1、中空玻璃机自动涂胶机的机械结构设计摘 要：如今，能源的匮乏越来越成为制约全球经济发展的一个重要瓶颈。在全球范围内，各行各业积极探索解决能源问题的有效出路，节能也因此成为社会关注的焦点。在我国建筑行业中，中空玻璃凭借着其优良的节能性能得到了广泛的运用，中空玻璃的使用率也逐渐成为建筑评定中的一项重要指标。中空玻璃的品质很大程度上取决于中空玻璃涂胶后的密封性能，因此对中空玻璃涂胶机的研制具有重要的现实意义。本课题基于目前中小企业中空玻璃涂胶生产现状，设计研制了一种适合小微企业的自动中空玻璃涂胶机，它不同于大型立式中空玻璃涂胶机，占用面积小，采用电机轴数少，造价低廉，从而降低生产成本提高生产效率。关键
2、词：中空玻璃；涂胶机；机械机构VMechanical Structure Design of Automatic Insulating Glass Sealing MachineAbstract：Nowadays, the lack of energy has increasingly become a major bottleneck that restricts the development of the global economy. Globally, all walks of life have actively explored effective solutions to th
3、e energy problem and energy conservation ,therefore it has become the focus of attention in the community. In Chinas construction industry, insulating glass with the virtue of its excellent energy-saving performance has been widely used, insulating glass has gradually become an important indicator o
4、f building evaluation. The quality of insulating glass largely depends on the sealing performance of insulating glass sealing, so the development of insulating glass sealing machine has an important meaning.This text based on the current status of the production of insulating glass for small busines
5、ses, designed and developed a suitable for small and micro enterprises automatic insulating glass sealing machine, which is different from the large vertical insulating glass sealing machine, small footprint, fewer number of motor shaft , cheaper, thus reducing production costs and improve productio
6、n efficiency.Keywords：Insulating glass;Sealing machine;Mechanical Structure目录中文摘要外文摘要1 绪论11.1 引言11.2 中空玻璃简介11.2.1 中空玻璃的结构11.2.2 中空的特点与性能21.2.3 中空玻璃的工艺流程21.3 中空玻璃涂胶机概要41.3.1 中空玻璃涂胶机的发展概要41.3.2 国内外中空玻璃涂胶机对比51.4 设计目标52 涂胶机的机械结构设计62.1 涂胶机的设计要求与设计参数62.2 框架结构62.2 中空玻璃90度旋转机构72.3 XY轴简易滑台82.4胶头运动装置92.5 自适应深
7、度测量装置102.6 涂胶装置112.7 中空玻璃定位装置122.8 涂胶机的结构总体设计133 涂胶机主要零件的设计与分析143.1 安装板螺栓组的设计与校核143.1.1 安装板螺栓的设计143.1.2 安装板螺栓组的校核163.2 ANSYS辅助分析163.2.1 ANSYS简介163.2.2 连接块的受力分析173.2.3 涂胶安装板的受力分析193.2.4 电机安装板的受力分析214 涂胶机控制盒穿线底座的工艺设计244.1 零件的分析244.2 毛坯的选择254.3 工艺规程设计254.3.1 定位基准的选择254.3.2 制定工艺路线264.3.3 切削用量的确定265 结论28
8、致谢29参考文献30附录131附录232附录333附录4341 绪论1.1 引言如今，能源的匮乏越来越成为制约全球经济发展的一个重要瓶颈。在全球范围内，各行各业积极探索解决能源问题的有效出路，节能也因此成为社会关注的焦点。在建筑行业中, 建筑在日常的光照的情况下会产生大量的能耗，而这类能耗主要是由门窗引起的，其产生的能量的消耗大约占到了建筑总的能量消耗的60 % 。门窗主要是由玻璃构成，大约占到了总面积的75%, 总的热量的传递和太阳的照射面积巨大。建筑节能玻璃的运用越来越广泛，其中中空玻璃在那些节能玻璃中优势较为明显，且保温性能优势最突出。然而，在当前房屋建造和使用中, 中空玻璃的被使用到的
9、几率仍旧不是很高, 新建的建筑物中空玻璃被用的概率依旧不足15% , 既有建筑的中空玻璃使用率也不足5%，另外民众对于中空玻璃的认识还尚待普及。究其原因，是我国的中空玻璃各项性能达不到国际标准水平，产品能力一直还处于较低端领域，生产设备还不够完善，生产效率过低，未完全实现自动化生产，各方面技术还有待提升。中空玻璃的生产设备较多，这些生产设备大致可以分为两部分，第一部分是流水线部分其包括中空玻璃切割机、中空玻璃清洗机、中空玻璃干燥机、中空玻璃自动压合机；第二部分则是其附属配件的生产设备，包括中空玻璃切割机、中空玻璃涂胶机、中空玻璃铝条自动折弯机、干燥剂灌装机。由于各种因素的限制，目前国内大部分企
10、业还未实现完全的自动化生产线，各个设备还是由各个厂家各自生产，未实现统一安装，主要是因为中空玻璃的给类自动化设备还不够成熟，以及其控制系统还不够完善。另外，国内的中小企业大多数还存在着手工生产，主要是在铝条折弯、分子筛灌装、涂胶这些生产工艺中。中空玻璃自动涂胶机是中空玻璃自动化生产中扮演着极其重要的角色，用于完成中空玻璃的二次密封，二次密封也是中空玻璃整个工艺流程中最总要的一步，对中空玻璃的密封性能有着直接的影响。本文设计了一种适合中小企业使用的中空玻璃自动涂胶机，主要满足了占地面积小、操作简单和成本低等设计要求。为了满足占地面积的要求，本文设计了一种卧式中空玻璃涂胶机，相对于常用的立式涂胶机
11、大范围缩小了占地面积，节省了制造成本。本文设计的中空玻璃自动涂胶机除在玻璃的上下料时需要人工完成，其余步骤均有涂胶机自动完成加工。另外该涂胶机能够根据测量装置实时测量涂胶槽的深度，并据此挤出相应的胶水量，具有较高的测量精度和适应性，能够满足双组份中空玻璃自动涂胶机的要求，并且具有良好的涂胶性能。总的来说，本文设计的中空玻璃自动涂胶机对于降低中空玻璃的制造所消耗的成本、缓解劳动力压力、提高生产效率、节约资源、提升中空玻璃密封性能等方面具有极其重要的意义。1.2 中空玻璃简介1.2.1 中空玻璃的结构中空玻璃于1865年在美国被发明，如结构图所示，一般的中空玻璃都是由两块单层玻璃组成的，也有是一些
12、特殊的中空玻璃由三片甚至三片以上的玻璃组成，他们使通过粘有良好气密性的胶水的铝隔条粘合在一起，形成一个密闭的空腔。铝隔条内充入高分子干燥剂（分子筛），使两块玻璃之间形成一个气密干燥的空间，从而保证其在环境条件变化后，不会在玻璃层间产生水的凝结。在两块玻璃合铝隔条之间的凹槽，涂入高性能的密封胶，达到良好的密封性能。其材料涵盖了：玻璃、铝隔条、铝隔条连接件、分子筛、丁基胶和硅酮胶。其中丁基胶是用来进行第一道密封，即将两块玻璃粘结在铝隔条上。而硅酮胶则是用来进行第二道密封的，保证空气隔层与外界彻底隔离。其中玻璃主要有镀膜玻璃、有色玻璃、浮法玻璃和安全玻璃等。中空玻璃的空气隔层内也会充入氩气、氪气和六
13、氟化硫等。图1-1 中空玻璃结构图最常见的中双层的中空玻璃：，其中5吉是指单层玻璃的厚度，8是指空气隔层的厚度为8mm，A就是因为单词Air的首字母。1.2.2 中空的特点与性能中空玻璃凭借着其良好的节能特性被广泛地运用于建筑行业中。中空玻璃能够极大地减少能源的流失，特别是在冬季，中空玻璃能够提高整个建筑结构的保温性能，减少热量的流失，从而可以避免使用某些取暖设备，节约了大量能源。中空玻璃也有较好的隔音效果，在实际生产中，我们常采用不同厚度的玻璃配合夹胶和间隔条使用，这样可以足足降低第50分贝左右的噪音，从而在一定程度上减少了外界对室内活动的干扰，同时也能够方式室内的声音干扰到外界，特别适合运
14、用在一些公共场所，以及噪音较大的生产车间。经过了玻璃行业长期发展的经验总结，以及实践表明中空玻璃具有这几大优点：优越的节能效果、良好的隔音效果、较高的透光性能、玻璃不易自爆、较好的抗风压性能和除霜除雾，以及通过丰富色彩的玻璃和形态各异的间隔条的搭配形成一定具有艺术效果的中空玻璃。另外，随着生产技术的不断成熟，也逐渐出现了更高性能的中空玻璃。这类高性能的中空玻璃常常采用LOW-E的玻璃原片，该玻璃具有低辐射的效果。另外，实验表明可以通过改变间隔条的方法来提高中空玻璃的来提高节能效果。1.2.3 中空玻璃的工艺流程图1-2 中空玻璃生产的过程图中空玻璃的生产工艺经历了很多变化，最初是采用了焊接法，
15、后来出现了熔接法，但这两种方法都不适合大规模生产。随着技术与材料的进步，出现了胶接法，该方法也一直沿用至今。中空玻璃生产是一个系统工程，它由玻璃切割机、铝隔条折弯机、分子筛灌装机机、铝隔条涂胶机、铝隔条切割机、自动清洗机、合片机、磨边机、自动涂胶机等多台设备共同组成中空玻璃生产线。中空玻璃有两片玻璃片组成中间由铝隔条隔开，铝隔条中间灌有分子筛，他可以在不同的加工设备上加工，所以中空玻璃的加工过程主要包括两个部分，其中一部分是对铝隔条加工，首先根据预定好的尺寸对铝隔条进行折弯，然后将分子筛灌入铝隔条，最后将铝隔条上涂上丁基胶；第二部分是对玻璃原片进行加工，根据预定的尺寸对玻璃原片进行切割、磨边，然后将加工好的玻璃送入生产线，进行玻璃清洗，然后烘干。接下来是将这两部分合起来，按照玻璃、铝隔条、玻璃的顺序进行合片，然后在两层玻璃之间和铝隔条形成的凹槽进行最后的涂胶密封，这一步也是关系到中空玻璃成品质量的最关键的一步，其工艺流程如图1-2所示。如今国内外研究已经涵盖了中空玻璃生产的各个工艺流程中去。1.3 中空玻璃涂胶机概要1.3.1 中空玻璃涂胶机的发展概要中空玻璃的二次涂胶最早是由人工直接完成涂胶的，这样的涂胶方式存在着大量的缺点。首先需要大量的劳动力，劳动力成本较高。另外胶水的制备也是由人工完成的，工人难以精准控制两个组份胶水的比例，这一定
