汽車同步帶疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)

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3 - 序號(hào)（學(xué)號(hào)）： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）譯 文 Complex time series analysis for rotor dynamics Identification:applications 姓 名 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 2008 年 04 月 20 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 INTRODUCTION OF AUTOMATIC SHAFT STRAIGHTENER 一、General Introduction The trades , such as machinery , automobile , electrical machinery ,etc. use the axles , pole part in a large amount, raw materials of part these a unavoidable one will appear crooked and out of shape in the course of rough machining or the heat treatment ,etc., carry on alignment is it can influence the last preface of the work piece to be processed and used directly to punish, may even present a great deal of wasted products . So for can down into dishes of minimum person who cut that process allow or guarantee through accurate alignment work piece reach strict final design public errand require, alignment plane become work piece hot treated indispensable key equipment. And automatic alignment is a kind of advanced production manufacturing engineering , with the improvement of industry's whole engineering level of our country and specification requirement in recent years, this craft is more and more applied to machinery , automobile , electrical machinery , etc. in the trade widely. But our country has been depending on importing abroad all the time in the field of automatic alignment machine for a long time, there is no one's own professional manufacturer and research and develop the organization, it costs the huge foreign currency on this project every year to cause, import equipment expensive price and maintenance expenses make a lot of enterprise hope and revitalize and sigh often at the same time, have fettered the improvement of these enterprise products technological level and enlargement of the production scale seriously. Main character: measuring system of high reliability and high accuracy; self-adapting and adjusting system of correction data; concise dependent equipment of workpiece, the user can adjust the workpiece quickly; friendly interface between people and machine; necessary safety and guarding measures; more options: device to detect cracked parts via sound; automatic conveyor; up to 30-180 pieces/h. high working efficiency, the actual results are workpiece dependent. 二、The main technical specification of the ASC –II series straightene ASC –II series straightener can divide into for door type and l C type as regards form of the frame, the concrete technical specification as following form: Model Item ASC-10CM-**-Ⅱ ※ASC-10 CM-**L-Ⅱ ASC-30CM-**-Ⅱ ※ASC-30 CM-**L-Ⅱ ASC-50CM-**-Ⅱ ※ASC-50 CM-**L-Ⅱ ASC-80CM-**-Ⅱ ※ASC-80 CM-**L-Ⅱ Type of Main frame C type Outer diameter of shaft(mm) ☆φ10～φ30 ☆φ30～φ50 ☆φ40～φ70 ☆φ40～φ70 Straightened Length of shaft ≤500 ≥500 ≤500 ≥500 ≤500 ≥500 ≤500 ≥500 Number of correction point ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 Number of measuring point ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 ≤3 ≤5 Accuracy of measurement ☆±5mm Measuring way Round pole surrounding measurement slice standard gear revolution speed of workpiece 30 – 120 r.p.m Orienting way of workpiece Two center holes of workpiece or base of outer circle Controlling system CPU (mearuring unit) PLC (controlling unit) Max. loading strength 100kN 300kN 500kN 800kN Power supply Three-phase 380V 15KVA Weight of main frame 1.6T 1.8T 2.2T 2.4T 2.5T 2.8T 2.9T 3.2T Model Item ※ASC-10CM-**-Ⅱ ※ASC-20M-**-Ⅱ ※ASC-30M-**-Ⅱ ※ASC-40M-**-Ⅱ Type of Main frame door type Outer diameter of shaft(mm) ☆φ10～φ30 ☆φ20～φ40 ☆φ30～φ50 ☆φ30～φ55 Straightened Length of shaft ☆≤800 Number of correction point ≤5 Number of measuring point ≤5 Accuracy of measurement ☆±5mm Measuring way Round pole surrounding measurement slice standard gear revolution speed of workpiece 30 – 120 r.p.m Orienting way of workpiece center hole in two ends of workpiece or base of outer circle Controlling system CPU (mearuring unit) PLC (controlling unit) Max. loading strength 100kN 200kN 300kN 400kN Power supply Three-phase 380V 15KVA Weight of main frame 2.1T 2.3T 2.7T 2.8T 三、Introduction of main part Intelligent analysis measuring system, programme-controlled electrical motor, electric, the machinery , hydraulic pressure , pneumatic control system make it become the complicated technological product of more than one technological class .Its abundant and ocular man-machine interface and open technological condition to users, creating great convenience for the working efficiency of improving the complete machine, the matching organically of every main part makes the globality of the equipment can be transcendent. (一)、bearing frame Automatic straightener machine can divide into C-frame and door-frame according to frame structure form. The former is open structure, have of simple structure, easy to manufacture , rigidity bad, only fine to overlengthy shaft kind of workpiece etc. characteristic, generally used overlengthy workpiece artificial upper and lower semi-automatic straightener. The latter is closed structure, have appearance well-balanced , structure compactness , rigidity fine , little easy to be installed on automatic assembly line ,etc. characteristic, selecting the automatic upper and lower material organization for use can realize full-automatic. （二）、hydraulic pressure control system Pump stand, hydraulic pressure valve group, carry-out oil jar, hydraulic pressure control loop,etc. form the hydraulic pressure systems of straightener. Because what the key part of the hydraulic pressure system is adopted is the products of world-famous companies, such as Japanese YUKEN, Italian ATOS, Taiwan NORTHMAN,etc, have guaranteed the hydraulic pressure accuracy, stability, dependability of the work systematically. In straightener await the opportune moment when working, special energy-conservation unload design is more suitable for our country wide regional weather differences, Have guaranteed that automatic straightener can run in succession with relatively suitable temperature in any area. （三）、pneumatic control unit Pneumatic control loops including Unite one, pressure relay, valve group and air cylinder form the pneumatic unit of the straightener. It mainly control and carry out the workpiece movement of inserting urgent, localization, sorting and transport etc. In each air cylinder have position measure switch to feedback movement implementation to system, so as to control movement flow, diagnose and arrange checking in trouble. Pneumatic components mainly select the products of world-famous companies for use, such as Japan SMC, Germany FESTO and Taiwan SHAKO etc, It is reliable that the movement is sensitive , the life-span is long. （四）、runout measuring unit of workpiece The measurement amplify organization of the mechanical lever type, high accuracy displacement and angle sensor, accurate speed control motor and measurement probe form runout measuring unit of workpiece. The probe can adopt many kinds of way, such as exceed hard round pole, all-surrounding or half- surrounding measuring slice and high accuracy standard gear etc. It can measure runout in round and D shape cross-section of shaft etc. （五）、PLC PLC is key part of straighting machine. The miscellaneous and orderly movements of straighting machine are all carried out and finished under its procedure controls. PLC communicate with computer and orderly control action of part to clamp, measure, alignment position choose, pressurize to revise etc. （六）、Process system of the computer high-accuracy data collecting system, safe and reliable input and output system , integrated work station of industry with colored LCD of large screen, software package of high professional level, the human-computer interaction interface of the whole Chinese, the rich and colorful picture and text showing, the data statistics exported (can be typed) etc. formed the computer process system of the straightener. - 4 - 序號(hào)（學(xué)號(hào)）： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 汽車同步帶疲勞壽命試驗(yàn)機(jī) 姓 名 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 2008 年 06 月 10 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 一、畢業(yè)論文題目 汽車傳動(dòng)帶疲勞試驗(yàn)機(jī) 二、研究的目的和意義 （1）本課題研究目的： 目前世界各國(guó)的汽車制造業(yè)和膠帶生產(chǎn)廠家都十分重視汽車傳動(dòng)帶的疲勞試驗(yàn)。同步齒型帶是一種兼有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型高效傳動(dòng)帶。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊、性能不斷提高,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中用來(lái)驅(qū)動(dòng)凸輪軸的汽車同步帶的質(zhì)量提出了更高的要求。為使同步帶能夠在汽車一定行駛里程之內(nèi)可 靠地傳遞載荷而不損壞,必須對(duì)膠帶的壽命進(jìn)行比較準(zhǔn)確的估計(jì)。疲勞壽命指標(biāo)的準(zhǔn)確檢測(cè)可為膠帶生產(chǎn)廠家控制產(chǎn)品質(zhì)量、保證產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性提供有力的保障。目前國(guó)內(nèi)膠帶生產(chǎn)企業(yè)對(duì)以切邊V帶、同步齒型帶、多楔帶為代表的新型傳動(dòng)帶在綜合使用性能、可靠性和疲勞壽命等方面還不能全面檢測(cè),尤其是疲勞試驗(yàn)。雖然相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布,但是除了引進(jìn)的幾臺(tái)兩輪試驗(yàn)機(jī)外,符合疲勞試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的汽車同步帶三輪疲勞試驗(yàn)設(shè)備在國(guó)內(nèi)還是空白。 （2）本課題研究意義： 利用微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車傳動(dòng)帶疲勞試驗(yàn)機(jī)模擬加載的功能是對(duì)傳統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)和方法的進(jìn)一步改進(jìn)和完善。由計(jì)算機(jī)控制試驗(yàn)的全部過(guò)程并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，可以大大地提高試驗(yàn)的效率和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，減輕試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。該技術(shù)的研究開發(fā)將進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)理論和功率分匯流理論的發(fā)展，同時(shí)對(duì)于改善我國(guó)現(xiàn)有齒輪產(chǎn)品試驗(yàn)的技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 完善的檢測(cè)手段是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。由于缺少疲勞試驗(yàn)機(jī),目前大多數(shù)膠帶生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有采用現(xiàn)行汽車同步帶國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)手段。這也是我國(guó)膠帶工業(yè)落后的主要原因之一。三輪疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)的研制成功將打破同步帶測(cè)試設(shè)備依賴進(jìn)口的局面,為國(guó)家節(jié)省大量外匯,對(duì)提高我國(guó)橡機(jī)行業(yè)的裝備水平,推動(dòng)整個(gè)橡膠傳動(dòng)帶行業(yè)的發(fā)展,從容面對(duì)加入WTO后進(jìn)口產(chǎn)品的挑戰(zhàn),有著重要的意義。 三、傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)功能 利用傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)可以對(duì)傳動(dòng)帶以及常規(guī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置進(jìn)行多方面的試驗(yàn)測(cè)試。這些測(cè)試既可以是開發(fā)性產(chǎn)品測(cè)試，又可以是系列產(chǎn)品性能的測(cè)試，通常進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目主要有以下幾個(gè)方面: A.空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 通過(guò)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證某些參數(shù)及功能是否符合設(shè)計(jì)指標(biāo)，檢查加工、裝配的質(zhì)量，從而找出設(shè)計(jì)、加工、安裝中存在的問(wèn)題，以便采取相應(yīng)措施加以改進(jìn)。 B.負(fù)載試驗(yàn) 通過(guò)承載性能試驗(yàn)，可以檢驗(yàn)其在承載時(shí)的工作性能，這樣可以對(duì)被試傳動(dòng)帶或傳動(dòng)裝置的真實(shí)工作性能加以檢驗(yàn)。 C.疲勞壽命試驗(yàn) 用來(lái)考核被試傳動(dòng)帶或傳動(dòng)裝置各傳動(dòng)元件的疲勞強(qiáng)度以及整機(jī)的使用壽命。 D.噪聲、溫升和振動(dòng)試驗(yàn) 通過(guò)試驗(yàn)來(lái)判定被試裝置的安裝調(diào)試精度及其內(nèi)部各零件之間的摩擦、磨損情況，檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工安裝等環(huán)節(jié)的合理與否。 E.超負(fù)荷試驗(yàn) 用來(lái)確定被試裝置在過(guò)載情況下是否能正常工作以及過(guò)載解除后的性能是否仍符合技術(shù)要求。 在生產(chǎn)實(shí)際中，還有許多其它的試驗(yàn)項(xiàng)目須根據(jù)需要進(jìn)行，限于篇幅本文不再介紹。 四、機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) （1）機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)是對(duì)常見(jiàn)的傳動(dòng)部件和裝置如:鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、減速器、變速箱等進(jìn)行綜合性能測(cè)試的試驗(yàn)設(shè)備。通過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的合理性，加工、制造、裝配和調(diào)試的工藝性。 國(guó)外較早地開始了這方面的研究，如美國(guó)Gleason公司在五十年代就設(shè)計(jì)出了用輪系作為加載系統(tǒng)的傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的方案。比較著名的還有美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA)下屬的Lewis研究中心、前蘇聯(lián)中央機(jī)械制造與設(shè)計(jì)研究院、美國(guó)通用動(dòng)力公司、德國(guó)RENK公司、日本明電舍動(dòng)力公司、日本豐田汽車公司、美國(guó)伊利諾斯大學(xué)機(jī)械工程系、法國(guó)Skoda公司等。從試驗(yàn)臺(tái)方案的設(shè)計(jì)到最終的樣品制造他們都進(jìn)行了大量的研究工作，形成了系列化的設(shè)計(jì)模式。 與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)對(duì)于傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的研究起步相對(duì)較晚。研究工作始于八十年代初期。國(guó)內(nèi)較早從事這方面研究工作的主要單位有重慶大學(xué)、鄭州機(jī)械研究所、長(zhǎng)春汽車研究所、西安重型機(jī)械研究所、西安理工大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、四川工業(yè)學(xué)院、西安減速機(jī)廠、西安公路交通大學(xué)等單位。他們先后建立起了各種形式的傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，這些試驗(yàn)臺(tái)的建立從理論上和實(shí)踐上都取得了很大的進(jìn)步，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，代表著我國(guó)機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的發(fā)展水平。 （2）機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代的機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)正朝著電封閉功率流式的方向深入發(fā)展。采用電封閉功率流的試驗(yàn)機(jī)易于控制，易于設(shè)計(jì)制造，各組成部分之間逐漸模塊化、單元化，以便于使用和維護(hù)。在其組成上，原動(dòng)機(jī)采用電動(dòng)機(jī)，負(fù)載裝置采用發(fā)電機(jī)。由于直流電動(dòng)機(jī)具有易于控制、運(yùn)行平穩(wěn)和機(jī)械特性硬等優(yōu)點(diǎn)，因此在電封閉試驗(yàn)臺(tái)中處于主導(dǎo)地位，作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)也多采用直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能可以直接回饋給電動(dòng)機(jī)，不需要逆變環(huán)節(jié)。這樣就可以大大地簡(jiǎn)化試驗(yàn)臺(tái)的組成，降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度。 在控制系統(tǒng)上，早期建立的試驗(yàn)臺(tái)沒(méi)有專門的控制系統(tǒng)，僅靠機(jī)構(gòu)組合及傳動(dòng)零件間的嚙合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的加載功能。隨著加載技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸開始采用繼電器控制來(lái)完成簡(jiǎn)單的控制操作?，F(xiàn)代傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論來(lái)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)控制，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、力矩調(diào)節(jié)以及試驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、保護(hù)等功能。 在數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)上，大多采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，如湘儀動(dòng)力測(cè)試儀器廠生產(chǎn)的以Z80計(jì)算機(jī)為核心的JXW-1型機(jī)械效率儀，其它還有用APple計(jì)算機(jī)、單板機(jī)、單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 四、方案擬訂 （1）試驗(yàn)機(jī)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）驅(qū)動(dòng)裝置 2）加載裝置 3）測(cè)量裝置 4）被試裝置 （2）封閉功率流式試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 從原動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率可以部分地反饋回原動(dòng)機(jī)，既達(dá)到了加載的目的，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，節(jié)能效果可達(dá)50%以上，因而它適用于較大功率的被試裝置進(jìn)行長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。 五、進(jìn)度安排 4月10日 ——4月24日 搜集資料、調(diào)研、外文翻譯 4月25日——4月30日 確定總體方案 5月8日——5月15日 總裝圖設(shè)計(jì) 5月16日——5月31日 零部件設(shè)計(jì)、計(jì)算 6月1日—— 6月15日 繪制CAD圖 6月16日——6月20日 整理說(shuō)明書 6月21日——6月30日 檢查、修改準(zhǔn)備答辯 六、參考文獻(xiàn) 1 于駿一.鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第一版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2 章躍主編.機(jī)械制造專業(yè)外語(yǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 3 王振華主編.實(shí)用軸承手冊(cè)，上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1991 4 劉鴻文主編.材料力學(xué)（第四版），北京：高等教育出版社，2004 5 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