碟形弹簧测力分选机结构设计开题报告VIP

闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 1 本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题 目 碟形弹簧测力分选机结构设计 题目来源 指导老师出题 题目类型 为结合生产实际 指导教师 周建华 学生姓名 闫相宜 学 号 100007138 专 业 机械设计制造及其自动化 开 题报告内容： 调研资料的准备与总结，研究目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段 、 内容及时间安排；完成毕业设计（论文）所具备的条件因素等。 本毕业设计（论文）课题应达到的目的： （ 1）培养学生的调查研究以及资料、信息的获取、分析等综合能力； （ 2）培养学生的工程设计能力 ，主要包括设计、计算及绘图能力； （ 3）培养学生的综合运用专业理论知识，分析解决实际问题的能力； （ 4）培养学生的在设计过程中使用计算机的能力； （ 5）培养学生的撰写设计说明书、论文的能力； （ 6）培养学生创新能力和创新精神。 （ 7） 通过该课题的毕业设计可以使学生在综合运用所学的机械结构设计的知识，解决设计中的问题，着重培养学生的设计能力，以及独立解决和分析问题的能力。通过 碟形弹簧测力分选机结构 设计 ，让学生获得一定的设计能力。 本毕业设计（论文）课题工作进度计划 ： 起止日期 工 作 内 容 闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 2 ） 资料收集、翻译 2） 碟形弹簧 测力分选机结构 方案 比较 3） 碟形弹簧 测力分选机结构 设计 4） 碟形弹簧 测力分选机结构 图纸绘制 5） 碟形弹簧 测力分选机结构 分析计算 6） 碟形弹簧 测力分选机结构 设计 说明书 7）编写毕业设计报告 闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 3 文 献 综 述 碟形弹簧是一种圆环垫片状的材质不同的金属机械配件，是一种结构简单、尺寸紧凑的弹性元件。一般是通过相当数量的叠加来提供足够弹性伸展而发挥作用。由于有变刚度特性、承载能力大、缓冲减震性强并且易于获取不同弹性特性和安装紧凑等的特点，广泛应用于机械设备行业，汽车工业，石油工业以及航天工业等领域，很大范围取代了圆柱形螺旋弹簧。碟形弹簧一般由金属带材、板材或锻造坯料冲压而成，其几何构型为截面呈浅圆锥状的轴对称回转体。如图所示 近年来，由于机械设备行业，汽车工业等行业的迅速发展，推动了弹簧工业的产品设计制造工艺生产设备以及弹簧的材料等的发展。由于行业的需要，对于弹簧的检测以及分选设备的设计开发，是弹簧工业发展的必然趋势。弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上。对此，本设计是碟形弹簧分选机的设计，其涉及到机械、电气等方面的技术，是一个典型的机电一 体化系统设计，主要是碟形弹簧分选机的机构设计。结合目前所掌握的各项技术，旨在开发一套具有较高自动化水平，安全可靠，性价比高的数控自动碟形弹簧分选机。 弹簧检测是其生产过程必不可少的工序。测力是检测的主要内容之一。弹簧力参数直接影响弹簧的性能和工作状态。尤其是高精度弹簧以及需配对或者配套使用的弹簧，要求严格按力参数分选包装。这类弹簧大批量生产时，用手工在测力仪上测试存在如下间题： （ 1）易产生操作误差，包括有测量位移误差，工件偏置误差，操作速度变化而产生的附加动载荷、操作手柄在测试读数时因抖动或松动引起的误差 ; （ 2）易产生读数误差，指针摆动惯性，操作者疲劳观察错觉等引起的误差。 目前国内市场上能见到的弹簧分选机大多数都是国外厂家开发生产的，国内各弹 内各弹 闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 4 内各弹 簧生产设备及检测设备生产的研究较少，因此本设计可提高我国弹簧检测分选设备在全世界中的竞争力。我国自八十年代初开始研制自动测力装置，至今还未有令人满意的结果，究其原因可归纳为如下几点。 （ 1）没排除受检弹簧与定位元件表面在测力过程中的摩擦力的影响及机械动作、液压装置冲击所引起的附加动载荷的影响 ; （ 2）没有很好地消除测力装置 本身的加工和安装误差 ; （ 3）受传感器精度影响及分选控制误动影响 ; （ 4）大多数机型不能同时完成自动测力和分选功能。 由于手工操作检验及现有测力分选机的缺陷，严重影响产品质量和检验效率。所以本文主要研究快速准确的碟形弹簧分选机。 国内各弹簧生产设备及检测设备生产厂均未研制出高效实用的弹簧分选机。国外市场上能见的分选机类型为两种 高精度型和高速度型 ;高精度型弹簧分选机主要用来分选那些精度要求很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每一个变形对应相应的飞行速度。因此，对这种弹簧的分检要求十分苛 刻，该弹簧的静态负荷精度达要求达到 上，位移精度要求小于 要用到高精度型弹簧分选机才能满足要求，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟 8 件，不适合大批量弹簧生产的需要 内很多弹簧生产及检测设备生产厂针对各自的需求研发了一些弹簧分选设备，如基于重力的弹分选机、基于尺寸的弹簧分选机、基于压力的弹簧分选机，这些设备在功能和性价比上都还和国外同类产品有一定差距。 因此研究自动弹簧分选机技术，研制开发自动化程度高、运行经济、高速高 效的自动弹簧分选设备以替代进口产品及国内同类产品的 不足，对适应我国汽摩 行业发展和弹簧自动分选，以及推动整个工业自动化装备国产化具有十分重要的 意义。 在分选机研究方面，国外公司起步较早。美国、日本、英国、瑞士的一些粮食加工设备生产企业从事此项研究。因此早期的分选机主要运用在农副产品闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 5 如水果、谷物类等分选上。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的 司于 1970 年开发的 弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。 相对国外而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少，目前主要是引进或者改造国外的分选机。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选机，该机在设计上采用工位旋转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位 ，速度过低则达不到设计要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提高。 本设计研究的碟形弹簧分选机结构主要采用了工位旋转工作模式与落料旋转的分选方法。工位旋转工作模式是弹 簧相对于工位是不动的，故结构的整体性是很好的，但是弹簧的重力作用在固定工位上，故限制了检测的速度。落料旋转的分选结构设计，不仅结构简单而且噪音小等优点。 闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 6 主要参考文献 （ 1） On of a 2） 谢一明 . 弹簧自动测力分选包装机 M/ 2014 . （ 3） 谢一明 . 郭志勇 . 弹簧自动测力分选包装机 J. 包装与食品机械 , 1995 年 , 第 13 卷 (第 1 期 ). （ 4） 邹安阳等 . 弹 簧 分 选 机 的 机 构 设 计 及 控 制 原 理 研 究 M/ 2014 . （ 5） 吕俊 . 嵌入式弹簧负荷测控系统的研制 M/ 2014 . （ 6） 王英浩 , 李文斌 , 王川云 , 等 . 基于有限元的航天器用碟形弹簧优化设计 J. 导弹与航天运载技术 , 2013 年 (第 6 期 总第 329 期 ). （ 7） 李祝强 . 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计 D. 重庆大学机械工程学院 , 二 0 一 0 年五月 . （ 8） 冯宗德 . 弹簧参数自动检测仪 M/ 2014 . （ 9） 易先忠 . 碟形弹簧基本特性参数分析 J. 石油机城 , 1995年 , 第 23卷(第 3 期 ). （ 10） 王晓波 . 碟形弹簧的力学性能研究 D. 郑州大学 , 2007 年 . （ 11） 李光梅 . 水果机器视觉重量综合分选机机械系统及称重模块的设计 D. 山东：山东农业大学硕士学位论文， 2008. （ 12） 卞宗林 ,等 材料 )的发展 J2000,(4):3（ 13） 王清提 . 小尺寸碟形弹簧的测力 J. 航 天 工 艺 , 1988 年 8 月 (第 4期 ). （ 14） y in 4(1), 4361 (2006) （ 15）（英）监凯维奇，（美）泰勒 有限元方法（第 5版）第 1卷：基本原理 清华大学出版社 闫相宜 碟形弹簧测力分选结构设计 7 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） 通过分析国内外分选机的研究现状，结合国内企业生产实际需求，总结国内外弹簧弹簧分选机的优点与不足，可知碟形弹簧分选机关键技术主要集中在 以下四个方面 :碟形弹簧定位、分选机构设计、电机控制、系统分选精度。 本设计主要研究碟形弹簧分选机的碟形弹簧的定位以及机构设计。 不同的结构决定了分选机的性能的差异。 碟形弹簧分选机机械结构的可靠与合理性是保障整机运行平稳、可靠以及运行精度的核心组成部分。机械结构部分主要由圆柱螺旋弹簧测定台、分选分装结构及机架构成。 目前碟形弹簧定位方案大致分为两种类型，一种是碟形弹簧固定式，另一种是碟形弹簧运动方式。固定式即指工件相对工位固定，工位的数量不小于工件数量，在检测工序过程中工件始终保持与工位的相对固定直到这个工 位检测完毕。固定式的方法有利于检测台结构布局整体性，但由于利用弹簧自身重力作用固定在工位上，随着工位运动必将限制运动的速度，降低了整个设备运行效率。碟形弹簧运动方式是指利用外力促使碟形弹簧在检测流程中运动，直至检测完毕送入分选框内。该方式在结构不及固定式的整体性，但在运行效率可控性方面得到极大提高，且在连接上位传送机构与下位分选装置提供了良好衔接点。考虑两种定位方案利弊，综合方案一的整体机构性与方案二的可控性，采用了双推固定双进的定位工作模式。 分选机分选机构在保障有效落料方面起着核心控制作用，关键在于使 碟形弹簧准确快速的分装在分选框内。国内外在这方面的研究时间相对较早，运用方式也越来越灵活多变。具有代表性的分别运用在农业上的种子分选滚筒式、苹果分选链条式，其次就是利用分选物料自身特性设计分选机构 落料筒动定方式。 滚筒式与链条式原理相同，仅在结构上有差别，都能适应大量自动化生产的要求且效率也高，但由于结构庞大以及是以大量的摩擦传动为基础，因此在设备运行过程中噪音大、资源消耗大，不适用于体积小、重量轻的离合器弹簧的分选。 落料筒动定方式有效运用了弹簧自