電池柜冷凍箱DC Tall之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要 本文以 電池柜冷藏箱 為例， 電池柜冷藏箱（ DC tall）的主要結(jié)構(gòu)采用的是鈑金材料，本 產(chǎn)品的 主要 研究 目的：將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。 裝電池后產(chǎn)品重量達(dá) 1.42t， 保持電池柜內(nèi)部溫度 25 C 1 C ，并保持內(nèi)部溫度的均勻性 。 本課題研究 主要目的：將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。 而 研究意義 在于 ：節(jié)能減排、綠色成本、節(jié)約成本。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 主要包括 ：總體部分的 設(shè)計(jì)計(jì)算，材料選擇，結(jié)構(gòu)要求，以及考慮到摩擦磨損等方面 ，完成 一整套電池柜冷藏箱（ DC tall）箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)和繪制、電池柜裝配工藝流程編制以及結(jié)構(gòu)上的受力分析和強(qiáng)度校核 。 本文將以零件的設(shè)計(jì)成型為核心，然后再加以 裝配。整個(gè)過程結(jié)束， 必須有 正確的設(shè)計(jì)思想，并敢于創(chuàng)新探索；掌握零件的設(shè)計(jì)原理，方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一 般規(guī)律，進(jìn)而綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)了研究改進(jìn)或開發(fā)新的基礎(chǔ)零件及設(shè)計(jì)簡單的機(jī)械的能力；并學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊(cè)，圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。 關(guān)鍵詞： 電池柜冷藏箱 ； DC Tall； 節(jié)能減排 ；箱體結(jié)構(gòu) ABSTRACT Battery cabinet freezers, for example, The battery cabinet freezers (DC tall) structure is used in sheet metal material, the main purpose of the product: the battery to maintain a certain temperature, extend the service life of the battery. Product weight 1.42T install the battery, to maintain the internal temperature of the battery cabinet 25 C 1 C , and to keep the internal temperature uniformity. The main purpose of the research: the battery to maintain a certain temperature, extend the service life of the battery. Meaning is: energy saving, environmental costs, and cost savings. The design of the main aspects of the overall parts: design calculations, material selection, structural requirements, as well as taking into account the friction wear. Design and drawing of a set of battery cabinet freezers (DC tall) box structure design drawings, the battery cabinet assembly process on the preparation and structural stress analysis and strength check. This will be part of the design forming the core, then add to the assembly. The process is complete, you must have the correct design ideas and innovation to explore； master the parts of the design principles, methods and mechanical design of the general rules, and then apply the knowledge and develop research to improve or develop a new foundation for parts and design simple mechanical ability； and the ability to learn the use of standards, specifications,manuals, Atlas, and access to the relevant technical information. Keywords: Battery cabinet freezers； DC Tall； Energy conservation； Box structure V 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT . II 1 緒論 . 1 1.1 課題來源 . 1 1.2 選題的目的和意義 . 1 1.2.1 選題的目的 . 1 1.2.2 研究的意義 . 1 1.2.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析及展望 . 1 1.3 國內(nèi)外制冷壓縮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 2 1.3.1 概論 . 2 1.3.2 制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)和分類 . 2 1.3.3 國內(nèi)外制冷壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r . 3 1.4 主要研究內(nèi)容 . 4 1.5 待解決的問題 . 4 2 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 6 2.1 尺寸的 確定 . 6 2.2 材料的選擇 . 6 2.2.1 箱體材料的選擇 . 7 2.2.2 發(fā)泡材料 . 7 2.3 外殼的設(shè)計(jì) . 10 2.4 內(nèi)膽設(shè)計(jì) . 13 2.4.1 內(nèi)膽與擱架連接部分 . 14 2.4.2 內(nèi)膽側(cè)成型部分 . 14 2.5 底托設(shè)計(jì) . 15 2.5.1 存在的問題 . 16 2.5.2 解決方法 . 16 2.6 擱架設(shè)計(jì) . 17 2.6.1 強(qiáng)度計(jì)算 . 17 2.6.2 剛度計(jì)算 . 18 2.7 新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 19 3 鈑金工藝 . 21 3.1 鈑金的定義及特點(diǎn) . 21 3.2 鈑金工藝過程 . 21 3.3 下加強(qiáng)件的加工過程 . 23 4 結(jié)論與展望 . 28 4.1 結(jié)論 . 28 4.2 不足之處及未來展望 . 28 致 謝 . 29 參考文獻(xiàn) . 30 電池柜冷凍箱 DC Tall 之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 課題來源 DC tall 是 根據(jù)市場(chǎng)需求開發(fā)研制的電池柜冷藏箱。 電池柜冷藏箱（ DC tall）的主要結(jié)構(gòu)采用的是鈑金材料， 本 產(chǎn)品的 主要 研究 目的：將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。 裝電池后產(chǎn)品重量達(dá) 1.42t 吊起時(shí)頂部的四個(gè)螺絲每個(gè)都必須能承受 220kg 的拉力。保持電池柜內(nèi)部溫度 25 C 1 C ，并保持內(nèi)部溫度的均勻性。 1.2 選題的目的和意義 1.2.1 選題的目的 將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命 。 如果在高于規(guī)定的 35C 以上 操作溫度 的環(huán)境中， 這個(gè)電池的電量會(huì)不斷的減少，即電池的供電時(shí)間不會(huì)像以往那么 長。 如果 在這樣的溫度下，還要為設(shè)備 來充電，那 么 對(duì)電池的損傷將 會(huì)越大。如果在稍微熱的環(huán)境中存放電池，也不可避免的對(duì)電池的質(zhì)量產(chǎn)生相應(yīng)的損壞。所以，盡量保持適當(dāng) 的操作溫度是 一種延長鋰電壽命的有效 方法。 溫度 太 低也不好，如果在低溫環(huán)境， 比如 4C 以下中使用鋰電，同樣也會(huì)發(fā)現(xiàn)電池的使用時(shí)間減少了，有些 電子產(chǎn)品 的原裝鋰電 甚至充不上電 在低溫環(huán)境中。但 是也不用太擔(dān)心，相比于 高溫環(huán)境下的使用， 在低溫環(huán)境下，溫度升高 ，電池中的分子受熱，就 會(huì) 馬上恢復(fù)到以前的電量。 1.2.2 研究的意義 節(jié)能減排、綠色成本、節(jié)約成本。 中國經(jīng)濟(jì)的快速增長，各項(xiàng)建設(shè)取得了巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境破壞的價(jià)格，這已成為群眾之間的矛盾日益尖銳，環(huán)境污染問題反應(yīng)強(qiáng)烈。這種狀況與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理，增長方式粗放直接相關(guān)。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，改 變?cè)鲩L方式，資源支撐不住，環(huán)境不適合，不能承受的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的困難。只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展，清潔發(fā)展，安全和發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會(huì)關(guān)注。進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能減排工作，也是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的迫切需要 。 1.2.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析及展望 國內(nèi)目前沒有相關(guān)類似產(chǎn)品，在國內(nèi)該產(chǎn)品屬于創(chuàng)新開發(fā)階段。國外 該系列產(chǎn)品屬于起步發(fā)展階段，技術(shù)尚未全面成熟。但是在 不久的將來，將 會(huì) 被大量生產(chǎn)并投入使用。 隨著制冷和空調(diào)行業(yè)的發(fā)展 ，這 已成為衡量一個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，科技水平和生活質(zhì) 量的重要指標(biāo)之一。 制冷技術(shù)在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，科技和國防等 許多 領(lǐng)域具有越來越重要的作用。和其他 以 技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)一樣，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步要求的制冷和空調(diào)行業(yè)的驅(qū)動(dòng)力。 加大可再生能源的研究、開發(fā)與規(guī)?；玫牧Χ鹊耐瑫r(shí)，各種節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用就顯得尤為重要。 這里我們以家用空調(diào)為例，在我國的大城市中，空調(diào) 用電量已占居民用電量的 40% 50%， 給我們 節(jié)能的警 示 。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 在國外， 一些 工業(yè)發(fā)達(dá)國家的 全年能耗 已占整個(gè) 系統(tǒng) 總能耗的 40%至 60%，我國 對(duì)于 空氣調(diào)節(jié)的耗電總量 的占比重慢慢的在增長 ，節(jié)能任務(wù) 還需要我們繼續(xù) 努力 。 因此， 為了 適應(yīng)我國“節(jié)能優(yōu)先”的能源戰(zhàn)略的發(fā)展要求以及“資源持續(xù)利用、環(huán)境不斷改善”的社會(huì)發(fā)展目標(biāo)， 探索研究和開發(fā) 實(shí)踐制冷行業(yè)的新技術(shù)，是制冷行業(yè)義不容辭的責(zé)任。 1.3 國內(nèi)外制冷壓縮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.3.1 概論 隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)展，制冷壓縮機(jī)的效率不斷得到提高；新材料的問世，軸承、密封技術(shù)及機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，解決了制冷壓縮機(jī)向高壓力、寬流量范圍發(fā)展過程中的一系列問題，使制冷壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為拓展 1。 制冷壓縮機(jī)已成功應(yīng)用于空調(diào)，化工，石油等領(lǐng)域，并在許多領(lǐng)域和容積式壓縮機(jī)，展 開了競(jìng)爭，并取得了良好的效果。低流量葉輪離心壓縮機(jī)制冷相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)（如高壓密封，防止涌動(dòng)生產(chǎn)等方面）的進(jìn)展，在許多全球制造商提供的制冷壓縮機(jī)性能也不斷提高。 目前 已經(jīng)開發(fā)了許多傳統(tǒng)材料所不具有較高的性能和特殊功能的材料， 被 廣泛的應(yīng)用。 這 之間的活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦的問題，例如，傳統(tǒng)的材料往往是過度磨損，從而導(dǎo)致效率下降，氣缸中的 Ni-P鍍層或鍍鎳碳化硅涂層的原始表面可以有效地降低摩擦力。另一個(gè)例子是往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)密封件的最大力量，在最惡劣的條件下密封工作， PEEK具有的強(qiáng)度和韌性，安全，節(jié)能，低噪音和 活塞式制冷壓縮機(jī)，密封性能好等優(yōu)勢(shì)，為創(chuàng)建新的出路。 我國的制冷壓縮機(jī)的生產(chǎn)，起步于 20 世紀(jì) 50 年代，開展了中小型活塞式制冷壓縮機(jī)系列的研制，有 20 余種產(chǎn)品投入生產(chǎn)。螺桿式制冷壓縮機(jī)從 1974 年開始研制，到 1978年主要產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到較高水平， 2000 年生產(chǎn)了 3500 臺(tái)。離心式制冷壓縮機(jī)的研制始于 1966年， 1969 年即生產(chǎn)出 6 級(jí)壓縮、制冷量為 3500KW、用于乙烯裝置的離心壓縮機(jī)，此后在產(chǎn)品性能上不斷提高。我國的渦旋式制冷壓縮機(jī)，大部分在合資企業(yè)和國外在中國的肚子企業(yè)中生產(chǎn)。 總體而言，我國已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)和生 產(chǎn)各種類型的制冷壓縮機(jī)。應(yīng)該是未來的發(fā)展方向，計(jì)算機(jī)，新材料和其他設(shè)備配合使用，雖然發(fā)達(dá)國家的發(fā)展走向，仍然有差距，但經(jīng)過不斷的努力，我們必須把我們的制冷壓縮機(jī)行業(yè)邁上一個(gè)新的臺(tái)階 。 1.3.2 制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)和分類 根據(jù) 制冷壓縮機(jī)的工作原理，可分為兩類。在排量式壓縮機(jī)中，氣體壓力的可變?nèi)莘e的減少被強(qiáng)制中常用的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，螺桿式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的不同可增大音量。在速度型壓縮機(jī)中，氣體壓力表增加的動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來的氣體，常用的離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī) 。 在適應(yīng)不斷發(fā)展的制冷劑 ，而制冷壓縮機(jī)類型增加。從最初開發(fā)的往復(fù)式制冷壓縮機(jī)醚的一系列不同的制冷劑的容積式制冷壓縮機(jī)和離心式制冷壓縮機(jī)。通過直接的蒸汽壓縮式冰箱排量式致冷壓縮機(jī)，氣體的體積減少，從而提高了壓力的目的，離心式壓縮機(jī)的第一氣體的動(dòng)能增加，而壓力有所增加，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能提高壓力 。 這一方面是制冷量范圍的不斷擴(kuò)大，小到 100W，如往復(fù)式制冷壓縮機(jī)，大到單機(jī)制電池柜冷凍箱 DC Tall 之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 冷量 27000KW，如離心式制冷壓縮機(jī)，另一方面是制造工藝的進(jìn)步，一些制造困難的 制冷壓縮 機(jī)可生產(chǎn)。 如螺桿式制冷壓縮機(jī)，因其轉(zhuǎn)子型線的復(fù)雜，故從設(shè)計(jì)到制造難度都 非常大， 直到 1961 年研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機(jī)后，制冷領(lǐng)域 才 得到迅速的發(fā)展。迄今已開始取代一些 體積 較大的往復(fù)式制冷壓縮機(jī)，同時(shí)也取代了 某 些中等制冷量的離心式壓縮機(jī)。 往復(fù)式壓縮機(jī) ： 往復(fù)式壓縮機(jī)的歷史最長，各種型號(hào)齊全，廣泛被制冷與空調(diào)業(yè)應(yīng)用。其進(jìn)一步分為全封閉式，半封閉式和開啟式三種，對(duì)于全封閉式壓縮機(jī)，它的電機(jī)封閉 在 壓縮機(jī)機(jī)殼內(nèi)，功率因名義轉(zhuǎn)速不同而從 0.05KW22KW 不等；因能夠拆卸 和 維修，半封閉式功率范圍很大，從 5KW110KW 不等；開啟式可用于低溫、大冷量深冷凍結(jié)，及運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，并有不同型號(hào)可 供選擇。其中半封閉式在世界各地生產(chǎn)量最大，在 全世界 的很多國家的知名企業(yè)都在大量生產(chǎn)。 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī) ： 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)多用于小型空調(diào)器，如便攜式、窗式、小型分體式空調(diào)器及小型除濕機(jī)中，在日本，這種機(jī)型還用于家用冰箱及小型冷凝機(jī)組。日本廠家支配了世界生產(chǎn)的產(chǎn)品及技術(shù)，尤其變頻熱泵空調(diào)器用旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)大部分是在日本研發(fā)生產(chǎn)的。 Mastsushifa 是世界最大的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)生產(chǎn)商，每年的全球生產(chǎn)量超過一千萬臺(tái)，約占世界市場(chǎng)份額的 40%，目前世界很多國家也在擴(kuò)大生產(chǎn)。 渦旋式壓縮機(jī) ： 渦旋式壓縮機(jī)是 最近幾十年才開始規(guī)?；?產(chǎn)運(yùn)用的 ，但是它在 制冷 應(yīng)用中 越來越 重要。它是由固定渦旋卷盤和繞行渦旋卷盤組成。由于這種壓縮機(jī)的扭矩 由氣體壓縮 造成 波動(dòng)較小，所以它的振動(dòng)要比往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)小。 螺桿式壓縮機(jī) ： 螺桿式壓縮機(jī)在近幾年逐漸在一定冷量范圍取代活塞式，開始主要應(yīng)用于中型和大型的冷水機(jī)組中。它們?cè)S多是半封閉型的，制冷量在 30200 冷噸范圍內(nèi)，雖然它的價(jià)格要比活塞式高出很多，但由于它的緊湊和容易操作及維護(hù)性，廣泛應(yīng)用于冷水機(jī)組和制冷整體裝配機(jī)中。 其主要有兩種不同的型式：雙螺桿式和單螺桿式。大量生產(chǎn)應(yīng)用于空調(diào)器或熱泵行業(yè)的 3045KW 的雙螺桿半封閉式壓縮機(jī)，而單螺桿式的生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小。 離 心式壓縮機(jī) ： 離心式壓縮機(jī)與活塞式和螺桿式等容積式不同， 因?yàn)?離心式適用于大容量的制冷裝置 ， 離心式壓縮機(jī)可以利用葉輪旋轉(zhuǎn) 所形成 的離心力來壓縮大量低壓 氣體 。離心式冷水機(jī)組 的應(yīng)用 ，美國 具有統(tǒng)治力 。作為中國的生產(chǎn)商，重慶通用機(jī)械公司較出名。在歐洲和東亞，市場(chǎng)基本上被美國的主要生產(chǎn)商所占據(jù)。 1.3.3 國內(nèi)外制冷壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 迄今為止，制冷壓縮機(jī)已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。 1834 年在倫敦工作的美國發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺(tái)以乙醚為工質(zhì)的蒸汽壓縮 式制冷機(jī)，并正式申請(qǐng)了英國專利，這是后來所有蒸汽壓縮式制冷機(jī)的雛形。但是乙醚易燃易爆，于 1875 年卡列和林德用氨作為制冷劑，從此蒸汽壓縮式制冷機(jī)占了主要地位。 1930 年，氟利昂制冷劑的使用給蒸汽壓縮無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 式制 冷機(jī)帶來了新的變革。 壓縮機(jī)在與制冷機(jī)的適應(yīng)過程中也不斷發(fā)展。如氨對(duì)銅有腐蝕性，則氨壓縮機(jī)中不允許使用銅質(zhì)零件；氟利昂制冷機(jī)滲透性強(qiáng)，對(duì)有機(jī)溶劑有溶脹作用，在制造氟利昂制冷機(jī)時(shí)必須充分考慮；二氧化碳?jí)嚎s機(jī)用于跨臨界的制冷循環(huán)，排氣壓力是傳統(tǒng)制冷機(jī) 510倍，故其可靠性和密封性有較高的要求；碳?xì)浠衔镆兹家妆?因而對(duì)碳?xì)浠衔锏闹评鋲嚎s機(jī)安全性要求很高。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，隨著環(huán)境友好型制冷劑的開發(fā)和應(yīng)用，制冷壓縮機(jī)的研發(fā)也取得了很大的進(jìn)展。 目前，冷壓縮機(jī)的國際發(fā)展方向是 高壓和小流量壓縮機(jī)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)； 壓縮機(jī)容量不斷增大、新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器相繼出現(xiàn)；三元流動(dòng)理論研究進(jìn)一步深入，不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計(jì)，還發(fā)展到葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)中，機(jī)組效率得到提高；采用噪音防護(hù)技術(shù)，改善操作環(huán)境等 。 多年來，我國壓縮機(jī)制造業(yè)在引進(jìn)國外技術(shù)，消化吸收和自主開發(fā)基礎(chǔ)上，攻克不少難關(guān)，取得重大突破。但是，我國制冷 壓縮機(jī)在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品上還不能滿足國內(nèi)需要， 50%左右產(chǎn)品需要進(jìn)口。另外，在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國外還有差距。隨著石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國制冷壓縮機(jī)在大型化方面將面臨新的課題。 目前制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)簡述如下： (1) 創(chuàng)造新的機(jī)型。 (2) 冷壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律的研究與應(yīng)用。 (3) 高速轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究與應(yīng)用。高速轉(zhuǎn)子的平衡、高速轉(zhuǎn)子的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、高速轉(zhuǎn)子的支承與抑振、高速轉(zhuǎn)子的軸端密封和高速轉(zhuǎn)子的使用壽命預(yù)估等。 (4) 新型制造工藝技術(shù)的發(fā)展。 (5) 冷壓縮機(jī)的自動(dòng)控制 。為使冷壓縮機(jī)安全運(yùn)行、調(diào)控到最佳運(yùn)行工況或按產(chǎn)品生產(chǎn)過程需要改變運(yùn)行工況等，均需要不斷完善自動(dòng)控制系統(tǒng)。 (6) 冷壓縮機(jī)的故障診斷。為使制冷壓縮機(jī)安全運(yùn)行，變定期停機(jī)大修為預(yù)防性維修，采用在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)，遇到緊急情況及時(shí)報(bào)警、監(jiān)控或聯(lián)鎖停機(jī)。 (7) 實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和參與國際市場(chǎng)競(jìng)爭。許多大型的復(fù)雜冷壓縮機(jī)均已由從國外引進(jìn)過渡到實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并隨著一些大型工程裝備的出口，向國外銷售，參與國際市場(chǎng)的競(jìng)爭。 1.4 主要研究內(nèi)容 1. 電池柜冷藏箱各個(gè)部分的設(shè)計(jì)方案與裝配方案。 蓄電池放置在擱架上，擱架 必須承受住蓄電池的重量。解決擱架設(shè)計(jì)方法及強(qiáng)度計(jì)算。 2.強(qiáng)度問題： 電池柜內(nèi)部 裝電池后重量達(dá) 1.42t，擱架四周用 到的所有 螺絲必須能承受蓄電池的壓力 解決強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法及方案： （ 1）外部：采用高強(qiáng)度螺栓 M8 8.8 級(jí)別，材質(zhì)：鍍鋅。箱體上采用 M8 不銹鋼鉚螺母，并在內(nèi)部附加 1mm 厚的不銹鋼加強(qiáng)板。 （ 2）內(nèi)部：用側(cè)內(nèi)剪切力來分散承重的單一性，以每層 12個(gè)受力點(diǎn)均勻分布，并在內(nèi)膽附 1mm厚的加強(qiáng)板，材料：鍍鋅板，加強(qiáng)板上也有剪切力的成形設(shè)計(jì) 。 1.5 待解決的問題 1.防水性要求：背部拼接達(dá)到 IP65 等級(jí)即 ：浸水一米以內(nèi)不漏水； 其余拼接部分 IP55電池柜冷凍箱 DC Tall 之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 級(jí)即要求能夠防雨。 2.門和箱體的防腐蝕性 3.整個(gè)機(jī)器的保溫性及隔熱性能。防止能量損失小于整體的 35%。在環(huán)境溫度 35C 時(shí)，壓縮機(jī)輸入功率 170W，制冷功率 280W。保持內(nèi)部室溫 25C ,以及內(nèi)部溫度的均勻性 1C 。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 2 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 尺寸的確定 圖 2.1 箱體 冷藏箱外箱一般有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種 是拼裝式，即由左右側(cè)板、后板、斜板等拼裝成一個(gè)完整的箱體。其優(yōu)點(diǎn)是不需要大型 輥軋?jiān)O(shè)備 ，箱體規(guī)格變化容易，具有多規(guī)格、多系列的產(chǎn)品特點(diǎn)，但對(duì)每塊側(cè)板要求高，強(qiáng)度不如整體式好。 另一種是整體式，即將頂板與左右側(cè)板按要求輥軋成一倒“ U”字形，再與后板、斜板點(diǎn)焊成箱體，或?qū)⒌装迮c左右側(cè)板彎折成“ U”字形，再與后板、斜板點(diǎn)焊成一體，前者要求輥軋線長度較長，而后者要求輥軋寬度較寬。 這里我選擇的是拼裝式結(jié)構(gòu)。 我選擇這種結(jié)構(gòu)很大的原因是它不需要大型 輥軋?jiān)O(shè)備 ，很適合我這種個(gè)人的研究。 箱體結(jié)構(gòu)：外形尺寸為 660mm 575mm 1921.8mm（寬深高） 2.2 材料的選擇 冷藏箱的結(jié)構(gòu)包括：外殼，發(fā)泡層，箱體。材料 決定著基本的結(jié)構(gòu)尺寸，自然會(huì)影響到工藝和最后的造型。 機(jī)械生產(chǎn)上就必須考慮 耐用性 ,強(qiáng)度要求 ,加工便利否 ,成本等 。 舉個(gè)例子說 為了滿足使用需要，桌子上可能擱置的東西我們可以事先確定下來，如可能放一臺(tái)電腦的顯示器、一小堆書藉 。 電池柜冷凍箱 DC Tall 之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 另外也有可能有人會(huì)上去踩一下拿高處的東西等，這樣我們就確定了它的設(shè)計(jì)功能 和最大的可能負(fù)載值；這時(shí)你就能夠看到它們的區(qū)別了 如果用鋼材， 那么能滿足這種需要時(shí)，它的結(jié)構(gòu)件相對(duì)較??；木材就要相對(duì)大些。 由于構(gòu)件小那么造型相對(duì)就可以細(xì)致些變化可以多些，而相對(duì)大的則變化就少了；那么工藝上的不同也就不需要我再說了吧 但對(duì)于相近的材料，只是可能非業(yè)內(nèi)人士要相對(duì)難理解一些，其基本道理是一樣的，再如同是金屬材料 鋼、鐵、銅、鋁 等 材性也都有著很大的差別 對(duì)于各個(gè)部分材料的選擇也是非常重要的，下面就是各個(gè)部分的材料選擇。 2.2.1 箱體材料的選擇 箱體是冷藏箱結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)，所以 箱體材料一般選 用 HT200400 的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，而最常用的為 HT200。 HT200 抗拉強(qiáng)度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，主要用來鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件。應(yīng)用舉例 ： 1.一般機(jī)械制造中較為重要的鑄件，如：汽缸、齒輪、機(jī)座、金屬切削機(jī)床床身及床面等。 2.汽車、拖拉機(jī)的氣缸體、氣缸蓋、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤以及汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞環(huán)。 3.具有測(cè)量平面的檢驗(yàn)共建，如 :劃線平板、 V 形鐵、平尺、水平儀框架等。 4.承受 7.85MPa 以下中等壓力的液壓缸、泵體、閥體以及要求有一定耐腐 蝕能力的泵殼、容器。 5.圓周速度 12 20m/s 的帶輪以及其他符合所列 作條件的零件。 6.需經(jīng)表面淬火的零件。 2.2.2 發(fā)泡材料 對(duì)于發(fā)泡我們沒接觸過的肯定不了解，下面我會(huì)簡單的闡述一下有關(guān)發(fā)泡層的含義。 1、什么是發(fā)泡層：發(fā)泡層就是保溫層（泡沫的）。 2、冰箱發(fā)泡層在哪：后背、兩側(cè)、上下和門的夾層都是發(fā)泡層，可以起到隔熱的作用。 3、冰箱發(fā)泡層的材料：溫水箱就是在普通的水箱外面加一層發(fā)泡料，再加一層不銹鋼板子。 常規(guī)的節(jié)能技術(shù)主要從三個(gè)方面來降低 冷藏箱 的能耗： 1.增加 冷藏箱的 發(fā)泡層厚度 普通 冷 藏 箱冷藏室發(fā)泡層厚度為 30mm 至 40mm，冷凍室厚度為 65mm 至 85mm。節(jié)能 冷藏 箱為了減少冷量向外界的輻射將冷藏室的發(fā)泡層厚度增加為 50mm 至 60mm，冷凍室發(fā)泡層厚度增加 到 80mm 至 95mm 甚至 是 115mm。 2.采用機(jī)械式溫控器 單循環(huán)制冷系統(tǒng)的冰箱壓縮機(jī) ， 相比雙循環(huán)制冷系統(tǒng)的冰箱，開機(jī)時(shí)間短，較為省電 ， 開停只受冷藏室溫度控制 ，同時(shí)采用 單循環(huán)制冷系統(tǒng)機(jī)械式溫控器、單循環(huán)制冷系統(tǒng)的 冷藏箱 沒有電腦板、電磁閥等耗電部件 。 3.采用高效無氟壓縮機(jī) 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 高效無氟壓縮機(jī)在冰箱上已經(jīng)廣泛使用，其能源效率值（ COP）能達(dá) 到 接近 2，是 冷藏 箱節(jié)能的最主要手段。 4.采用常規(guī)節(jié)能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單、可靠性高、成本增加較少，但其缺點(diǎn)也很明顯：發(fā)泡層 體積 過 大影 響冰箱的美觀效果；溫控器操作不簡單， 必須 根據(jù)季節(jié)的不同來控制 溫度檔位， 單循環(huán)系統(tǒng)的 冷藏箱 冷凍能力小 ， 不能 完成 速凍等功能，在冷凍 多數(shù) 新鮮食品時(shí) 會(huì)不行 。采用常規(guī)節(jié)能技術(shù)的冰箱另外一個(gè) 不太好的 弱點(diǎn)是耗電量的不均勻性，單循環(huán)制冷系統(tǒng) 冷藏箱 因?yàn)?其溫度受冷藏室控制，冬季環(huán)境溫度較低的時(shí)候必須打開溫度補(bǔ)償裝置才能保證 冷藏箱 的正常運(yùn)行 。 而 我選擇改變發(fā)泡層的厚度來 達(dá) 到節(jié)能的目的。 發(fā)泡層 如圖所示： 圖 2.2.1 發(fā)泡層 塑料發(fā)泡的技術(shù)淵源久遠(yuǎn)。最早是 20 年代初期的泡沫膠木，用類似制造泡沫橡膠的方法制??； 30 年代出現(xiàn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫； 40 年代有聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛泡沫； 50 年代則有可發(fā)性聚苯乙烯泡沫和軟質(zhì)聚氨酯泡沫。基本上所有的塑料，包括熱塑性和熱固性的都可以發(fā)泡為泡沫塑料。工業(yè)上的制備方法有：擠出發(fā)泡、注塑發(fā)泡、模塑發(fā)泡、壓延發(fā)泡、粉末發(fā)泡和噴涂發(fā)泡等等。其中，注塑發(fā)泡是最重要的成型方法之一，在這里重點(diǎn)講述注塑成型發(fā)泡。 發(fā)泡成型原理 ： 塑料的發(fā)泡方 法根據(jù)所用發(fā)泡劑的不同可以分為物理發(fā)泡法、化學(xué)發(fā)泡法和機(jī)械發(fā)電池柜冷凍箱 DC Tall 之箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 泡法三大類。 目前用于 冷藏箱 保溫的主要應(yīng)該是聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，它的保溫性能好且成型方便。保溫層厚度越大保溫效果會(huì)越好但同時(shí)帶來初期成本高、保溫層支撐強(qiáng)度不夠等問題，故而應(yīng)適可而止。 圖 2.2 發(fā)泡工藝 1、聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡、噴涂（或灌注）聚氨酯泡沫塑料隔熱層的方法，其表面是一整體，沒有 拼接 ，冷損失少，而且效率高， 容易 達(dá)到質(zhì)量要求，減少施工程序，省去 導(dǎo)管 表面的防腐涂層。 2、聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡施工工藝原理聚氨酯泡沫塑料發(fā)泡噴 涂、灌注工藝原理，是聚醚異氰酸酯的聚合反應(yīng)能生成胺基甲酸酯，即能生成所需的聚氨基甲 酸乙酯，也就是常稱的聚氨酯泡沫塑料。 在反應(yīng)過程中同時(shí)加入催化劑 、交聯(lián)劑（乙二胺聚醚）、發(fā)泡 劑 （ R-113 或 R-11 和水）、泡沫穩(wěn)定劑（硅油）等，其作用是促進(jìn)和完善化學(xué)反應(yīng) 11。這些原料分兩組，經(jīng)充分混合后分別由計(jì)量泵按比例打入特制的噴槍內(nèi)，在噴槍或灌注混合器內(nèi)充分混合噴涂于管道或設(shè)備表面，發(fā)生反應(yīng)，在 5 10S 內(nèi)起泡而生成泡沫塑料，并固化成型。 3、聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡施工方法 （ 1）噴涂法：按配方將兩組溶液分別貯于兩個(gè)料 桶中，物料以過濾至計(jì)量泵，由風(fēng)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，將料輸入料管至噴槍體，由壓縮空氣調(diào)節(jié)閥將物料帶進(jìn)混合室，混合后通無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 過噴管噴嘴，噴到管道或設(shè)備上發(fā)泡成型。 （ 2）灌注法：將配制好的兩組溶液分別貯于料桶中， 運(yùn)送到 計(jì)量泵，由風(fēng)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，將物料輸入料管至灌注混合器，由壓縮空氣通入 灌注馬達(dá)，帶動(dòng)攪拌軸使兩組物料混合，然后注入模具發(fā)泡成型。聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡施工注意事項(xiàng)在室溫條件下攪拌物料，使其混合反應(yīng)，然后較快的灌注在需要成型的空間，施工時(shí)應(yīng)控制反應(yīng)發(fā)泡時(shí)間， 使攪拌后的混合物呈液態(tài)灌注到空隙中。在發(fā)泡過程中， 會(huì)產(chǎn)生 很 大 的膨脹力，應(yīng)對(duì)灌注夾層或模型做適當(dāng)加固。 聚氨酯微孔彈性體（ PUE）為發(fā)泡的聚氨酯彈性體。具有體質(zhì)輕，能變形、抗沖擊、易模塑、耐折性佳，是彈性優(yōu)良，具有較高密度和強(qiáng)度的微孔材料。 2.3 外殼的設(shè)計(jì) 如圖所示，依次為