摘 要

本文主要设计一能够实现双组份变比雾化装置，要求能够对涂料加热、加压并且能够改变喷涂比例。

本文通过比较无级变速器变比方案、可变容积泵变比方案和伺服电机调速变比方案的优缺点，最终确定伺服电机调速变比的设计。在此方案基础上完成了单冲程往复式柱塞泵的设计计算、一级齿轮减速箱的设计计算、加热装置的结构设计和加热棒的功率计算，确定了本装置的结构与整体布局，完成装置的模拟装配。

关键词：调速变比；高压无气喷涂；往复式柱塞泵；齿轮减速箱

Abstract

This paper mainly designed to achieve a two-component ratio atomizing device, requires the ability of the coating is heated and pressurized to achieve a fixed ratio of implementation and handover.

By comparing the continuously variable transmission ratio program, the variable displacement pump ratio scheme and the advantages and disadvantages servo motor speed ratio program, and ultimately determine the servo motor speed ratio design. In this scenario, based on a complete single stroke reciprocating piston pump design calculations, a gear box design calculations, structural design and the heating means heating rod power calculations to determine the overall layout and structure of the design is completed simulate assembly of the final device.

Key Words：Speed ratio; airless spray; reciprocating piston pump; gear box

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 国内外发展 2

1.4 设计目标 3

1.5 本章小结 4

第2章 总体方案设计 5

2.1 技术要求 5

2.2 设计方案 5

2.3 本章小结 7

第3章 配比器设计 8

3.1 配比装置设计 8

3.1.1单冲程柱塞泵设计 8

3.1.2伺服电机选型计算 11

3.1.3传动系统设计 11

3.1.4 配比器结构设计 20

3.2 加热装置设计 21

3.2.1 电加热金属棒选型 22

3.2.2 加热管道设计 22

3.3 控制柜设计 23

3.4 固定装置结构及输料系统设计 24

3.4.1 输料管选型计算 24

3.4.2 供料泵选型 24

3.4.3 推车架设计 24

3.5 整机装配 24

3.6 本章小结 25

第4章 喷枪选型 26

4.1 喷枪工作方式选择 26

4.2 喷枪结构分析 26

4.3 喷嘴选型 26

4.4 本章小结 27

结论 28

参考文献 29

致谢 31

第1章 绪论

1.1 目的及意义

本设计需要设计一能够完成对丸状颗粒物进行包衣喷雾的装置。针对现有技术，设计一可变比双组份物料雾化装置。

此装置要求能够针对粘度较大的涂料进行加热、加压用以降低粘度方便喷涂，并且能够根据需要调节喷涂的流量与压力。

1.2 国内外研究现状

随着现代生产技术发展，涂装工艺在现代有了长足的进步。在刷涂，滚涂，和空气喷涂的基础上，开发一些新型喷涂方式如：静电喷涂[^[1]]，加热喷涂[^[2]]，粉末喷涂[^[3]]、超声波喷涂[^[4]][^[5]]等等。高压无气喷涂作为空气喷涂的一种，高压无气喷涂机被J.A.Bede发明以来，在20世纪60年代以后逐渐兴起。[^[6]]

高压无气喷涂是现代涂装工艺中的一种新技术，与一般空气喷涂在工作原理上是完全不一样的。空气喷涂是靠压缩空气气流从空气帽的中心孔喷出时，在涂料出口处形成负压，使涂料自动流出并在压缩空气的冲击下混合下，液—气相急剧扩散，涂料被微粒化并充分雾化，然后在气流推动下，射向工作表面沉积成膜。[^[7]]

高压无气喷涂的原理是通过高压泵把涂料加压到11～25MPa的高压，获得高压的涂料在喷枪喷嘴出喷到大气中时压力骤减，体积发生剧烈膨胀，并以高达100m/s的速度与空气发生碰撞而雾化成极小的颗粒，被喷到工件表面形成均匀涂膜。^[7^]

相比较于空气喷涂，高压无气喷涂喷涂具有很多优点：（1）喷涂均匀，涂层平整、光滑、致密。（2）漆面质量极佳，能够很好的延长其使用寿命。（3）很少会出现“过喷”和涂料反弹，对环境的污染小，操作环境较好。（4）对于建筑外墙、机械结构的喷涂而言，高压无气喷涂能够深入结构缝隙，且涂层附着力高。（5）喷涂效率高，是传统滚筒施工方式的10倍以上，节省涂料。（6）技术适用广泛。对于高粘度的涂料和其他特殊要求的涂料均能够达到很好的喷涂效果。^[7][^[8]]

对于高粘度的涂料和适用期短的双组份涂料，高压无气喷涂及后续技术的发展给该类型的涂料的大范围应用创造了条件。因此，高压无气喷涂设备主要分为两种,一种是单组分高压无气喷涂，另一种是多组份高压无气喷涂。这两种喷涂方式的最大区别在与涂料组份的适用期长短。多组份喷涂设备主要应用于是适用期小于30分钟，且在喷涂前不能够混合的特殊涂料。典型的有聚氨酯、环氧等重防腐涂料。适用的行业有土木建筑、城轨交通、航空航天、石油化工等。主要用于抗氧化、防腐蚀。

1.3国内外发展

由于高压无气喷涂技术能够喷涂许多其他技术难以喷涂的优质涂料，具有很大的前景，因此被英、法、德、日等发达国家先后引进、迅速发展。各自在本国产生了许多专业公司，专业生产喷涂机、成套喷涂设备、喷涂自动化线，主要产品彰显其固有特色。

美国的诺信（Nordson）有限公司 ^[4]，在点胶机市场上，其产品的占有很大份额。典型的自动点胶机产品有4轴DR系列、E系列、EV系列等。如图1.1所示，其公司产品轻巧、自动化程度高、控制精准。^[5]点胶机是喷涂工艺的延伸，对胶体的挤出压力和流量有很严格的要求。诺信公司以其独有的技术在市场上独树一帜。[^[9]]