摘 要

随着材料科学技术的发展，出现越来越多的新型材料并应用于社会各个场合，玻璃钢正是其中非常热门的材料之一。玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的俗称，玻璃钢在建材行业应用非常广泛。由纤维缠绕成型的复合管是优良的管道，具有可靠的介电性能，其抗腐蚀特性和耐热 特性都非常优良，在汽车领域，航天领域等都有广泛的应用。它的设计和生产时机械行业非常重要的一个内容。

本课题通过学习了解玻璃钢管的相关知识，分析玻璃钢管在生产国模过程中的特点，提出玻璃钢管的设计方案。预设计一个机构能够完成玻璃钢管机械脱模过程，避免传统人工脱模的困难并减少人力的使用。初步拟定有两种方案：固定芯模抽出管体和固定管体抽出芯模。通过CAXA二维建模，分析脱模机的运动方案，设计出脱模机的结构。当设计完成还对机构进行强度校核，避免设计 中存在疏漏而导致机械运行出现问题。

本次设计的复合管脱模机主要由机架，脱模小车，支撑架，托辊，液压缸，链条传动系统等几部分组成。机架是这个脱模设备的基础，液压传动系统负责将芯模顶松，提供脱模过程中的脱模力，而小车在链条的拉动下将芯模从复合管中拉出，拉出后的芯模落在辊子上，放置芯模滚动造成损坏。辊子上还包一层海绵，以免芯模表面受到损伤。整个设计是通过CAXA完成的，对整个机械 结构进行完整的绘制，并通过图分析了脱模机的传动形式。

关键词：玻璃钢，脱模机，传动

abstract

With the development of materials science and technology, more and more new materials have appeared and applied to various occasions in society. Glass fiber reinforced plastics is one of the most popular materials. Glass fiber reinforced plastic is commonly used in glass fiber reinforced plastics. FRP is widely used in building materials industry. Fiber winding composite pipes are excellent pipes with reliable dielectric properties. They are excellent in corrosion resistance and heat resistance. They are widely used in the automotive field and aerospace field. Its design and production is a very important part of the machinery industry.

This subject is to study the relevant knowledge of glass fiber reinforced plastic pipe, and analyze the characteristics of FRP pipe in the process of producing country mould, and propose the design scheme of glass fiber reinforced plastic pipe. The design of a mechanism can complete the mechanical ejection process of glass steel tubes, avoid the difficulties of traditional manual demoulding and reduce the use of manpower. There are two plans: fixed mandrel, drawn tube and fixed tube, core die. The two dimensional CAXA modeling, motion analysis scheme of demolding machine, unwinding molding machine structure design. When the design is completed, the strength check of the mechanism is also carried out to avoid the omission of the design and cause problems in the mechanical operation.

The design of the composite pipe stripper machine mainly by the rack, release car, support frame, roller, hydraulic cylinder, chain transmission system and so on. The frame is the basis of this release device, hydraulic transmission system is responsible for the core dingsong, providing the release force stripping process, while the car in the chain under the pull of the core mold is pulled out from the composite pipe, the mandrel pulled out of the fall on the roller, rolling mandrel placed damage. A sponge is also placed on the roller to prevent damage to the core surface. The whole design is finished by CAXA, and the whole mechanical structuris

finished, and the drive mode of the stripper is analyzed.

目 录

第一章 绪论 1

1.1玻璃钢简介及国内外发展现状 1

1.2选题的目的及意义 2

1.3本次设计研究任务及预选方案 2

1.4脱模机的工作原理及其结构 3

1.5脱模机的设计原则 3

第二章 标准件的选型及非标准件的结构设计 5

2.2. 轨道的设计选择 5

2.2.1导轨的概述 5

2. 2.2导轨的设计要求 5

2.2.3本次设计导轨的选择 5

2.3液压缸的选型 6

2.3.1本次液压缸设计概述 6

2.3.2液压缸主要尺寸的计算 6

2.4电机减速器的选型 7

2.4.1电机减速器概述 7

2.4.2电机的选型 7

2.4.3减速器的选择设计 8

2.5链条链轮的设计计算 8

2.5.1链条的概述 8

2.5.2短节距精密滚子链传动的设计计算 8

2.5.3链轮尺寸的设计计算 10

2.6复合管脱模机小车的结构设计 11

2.6.1小车概述 11

2.6.2小车结构 11

2.6.3 小车设计注意事项 12

2.7轴与轴承的设计 12

2.7.1概述 12

2.7.2轴尺寸的设计 13

2.7.3滚动轴承的选择 14

2.8机架的设计 14

2.9脱模环的设计 14

第三章 部分零件的强度校核 15

3.1链条强度校核 15

3.2键的设计及强度校核 16

3.3滚动轴承的失效形式及轴承的寿命计算 16

第四章 总结与展望 18

3.1总结 18

3.2展望 18

第一章 绪论

1.1玻璃钢简介及国内外发展现状

玻璃钢又被称为玻璃纤维增强塑料，根据采用的纤维不同分为 玻璃纤维增强 塑料，碳纤维增强塑料。它是以 玻璃纤维及其制品作为增强塑料，以 合成树脂作为基体的一种复合材料。玻璃纤维的强度高但是不能承受弯曲力，只能承受拉力，玻璃硬度高但是易碎，具有良好的 透明性和耐高温，耐腐蚀的特性，把玻璃纤维和合成树脂粘合在一起就形成了玻璃纤维增强塑料，俗称为玻璃钢。

玻璃钢管道制品具有 高强度，整体性能好，以实现高效的工业户 生产，并且生产成本相对较低 ，所以被 广泛的应用于炼油管道，输水 管道，天然气管道等方面。玻璃钢在 实际生活中的应用也是非常广泛， 可以制作玻璃钢瓦，又称为透明瓦，具有质量稳定，经久耐用等 特点，深受广大用户喜爱。玻璃钢材料因其特有的性能 优势，在各个行业中广泛应用。玻璃钢 制品业不同于传统材料 制品，它在使用寿命，性能等方面要 优于传统材料制品。玻璃钢深受消费者青睐，占有广阔的市场，发展前景广阔。

我国玻璃钢管道行业的发展经历了手工制作到自动化生产的反战过程，行业由小 发展到规模 逐渐壮大。我国玻璃钢管最开始以手工制作小口径管道，再然后采用三辊式卷管机通过加热制作小口径玻璃钢管，1987年至1994年是玩过玻璃钢管行业高速 发展的时期，从国外大量引进玻璃刚缠绕设备。目前已制定了大量关于 玻璃钢管的行业标准，玻璃钢管在标准化 建设取得了重要成就。在玻璃钢管大量使用的同时，我国管道缠绕设备的研制也取得了非常大的进步，进一步提高了玻璃钢市场的竞争力和 销量，而且随着设备的改进，玻璃钢生产成本也不断降低，生产技术也不断完善和成熟。

我国玻璃钢工业在改革开放以前发展比较缓慢，生产产量也比较低下，主要是一些手糊的和模压的军工产品，而玻璃纤维只有3万吨左右。改革开放以后玻璃钢行业发展迅速，特别是近十年更是体现前所未有的活力， 无论是生产装备还是工艺技术都取得了突破性的进展。然而相比较国外的 玻璃钢生产技术还是有一定的差距， 北美生产的 玻璃钢占总量的33%，而欧洲生产的 占27.6%，亚太地区占28.6%，然而 在 亚太地区，日本是最大的玻璃钢生产国。我国 的玻璃钢 生产工艺技术还要进一步的 发展才能更好的在世界上占据市场份额。

玻璃钢市场前景广阔，玻璃钢行业中还是存在不少问题需要解决， 生产设备的改进，生产技术的创新，管理制度上的完善，都是玻璃钢行业需要不断努力的地方，我们还是处于成长阶段，要不断朝着更加优秀的方向 努力。

1.2选题的目的及意义

玻璃钢管是一种轻质、高强、耐腐蚀的非金属管道。它是具有树脂基体重的玻璃纤维按工艺要求逐层缠绕在旋转的芯模上，并在纤维之间远距离均匀地铺上石英砂作为夹砂层。玻璃钢管以其优异的耐化学腐蚀、轻质高强，不结垢，抗震性强，与普通钢管比较使用寿命长，综合造价低，安装快捷，安全可靠等优点，被广大用户所接受，发展前景巨大。近年来，我国引进个国外先进的 复合材料缠绕玻璃钢管道生产技术，随着技术的 改进，市场上的玻璃钢产品将会越来越多，本次设计就是针对玻璃钢管的生产作出改进。

  复合管的生产流程是，准备模具、穿纱、胶液配制、缠绕、固化、脱膜、阳螺纹制作、水压检验、安装螺纹套、喷印、包装，最后成品。为提高玻璃钢产量以及质量，研究玻璃钢生产过程中的脱模机构非常有必要。传统脱模方法是人工敲打使模具与复合管脱离，这种方法这种方式受模具重量的限制，而且容易对玻璃钢管和模具造成损伤。我国玻璃钢管道工业发展比较缓慢，

  本次课题研究主要是为了提供一种合理的玻璃钢生产脱模机构，脱模机构采用机械方式，以链条传动为主，液压辅助。使玻璃钢脱模更加快捷而且不会影响产品质量，克服以往人工脱模产生的缺陷，节约生产成本，提高生产效益。

1.3本次设计研究任务及预选方案

在缠绕产品生产 过程中，必须使产品和芯模分离， 这种 使产品与 芯模脱离的机构称之为脱模机构。本次设计是为了提供一种合理的玻璃钢生产脱模机构，脱模机构采用机械方式，以链条传动为主，液压辅助。本次研究主要内容有：通过查找文献了解国内外相关课题研究状况，明确课题目的意义。了解脱模机构工作原理并进行结构分析，选择适合本次设计的机构，参考机械设计手册等资料选择合适零件并受力分析，对机构尺寸进行调节，画出机构图。设计具体内容包括了液压缸的选型；轨道长度的设计，轨道的选型，尺寸的选择；链条尺寸的计算，链轮尺寸的 计算；小车结构的设计；机架结构的设计，轴尺寸的设计；轴承的选择及校核；电机减速器的选择；机械图纸的绘制等。

脱模机设计的预选方案：本次复合管脱模机设计预选方案有两种，一种是将复合管 固定，然后将芯模抽出，另一种是固定芯模，将复合管抽出。本次设计 准备采用方案一，即固定复合管抽芯的方案，即首先右端的液压 缸顶动 芯模，使芯模与复合管之间松动，便于 脱离，然后左端通过小车将芯模抽出。

1.4脱模机的工作原理及其结构

脱模机工作时，首先将复合管放置在机架上右边的托架上并固定住，然后放置在机架右端的液压缸用顶杆将芯模顶出100mm左右，将芯模左端与小车用销钉铰接好，再通过左端电机通过链条带动小车在轨道上直线运动，小车与芯模之间通脱柱销链接在一起，由小车拉动芯模运动，直到芯模与管体分离，即完成脱模运动，拉出的芯模会在机架左端的托辊上面，避免芯模受到损伤。

复合管脱模机主要包括机架，液压缸，托架，脱模环，圆柱导轨，小车，电机减速器等部分组成。其中液压缸放置在机架右端，脱模环安装在机架中间挡板上面，机架左边上面安装轨道，小车在轨道上运动，机架左边放置电机减速器， 由电机通过链条拉动小车运动。机架底部焊接钢板可以将机架固定在地面上。