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BYD-1水草收割船切割装置设计【8张图纸】【优秀】

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byd 水草 收割 切割 装置 设计 图纸 优秀 优良
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BYD-1水草收割船切割装置设计


说明书 14页 6800字数+开题报告+任务书+外文翻译+文献综述+8张CAD图纸

BYD-1水草收割船切割装置设计说明书.docx

任务书.doc

刀具装配图1.dwg

刀具装配图2.dwg

刀具零件图1.dwg

刀具零件图2.dwg

动刀片.dwg

压刀片.dwg

外文翻译--往复式切割机轴承的摩擦与润滑.doc

定刀片.dwg

开题报告.doc

护刀架.dwg

摘要.docx

文献综述.doc

论文.docx


目  录


1 绪论4

1.1国内外水草收割机研究情况5

1.2 BYD-1 水草收割船的意义和目的5

1.3 BYD-1 水草收割船切割装置的分类6

1.4 BYD-1 水草收割船切割装置在船体上的位置7

1.5BYD-1 水草收割船的工作对象7

2 水草的特点和对收割机的要求7

2.1水草的基本特性和分类7

2.2水草对收割机的机械性能要求7

3提出问题8

4 BYD-1 水草收割船切割装置的主要设计8

4.1 BYD-1 水草收割船切割器设计的切割特点8

4.2 BYD-1 水草收割船切割器的主要构造8

4.3 BYD-1 水草收割船切割器的类型11

4.4 往复式切割器影响切割质量的因素分析12

4.5 切割器部件的可行误差13

5 总结13


摘  要

   本文阐述了设计BYS-1水草收割船的背景和需求;阐述了国内外水草收割机的研究现状,切割装置的几种分类、对比,并选择出了适合的类型;并对收割对象水草的特性进行了研究和分析,介绍了水草对收割机的机械性能要求,确定了切割装置的切割速度的范围,和其材料的选择;对BYD-1 水草收割船切割器的主要构成做了描述,还对水草收割机的切割特点做了介绍;分析了并选用了收割装置的种类,并对往复式切割器影响切割质量的因素分析。

   结果表明,所设计的BYD-1 水草收割船的切割装置具有适应性强,切割效率高,漏割率低适合在水中长时间工作,并保持切割装置的稳定性,能够达到清除泛滥的水草,进化水质的目的。

关键字:BYS-1水草收割船; 切割装置。


   水草在日常生活中有诸多的作用和价值,例如养殖、生态和景观等有重要的价值体现,吸引着人们大量种植。但由于种植量过大,同时缺乏相应的管理措施,导致人工种植的水草一度发展到过剩的状态。为了保持水域的生态平衡,需要在景观水域中大量种植水草,但是在每年的高温时节,水草生长非常迅速,必须及时进行收割清理,否则会对水质造成二次污染。目前,水草治理方法主要有化学清除法和物理收割法。化学清除法会引起水质污染,破坏生态环境,并对其他生物的生存造成很大影响。所以,人们大都采用更为环保的物理收割法来治理水草。但由于人工收割效率低下,往往打捞的速度跟不上水草生长的速度,因而机械收割就成为理想的水草治理方式。

   目前,市场上一般的水草收割机多是机械控制的,动力来源复杂,难以实现收割船的简单,智能,据此现状,设计一种结构紧凑,机构传动平稳,效率高,机身全部动力来源为液压,液压控制液压系统控制船的行走、割台的升降以及输送装置的运动的水草收割船。这种新型的水草收割船可在水下实现切割,回收,传送一体化连续作业方式,能够达到清除多余的水草的目的,充分体现简便化。

1.3 BYD-1 水草收割船切割装置的分类

  (1)往复式(图1-1)。切割器的主要构造为两把刀片,并且至少有一把作往复直线运动,与另一刀片形成相对切割。该种结构的优点是可以选择合适的刀具参数来适应不同的环境。整个切割器是一个整体,只需一个动力端即可,容易实现同步工作;缺点是对刀具材料和刀具安装精度要求高,维修不方便。

图1-1 往复式切割

内容简介:
中国地质大学长城学院2012届毕业设计目 录1 绪论41.1国内外水草收割机研究情况51.2 BYD-1 水草收割船的意义和目的51.3 BYD-1 水草收割船切割装置的分类61.4 BYD-1 水草收割船切割装置在船体上的位置71.5BYD-1 水草收割船的工作对象72 水草的特点和对收割机的要求72.1水草的基本特性和分类72.2水草对收割机的机械性能要求73提出问题84 BYD-1 水草收割船切割装置的主要设计84.1 BYD-1 水草收割船切割器设计的切割特点84.2 BYD-1 水草收割船切割器的主要构造84.3 BYD-1 水草收割船切割器的类型114.4 往复式切割器影响切割质量的因素分析124.5 切割器部件的可行误差135 总结13摘 要本文阐述了设计BYS-1水草收割船的背景和需求;阐述了国内外水草收割机的研究现状,切割装置的几种分类、对比,并选择出了适合的类型;并对收割对象水草的特性进行了研究和分析,介绍了水草对收割机的机械性能要求,确定了切割装置的切割速度的范围,和其材料的选择;对BYD-1 水草收割船切割器的主要构成做了描述,还对水草收割机的切割特点做了介绍;分析了并选用了收割装置的种类,并对往复式切割器影响切割质量的因素分析。结果表明,所设计的BYD-1 水草收割船的切割装置具有适应性强,切割效率高,漏割率低适合在水中长时间工作,并保持切割装置的稳定性,能够达到清除泛滥的水草,进化水质的目的。关键字:BYS-1水草收割船; 切割装置。AbstractThis paper describes the background and needs of the design BYS-1 plants harvest the ship; described the status of domestic and foreign plants harvesters cutting device several classification, comparison, and select the appropriate type; and harvest characteristics of the object plants carried out research and analysis, and describes the mechanical performance requirements of the plants on the harvester to determine the cutting device cutting speed range, and the choice of materials; BYD-1 plants harvested boat cutting the main components are described, but also harvester cutting characteristics of the plants introduced; analysis and selection of the types of harvesting device, and reciprocating cutter cutting the quality of factor analysis.The results show that designed by BYD-1 plants harvested vessel cutting device adaptable, high cutting efficiency, low leakage cut suitable for long working hours in the water, and maintain the stability of the cutting device can achieve clear the proliferation of aquatic plants, the evolutionary purpose of water quality.Keywords: BYS-1 plants harvesting vessels; cutting device。1 绪论生态环境是社会均不发展的基础,是人类生存发展的必要条件。如何保护好生态环境、实现可持续发展是我们中国乃至全世界共同关注的重要问题。它不仅关系到当今人类文明社会的发展还影响到我们子孙后代未来的生活。1992年中国政府在联合国召开的世界环发大会上签署了条约并且表示会加强对生态环境的保护,并且实现可持续发展。着表明中国政府在推进社会主义中国化建设的进程中把对生态环境的保护列入基础建设的首位。它对于我国建设特色社会主义经济和社会可持续发展有着重大的意义和不可替换的作用。保护生态环境是中华名族做的一项功德无量的事业对我国未来的发展有着重大的意义。 水资源是自然生态系统重要的组成部分,在人类的文明发展中扮演着重要的角色。随着人类的文明高速的经济发展、以及人口爆炸性的增长,如今人类对水资源的需求增加,特别是工业对水资源利用的不合理造成了对湖泊江河海洋的污染,导致了对水资源乃至生态资源平衡的破坏,进而导致水中氮、磷等营养盐的含量越来越高,引起各种藻类和大型水生植物的大量生长,从而破坏了水资源的生态平衡。世界上对水体富营养化问题的提出始于十九世纪,随着社会的发展以及人类对生态环境的破坏,人类在这一问题上的研究和治理越来越重视,特别是二十世纪的六十年代,随着生态学的发展,工业发达的国家开始对这一问题,引起了高度重视。通过制定法律来控制人类的行为,同时在科技上开始研究治理技术和防治措施,取得了明显的效果。水富营养化的解决方法主要有三种:第一、控制氮磷营养盐的注入量 。第二 、生物工程治理方式。第三、采用机械收割的方式获取水草。通过长时间的实验研究发现第三种方法对水富营养化的抑制效果最明显。1.1国内外水草收割机研究情况 对于水草收割机器的研制,国外起步比较早,早在50年代荷兰等国家就开始使用专门的机械进行河道的清淤除草作业。荷兰在1958年IHC CO Konljn机械厂研制出H系列两栖式挖泥船共6种机型,随后又相继开发出M 系列、s系列和FB系列等多种清淤机械;随后HERDER公司也开始研制各种机型的河道除草机。起初他们一般是把切割器安装在液压挖掘机或农用拖拉机上,把沟渠、河道内的蒲草、杂草切割后捞起放于岸边,其整机需停在岸边或沿岸边行驶进行作业,这就是陆用割草机。由于陆用割草机的使用范围有较大限制,河道、沟渠旁常揎有树木,无法停机,远离岸边的水草又无法切割到,因此研制一种能在河道中航行的水中割草机应运而生。60年代,英国的Rolbe公司开发出Oibeaux系列水中割草机,英国的John wider(工程)公司也开发出自己的系列产品。这些产品至今还在世界各地广泛使用。 对于国内一些相关企业及研究机构进入该领域,并且取得了一定的研究成果,如宁波农业机械研究所、桂林象山农机厂、绍兴县农林管理总部联合研究的WH1800型河道清草机,北京市水利局联合数家单位共同开发的的SGY-2.5型水草收割机,上海电器集团现代化装备有限公司新液压长研究开发的GC2230型号河道割草保洁船以及GC2000型小型河道割草作业机械。经历半个世纪的发展历程,水草收割机的设计,由开始的岸边切割水草作业,水中水草作业,水中收割水草作业,到现在的水中切割、收获、后续处理一体化作业模式,功能日益完善,而且经过长时间的摸索和经验积累,其工作模式也发生了很大的改变。其主要是朝着小型化、智慧化方向发展。1.2 BYD-1 水草收割船的意义和目的 水草在日常生活中有诸多的作用和价值,例如养殖、生态和景观等有重要的价值体现,吸引着人们大量种植。但由于种植量过大,同时缺乏相应的管理措施,导致人工种植的水草一度发展到过剩的状态。为了保持水域的生态平衡,需要在景观水域中大量种植水草,但是在每年的高温时节,水草生长非常迅速,必须及时进行收割清理,否则会对水质造成二次污染。目前,水草治理方法主要有化学清除法和物理收割法。化学清除法会引起水质污染,破坏生态环境,并对其他生物的生存造成很大影响。所以,人们大都采用更为环保的物理收割法来治理水草。但由于人工收割效率低下,往往打捞的速度跟不上水草生长的速度,因而机械收割就成为理想的水草治理方式。目前,市场上一般的水草收割机多是机械控制的,动力来源复杂,难以实现收割船的简单,智能,据此现状,设计一种结构紧凑,机构传动平稳,效率高,机身全部动力来源为液压,液压控制液压系统控制船的行走、割台的升降以及输送装置的运动的水草收割船。这种新型的水草收割船可在水下实现切割,回收,传送一体化连续作业方式,能够达到清除多余的水草的目的,充分体现简便化。1.3 BYD-1 水草收割船切割装置的分类(1)往复式(图1-1)。切割器的主要构造为两把刀片,并且至少有一把作往复直线运动,与另一刀片形成相对切割。该种结构的优点是可以选择合适的刀具参数来适应不同的环境。整个切割器是一个整体,只需一个动力端即可,容易实现同步工作;缺点是对刀具材料和刀具安装精度要求高,维修不方便。图1-1 往复式切割器(2)旋转式。这种切割器的主要构造为旋转轴的中心固定三四个刀片,工作的时候,刀片绕轴旋转,不断切割水草。这种刀具的主要优点是多把刀具组装而成,便于维修,缺点是滚刀的传动轴必须安装成偏心的形式,并且必须在水中工作,因此,对滚刀的动力传输以及密封的要求比较高。本次设计选用往复式切割器。1.4 BYD-1 水草收割船切割装置在船体上的位置(1)前置式:切割器安装在船体的前端。它的优点是能够实现切割和收集水草一体化,水草的漏收率比较低。缺点是它的动力输入端的传动路线过长,不适合刚性轴的设计和工作。(2)后置式:切割器安装在船体的后端。它的优点是船体在工作过程中,拖动切割器行走,当遇到韧性较大的水草时,它可以依靠惯性力将其拉起。它的缺点是水草在切割下来之后无法及时回收,容易造成二次污染,污染生态环境。(3)侧置式:切割器安装在船体一侧,它的优点是只有一个动力输入端,动力比较集中,适用于水草密集的河道。缺点是切割时,只能在无水草区域进行作业,便于船体行走。 (4)中置式:切割器安装在船体的中间,它的优点和前置式的一样可以实现切割和收集一体化,水槽的漏收率比较低,结构紧凑便于公里传送。缺点是设计过程复杂。1.5BYD-1 水草收割船的工作对象(1)近海水草式。主要收集近海水域的藻类水草。要求功率大,船体大,排水量大,不需要将水草收集起来,可以将水草沉入水底,船体必须配备适当的救生设备,而且船体的防腐要求很高,适合于大型水生植物收割机的连续作业。(2)内河水草式。主要用来收割内陆江河、湖泊等浅水域的水草。水草的生长情况比较复杂,同时考虑到环境保护的问题,必须将水草及时收集打捞,因此,必须在船体上配备适当的收集装置,机构比较复杂。2 水草的特点和对收割机的要求2.1水草的基本特性和分类水草一般是指可以生长在水中的草本植物。水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。大型水生植物为除小型藻类以外所有水生植物类群。水草一般是指可以生长在水中的草本植物。水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。大型水生植物为除小型藻类以外所有水生植物类群。2.2水草对收割机的机械性能要求(1)由于水草切割大多数是在水中进行作业,又水草比较密集,因此切割速度应为1.8-2.20m/s。(2)为了使水草收割的更彻底,因此应该尽量采用低切割,切割器应接近水草的根部,并能随着地形的变化做一定的调整。(3)切割机应具有耐磨、耐腐蚀、防锈性,刀具应有护刀器。同时还应配有起落架在1m的范围内可以自由调整高度。(4)被切割下来的水草能够均匀的铺放在传送台上,减少及其对水草的震动和翻滚,使得能收割更多的水草防止水草对水造成二次污染。3提出问题 BYD-1 水草收割船以收割沉水植物为主,在主要结构尺寸基本确定的条件下,影响生产率的主要因素是切割速度Vp,Vm, 割幅宽度 B(1.2m) 割深 H(1m) 在保证数据合理的条件下这几个参数如何选取,才能使水草收割机技术经济指标达到较佳水平,是本课题需解决的主要问题。4 BYD-1 水草收割船切割装置的主要设计4.1 BYD-1 水草收割船切割器设计的切割特点切割器是各种收割机最主要部件,其工作效率和工作质量直接影响机器性能。往复式切割器有支撑切割,其原理和理发推子工作相似,虽然受惯性力的限制,切割速度不高,但由于它适应性强,工作可靠,故通用性广,目前在收割机上仍得到广泛的应用。4.2 BYD-1 水草收割船切割器的主要构造切割器主要由护刃器梁、定刀片(图4-1)、压刃器(图4-2)、护刀器(图4-3)、动刀片等组成(图4-4)。护刀器和压刃器用圆头方颈螺栓固定在护刃器梁上。护刃器上有定刀片压刃器前段接近贴在动刀片上面,可防止动刀片向上抬起。在护刃器梁前面还装有摩擦片,用来支撑刀杆运动,防止护刃器梁磨损。头与传动机相连,驱动刀杆在护刃器凹槽中往复运动。当收割机工作时,护刃器尖端先把水草均匀分开,然后由动刀片把水草推向定刀片,在定刀片支撑下,进行切割。图4-1 定刀片图4-2 压片器图4-3 护刀器图4-4 动刀4.3 BYD-1 水草收割船切割器的类型往复式切割器的类型是根据割刀行程、两相邻刀片中心线之间的距离和两个相邻定定刀片的中心线之间的距离三者的相互关系来分类的。目前,我国收获机械上应用的切割器,主要可分为标准型和非标准型两种类型。(1)标准型切割器。割刀行程s等于两相邻动刀片中心线之间的距离t、等于的个相邻定刀片的中心线之间的距离t。即:S=t=to=76.2mm式中:s割刀行程 t两相邻动刀片中心线距离 to两相邻护刃器中心线距离标准型切割器具有良好的切割性能,而且护刃器之间的距离比较大,对茎秆的粗细适应性较强。因此,在割草机、收割机和联合收割机上被广泛应用。(2)非标准型切割器。在些水稻收割机上采用了较标准尺寸为小的切割器,其尺寸关系为:St;to50、60或70mm 这种切剖器的特点是:动刀片较窄长(切割角较小),护刃器为钢板制成,无护舌,对立式割台的横向输送较为有利,其切割能力较强,剖茬较低。缺点是如果保持相同的切割速度,其曲柄转速就较高割刀往复惯性力大。在粗茎秆作物收割机上,有采用较标准尺寸为大的切割器,其尺寸关系为:Stto90或100mnl其护刃器的间S距较大、专用于收割粗茎秆植物。由于水草茎杆细,所以选用标准型切割器。4.4 往复式切割器影响切割质量的因素分析切割速度Vp与进给速度Vm之间的关系,用切割速度比来描述,通过它可定性分析王府切割器影响切割性能的主要因素。由(图4-5)所示空白区和重切区都对且个性产生不利的影响,如果空白区太长,就会使有的水草被推倒,而造成漏割。要是重切区太多了,切割刀在某些区域就会工作两次,可能会对切割过的水草重割一次,造成功率的浪费。在动刀高低h一定时,重割区和空白区的大小与机器前进速度Vm和曲柄转速有密切关系,其关系用切割进程H表示(割刀运动的一个行程内机器前进的距离)进程增大,切割图形变长,空白区增加,重割区减小;反之亦然,数学表达式为H=Vmt图4-5式中Vm为机器前进速度(m/s),t为割刀运动一个行程时间。因为往复切割器一个行程,曲柄转动180。,时间为t,则由数学公式得H= 30Vm/n米(1)式中 Vm机器前进速度(m/s);n曲柄转速(转/分)因水草切割阻力大,往复式割草机切割速度应大于 2.15m/s。但切割速度太大,惯性力增加,引起机器震动,因此选择适宜切割速度是关键,曲柄主轴转速 738 转/分钟。曲柄旋转一周,割刀完成两个行程,则割刀平均速度 Vp 为Vp= m/s (2)Vp=1.78 m/s 式中r-曲柄半径(m) n-曲柄转速因为切割比=Vp/Vm ,将(1)(2)两式带入得=2r/H (3)现有割草机H=(1.1-1.5)h带入(3)式得= (4)H为动刀刃高度(m),标准型切割器动刀刃高度 h 为 54,代入(4)得=0.94-1.28为保证切割质量,实际切割速比应大于理论切割速比,理论进给速度 Vm取机器稳定行驶所允许的最高速度。当曲柄主轴转速为 738 r/min,切割器平均速度 Vp=1.87m/s,收割机平均作业速度Vm=0.99m/s,切割器选标准 I 型,为保证切割质量,应选择恰当的切割速比。切割速比一般大于等于 1.02,本机在平均工况下=Vp/Vm =1.881.02,故本机设计是合理的。4.5 切割器部件的可行误差1整列:各护刀器尖端之间的距离相等,且在同一水平线上,高低之间距偏差不得超过3mm;定刀片应位于同一水平面上,可以用支持检查,每5个刀片的偏差不得大于0.5mm。2对中:当个到处于往复运动的两极限位置时,动刀片中心线与定刀片中心线应重合,偏差不得超过3-5mm。一般取小值。3密接:当割刀处于往复运动的两个极限位置时,动刀片和定刀片前段应贴合,允许个别动刀片前段翘起,但见习不应超过0.5mm。其根部间隙应在0.3-1mm范围之内。4其他:压片器与动刀之间应稍有间隙但不得超过0.5mm;5 总结(1)BYD-1 水草收割船无论对生产厂家还是农牧民使用者都有很好的经济效益,投资小,见效快,经济实用。(2)主要零部件经过强度校核满足强度要求,但是由于回收水草的需要,轴较长,结构不是特别紧凑。(3)所设计的切割装置结构简单,运动灵活,适宜在中小尺度的水域生态系统中进行水草收割,能够达到净化水质的作用。(4)切割器结构可靠,切割效率高。(5)通过船体动力通过液压控制,可以有效调节切割深度,切割操作方便,工作效率高 。(6)整机社会经济性好,基本都是通用标准件,普通材料制成,易造耐用。维护、保养运输方便、经济。(7)可以再在切割装置的外部假装外壳,不但能提高安全系数,而且还能使外表美观。(8)由于本人水平有限有些结构和参数难免有设计不合理的地方,希望老师能给我指出,我会在以后得学习中努力弥补不足,完善自己,提高自主创新的能力。参考文献1 朱聪玲,刘江龙,卢伟联合收割机往复式割刀传动机构动力学分析J佳木斯大学学报,2003.2王昌禄编. 简明机械设计 M. 北京:中国农业机械出版社,1984.6.3 汪恺主编. 机械设计标准应用手册 M. 北京:机械工业出版社,1997.8.4 实用机械设计手册编写组编 实用机械设计手册 M北京:机械工业出版社,1998.5 濮良贵编等.机械设计.M.西安:高等教育出版社,2005.6 秦曾煌编等.电工学.M.哈尔滨:高等教育出版社,2003.7 孙桓编等.机械原理.M.西安.高等教育出版社,2003.8 李建平,赵匀,饶秀勤小型收割机切割机构运动学和动力学分析及惯性力平衡J浙江农业大学学报,1997.9 韩青松.基于P roE的水草收割机明轮装置建模与仿真.J.农机化研究,2001.10 张晓辉,李其才,李法德,等往复式切割器割刀惯性力平实用计算公式J农机化研究.11 朱新民,尹安东收割机往复式切割装置节能的研究J农机与食品机械,1995.12 二代龙震工作室ProMechanism Wildfire 3040机构运动分析M北京:电子工业出版社,2008 13 (波兰)CZ卡那沃依斯基收获机械M曹崇文,吴春江,柯保康,等,译北京:中国农业机械出版社,1983:14 尚士友,杜健民,丁海泉,等沉水植物收获机械设计学的研究.J内蒙古农牧学院学报,1995致 谢通过本次毕业设计,我的专业水平和机构设计的能力有了很大的提高。在这里首先要感谢我的指导老师王老师。从课题的选材,方案的确定,机构的设计,论文的撰写的过程中,王老师给我提出了很多宝贵意见,明确规范了设计要求,在毕业设计的各个方面都给予了悉心指导,在此过程中我学会了很多,收获了很多。王老师严格按照毕业设计进度表监督我的进度,给予我鼓励和指导,使我按时按量顺利完成了毕业设计的工作。在此,向王老师表示衷心感谢和深深地敬意。毕业设计过程中用到了很多以前学过的专业知识,也深深体会到了专业知识的重要性。因此,衷心感谢那些曾经教会我知识财富的老师。感谢学院在毕业前,提供给我这样一个宝贵的锻炼自己的机会,为将来走向社会填了砝码。最后,向所有关心和帮助过我的老师、同学们致以诚挚的谢意!13中国地质大学长城学院毕业设计(论文)任务书学生姓名学号班 级指导教师职称单 位毕业设计(论文)题目毕业设计主要内容和要求:阐述了设计BYS-1水草收割船的背景和需求;阐述了国内外水草收割机的研究现状,切割装置的几种分类、对比,并选择出了适合的类型;并对收割对象水草的特性进行了研究和分析,介绍了水草对收割机的机械性能要求,确定了切割装置的切割速度的范围,和其材料的选择;对BYD-1 水草收割船切割器的主要构成做了描述,还对水草收割机的切割特点做了介绍;分析了并选用了收割装置的种类,并对往复式切割器影响切割质量的因素分析。毕业设计主要参考资料:1 朱聪玲,刘江龙,卢伟联合收割机往复式割刀传动机构动力学分析J佳木斯大学学报,2003.2王昌禄编. 简明机械设计 M. 北京:中国农业机械出版社,1984.6.3 汪恺主编. 机械设计标准应用手册 M. 北京:机械工业出版社,1997.8.4 实用机械设计手册编写组编 实用机械设计手册 M北京:机械工业出版社,1998.5 濮良贵编等.机械设计.M.西安:高等教育出版社,2005.6 秦曾煌编等.电工学.M.哈尔滨:高等教育出版社,2003.7 孙桓编等.机械原理.M.西安.高等教育出版社,2003.8 李建平,赵匀,饶秀勤小型收割机切割机构运动学和动力学分析及惯性力平衡J浙江农业大学学报,1997.9 韩青松.基于P roE的水草收割机明轮装置建模与仿真.J.农机化研究,2001.10 张晓辉,李其才,李法德,等往复式切割器割刀惯性力平衡实用计算公式J农机化研究.11 朱新民,尹安东收割机往复式切割装置节能的研究J农机与食品机械,1995.12 二代龙震工作室ProMechanism Wildfire 3040机构运动分析M北京:电子工业出版社,2008 13 (波兰)CZ卡那沃依斯基收获机械M曹崇文,吴春江,柯保康,等,译北京:中国农业机械出版社,1983:14 尚士友,杜健民,丁海泉,等沉水植物收获机械设计学的研究.J内蒙古农牧学院学报,1995毕业设计应完成的主要工作: 收集毕业设计的相关资料,模型设计,论文撰写毕业设计进度安排:序号毕业设计(论文)各阶段内容时间安排备注 1选题与定题阶段2011年9月12月6日2开题与写作阶段2011年12月10日2012年4月30日前3答辩与成绩评定阶段2012年5月5日5月24日4评优与总结阶段2012年5月25日6月10日课题信息:课题性质: 设计 论文 课题来源: 教学 科研 生产 其它发出任务书日期: 指导教师签名: 年 月 日教研室意见:教研室主任签名:年 月 日 学生签名:中国地质大学长城学院本科毕业论文外文资料翻译系 别: 工程技术系 专 业: 机械设计制造及其自动化 姓 名: 学 号: 2012年 5 月 1 日外文资料翻译译文往复式切割机轴承的摩擦与润滑 现在看来,有很多这种情况,许多学生在被问到关于摩擦的问题时,往往都没引起足够的重视,甚至是忽视它。实际上,摩擦从某种程度上说,存在于任何两个相接 触并有相对运动趋势的部件之间。而摩擦这个词,本身就意味着,两个或两个以上部件的阻止相对运动趋势。 在一个机器中,运动部件的摩擦是有害的,因为它降低了机械对能量的充分利用。由它引起的热能是一种浪费的能 量。因为不能用它做任何事情。还有,它还需要更大的动力来克服这种不断增大的摩擦。热能是有破坏性的。因为它产生了膨胀。而膨胀可以使得轴承或滑 动表面之间的配合更紧密。如果因为膨胀导致了一个足够大的积压力,那么,这个轴承就可能会卡死或密封死。另外,随着温度的升高,如果不是耐高温材料制造的轴承,就可能会损坏甚至融化。在运动部件之间会发生很多摩擦,如1.启动摩擦2.滑动摩擦3.转动摩擦。启动摩擦是两个固体之间产生的倾向于组织其相对运动趋势的摩擦。当两个固体处于静止状态时,这两个零件表面的不平度 倾向于相互嵌入,形成楔入作用,为了使这些部件“动”起来。这些静止部件的凹谷和尖峰必须整理光滑,而且能相互抵消。这两个表面之间越不光滑,由运动造成的启动摩擦(最大静摩擦力)就会越大。因为,通常来说,在两个相互配合的部件之间,其表面不平度没有固定的图形。一旦运动部件运动起来,便有了规律可循,滑动就可以实现这一点。两个运动部件之间的摩擦就叫做滑动摩擦。启动摩擦通常都稍大于滑动摩擦。转动摩擦一般发生在转动部件和设备上,这些设备“抵触”极大的外作用力,当然这种外力会导致部件的变形和性能的改变。在这种情况下,转动件的材料趋向于堆积并且强迫运动部件缓慢运动,这种改变就是通常所说的形变。可以使分子运动。当然,最终的结果是,这种额外的能量产生了热能,这是必需的。因为它可以保证运动部件的运动和克服摩擦力。由运动部件的表面不平度的楔入作用引起的摩擦可以被部分的克服,那就需要靠两表面之间的润滑。但是,即使是非常光滑的两个表面之间也可能需要一种物质,这种物质就是通常所说的润滑剂,它可以提供一个比较好的、比较薄的油膜。这个油膜使两个表面分离,并且组织运动部件的两个表面的相互潜入,以免产生热量使两表面膨胀,又引起更近的接触。减小摩擦的另一种方式是用不同的材料制造轴承和转动零件。可以拿黄铜轴承、铝合金和含油轴承合金做例子进行解释。也就是说用软的或硬的金属组成表面。含油轴承合金是软的。这样当轴承在油中浸泡过以后,因为毛细管的作用,将由带到轴承的各个表面。这种类型的轴承把它的润滑剂带到应力最大的部位。对运动部件润滑以减小摩擦,应力和热量,最常用的是油、脂、还有合成剂。每一种润滑剂都有其各自不同的功能和用途。两个运动部件之间的运动情况决定了润滑剂的类型的选择。润滑剂的分布也决定了系统的选择。在低速度运动的部件,一个油沟足以将所需要的数量的润滑剂送到相互运动的表面。第二种通用的润滑方法是飞溅润滑系统,在每个周期内这个系统内一些零件经过润滑剂存储的位置,带起足够的润滑油,然后将其散布到所有的运动零件上。这种系统用于草坪修剪机中发动机的曲轴箱,对曲轴、连杆和活塞等零件进行润滑。在工业装置中,常用的有一种润滑系统是压力系统。这种系统中,一个机器上的一个泵,可以将润滑剂带到所有的轴承表面。并且以一种连续的固定的速度和数量。关于润滑,还有许多其他的系统,针对各种类型的润滑剂,对不同类型的运动零件是有效的。由于设备或装置的速度、压力和工作要求的提高,现代工业比以前任何时候都更注重选用适当的润滑剂。尽管润滑的主要目的之一是为了减小摩擦力,任何可以控制两个滑动表面之间摩擦和磨损的物质,不管是液体还是固体或气体,都可以归类于润滑剂。 润滑的种类 无润滑滑动。经过精心处理的、去除了所有外来物质的金属在相互滑动时会粘附或熔接到一起。当达不到这么高的纯净度时,吸附在表面的气体、水蒸气、氧化物和污染物就会降低摩擦力并减小粘附的趋势,但通常会产生严重的磨损,这种现象被称为“无润滑”摩擦或者叫做干摩擦。流体膜润滑。在滑动面之间引入一层流体膜,把滑动表面完全隔离开,就产生了流体膜润滑。这种流体可能是有意引入的。例如汽车主轴承中的润滑油;也可能是无意中引入的,例如在光滑的橡胶轮胎和潮湿的路面之间的水。尽管流体通常是油、水和其他很多种类的液体,它可以是气体。最常用的气体是空气。为了把零件隔离开,润滑膜中的压力必须和作用在滑动面上的负荷保持平衡。如果润滑膜中的压力是由外源提供的,这种系统称为流体静压润滑。如果滑动表面之间的压力是由于滑动面本身的形状和运动所共同产生的,这种系统就称为流体动压力润滑。边界润滑。处于无润滑滑动和流体膜润滑之间的润滑被称为边界润滑。它可以被定为这样一种润滑状态,在这种状态中,表面之间的摩擦力取决于表面的性质和润滑剂中的其他性质。边界润滑包括大部分润滑现象,通常在机器的启动和停止时出现。固体润滑。当普通润滑剂没有足够的承受能力或者不能在温度极限下工作时,石墨和二硫化钼这一类固体润滑剂得到广泛应用。但润滑剂不仅仅以脂肪、粉末和油脂这样一些为人们所熟悉的形态出现,在一些精密的机器中,金属也通常作为滑动面。 润滑剂的作用尽管润滑剂主要是用来控制摩擦和磨损的,它们能够而且通常也确实起到许多其他的作用,这些作用随其用途不同而不同,但通常相互之间是有关系的。控制摩擦力。 滑动面之间润滑剂的数量和性质对所产生的摩擦力有很大的影响。例如,不考虑热和磨损这些相关因素,只考虑两个油膜润滑表面见的摩擦力,它能比两个同样表面,但没有润滑时小200倍。在流体润滑状况时,摩擦力与流体黏度成正比。一些诸如石油衍生物这类润滑剂,可以有很多黏度,因此能够满足范围宽广的功能要求。在边界润滑状态,润滑剂黏度对摩擦力的影响不象其化学性质的影响那么显著。磨损控制。磨蚀、腐蚀与固体和固体之间的接触就会造成磨损。适当的润滑剂将能帮助克服上述提到的一些磨损现象。润滑剂通过润滑膜来增加滑动面之间的距离,从而减轻磨料污染物和表面不平度造成的损伤,因此,减轻了磨损和由固体与固体之间接触造成的磨损。控制温度。润滑剂通过减小摩擦和将产生的热量带走来降低温度。其效果取决于润滑剂的用量和外部冷却措施。冷却剂的种类也会在较小的程度上影响表面的温度。控制腐蚀。润滑剂在控制表面腐蚀方面有双重作用。当机器闲置不工作时,润滑剂起到防腐剂的作用。当机器工作时,润滑剂通过给被润滑零件涂上一层可能含有添加剂,能使腐蚀性材料中和的保护膜来控制腐蚀。润滑剂控制腐蚀的能力与润滑剂保留在金属表面的润滑膜的厚度和润滑剂的化学成分有直接的关系。 其他作用 除了减小摩擦外,润滑剂还经常有其他的用途。其中的一些用途如下所述。传递动力。润滑剂被广泛用来作为液压传动中的工作液体。绝缘。在象变压器和配电装置这些特殊用途中,具有很高介电常数的润滑剂起电绝缘材料的作用。为了获得最高绝缘性能,润滑剂中不能含有任何杂质和水分。减振。在象减振器这样的能量传递装置中和在承受很高的间隙载荷的齿轮这样的机器零件的周围,润滑剂被作为减振液使用。密封。润滑脂通常还有一个特殊作用,就是形成密封层以防止润滑剂外泻和污染物进入。润滑的目的就是为了,减小摩擦力,降低能量损耗,减少机器的热量产生。热量就是因为表面的相互间的相对运动造成的。润滑剂可以是任何一种物质,这样的物质被填充到发生相对运动的两个表面之间,实现这一目的。大部分的润滑剂是液体,比如说,油,脂,合成剂等。但它们有时也可能是固体,用在干轴承上,有的用在旋转基体的轴承上,或者也可能是气体,如空气等,它是用在空气轴承上。在润滑剂和润滑表面之间这种化学的和物质的相互渗入作用,就是为了提供给机器一个良好的工作状态。对润滑剂边界的理解,往往是比较硬的,而且是流动的、非常薄的一层帖附在被润滑的表面。这些表面通常是要发生相对滑动。有些人推断,按这种理解,液体的这种化学合成是十分重要的,它们提出了这样的词“边界润滑”,边界润滑是和流体润滑相对的另一种润滑。关于润滑的五种不同的润滑形式主要有:(1)无润滑润滑剂。(2)流体膜润滑。(3)干润滑。(4)边界润滑。(5)固体润滑。无润滑润滑剂是指轴承的工作表面被一种相对比较厚的液体润滑剂分隔开,于是阻止了金属表面的直接接触,这样得到的这种稳定性就可以用一种理论来解释:润滑液在外压力下工作的理论,尽管这只是一种可能。但确实需要在任何时候都得提供的足够充分。这种挤压力是运动表面本身施加给润滑剂而产生的,当然这仍然是一种可能。这种由运动表面产生的挤压力产生了必要的压力来分隔工作表面来抵抗加在轴承上的载荷。所以,这种润滑也可以被叫做液体润滑。还有一种润滑方式,那是一种特别的润滑剂,它有时是空气或水,当加在轴承上的外载荷足够高时,它就会以一种比较厚的状态分隔开相互相对运动的工作表面。所以,不象上面的那种润滑方式,并不需要两种工作表面一定发生相对运动。第三种润滑方式是一种现象,这种现象是,一种润滑剂是用在发生相对转动的工作表面之间。比如说齿轮或者是滚动轴承。从数学上的解释就需要接触压力和流体机械的理论。当轴承不得不在较高的温度下工作的时候,固体润滑剂例如合成物等,必须被使用,因为通常使用的润滑油在这种情况下都不能工作。目前,在这方面的研究正在实施,为了寻找到合成轴承的材料,并且有低损耗和小的热量产生的性能。在有的轴承上,摇杆旋转或在轴承上转动,相对运动就是滑动。在一个自锁的轴承装置中,这种相对运动就是转动。其他的装置也可能是旋转或滑动。齿轮的齿啮合是转动与相对滑动的合成。活塞是相对于刚体的滑动,所有的这些应用都需要润滑剂来减小摩擦,降低能耗,减少热量的产生。在有些轴承的应用领域是不太成熟的。有些有连接杆的轴承,比如说汽车发动机上的,必须在几千度高的高温下和各种不同性质的载荷下工作。这种轴承用在汽轮发动设备上可以说是稳定性接近100%。还有另一种极端的情况,在有些轴承有几千种应用,应对各种不同的载荷。其他的辅助设施就相对不重要了。需要的是一个简单的、容易安装的轴承。需要很少的甚至是不需要润滑剂。在这种情况下,有的轴承并不是最好的选择,因为成本和相近的公差。最近在轴承材料上的研究已有了一定的突破。随着对润滑的研究的知识的积累,设计出有良好工作状况和较高的稳定性的轴承已不是很遥远了。参考文献:1 钱伯斯 T. L.帕金森 A. R. “知识代表及专家系统的混合转换。” 美国机械工程师学会,1998,120:468-474.2 凯尔其詹姆斯R.“软件升压模具设计效率”的成型系统,1999, 3:16-23.3 李荣显,陈育民,邹昶,“开发一个并行模具设计系统:以知识为基础的办法”,计算机集成制造系统,1997,4:287-307.4 斯特德曼萨利佩尔M,“在工程设计专家系统:一种注塑成型的塑料件的应用”智能制造,发动机1995,2:347-353.5 费尔南德斯A,卡斯塔尼J,赛尔 F, “CAD / CAE 信息的模具和热塑性塑料注射原型设计的”信息技术1997:117-124.6 道格拉斯M 布莱斯,“塑料注射成型,材料选择和产品设计”1997:1-48.7 道格拉斯M 布莱斯,“塑料注射成型模具设计基础”,1997,2:1-120.外文原文Reciprocating cutting machine Friction , Lubrication of BearingIn many of the problem thus far , the student has been asked to disregard or neglect friction . Actually , friction is present to some degree whenever two parts are in contact and move on each other. The term friction refers to the resistance of two or more parts to movement.Friction is harmful or valuable depending upon where it occurs. friction is necessary for fastening devices such as screws and rivets which depend upon friction to hold the fastener and the parts together. Belt drivers, brakes, and tires are additional applications where friction is necessary.The friction of moving parts in a machine is harmful because it reduces the mechanical advantage of the device. The heat produced by friction is lost energy because no work takes place. Also , greater power is required to overcome the increased friction. Heat is destructive in that it causes expansion. Expansion may cause a bearing or sliding surface to fit tighter. If a great enough pressure builds up because made from low temperature materials may melt.There are three types of friction which must be overcome in moving parts: (1)starting, (2)sliding, and(3)rolling. Starting friction is the friction between two solids that tend to resist movement. When two parts are at a state of rest, the surface irregularities of both parts tend to interlock and form a wedging action. To produce motion in these parts, the wedge-shaped peaks and valleys of the stationary surfaces must be made to slide out and over each other. The rougher the two surfaces, the greater is starting friction resulting from their movement .Since there is usually no fixed pattern between the peaks and valleys of two mating parts, the irregularities do not interlock once the parts are in motion but slide over each other. The friction of the two surfaces is known as sliding friction. As shown in figure ,starting friction is always greater than sliding friction .Rolling friction occurs when roller devces are subjected to tremendous stress which cause the parts to change shape or deform. Under these conditions, the material in front of a roller tends to pile up and forces the object to roll slightly uphill. This changing of shape , known as deformation, causes a movement of molecules. As a result ,heat is produced from the added energy required to keep the parts turning and overcome friction.The friction caused by the wedging action of surface irregularities can be overcome partly by the precision machining of the surfaces. However, even these smooth surfaces may require the use of a substance between them to reduce the friction still more. This substance is usually a lubricant which provides a fine, thin oil film. The film keeps the surfaces apart and prevents the cohesive forces of the surfaces from coming in close contact and producing heat .Another way to reduce friction is to use different materials for the bearing surfaces and rotating parts. This explains why bronze bearings, soft alloys, and copper and tin iolite bearings are used with both soft and hardened steel shaft. The iolite bearing is porous. Thus, when the bearing is dipped in oil, capillary action carries the oil through the spaces of the bearing. This type of bearing carries its own lubricant to the points where the pressures are the greatest.Moving parts are lubricated to reduce friction, wear, and heat. The most commonly used lubricants are oils, greases, and graphite compounds. Each lubricant serves a different purpose. The conditions under which two moving surfaces are to work determine the type of lubricant to be used and the system selected for distributing the lubricant.On slow moving parts with a minimum of pressure, an oil groove is usually sufficient to distribute the required quantity of lubricant to the surfaces moving on each other .A second common method of lubrication is the splash system in which parts moving in a reservoir of lubricant pick up sufficient oil which is then distributed to all moving parts during each cycle. This system is used in the crankcase of lawn-mower engines to lubricate the crankshaft, connecting rod ,and parts of the piston.A lubrication system commonly used in industrial plants is the pressure system. In this system, a pump on a machine carries the lubricant to all of the bearing surfaces at a constant rate and quantity.There are numerous other systems of lubrication and a considerable number of lubricants available for any given set of operating conditions. Modern industry pays greater attention to the use of the proper lubricants than at previous time because of the increased speeds, pressures, and operating demands placed on equipment and devices.Although one of the main purposes of lubrication is reduce friction, any substance-liquid , solid , or gaseous-capable of controlling friction and wear between sliding surfaces can be classed as a lubricant. Varieties of lubricationUnlubricated sliding. Metals that have been carefully treated to remove all foreign materials seize and weld to one another when slid together. In the absence of such a high degree of cleanliness, adsorbed gases, water vapor ,oxides, and contaminants reduce frictio9n and the tendency to seize but usually result in severe wear; this is called “unlubricated ”or dry sliding.Fluid-film lubrication. Interposing a fluid film that completely separates the sliding surfaces results in fluid-film lubrication. The fluid may be introduced intentionally as the oil in the main bearing of an automobile, or unintentionally, as in the case of water between a smooth tuber tire and a wet pavement. Although the fluid is usually a liquid such as oil, water, and a wide range of other materials, it may also be a gas. The gas most commonly employed is air.Boundary lubrication. A condition that lies between unlubricated sliding and fluid-film lubrication is referred to as boundary lubrication, also defined as that condition of lubrication in which the friction between surfaces is determined by the properties of the surfaces and properties of the lubricant other than viscosity. Boundary lubrication encompasses a significant portion of lubrication phenomena and commonly occurs during the starting and stopping off machines.Solid lubrication. Solid such as graphite and molybdenum disulfide are widely used when normal lubricants do not possess sufficient resistance to load or temperature extremes. But lubricants need not take only such familiar forms as fats, powders, and gases; even some metals commonly serve as sliding surfaces in some sophisticated machines. Function of lubricantsAlthough a lubricant primarily controls friction and ordinarily does perform numerous other functions, which vary with the application and usually are interrelated .Friction control. The amount and character of the lubricant made available to sliding surfaces have a profound effect upon the friction that is encountered. For example, disregarding such related factors as heat and wear but considering friction alone between the same surfaces with on lubricant. Under fluid-film conditions, friction is encountered. In a great range of viscosities and thus can satisfy a broad spectrum of functional requirements. Under boundary lubrication conditions , the effect of viscosity on friction becomes less significant than the chemical nature of the lubricant.Wear control. wear occurs on lubricated surfaces by abrasion, corrosion ,and solid-to-solid contact wear by providing a film that increases the distance between the sliding surfaces ,thereby lessening the damage by abrasive contaminants and surface asperities.Temperature control. Lubricants assist in controlling corrosion of the surfaces themselves is twofold. When machinery is idle, the lubricant acts as a preservative. When machinery is in use, the lubricant controls corrosion by coating lubricated parts with a protective film that may contain additives to neutralize corrosive materials. The ability of a lubricant to control corrosion is directly relatly to the thickness of the lubricant film remaining on the metal surfaces and the chermical composition of the lubricant. Other functionsLubrication are frequently used for purposes other than the reduction of friction. Some of these applications are described below.Power transmission. Lubricants are widely employed as hydraulic fluids in fluid transmission devices.Insulation. In specialized applications such as transformers and switchgear , lubricants with high dielectric constants acts as electrical insulators. For maximum insulating properties, a lubricant must be kept free of contaminants and water.Shock dampening. Lubricants act as shock-dampening fluids in energy transferring devices such as shock absorbers and around machine parts such as gears that are subjected to high intermittent loads.Sealing. Lubricating grease frequently performs the special function of forming a seal to retain lubricants or to exclude contaminants.The object of lubrication is to reduce friction ,wear , and heating of machine pars which move relative to each other. A lubricant is any substance which, when inserted between the moving surfaces, accomplishes these purposes. Most lubricants are liquids(such as mineral oil, silicone fluids, and water),but they may be solid for use in dry bearings, greases for use in rolling element bearing, or gases(such as air) for use in gas bearings. The physical and chemical interaction between the lubricant and lubricating surfaces must be understood in order to provide the machine elements with satisfactory life.The understanding of boundary lubrication is normally attributed to hardy and doubleday , who found the extrememly thin films adhering to surfaces were often sufficient to assist relative sliding. They concluded that under such circumstances the chemical composition of fluid is important, and they introduced the term “boundary lubrication”. Boundary lubrication is at the opposite end of the spectrum from hydrodynamic lubrication.Five distinct of forms of lubrication that may be defined :(a) hydrodynamic; (b)hydrostatic;(c)elastohydrodynamic (d)boundary; (e)solid film.Hydrodynamic lubrication means that the load-carrying surfaces of the bearing are separated by a relatively thick film of lubricant, so as to prevent metal contact, and that the stability thus obtained can be explained by the laws of the lubricant under pressure ,though it may be; but it does require the existence of an adequate supply at all times. The film pressure is created by the moving surfaces itself pulling the lubricant under pressure, though it maybe. The film pressure is created by the moving surface to creat the pressure necessary to separate the surfaces against the load on the bearing . hydrodynamic lubrication is also called full film ,or fluid lubrication .Hydrostatic lubrication is obtained by introducing the lubricant ,which is sometime air or water ,into the load-bearing area at a pressure high enough to separate the surface with a relatively thick film of lubricant. So ,unlike hydrodynanmic lubrication, motion of one surface relative to another is not required .Elasohydrodynamic lubrication is the phenomenon that occurs when a lubricant is introduced between surfaces which are in rolling contact, such as mating gears or rol
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