高分子加工材料机械设计

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高分子加工材料机械设计
课程性质：选修课
3 |) G5 A/ H; N! ~开设学期及学时分配：第七学期，1~16周，每周4学时
, |! F# j# b2 K2 _2 m% H4 C& ~- H; w/ q适用专业层次：机械设计及自动化本科
1 l7 m5 {- w. |) _先行、后继课程情况：先行课程：机械设计理论、电力拖动、高分子材料加工基础、高分子材料流变学
2 I8 [( K& y& F6 B6 [! O" `6 e                                   后继课程：高分子材料机械实验、生产实习、毕业设计
$ j4 u! j! w6 m) I4 ~: H; v推荐参考书：《塑料机械设计》、《橡胶工业手册》

0 P6 _: ]! e1 m8 |  f一、  课程目的与要求
本课程属高分子材料加工机械专业主要专业课程之一，其目的是通过对该课程的学习，使学生基本了解高分子材料机械与设备的总体概况与其在橡、塑材料加工过程中所发挥的重要作用，并使学生初步掌握高分子材料机械典型零部件的基本设计要领，为后续的高分子材料机械试实验课及生产实习与毕业设计的顺利进行与完成打下基础。另外，重要的一点：通过对该课程的学习，可使学生加强、加深对先修基础课程中基本理论与基本知识的理解、掌握与运用，进一步提高其分析问题、解决问题的能力。
/ R: N; z8 p2 T% _; S+ S学习本课程要求学生主要：
  y5 E5 X. }( p! i0 O  q, j6 R（1）       掌握高分子材料机械的基本结构、工作原理、发展前景；
4 z, Z* Q' Y3 I6 @（2）       初步掌握高分子材料机械主要零部件设计的基本内容、步骤、方法；
（3）       提高应用基本理论与基本知识分析问题、解决问题的能力；
, q" ]3 R1 ~# u- ^% {* Y% `（4）       理论联系实际，强化工程意识；
# h- G2 k" v% }' J（5）       初步树立正确的设计思想。
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& h  r4 l- ~$ u3 v二、   橡胶机械课程内容及学时分配
0 E0 V) [, l6 ?' }: X* ~) e1、 绪论 （2学时）
; S, f8 h% r. M  E# w了解本课程所研究的对象、内容、特点；了解橡胶机械在橡、塑工业中的地位、作用、任务及其发展。
: t& v2 k+ O$ f; e' y2 W* Z9 j/ a2、 开放式炼胶（塑）机 （10学时）
了解该机的基本结构、用途与分类。掌握开炼机的工作原理、型号规格表示方法。掌握开炼机主要设计参数（辊筒工作直径与长度、辊距、辊筒工作速度与速比、横压力、传动功率、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。掌握开炼机主电机选型及多种传动形式。掌握该机主要典型零部件（辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、安全设施等）的主要技术性能、材料选择、结构类型、主要构型尺寸计算、受力分析与强刚度校核等主要设计内容的设计计算及确认。
5 ]) ?( [+ h) H3 m! c3、 密闭式捏炼机 （14学时）
了解该机的基本结构、用途、发展与分类。掌握密炼机的工作原理、型号规格表示方法。掌握密炼机主要设计参数（总容量、工作容量、填充系数、转子转速与速比、间隙、上顶栓压力、传动功率、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。了解密炼机的主电机选型及多种传动形式。掌握该机主要典型零部件（转子、混炼室、加压料机构、卸料装置、密封装置等）的主要技术性能、材料选择、结构及冷却类型、主要构型尺寸计算、受力分析与强刚度校核等主要设计内容的设计计算及确认。了解其他类型密炼机的基本情况。、
  n) a: l+ ?0 F6 M1 Y4、 压延机 （14学时）
了解压延机的基本结构、用途与分类与发展。掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。掌握压延机主要设计参数（辊筒数目、辊筒工作直径与长度、辊筒工作速度与速比、横压力、传动功率与功率分配、生产能力）的分析、计算及确认的各种方法。掌握压延机主电机选型及多种传动形式。掌握该机主要典型零部件辊筒的主要技术性能、材料选择、结构及冷却类型、主要构型尺寸计算、受力分析与辊筒挠度等主要设计内容的设计计算及确认。掌握辊筒挠度补偿方法（中高度、轴交叉、反弯曲）的工作原理、设计计算及相应设施。掌握予负荷设施的工作原理。了解压延联动生产线。
5、 轮胎成型机 （12学时）
了解轮胎结构、分类、成型方法、规格表示方法。了解该机的基本结构、用途、分类与发展。掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。掌握成型机主要设计参数（影响胎体贴合强度主要因素、主轴及成型鼓转数、主轴功率）的分析及计算。掌握该机主电机选型及多种传动形式。掌握该机主要典型零部件（机箱、成型鼓、成型棒装置、1号正包装置、机械包边器、下压合装置、后压合装置等）的主要技术性能、结构类型、工作原理、主要构型尺寸计算、受力分析与辊筒挠度等主要设计内容的设计计算及确认。掌握子午线轮胎成型方法及相应子午成型机结构、工作原理。
6、 轮胎定型硫化机 （12学时）
6 x5 s& p0 A8 |, K; N% r' e. M' m' h了解该机的基本结构、用途、分类与发展。掌握该机的工作原理、型号规格表示方法。掌握硫化机主要参数（分离力、合模力、总压力、电机功率）的分析及计算。掌握该机主电机选型及多种传动形式的组成、运动轨迹。掌握该机主要典型零部件（蒸汽室、中心机构、升降机构、后冲气装置等）的主要技术性能、结构类型、工作原理、主要构型尺寸计算、受力分析等主要设计内容的设计计算及确认。了解两类硫化机的基本差异。


四、塑料机械部分课程内容及学时分配
, Z5 K  G7 Y! N' s' }, x: g; I# e  ~（一）理论教学（30学时）
) w; T7 Z) O+ ?; b$ S: Z5 b( D% e1、绪论
. r1 B2 D+ x1 B4 o了解本课程的研究对象、内容，了解本课程的地位、作用和任务。
# c9 g2 N" o/ m/ C2、塑料挤出成型设备概论
2 z  [9 K; J9 h, v3 P1 Z  t    了解塑料挤出成型设备的特点及组成；了解挤出机的分类及主要技术参数；了解挤出机螺杆的分段及其基本参数。
# `" ?% t) b. G3 M+ L1 \0 C& u# b3、固体输送理论
   了解固体输送理论的基本假设条件；一般了解固体输送理论基本方程的基本推导过程；了解固体输送理论的基本方程；了解关于固体输送理论的主要结论及固体输送理论在实践中的应用。
4、熔融理论
   了解熔融理论的基本假设及熔融模型的建立；一般了解熔融理论基本方程的推导过程；了解熔融理论的基本方程及主要结论及熔融理论在实践中的应用。
5、熔体输送理论
   了解熔体输送理论的基本假设；一般了解生产率基本方程的推导过程及基本方程；了解影响挤出及生产能力的主要因素。
* \& U" e5 y8 i: }( |! q. q6、挤压系统的设计
   掌握普通螺杆的基本设计方法及材质的选择和制造方法；了解几种新型螺杆的结构、工作原理和性能（分离型、屏障型、分流型）；了解机筒的几种结构形式及材质选择和制造方法；了解机筒、螺杆的安装要求。
0 j: x  v. y. f4 \  @7、挤出机传动系统的设计
( o1 @9 b9 @) }& ?! m% @' n   了解挤出机的工作特性；掌握确定传动功率、转速范围、调速方式、减速方式、安全保护装置的方法。
8、排气挤出机
% u; r9 L; d: n) E0 [0 e   一般了解排气挤出机的工作原理及排气螺杆的分类；一般了解流量平衡和冒料及波动的关系；一般了解如何做到压力平衡；一般了解排气螺杆的一个重要参数----泵比。
3 C& R: X) w" S  y! y) [% J0 c9、双螺杆挤出机
   一般了解双螺杆挤出机的基本结构及分类；一般了解异向向外旋转双螺杆挤出机的工作机理及工作特点；一般了解同向旋转双螺杆挤出机的工作机理及工作特点。
10、挤出机的发展
9 u' M0 t* P' p& ^+ H5 r了解目前挤出机的发展方向和发展趋势
, s; C; \  x1 C" l: p, K" [/ c11、塑料注射成型机概论
- I6 @4 d4 U0 w% U$ b# C) ~/ m, |了解注射成型机的基本组成及分类；了解注射成型机的工作原理
12、注射成型机的基本参数
了解注射量、注射压力、注射速率、注射功率、塑化能力及回复率等几个注射部分主要参数的含义
+ q$ o5 {) s- D# t: r+ P6 k了解合模力、合模装置的基本尺寸等几个合模部分主要参数的含义；了解移模速度、机器循环次数等几个技术指标的含义。
0 ~0 b! H- s5 }13、注射装置
8 f5 d" e6 ~5 d# d" Y* j了解注射装置的分类及其工作原理；了解注射螺杆与挤出螺杆的区别；一般了解注射螺杆的几种传动形式
, C: m& H% k7 v14、合模装置
了解合模装置的两种主要形式----液压式、肘杆式；了解液压式合模装置的主要形式及主要特点；了解肘杆式合模装置的主要形式及主要特点；了解设计选用时应注意的几个问题。
15、注射成型机的驱动与安全装置
" |$ |& p; G* M6 y了解注射成型机驱动形式的分类；了解注射成型机几种安全与保护装置。
) p0 {% f2 i) Q8 ^3 T4 q5 T16、注射成型机的发展
一般了解注射成型机的发展趋势和发展方向；一般了解几种新型的注射成型机；一般了解几种新型的注射工艺和设备。
2 f: L6 Q& f/ i （二）课外作业
% j( T& d* S; g; ]6 V9 b& f讲述完挤出成型机和注射成型机后，都应布置适当数量的课外习题。习题主要是思考题。习题要紧扣各部分基本内容及要求，使学生对所学主要内容有一个思考及复习的过程。
（三）实践教学（2学时）
+ x' {' E( _- F- s0 [为了帮助学生加深对理论课的理解，使学生对所学设备有一个感性的认识，在讲述塑料挤出机和塑料注射机时，应安排学生到相应的工厂或实验室参观，教师结合课本内容对看到的设备做现场讲解。            
3 {1 X  h# z8 p9 ^一、几点说明
1、课程的教学，应注意结合实际，因此在内容选取、课外作业等方面要注意针对性。
2、本课程的教学要注重基本技能的培养，着重培养学生以后在实践中解决问题、处理问题的能力。
3、在讲述塑料挤出机、塑料注射机的同时，适当讲述一些橡胶挤出机、橡胶注射机的内容。
: l  {. a$ i2 N4．有条件的时候，多给学生讲述一些当前国际国内同专业比较先进的技术和设备。
, ^( X# H; X6 c6 \; U  K& U5．本课程的实验内容由另设的专业实验课完成；
6．本课程的实习内容由另设的生产实习课完成；
7．本课程所授内容与“塑料机械设计”课程密切相关并相辅相成，两门课程加之“橡塑成型模具”共组为高分子材料加工机械设计体系。

hongliu

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