往复振动筛毕业论文

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。1 机械创新设计思维规律我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。 这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。2 计算机辅助创新设计系统 两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：2.1 实例检索 利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。2.2可视化的实例模型表达及矛盾分析概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。2.3基于WEB的创新设计知识库本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。2.4相似性的量化方法及改进的遗传算法每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：rkj = 又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：rkm = 隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。3 结论 本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。也不知道你是否满意啊！

背景：燃煤火力发电厂在运行过程中产生粉尘、噪声、毒物等职业病危害因素。尽管目前燃煤火力发电厂的生产工艺技术较先进,机械化、自动化程度比较高,使很多职业病危害因素在许多环节都已得到很好的控制,但粉尘和噪声危害在目前燃煤火力发电厂的所有职业病危害因素中仍占相当大的比重,而且尘肺病和职业性噪声聋。本文通过对3家燃煤火力发电厂职业卫生情况的现场调查,对燃煤火力发电厂主要职业病危害因素(粉尘、噪声)的关键控制措施进行研究,为燃煤发电厂采取合理有效地防护措施提供依据,以更好地保护劳动者的健康。目的：通过对燃煤火力发电厂生产工艺、职业病危害现状、危害特点及控制措施等情况进行分析,确定关键控制措施,对发现存在的问题,提出相应的对策和建议,为燃煤火力发电厂从源头控制主要职业病危害、保护劳动者健康提供依据。方法：通过对现场职业卫生情况调查、职业病危害因素检测、劳动者个体防护情况等结果的分析,建立事故树,采取事故树分析和聚类分析相结合的方法,确定主要职业病危害因素的关键控制措施。结果：通过本次研究,确定防“尘肺病”关键控制措施为：对犁煤器犁煤时造成的扬尘采取封尘措施、对锅炉加强密封以防止泄漏、锅炉设负压吸尘装置以防锅炉粉尘泄漏、锅炉设机械除尘装置以防锅炉粉尘泄漏、对碎煤机按照不同的产尘原因采取相应的防尘措施、磨煤机处及时进行喷水抑尘、皮带机头(尾)设置除尘器并确保运行正常、用人单位为劳动者发放符合国家标准的防尘口罩、降低皮带机头(尾)煤的落差、尽量减少劳动者在粉尘作业现场接尘作业时间、用人单位为劳动者定期更换防尘口罩、对皮带层地面应及时清扫、指导并监督劳动者正确佩戴防尘口罩、对劳动者进行职业卫生培训以提高其自我保护意识、在粉尘作业现场设警示标识提示劳动者佩戴防尘口罩。防“职业性噪声聋”关键控制措施为：在噪声作业场所设警示标识、对产生空气动力性的设备采取隔声、消声、吸声措施、减少劳动者在噪声工作场所作业时间、对产生机械性噪声的设备采取减振、隔声措施、用人单位对劳动者进行职业卫生培训而提高其自我保护意识、用人单位为劳动者发放符合国家标准的防噪声用品、指导并监督劳动者正确佩戴防噪声用品、确保汽轮机调节阀处的严密性良好以防高温高压蒸汽泄漏产生噪声、确保锅炉安全阀严密性良好、调节锅炉风机的进排气以减少其噪声强度、保持转子质量平衡避免因机械振动而产生噪声、摆正机组轴线以防机械振动而产生噪声、确保导轴承正常运行、用人单位为劳动者定期更换防噪声用品。结论：目前为从源头控制燃煤火力发电厂的职业危害,甚至消除尘肺病和职业性噪声聋的发生,应进一步做好犁煤器、锅炉、碎煤机、磨煤机等处的抑尘、封尘、吸尘措施；对产生机械性和空气动力性噪声的设备采取减振、隔声、消声、吸声等措施；同时,减少劳动者的接触粉尘、噪声时间,并做好个体防护,在粉尘、噪声作业场所设警示标识和完善的中文警示说明等。这是目前燃煤火力发电厂在生产工艺技术较先进,机械化、自动化程度较高,生产设备正常运行,作业人员没有违规操作现象等的条件下,在现有的控制措施基础上,有针对性的防“尘肺病”和防“职业性噪声聋”关键控制措施,这为燃煤火力发电厂更有效地控制职业病危害、保护劳动者健康提供依据。

对于大多机械设备,振动是一种有害现象,也是导致机械设备破坏或失效的直接原因,但对于振动筛而言,振动是有利的。通过振动筛可以完成物料的分离、脱水等工作,因此被广泛运用于各个工业领域。但因为振动筛工作环境恶劣、时间长、强度大,使得振动筛容易出现故障,易导致整个流水线停机,给企业造成很大的经济损失。但是目前对于振动筛故障诊断尚未有成熟的理论,因此,对于振动筛故障诊断的研究有着至关重要的意义和实用价值。在振动筛的故障诊断中,本文主要针对故障信号难以提取的问题进行研究。由于振动筛自身的冲击和振动比较大,使得故障信号经常被淹没,所以需要很好的提取故障信号。在振动筛运行中,发生的故障类型有很多,本文以滚动轴承故障为例,提取出故障信号,从而进行故障识别。本文分别对轴承正常时和发生故障时的振动筛的振动信号进行分析,使用MATLAB和ORIGIN软件对信号进行仿真,通过观察信号的特征,主要使用包络分析方法对信号进行处理,提取出故障信号,得到轴承的故障特征,从而识别出故障类型。通过包络分析对实际信号的分析和处理,取得了很好的效果,解决了振动筛故障信号难以提取的问题。本文在分析旋转机械滚动轴承的频谱特征的基础上,对振动筛自身结构特点进行分析,从而得到了振动筛轴承的故障频谱特征,发现其故障频谱特征相对旋转机械发生了变化,其外圈频谱存在调制,而内圈不存在调制,恰恰与旋转机械相反。这一点新发现对于振动筛轴承的故障诊断提供了理论支持和依据。因为振动筛的使用寿命与其运动特性有关,异常振动容易使筛体结构产生损伤从而影响它的使用寿命。故本文还对振动筛的运动特性进行分析和研究,利用ANSYS建立振动筛实体模型,通过模态分析与谐响应分析,得到了振动筛的各阶模态频率值及振型特点,研究了振动筛在各种频率偏心力的影响下结构所表现出的振动状态及应力集中区域,通过动力学分析的结果对结构损伤提供了辅助性帮助。