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舞台大型气垫移动旋转台设计简介学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机设14班姓名指导老师舞台大型气垫移动旋转台设计专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导老师蓉职称正高工讲师摘要本次毕业设计的题目是大型气垫移动旋转台的设计,针对设计方案进行全面的分析,论证,将自己在设计中考虑问题的出发点、决策依据,计算和说明予以充分的表达。本此设计的主要内容是车台和旋转台的机械结构,驱动装置,控制系统三部分。本次设计还全面论述了气垫的工作原理,详细介绍了气源装置,在旋转台的设计中主要完成了对结构和中心轴组件的设计。关键词大型气垫移动旋转台车台旋转台驱动装置气垫AbstractThegraduationprojectisthesubjectoflargescaleairmobilerotarytabledesign,acomprehensiveprogramforthedesignoftheanalysisandreasoninginthedesignitselfthestartingpointforconsideringissues,decisionmakingbasisforcalculatingadescriptionofitsfullexpression.Themainelementsofthisdesignisthevehiclestationandrotarytablemechanicalstructure,drives,controlsystemofthreeparts.Thisdesignisalsoacomprehensivetreatmentoftheworkingprincipleofair,gassupplydescribedindetailinthedesignoftherotarytabletocompletethemainstructureandthecentralaxisofthecomponentdesign.KeywordslargescaleairmobilerotaryVehicleplatformRotarytableDriveAircushion一、概述1.人类长期的文化活动,形成了各种艺术表演形式,随之出现了剧场、舞台。这二者依赖文艺表演的发展,经历了漫长的发展过程,从历史的实践来看,戏剧演出和剧场、舞台设备是彼此不能相互分离的,后者是前者所借以依托的物质基础。从历史发展的事实来看,对剧场和舞台设备的发展有以下因素(1)戏剧演出的需要和习惯决定了剧场和舞台设备的需要(2)社会的政治、经济以及它的生产力、技术的发展水平对剧场和舞台设备的发展有着至关重要的影响(3)一个国家的演剧习惯,尤其是演出的体制对剧场及其设备的影响也很重要2.剧场和舞台设备的重要作用还存在于下述方面(1)剧场以及附属于它的舞台设备是戏剧中最重要的两个部分演员和观众,,通过物质手段加以组合,赋予他们各自一定的存在和活动范围,而脱离开剧场的空间形式,戏剧演出就很难存在下去(2)剧场出去是组织舞台与观众的空间形式以外,它的重要功能之一就是安排舞台和附属于它的舞台设备,使它们在最大限度上满足演剧中的需要(3)舞台设备配合演出,尤其是运用多种设备为演出服务的作用愈来愈重要3.舞台机械的形式与发展在国外,特别是欧洲比中国早而快,水平也高。欧洲一些工业发达的国家,19世纪经济的迅猛发展给舞台机械以直接的影响。第一个使用机械的非镜框舞台剧场是1919年在柏林建造的德意志大话剧院。第二次世界大战以后,在德、英、苏等国和芬兰、澳大利亚建造了不少现代化剧场,都配置了较完整的舞台机械。中国戏剧的发展和剧场、舞台设备的发展有自己独特的道路,17世纪的明代已在舞台上使用幕布、轻纱、灯具、布景和一些效果装置。到了清代在宫廷中不但有良好的剧场建筑,而且有大量的舞台机械。旧中国留下来的剧场和文化设施十分贫乏、落后,中国戏剧活动,其中包括了剧场的建造事业的真正开端是从1949年新中国成立后才开始的。我国的剧场及舞台机械的发展,基本上可分为三个时期(1)第一个时期是19521958年,这是中国剧场及舞台设备开始迈出大门,并以世界标准作为准则的第一步(2)第二个时期是19591976年,这一时期基本上处于停滞状态,没有新的突破(3)第三个时期是文革后,特别是三中全会以后,随着社会的发展,我国的舞台机械也开始了大发展的时期随着戏剧和文化科技的新发展,将为舞台机械的发展提出一系列新课题,需要我们认真研究和思考。二、总体设计参数大型气垫移动旋转台的主要设计参数1)车台台面尺寸8m8m1m2)车他移动速度0.6m/s3)转台高度0.5m4)转台直径φ6.5m5)动载荷2KN/m26)静载荷4KN/m27)转台速度00.6m/s二、总体方案的制定及比较本章主要论述了大型气垫移动旋转台的总体构成,对各种方案进行了比较和选择,主要从车台的驱动、支撑以及旋转台的驱动、支撑这几个方面,并从这几方面延伸到各个零部件的比较与选择。最后,经过分析与研究,确定了车台通过电动机带动卷筒驱动以及气垫的辅助进行移动,旋转台则是利用气垫浮起并使用中心驱动转动。车台和转台都必须要用到气垫,所以本章着重对气垫的工作原理进行了分析。气垫的工作原理如下图第一步第二步第三步第一步着地时,气垫全部由着地板支撑,环形气垫(类似车内胎)不致被压坏。第二步当压缩空气充入气囊时,气囊与地面紧密接触。第三步当空气腔内的空气压力足以抵消载荷时,空气使从弹性的环形袋与地面之间缓慢而均匀的溢出,重物完全托浮在一个厚度仅为0.08至0.13mm,几乎无摩擦的气膜上。三.部件的设计与计算本章主要介绍了车台和转台的电动机型号的确定,V带的选择与计算以及中心轴的设计与校核,车台驱动装置中卷筒的设计与计算,很多参数已经标准化,可查取机械设计手册。尤其在中心轴的设计中,采用了带矩形花键的轴。由于考虑到转台也用气垫支撑,气垫充气后与基准面存在高度差,而且驱动机构还必须能够将转台驱动转动,所以采取了转台与中心轴的连接处用矩形花键,转台组件的内花键与中心轴的外花键采用间隙配合,就解决了气垫浮动产生高度差的问题,对驱动的设计有了重大突破。四.电气控制原理图的设计本章主要完成了对位置的控制,采用速度闭环和位置闭环进行控制,无论是转台还是车台的速度,最终都是对电动机速度的控制,因此选用了两个编码器和两个变频器MM440,通过PLC的定时功能,定时采集脉冲数即脉冲/s来实现速度控制。还对车台和转台进行正转和反转控制,以及正、反转的点动,用行程开关来控制车台的运动。五.其他气源装置及其附件气压传动系统的气源,即为能源或动力源,其工作介质为压缩空气。气源系统主要由空气压缩机、安全阀、单向阀、储气室、后冷却器、电动机、压力开关、油水分离器、压力表、自动排水器等组成。本章主要讲述了空气压缩机的分类和活塞式空气压缩机的工作原理及后冷却器,并且对气垫进行了计算、选型及绘制气垫搬运装置连接图,最后对大气量进行计算并选定了DHS45/7型水冷式固定压缩机。六.图纸部分总计5.5张A0图纸(1)大型气垫移动旋转台总装配图一张(A0)(2)大型气垫移动旋转台移动台驱动装置一张(A0)(3)大型气垫移动旋转台转台驱动轴组件一张(A1)(4)大型气垫移动旋转台车台一张(A1)(5)大型气垫移动旋转台转台一张(A1)(6)大型气垫移动旋转台驱动卷筒一张(A1)(7)大型气垫移动旋转台中心轴一张(A1)(8)大型气垫移动旋转台气源装置图一张(A1)(9)大型气垫移动旋转台电气控制图一张(A1)设计说明书一份(2万字左右)英文资料翻原文A4四页参考文献【1】高文元.我国舞台机械工程发展动向.甘肃工业大学学报1996.【2】龚建兴.鼓筒式组合转台计算机自动定位系统的研制.甘肃工业大学学报1996.【3】濮良贵.纪名刚.机械设计第七版.高等教育出版社.2001.【4】董林福.赵艳香.液压与气压传动.化学工业出版社.2006【5】吴宗泽.机械设计课程设计手册.高等教育出版社.2001.【6】邓星钟.机电传动控制.华中科技大学出版社.2001.【7】赵妙霞.机械精度设计与质量控制.兰州大学出版社.2004【8】单辉祖.材料力学.高等教育出版社.2004【9】秦曾煌.电子技术第六版.高等教育出版社.2004.【10】蔡春源.新编机械设计手册.辽宁科学技术出版社.1993【11】郁汉琪.电气控制与可编程程序控制器应用技术.东南大学出版社.2003.【12】GuntherAnderlohr,ControllingandTestingTechaologyofstageMachingArtscienceTechaology,03/2001【13】ToshiroOgawa,THentreEngineertngandstageMachingEnterainmentTechnologyPress.31/03/2001
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