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搬运传输线的机械设计开题报告.doc

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搬运传输线的机械设计开题报告.doc

江 西 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计(论文)开 题 报 告 机电工程 学院 机械工程及自动化 专业 题 目 搬运传输线的机械设计 专题题目 ( 若无专题则不填 ) 本课题来源及研究现状 1课题来源 21 世纪,中国正接替日本和“亚洲四小龙 而成为“世界的工厂 ,全球约 一半左右的工业产品都将在中国制造。虽然我国拥有大量世界最先进的“硬件’’ 设备环境,但在质量、成本、效率、效益等方面的整体差距依然十分巨大,由于 受到企业 自动化 系统及管理水平的制约,我国机械工业人均收入仅相当于日本的 1/ 11。以 机械加工类的工厂为例,从原材料进厂到成品出厂,物料真正处于加 工等纯工艺时间往往只占生产周期的 5% -10% ,而 90%. 95% 的时间都处于仓 储、搬运和等待状态 [1]。 究其原因均衡生产程度差,在制品停滞、堆积、间断、 时间长,设备平面 布置 不合理,增加了搬运工作量和质量缺陷。制造业发展到今 天,已经远非当年手工作坊时代了,几乎每个制造企业都要使用设备来完成自己 的产品,尤其是技术含量高的先进制造业更加依赖设备,对设备的投资在其总投 资所占的比重也非常大。因此随着中国制造业的飞速发展,对设备管理提出了更 高的要求。现有的设备 管理中,自动化 传输线 设备管理又有其特殊性并且随着产 业科技水平的提高,越来越多的自动化 生产线 设备代替了分散的人工操作的单体 设备。自动化 传输线 设备在产品的质量和生产效率上都是原来分散的人工操作的 单体设备所无法比拟的 。 近年来,随着社会经济的发展,生产企业面临着越来 越激励的竞争,从劳动力成本到资源原料成本的竞争,从技术到设计上的竞争都 呈现白热化的趋势。为了切实降低生产成本,控制产品质量,缩短工时,提高劳 动生产率,从而提高经济效益,增强竞争力,就需要不断的进行技术创新与改革 [2]。 自动化搬运传输线 工 序 1 工 序 2 工 序 3 。 。 。 工 序 n 单一的人 工搬运生产线 工 序 1 工 序 2 工 序 3 。 。 。 工 序 n 搬 运 搬 运 搬 运 搬 运 工 人 工 人 工 人 工 人 工 人 图 1.1 自动搬运生产线与人工搬运 目前我国物料搬运 传输 作业中存在很多问题 [2] 1、 普遍是人工搬运,对人的依赖性较强,自动化程度不高。企业在生产中 多采用人工操作,这样无形中增加了企业的成本,降低了工作效率,为企业利润 化带来了较大的困扰。 2、 在搬运生产线基础设施建设上的投入太少。一直以来,中国大部分企业 并未意识到基础设施的重要性,在搬运传输基础设施上投资非常少,以致中国自 动化生产线设备整体发展很缓慢。 3、 生产线的稳定性较差,精度不高; 4、 对瓶颈工序的解决不是很完善 ,比如说可以在物料搬运过程中的瓶颈节 点设置配送点或称为缓冲区,这样就避免了搬运工具在此节点等待。 5、 流水线异常是指使流水线平衡破坏的各种因素,主要包括流水线硬件资 源冲突、外界中断等,流水线控制逻辑电路响应流水线异常,置位各控制信号以 保存指令执行结果,保证每条指令有序执行 [3]。 6、 由于自动化流水线的各道工序紧密相连,各工序之间没有缓冲或缓冲很 小,所以要求上下工序之间的衔接要非常好。而且由于各工序的生产节拍是固定的,所以上下工序的传送要同步,不然很容易造成混乱,而影响整个流水线的生 产效率 [4]。 当前,搬运传输线 在机械生产中处于一个不可忽视的地位,由此可见,传输 线 在现代化生产中处于不可忽视的地位,对于物畅其流起着极为重要的作用,只 有重视对物料搬运问题的研究,加强对物料搬运的合理组织、科学管理,才能有 效地减少物资在整个生产系统过程中的阻力,提高生产系统整体效益,使机械生 产系统在保障有力、及时安全、优质服务、节能经济四大总目标上达到最优。目 前对这一问题的研究和改进都不是很深入,探讨物料搬运系统的优化,具有非常 重要的现实意义。 2国内外研究现状 由于国内长期劳动力成本较低,占产品总支出的比例较小,企业缺乏对搬 运 传输线的深入研究,科学管理的理念远未能融入企业文化。随着市场机制的完善 和竞争的不断加剧,企业将意识到入工成本管理的重要性,肯定会以生产为重点 进行全方位的成本控制,也会隧益关注对自动化搬运传输线的研究和应用。我国 有很多学者在装卸搬运这 块进行研究过, 2003 年军械 工程学院教练团和石家庄 陆军学院的研究者指出装 卸搬运的供应保障作用,综 述了该过程要遵循的原则, 同时提出了装备物资优化 的方法 [5]; 2004 年西南交大 的李涛等人明确了装卸搬 运在物流中日渐提升的地位,概括了我国装卸搬运现状,并且给出了提升我国装 卸搬运技术的 提升策略 [6];同年重庆后勤工程学院的黄晓英和张剑芳等通过物料 搬运系统地分析总结出一系列改善措施 [7]; 2006 年,北京交通大学的宋伯慧,王 耀球对装卸搬运设备的配置进行了研究,总结出了设备配置遵循原则和优化模型 [8]。 如今搬运传输线已经应用到钢铁生产、汽车制造、医学设备、食品包装、物 流运输等多个领域,起着不可替代的作用。我国钢铁企业大部分建于解放初期, 设备整体比较陈旧,虽然通过技术改造提高了企业基础及过程自动化水平,但与 现代先进钢铁企业的差距还相当大。企业在钢铁生产过程中,管理部门若能实时 掌握生产线上各类 设备、产品等信息,这对处理问题、提高产品质量起至关重要 的作用 [9]。国内自动冲压生产线由于还未有大型多工位压力机的加入,自动化生 产主要还是以配以常规的机械手加穿梭小车或机器人输送系统的串列式冲压线 为主,生产效率和生产能力的发挥皆不理想 [10]。 在国外, 1907 年亨利 .福特首创的流水生产线在福特汽车公司开始出现时, 采取的单一对象流水线形式,以后又出现了多对象的可变流水线和成组流水线。 流水生产的组织大大提高了工作的专业化水平,使各工序采用高效的专用设备和 工艺装备成为可能。而专用工装与机械化运输装置、 电器控制装置相结合,很自 然的向自动化发展,极大地促进了生产过程的自动化,不仅各种类型的自动化生 产线成为可能,而且出现 了自动化的车间和工厂 [11]。例如 日本的低噪声深 沟球轴承的制造水平在 世界名列前茅,所以从日 本东洋 NTN 公司和日本 不二越 NACHI 公司引进 的自动生产线颇受业内 人士注目 [12]。 Thomopoulos 在 1967 年建立了关于负荷平衡的以最小总惩罚代价 为目标的数学模型并用启发式算法进行了求解; Roberts 建立了求解混流线平衡 的整数规划模型,这种模型是对 Gutjahar 和 Nemhauser 单 一流水线 平衡方法的修 改 [13]。 所有这些支持自动线的机电一体化技术的进一步发展,使得自动线功能更加 齐全、完善、先进,从而能完成技术性更加复杂的操作和生产线装配工艺要求更 高的产品 [14]。综合国内外现状,研究出一套自动化搬运传输线具有划时代的意义,可以节省劳动力,提高经济效益,实现众多企业的核心利益。 课题研究目标、内容、方法和手段 研究目标 ( 1)实现搬运传输的自动化。对于大批量生 产,工件工序间的快速传送是提 高生产率和安全性的关键,故进行生产线的自动化设计是必然的发展方向,特别 是价格便宜、维护简单、实用性强的生产线。 ( 2)实现精度控制。精度控制在搬运传输中起着至关重要的作用,在机械零 件自动化生产中,机械手对零件停靠位置精度的要求较高,故需对精度进行缜密 的设计。 ( 3)提高设备的稳定性与可靠性。 由于各工序的生产节拍是固定的,所以上 下工序的传送要同步,不然很容易造成混乱,而影响整个流水线的生产效率。 ( 4)具有较长的工作寿命。由于搬运传输线在生 产中长时间运转,各部件之 间接触较多,容易发生摩擦,挤压等现象,故需提高机器的工作寿命。 研究内容 搬运传输线的机械设计的要求是使其能够代替人完成物件的搬运的相关工 作。我们主要研究搬运传输线的以下及部分内容 1机械传输部分的设计。所解决关键的问题是机械传输的传输方式,现拟 采用链传动的方式。 2传输过程中的准确定位。本设计拟采用限位开关来实现精度控制,达到 预期位置。 3运输物品在传输机上的受力分析。采用力学分析方法判断最大承受载荷, 控制受力在有效范围内,最终有效解决传输线的自动控制。实 现机电一体化控制,使机器代替人来完成搬运操作。 4选取合适的材料。材料的选取直接影响机器的寿命,故选择合适的材料 来提升机器寿命。 5具体的尺寸设计以及速度设计等。研究传输线的运行速度,离心力等关 键问题,进行设计。 研究方法 ( 1) 阅读科学文献获得所需的知识。 ( 2) 学习相关软件,机械部分运用 solidworks 进行绘制。 ( 3) 受力分析中采用比例因子系数法,实现最大力承受。 ( 4) 材料选取选择比较法,通过对受力、价格等因素的分析,选择最优材 料。 ( 5) 具体尺寸设计方面,根据需求进行设计。 设计(论文 )提纲及进度安排 论文提纲 摘要 第一章 绪论 1.1 课题来源 1.2 研究意义 1.3 研究现状 1.4 研究目标 第二章 总体方案的设计 2.1 总体方案的确立 2.2 材料的选取 2.3 链传动的设计 第三章 可靠性的设计 3.1 受力分析 3.2 强度的校核 3.3 精度的控制 第四章 总结 4.1 方案的创新之处 4.2 研究中的不足 结束语 致谢 参考文献 附录 进度安排 第一阶段( 3 月 21 日 4 月 11 日)搜集资料、选定 定具体工程问题,完成 选题表、任务书、开题报告。 第二阶段( 4 月 12 日 4 月 30 日)学习相关软件并进行毕业设计总体设计, 进行数据计算和草图绘制以及受力分析。完成总图绘制,交指导老师审核并修改。 第三阶段( 5 月 1 日 5 月 16 日) 基本零件图绘制,交指导老师审核并修 改。 第四阶段( 5 月 17 日 5 月 23 日)完成毕业论文(定稿),经指导教师 同意,打印装订成册。 第六阶段( 5 月 24 日 6 月初) 准备毕业论文答辩 主要参考文献和书目 [1]周云.机械制造业物流发展综述网. www. edit56. com. 20079 51~ 55. [2]陈树彬 .自 动 传输 系 统在 服 装生 产 中的 应 用研 究 [J].制造 业 自动 化 ,2012,34 4 151 [3]张其富,李文江,张耀辉 .一种系统化流水线控制方法 [J].2012,28( 2) 155 [4]张锐 .自动化流水线设备管理探索 [D].复旦大学 .200714 [5]物流过程中如何加强和提高搬运作业方式的初步探讨闭.中国论文网. [6]尚启超,姜志峰,顾雁宏.装备物资供应保障中的装卸优化方法阴 [J].军械工程学院学 报 ,2003945~ 48. [7]李涛,张则强,陈文明.装卸搬运在物流中地位及提升策略阴 [J].铁道货运 ,20046 33~ 35. [8]黄晓英,张剑芳.物料装卸搬运系统分析及改善措施阴 [J].物流技术 ,20046 30~ 32. [9]黄创 ,夏 绪辉 ,陈飞宇等 .钢铁企业自动化生产线监控系统的研究及其应用 [J].现代制造 工程 ,2012,12111 [10]王晓强 ,霍颖 .冲压生产线快速横杆式自动化输送系统 [J].锻压装备与制造技 术 ,2010,0133~ 34 [11]宋伯慧,王耀球.装卸搬运设备配置优化研究叨 [J].物流技术 ,20067 145~ 147. [12]张国兴 .磨削低噪声深沟球轴承套圈的磨具 [C].张国兴 ,2004151 [13]杨斐 .汽车发动机混合装配流水线平准化研究 [D].上海大学 .阚树林 .20083~ 4 [14]王丽 .基 于自动生产线控制系统的研究与应用 [D].合肥工业大学 .陶维青 .20101~ 2 指导教师审核意见 指导教师( 签字) 年 月 日 注本表可自主延伸

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