汽車同步帶疲勞壽命試驗機設(shè)計

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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（學號）： 長 春 大 學 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 汽車同步帶疲勞壽命試驗機 姓 名 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 指導教師 2008 年 06 月 10 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長 春 大 學 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 一、畢業(yè)論文題目 汽車傳動帶疲勞試驗機 二、研究的目的和意義 （1）本課題研究目的： 目前世界各國的汽車制造業(yè)和膠帶生產(chǎn)廠家都十分重視汽車傳動帶的疲勞試驗。同步齒型帶是一種兼有帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動優(yōu)點的新型高效傳動帶。隨著汽車發(fā)動機結(jié)構(gòu)更為緊湊、性能不斷提高,對發(fā)動機中用來驅(qū)動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,必須對膠帶的壽命進行比較準確的估計。疲勞壽命指標的準確檢測可為膠帶生產(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。目前國內(nèi)膠帶生產(chǎn)企業(yè)對以切邊V帶、同步齒型帶、多楔帶為代表的新型傳動帶在綜合使用性能、可靠性和疲勞壽命等方面還不能全面檢測,尤其是疲勞試驗。雖然相關(guān)國家標準已經(jīng)頒布,但是除了引進的幾臺兩輪試驗機外,符合疲勞試驗國家標準的汽車同步帶三輪疲勞試驗設(shè)備在國內(nèi)還是空白。 （2）本課題研究意義： 利用微型計算機控制技術(shù)實現(xiàn)汽車傳動帶疲勞試驗機模擬加載的功能是對傳統(tǒng)試驗技術(shù)和方法的進一步改進和完善。由計算機控制試驗的全部過程并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，可以大大地提高試驗的效率和試驗結(jié)果的準確性和可靠性，減輕試驗人員的勞動強度。該技術(shù)的研究開發(fā)將進一步促進了機械傳動試驗理論和功率分匯流理論的發(fā)展，同時對于改善我國現(xiàn)有齒輪產(chǎn)品試驗的技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，增強企業(yè)的競爭力都具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 完善的檢測手段是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。由于缺少疲勞試驗機,目前大多數(shù)膠帶生產(chǎn)企業(yè)沒有采用現(xiàn)行汽車同步帶國家標準的檢測手段。這也是我國膠帶工業(yè)落后的主要原因之一。三輪疲勞壽命試驗機的研制成功將打破同步帶測試設(shè)備依賴進口的局面,為國家節(jié)省大量外匯,對提高我國橡機行業(yè)的裝備水平,推動整個橡膠傳動帶行業(yè)的發(fā)展,從容面對加入WTO后進口產(chǎn)品的挑戰(zhàn),有著重要的意義。 三、傳動試驗機功能 利用傳動試驗機可以對傳動帶以及常規(guī)的機械傳動裝置進行多方面的試驗測試。這些測試既可以是開發(fā)性產(chǎn)品測試，又可以是系列產(chǎn)品性能的測試，通常進行的試驗項目主要有以下幾個方面: A.空運轉(zhuǎn)試驗 通過空運轉(zhuǎn)試驗來驗證某些參數(shù)及功能是否符合設(shè)計指標，檢查加工、裝配的質(zhì)量，從而找出設(shè)計、加工、安裝中存在的問題，以便采取相應(yīng)措施加以改進。 B.負載試驗 通過承載性能試驗，可以檢驗其在承載時的工作性能，這樣可以對被試傳動帶或傳動裝置的真實工作性能加以檢驗。 C.疲勞壽命試驗 用來考核被試傳動帶或傳動裝置各傳動元件的疲勞強度以及整機的使用壽命。 D.噪聲、溫升和振動試驗 通過試驗來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，檢驗其結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工安裝等環(huán)節(jié)的合理與否。 E.超負荷試驗 用來確定被試裝置在過載情況下是否能正常工作以及過載解除后的性能是否仍符合技術(shù)要求。 在生產(chǎn)實際中，還有許多其它的試驗項目須根據(jù)需要進行，限于篇幅本文不再介紹。 四、機械傳動試驗機國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 （1）機械傳動試驗機國內(nèi)外現(xiàn)狀 機械傳動試驗機是對常見的傳動部件和裝置如:鏈傳動、帶傳動、減速器、變速箱等進行綜合性能測試的試驗設(shè)備。通過試驗來檢驗傳動裝置設(shè)計的合理性，加工、制造、裝配和調(diào)試的工藝性。 國外較早地開始了這方面的研究，如美國Gleason公司在五十年代就設(shè)計出了用輪系作為加載系統(tǒng)的傳動試驗臺的方案。比較著名的還有美國國家航空航天局（NASA)下屬的Lewis研究中心、前蘇聯(lián)中央機械制造與設(shè)計研究院、美國通用動力公司、德國RENK公司、日本明電舍動力公司、日本豐田汽車公司、美國伊利諾斯大學機械工程系、法國Skoda公司等。從試驗臺方案的設(shè)計到最終的樣品制造他們都進行了大量的研究工作，形成了系列化的設(shè)計模式。 與國外相比，國內(nèi)對于傳動試驗臺的研究起步相對較晚。研究工作始于八十年代初期。國內(nèi)較早從事這方面研究工作的主要單位有重慶大學、鄭州機械研究所、長春汽車研究所、西安重型機械研究所、西安理工大學、合肥工業(yè)大學、四川工業(yè)學院、西安減速機廠、西安公路交通大學等單位。他們先后建立起了各種形式的傳動試驗臺，這些試驗臺的建立從理論上和實踐上都取得了很大的進步，積累了豐富的經(jīng)驗，代表著我國機械傳動試驗設(shè)備的發(fā)展水平。 （2）機械傳動試驗機發(fā)展趨勢 現(xiàn)代的機械傳動試驗機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機易于控制，易于設(shè)計制造，各組成部分之間逐漸模塊化、單元化，以便于使用和維護。在其組成上，原動機采用電動機，負載裝置采用發(fā)電機。由于直流電動機具有易于控制、運行平穩(wěn)和機械特性硬等優(yōu)點，因此在電封閉試驗臺中處于主導地位，作為負載的發(fā)電機也多采用直流發(fā)電機，直流發(fā)電機發(fā)出的電能可以直接回饋給電動機，不需要逆變環(huán)節(jié)。這樣就可以大大地簡化試驗臺的組成，降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度。 在控制系統(tǒng)上，早期建立的試驗臺沒有專門的控制系統(tǒng)，僅靠機構(gòu)組合及傳動零件間的嚙合作用來實現(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完成簡單的控制操作。現(xiàn)代傳動試驗機已經(jīng)廣泛地應(yīng)用電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論來實現(xiàn)試驗過程的自動控制，如電動機的啟動、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、力矩調(diào)節(jié)以及試驗過程的自動監(jiān)測、保護等功能。 在數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)上，大多采用計算機自動測量技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集，如湘儀動力測試儀器廠生產(chǎn)的以Z80計算機為核心的JXW-1型機械效率儀，其它還有用APple計算機、單板機、單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 四、方案擬訂 （1）試驗機基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）驅(qū)動裝置 2）加載裝置 3）測量裝置 4）被試裝置 （2）封閉功率流式試驗機設(shè)計 從原動機發(fā)出的功率可以部分地反饋回原動機，既達到了加載的目的，又實現(xiàn)了節(jié)能，節(jié)能效果可達50%以上，因而它適用于較大功率的被試裝置進行長期的運轉(zhuǎn)試驗。 五、進度安排 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 5月16日——5月31日 零部件設(shè)計、計算 6月1日—— 6月15日 繪制CAD圖 6月16日——6月20日 整理說明書 6月21日——6月30日 檢查、修改準備答辯 六、參考文獻 1 于駿一.鄒青主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第一版），北京：機械工業(yè)出版社，2004 2 章躍主編.機械制造專業(yè)外語，北京：機械工業(yè)出版社，2004 3 王振華主編.實用軸承手冊，上海：上海科學技術(shù)文獻出版社，1991 4 劉鴻文主編.材料力學（第四版），北京：高等教育出版社，2004 5 溫建民，于廣濱主編.Pro/E中文野火版產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用范例，北京：清華大學出版社，2006 6詹友剛主編.Pro/E中文野火版2.0快速入門教程，北京：機械工業(yè)出版社，2006 7 金鑫，賈長治，陳雪梅編.Pro/E Wildfire3.0中文版機械設(shè)計專家指導教程，北京：機械工業(yè)出版社，2006 8 朱家誠主編.機械設(shè)計課程設(shè)計，合肥：合肥工業(yè)大學出版社，2005 9 馮世金.我國切邊式汽車V帶的質(zhì)量水平分析[J].膠帶工業(yè)，2002,(2):56 10 秦書安.帶傳動技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].機構(gòu)傳動，2002,(6):41 11 葉鼎銓.玻璃纖維在汽車中的應(yīng)用增長[J]建材工業(yè)信息， 2002,(3):23 12 吳貽珍.氫化丁腈橡膠及其在汽車傳動帶中的應(yīng)用[J].橡膠工業(yè)，2002,(5):16 13 Janssen H.著，劉秋蓮譯.有關(guān)聚酯和芳綸與EPDM,及/HNBR粘合的界面形態(tài)[J]橡膠參考資料，1997,27(1) 14 大連理工大學工程畫教研室編.機械制圖，北京：高等教育出版社，2003 15 趙松年，張奇鵬主編.機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計，北京：機械工業(yè)出版社，1996 16 張建民主編.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計（第二版），北京：高等教育出版社，2001 17 馮辛安主編.機械制造裝備設(shè)計（第二版），北京：機械工業(yè)出版社，2005 18 許錦亂,譚建榮主編.實用系列化零件建模方法機電一體化，北京：機械工業(yè)出版社，2000 19 李福生主編.機械零件設(shè)計手冊，北京：高等教育出版社 ,2000 20 孫恒，陳作模主編.機械原理（第六版），北京:高等教育出版社，2001 21 濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計（第七版)，北京:高等教育出版社，2001 第5頁