毕业论文开题报告：小型气动自动上料.doc

北京科技大学本科生毕业设计(论文)选题报告目 录1、文献综述21.1 国内有关上料（填料、加料、提升、传输）技术经验及近况21.1.1运料结构21.1.2实际用途及扩展71.2国外有关上料（填料、加料、提升、传输）技术经验及近况81.2.1总体阐述对于国外技术理解82、课题背景及开展研究的意义92.1课题背景92.1.1上料（填料、加料、提升、传输或运输）机械设备的研究侧重92.2开展研究的意义102.2.1对上料现状的认识103、研究内容、预期目标及研究方法113.1研究内容113.1.1各个已有方案对比探讨113.2预期目标123.2.1上料机结构完整性123.3研究方法133.3.1研究方式的理解归纳134、进度安排（摘录于毕业设计课程任务书）14参 考 文 献151、文献综述1.1 国内有关上料（填料、加料、提升、传输）技术经验及近况 有关上料设备（填料、提升、加料）的资料与知识，渗透在上料机械的各个功用与其职能零件相互作用、或者说成是总体功能之中。可以说任何一项机械工程都是机械设计知识的集合。上料机也亦如此。因此我从不同分类角度对上料设备进行了查找与归纳，从运料结构、实际用途、特种技术等方面拓展了自己的思维 1.1.1运料结构1）传送带传动类传送带属于机械传动设备较常用方式，之所以常用，是在于传送结构简易，并且运动平缓具有一定得减震效果，便于达成对物资的连续传输，可以改变传动方向。机理为通过传送带与所运送材料间的摩擦作用进行材料的距离运输，传送方式为，一般动力源回转方向与传动带方向相同（或相反）。图1-1 传送带式输送机 主要种类以不同物料装载机构来区别的，有带式输送机（其中通过具体角度与调整系统，技术细节会细致的加以区分）、板式输送机（按底板的结构型式可分；按牵引链的数量可分；按输送机的布置形式可分；按输送机的安装形式可分；按输送机的运行特征可分；按驱动方式可分）、小车式输送机（由链条牵引一系列小车在水平的环形闭合线路上低速运行）、自动扶梯（自动扶梯是带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，可按分类：按扶手装饰分类；按梯级驱动方式分类；按提升高度分类1）、自动人行道（与自动扶梯定义及分类相同，因此不加以叙述）、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机（按照悬挂输送机的吊重能力可分类；根据输送工艺和流程）和架空索道等。 以上所有传送带式输送机都是由其他复杂部件设计而成，以此具有一定得互换性与测量性。2）螺旋（推力、导程、调整）传动类顾名思义，螺旋推力传动方式是依靠螺旋特殊的结构，达成传动与传导的作用。个人理解，传送方式属于传动带式的二维平面传动到三维立体结构传动的一种思维转换，从而对结构扩展功用的一种变换。螺旋结构十分复杂，但力量巨大，传动源方向多与实际功用方向空间交叉。利用物料与螺旋表面的摩擦或其带动运料物体间的接触方式（比如溜板箱属于运料物体，与其上刀具物料）。以此类推，螺旋传动方式的运料机具有多种表现，通过移动性、倾斜角度、整体性分类。图1-2 水平螺旋输送机（此后螺旋输送机的定义来源于国家推荐标准GB/T：水平轴螺旋输送机螺旋轴与水平面的夹角小于15所布置的螺旋输送机2； 倾斜轴螺旋输送机螺旋轴与水平面的夹角大于15小于90而布置的螺旋输送机2；垂直轴螺旋输送机螺旋轴与水平面垂直布置的螺旋输送机2；可弯曲轴螺旋输送机螺旋轴及叶片由可以弯曲的挠性构件组成的螺旋输送机2；移动式螺旋输送机具有行走机构，可以整机移动的螺旋输送机2；弹簧螺旋输送机以挠性螺旋弹簧作为输送构件的螺旋输送机2；双螺旋轴输送机具有两根相互平行、分别为左右方向旋转的螺旋的螺旋输送机2；件货螺旋输送机无载料槽，有两跟相互平行、转速相同、方向相反的左右螺旋组成。用于输送成件物品的螺旋输送机2；螺旋管输送机具有内螺旋而且自身又能够旋转的螺旋输料管式的螺旋输送机2。）图1-3水平轴螺旋输送机3）气压流体传动类：在几类上料传动机构中，真空无尘及气压传动属于较为特种的传输方式，因此其制作要求较高，对于制造环境也有一定要求。对于上料机构的复杂性，在此我不予讨论。技术知识背景和经验，以及生产条件是不可在短时间内改变的状况，多数技术属于引进国外，因此在之后的国外发展近况中进行阐述。对于气压及流体动力，之所以将此统一论述，是因为气力与流体力学之间具有相似的理论基础，并且二者多数情况下是同时进行作用的（液体借助外界气压，或是气压借助外界液体浮力作用）。 在此进行统述，对流体输送机分类（此处来源于国家推荐标准GB/T，并非自己总结，后文献详述）：流体输送机（借助于具有一定能量的流体在输送管内输送物料（品）的输送机3），气力输送机（借助于一定能量的气体在输送管内输送物料的输送机3），吸气式气力输送机（输送管内的压力低于外界的大气压的气力输送机3），压气式气力输送机（输送管内的压力高于外界的大气压的气力输送机3），混合气力输送机（有吸气式和压气式两种方式组成的气力输送机3），静压气力输送机（物料靠气体的静压差被推动输送的气力输送机3），脉冲气力输送机（采用脉冲发生器使物料在输送管内形成料栓，在静压差作用下进行输送的气力输送机3），旁通管式栓状气力输送机（输送管内的物料收到来自旁通管的压缩空气的切割，形成料栓而被疏松的气力输送机3），容器管道气力输送机（被运物料装在容器内，借助于压缩空气的压差，推动容器前进的气力输送机3），气力提升机（利用气流运动提升物料的输送机3），液力输送机（借助于具有一定能量的液体输送物料（品）输送机3）。4）其他上料机械设备除去常用的输送设备及其由基本输送设备的改良，仍然具有一些特有的运输设备，按此而言，非通用的机械运料机构就是重点讲述的要点。其实话题扯远一点，汽车及在公路上行驶的机械设备也是运料及上料的机械设备，对于公路而言，这就是传送带式的传送方式，而区别仅仅就是物料运动与传送介质运动的区别。 简言之，改良技术产业是适应特有功能的关键，改良进口也是现阶段工程的主要进行手段，所以国产产业自主产权比较低下，在国外所认知的技术产权中中国的专利仍旧是待完善且不完全的阶段。在所查找文献中有个例及其思想，从其中举出个例上料机构： 夹片上料机构，属于自建结构，文献及细节讲述如下： “夹片是预应力工程中不可缺少的一个重要零件。在各类桥梁、 边坡治理、 基坑支护、 水电大坝、 高层建筑 、 超重超大构件提升、 桥梁转体等领域的工程施工中， 都会用到大量的锚具和夹片在夹片加工过程中， 如车 z J d ,端面、 外锥( 含槽) 、 内锥、 倒角等加工工序时，要把夹片送上数控车床高速旋转的主轴上的胀紧套上。由于车床主轴高速旋转 ， 对手工上料的操作工人存在极大的安全隐患。 图1-3 夹片上料机构尤其是随着生产规模的扩大， 工人每天劳动 8 个小时在这 8个小时内， 都是在不停地做上料、 下料、 检测工作， 这些工作简单而且不用多大的力气， 但都是无休止的重复劳动， 要耗费大量的精力， 一旦工人疲劳了就可能走神而发生意外事故， 安全隐患时刻威胁着操作工人。 为此我们设计了夹片车削时的自动上料机构， 以降低工人的劳动强度， 提高劳动生产率 ， 同时保障工人的人身安全。夹片车外锥工序自动上料夹紧机构， 大大减轻了操作工人的劳动强度，以及劳动紧张程度。由于该机构很多参数， 如天轨跨距、送料行程、送料速度等都可以在一定范围内调整，以适应不同型号夹片车外锥自动送料的要求。因此， 该自动上料机构不仅较好地解决了夹片车削加工外锥面时自动上料问题， 还可应用到其他类似工序加工中去。”4 个例还包括振动上料机、活塞上料机、以及柱塞等泵体组合了气压以及螺旋，以及齿轮叶片等传送方式。总结：在国内如此分类，个人认为比较妥当，因为加工批量化与互换性的约束、或者可以说成是便捷，成就了系统机械有利于生产连续进行，并且保证事故处理效率、方便劳动的优势。1.1.2实际用途及扩展 上料是加工必备之步骤，因此上料（填料、加料、提升、输送等）是机械设备中必要之工序，并且上料在国内用途较为广泛。从冶金到超市扶梯，其中上料部分的机构已在上级二级标题中叙述，其下自己归纳讲述对于其用途的理解，如下详述：1） 机械冶金工业用途物流产业如今将产业效率提高到一定得程度，因此对于物料运输这一块工程，机械产业链中不可或缺的部分，成为提高效率的有效手段。传送带式（功用包括提升、加料、整物件运输、删选、检验、抽取、出仓等）的适用于各种货物运输与协调，因其处于平面传送，但作用面积，及其占地面积巨大。所以用在厂房空旷且运输通畅的厂房之中较为合适。因此加上振动机构，或者将传送装置曲线化，可以进行检测及其检验工作。而其主要技术参数决定其具体适用方面，角度及其长度，速度及其平稳度。6 因此使用范围由“平面输送”到“斗式运输”方式，关于适用环境我们便可根据自己的使用条件加以调节，这也是一种趋势，节约资源、空间、时间所以如此看来，传送带机械设备跟其他机械设备相同，同样具有灵活性的特点。螺旋输送设备设计参数复杂，难于设计，而又适合密封，密封以便于防止尘埃，所以在条件要求苛刻的、无尘密封式机械设备易于使用，利用推力及其与密封包装的摩擦来达到运输目的。适用性广泛，但其较适合细小碎零件的传送。传送距离较传送带而言较为短，而设备事故处理由于封闭性限制，设计方法具有很大的控制性，所以选择时应注意。 气压流体传输方式限制较为苛刻，一般用在颗粒可悬浮物价，或为流体物质，机械结构需要密封，清理较为繁琐，而且需要确定定期更换腐蚀物件重要性。有关其他运输机、传送机在机械领域中的应用，是对适合场合特定环境的特有机械，矿车、钢索等上料机构改装后会具有其他传动系统的特征，因此是分类的集合。以上并是本人总结理解，由于阅历有限，考虑范围较不完全。2） 农业等日常生活用途日常生活中，传输上料为生活不可或缺之模式。而机械设备，便是将其简单化，将其人性化，将其细致准确化的必要手段。从人力到物力，农业生产过程是单一繁杂而耗时的，通过传输设备使此种劳动机械化，节约化，实效化。传送带为农业最为常用之手段，其占地广，输送距离长能够适应多种作用的上料功用，例脱皮、加工、检验、提升种种功用。是令人力节约化的有力设备。而日常生活中，提供作为改变事物传统定式的传输机械设备，令人更为节省劳动力，实现长时间舒适活动的便有：自动扶梯、自动人行道等便捷行走攀登的传输设备。电梯也属于广义上的运输机构，因此，传送机构帮助日常生活的行走、攀爬、检验、运输等方面贡献巨大。3） 其他用途既然有其他必定是人们少于接触的领域，进来看了一篇关于大陆架浅海开采石油矿井类运输系统，石油运输油管输送设备，其实细细归类应算上是气压流体类运输体系统，但这里讲的是新型用途，所以就不详细追究关于适合新型运输材料的系统的归类问题了5。 还有的特别用途，个人觉得是医用化学用途，运输材料具有特定性质，此性质关系到污染程度及其成活率，所以运输需要特有材质与环境保持，上料的概念个人认为体现在实验与运输过程之中，相信这个过程不仅仅需要人缘心思细密，还需要准确精密的设备来保证，而这段上料的设备主要依靠的动力源仍然可以是电力与电机回转驱动的系统，例如机械手臂。1.2国外有关上料（填料、加料、提升、传输）技术经验及近况1.2.1总体阐述对于国外技术理解 本人国外总结较为短小，原因是由于国外标准界定在国内了解十分生疏，其机械设备必然有专利与文献理论计算知识为基础，觉不会凭空而出，只限于想法。所以关于外国进展我仅仅能够通过能够下载的文献了解其近况。通过所得文献，可以说，上料机构及其填料加料，提升设备的设计，是通过管理方法来设计与制备的，也就是说，管理方式控制点是主要的设备设计要点，控制是标准的一个体现，而且也是精确性的一个体现，因此我觉得良好的上料机构并不是仅仅局限在设备共用上，而是在于对于管理体系适应的程度，与其变通性。 优秀的管理体系，造就了一个厂房的设备体系及其功能特征，这些特征决定着特定环节特定设备的功用，也造就了一个完整的电子控制系统。所以我认为，设计并非仅仅是为了现有出发点而设计，要统筹全局，对厂房中的设备进行机制细致的了解，才能够真正达到物流的一个完美时效、稳定、易于控制、易于修正、易于检测、易于更换、易于操作。2、课题背景及开展研究的意义2.1课题背景2.1.1上料（填料、加料、提升、传输或运输）机械设备的研究侧重 课题小型气动自动上料机，从狭义看，内容十分狭小，仅仅局限到塑料上料、物资上料，而广义看来任何活动都需要上料，人为非人为的上料方式（此处人为非人为是指劳动力侧重，人力与机械力、电力等）。因此，从此来看，课题背景便是需要设计者从特有的环境之中寻找合适的上料方式，因此细节主要性便不言自明。现已以传送带式上料设备为例，一般具有的结构大体有牵引件，承载机构、驱动装置、张紧装置、曲向装置（改向装置）与支撑件等。 牵引部分是传递牵引力的结构部件，是通过其本身的强度（弹性强度及其抗拉强度）、挠度等材料因素决定牵引力传递效率的。因此材料性能的选择是其中的一个要点，而对新型材料的制造也是如今科研的一项艰巨任务，据本人学习过程中可归纳的特殊材料有：纳米材料、合金材料等。 承载机构从其名称中理解就是货物主要的起承载作用的部分，这部分可通过自身货物的性质来决定，如细密的材料受力较小，可直接选择连续性较为好的皮带或板材；如整体的大重吨位物件，可以间歇运输，利用弹簧达到减震效果，或可利用缆索等挠度较好的材料进行浮空运输。简言之，材料是一方面，而方案又是一方面，设计必须面面俱到，否则便是顾此失彼，后患无穷。 驱动装置的需要多数情况下是电动机，少数情况下会利用气压液压活塞，或泵体，一般会连接变速机构（变速箱、齿轮齿条、涡轮蜗杆等）。对于电动机驱动回转类动力源，首先对于运动机构空转功率，最大加载功率等初始参数进行考察计算，达到万无一失的程度，包括事故处理时电机自保护方面。因此驱动装置设计过程中，通过计算来实现完整动力来源是设计重点；而通过液气压活塞的场合中（多数是无需高效率，重吨位物件），润滑以及维护的考虑也是十分必须的。 张紧装置是对联系承载机构以及牵引机构的重要部分，也是对于牵引材料充分考虑之后用来维护传送连续稳定的附属机构，是设计中的用以维护设备正常工作的重要装置，所以张紧机构与其他机构的设计联系十分紧密，是一种承上启下的作用。这作用的实现必然要以其他设备的材料性能、作用力、疲劳强度等材料性能为准，还要以设计思想中的使用寿命为参考。 曲向装置是将平面直线运输方向进行弯转的装置，通过自回旋的滚筒或其他技术进行货物运输的变向。因此在运输、上料过程中起到灵活应变的作用。 支撑件是与承载机构相似的构建，主要是承载机械结构的力，或者是通过支撑件的支撑作用，达到稳定性安全性的保障。属于细节方面。 注重细节就是注重效益，这也说明了设计的要求，人性化、创新化、精确化、傻瓜化，安全化等等需要特别注意的细节。2.2开展研究的意义2.2.1对上料现状的认识 机械领域的设计一直都是与时俱进的，同时也是先进科技与经验的外在表现。从先进的管理理论到复杂精深的数物理论，在机械制造领域都是十分实用而且有效的。因此对于上料机构的创新设计都是对未来机械领域的探索与预见。 新事物取代旧事物的方式有两种一种是具有改革性质的转变，拥有过度的方式；而另一种便是革命性质的颠覆，是不讲究过去与过度的完全交换。 这两种方式都是可行的方式，而且机械领域的设备过度一直就是突出的。突出的设备更换，就可以将厂家的技术层面增加近十年的差距，能使厂家的效益提高，领先于同行业工作效率。综上所述，对上料机得改善方案与创新方案是有利于整个领域发展更新的。以此意义重大客观。3、研究内容、预期目标及研究方法3.1研究内容 研究内容是通过已学知识进行课题设计，本人课题是小型气动自动上料机，技术要求很简洁仅仅是一小时三百个所给零件效率即可，而通过对于此项项目的了解，上料机构具有十分多钟的形式：此上归类了四种关于上料运输机构的类别，虽然具有一定自身局限，具有本身不完善性，但能够说明其主要特点及其优势，因而在后续方案中，将仍然以自己理解进行阐述。3.1.1各个已有方案对比探讨 之前与导师探讨过程中，老师曾为本人拓展过思路，中小型零件的运输十分高效，从已知的不技术要求中，300/时来看，本人认为其物件运输过程中一定是较为缓慢而且具有特殊功用的零件，因此通过之上综合复述，先总结几点物料特征：1）关于物料 物料难于运输，运输效率低下，如此而言，为重型大型，或易碎类零件比较贴切，但本人课题为：小型自动气动上料机，小型的概念便排除了重型大型机械物件的条件，因此，姑且将材质列入考虑行列之中。2）关于附加条件 物料生产效率低下，生产效率底下的物品，常用场合为加工较为复杂物品，因此其上料时效性可以缓慢，但保证其质量与安全性。复杂机械的制造，小批量工作循环，因此我将准确循环作为设计条件。 从上述效率低下，本人不加深谈，相信日后，导师会加以将条件细化。而所知技术条件推测出的上料材料特性并不明显，仅仅是：材质不利于高速运送，一般高速运送要将准确性作为代价，因此，反言之，就是此物料需要准确性运输；运送效率低下可以理解为物料生产单件小批量。 传送带式运输上料机构对于不同零件规格皆适合，可大可小，可重型可轻型，但对于本身物料的密封并非和好。 螺旋式传送上料设备适用性也十分广泛，但不利于运送大型重型物件，但密封性可以良好解决，设计手段比较传送带式传送机较为复杂。气压流体上料传送比较罕见，但从我课题名称来看，是必然有一段过程需要气压或是液压知识来解决。解决可以是传感，可以承重等特殊功用，因气压噪音较大，我想避免造成对于工作环境的破坏，将气动使用于有利的控制方向，例如事故自锁，且气动可以将已有轨迹改变，以此可以进行改变方向之功用，例如角度、定点方向、或是水平平移。3.2预期目标3.2.1上料机结构完整性 先将所达要求进行简单直名扼要的阐述：上料机构的设计，校核计算，机构三维立体图像，机构的动态模拟，毕业论文对设备的具体说明，与其他要求（根据导师要求进行更改）。 既然设计设计到填料、运输、加料、提升、传输、运输、存储等等交叉而且相似的研究方向，自然需要将这些机构的有利特点进行利用，因此，涉及到的领域，对于从名称或是常规理论来看，并非相同的领域中找寻到其他领域发展已经成熟的理论设计知识，及其有利于改进该设备领域的装置技术。多学科想互利用是对于社会人才的有利要求，而多领域相互借鉴也是对于机械领域发展的有利因素。 所以，切忌不能固步自封。而相对于自己的结构来看，与填料等设备技术结构的交叉性能资源很是丰富，丰富的技术资源，可以完善上料领域的缺陷，或者说，上料机对于我本身来说并不是重点，而重点是如何将这一概念扩展化，将本人知识领域中以名称来衡量事物的缺点改掉，多了解国标与非标准的共同点与差异。我相信会获益无穷。3.3研究方法3.3.1研究方式的理解归纳 既然此标题是研究方法，便是以研究方式为重点，需要阐述的是，对于适合自己研究所给课题小型气动自动上料机的研究方式。我不断地讲述上料机与其他传输机构的相同点，其相同点并不仅仅在于其结构特点的设计，其研究方式也是在机械领域中的通用方式。 自然需要设计的先为机构运动方式，与其自身特有功能，达到一种完整功能。其次便是对于材料的检验，受力与其疲劳强度等的校核计算，此项工作可以利用软件工程进行校核。 结构的预视通过绘制三维立体软件程序来达到，对应其上对于工程材料的校核，达到一种动态模拟。 研究方式自然需要利用自己所学习或者将要学习的知识来进行研究，这些知识必然设计到机械设计方面，理论计算方面，电子控制方面，材料制造方面，加工处理方面。而处理这些理论知识为基础，应用软件也是必备的简易劳作的研究方式，通过软件其中的资源优势达到补充自己不足，扩展思路，完善方案的目的。 自然，处理虚拟处理本身课题设计方式，也可以进行实践实验方式，通过试验方式进行设备缺陷的实际问题处理，达到以事实说话，这样也可以节省时间全面的考虑设计缺陷，考虑设计疏漏。而且人必然会出现不全面、不完善的方案，即使通过上述研究方式研究，出现问题的几率仍然存在。 以上方法是对本身所接触知识资料抑或是课程中老师所拓展的思路的思考，信息与机械结合的产物中，机械保持精度，而信息技术保证其对于机械保证精度的控制，因此，真正精确的机械装置是由信息技术作为控制手段的，本人上文也曾提过，导师也曾教导过关于，信息与机械的关系与协同作用，信息的准确性是对于机械系统精确性的一个反应，如是说，由于本身机械系统具有如此高的精度作为铺垫，才造就了信息定位的准确性。4、进度安排（摘录于毕业设计课程任务书）一、学生姓名：何金龙学号：40741007二、题目:小型气动自动上料机的设计三、题目来源：真实、自拟四、结业方式：设计、论文五、主要内容：1、掌握自动上料机的国内外现状及发展趋势； 2、深入学习、掌握小型机电设备机械设计与制造工艺分析的基本过程和方法；3、以某公司为背景，提出设计方案并设计出气动自动上料机的机械结构；4、运用所学的各种软件对机械结构进行必要的分析与仿真；5、英语文献翻译。六、主要（技术）要求：1、熟悉现有自动上料机的结构原理；2、自动上料机的机械结构应能在电气辅助的前提下，自动完成自动上料机功能；3、所设计自动上料机操作维修应方便可靠； 4、要有详细的系统的机械图和简易的硬件电路图；5、上料速度为300/小时。七、日程安排：第一周-第二周：查阅相关资料、文献；按学校要求翻译英文文献一份； 第三周-第四周：完成总体方案设计，提交1500字以上的开题报告一份； 第五周-第十周：机械结构详细设计、关键零部件校核和简易的硬件电路图； 第十周：交中期报告； 第十一周-第十四周：完成课题设计，撰写毕业论文； 第十五周-第十六周：按学校要求提交毕业论文，准备答辩。本人签名：年 月 日参 考 文 献1 中国机械电子工业部 国家标准GB16899-1997自动扶梯/运输机械术语. 北京：国家技术监督局发布，1997.2 中国机械电子工业部 国家推荐标准GB/T 14521.7-1993螺旋输送机/运输机械术语. 北京：国家技术监督局发布，1993.3 中国机械电子工业部 国家推荐标准GB/T 14521.8-1993流体输送机/运输机械术语. 北京：国家技术监督局发布，1993.4 冯志君，丁黎光，戴小标.夹片自动上料机构设计.广西柳州：广西工学院，20085 Fernando I. Leal/Quimigel Ind. & Com. Ltd/Sao Paulo, Brazil，Silvio de O. Ju