锻造操作机上架回旋机构设计

锻造操作机上架回旋机构设计
锻造操作机上架回旋机构设计

第一章引言

1.1本课题的意义

锻造操作机是锻造车间实现锻造自动化的关键设备,用于夹持锻件配合压机完成锻造工艺动作。在大锻件生产中,锻造操作机更是必不可少的设备。锻造操作机在20世纪60年代初就已问世,近二、三十年更是得到了迅速的发展。最早是在美国、前苏联,而后在德国、英国、日本等国发展起来,并成为系列化产品进入工业生产。最初的操作机多为全机械传动,随着科学技术的发展,到60、70年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。它与压机配合使用,提高了生产效率及最大锻件质量。80年代以后,随着大型装备制造的快速发展,对大锻件生产又提出了更高的要求,促进了锻造操作机技术的发展,主要表现在对锻造操作机的需求量不断增加,对锻造操作机的最大锻件质量要求大大提高,引起了各国对锻造操作机在锻造生产作用的重视。

我国锻造操作机起步于70年代,开始只能由一些锻造厂自己制造有轨锻造操作机,这些操作机结构简单,钳子的张合夹紧靠与吊钳分离开的电动方头扳手来完成,因而夹紧锻件不方便,只能用于钢锭开坯、拨料。随着国民经济的发展,80年代开始研制出全机械传动和少数液压传动有轨操作机。随后,小型液压传动有轨操作机得到发展,并出现了液压传动无轨操作机。90年代初期我国自行设计制造的100kN锻造操作机主要技术性能已达到世界80年代水平,该台锻造操作机于1992年5月在太原试制成功。

近年来,核电、造船、化工、国防等领域的大型锻件精确高效制造迫切需要重载锻造操作机。重载锻造操作机发展水平的落后制约了我国的大装备制造能力,部分大型装备的关键构件完全依赖进口。重载锻造操作机直接影响国家重大工程的实施和国民经济的发展,开展重载锻造操作机的研究具有重要战略意义。

1.2锻造操作机的国内外发展现状

大型锻造操作机属于当前世界最大的多自由度重载机器人,属于机、电、液高度一体化的复杂装备,它是万吨锻造压机的重要配套设备,也是国家经济建设急需的重大机械装备之一。并且,大型锻件制造业是装备制造业的基础行业,是关系到国家安全和国家经济命脉的战略性行业,其发展水平是衡量国家综合国力的重要标志。通过深入开展大型锻造操作机的研究工作,将逐步实现大型锻造操作机的国产化,对提升我国大型装备及关键零部件的自主设计和制造能力、满足国家经济建设的需求结束我国不能设计大型锻造操作机的历史都具有重要的社会意义和经济效益。

一、大型锻造操作机的发展历史

锻造操作机最早出现在美国和原苏联,而后在日本、英国、奥地利等国发展起来,并成为系列化产品进入工业性生产。最初的操作机多为全机械传动,60、70年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。到了80年代,各国对锻造操作机的设计、制造、技术改造方面又有了更高的要求,不断改进结构及生产工艺,促进了锻压技术的发展。特别是锻造操作机的需求量不断增加,引起了国内外大、中型企业对锻造操作机在生产中作用的重视。90年代中期,国外大型锻造操作机技术已经成熟,大型操作机与30000kN 自由锻造水压机联动操作,不断提高了水压机生产能力。

我国锻造操作机起步于60年代,开始只能由某些工厂自己制造

有轨操作机。90年代初期,我国自行设计制造的100kN锻造操作机于1992年5月在太原试制成功,其主要技术性能已达到世界80年代水平,能替代同类进口产品。至今,我国自主研发投产的全液压锻造操作机最大夹持能力也只有500kN。

世界上装备的万吨级自由锻造压机近30台,最大的模锻水压机载荷能力高达7.5万吨,最大的六自由度锻造操作机操作力矩达7500kN·m,最大承载能力高达2500kN。目前,我国已具备了万吨级锻压装备的设计与制造能力,如中国一重自主设计、自主制造的世界上最先进的150MN自由锻造水压机,2006年末已经投产使用,但与之配套的大型锻造操作机仍在研发当中。

二、大型锻造操作机的研究现状

国内外大型锻造操作机的研究现状

锻造操作机作为进行锻造工艺的重要设备,众多国外公司对其进行了系统化研究,目前,德国DDS公司、韩国HBE PRESS公司以及捷克ZDAS公司的锻造操作机的制造水平处在世界前列。其中,德国DDS 公司和WEPUKO公司是世界著名的锻造操作机专业研发、制造企业,在重型锻造操作机研制领域具有70多年的历史。此外,日本三菱长琦生产的操作机因拥有高速、高精度的机械手及控制系统而著称。

国内锻造操作机的研究起步较晚,在一些技术方面与国外相比还有一定的差距。与万吨压机配套的大型锻造操作机全部采用进口设备,自主开发的大型锻造操作机至今尚未问世,如中国一重与上海交大联合开发的1600kN锻造操作机和北方重工自主开发的2000kN锻造

操作机的整机水平还有待于进一步验证。

我国与大型锻造操作机相关的研究项目

为解决我国重大装备制造中一批关键技术和共性技术问题,实现重大装备及其成套技术的自主研发,科技部在“十一五”国家科技支撑计划中设立了“大型铸锻件制造关键技术及装备研制”项目,在重点完成的工作中明确提出“150MN自由锻造水压机及配套设备关键技术研究”和“165MN自由锻造油压机及配套设备关键技术研究”。第一个课题主要开展大型自由锻造水压机整机设计、模态分析、预应力框架结构整体振动及疲劳分析,开展快换机构设计和控制系统设计研究,研制配套操作机;第二个课题自主开展大型自由锻造油压机整机设计、快换机构设计、控制系统设计技术研究和关键部件研制,攻克多功能操作机设计技术、驱动和控制系统设计技术研究和关键结构件制造技术等,掌握核心技术,开展压机与操作机及辅助装备联动协调控制技术研究等。上述两个课题,对掌握大型操作机核心技术、攻破我国重大技术装备的生产瓶颈、提高特大型自由锻件的制造技术水平与制造能力起着关键性的作用。2006年,上海交通大学、浙江大学、中南大学清华大学、大连理工大学、华中科技大学共同承担了国家科技部“973”计划中“巨型重载操作装备的基础科学问题”项目,围绕“多自由度重载操作机构构型与操作性能的映射规律”“重载操作装备的界面行为与失效机理”“重载操作装备的多源能量传递规律与动态控制”三个基础科学问题,开展了7个课题研究,包括大型构件制造操作运动轨迹建模、重载装备多自由度操作性能度量与机构设计

原理、低速非连续工况下重载装备界面行为与力学特征、大尺度重型构件稳定夹持原理与夹持系统驱动策略、大流量电液伺服系统的介质流动规律、重载大惯量装备的快速协调控制和巨型重载操作装备的性能仿真与优化等。从基础研究的角度,揭示了巨型重载操作装备的操作灵活性、力承载能力、刚度等性能与机构构型的映射规律。此课题为我国巨型重载操作装备的研究提供了理论基础,同时,也为配套操作机的研究提供了进一步的可行性。

三、大型锻造操作机的技术特征

大型锻造操作机和万吨锻造压机是配合在一起联合工作的,工作过程中操作机保持着频繁的重复动作,对其性能的要求为动作速度高、空行程时间短、精整时定位准确,以达到快速锻造,并得到尺寸精确的锻件。与加工装备相比,大型操作机的特点是载荷大、惯量大、自由度多、操控能力强。大型锻造操作机的主要技术特征:一是在重载操作条件下,操作机构件的分布式柔性变形直接影响末端执行器的操作精度。因此,在装备的机构设计中,既要保证操作装备在整个工作空间中具有理想的刚度特性,又要通过运动学设计对结构变形在装备运动链中的传递特性进行控制。此外,锻造操作机长期在非连续工作条件下进行操作,其动力学性能在空载和负载操作情况下存在显著差别。二是大型锻造操作机制造成本高,设计与制造周期长,通常采用单台制造模式。重载操作机通常很难通过物理样机实验对其操作性能进行分析和验证,因此,计算机数值模拟是锻造操作机设计、性能评估与优化的重要支撑技术。

第二章锻造操作机简介

锻造操作机(manipulator for forging )用于夹持钢锭或坯料进行锻造操作及辅助操作的机械设备。

所谓,“10吨操作机”,是指该操作机可夹持的钢锭最大重量为十吨。

2.1 基本含义

用以夹持锻坯配合水压机或锻锤完成送进、转动、调头等主要动作的辅助锻压机械。锻造操作机有助于改善劳动条件,提高生产效率。根据需要,操作机也可用于装炉、出炉,并可实现遥控和与主机联动。操作机结构分有轨和无轨两种,其传动方式有机械式、液压式和混合式等。此外,还有专门用于某些辅助工序的操作机,如装取料操作机和工具操作机等。为了配合操作机的工作,有时

图2-1 锻造操作机

还配置锻坯回转台,以方便锻坯的调头。在模锻和大件冲压中,机械手的应用已日益普遍,这样的机械手实际上是一种自动的锻造操作机。

主要用于750kg空气锤、1000-2000kg电液锤、模锻锤或其它相应吨位的锻锤,是我国锻造行业最先进的设备之一。

2.2 操作设备

采用全液压传动,高集成阀块,超大流量通径,使系统压力损失少密封性能高,油温控制好。

匠心独特的油路设计,真正使液压系统处在最佳状态,即使在长期大负荷情况下工作,也能轻松胜任。

运动系统采用了摆线齿轮马达和渐开线减速机组合,完美地实现了大车的无级变速行走、台架回转。

三级连动机构使钳口平行升降,钳杆倾斜,360度旋转,三维空间任意灵活转动。

图2-2锻造操作机

机械手造型美观,结构紧凑,转动极其灵活,能出色地完成庞大的操作机无法完成的动作,让操作工体验到人机合一、随心所欲的感觉,充分体现操作机向机械手转变的根本意义。

锻造操作机适用于锻造和锻压行业,与各种自由锻锤及压机配合,能完成坯料成型的各种工序;对减轻劳动强度、提高生产效率60%以上;是锻造锻压行业不可缺少的辅助设备。

锻造操作机分类

锻造操作机分为:直移式、回转式、平移式等多种运动形式,全机械、全液压、机械液压混合等多种驱动形式,可以从各方面满足不同用户的需要。

锻造操作机功能

操作机具有以下动作功能:大车在轨道上自由行走;钳架前后升降、倾斜;钳头夹持、松开、旋转等。大车架采用整体框架式结构,由电机或马达驱动。钳架升降有钢丝绳或油缸带动,可实现前后同步升降或分别升降,使钳架到达水平或实现一定角度的倾斜。钳头夹紧由大螺距丝杆或油缸带动夹持拉杆水平移动实现,并且有缓冲保险装置。钳头旋转由电机减速机带动,并设有过载保护装置。钳架的前后、两侧及钳架与升降机之间均设有防振动的缓冲装置(另有大量配件供应)。

2.3 操作机的结构

10吨操作机是由四部分所组成,其结构示意如图2-3所示。

(1)升降机构:包括前提升油缸12、后提升油缸9、活塞7和13、活塞杆6和14、活动架19、沿块5以及弹簧24等。

(2)夹紧机构:包括旋转滑阀26、夹紧油缸22活塞23、活塞杆21、钳壳17、夹紧滑块18、夹臂16和钳口15等。

图2-3 10吨操作机结构示意图

(3)旋转机构:包括电动机l、制动器2、行星减速器3、减速器4与空心铀20等。

(4)大车行走机构:包括电动机27、减速器35、车轮28、车体29等。

2.3.1 升降机构

升降机构主要是为实现柸料的提升、下降、倾斜等动作,以满足锻造工艺过程的需要。升降机构由前提升机构、后提升机构、活动架等三部分所组成。

2.3.2夹紧机构

夹紧机构主要用来夹持坯料、锻件或钢锭。

夹紧机构可以分成钳头和夹紧油缸俯两大部分,它们分别固定在空心轴的两抵钳头在前端,夹紧油缸在后端。

(1)钳头

钳头的结构如图2-4所示。两个钳口l通过销轴l0分别与夹臂3的一端铰接。小轴9穿过夹臂中间的孔,使夹臂小揣固定在钳壳2上,这样,夹臂便形成可以绕小轴回转的杠杆。夹臂的另一端通道销轴4与连板5铰接。连板又通过销轴8与夹紧滑块6相连。活塞杆7则以螺纹与夹紧滑块构成一体。

图2-4 钳头

当活塞杆在夹紧油缸的拉力作用下,带动滑块和连板向

后(即向左)移动时,上夹臂绕小轴作顺时钟方向转动,下夹臂臂绕小轴作逆晌针方向转动,使两钳口间的距离越来越小,

坯料被夹紧。当活塞杆在夹紧油缸的推力作用下,推动滑

块、连板向前(即向右)移动时,上夹臂绕小轴作逆时针方向

转动,下夹臂绕小轴作顺时针方向转动,两钳口的距离越来

越大,于是刨门钳口便张开。钳口与夹臀铰接是为了扩大夹持坯料的尺寸范围。如当夹持断面尺寸较大的钢锭或坯料时,两

个钳口可以绕销铀向钳头内转动,而当夹持断面尺寸较小的

钢锭或坯料时,两个钳口就绕销轴向钳头外转动,使钳口与

被夹持的钢锭或坯料始终保持有足够的接触面积,被夹持的

钢锭或坯料就不易松脱。

(2)夹紧油缸

夹紧油缸是操作机产生夹紧力的机构,在它的拉力或推

力作用下,使钳头的钳口完成对钢锭、坯料或锻件的夹紧与

张开动作。

夹紧油缸又可分成两大部分,一部分为油缸,另一部分

为旋转滑阀。

2.3.3大车行走机构

大车行走机构承担着操作机自身的全部重量和操作机所

夹持的钢锭、坯料或锻件的重量而在轨道上运行,完成锻造

时需要坯料进退的动作。

大车行走机构由车体和行走机构两部分组成。

(1)车体

车体承担着操作机自身的重量和被夹持件的重量,它的

结构如图13所示。车体的底座1支承在四个车轮9的铀承上。八个定位块l o用以保证车轮与车体的相关位置。托扳

13焊接在底座尾部,托看行走机构的电动机3、减速器40

在底座上固定着两根前立柱7和两根后立柱6,四根立柱又

都与车顶11固定在一起。在两根前立柱间有前导板8,为

活动架的前部升降导向部位。雨棍后立柱间则装有后导板12,后提升机构的升降滑块就在其问上、下滑动。车顶是装置液

压系统的油箱、电动机、油泵、蓄能器、各种阀类等部件的

地方,同时又支承着升降机构的油缸。

图2-5 大车行走机构

第三章旋转机构设计

3.1 旋转机构的组成

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附录II 外文文献原文

A formal theory for estimating defeaturing -induced engineering analysis errors

Sankara Hari Gopalakrishnan, Krishnan Suresh

Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin, Madison, WI 53706, United

States

Received 13 January 2006; accepted 30 September 2006

Abstract

Defeaturing is a popular CAD/CAE simplification technique that suppresses …small or irrelevant features? within a CAD model to speed-up downstream processes such as finite element analysis. Unfortunately, defeaturing inevitably leads to analysis errors that are not easily quantifiable within the current theoretical framework.

In this paper, we provide a rigorous theory for swiftly computing such defeaturing -induced engineering analysis errors. In particular, we focus on problems where the features being suppressed are cutouts of arbitrary shape and size within the body. The proposed theory exploits the adjoint formulation of boundary value problems to arrive at strict bounds on defeaturing induced analysis errors. The theory is illustrated through numerical examples.

Keywords: Defeaturing; Engineering analysis; Error estimation; CAD/CAE

1. Introduction

Mechanical artifacts typically contain numerous geometric features. However, not all features are critical during engineering analysis. Irrelevant features are often suppressed or …defeatured?, prior to analysis, leading to increased automation and computational speed-up.

For example, consider a brake rotor illustrated in Fig. 1(a). The rotor contains over 50 distinct …features?, but not all of these are relevant during, say, a thermal analysis. A defeatured brake rotor is illustrated in Fig. 1(b). While the finite element analysis of the full-featured model in Fig. 1(a) required over 150,000 degrees of freedom, the defeatured model in Fig. 1(b) required <25,000 DOF, leading to a significant computational speed-up.

Fig. 1. (a) A brake rotor and (b) its defeatured version. Besides an improvement in speed, there is usually an increased level of automation in that it is easier to automate finite element mesh generation of a defeatured component [1,2]. Memory requirements also decrease, while condition number of the discretized system improves;the latter plays an important role in iterative linear system solvers [3].

Defeaturing, however, invariably results in an unknown …perturbation? of the underlying field. The perturbation may be …small and localized? or …large and spread-out?, depending on various factors. For example, in a thermal problem, suppose one deletes a feature; the perturbation is localized provided: (1) the net heat flux on the boundary of the feature is zero, and (2) no new heat sources are created when the feature is suppressed; see [4] for exceptions to these rules. Physical features that exhibit this property are called self-equilibrating [5]. Similarly results exist for structural problems.

From a defeaturing perspective, such self-equilibrating features are not of concern if the features are far from the region of interest. However, one must be cautious if the features are close to the regions of interest.

On the other hand, non-self-equilibrating features are of even higher concern. Their suppression can theoretically be felt everywhere within the system, and can thus pose a major challenge during analysis.

Currently, there are no systematic procedures for estimating the potential impact of defeaturing in either of the above two cases. One must rely on engineering judgment and experience.

In this paper, we develop a theory to estimate the impact of defeaturing on engineering analysis in an automated fashion. In particular, we focus on problems where the features being suppressed are cutouts of arbitrary shape and size within the body. Two mathematical concepts, namely adjoint formulation and monotonicity analysis, are combined into a unifying theory to address both self-equilibrating and non-self-equilibrating features. Numerical examples involving 2nd order scalar partial differential equations are provided to substantiate the theory. The remainder of the paper is organized as follows. In Section 2, we summarize prior work on defeaturing. In Section 3, we address defeaturing induced analysis errors, and discuss the proposed methodology. Results from numerical experiments are provided in Section 4. A by-product of the proposed work on rapid design exploration is discussed in Section 5. Finally, conclusions and open issues are discussed in Section 6.

2. Prior work

The defeaturing process can be categorized into three phases:

Identification: what features should one suppress?

Suppression: how does one suppress the feature in an automated and geometrically consistent manner?

Analysis: what is the consequence of the suppression?

The first phase has received extensive attention in the literature. For example, the size and relative location of a feature is often used as a metric in identification [2,6]. In addition, physically meaningful …mechanical criterion/heuristics? have also been proposed for identifying such features [1,7].

To automate the geometric process of defeaturing, the authors in [8] develop a set of geometric rules, while the authors in [9] use face clustering strategy and the authors in [10] use plane splitting techniques. Indeed, automated geometric defeaturing has matured to a point where commercial defeaturing /healing packages are now available [11,12]. But note that these commercial packages provide a purely geometric solution to the problem... they must be used with care since there are no guarantees on the ensuing analysis errors. In addition, open geometric issues remain and are being addressed [13].

The focus of this paper is on the third phase, namely, post defeaturing analysis, i.e., to develop a systematic methodology through which defeaturing -induced errors can be computed. We should mention here the related work on reanalysis. The objective of reanalysis is to swiftly compute the response of a modified system by using previous simulations. One of the key developments in reanalysis is the famous Sherman–Morrison and Woodbury formula [14] that allows the swift computation of the inverse of a perturbed stiffness matrix; other variations of this based on Krylov subspace techniques have been proposed [15–17]. Such reanalysis techniques are particularly effective when the objective is to analyze two designs that share similar mesh structure, and stiffness matrices. Unfortunately, the process of 几何分析can result in a dramatic change in the mesh structure and stiffness matrices, making reanalysis techniques less relevant.

A related problem that is not addressed in this paper is that of local–global analysis [13], where the objective is to solve the local field around the defeatured region after the global defeatured problem has been solved. An implicit assumption in local–global analysis is that the feature being suppressed is self-equilibrating.

3. Proposed methodology

3.1. Problem statement

We restrict our attention in this paper to engineering problems involving a scalar field u governed by a generic 2nd order partial differential equation (PDE):

?

+

-

?

c=

.(f

.

)

au

u

A large class of engineering problems, such as thermal, fluid and magneto-static problems, may be reduced to the above form.

As an illustrative example, consider a thermal problem over the 2-D heat-block assembly Ω illustrated in Fig. 2.

The assembly receives heat Q from a coil placed beneath the region identified as Ωcoil. A semiconductor device is seated at Ωdevice. The two regions belong to Ω and have the same

material properties as the rest of Ω. In the ensuing discussion, a quantity of particular interest will be the weighted temperature Tdevice within Ωdevice (see Eq. (2) below). A slot, identified as Ωslot in Fig. 2, will be suppressed, and its effect on Tdevice will be studied. T he boundary of the slot will be denoted by Γslot while the rest of the boundary will be denoted by Γ. The boundary temperature on Γ is assumed to be zero. Two possible boundary conditions on Γslot are considered: (a) fixed heat source, i.e., (-k ?rT).?n = q, or (b) fixed temperature, i.e., T =

Tslot. The two cases will lead to two different results for defeaturing induced error estimation.

Fig. 2. A 2-D heat block assembly.

Formally,let T (x, y) be the unknown temperature field and k the thermal conductivity. Then, the thermal problem may be stated through the Poisson equation [18]:

)

1()().)((00).(?????????Γ=Γ=?-Γ=???Ω-ΩΩ=?-?+slct slct slct

coil coil T T b or on q h k a on T in in in Q T k BC PDE Given the field T (x, y), the quantity of interest is:

)2(),(),(?????Ω=??Ωdevice d y c T y x H T Compute device

where H(x, y) is some weighting kernel. Now consider the defeatured problem where the slot

is suppressed prior to analysis, resulting in the simplified geometry illustrated in Fig. 3.

Fig. 3. A defeatured 2-D heat block assembly.

We now have a different boundary value problem, governing a different scalar field t (x, y):

)3(ΩΓon 0t ΩΩ0in ΩQ ).(-k BC PDE coil slot coil ?????=???-+=??+in t

)4(),(),(???Ω

=??Ωdevide device d y x t y x H t Com pute

Observe that the slot boundary condition for t (x, y) has disappeared since the slot does not exist any more…a crucial change!

The problem addressed here is:

Given tdevice and the field t (x, y), estimate Tdevice without explicitly solving Eq. (1).

This is a non-trivial problem; to the best of our knowledge,it has not been addressed in the literature. In this paper, we will derive upper and lower bounds for Tdevice. These bounds are explicitly captured in Lemmas 3.4 and 3.6. For the remainder of this section, we will develop the essential concepts and theory to establish these two lemmas. It is worth noting that there are no restrictions placed on the location of the slot with respect to the device or the heat source, provided it does not overlap with either. The upper and lower bounds on Tdevice will however depend on their relative locations.

3.2. Adjoint methods

The first concept that we would need is that of adjoint formulation. The application of adjoint arguments towards differential and integral equations has a long and distinguished history

[19,20], including its applications in control theory [21],shape optimization [22], topology optimization, etc.; see [23] for an overview.We summarize below concepts essential to this paper.

Associated with the problem summarized by Eqs. (3) and (4), one can define an adjoint problem governing an adjoint variable denoted by t_(x, y) that must satisfy the following equation [23]: (See Appendix A for the derivation.)

Γ=???Ω-Ω+ΩΩ=?-?on t in in H t k device slot device 0)5(0

).(**

The adjoint field t_(x, y) is essentially a …sensitivity map? of the desired quantity, namely the weighted device temperature to the applied heat source. Observe that solving the adjoint problem is only as complex as the primal problem; the governing equations are identical; such problems are called self-adjoint. Most engineering problems of practical interest are self-adjoint, making it easy to compute primal and adjoint fields without doubling the computational effort. For the defeatured problem on hand, the adjoint field plays a critical role as the following lemma summarizes:

Lemma 3.1. The difference between the unknown and known device temperature, i.e., (Tdevice ? tdevice), can be reduced to the following boundary integral over the defeatured slot:

?????Γ?--+Γ-?--=-??ΓΓslot

slot d n t k t T d n t T k t t T device device ).)((]).([^*^* Two points are worth noting in the above lemma:

锻造操作机上架回旋机构设计讲述

第一章引言 1.1本课题的意义 锻造操作机是锻造车间实现锻造自动化的关键设备,用于夹持锻件配合压机完成锻造工艺动作。在大锻件生产中,锻造操作机更是必不可少的设备。锻造操作机在20世纪60年代初就已问世,近二、三十年更是得到了迅速的发展。最早是在美国、前苏联,而后在德国、英国、日本等国发展起来,并成为系列化产品进入工业生产。最初的操作机多为全机械传动,随着科学技术的发展,到60、70年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。它与压机配合使用,提高了生产效率及最大锻件质量。80年代以后,随着大型装备制造的快速发展,对大锻件生产又提出了更高的要求,促进了锻造操作机技术的发展,主要表现在对锻造操作机的需求量不断增加,对锻造操作机的最大锻件质量要求大大提高,引起了各国对锻造操作机在锻造生产作用的重视。

我国锻造操作机起步于70年代,开始只能由一些锻造厂自己制造有轨锻造操作机,这些操作机结构简单,钳子的张合夹紧靠与吊钳分离开的电动方头扳手来完成,因而夹紧锻件不方便,只能用于钢锭开坯、拨料。随着国民经济的发展,80年代开始研制出全机械传动和少数液压传动有轨操作机。随后,小型液压传动有轨操作机得到发展,并出现了液压传动无轨操作机。90年代初期我国自行设计制造的100kN锻造操作机主要技术性能已达到世界80年代水平,该台锻造操作机于1992年5月在太原试制成功。 近年来,核电、造船、化工、国防等领域的大型锻件精确高效制造迫切需要重载锻造操作机。重载锻造操作机发展水平的落后制约了我国的大装备制造能力,部分大型装备的关键构件完全依赖进口。重载锻造操作机直接影响国家重大工程的实施和国民经济的发展,开展重载锻造操作机的研究具有重要战略意义。

数据库课程设计大作业

《数据库原理》课程设计报告 专业:测控技术与仪器 班级:测控071班 学号:200710402112 200710402115 姓名:杜文龙王京京 题目名称:物资管理系统 完成日期:2009年12月25日 昆明理工大学信息工程与自动化学院 2009年12月

物资管理系统 一、课程设计目的: 1.加深对讲授内容的理解 《数据库原理及应用》中有关数据库技术的基本理论、基本概念、设计与实现的方法和阶段性知识,光靠课堂讲授既枯燥无味又难以记住,但它们都很重要,要想熟练掌握,必须经过大量实践环节加深对它们的理解。 2.通过课程设计,掌握数据库系统设计与开发的方法及步骤 数据库是一门应用性很强的学科,开发一个数据库系统需要集理论、系统和应用三方面为一体,以理论为基础,以系统(DBMS)作支柱,以应用为目的,将三者紧密结合起来。同时结合实际需要开发一个真实的数据库系统,对于较大型的系统可多人一起完成,但无论如何都应完成数据库的需求分析、数据的分析与建模、数据库的建立、数据库的开发与运行等全部过程。在此过程中将所学的知识贯穿起来,达到能够纵观全局,分析、设计具有一定规模的题目要求,基本掌握数据库系统设计与开发的基本思路和方法并且做到对知识的全面掌握和运用。 3.培养学生自学以及主动解决问题的能力 通过本次设计,使同学能够主动查阅与数据库相关资料,掌握一些课堂上老师未曾教授的知识,从而达到培养学生自学以及主动解决问题的能力的目的。 二、课程设计基本要求: 1.课程设计应由学生本人独立完成,严禁抄袭。 2.掌握所学的基础理论知识,数据库的基本概念、基本原理、关系数据库的设 计理论、设计方法等。熟悉数据建模工具Visio与数据库管理系统SQLServer 软件的使用。 3.按时上机调试,认真完成课程设计。 4.认真编写课程设计报告。 三、需求分析 信息管理系统是集计算机技术、网络通讯技术为一体的信息系统工程,它能够使企业运行的数据更加准确、及时、全面、详实,同时对各种信息进一步地加工,使企业领导层对生产、经营的决策依据更充分,更具有合理性和库、科学性,并创建出更多的发展机会;另外也进一步加强企业的科学化、合理化、制度化、规范化管理,为企业的管理水平跨上新台阶,为企业持久、健康、稳定的发展打下基础。 这个物资管理系统是以客户机/服务器模式的信息管理模式的信息管理系统。它的开发过程不仅仅是一个编写应用程序的过程,而是以软件工程的思想为指导,从可行性研究开始,经过系统分析、系统设计、系统实施

摇摆式输送机设计

自动机械课程设计说明书 题目:摆式送料机构总体设计 姓名 学号: 专业:农业机械化及其自动化 班级: 学院:农业工程与食品科学学院 指导教师 2015年7月15日

目录 前言 (2) 第一章课程设计的指导书 (3) §1-1 课程设计目的 (3) §1-2 课程设计任务 (3) 第二章摇摆式输送机设计过程 (4) §2-1 工作原理 (4) §2-2 设计要求及原始数据 (5) §2-3 设计内容及工作量 (5) §2-4 其他设计方案 (5) §2-5 利用解析法确定机构的运动尺寸 (6) §2-6 连杆机构的运动分析 (12) 第三章传动系综合 (14) §3-1 电机的初步选择 (14) §3-2 V带的初步选择 (15) 第四章课程设计总结 (18) 第五章参考文献 (18) 前言

自动机械设计是一门以机构为研究对象的学科。自动机械课程设计是使学生较全面的、系统的巩固和加深自动机械课程的基本原理和方法的重要环节,是培养学生“初步具有确定机械运动方案,分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手,研究机构运动的确定性和可能性,并进一步讨论机构的组成原理,从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法,以及按已知条件来设计新的机构的方法。

第一章自动机械设计课程设计指导书 一.自动机械设计课程设计的目的 自动机械设计课程设计是自动机械设计课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节,是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计,传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下: (1)通过课程设计,综合运用所学的知识,解决工程实际问题。并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。 (2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练,并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力,培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。 (3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤,并对动力分析与设计有个较完整的概念。 (4)进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。 (5)通过编写说明书,培养学生的表达、归纳及总结能力。 二.自动机械课程设计的任务 自动机械课程设计的任务一般分为以下几部分。 (1)根据给定机械的工作要求,合理地进行机构的选型与组合。 (2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个),对各运动方案进行对比和选择,最后选定一个最佳方案作为个设计的方案,绘出原理简图。 (3)传动系统设计,拟定、绘制机构运动循环图。 三.课程设计步骤 1.机构设计和选型 (1)根据给定机械的工作要求,确定原理方案和工艺过程。 (2)分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。 (3)拟定机构的选型与组合方案,多个方案中选择最佳的。 (4)设计计算。 (5)结构设计、画图。 (6)编写设计计算说明书。 2.自动机械总体方案设计 (1)根据给定机械的工作要求,确定实现功能要求原理方案。 (2)根据原理方案确定工艺方案和总体结构。 (3)拟定工作循环图。 (4)设计计算。 (5)画图。 (6)编写设计计算说明书。 3.自动机械传动系统设计 (1)分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。 (2)确定传动机构方案和采用的传动形式,多个方案中选择最佳的。 (3)传动比分配、设计计算。 (4)传动系统结构设计。 (5)结构设计、画图。 (6)编写设计计算说明书。 四.基本要求

旋转型灌装机供送机构的设计

旋转型灌装机供送机构的设计 1包装容器结构设计 1.1容器材料 包装容器的产品定位为女性日用品乳液,为保证产品的性能包装容器需要有良好的阻隔性和密封性,同时包装容器还不能与产品发生反应引起其变质。此外产品属于中档消费品,为体现其档次以及综合以上考虑选择玻璃瓶作容器,玻璃材质为高白玻璃。容器的开启是旋盖式,容器盖为塑料盖。 1.2容器形状 为便于机械自动化生产及降低设备成本,容器形状选择应用较广泛的圆柱形。 1.3容器尺寸 根据要求包装容器容积为100ml,可选定瓶底的半径mm =,瓶高 r20 =。包装容积V=3.14x20x20x80=100.480ml,满足包装要求。 h80 mm 为了适应瓶盖的旋合启闭,在瓶盖旋合处另制造出约20mm的螺旋高度,便于与瓶盖的旋合开启。包装容器的效果图如图: 图1.1 包装容器结构图

2星形拨轮的结构设计 2.1星形拨轮原理 此机构是将灌装机的限位机构送来的瓶子,准确地送入灌机中的升降机构或灌满的瓶子从升降机构取下送入传送带的机构。将定量的液体物料(简称液料)充填入包装容器内的机器称为灌装机械。因为所要灌入的液体具有流动性,所以所用的容器一般为刚性容器,如聚脂瓶、玻璃瓶(或罐)、金属罐、复合纸盒等。如图2.1所示,输送链带、分件供送螺杆、星形拨轮和弧形导板相结合用于容器的输入;同时拨轮也用于容器的输出。 图2.1 供送螺杆与行星拨轮组合简图 1-分件供送螺杆 2-弧形导板3-行星拨轮 4-圆柱形容器 2.2星形拨轮结构 星形拨轮的结构虽然简单,齿槽形状确实千变万化。图2.2所示的四种形状都能满足将灌装容器送入灌装机中的升降机构要求,但是性能、结构、经济以及稳定性的要求不同,要确定那种方案必须根据设计的要求而定。瓶子从输送带送过来将堆挤到一起,因此就应该设计相应的可以起到瓶的限位机构的作用。(a)和(b)适合供送单个圆柱形容器,(c)适合供送单个长方形容器,(d)适合供送多个多种体形的容器。从制造角度看,本设计根据容器外形和输送方式,宜采用(a)方案。

锻造模具课程设计说明书--最终.

课程设计说明书 题目:接合叉锻造工艺及其模具设计 学院:材料学院 专业名称:材料成型及控制工程 班级学号: 学生姓名:杨康叶鹏章涛张飞 指导教师:姚泽坤 2013年11月29 号

目录 1、模锻件图设计 (3) 1.1 绘制锻件图的过程 (3) 1.1.1 确定分模位置 (3) 1.1.2 确定余块加工余量、和公差 (3) 1.1.3 模锻斜度 (4) 1.1.4 圆角半径 (4) 1.1.5 技术条件 (4) 1.2 计算锻件的主要参数 (5) 2、确定锻锤吨位 (5) 3、确定毛边槽形式和尺寸 (6) 4、绘制计算毛坯图 (7) 5、制坯工步选择 (9) 6、确定坯料尺寸 (9) 7、制坯型槽设计 (10) 7.1滚挤型槽设计 (10) 7.1.1滚挤型槽尺寸设计 (10) 7.1.2开式滚挤型槽截面形状 (12) 7.2弯曲型槽的设计 (13) 8、锻模型槽设计 (14) 8.1终锻型槽设计 (14) 8.1.1型槽排布 (14) 8.2型槽壁厚 (15) 8.3模块尺寸 (15) 8.3.1承击面 (15) 8.3.2模块宽度 (15) 8.3.3模块高度 (15) 8.3.4锻模检验角 (16) 8.3.5模块规格 (16) 9、锻前加热、锻后冷却及热处理要求 (16) 9.1 确定加热方式,及锻造温度范围 (16) 9.2 确定加热时间 (17) 9.3 确定冷却方式及规范 (17) 9.4 确定锻后热处理方式及要求 (17) 参考文献 (18)

1、模锻件图设计 接合叉是长轴类件,对零件的整体形状尺寸,表面粗 糙度进行分析,此零件的材料为45钢,材料性能稳定。 1.1 绘制锻件图的过程 1.1.1 确定分模位置 确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。使锻件容易从锻模型槽中取出,因此锻件的侧表面不得有内凹的形状,并且使模膛的宽度大而深度小。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。应使飞边能切除干净,不至产生飞刺。对金属流线有要求的锻件,应保证锻件有最好的纤维分布。 根据接合叉零件形状,采用厚度方向上下对称的直线分型模。 1.1.2 确定余块加工余量、和公差 查得45钢的密度为:37.85/g cm 。 由于接合叉接合处的两个圆柱形孔、做端部的螺纹孔以及圆柱形孔的尺寸比较小,所以在此设计为四个余块。 零件表面粗糙度大于或等于 3.2a R m μ时采用一般加工精度为 1F ,零件表面精度小于 3.2a R m μ时一般采用加工精度2F ,余量要适当 放大。由于此零件表面粗糙度要求为4a R ,所以选择一般加工精度1F 。

全液压轨道式锻造操作机主要技术参数

1800kN/4000kN-m全液压轨道式锻造操作机2.1 主要技术参数 1)夹钳夹持重量1800 kN 2)夹钳夹持力矩4000 kN-m 3)设备倾翻力矩10156 kN-m 4)前轮最大载荷时轮压,1740 kN 5)夹钳开口尺寸 第一副钳口开口范围,最大圆棒Φ2650 mm 方坯2270 mm 最小圆棒,方坯)636 mm 第二副钳口开口范围,最大圆棒Φ1100 mm 方坯1949 mm 最小(圆棒,方坯)314 mm 第三副钳口可夹持饼类件 盘形件钳口开口范围max 4000 mm 6)夹钳回转直径最大Φ4340 mm 7)夹钳中心线至轨面距离1700 mm 8)夹钳升降行程3700 mm (2500-3700范围内做套圈锻造用) 9)夹钳向上倾角8° 10)夹钳向下倾角10° 11)夹钳左侧移行程300 mm 12)夹钳向右侧移行程300 mm 13)夹钳旋转速度约6/12 r/min 14)夹钳旋转位置精度±1° 15)夹钳喉口深度(切除钢锭底部后使用)1290-1690 mm 16)夹钳杆提升/下降速度90 mm/s 17)夹钳杆侧移速度80 mm/s 18)大车行走速度(两级)400 /800 mm/s 19)大车行走位置精度±5 mm

20)大车有效行驶距离约23500 mm 21)设备总长18600 mm 22)设备总宽(不含延伸臂和水电拖链)7550 mm 23)轨道上表面的标高+100 mm 24)设备地面上总高,最小/最大约6680/9550 mm 25)设备总功率380V 997 kW 26)冷却水用量1650 L/min 2.2 机械结构描述 1800kN/4000kN-m锻造操作机机械部分主要包括机架,夹钳装置,钳杆装置,升降、摆移和缓冲装置,前车轮,后车轮,大车行走驱动装置,轨道装置等。包含液压系统在内的整台设备由安装在机架前后的六个车轮支撑在轨道上。 2.2.1 机架 机架为钢板焊接整体框架结构,左右两个箱形立板上开有供安装悬挂系统(即升降、摆移和缓冲装置)、钳杆装置、车轮和行走驱动装置的装配孔,以及供安装液压系统的平台。 2.2.2 夹钳装置 夹钳装置由钳口、钳臂、钳壳、销轴、连杆等构成。钳口和钳臂采用耐热铸钢件。钳壳法兰通过螺钉与钳杆法兰连接,连杆通过销轴与钳杆装置中的夹紧装置(夹紧油缸体)连接,通过油缸体推拉连杆实现钳臂和钳口的闭合与张开。 2.2.3 钳杆装置 钳杆装置由钳杆夹紧装置、对中缸、钳架、钳杆、油马达和尾架等组成。它的前部通过两个销轴与悬挂系统的摆(吊)杆连接,尾部通过一个销轴与倾斜缸活塞杆的头部相铰接。整个钳杆装置由此三点悬挂在机架中线上。 钳杆夹紧装置安装在钳杆中,夹紧缸的活塞杆固定在钳杆后端,夹紧缸的缸体在钳杆内的导套中做前后运动,推拉钳杆装置的连杆实现钳臂和钳口的闭合与张开。 钳杆安装在钳架的前后轴承中,其前部法兰通过螺钉与钳壳法兰连接,中后部装有大齿轮;在钳架上安装有两台液压马达,各通过减速机输出端的小齿轮与钳杆后部的大齿轮啮合,驱动钳杆实现正向和反向转动。 2.2.4 升降、摆移和缓冲装置 一套肘杆式升降、摆移和缓冲机构由前传动杠杆、后传动杠杆、连杆、上下摆动

(完整版)大工16秋《道路勘测设计课程设计》大作业答案

网络教育学院《道路勘测设计课程设计》 题目:某公路施工图设计 学习中心: 专业: 年级: 学号: 学生: 指导教师:

学 号学 生: 指导教师: 乔 娜 1 设计交通量的计算 设计年限内交通量的平均年增长率为7%,路面竣工后第一年日交通量如下: 桑塔纳2000:2300辆; 江淮a16600:200辆; 黄海dd680:420辆; 北京bj30:200辆; Ep140:580辆; 东风sp9250:310辆。 设计交通量:d N =0N ×() 1 1n r -+ 式中:d N —远景设计年平均日交通量(辆/日); 0N —起始年平均交通量(辆/日); r —年平均增长率; n —远景设计年限。 代入数字计算: 解: 0N =2300+200+420+200+580+310=4010(辆/日) 假设远景设计年限为20年,则将上述的种种数字带入公式后计算: 设计交通量:d N =0N ×() 1 1n r -+ =4010×(1+0.07)19 =14502(辆/日)

2 平面设计 路线设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计三大部分。道路是一个三维空间体系,它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影称为路线的平面。沿着中线竖直的剖切,再展开就成为纵断面。中线各点的法向切面是横断面。道路的平面、纵断面和各个横断面是道路的几何组成。 道路的平面线形,受当地地形、地物等障碍的影响而发生转折时,在转折处需要设置曲线,为保证行车的舒顺与安全,在直线、圆曲线间或不同半径的两圆曲线之间要插入缓和曲线。因此,直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的主要组成因素。 直线是平面线形中的基本线形。在设计中过长和过短都不好,因此要加以限制。直线使用与地形平坦、视线目标无障碍处。直线有测设简单、前进方向明确、路线短截等特点,直线路段能提供较好的超车条件,但长直线容易使司机由于缺乏警觉产生疲劳而发生事故。 圆曲线也是平面线形中常用的线性。《公路路线设计规范》规定,各级公路不论大小均应设置圆曲线。平曲线的技术标准主要有:圆曲线半径,平曲线最小长度以及回头曲线技术指标等。 平曲线的半径确定是根据汽车行驶的横向稳定性而定: )(1272 i V R +=μ 式中:V-行车速度km/h ; μ-横向力系数; i -横向超高,我国公路对超高的规定。 缓和曲线通过曲率的逐渐变化,适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅,以构成美观及视觉协调的最佳线形;离心加速度的逐渐变化,不致产生侧向冲击;缓和超高最为超高变化的过渡段,以减小行车震荡。 平曲线要素: 切线增长值:q=2s L -2 3 240R L s 内移值: p=R L s 242-3 4 2384R L s

机械原理课程设计-旋转型灌装机设计

机械原理课程设计-旋转型灌装机设计

贵州大学机械工程学院 机械原理课程设计说明书题号11 旋转型灌装机 学院:机械工程 专业: 班 姓名 学号: 指导导师: 日期:

目录 一、机械原理课程设计任务书题号11 ......... - 3 - 一、设计题目及原始数据............... - 4 - 二、设计方案提示........................... - 5 - 三、设计任务................................... - 5 - 二、设计背景................................................... - 7 - 三、方案的选择............................................... - 8 - 3.1综述............................................................. - 8 - 3.2选择设计方案..................................... - 8 - 3.2.1、功能逻辑图和功能原理解图- 8 - 3.2.2、功能原理的工艺过程分解. - 10 - 3.2.3、机械系统运动转化功能图. - 21 - 3.3方案确定........................................... - 21 - 四、原动机选择............................................. - 24 - 五、传动比分配............................................. - 24 - 六、传动机构的设计..................................... - 24 - 6.1减速器的设计................................... - 24 - 6.2齿轮的设计....................................... - 25 - 七、机械运动循环图..................................... - 28 - 八、机构设计................................................. - 28 - 8.1、凸轮设计计算及校核.................... - 28 -

2013年机械设计大作业轴设计

大作业设计说明书 课程名称: 机 械 设 计 设计题目: 设计搅拌机用单级斜齿圆柱 齿轮减速器中的低速轴 院 系: 理 学 院 专业班级: 机械电子工程0211411班 设 计 者: 学 号: 设计时间: 2013年12月20日 湖 北 民 族 学 院 HUBEI MINZU UNIVERSITY

目录(宋体,三号,加粗,居中) 1、设计任务书 (1) 2、…………………………………………………………… 3、轴结构设计………………………………………………… 3.1轴向固定方式……………………………………………………… 3.2选择滚动轴承类型……………………………………………………… 3.3键连接设计………………………………………………… 3.4阶梯轴各部分直径确定…………………………………………………… 3.5阶梯轴各部段长度及跨距的确定……………………………………… 4、轴的受力分析…………………………………………………………… 4.1画轴的受力简图……………………………………………………… 4.2计算支反力……………………………………………………… 4.3画弯矩图……………………………………………………… 4.4画扭矩图……………………………………………………… 5、校核轴的弯扭合成强度…………………………………………………… 6、轴的安全系数校核计算……………………………………………… 7、参考文献…………………………………………… 注:其余小四,宋体。自己按照所需标题编号,排整齐。

设计任务书 1.已知条件 某搅拌机用单级斜齿圆柱减速器简图如上所示。已知:电动机额定功率P=4kW,转速n1=750r/min,低速轴转速n2=130r/min,大齿轮节圆直径d2=300mm,宽度B2=90mm,轮齿螺旋角β=12°,法向压力角αn=20°。 2.设计任务 设计搅拌机用单级斜齿圆柱减速器中的高速级/低速轴(包括选择两端的轴承及外伸端的联轴器)。 要求:(1)完成轴的全部结构设计; (2)根据弯扭合成理论验算轴的强度; (3)精确校核轴的危险截面是否安全。 - 1 -

锻造操作机安全检查示范文本

锻造操作机安全检查示范 文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

锻造操作机安全检查示范文本 使用指引:此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 说明 1)操作机的钳口选择及夹持冷、热锻坯的牢靠与否 对锻锤操作者的安全关系很大。 2)在锻造过程中,操纵操作机的人员与司锤及指挥 的默契配合是安全生产的很重要的一环。 1 设备检查 1.1 钳口大小要根据锻件的形状和工艺不同而更换。 1.2 钳口在钳头上安装牢固可靠。 1.3 钳口夹持的锻件送入锻锤后,在锻件与下砧面紧贴 后,方能锤击。 1.4 镦粗时,钳口的厚度不得大于锻件镦粗的高度。 1.5 钳杆内设有夹紧机构,并有超载保护装置。

1.6 夹紧机构夹紧力矩应大于额定夹紧力矩。 1.7 夹紧缸密封良好、无漏油(气)现象。 1.8 钳杆旋转、升降、倾斜等动作灵活自如,旋转速度符合要求。 1.9 油缸(气缸)与支承座,连杆和杠杆等连接牢固可靠,转动或滑动灵活,液压无件密封良好,无泄漏。 1.10 各缸中的介质压力正常。 1.11 支杆无损伤、缺损。 1.12 缓冲弹簧性正常,无裂损现象。 1.13 大、小车运行自如,无咬轨和卡阻现象。 1.14 大、小车轨道两端限程档铁齐全、可靠。 1.15 操作手柄在停止位置上才能开动电门。 2 行为检查 2.1 锻造操作机司机与锻锤司机操作上要配合密切。 2.2 锻造操作机不得超负荷夹持重物。

内燃机设计课程设计大作业

第一部分:四缸机运动学分析 绘制四缸机活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线(X -α,V -α,a -α)。 曲轴半径r=52.5mm 连杆长度l=170mm, 连杆比31.0==l r λ 1、位移:)]2cos 1(4 1 )cos 1[(αλα-+-=r x 2、速度:)2sin 2 (sin αλ αω+ =r v 3、加速度:)2cos (cos 2αλαω+=r a

第二部分:四缸机曲柄连杆机构受力分析 1、初步绘制四缸机气缸压力曲线(g F -α),绘制活塞侧击力变化曲线(N F -α),绘制连杆力变化曲线(L F -α),绘制曲柄销上的切向力(t F ),径向力(k F )的变化曲线(-α),(-α)。 平均大气压MPa p 09839.098.39kPa 0== 缸径D=95mm 则 活塞上总压力 6 010 )(?-=A P P F g g 24 D A π = 单缸活塞组质量:kg m h 277.1= 连杆组质量: 1.5kg =l m 则 往复运动质量:l h j m m m 3.0+= 往复惯性力:)2cos (cos 2αλαω+-=-=r m a m F j j j )sin arcsin(αλβ=又 合力:g j F F F += 侧击力:βtan F F N = 连杆力:β cos F F L = 切向力:)sin(βα+=L t F F 径向力:)cos(βα+=L k F F t F k F

2.四缸机连杆大头轴承负荷极坐标图,曲柄销极坐标图 连杆大头集中质量产生的离心力:2 227.0ωωr m r m F l rL == 连杆轴颈负荷: qy qx p F F arctan =α 连杆轴承负荷: ?+++=180βαααq P )sin(p P px F F α= 2m rL L q F F F +=k rL qx F F F -=t qy F F =q p F F -=)(p p py con F F α=

饮料灌装机PLC控制系统设计毕业设计论文

毕业设计(论文)题目:基于PLC的汽水灌装机控制系统设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

200TM操作机夹钳改造及抱钳设计

200TM操作机夹钳改造及抱钳设计 对现有200TM操作机夹钳进行改造,使其既具有原夹钳功能,同时又具有抱钳功能。首先对改造后夹钳装置进行校验满足原有使用要求,然后利用ANSYS workbench静态分析对延长臂的结构进行优化,使延长臂销轴根部应力集中降为534MPa。 标签:夹钳改造;延长臂;有限元分析;专用抱钳 高温合金锻件材料成本昂贵,锻造温度区间狭窄(约200-300℃),为了实现高温合金坯料的整体无废料快速锻造,需要配备高温合金锻造专用抱钳。为了满足高温合金锻造需求,对现有200TM操作机夹钳进行改造,通过多种方案对比,最终采用“延长臂”的设计方案,该方案具有结构简单、可靠、更换方便的特点,满足了使用要求。 1 夹钳改造 夹钳改造原则:保持原有功能要求不变,增加抱钳功能。 夹钳改造难点:尽可能利用原有零部件,节约成本。 夹钳改造过程:夹钳改造主要是对杠杆的改造,由于要利用原有钳座,所以不改变杠杆在鉗座部分尺寸,只改变杠杆在钳座以外部分尺寸,同时在杠杆上设置受力支撑孔,并改变杠杆与钳口的配合尺寸,最终实现新设计延长臂的安装,满足抱钳功能,见图1。 2 改造后夹钳夹紧力校验 夹钳的受力情况与其在空间的位置有关,一般先计算钳口在水平和竖直两种姿态的受力情况,再取较大的受力进行拉紧缸设计,由于本设计是在原有操作机的基础上进行改造设计,所以只需在最大夹紧力时对拉紧缸进行校核即可。 2.1 钳口水平位置受力 当锻件受到的静摩擦力达到最大时,钳口施加到锻件上的力为水平位置的最小夹紧力[1](见图2)。 由力矩平衡方程得, 解得总夹紧力Fh为: 夹持力矩M=G*l0,那么最恶劣的工况条件下的夹钳机构钳口施加锻件上的最小工作夹紧力为:

全液压锻造操作机的相关设计

(液压英才网豆豆转载)30t全液压锻造操作机是集机械、液压、电气一体化的锻造设备,是45MN大型快速锻造液压机组的主要配套设备,是快速锻造液压机的机械手,用它夹持锻件,可实现旋转、升降、倾斜、侧移、侧摆和缓冲等各种动作,达到不同锻造工艺要求。 45MN大型快速锻造液压机组于2007年8月被列人“甘肃省重大专项项目”和“国家科技支撑计划项目”,项目编号是:2007BAF28B00。 操作机的主要动作是由液压油缸来完成,为了准确地控制液压缸的动作位置,将对液压缸的行程进行检测,将行程检测装置安装到缸体内部,使其结构紧凑,不易受到外界的破坏和干扰,得到的结果准确;这种内置式结构完全避免了外置式结构的缺点,既能精确的检测位置,又能保护行程检测装置。 液压缸按结构形式分为活塞缸和柱塞缸,根据安装方式不同,可分为从一端安装和两段安装两种方式。30t全液压锻造操作机的液压油缸包括提升油缸、倾斜油缸、侧移油缸、缓冲油缸等。当高压油通过管路进入不同的油缸,油缸产生动作,与其它部分协调配合实现不同的动作要求,结构紧凑,控制灵活,运动平稳。 提升油缸采用外置式位移传感器,倾斜油缸和侧移油缸,并采用内置式行程检测装置,缓冲油缸等其它缸没有安装行程检测装置。 2 活塞缸行程检测装置结构设计及安装 活塞缸有四部分,由活塞杆3、活塞12、缸盖l3和缸体l0组成油缸,由位移传感器组件和检测管组成行程检测装置,由进出油管及相应的阀泵组成液压部分,由输出电缆及相应的电气元件和软件组成电控部分;活塞缸行程检测装置有从一端安装和两端安装两种方式,其原理相同,结构不同。 2.1 一端安装的方式 如图1所示,行程检测装置有两部分:位移传感器组件和检测管。先将检测管利用端头7的扁方和接头11的细牙螺纹,装到缸体10的底部,拧紧;在检测管端头7中装人磁环座6、磁环5,用螺钉把压盖4压紧;再把活塞l2和活塞杆3装入缸体10中,再将缸盖13装到缸体10上,最后把位移传感器杆8插人活塞杆3,拧紧,位移传感器杆8根部有螺纹;缸体1O与缸盖13是通过螺钉连接,而形成内腔,活塞杆3与活塞l2做成一体。 1.输出电缆2.位移传感器头部3.活塞杆4压盖5.磁环6.磁环座7.端头8位移传感器杆9.连接管10.缸体11.接头12.活塞13.缸盖 图1 活塞缸行程检测装置从一端安装简图 端头7加工有安装扁方结构,可很方便的将检测管拧人缸体10内,接头ll采用细牙螺纹,强度高,自锁性能好,能承受振动和冲击。当高压液压油从A口进人下腔,推动活塞l2和活塞杆3向上运动,或者缸体lO向下运动,磁环5与位移传感器杆8发生相对位移感应产生信号,由输出电缆l输入到计算机显示其行程并进行监控。活塞杆3,活塞l2,位移传感器组件和检测管都是从缸体一端装入的。 2.2 两端安装的方式 如图2所示,行程检测装置有两部分:一部分是位移传感器组件;另一部分是压盖4、磁环座6。先将压盖4用螺钉将装有磁环5的磁环座6压在活塞3的端部,把活塞3和活塞杆ll 装入缸体1O中,再将缸盖9装到缸体l0上,最后把位移传感器杆8插人缸体lO的外端部,拧紧,位移传感器杆8根部有螺纹:缸体lO与缸盖9通过螺钉连接,形成内腔,活塞杆1l与活塞3做成一体。 1.输出电道2.位移传露嚣头部3.活塞4.压盖5.磁环8.磁环座7.端头8.位移传绉器杆9.缸盖1O.缸体11.活塞杆 图2 活塞缸行程检测装置从两端安装简图

摇摆式输送机设计说明书

) 机械原理课程设计说明书、 题目:摇摆式输送机 学院:机电工程学院 > 班级:机械092 学号:4216 ( 设计者陈觉石 指导教师凌轩 2011 年 7 月 2日

目录 | 第一章机械原理课程设计前言 (2) §1-1 课程设计的目的 (3) §1-2 课程设计的任务 (3) 第二章:摇摆式输送机设计过程 (4) §2-1 工作原理 (4) §2-2 设计要求和原始数据 (5) §2-3 设计内容及工作量 (6) §2-4 其他设计方案 (6) ; §2-5 利用作图法确定机构的运动尺寸 (7) §2-6 连杆机构的运动分析 (8) (一)、速度分析 (9) (二)、加速度分析 (11) 第三章:课程设计总结 (19) 参考文献 (20) #

第一章机械原理课程设计前言 机械原理是一门以机器和机构为研究对象的学科。机械原理课程设计是使学生较全面的、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节,是培养学生“初步具有确定机械运动方案,分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手,研究机构运动的确定性和可能性,并进一步讨论的组成原理,从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法,以及按已知条件来设计新的机构的方法。 机械原理课程设计所研究的问题又可归纳为二类: (1)、根据已有的机构和主要参数来分析该机构和所组成机构的各种特性,即结构分析,运动分析。 》 (2)、根据预期的各种特性来确定新的机构的形式,结构和参数,即机构的设计问题,如机构的运动设计,机构的平衡设计以及速度的调节。 电子计算机的应用为此次课程设计提供方便,我们可以利用AutoCAD作图,SolidWorks建模并仿真,从而能看到机构的运动。 §1-1 课程设计的目的 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析的训练,是机械原理课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是:(1)、进一步加深学生所学的理论知识。 (2)、培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力,使学生对于机械运动学和动力学

新式灌装机的设计与工程分析

摘要 在科学技术日益发展的今天,灌装行业越来越受到人们的关注。灌装行业的发展直接影响到液体灌装的精度,精准的灌装量不仅体现了灌装机械的发展水平,也是对消费者权益的一种保护。 本次设计的灌装机主要适应用矿泉水、果汁以及纯净水等无气液体的灌装,它具有操作简单、成本低廉及可批量生产等特点,可适用于一些中小企业的灌装生产。它的主要机构有一下几个:供料装置、供瓶装置、托瓶机构、瓶高调节装置以及灌装阀,此外,它的正常运转还需要靠传动系统的带动。它基本的设计方案是:灌装整体布局是呈立式、旋转型,由洗瓶器出来的瓶子通过传送带传送给供瓶装置,由它分瓶、送瓶给托瓶机构;灌装机的液箱内安装有灌装阀,阀头的喇叭口对准了每一个待灌瓶,液箱内的液体由供料装置供给,液体经供料装置供到液箱中,再通过灌装阀流入每一个空瓶内;待瓶灌满后,再由供瓶装置的星形拨轮拨到传送带然后传送出,运送到下一个工序。 本文从灌装机的基本理论、基本工作原理、基本工作结构以及传动部分的设计上作了阐述,并利用UG软件绘制三维图,从而更直观的反应整体效果。 关键词:灌装机;灌装阀;星形拨轮;传动装置;

Abstract Today, with the development of science and technology , the filling industry has been paid more and more attention. The development of filling industry directly affects the accuracy of liquid filling ,the filling precision not only reflects the development level of the filling machine, but also is a kind of protection of the rights and interests of consumers. The design of the filling machine is mainly adapted to use for mineral water, fruit juice and water without liquid filling of gas.It has the advantages of simple operation, low cost and mass production characteristics .The filling production can be applied to some small and medium- sized enterprises of filling production. It has some main institutions,such as feeding device, the bottle supply device, bottle table institutions, the bottle of high regulator device and the filling valve. In addition, its function also needs to be driven by the drive system.The following is its basic design scheme . Its overall mechanism is vertical and rotary. The bottle which comes from washing device conveys through the conveyor belt transmission to the bottle supply device.The device can let the bottle be separated,and then send these bottles to bottle table institutions;The liquid filling valve is installed in the cabinet, and its valve head is admitted to each bottling. The liquid in the liquid box is supplied by feeding device,and then it is delivered through the filling valve to each empty bottle. After the bottle is filled, the installation of the star dial wheel deliver -ed them to the conveyor belt and then sent to the next working procedure. This article describes the basic theory, working principle, structure and transmission part of the filling machine. The use of UG software renders 3D visual effects by drawing its 3D graph. Key words:filling machine; filling valve; star thumbwheel; transmission device

机械设计制造专业课程设计大作业

机械设计制造专业课程设计大作业 题目共四个,任选其一。最重要一点:不得抄袭!具体要求在后面一、某小型乘用车的基本参数如下: 整车尺寸大致为4300mm×1800mm×1500mm 驱动形式:4×2前轮驱动 轴距:2600mm 整备质量:1100 kg 最大功率/转速:74/5800 kW/rpm 最大转矩/转速:150/4000 N·m/rpm 公路行驶最高车速:190 km/h 1. 设计符合其使用的一台离合器 要求:(1)通过调查研究提出离合器设计方案; (2)进行总体方案设计,并附上离合器结构示意图; (3)对你所设计的离合器方案选择原则进行理由阐述,即选择该方案的原因; (4)完成至少6000字的设计说明书。 2. 设计符合其使用的一台变速器 要求:(1)通过调查研究提出变速器设计方案; (2)进行总体方案设计,并附上变速器结构示意图; (3)对你所设计的变速器方案选择原则进行理由阐述,即选择该方案的原因; (4)完成至少6000字的设计说明书。

二、一辆用于长途运输固体物料、载重质量为20t的重型运输汽车 整车尺寸大致为12000mm×2100mm×3400mm 轴数:4 轴距:6500mm 额定载质量:20000kg 整备质量:12000kg 公路行驶最高车速:100km/h 最大爬坡度:≥30% 1. 设计符合其使用的一台离合器 要求:(1)通过调查研究提出离合器设计方案; (2)进行总体方案设计,并附上离合器结构示意图; (3)对你所设计的离合器方案选择原则进行理由阐述,即选择该方案的原因; (4)完成至少6000字的设计说明书。 2. 设计符合其使用的一台变速器 要求:(1)通过调查研究提出变速器设计方案; (2)进行总体方案设计,并附上变速器结构示意图; (3)对你所设计的变速器方案选择原则进行理由阐述,即选择该方案的原因; (4)完成至少6000字的设计说明书。 三、课程大作业要求 1.手写或打印均可; 2.联系电话:王磊

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