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机械精度设计与检测论文

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机械精度设计与检测论文

数控车床精度加工论文

[摘要]在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。

加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。

为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。

在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。

[关键词]几何精度 精度补偿 误差分析

1、数控机精度分析

目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。

数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。

将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。

在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。

主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。

在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。

在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。

在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。

数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。

而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。

因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。

2、检测数控机床精度

数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。

因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。

检测几何精度

通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。

在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。

主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。

机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。

检测位置精度

数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。

定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。

在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的'重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。

3、提高机床精度的措施

提高设计水平

目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。

闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。

机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。

通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。

提高机床几何精度

数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。

在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。

所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。

数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。

该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。

综合提高加工精度

数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。

在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。

然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。

4、结束语

目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。

在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]

机械设计的水平对产品的质量、性能、研发时间和经济效益等有直接或间接的影响。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械零部件设计的新思路

摘 要:机械零部件设计是人类为了实现某种预期目标而进行的一种创造性活动,是人们以长期经验积累为基础,通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计有很多局限性,因此笔者提出了机械零部件设计的新思路。

关键词:机械;零部件;设计;新思路

机械零部件设计的传统模式是采用手工计算及绘图,虽然现在已有不少设计人员使用了计算机绘图但基本上还停留在计算机绘图的初级阶段段有将计算机在机械零部件设计的优化方面的优势充分发挥出来,就使设计的准确性较差池因为设计思路的老套化,使在生产过程中不断地出现问题设计不断地修改、修正就使其效率更低。

1、设计核心思想――创新思维

运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现,包括观察力、记忆力、想象力、思维力、表达力、自控力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。它是社会前进、科技进步的基本动力之一,其中想象力和思维力是创造力的核心,它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换,创造表达出新成果的整个创造活动的中心。设计者不是把设计工作当成例行公事,而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动,掌握必要创新方法,加强学习和锻炼启觉开发创造力,成为一个符合现代设计需要的创新人才。创造力的开发可从培养设计人员的创新意识、提高创新能力、士曾加创新实践等方面进行。

运用发散思维

发散思维又称辐射思维,是以欲解决的问题为中心,思维者打破常规,从不同方向,多角度、多层次地考虑问题。通过提出各种不同的解决问题的途径求出多种不同的答案,才从中选出最优解决方案的思维方式。例如若提出“将两个零部件联结在一起”的问题,常规的办法有焊接、胶接、铆接、捆绑、螺栓连接等各种各样的常规方式。但运用发散思维思考以后,就可得到利用电磁力、摩擦力、压合力、抽真空、冷冻等等方法。利用发散思维可能会找到更好的更优化的解决问题的方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

运用创新思维

创新思维是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下,将各种信息重新综合集成产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等在求异和突破中体现创新。

2、科学地进行机械零部件设计

把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,是机械总体设计的基础。机械设备中的各种机构和构件及它的各种运动功能,都是通过机械零部件的精心设计、绘制出零部件的加工制造图和各部件的装配图再通过机械制造过程中的精细加工及各合格零部件的组合装配得以实现了机械设备的设计功能。

机械零部件设计的主要内容包括:根据机械设备方案设计和总体设计的要求阴确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足由零部件设计所决定的机械零部件的综合质量对强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性、精度、加工及装配工艺性、维修、生产成本等方面的要求,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。

严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。故在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析预估失效的可能性采取相应措施,其中包括理论计算及计算准则。

常用的计算准则如下:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力;二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下,抵抗弹性变形的能力;三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振;四是耐热性准则。为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用有效的降温措施;五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将会导致零部件失效报废。只有综合考虑才能最大可能地避免零部件的失效。

正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;其选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。在机械零部件设计工作中表面粗糙度的选择应用最广的是类比法,此法简便、迅速、有效。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。

在实际应用中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。故在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性才能作出合理的选择。

全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程环节,用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。

CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为:基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。

参考文献:

[1]王月强:《现代机械产品的零部件设计创新研究》[J]交通世界(建养.机械),2012(06)

[2]谢志坤/路平/史科科/刘伯聪:《轻量化技术在机床设计中的应用》[J]制造技术与机床,2012(12)

机械设计制造自动化探讨

摘要:本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析,指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点,能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。

关键词:机械制造自动化原则发展方向

1 机械制造自动化符合设计的原则

满足对机器的功能要求。

任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的,不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理,输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能,能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容,作为产品, 又包含着设计、 制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。

利用先进技术不断创新。

根据产品或系统的功能不同,可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主,输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统,称为动力机,其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息。

机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具备其它内部功能,即 控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。

2 机械自动化系统的优点与效益

生产能力和工作质量提高。

机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能,其检测的精度和灵敏度有很大的提高,通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作,使制造过程不受操作者主观因素的影响,保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时,由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。

使用安全性和可靠性提高。

机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时,能够自动停止工作,保护机械设备的完好,避免或减少人身事故,提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性,故障率降低,寿命得到了延长。

调整和维修方便,使用性能改善。

机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

改善劳动条件,有利于自动化生产。

机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。

3机械设计制造及其自动化的发展方向

3 .1智能化。

智能化是21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得更高的控制目标。诚然,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。

模块化。

模块化是一项重要而又艰巨的工程。 由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、 电动机于一体的动力单元, 具有视觉、 图像处理、 识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。 这样, 可利用标准单元迅速开发出新的产品,同时也可扩大生产规模。

网络化。

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体,企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快会畅销全球。由于网络化的普及,基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。

微型化。

微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统,或微机械自动化系统,泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品,并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术,微机械自动化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4结论

现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义,所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进,不能仅仅安心于作为新技术的传播者, 而应该作为新技术产业化的创造者,为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

参考文献:

[1]吴俊松.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].黑龙江科技信息,2013(11):45-46.

[2]罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业,2013(8):105-106.

[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6):66-67.

机床精度检测论文

数控车床精度加工论文

[摘要]在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。

加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。

为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。

在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。

[关键词]几何精度 精度补偿 误差分析

1、数控机精度分析

目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。

数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。

将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。

在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。

主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。

在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。

在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。

在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。

数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。

而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。

因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。

2、检测数控机床精度

数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。

因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。

检测几何精度

通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。

在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。

主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。

机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。

检测位置精度

数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。

定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。

在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的'重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。

3、提高机床精度的措施

提高设计水平

目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。

闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。

机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。

通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。

提高机床几何精度

数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。

在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。

所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。

数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。

该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。

综合提高加工精度

数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。

在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。

然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。

4、结束语

目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。

在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]

数控机床改造论文对数控机床的改造进行阐述,并对数控机床改造的特点和常用方法研究。

数控机床改造论文【1】

【摘要】数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加,机床数控化改造成为新的经济增长行业。

【关键词】数控;机床;数控化改造;特点和方法

1 机床数控化改造分析

一台旧设备使用到一定年头后,必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。

对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造?做出这种决定之前,首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。

例如一台加工中心,主要构成的机电部件有:①CNC系统及操作子系统;②伺服系统(包括电动机);③机床电气;④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等);⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统(APC)等。

每一个子系统根据实际情况,都可以作出相应剩余使用价值评估。

例如根据伺服系统的磨损程度,如果继续留用,应考虑整修后还有50%以上剩余价值;但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性,即使旧的伺服系统没有完全损坏,或预计继续使用寿命不会太长,也可考虑彻底更换。

机械部件的剩余价值一般都占较高比例,多项工程实践表明,一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。

例如改造过的70年代美国卧式加工中心,X方向行程1台为、1台为,导轨的直线度和扭曲都能调整到,导轨本身没有进一步修磨。

机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等),即使重新更换花费也不多,因此机械部件都占有较高剩余价值。

2 数控机床改造的特点

投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。

一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。

即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。

另外可以根据实际情况进行针对性的改造,交货期缩短。

机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。

熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。

改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。

改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。

可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。

充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。

因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。

3 提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。

机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下:

修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。

导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。

是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。

对不同形式导轨,大概修理方法如下:

使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。

应用于机床改造更为便利,效果显著。

铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。

这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。

恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。

机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。

所以,改造时必须修复主轴的精度。

对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。

但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。

调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。

当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

修复或更换滚珠丝杠

丝杠传动直接关系到传动链精度,滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。

基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。

在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。

在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

减少传动环节的间隙

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。

为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。

在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。

如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。

另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。

4 结论

为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为先进的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。

但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。

本文对数控机床改造从实际情况分析入手,对数控机床改造特点和提高改造精度的常见方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。

数控机床刀架改造研究【2】

摘 要:随着机械制造发展,企业为了提高产品效益和质量,对普通机床数字化改造及普通数控机床升级改造愈来愈重视,因此数控机床改造有着广阔的市场和效益,刀架的改造就是其一。

关键词:电动刀架 数字化改造

一、数控机床刀架改造及方案

数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件,主要完成零件加工过程中的自动换刀。

使机床在一次装夹中完成多工序的加工,有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差,刀架用于夹持切削用的刀具,其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。

因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量,随着制造业的不断发展,对自动刀架的功能及性能要求也越来越高,原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。

本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架,以提高数控机床使用性能。

图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统,其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。

PMC作为控制装置,通过程序控制电机的起停与正反转,电机作为动力源,通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动,霍尔元件作为检测元件,检测上刀体是否到位,到位信号反馈给PMC,共同控制电机的运转。

下面从机械与电气两方面做一说明。

二、刀架选择及安装

1.刀架选择

数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。

目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。

立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。

另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。

电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。

另外,加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制指令外,很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架,以便一次装夹所需的各种刀具,灵活方便地完成各种几何形状的加工。

电动刀架已经形成了系列产品,国内许多厂家已有定型产品,如:立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等,我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求,选用卧式六工位刀架,如下图(b)。

2.刀架安装

与原刀架高度及尺寸相近视,刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致,机械参数可以参考同类机床进行类比,中心高不能过高,低了可以用垫板垫;安装尺寸也要合适,可以采用过渡件安装。

3.电气改造及调试

电气控制部分改造分两步,线路改造和刀架控制梯形图的编写。

电气部分改造

电气部分,刀架电机主电路不变,原刀架四个刀位输入信号地址、、、中,前三个可作为六工位刀位信号使用,刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,可作为刀架加紧信号输入,需增加、两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端,系统其它电气控制部分不再改动,下图为改装后的原理接线图。

刀架结构及动作分析

经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置,其功能和普通六方位刀架一样:有6个刀位,能夹持六把不同功能的刀具,方刀架回转60°时,刀架交换一个刀位,但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。

下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理,如下图所示。

刀位信号

自动刀架控制涉及到的I/O信号

PLC输入信号: ~:1~6号刀到位信号输入;:热继电器信号输入;

:行程到达信号输入; :角度编码器位置选通信号输入;

:电源空开信号输入; PLC输出信号: :刀架正转继电器控制输出;

:刀架反转继电器控制输出。

电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制,刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测,地址为。

刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,分别是、、。

刀具位置选通脉冲信号为。

电动刀塔过载保护输入信号为。

选通信号为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置,这时的具体刀位号由、、来确定。

电气设计要求

机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后,刀架电动机正转进行松开并分度控制,分度过程中要有转位时间的检测,检测时间设定为10s,每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。

刀架分度并到位后,通过电动机反转进行锁紧和定位控制,为了防止反转时间过长导致电动机过热,要求电动机反转控制时间不得超过。

电动机正反转控制过程中,还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。

自动换刀指令执行后,要进行刀架锁紧到位信号的检测,只有检测到该信号,才能完成T代码功能。

自动换刀过程中,要求有电动机过载、短路及温度过高保护,并有相应的报警信息显示。

自动运行中,程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。

控制软件的设计

电动刀架控制系统软件执行过程为:换刀系统接收到换刀指令后,系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码,并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较,如果相同,则不需换刀,系统继续向下执行程序;如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同,则PMC的'脚输出高电平控制刀架电机正转,并不断检测刀位到位信号。

当检测到刀位到位信号后,PMC的脚输出低电平,停止刀架运转,同时在脚输出高电平,电机反转,同时启动定时器(电机反转的时间必须严格控制,时间过短,刀架无法锁紧,时间过长,会导致电机过载而烧毁),延时时间一到, 脚输出低电平,电机停止旋转,完成换刀过程。

接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制,根据刀架换刀流程及I/O分配地址,完成刀架控制梯形图的编写。

对一台特定的数控机床,只要能满足控制要求,对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定,我们可以按思路和逻辑方案进行编程。

但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外,还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。

调试

顺序程序的输入、调试

系统运行

机械选型安装和电气设计连接完成后,经过检查就可以通电试验,这些工作做完以后,车床刀架的升级改造工作就完成了。

数控机床改造的发展论文【3】

摘 要:近几年来,随着我国科技的快速发展,经济水平的不断提高,机械的科技水平也有了较大进步,其中数控机床改造也成为了人们较为关注的话题之一。

科学技术的进步同样也带动了数控机床的发展,使数控机床技术的运用有了改观。

文章对数控技术,数控机床进行了简单介绍,并对其改造情况进行了分析和总结,希望能够带来一定借鉴意义。

关键词:数控技术;数控机床;改造

最近几年来,我国的市场经济发展迅猛,进步之快令人欣喜,但随之而来的就是国内、国际市场竞争的白日化,其竞争激烈的程度不言而喻。

日趋激烈的市场竞争力带来的是中、小批量的生产越来越多,尤其在航空工业中占据的比例更大,甚至达到绝大部分,且零件外形趋于复杂,这也就要求零件的精度更高。

这些要求的日益严格,使得传统机床的工艺渐渐力不从心,无法满足现代化需求。

在这种情况下,柔性加工变得越发重要,而对数控机床的依赖也越来越大。

想要解决现有状况的方式通常有两种,一种是通过购买新的设备来替换老旧设备,从而决绝现有设备无法满足的缺陷,但这种方法所需的资金比较多,在资金紧张时很难实现。

另一种方法则是改造旧设备,从而获得数控加工能力,这种办法有效且节省开支,是目前较好的办法,这也使得数控机床改造成为了重要的研究课题之一。

1 数控技术与数控机床

数控技术在现代化生产中有着至关重要的作用,现代化生产离不开数控技术,它是生产自动化的核心技术,是实现生产自动化的关键所在。

现代化科学在如今的生产中运用广泛,想要实现生产的全自动化离不开优良的数控技术。

数控技术发展的好坏对现代化机械生产的作用不言而喻,甚至可以说其技术的好坏直接影响着一个国家装备制造业的水平,同时映射着众多领域的技术水平。

可见基础科学的发展离不开数控技术的进步。

数控机床是典型的机电一体化产品,其高效利用解决了很多方面的问题。

在现代化的工厂中离不开数控机床,对于比较复杂、精密、繁多的零件加工,数控机床有着较大作用,是生产的关键所在。

柔性、高效能是其特点,更是现代化机床技术发展的大方向。

在航空航天、农业生产以及开采矿产等方面,数控技术都起到重要作用,并带动了工业的发展。

从根本而言,数控机床就是利用计算技术,将信息代码用数字的形式表示出来,再通过输入到数控设备中,通过数控设备发出各种指挥信号,从而控制机床,将一些复杂繁多的问题按照严格要求得以解决。

2 数控机床改造的优势

数控机床的优势有很多,单从效率方面和合理化方面就可归纳出七点。

以下做详细介绍。

(1)数控加工的种类较多,小批量生产上有着重要作用,是其自动化的手段。

它的自动化程度较高,并且加工的速度也非常迅速,都是其主要优点。

(2)产品质量是生产最为关注的问题之一,保持稳定的质量和较高的水准是数控加工的优势。

因为数控加工都是按照提前计算好的数值进行操作和加工的,所以它能够准确地进行加工并且还可以保证质量的稳定统一。

(3)现代加工中对于一些外形复杂且需要精度的加工是工作的难点问题之一。

数控加工可以有效解决这一方面的困难,并且能够在加工上保证效率和速度。

(4)装配的质量和效率依然是加工中所关注的问题之一,数控加工的零件都能够较好地解决这一方面的问题,并提高了零件装配的互换性。

(5)生产管理也在其作用下有了较好的发展,由于其加工时间固定,工作稳定,所以管理上也较为便捷,并未计算机集成制造系统的使用起到良好效果。

(6)在人工操作上,其有效利用可以减少劳动力,并提高工作准确度,提高产品质量。

(7)与人工加工相比,其优势在于可以连续加工,使加工不间断,在减少人工的同时,又缩短了工期,提高了效率。

3 数控机床改造技术的发展趋势

近些年来数控机床有了较快的发展,其外形和功能上也有了显著提高。

具体来说,在上世纪五十年代的时候,诞生了第一台数控机床,这是美国研发的,主要元件是电子管,由于当时科技水平并不发达,所以其体积非常庞大,笨重。

在六十年代时,半导体晶体管有了较好的应用,数控系统也有了较大程度的进步,性能有了稳步提升,并且性价比有了明显提高。

七十年代的时候,机床的加工效率更为迅速,其使用效率更高,灵活性更强,数控机床有了质的飞跃,工作也逐渐完善起来。

到了八十年代,数控技术转型为计算机数字控制技术,这是一个崭新的时代,微处理得到了较为广泛的应用。

微处理的运算速度有了稳步温升,数控机床的发展也更为快速。

数控机床的不断发展,为工业带来了新的改观。

伴随着计算机数字控制时代的到来,数控技术越发完善,高精度、高效率、智能化是其发展的方向,其发展的速度更是令人欣喜。

主要表现特点从以下几方面来具体说明。

高精度化

高精度化是数控技术的特点之一。

在现代化工业飞速发展的今天,对加工的精度要求也越来越高。

从八十年代的定位精度到九十年代初的定位精度,可以从数字上看出精度的变化。

在精度不断提升的现在,受益最大的就是航天工业,其精度的变化有了较大提升,并且对航天工业的发展帮助非常大。

此外,在计算机技术迅猛发展下,其加工精度进步速度也越来越快,机床结构材料也有了一定改变。

高速度化

机床生产效率的提高也是其发展的具体表现之一,从机床主轴的转速上可以体现出来。

4000rpm到6000rpm是中等规格机加中心的最高转速,后发展到8000rpm到12000rpm。

其次,坐标轴移动速度的提升也是其效率提高的表现。

高柔性化

多样化、个性化是现代产品的特点,这也就要求机床要有更高的柔性加工。

如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。

高自动化

自动化指的是在加工过程中主要依靠机器设备进行加工,人力加工会比较少。

高自动化不但能够减少人工的耗费,还可以提高工作效率和工作质量,与传统加工相比有着非常多的优势。

传统自动化往往是对大批量生产加工,而现在利用数控机床和机械加工中心,可以使大批量生产自动化,在多品种小批量的生产上也有所作为。

宜人的造型和灵活的操作

在数控机床效率不断提升的同时,造型的改变也是其重要的进步之一。

除了性能优异,使用安全之外,在造型上还要便捷、美观,适合人员操作。

这才是优秀的数控机床所应具备的。

简单灵活的操作也是数控机床所具备的特征,操作的灵活简单也可以加快其效率。

可靠性高

随着现代科学的发展,数控机床的可靠性也有了稳步提高,准确度和质量都有了一定程度上的进步。

机床的数控化从传统的切削机床逐渐转化向塑料加工机床、绘图机、气割机等加工设备方面转化。

其可靠性越来越高,应用也越来越广泛。

4 结束语

随着数控技术的不断发展,数控机床改造技术也在日益进步,其发展的前景也十分乐观。

在现代化科技高速发现的今天,相信我国的数控机床技术还会不断改进,日趋完善,为其工业发展带来新的发展前景。

参考文献

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数控加工毕业论文 1 水泵特点及叶片加工要求 太浦河泵站的设计净扬程为,单泵流量50m3/s,装有6台斜150轴伸泵,叶轮直径,是国内最大的斜轴伸式水泵。由于该水泵的扬程特低、流量很大,要求水泵装置具有很高的水力效率和良好的汽蚀性能。叶片是水泵的最重要部件,它直接和决定水泵的能量指标、汽蚀性能、水压脉动和泵组的运行振动。通过国际招标,水泵由无锡水泵厂制造。该厂采用数控机床对叶片进行加工,以保证原型水泵与模型水泵有很好的水力相似,叶片各方面的技术指标可以达到或超过招标文件规定的各项技术要求。 2 水泵叶片技术要求 叶片材料 水泵叶片材料采用ZG0Cr13Ni4Mo。其化学成分见表1,物理指标见表2。 表1 ZG0Cr13Ni4Mo材料化学成分 化学成分 C Si Mn S Cr Ni Mo 含量(%) ≤ ≤ ≤ ≤ 5~ ~ ~ 表2 ZG0Cr13Ni4Mo材料物理指标 物理指标 σb σs δ ψ HB 数值 760Mpa 550MPa 15% 35% ≥240 该材料的特性是抗汽蚀性能好,可焊性好,硬度较高,耐磨损,在水轮机和水泵制造中较常使用。 叶片加工技术要求 太浦河水泵的设备招标文件编制时,兼顾了叶片常规加工和数控机床加工的两种要求。招标文件规定:叶片型线允许偏差不超过±(D为叶轮直径m),叶片厚度的允许偏差为-3%T~+6%T(T为叶片厚度)。叶片正背面的波浪度应低于2/100,在进水口等容易产生汽蚀的部位叶片波浪度应小于1/100。叶轮叶片安放角最大偏差不大于±15/。叶片表面粗糙度不得大于μm。 3 叶片加工方式 轴流式水泵的叶片加工一般采用两种方式:一种是叶片表面手工打磨的常规加工方式,另一种是数控机床加工方式。 常规加工方式 常规加工方式工艺较简单,费用低,轴流式水泵叶片基本采用常规加工。其主要工艺过程如下: a:叶片固溶处理(不锈钢) b:叶片表面随形磨、打磨 c:按叶片坐标,三坐标工具检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d:钻两端中心孔 e:粗加工叶片柄部 f:探伤检查 g:精加工叶片柄部 h:钻定位孔或铣键槽 I:叶片称重分组和转子体装配 j:加工叶片外球形 k:校静平衡 常规加工的叶片表面有两种处理方式。对小型水泵,叶片铸造时表面不留加工余量,叶片精度主要由木模和铸造精度来保证,变形量比较大,叶片表面极个别处(约1~2处)最大变形可达到5~6-12mm(根据叶片大小和叶型厚度)。对大型或重要的水泵,叶片铸造时表面留3~4mm加工余量,在探伤检查后,叶片表面多次采用坐标检测和打点,对其用砂轮进行手工表面打磨,重新划叶片零度线,以达到设计要求。叶片表面的精度主要由操作工及测量手段保证,一般能达到,有一定的误差。该采用坐标投影测量(游标精度、实测精度≤)。 数控机床加工 叶片采用数控机床加工是一种最先进的加工方式,虽然它的加工费用较高,但对于大型水泵河特殊要求的水泵,可以保证原型叶片的型线、表面粗糙度和精度、各叶片重量具有很高的一致性。数控机床加工主要工艺过程如下: a:叶片固溶处理(不锈钢) b:叶片表面随形磨、打磨 c:按叶片坐标,坐标投影检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d:钻两端中心孔 e:粗加工叶片柄部 f:叶片坐标检测、记录、重新划叶片零度线 g:探伤检查 h:精加工叶片柄部 I:钻定位孔或铣键槽 j:叶片坐标检测、记录 k:叶片表面数控加工 l:叶片称重分组和转子体装配 m:加工叶片外球形 n:校静平衡 与常规叶片加工方式相比,数控机床加工方式增加了叶片表面坐标检测和数控加工的工艺流程。 数控机床有三轴、四轴、五轴几种形式。三轴数控机床仅有X、Y、Z三个坐标,铣刀位置不调整,宜加工一般要求的工件。四轴和五轴数控机床除有X、Y、Z三个坐标外,还有刀头旋转的坐标,可以调整加工误差,工件加工精度很高。数控机床在加工上又有轴、三轴联动、四轴联动、五轴联动的不同加工。运转速度上又可分为传统的低速铣床和的高速铣床。数控机床配置有CAD/CAM/CAE软件,可以按设计的曲面型线,仿型加工。数控加工采用不同的加工方式和加工工艺,其达到的精度、效果也不相同。 两种加工方式比较 虽然传统的低速铣床也可加工叶片的曲面,但难以控制叶片的型线,尤其在叶片比较薄的地方,传统的低速铣床在切削力的作用下,产生振动和弹性退让,降低了加工精度。一般传统三轴铣床加工表面粗糙较差和存在着加工死角,通常在工艺上还要进行大量的表面打磨。数控机床将叶片型线输入控制箱内,可以随意控制和调整铣刀的加工,用直线、圆弧命令逼近零件,控制刀位轨迹使叶片表面的实际曲线与设计的曲线完全一致,精加工后的叶片表面不用打磨,便达到设计要求。 数控机床加工的叶片型线和精度,根据编制的设计程序控制加工,可以不再对叶片表面进行检测。数控机床的精度由有关部门按规定期限定期进行检验,所以它的可靠性和精度远高于常规叶片加工后的检测方式。 4 太浦河水泵叶片加工 太浦河泵站斜150轴伸泵叶轮直径米,每个叶轮有三个叶片,每个叶片重~,共18个叶片。为保证水泵叶片的加工质量,无锡水泵厂选择了富春江水工机械厂的五轴联动数控机床,它的加工效果非常好。 数控机床加工的太浦河水泵叶片,叶片加工精度实测数值: 叶片正面波浪度~,集中区域~,并均匀分布。 叶片背面波浪度~,其中≤1/100的区域占总面积的。 叶片表面粗糙度~μm,集中分布区域~μm。 实测2502个点坐标,其坐标误差-3~+4mm,绝对值≤3mm的占。 按要求每个叶片重量误差≤39kg。实测18个叶片,重量误差0~35kg,其中≤25kg的占,≤10kg的占50%。 坐标误差即为叶片允许误差,叶轮直径,允许误差为±。 5 数控机床加工的性 数控机床的价格比较贵,所以加工的费用比常规加工的要高。加工费用由机床折旧费、日常维护费、操作人员和管理人员费、加工中的正常损耗如刀具、电、气、冷却液等费用构成。最简单的方法是单位工时价格×工时数。工时包括软件计算工时和装夹、换刀等工时。确定数控加工的方法非常丰富,从轴至5轴联动,速度从低速至高速、工艺变化很多,刀位轨迹变化多,为有良好的经济性,应根据不同加工件的产品质量要求,选定最优数控加工程序和经济的加工方法。 比如,加工余量的确定是为了保证叶片能加工出来,应根据叶片大小、厚度,选择合适的叶片单面加工余量,太浦河水泵叶片的尺寸可放5~13mm余量;叶片根部、进出口边圆角等处可考虑以磨代铣降低费用。为了经济、高效又高精度的加工叶片,加工精度可通过人机交互设定。粗加工时三轴联动重切削加工去除大量表面余量,精加工时采用五轴联动高速加工,消除加工死角及薄壁处的振动和弹性退让,表面加工后不用打磨。在运行软件上可以首先用CAD三维设计、造型叶片,修改叶片表面缺陷,对表面光滑处理。然后用CAM灵活设计加工方法、确定加工参数、刀具等,进行刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真以获得最佳加工刀位轨迹,通过后处理程序生成加工程序。 太浦河水泵的叶轮直径,每个叶片重,由于委托外厂数控机床加工,每个叶片费用近8万元。0Cr13Ni4Mo的材料比较硬,如叶片铸造余量留得比较大,将增加数控机床的加工量和加工工时数。控制叶片的铸造质量,可以控制加工费用。 6 结束语 太浦河水泵叶片采用数控机床加工,叶片表面取得了很高的加工精度,保证了产品质量。随着我国经济实力的增加和机械加工的进步,水轮机制造厂已普遍使用数控机床,使水轮机叶片的加工水平大大提高,这也是水泵行业方向。 工程建设单位和设计单位,应该根据工程的重要性和特殊性,对水泵叶片的加工提出明确要求。对重点工程和特殊要求的水泵,采用数控机床加工水泵叶片。 对本答案还满意,请采纳!谢谢!!!

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酒精浓度检测系统设计论文

在食品工业、酿酒行业、石化和工矿企业、环境检测、公安交通管理、社会公用事业等一些国民经济生产和人们工作生活的领域和场合中,常常需要检测特定环境中酒精气体的浓度,以确保工厂企业环境安全和人民生命财产安全[1-4]。如监控酒精生产车间和石化厂的酒精浓度,可以避免工厂起火和爆炸事故的发生;监测工矿企业场地的酒精浓度,能避免工作人员出现酒精中毒等恶性事故;检测司机体内酒精含量,可以防止驾驶人员酒后驾车,减少恶性交通事故的发生。因此,研制酒精气体浓度检测仪具有十分广阔的现实和潜在的市场需求,并具有十分重要的意义。传统的酒精气体检测仪因传感器性能、电路设计、数据处理算法等原因,存在着气体选择性不高、抗干扰性能差、智能化程度低、仪器操作复杂、无法实时保存和调看数据等突出问题[3-4]。鉴于此,笔者设计和研制了一种无线智能酒精浓度探测仪,弥补了传统酒精检测仪器的缺点和不足。

1 系统总体方案

该酒精浓度探测仪由发送端和接收端两部分组成,其原理框图分别如图1和图2所示。发送端主要包括酒精浓度传感器与A/D转换电路、STC90C52RC单片机、浓度阈值设置与声音报警电路、语音播报电路、LCD显示电路和无线收发电路六部分;接收端由无线收发电路、STC90C52RC单片机、数据接口通信电路和上位计算机组成。

2 系统硬件电路设计

传感器电路与A/D转换电路

TGS2620为日本费加罗(FIGARO)公司生产的一款可以探测气体中酒精浓度的半导体气体传感器,具有灵敏度高、功耗低、寿命长、成本低等特点[5-6]。其电路连接如图3所示,其中,RH为加热器电阻,室温下时为83±8 Ω;RS为传感器电阻,其阻值和还原性气体浓度之间的数学关系为:

通过检测VRL就可以确定出待测气体浓度C。

电路中运放OP07接成电压跟随器形式,对传感器和后级电路进行隔离,减小电源波动和外界因素对采样数据的影响。ICL7660是MAXIM公司生产的小功率极性反转电源转换器,作用是将+5 V电源变换成-5 V电源为OP07供电。其中,CC2采用漏电小、介质损耗低的10 μF钽电容,以提高电源转换效率。TLC1549是TI公司生产的10位分辨率逐次逼近型ADC芯片,具有自动采样和保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能,在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB。

LCD显示、阈值设置与声音报警电路

16×2个字符液晶显示模块DM-162显示报警阈值和酒精浓度值。为了减少单片机I/O口的使用数量和简化电路结构,采用间接控制(4位数据总线)方式,接口电路如图4上部分所示。初始化时,需写入28H指令码将8位总线转为4位数据接口方式。管脚BLA、BLK和VL分别是液晶背光源正极、负极和显示对比度调整端,RS、E分别是寄存器选择端、读/写信号线和使能端。

酒精浓度阈值设置和声音报警电路如图4下部分所示。当设置键S1按下时,进入阈值设置(初始阈值为500 ppm)界面,再按下键S2或S3,对阈值作增加或减小操作,步长为20 ppm。阈值设置好后写入STC90C52RC单片机片内5 KB EEPROM的第一扇区2000H和2001H地址中,使系统重启不必重新设置。若酒精浓度值大于阈值,将口线置为低电平,三极管8550驱动蜂鸣器发声音报警。

语音播报电路

采用华邦(Winbond)公司的ISD2560语音录放集成芯片作酒精浓度值播放,电路如图5所示。话筒采用差分形式接入到片内前置放大器的MIC端和MIC REF端,以抵消噪声和提高输入共模抑制比。扬声器接成双端输出形式,输出功率为单端用法时功率的4倍。单片机的P2口、和口线分别与地址线A0~A9相连,用来设定ISD2560片内480 KB EEPROM(地址为0H~257H)中存储语音段的起始地址,录音和放音功能均从该起始地址开始,录音过程中信息段地址自动增加。本系统在ISD2560中需录入语音信息有:“当前酒精浓度值为”、“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“百”、“千”、“点”、“ppm(浓度单位)”。由于ISD2560的语音录放时间为60 s,按每秒3个汉字计算,则可录放180个汉字,因此满足播报要求。此外,通过、和口线可以配置ISD2560的操作模式[7-8](地址为300H~3FFH)。口线分别用来控制语音芯片的片选、芯片的开关、录音/放音模式选择。口用来判断芯片的存储空间是否已经填满或者信息存储是否溢出。由于录音时在每个信息段结尾处自动插入标志,当放音遇到该标志时产生宽约为 ms的负脉冲。用口检测到此脉冲的上升沿后才播放另一段录音,避免语音播放不连续。

无线收发电路

系统采用NORDIC公司生产的工作于 5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片nRF24L01完成无线数据的收发工作,nRF24L01的最高传输速率为2 Mb/s,电路如图6所示。稳压芯片 V将5 V输入电压转换成 V给nRF24L01供电。nRF24L01与单片机接口为四线SPI方式,CSN、SCK、MOSI、MISO管脚分别是SPI的片选使能线、时钟线、数据输入线、数据输出线。IRQ为中断信号线(低电平有效),接至单片机的外部中断管脚,单片机主要是通过该接口线与nRF24L01进行通信并判断数据接收和数据发送是否完成。CE为芯片的RX/TX模式选择线。IREF为参考电流输入端,通过22 kΩ电阻接地。管脚ANT1和ANT2给天线提供平衡的RF输出,通过后接的简单射频网络匹配电路获得单端50 Ω的阻抗输出。网络匹配电路在发送模式时阻止谐波,在接收模式时克制本地振荡漏出。VDD_PA管脚输出 V电压,给片内功率放大器提供电源。

数据接口通信电路

接收端的计算机与单片机间的通信由串行USB接口集成电路CH340T完成,如图7所示。CH340T支持或者通信,具有仿真接口,并且可以升级外围串口设备,支持常用的MODEM联络信号,支持IRDA规范的SIR红外通信,提供RS23RS48RS422接口等功能。CH340T内置有独立的收发缓冲区,支持通信波特率50 b/s~2 Mb/s的单工、半双工、全双工等异步串行通信。图7中,在CH340T芯片的发送脚TXD上反接一个二极管1N4001,防止该引脚将电流倒灌到单片机;在接收引脚RXD上加一个300 Ω的限流电阻来防止单片机对CH340T倒灌电流;从而避免电流倒灌导致不需要供电工作的另一方芯片继续工作。

3 系统软件设计

下位机软件设计

下位机的程序开发和调试是在Keil μVision4集成开发环境下进行的,包括发送端和接收端的软件设计。

发送端软件设计

发送端软件流程如图8所示。单片机上电后进行系统初始化,完成单片机内部系统变量的初始化以及TLC154DM-16ISD2560和nRF24L01等外部设备的初始设置;然后延时大约5 min,预热传感器TGS2620,保证传感器工作正常;程序初始化结束后,系统进入监控状态。若报警阈值设置键按下,进入报警限设置模式;若录音键按下,进入录音模式;然后启动A/D转换获取采样数据,作滤波处理、标度变换和系统误差校正后得到被测酒精浓度值。该值与报警阈值比较,若结果是“大于”或“等于”,启动蜂鸣器发声程序,作声音报警,提示酒精浓度超标;接着该值在DM-162液晶模块上实时显示;最后判断放音键是否按下。若按下则根据酒精浓度值查找ISD2560中对应语音信息的存储地址开始放音;放音结束后,该值由nRF24L01发送程序发送到接收端;待发送完成后,采集、显示和发送新一轮的酒精浓度数据。

发送端软件应用了防脉冲干扰平均滤波法[9]对A/D采样数据作预处理。其原理是:连续采样K次,然后对这K个采样数据进行比较,去除其中的最大值和最小值,计算剩下的K-2个数据的算术平均值作为采样有效值。该方法融合了中位值滤波法和算术平均滤波法的优点,既可去掉脉动性质的干扰,又可消除偶然出现的脉冲性干扰引起的采样值偏差。为加快计算速度,设计数字滤波器时K=10。

为了提高系统的实时性,软件中采用分段线性插值法[10-11]作标度变换。过程如下:(1)按传感器TGS2620的标定曲线,将该曲线进行非等距分段(曲率变化大(小)时,样点距离取小(大)),选取各分段点坐标(VRLi,Ci)(i=0,1,…,M),其中:VRLi和Ci分别为不同样点时传感器输出电压值和对应浓度值;(2)计算相邻样点间的拟合直线斜率ki=(Ci+1-Ci)/(VRLi+1-VRLi)(i=0,1,…,M-1);(3)将M组坐标数据(VRLi,Ci)和对应斜率ki存储于单片机片内EEPROM的第二扇区(地址为2200H~23FFH)中;(4)每采集到一个电压值VRL即查询EEPROM表,找出VRL所在区间(VRLi,Ci)~(VRLi+1,Ci+1),取出该区间(VRLi,Ci)和ki数据,用线性插值公式C=Ci+ki(VRL-VRLi)计算出当前酒精浓度值C。

将采集到的N个样本数据(xi,yi)代入式(5)中即得到系数a、b的值,并存入单片机的内存单元中。系统测量时,将标度变换后的酒精浓度测量值x代入误差校正方程y=ax+b中,即可得到校正后的酒精浓度值y,从而达到消除系统误差的目的。

接收端软件设计

接收端单片机的软件流程如图9所示。接收端开机上电后,程序初始化设置nRF24L01和串口,然后进入监控场景。当nRF24L01接收到一帧完整的酒精浓度数据后,立即通过串口发送到上位机。接收端单片机与PC之间数据交互采用异步通信模式。独立波特率,串口协议设置为:波特率9 600 b/s,8 bit数据位,1 bit停止位,无校验位。

上位机软件设计

上位机用户界面采用通用的基于对象的程序设计语言Microsoft Visual Basic 开发,实现酒精浓度数据的接收、显示和保存。软件用到了串行通信控件MSComm。MSComm控件是Microsoft公司提供的Windows下串行通信编程的ActiveX控件,通过对此控件的属性和事件进行相应的编程操作,即可轻松地实现串行通信。串口通信协议与接收端完全相同。上位机软件的程序流程如图10所示。

4 系统测试

为了检验本系统的测量性能,采用无水乙醇和纯净水按照一定体积比配制标准的酒精溶液作为被测量对象,测试结果如表1所示。其中:单位ppm=μg/mL表示1 mL酒精溶液中含酒精的质量。由测量结果可以看出,测试数据覆盖传感器的量程,测试最大相对误差小于±2%,优于同类设计产品[3-5]。

为了获得本仪器发送端与接收端的最大无错误率的通信距离,在室外进行了nRF24L01随距离的错误率(临界区间)测试实验,结果如表2所示。其中,每米的错误率是10次试验后计算得到的平均值。可见,nRF24L01的传输距离可达到100 m,略高于RFID、ZIGBEE和蓝牙等无线通信技术[12]。

5 主要技术指标

本仪器主要技术指标如下:(1)测量范围:50~5 000 ppm;(2)灵敏度(传感器电阻变化率):;(3)测量精度:≤±2%;(4)传输距离:≤100 m;(5)工作电源:DC+5 V;(6)工作环境温度:-40 ℃~+70 ℃;(7)工作环境相对湿度:0~85%RH。

6 结束语

本文设计研制了一种基于STC90C52RC单片机、TGS2620酒精传感器和nRF24L01无线通信芯片的酒精浓度探测仪。该仪器现已投入到成都市某小型酿酒厂酒池的实际生产中。现场工作情况表明:系统运行正常,工作可靠;系统具有气体选择性和灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、通信距离远、功耗低、抗工业干扰能力强、性价比优异等优点。该仪器可以应用于食品加工行业、工矿企业、石油和化学工业、环境检测与保护、社会公用事业、高空作业人员、公安交通管理(如酒后驾车、交通警察执法)等需要现场检测或无线遥测酒精气体浓度的场合中,市场应用前景广阔、推广价值较高。

参考文献

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[12] 佚名.各种主流无线通信技术[EB/OL].(2018-05-11)[2019-07-03]..

胡仕兵,陈子为

(成都信息工程大学 电子工程学院,四川 成都610225)

这个关键在于找一个合适的传感器吧。用个单片机将传感器采集的信号处理一下再用数码管显示出来应该很easy的。

酒精传感器使用电化学型燃料电池,可以准确测量驾驶人员体内的血液酒精浓度, 1.目前南宁市使用的SD400酒精检测仪在全国已有不少城市使用,该设备是利用呼吸测量法测量人血液中的酒精含量,其工作原理是:被测人呼出的气体被抽样系统抽入燃料电池后,会产生一个微小的电压,被测者酒精含量越高,电压就越高,检测仪就会得到被测者血液中酒精含量的数值。检测精确度可靠据介绍,这种酒精检测仪获得了国家有关计量器方面的批准证书,分别通过了国家标准物质研究中心的测试和国家公安部交通安全产品质量监督检测中心的检测,检测结果是具有法律效力的。由于其检测的气体来自人体肺部深处,只要含有一点点酒精就可以测出数值来,精确度非常可靠。 2 . 半定量酒精测定仪 型号:TXY-I 该仪器适用于交通事故现场和刑事案件现场的酒精定性、定量检验。只需一毫升血、尿或唾液,在十分钟内即可完成测试工作。 该仪器的工作原理是通过加热使被测标本中的酒精蒸发出来,酒精蒸汽与反应试纸上的检测试剂发生氧化还原反应,根据反应所形成的检测试剂颜色变化进行定性检验,根据变色直径的大小进行定量检验。

、采用51单片机作为主控芯片;2、采用MQ3传感器检测酒精浓度;3、采用LCD1602液晶显示;4、信号由ADC0832进行处理模数转化;5、当检测到浓度超过“酒驾”报警值时,继电器开、红灯亮起;6、当检测到浓度超过“醉驾”报警值时,继电器开、红灯亮同时蜂鸣器启动;7、可通过按键对报警值进行设置;8、可通过按键保存当前检测到的浓度值,之后可对(AT24C02)保存值进行查询。按键说明K1: 切换设置菜单(酒驾、醉驾);K2: 加键;设置参数+;K3: 减键;设置参数-;K4: 保存键;将当前检测的浓度保存;K5: 查询键;查询之前保存的浓度值;整体方案主要是通过酒精传感器检测驾驶员酒精含量,然后把检测的数据传送到单片机本身的转换模块,单片机及其外围电路自动进行处理。如果系统判断酒精浓度没有超标,这时绿灯亮继电器开,相当于汽车正常点火;否则蜂鸣器会报警鸣叫,红灯闪烁,继电器关,此时车辆不能点火启动。电路设计采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。单片机管脚说明:P0端口():P0口为一个8位漏极开路双向I/O口,每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1端口():P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高电平,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2端口():P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口,用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3端口():P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入端时,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

机床几何精度检测论文

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1)机床几何精度检验机床的几何精度检验也称为静态精度检验。它能综合反映出该机床的关键零部件和组装后的几何形状谟差。机床的几何精度检验必须在地基和地脚螺栓的固定混凝土完全固化后才能进行,新灌注的水泥地基要经过半年左右的时间才能达到稳定状态,因此,机床的几何精度在机床使用半年后要复校一次。检验机床几何精度的常用检验工具有精密水平仪、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪、高精度主轴芯棒及一些刚性较好的千分表杆等。检验工具的精度必须比所检测的几何精度高出一个数量等级。机床的几何精度处在冷、热不同状态时是不同的。按国家标准的规定,检验之前要使机床预热,机床通电后移动各坐标轴在全行程内往复运动几次,主轴按中等的转速运转十几分钟后进行几何精度检验。下面以一台普通立式加工中心的几何精度检验内容为例,对机床几何精度检验所包括的内容进行简单介绍。普通立式加工中心的几何精度检验内容:①工作台面的平面度。②各坐标方向移动的相互垂直度。③X、y坐标方向移动时工作台面的平行度。④并坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度。⑤主轴的轴向窜动。⑥主轴孔的径向圆跳动。⑦主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。⑧主轴回转轴线对工作台面的垂直度。⑨主轴箱在Z坐标方向移动的直线度。从这些几何精度检验内容中可以知道,机床的几何精度检验主要包括以下两个方面:①机床各大部件如床身、立柱、主轴箱等运动的直线度、平行度、垂直度的精度要求。②参与切削运动的主要部件如主轴的自身回转精度、各坐标轴直线运动的精度要求。这些几何精度综合反映了该机床的机械坐标系的几何精度和进行切削运动的主轴部件在机械坐标系中的几何精度。工作台面和台面上的T形槽都是工件或工件夹其的定位基准。工作台面和T形槽相对机械坐标系的几何精度要求,反映了数控机床加工过程中的工件坐标系相对机械坐标系的几何关系。2)机床定位精度检验数控机床的定位精度是机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值,可以判断机床在自动加工中能达到的最好的加工精度。机床定位精度主要检验的内容包括有:①直线运动定位精度(J、y、Z、U、y、Ⅳ轴)。②直线运动重复定位精度。③直线运动轴机械原点的返回精度。④直线运动失动量测定。⑤回转运动定位精度(^、口、C轴)。⑥回转运动重复定位精度。⑦回转轴原点返回精度。⑧回转运动失动量测定?对有高效切i要求的机床,要做检测单位时间金属切屑量的试验,切削材料一般用l级铸铁,使用硬质合金刀按标准切削用量切削。

常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。1、检测方法:数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似,检测要求较普通机床的要高。2、检测时的注意事项:(1)检测时,机床的基座应已完全固化。(2)检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。(3)应按照相关的国家标准,先接通机床电源对机床进行预热,并让沿机床各坐标轴往复运动数次,使主轴以中速运行数分钟后再进行。(4)数控机床几何精度一般比普通机床高。普通机床用的检具、量具,往往因自身精度低,满足不了检测要求。且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。(5)几何精度必须在机床精调试后一次完成,不得调一项测一项,因为有些几何精度是相互联系与影响的。(6)对大型数控机床还应实施负荷试验,以检验机床是否达到设计承载能力;在负荷状态下各机构是否正常工作;机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。另外,在负荷试验前后,均应检验机床的几何精度。有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。

机械振动检测系统设计论文

机床工作时产生振动,不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,而且还要降低生产效率和刀具的耐用度。振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能,不仅如此,伴随振动所产生的噪声可能刺激操作工人,引起疲倦,导致工作效率下降。故振动问题必须引起我们足够的重视。随着科学技术的飞跃发展,对机器零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求,从而机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床部门必须面对的重大课题。研究机床振动的目的,在于探究机床振动发生的原因,谋求防止和消除机床振动的方法,以及研制抗振性更佳的机床。本文对机床的振动危害及减振方法做了一定的讨论及研究。机床的减振方法从理论上来说,一般有四种途径:1、减少激振力P。2、增大系统的阻尼 。3、增大系统中的刚度K。4、提高系统的固有频率 或改变激振频率 ,以使两者远离。本文主要是对卧式铣床的振动减振系统的实验特性的研究,由于铣床的外部环境及本身构造在其的研究中可看做是不可改变的因素,所以可以实现的减振方法只有附加谐振系统在振动结构上用以抵消原振动,以达到减振的目的。故本文主要讨论的减振方法属于阻尼消振的一种,即安装减振器或类似结构以抵消卧式铣床悬臂梁本身的振动,以达到减振的目的。本文的研究主要可以分为以下三个部分:首先,参照X62W型铣床,设计了一台用于减振试验的铣床模型机。铣床模型机模拟了铣床的主要结构,包括底座、立柱、刀轴等,并根据需要添加了减振槽、挂架及相当于偏心轮的模拟铣刀等结构。盛放不同规格钢球的减振槽相当于一个阻尼消振器,利用钢球之间及其与槽壁之间的碰撞摩擦,消耗铣床模型机的振动能量,以达到减振的目的。其次,是对模型机固有频率的测定。这是试验最基本和首要的一步,用以作为标准衡量之后减振试验效果的好坏。本文讲述了三种模型机的激振方法:1、稳态正弦激励法:稳态正弦激励又称简谐激振,它是通过激振设备对被测试对象施加频率可控的简谐激振力,常用的激振设备是频带宽、波形好的电磁激振系统,由扫描信号发生器,功率放大器和激振器组成。 2、脉冲激励法:脉冲激振是用一把装有力传感器的锤子(又叫脉冲锤)敲击试件,它对试件的作用力为近似正弦波,其有效频率范围决定于脉冲持续时间τ,锤头垫愈硬τ越小,则频率范围愈大。使用适当的锤头垫材料可以得到要求的频带宽度,改变锤头配重块的质量和敲击加速度可调节激振力的大小。3、施加偏心激振力法:在模型机设计中,在模拟铣刀上设计了一通孔,使模拟刀具相当于一偏心轮,在高速旋转的状态下,即对系统产生一离心激振力,对调频电动机转速进行调节可改变激振力的大小。在本次试验中,主要是利用正弦激励法测定了模型机的固有频率,由于时间和条件限制,脉冲法只做了一组用于对比,最后一种方法仅作为设想来介绍。最后,减振试验由于是多因素,多水平试验,要得到全面准确的试验结果,工作量十分大。故采用了科学的正交试验方案,既减少了试验次数,又可得出全面的结论。正交设计(Orthogoual design)简称正交设计(Orthogoual),它是利用规格化的正交表(Orthogoual table),科学的安排与分析多因素试验的方法,使目前最常用的方法之一。正交表是指利用“均衡搭配”与“整齐可比”这两条基本原理,从大量的全面实验方案中,挑选出少量具有代表性的实验点,所制成的排列整齐的规格化表格。在本次的实验中,安排了五组钢球减振实验以及一组沙子的减振实验。其中,钢球减振的前四组分别是根据钢球排列层数(包括两层及三层)、重量及规格设计的正交试验方案,第五组是一组为更好得到钢球大小和槽数对实验结果影响的对比而做的全面试验。另外,为对比钢球及其他材料的减振效果,还做了一组根据沙子重量设计的正交试验。六组实验的数据对比及结果分析从一定程度上说明了利用钢球减振的可能性。在对振动问题的研究分析之外,本文也对现今国内外机床动态性能的研究作了一定的介绍,并指出了未来的研究趋势。 在本文的撰写过程中,参考了大量有关机床振动、动力学及冲击测试、试验模态分析等的有关书籍,并且得到了指导老师及同学的帮助。但由于时间及条件限制,可能存在一些不足之处,希望评阅老师指出并原谅。第2章 机床振动问题的分析2.1 机床减振问题的提出机床工作时产生振动,不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,而且还要降低生产效率和刀具的耐用度。振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能,不仅如此,伴随振动所产生的噪声可能刺激操作工人,引起疲倦,导致工作效率下降。故振动问题必须引起我们足够的重视。当开动机床进行加工时,由于机床各运动部分彼此发生一定规律的相对运动,因而其摩擦表面上必然有摩擦力作用着。机床回转部分不平衡等因素必将使回转系统受到离心力的作用。切削过程中刀具切入工件去除金属层,将会使整个机床系统受到切削力作用。这些作用力并非保持常值,有的是周期性变化的,有的可能同系统某些元件的刚度轴线有一定的方位关系等。这些力在某些条件下会起一定的激振作用,从而使整个机床系统或其零部件发生各种类型的振动。机床振动一般分为三大类:1、自由振动2、受迫振动3、自激振动。铣床的振动主要与切削过程有关,它包括由于铣刀齿间断切削和切削截面积变化所引起的受迫振动,以及由于切削力的变化所激发的颤振,从抗振角度来看,铣床是在繁重的条件下工作的,这是由于:1、切削力的变化较大。2、切除薄而宽的切屑,特别是用圆柱铣刀铣平面时。3、在使用最普遍的升降台铣床上,工作台必须按三个互相垂直的方向相对于主轴移动,这样就影响到铣床的刚度。综上所述,机床振动是必须引起注意的一个重要的问题。随着科学技术的飞跃发展,对机器零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求,从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床部门必须面对的重大课题。研究机床振动的目的,在于探究机床振动发生的原因,谋求防止和消除机床振动的方法,以及研制抗振性更佳的机床。本文主要是针对卧式铣床的振动及减振问题的研究。2.2 机床振动产生的原因及减振方法2.2.1 机床振动产生的原因机床振动按产生的原因一般分为:自由振动、受迫振动、自激振动。一般来说,我们主要是研究受迫振动及自激振动的产生原因,并寻找减少及消除这两种振动的方法。1、自由振动:自由振动是指当系统的平衡被破坏,只靠其弹性恢复力来维持的振动。振动系统作自由振动时的频率就是系统的固有频率。2、受迫振动:受迫振动是指在外激振力扰动下激发的振动。例如在车床,铣床和磨床上,常见到回转主轴系统的受迫振动,其频率取决于回转主轴系统的转速。发生受迫振动的原因是多种多样的,主要振源有以下这些:(1)地基引起的机床振动。一般说来,如果不把机床与地基的振动隔绝起来,那么要在机床上加工出精度和表面光洁度很高的零件是不可能的。地基振动程度的大小取决于两个因素,一是由附近设备和通道运输引起的振动强度,二是土壤,楼板和建筑承载结构的谐振特性。地基的固有振动频率常在由上述设备产生的激振力的频率范围内。(2)高速回转的机床不平衡部件和工件引起的振动。当机床的回转运动装置工作时,最强烈的受迫振动就是不平衡部件高速回转时所产生的激振力。例如电机的转子、主轴部件,装刀具的不平衡的刀杠。由此引起的受迫振动的频率,大致是这些部件每秒钟相应的转速。当用回转刀具工作时,例如在坐标镗床或金刚镗床上,强烈的振源来自刀具系统主轴部件的不平衡度。(3)机床传动机构的缺陷所引起的振动。制造不精确或安装不良的齿轮会产生周期性的力而传动到机床回转或移动部件上,并在一定条件下可能成为受迫振动的振源。皮带传动中皮带的接头,三角皮带制造上的缺陷,轴承滚动体的不均匀等都会引起受迫振动。(4)切削过程的间歇特性引起的振动。在许多情况下,加工方法本身导致切削力的周期性变化,这种变化是由于刀齿间歇地依次工作所引起的。在铣削加工时,一个周期性变化的切削力作用在铣刀上,在间歇切削时这个力的峰值是很高的,从而使铣床主轴系统承受更大的负荷。从动力学的观点来看,如果铣床使用不同刀齿数的铣刀,就一定会碰到各种可能的频率,当切削力的某些频率接近传动系统的某些扭转振动的固有频率时,会有一些危险。(5)往复运动的机床部件的惯性力所引起的振动。具有往复运动部件的机床中,最强烈的振源就是部件改变运动方向时所产生的惯性力。3、自激振动:自激振动是指机械系统由于外部能量与系统运动相耦合,(即系统的非振荡性能源通过反馈装置)形成振荡激励所产生的振动,当振动停止,振荡激励随之消失。振动频率接近于系统固有频率。此外,还有机床工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动(俗称爬行)。在自激振动中,把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈相对振动的一种称为“颤振”。机床颤振一般分为两类:第一类颤振出现于未经切削加工的毛胚表面。当第一次切削毛胚时在加工表面留下波纹(振纹)。这种颤振称为“初生颤振”。第二类颤振是在经过一次切削加工并留有振纹的工件表面进行第二次切削加工时形成的。发生自激振动的原因,主要有以下这些:(1)切削过程中,由于存在欠阻尼特性而引起初生颤振。(2)前一次在工件表面产生的振纹,将使第二次走刀的切削深度发生周期性的变化,从而产生交变力而加强颤振。(3)由于机床结构本身特性所引起的机床颤振。

近年来,由于国际工程机械产业格局的变化,中国已经成为工程机械行业领域内重要的生产市场和消费市场。下面是我为大家整理的关于机械毕业设计论文,供大家参考。

摘要:驾驶室大总成作为装载机的主要部件,其中电器元件的质量反馈率一直居高不下。在分析各电器元件工作原理的基础上,对受检电器元件进行了分类,根据各类电器元件不同的工作原理,提出了相应的检测方案并制作电检平台。跟踪结果表明,该电检平台满足生产线的节拍要求,改进效果良好。

关键词:电子检测技术;驾驶室;质量

电子检测技术是一种综合性检测技术,主要包括电子测量系统及电子信息技术两个方面[1]。随着科技的发展,电子检测技术在各行各业的应用越来越普遍[2]。尤其是在汽车维修中的应用,更是为提高汽车维修质量提供了重要保证。电子检测技术诞生之初,便在汽车行业得到了广泛的应用,而在工程机械行业应用不多。

1现状调查

长期以来,装载机驾驶室作为公司的核心业务,为客户提供的只是驾驶室小总成———涂装后的钣金件+部分内饰件。客户为了提高生产线的产能和效率,希望我公司为其提供驾驶室大总成———在驾驶室小总成的基础上增加电器等控制部分元器件的装配,并要求产品质量不低于其原生产线的水平———质量反馈率不高于.经过几个月的跟踪发现,仅电器部分一项的平均反馈率就达到了,占总反馈率的85%.由于驾驶室电器元件故障而导致的返修,不仅损害了客户的权益,我公司也为此付出了大量的售后返修服务费用及质量索赔费用,并且严重影响公司的品牌形象,因此装载机驾驶室电器部分的质量亟需改进。经查找和分析,造成以上状况的原因主要有:(1)没有针对电器元件的检测设备,电器元件的进货质量无法得到保证;(2)没有针对驾驶室大总成的检测设备,无法保证产成品的质量。根据数据统计,95%以上的电器问题都是由于驾驶室大总成没有检测设备造成的,而并非电器元件本身的质量问题,因此本文重点讨论如何解决第二方面的问题。以我公司产量最大的50CN/855N/855等三种机型为研究对象,运用电子检测技术的工具和方法,对电器元件及驾驶室大总成进行分析和改进,解决难题。

2驾驶室及其电气系统原理分析

根据客户对电器元件质量的要求,通过对50CN/855N/855等三种机型进行分析,发现共有73种典型的驾驶室大总成,涉及到21种电气系统,10种驾驶室主线束,分别对应10种电气原理图。为获取系统需要检测电器的特征,本文分别对10种驾驶室主线束及其对应的电气原理图进行对比分析,通过分析,所使用的驾驶室主线束插接件的定义存在以下主要问题:不同驾驶室主线束所使用的插接件型号不同,例如:驾驶室主线束A使用的是十六线接插件,而驾驶室主线束B使用的是四十八芯插接件;同一种插接件的同一号接口,在不同的驾驶室主线束中定义的信号类型不同,例如:同是使用四十八芯插接件,驾驶室主线束C的29号接口定义的是预热工作指示信号,而驾驶室主线束D的29号接口定义的是制动气压报警信号。电子检测技术在工程机械驾驶室质量控制中的应用侯玉寒(广西威翔机械有限公司,广西柳州545007)摘要:驾驶室大总成作为装载机的主要部件,其中电器元件的质量反馈率一直居高不下。在分析各电器元件工作原理的基础上,对受检电器元件进行了分类,根据各类电器元件不同的工作原理,提出了相应的检测方案并制作电检平台。跟踪结果表明,该电检平台满足生产线的节拍要求,改进效果良好。关键词:电子检测技术;驾驶室;质量以上两个问题会导致以下几个方面的问题:(1)增加设计和人工成本。每种车型均定义了大量但差异性较小的驾驶室主线束,不利于生产线人力资源的合理调度与配置;(2)增加了装配人员的安装难度。由于每个车型的线束定义不一致,导致装配人员需要掌握复杂的线束安装信息,易出现装配错误;(3)增加制造的复杂性和维护难度。不同插接件接口的型号不同增加了生产制造的复杂度;(4)增加驾驶室大总成电器检测成本。驾驶室电器检测设备必须根据不同的主线束和插接件进行个性化的设计和配置,增加了检测成本,不利于标准化、统一化检测。针对驾驶室主线束存在的问题,提出以下改进建议:一是,对不同驾驶室主线束的共同插接口定义统一型号的插接件;二是,对不同驾驶室主线束中的共同电器定义统一的插接件接口编号;三是,对不同车型中出现的特殊电器元件,采用预留插接件接口的方式实现。

3驾驶室电器检测需求分析

生产线只是完成驾驶室内各部件的装配工作,包括各种钣金件、内饰件、座椅、电器、开关以及各电器之间的布线等,驾驶室大总成作为主机厂的配套产品,在进入主机厂总装前,驾驶室大总成的电器未制信号,如仪表盘、气压表等。根据驾驶室大总成内部电器元件的分类情况,通过与相关部门技术人员的沟通和交流,本次制作的电检平台应能够实现如下功能:为驾驶室提供可以工作的直流电源,电压为(24±2)V;具有短路自保护功能;能够判断驾驶室电器元件及其电气回路是否正常工作。通过该电检平台对工作灯、线束、开关、仪表等电器元件进行检测,以判断驾驶室内各电器元件及其装配质量。系统总体要求性能指标如下:(1)安全性。防止因线束或电器元件短路或断路等故障而导致的系统及电器的损坏;(2)可移动性。考虑到下线返修及特殊机型导致的节拍不一致,电检平台应方便移动,可实现在不同地点检测;(3)互换性。除了能够实现对现有典型机型的检测外,还应具有可扩展性,一旦有新的机型出现,可以方便的应用于新机型的检测。

4驾驶室电器检测方案设计

由于驾驶室大总成内各受检电器元件的特殊性,针对不同类别的受检电器元件应分别设计相关的检测方案。(1)第一类电器元件检测方案设计如图1所示,该类检测电器元件已与控制开关、线束相连接。由于已经构成电气回路,因此可以由电检平台为驾驶室供电,检测人员闭合/打开控制开关,使其形成闭合回路,通过观察人工判断该类电器元件的工作情况是否正常。(2)第二类电器元件检测方案设计如图2所示,该类电器的工作部件在前后车架上,未与驾驶室形成电气回路,因此需要在电检平台中设计显示模块,以模拟该类电器元件,然后通过电检平台为驾驶室供电,检测人员闭合/打开对应的控制开关,使其形成闭合回路,通过观察该显示模块的工作情况判断该类电器元件的工作情况是否正常。(3)第三类电器元件检测方案设计,该类检测电器元件在驾驶室内,未与前后车架形成电气回路,主要是由各种传感器组成,如温度传感器、压力传感器等。因此在电检平台对应的电气回路中串联一定阻值的电阻以模拟该类电器元件发生的信号。在信号产生并向驾驶室提供对应的输入后,通过人工观察驾驶室内电器元件的显示情况以判断该电气回路工作是否正常.(4)驾驶室电器检测设备总体方案设计由于涉及到的机型繁多,使用的驾驶室主线束多达10种,在各类电器元件检测方案设计的基础上,应重点考虑方案的总体设计,以便设备能够很好地应用在所有机型上。为实现该功能,电检平台采取分段式、模块化设计的方法,即24V直流电源和显示模块作为一个整体,通过过渡线束连接不同车型的驾驶室主线束。在过渡线束中,针对不同车型的驾驶室主线束根据其实际情况进行插接件接口的连线。由于电检平台需要长期处于生产一线,工作环境相对恶劣,必须满足在复杂工作环境下长时间可靠运行的要求,因此设备的主体采用厚的304不锈钢制。根据实际需求,该系统需要具有短路保护功能,需要在主干路上增加漏电保护器;为使设备便于移动,在设备底部安装万向轮,同时考虑到在使用时设备应能够固定,因此应使用带有锁止功能的万向轮

5驾驶室电器检测设备检测流程设计

该电检平台的检测对象是10种驾驶室主线束对应的73种驾驶室大总成。本文通过对10种驾驶室主线束的实际研究,对这73种驾驶室大总成受检电器元件的控制规则做以下说明,以方便检测人员的实际操作,.由于受检电器元件较多,为提高检测人员的工作效率并防止在操作过程中漏检,在与检测人员沟通的基础上,对检测流程做以下设计:(1)接通电检平台和要检测的驾驶室大总成,打开电源总开关;(2)将钥匙插在电锁插孔处,并拨到“ON”档,开启整机电源,观察整机是否通电;(3)依次拨动控制面板上的翘板开关并观察相应的电器元件工作是否正常;(4)观察控制面板上的气压表、计时器是否有显示,按下点烟器后5-8s,点烟器是否弹起;(5)打开/关闭风扇、壁灯、收放机及空调系统的开关,观察对应电器元件工作是否正常;(6)拨动左右转向灯开关、喇叭开关、远近光灯翘板开关,观察仪表及显示台对应的显示区域是否有显示;(7)观察各传感器及压力开关在仪表对应位置上的指示灯是否指示正常;(8)记录检测过程中发现的问题,关闭电锁,拔掉连接线,重复以上步骤进行下一台检测。

6结束语

根据本方案设计制造的电检平台已经投入实际应用,通过近半年的根据验证,本次工艺改进效果良好,产品质量得到显著提高,有效解决了驾驶室大总成电气方面客户反馈率高的问题,驾驶室大总成电气问题平均反馈率降低到了,使驾驶室大总成反馈率居高不下的问题得到明显改观,每年为公司节约返修成本及质量索赔费用十万余元。此设计思路目前已推广至30E/40B及即将量产的H系列机型上。

参考文献:

[1]谭浩.重型汽车驾驶室线束检测仪的制作[J].汽车电器,2006,(8):40-44.

[2]孙上媛,葛云峰.汽车线束检测系统研究[J].试验技术与试验机,2007,11(4):51-55.

摘要:随着经济的不断发展,国内公路工程建设发展的速度也渐渐加快。伴随着我国城市化进程速度逐渐加快,提高公路工程机械设备的经济化管理,完善及改进公路工程对机械设备管理及使用是非常有必要的。但是当前公路工程的机械设备经济化管理及使用方面都还存在或多或少的问题,因此,不断改进公路工程机械设备的管理工作,才能有效地保障机械施工技术的水平。文章就公路工程机械设备管理的发展趋势展开分析,深入探讨经济化管理及使用在公路施工过程中存在的问题,并提出相应的解决措施,以期促进机械设备的管理及使用。

关键词:公路工程;机械设备;经济化管理;使用

1概述

随着机械化施工技术与水平的不断提升,工程机械设备已成为当前施工项目设计的一个关键部分,对工程的施工进度、施工计划及施工的方法有很大的影响。工程只有选取比较先进、经济及可靠的机械设备,并配置相对应的机械设备,进而优化工程施工方案,才可以充分发挥机械设备在工程建设中的工作效率,保证施工过程的顺利进行,尽量缩短项目施工的工期。机械设备作为整个施工环节的重要施工工具,对整个公路工程来说,科学、有效地管理和与使用工程机械设备就显得非常重要。

2公路工程机械设备管理的发展趋势

目前,公路工程的机械设备管理逐渐朝着信息化的方向发展。随着科技的不断发展,信息化的管理方式渐渐渗入到各个行业中,企业在信息化管理的基础之上,充分利用计算机技术对其进行管理,使得设备的管理变得更加的科学化与合理化,充分发挥机械设备在施工过程中价值,进而提升其使用效率。

3公路工程机械设备管理中存在的问题

施工单位在开展公路工程建设的过程中,对机械设备的使用率非常低,造成资源浪费严重,影响了整个施工项目的施工质量及施工进度,同时也增加了项目的施工成本。主要原因是施工单位欠缺一个健全与完善的施工体系,缺乏合理、规范的施工机械组织,从而影响到整个项目的施工质量、成本及进度,导机械化设备在工程的施工期内没有得到得到有效的应用。当前的公路工程机械设备管理中出现的问题主要表现在以下方面。

缺乏健全的机械设备的管理机构

近年来,部分施工单位仍然缺乏较为合理、有效的机械设备管理制度,并且管理人员的责任也不明确,对设备的台账、档案资料的构建工作也管理缺乏相应的,小部分施工单位在购买新设备以后,未能及时入账,导致管理工作被动,机械设备随意使用,严重的有可能会造成资产流失。但有些施工单位将新买到的设备账面做成已经购买的设备,以此来逃避税收。

机械设备的使用率较低

目前,很多施工企业内部的管理部门常常形成一种各自为政及自成一体的管理方式,很难实行统一的管理及调配,造成很多机械设备无法按照施工的需求协调使用,因此,很多设备很难投入到公路工程的施工中。由于公路工程建设的阶段性较强,经常会在项目忙的时候缺乏设备,而在非施工的时期,又有很多设备闲置,导致资产积压严重,降低工程的投资收益。

没有及时更新机械设备

部分公路工程的施工单位一直都是使用以往的设备来进行施工,与新设备相比,其施工速度比较慢并且施工的质量非常差,从而影响整个公路施工路段的使用年限。因此,公路工程的施工单位应建立较为完善的设备管理体系,并成立相关的监管部门,确保公路工程设备的管理工作可以有效地开展。此外,施工单位也要及时更新机械设备,淘汰陈旧的机械设备,进而确保施工人员利用娴熟的操作技术设备进行相关的作业,从而提升施工单位的施工进度及质量。

机械设备操作人员素质较低

以往因很多施工单位对设备管理工作不够重视,造成很多缺乏能力的施工人员担任设备的操作工作。施工单位只看中眼前的利益,而忽视长远的利益,同时也缺乏对设备操作人员的教育与培训,部分操作人员经常会进行一人多机操作,一边操作压路机,一边操作装载机及摊铺机,还有少部分操作人员的责任心较弱,没有严格根据相关的规定进行作业,没有及时维护设备,导致很多设备损坏,维修的费用也逐渐增加。此外,由于很多施工单位缺乏相关的责任制度,造成项目的施工人员只关注到短期的利益,缺乏长远的计划,机械设备的管理及使用很不协调,施工企业内部经常会出现重视使用,而忽视对设备的管理,为达到施工工期的要求,大部分设备在施工期间内,常常会处于超负荷运行状态,造成机械设备出现磨损老化,不仅影响公路工程的施工质量,还加大了设备的维修费用。

4公路工程机械设备的经济化管理与使用措施

对于当前公路工程的机械设备经济化管理和使用过程中出现的问题,施工企业想要提升设备的适应效率,就应使用科学的措施合理配置与优化机械设备。因此,施工单位要想促进设备经济化管理及使用效率,应从以下几个方面实施管理。

转变机械设备的管理理念

在市场竞争激烈的环境之下,公路施工单位要想提升设备的使用效率,就应逐渐转变以往的管理理念。同时,施工单位也应从使用设备所产生的经济效率以及优化设备的性能方面来考虑施工单位的资产优化。随着现代信息技术不断发展,很多设备已难以适应工程建设的需求,特别是公路施工现场的需求,这就要求公路施工单位的管理人员必须要及时调整机械设备的管理理念,更新与优化机械设备的资产,只有这样才能提升机械设备的使用率。

定期检修机械设备

公路工程的施工人员应制定相应的维修计划,定期检查与维修机械设备。现阶段,公路工程管理人员对设备的检查与维修工作,大都是根据施工人员的检修经验进行判断,并依靠以往的施工经验更新及检修设备零件,尽管这种检修方式较为简便,但实际上这种检修方法很难把设备内存在故障全部排查出来,也有可能会因检修人员判断失误,给设备的使用带来相应的隐患。

提升机械设备的利用率

施工单位要想加强对设备的管理,首先应提升管理人员的基本素质、现代化管理方式以及专业的设备管理能力,不断增强对管理人员的专业能力培训及技能培训,补充新的知识与方法,只有这样才能适应信息技术发展的需求。针对一些施工技术要求比较高以及重要的机械设备,施工企业也应对其进行统一管理及分配,并进行专人操作及管理。而对部分施工技术要求较低,使用较为频繁的机械设备,施工单位可交给相关部门进行管理,由单位实现统一管理。进而确保施工设备能及时投入使用,进一步提升机械设备的完好率与利用率。

加强对机械设备操作人员的专业培训

机械设备的操作人员是操作设备的主体,对设备完好率起着关键性的作用。并且人的思想观念在很多时候能够指导人的行为,因此,想要提升机械设备的完好率,就必须要不断提升操作人员的基本思想素质,按照规章制度来进行相关的操作,同时提升设备操作人员的专业知识及操作技能,多引进一些新的施工技术及方法,以便适应现代化机械设备的发展需求。公路施工单位对于部分文化素质较低的操作人员,必须要加强对员工的培训,在操作人员取得相关的机械设备操作证才可以上岗。只有这样才能够进一步提升机械设备完好率及利用率,从而确保机械设备在当前的公路工程建设过程中,可以得到非常有效的应用。并且设备操作人员具备良好的思想素质及多了解机械设备方面的知识,对提升设备的完好率与利用率是一个非常有效的保证。

5结语

总而言之,随着公路事业的发展,公路工程机械设备的管理及使用也存在一定的问题,国外部分先进的设备与施工企业渐渐涌入,并参与到国内的市场竞争中。同时,很多先进的机械设备管理知识与管理理念对促进其管理机制的改革与健全有很大的影响,并也提出了很大的挑战。因此,相关的公路工程施工管理人员应该从机械设备的经济性与效益性等方面实施管理,尽量改进与完善公路工程机械设备的结构,提升公路工程养路的装备水平及使用效率,尽量从工程的资产经营方面做好养路机械设备的管理工作,以便为公路工程机械设备的管理及使用带来更大的经济收益。

参考文献:

[1]江雁.我国公路工程施工中机械设备的应用和管理[J].价值工程,2014,(9).

[2]岳欣光.浅析我国公路工程中机械设备的使用与管理[J].黑龙江科技信息,2013,(6).

[3]丰锴.提高交通工程机械管理与维护工作的措施研究[J].交通建设与管理,2015,(4).

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要:本文概述了工程机械减振技术的发展概况,并以大型机械的驾驶室减振设计为背景,探讨了发动机悬置设计的基本原则,并对发动机减振的布置的力学特性进行分析,最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词:机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计,设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看,国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题,这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣,车体结构的振动问题更加明显,直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言,控制车体振动尤其是驾驶室的振动,寻求有效的减震设计方法,对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题,本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上,主要通过发动机悬置位置的优化设计,以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶,但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅,并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题,已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术,在此基础上,随着发动机减振技术的进步,半主动减振技术开始应用到发动机减振中,这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置,这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术,这一技术能够较好的实现降噪性能,但结构非常复杂,在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面,主要所依据的是动态舒适性理论,用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看,主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂,跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析,本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述,驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性,要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢,随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下,大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态,由此产生的激振频率很高,也更容易导致构件的疲劳损坏,实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看,工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架,驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析,将驾驶室的隔振系统进行简化,以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩,这类振动不仅会引起车架的的振动,也会形成较强烈的噪声,不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响,采用悬置的设计方式是比较有效的途径,其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论,通过解除发动机六个自由度解耦,改变发动机的支撑位置,从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数,但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制,可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面,主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时,考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言,在实践中一般都会采用四点支撑的方式,本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端,上述两个位置分别设置两个对称的支撑点,采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看,主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式,具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式,因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本,在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述,由于采用的是四个平置式的橡胶减震器,因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统,从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上,进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果,其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位,同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配,减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及,测量激振力和振动响应之间的关系,从而得到二者之间的传递函数,而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件,驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度,以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值,使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内,从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京:北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容,在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计,以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计,希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言:20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想,这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论,这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度,相关的理论以及方式也是不断的出现。比如:M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面,对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标,工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性,所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识,这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点,同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展,可靠性技术的不断发展,使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类,但是就具体的实质来说,大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础,逐渐的划分为两点,第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的,也是就是说因为依据某种规律在时间变动下,疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为,将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性,主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的,都是通过概率可靠性对于随机事件计算的,也会发展为两个方面:第一种是对模型法或者相关扩展方式,这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度,所以说应力概率是低于可靠度强度的,第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品,在最开始的方案构建到后期的生产制造实施,都是需要经过一个设计过程的,但是现在计算不断发展,新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现,使得机械产品日益在完善,这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短,但是结构确实越来越复杂,这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下,对于设计整个过程要加大进度,设计周期要缩短。同时需要注意的是,对于设计是不是能够完善来说,产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的,但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的,所以说,如何将设计质量提升上去,设计理论怎么发展下去,设计技术怎么做到更好,设计过程怎么才能加快嫉妒,都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候,将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来,计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中,在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响,通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品,同时这样产品有着一定的可靠性,机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要,通过一种最优化的形式将产品展示处理,在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位,同时不能忽略的是结构参数的随机性,这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的,将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化,将所出现的问题合理安全性的相结合,这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况,使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内,机械设计领域中,因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现,在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准,但是就单方面来说,无论是可靠性设计或者是优化设计,都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的,在机械产品经过可靠性设计之后,不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点,还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计,机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计,不能保证产品在一定的条件下或者是时间内,能够将所规定的功能很好的完成,有的时候也许会出现一定的事故,这样直接都有着经济损失。

除此之外,因为机械产品有着很多的设计参数,要是对于多个设计参数进行确定的时候,单纯的可靠性设计就不是这样有地位了,所以在进行可靠性优化设计研究的前提下,要将机械产品可靠性要求先保证,同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数,将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起,然后在发展研究设计,才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品,它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法,对产 品性能、质量和成本综合考虑,选择出最佳设计,不仅可以提高产品的质量,而且可以降低成本。在机械产 品设计中,正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中,或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语:总而言之,对于机械的可靠性设计而言,设计人员应该根据实际,做出最优的设计,只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来,将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来,才能达到产品最佳以及最可靠点,这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点,才能最好的达到预定的目标,和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

[1]杨为民,盛~兴.系统可靠性数字仿真[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1990.

[2]谢里阳,何雪法,李佳.机电系统可靠性与安全性设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.

[3]阎楚良,杨方飞.机械数字化设计新技术[M ].北京:机械工业 出版.2007.

[4]张义民,刘巧伶.多随机参数结构可靠性分析的随机有限元法[J] 东北工学院学报,2012,13(增刊):

[5] 金雅娟,张义民,张艳林,等.任意分布参数的涡轮盘裂纹扩展寿命可靠性分析[J].工程设计学报,2009,l6(3):196-199 .

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