhǔn)備好的氧化劑和其它組分的預(yù)混合漿狀物混合成均勻的推進(jìn)劑藥漿，化劑和其它組分的預(yù)混合漿狀物混合成均勻的推進(jìn)劑藥漿，并驅(qū)除原料帶入的空氣和組分間反應(yīng)所生成的氣體。并驅(qū)除原料帶入的空氣和組分間反應(yīng)所生成的氣體。 3) 混合工序混合工序134 )

14、澆注工序澆注工序 插管澆注法插管澆注法是將推進(jìn)劑藥漿通過軟管由頂端進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。是將推進(jìn)劑藥漿通過軟管由頂端進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。 底部澆注法底部澆注法則使藥漿通過發(fā)動(dòng)機(jī)底部的孔用壓力壓入發(fā)動(dòng)機(jī)。則使藥漿通過發(fā)動(dòng)機(jī)底部的孔用壓力壓入發(fā)動(dòng)機(jī)。 真空澆注法真空澆注法是使推進(jìn)劑藥漿通過花板流入發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，發(fā)動(dòng)是使推進(jìn)劑藥漿通過花板流入發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體置于真空缸中?；旌虾蟮乃帩{借助大氣與真空的壓差機(jī)殼體置于真空缸中?；旌虾蟮乃帩{借助大氣與真空的壓差流經(jīng)孔板變成條狀，并在真空狀態(tài)下除去裹入的空氣。流經(jīng)孔板變成條狀，并在真空狀態(tài)下除去裹入的空氣。目前廣泛采用的是真空澆注法目前廣泛采用的是真空澆注法。 最常用的復(fù)

15、合推進(jìn)劑的澆注方法有三種，即最常用的復(fù)合推進(jìn)劑的澆注方法有三種，即插管澆注法、插管澆注法、底部澆注法和真空澆注法。底部澆注法和真空澆注法。14155) 固化工序固化工序 包括包括化學(xué)固化和物理固化化學(xué)固化和物理固化兩種。兩種。 物理固化物理固化是指高聚物變成固態(tài)溶液的過程。是指高聚物變成固態(tài)溶液的過程。 化學(xué)固化化學(xué)固化是粘合劑與固化劑、交聯(lián)劑完成化學(xué)反應(yīng)的過是粘合劑與固化劑、交聯(lián)劑完成化學(xué)反應(yīng)的過程。由于推進(jìn)劑粘合劑系統(tǒng)不同，用的固化劑也不一致，因此程。由于推進(jìn)劑粘合劑系統(tǒng)不同，用的固化劑也不一致，因此固化機(jī)理也不一樣。固化機(jī)理也不一樣。 對(duì)于化學(xué)固化化學(xué)反應(yīng)速度與溫度有關(guān)，通常是溫度增加對(duì)

16、于化學(xué)固化化學(xué)反應(yīng)速度與溫度有關(guān)，通常是溫度增加10，反應(yīng)速度增加一倍。固化所需時(shí)間由溫度決定，溫度，反應(yīng)速度增加一倍。固化所需時(shí)間由溫度決定，溫度愈高，所需時(shí)間愈短。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，固化時(shí)要控制固化愈高，所需時(shí)間愈短。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，固化時(shí)要控制固化溫度和逐段升溫的時(shí)間間隔。通常測(cè)定推進(jìn)制藥柱的強(qiáng)度、延溫度和逐段升溫的時(shí)間間隔。通常測(cè)定推進(jìn)制藥柱的強(qiáng)度、延伸率、硬度等參數(shù)。伸率、硬度等參數(shù)。168.2.1 脫模原理及特點(diǎn)脫模原理及特點(diǎn) 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)固化后，其位于發(fā)動(dòng)機(jī)中心的芯模要脫出固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)固化后，其位于發(fā)動(dòng)機(jī)中心的芯模要脫出。 航天六院多少年來(lái)一直采用天車吊鉤提拉的方式。這種方

17、法航天六院多少年來(lái)一直采用天車吊鉤提拉的方式。這種方法有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)。有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)。 天車吊鉤與芯模中心的對(duì)中性差，需要操作人員反復(fù)調(diào)整位天車吊鉤與芯模中心的對(duì)中性差，需要操作人員反復(fù)調(diào)整位置，稍一不慎，當(dāng)中心偏差較大時(shí)，會(huì)在芯模提拉時(shí)，給藥柱置，稍一不慎，當(dāng)中心偏差較大時(shí)，會(huì)在芯模提拉時(shí)，給藥柱施以附加側(cè)向力，增加了芯模與藥柱的摩擦，輕者在芯模脫出施以附加側(cè)向力，增加了芯模與藥柱的摩擦，輕者在芯模脫出時(shí)會(huì)損壞藥柱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)槟Σ亮Υ蟀l(fā)生燃爆事故；時(shí)會(huì)損壞藥柱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)槟Σ亮Υ蟀l(fā)生燃爆事故； 天車的提升速度不可調(diào)節(jié)，尤其是在脫高能燃料發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，天車的提升速度不可調(diào)節(jié)，尤其是在脫高能

18、燃料發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，芯模與藥柱的相對(duì)位移速度要足夠低，太高的移動(dòng)速度會(huì)由于芯模與藥柱的相對(duì)位移速度要足夠低，太高的移動(dòng)速度會(huì)由于摩擦發(fā)生事故。而且天車的提升力不可調(diào)節(jié)，很難控制在脫模摩擦發(fā)生事故。而且天車的提升力不可調(diào)節(jié)，很難控制在脫模全過程中脫模力的變化規(guī)律。全過程中脫模力的變化規(guī)律。17P,QP,QM,nM,nn n變頻電機(jī)變頻電機(jī)液壓泵液壓泵液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)速度和速度和行程監(jiān)控行程監(jiān)控壓力監(jiān)測(cè)壓力監(jiān)測(cè)比例溢流閥比例溢流閥拉力監(jiān)測(cè)拉力監(jiān)測(cè)制動(dòng)制動(dòng)滾筒滑輪組滾筒滑輪組諧波減速器諧波減速器低速裝置低速裝置18 采用變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量油泵，改變變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入電采用變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)定

19、量油泵，改變變頻驅(qū)動(dòng)器的輸入電平，即改變電機(jī)的頻率，從而改變了油泵的輸出流量。平，即改變電機(jī)的頻率，從而改變了油泵的輸出流量。 只要遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)輸入到隔爆型比例溢流閥的勵(lì)磁電流即可改變只要遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)輸入到隔爆型比例溢流閥的勵(lì)磁電流即可改變液壓系統(tǒng)的輸出壓力大小。液壓系統(tǒng)的輸出壓力大小。 液壓系統(tǒng)輸出的流量，進(jìn)入低速大扭矩液壓馬達(dá)，使馬達(dá)輸液壓系統(tǒng)輸出的流量，進(jìn)入低速大扭矩液壓馬達(dá)，使馬達(dá)輸出一定的轉(zhuǎn)矩出一定的轉(zhuǎn)矩M和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n，改變進(jìn)入馬達(dá)的流量，即可改變其轉(zhuǎn)，改變進(jìn)入馬達(dá)的流量，即可改變其轉(zhuǎn)速；改變馬達(dá)的輸入壓力即可改變其輸出轉(zhuǎn)矩。速；改變馬達(dá)的輸入壓力即可改變其輸出轉(zhuǎn)矩。 通過馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可間接

20、測(cè)出升降距離。通過與提升裝置連接通過馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可間接測(cè)出升降距離。通過與提升裝置連接的拉力變送器可實(shí)時(shí)顯示脫模力。的拉力變送器可實(shí)時(shí)顯示脫模力。 19防爆學(xué)基本知識(shí)防爆學(xué)基本知識(shí) 所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可能存在可燃性氣體與所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可能存在可燃性氣體與空氣混合物的場(chǎng)所。據(jù)資料，煤礦井下約有空氣混合物的場(chǎng)所。據(jù)資料，煤礦井下約有23的場(chǎng)的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；石油開采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；石油開采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有6080的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；在化學(xué)工業(yè)的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，約有生產(chǎn)中，約有80以上的生產(chǎn)車間是爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。以上的生產(chǎn)車間是

21、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。 使用于這些危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備都必須采取特殊使用于這些危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備都必須采取特殊有效的預(yù)防措施來(lái)避免使其成為點(diǎn)火源。有效的預(yù)防措施來(lái)避免使其成為點(diǎn)火源。20212223我國(guó)接受的防爆型式我國(guó)接受的防爆型式序序號(hào)號(hào)電氣設(shè)備防爆電氣設(shè)備防爆形式形式代號(hào)代號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)措施技術(shù)措施1隔爆型隔爆型dGB3836.2-2000隔離存在的點(diǎn)火源隔離存在的點(diǎn)火源2增安型增安型eGB3836.3-2000設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源3本質(zhì)安全型本質(zhì)安全型ibGB3836.4-2000限制點(diǎn)火源的能量限制點(diǎn)火源的能量4正壓型正壓型pGB3836.5-1987把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)

22、隔開把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)隔開5充油型充油型oGB3836.6-1987把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)隔開把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)隔開6充砂型充砂型qGB3836.7-1987把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)隔開把危險(xiǎn)和點(diǎn)火物質(zhì)隔開7無(wú)火花型無(wú)火花型nGB3836.8-1987設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源8澆射型澆射型mGB3836.9-1990設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源9氣密型氣密型hGB3836.10-1991設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源240區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所，危險(xiǎn)環(huán)境存在的時(shí)間大于1000小時(shí)/年1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所，危險(xiǎn)環(huán)境存在的時(shí)間在10-100

23、0小時(shí)/年之間。2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也時(shí)偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所，危險(xiǎn)環(huán)境存在的時(shí)間少于10小時(shí)/年。2526不同點(diǎn)燃特性從到C表示由難到易27288.2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)1 參數(shù)參數(shù) 拉力負(fù)載拉力負(fù)載 F040000 N 工作行程工作行程 s04000 mm 低速脫模低速脫模 vd10 mm/min 慢速脫模慢速脫模 vs20 50 mm/min 高速運(yùn)動(dòng)高速運(yùn)動(dòng) vh900 mm/min2 要求要求 1) 電機(jī)和控制電器要求隔爆電機(jī)和控制電器要求隔爆 2) 能夠遠(yuǎn)距離遙控能夠遠(yuǎn)距離遙控 3) 芯模運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)芯模運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié) 4) 脫模力的調(diào)節(jié)

24、與指示脫模力的調(diào)節(jié)與指示 5) 緊急制動(dòng)、鎖緊、過載保護(hù)、報(bào)警裝置。緊急制動(dòng)、鎖緊、過載保護(hù)、報(bào)警裝置。298.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）鋼絲繩直徑計(jì)算）鋼絲繩直徑計(jì)算 脫模提升用鋼絲繩連接，采用兩級(jí)動(dòng)滑輪，每根鋼絲繩最脫模提升用鋼絲繩連接，采用兩級(jí)動(dòng)滑輪，每根鋼絲繩最大靜拉力為：大靜拉力為： Smax40000410000N,應(yīng)滿足：應(yīng)滿足： SmaxnSP 式中：式中：Smax-鋼絲繩最大靜拉力鋼絲繩最大靜拉力 （N） SP -整條鋼絲繩的破斷拉力整條鋼絲繩的破斷拉力 （N） n -鋼絲繩的安全系數(shù)鋼絲繩的安全系數(shù) 實(shí)際工況為間歇工作實(shí)際工況為間歇工作,故取工作級(jí)別故取工作級(jí)別m5,安

25、全系數(shù)安全系數(shù)n=5 即即Smaxn10000550000 N 用繩用繩619的繩纖維芯，當(dāng)鋼絲繩直徑的繩纖維芯，當(dāng)鋼絲繩直徑d=9.3mm時(shí)時(shí),鋼絲繩鋼絲繩抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 時(shí)，鋼絲繩的破斷拉力總和時(shí)，鋼絲繩的破斷拉力總和S63176 N, SPS0.856317653700Smaxn，安全。，安全。1 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算27/10200mNp302）卷筒直徑選擇）卷筒直徑選擇3）作用在卷筒上的最大轉(zhuǎn)矩）作用在卷筒上的最大轉(zhuǎn)矩如上圖所示，作用在卷筒上得最大轉(zhuǎn)矩為：如上圖所示，作用在卷筒上得最大轉(zhuǎn)矩為： TmaxFR100000.1151150 N.m.313）卷筒回轉(zhuǎn)速度）卷筒回轉(zhuǎn)速度卷筒回轉(zhuǎn)

26、卷筒回轉(zhuǎn)1rpm,鋼絲繩直線位移為：鋼絲繩直線位移為：LD1230722.2mm,在保證芯模額在保證芯模額定運(yùn)動(dòng)速度的前提下，則卷筒的回轉(zhuǎn)速度范定運(yùn)動(dòng)速度的前提下，則卷筒的回轉(zhuǎn)速度范圍為：圍為：nmin（10722.2）40.05539 r/min（因?yàn)橛袃杉?jí)動(dòng)滑輪）（因?yàn)橛袃杉?jí)動(dòng)滑輪）32由于卷筒端的速度極低，故選用由于卷筒端的速度極低，故選用“北京諧波北京諧波傳動(dòng)技術(shù)研究所傳動(dòng)技術(shù)研究所”生產(chǎn)的諧波減速機(jī)作為末生產(chǎn)的諧波減速機(jī)作為末級(jí)輸出級(jí)輸出,其型號(hào)為：其型號(hào)為： XB1臥臥1601606/6 4）減速機(jī)選擇）減速機(jī)選擇3316051500292.2580201.70162600242.

27、172690161.66580800192.244920131.72100900152.021050101.571107900141.888105091.4681351000111.662115071.274160100091.403115061.075200100081.122115050.86270100060.831115040.637XB1諧波減速機(jī)整機(jī)及組件技術(shù)參數(shù)表（二）諧波減速機(jī)整機(jī)及組件技術(shù)參數(shù)表（二）減減輸入轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)速 3000 rpm輸入轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)速 1500 rpm輸入轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)速 1000 rpm速速比比u 輸出輸出力矩力矩輸出輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速額定額定輸入輸入功率功率輸出

28、輸出力矩力矩輸出輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速額定額定輸入輸入功率功率輸出輸出力矩力矩輸出輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速額定額定輸入輸入功率功率T2 N.mn2 rpmp kWT2 N.mn2 rpmp kWT2 N.mn2 rpmp kW34 速比速比u160； 當(dāng)額定輸入轉(zhuǎn)速為當(dāng)額定輸入轉(zhuǎn)速為1000rpm時(shí)，額定輸出轉(zhuǎn)時(shí)，額定輸出轉(zhuǎn)矩：矩： Tored1150N.m； 額定輸出轉(zhuǎn)速：額定輸出轉(zhuǎn)速：nored6 rpm額定輸入功率：額定輸入功率： Nred1.075kw。 效率為：效率為：mj(Tored nored/9750)/ Nred0.6583355）低速大扭矩液壓馬達(dá)的選擇）低速大扭矩液壓馬達(dá)的選擇 選用選用“寧波

29、液壓馬達(dá)有限公司寧波液壓馬達(dá)有限公司”的的1QJM21-0.63T作為諧波減作為諧波減速機(jī)的輸入級(jí)，其參數(shù)如下：速機(jī)的輸入級(jí)，其參數(shù)如下：馬達(dá)型號(hào)：馬達(dá)型號(hào)：1QJM21-0.63T 排排 量：量： qm0.664 (l/rev)轉(zhuǎn)速范圍：轉(zhuǎn)速范圍：n2250 (rpm)額定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)矩：T=1572 (N-m) 根據(jù)選用諧波減速機(jī)的速比根據(jù)選用諧波減速機(jī)的速比u=160,則液壓馬達(dá)最低輸出轉(zhuǎn)為：則液壓馬達(dá)最低輸出轉(zhuǎn)為： nminm0.055391608.8624 (rpm)慢速輸出轉(zhuǎn)速為：慢速輸出轉(zhuǎn)速為：nsolm0.276916044.304 (rpm)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，脫開諧波減速器，由液壓

30、馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)卷筒，此高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，脫開諧波減速器，由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)卷筒，此時(shí)，在液壓泵輸出功率允許的情況下，高速運(yùn)動(dòng)速度可以很高。時(shí)，在液壓泵輸出功率允許的情況下，高速運(yùn)動(dòng)速度可以很高。工作時(shí)進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量為：工作時(shí)進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量為： Qminnminmq /v8.86240.6640.906.538 (L/min) Qsolnsolmq /v44.3040.6640.9032.686 (L/min)366）油泵型號(hào)確定）油泵型號(hào)確定 選引進(jìn)日本島津公司齒輪泵選引進(jìn)日本島津公司齒輪泵,該泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、該泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、噪聲低。其型號(hào)為噪聲低。其型號(hào)為: SP20-C9

31、A2H2R。泵的參數(shù)如下：。泵的參數(shù)如下： qp9.65 ml/r pp20.0 Mpa nminnmax(500-4000) rpm。nminpQmin /qpvm6.5381000(0.99.65)752 rpm。nsolpQsol /qpvm32.6861000(0.99.65)3763 rpm。 7）油泵輸入轉(zhuǎn)速計(jì)）油泵輸入轉(zhuǎn)速計(jì)算算8) 電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的工作頻率電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的工作頻率(n2840 rpm)當(dāng)?shù)退贂r(shí)，當(dāng)?shù)退贂r(shí)， nminp 752 rpm ；fmin50(nnminp)13.2HZ 當(dāng)慢速時(shí)，當(dāng)慢速時(shí)，nsolp3763 rpm ；fsol50(nnsolp)66

32、.3HZ379）制動(dòng)力矩）制動(dòng)力矩在停電或意外事故時(shí)，彈簧力應(yīng)使制動(dòng)環(huán)上產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩。在停電或意外事故時(shí)，彈簧力應(yīng)使制動(dòng)環(huán)上產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩。制動(dòng)力偶矩為制動(dòng)力偶矩為:TfDf；制動(dòng)環(huán)直徑；制動(dòng)環(huán)直徑D200mm，Tf1150N-m(最大載荷時(shí)最大載荷時(shí)) f=Tf /D=11500.205750N;所以，彈簧力應(yīng)為：所以，彈簧力應(yīng)為：FsPif(11.43)5750(11.430.3)1676 N,該力作為該力作為彈簧設(shè)計(jì)的依據(jù)。彈簧設(shè)計(jì)的依據(jù)。fFDFfN1N2FFL1L2N1N1 xN1yN2N2 xN2yO1O2Pi388025H8h8*1750.05506.4H9e96030

33、159.2123491011121314156781裝配前零件清洗干凈2零件在裝配前嚴(yán)禁磕碰，劃傷，銹蝕技 術(shù) 要 求575H8標(biāo) 記處 數(shù)分 區(qū)更 改 文 件 號(hào)簽名年 、 月 、 日設(shè) 計(jì)審 核工 藝標(biāo) 準(zhǔn) 化批準(zhǔn)階段 標(biāo)記重 量比 例共張第張ATM-03-04-01-00數(shù)量：1件內(nèi)蒙古液壓技術(shù)研究所馬達(dá)裝配1:1程海鷹2003.3.28245(352)序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料重量單件總計(jì)備注18591傳感器1外購(gòu)2ATM-03-04-01-04編碼器支架1Q2353ATM-03-04-01-02同步帶輪1454ATM-03-04-01-03 馬達(dá)用同步帶輪擋圈1Q2355ATM-03-04

34、-01-01液壓馬達(dá)支架1Q2356GB95-85平墊圈C級(jí)4107GB93-87標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈4108GB70-85內(nèi)六角圓柱頭螺釘 4M103091QJM002-0.2Z液壓馬達(dá)1外購(gòu)10 GB818-85H型十字槽盤頭螺釘3M3611 GB93-87標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈3312 GB91-86開口銷1213 GB93-87標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈365Mn414 GB95-85平墊圈3415 GB67-85開槽盤頭螺釘3M414391 1 02 605 0M244 4-6g 360 4 50 360 445 360AAAA5 0 290 50 4161 3 0 01 9 4 0 448 5207 01

35、61 6 490 490CCC CBBBB4012345678910標(biāo) 記處 數(shù)分 區(qū)更 改 文 件 號(hào)簽名年 、 月 、 日設(shè) 計(jì)審 核工 藝標(biāo) 準(zhǔn) 化批準(zhǔn)階段 標(biāo)記重 量比 例共張第張ATM-03-04-02-00數(shù)量：1件內(nèi)蒙古液壓技術(shù)研究所二級(jí)傳動(dòng)裝配1:2.5程海鷹2003.4.1017033123.55045k620H7k640H7f645H8171819202122231裝配前將零件清洗干凈2零件在裝配過程中嚴(yán)禁磕碰，劃傷，銹蝕技 術(shù) 要 求24181750.05166180585K715532611131214151618H729028533序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料重量單件總計(jì)備注1ATM-03-04-02-04擋塊1 Q2352ATM-03-04-02-03同步帶輪擋圈1 Q2353ATM-03-04-01-02減速器用同步帶輪 1 454XB1臥-120-150-I6/6減速器1外購(gòu)5ATM-03-04-02-01減速器支架1 Q235焊件6ATM-03-04-03-01左聯(lián)軸器1 457ATM-03-04-03-03聯(lián)軸器擋板2 Q2358ATM-03-04-03-04聯(lián)軸器銷軸8