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中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目名稱： 玻璃制品液壓壓結(jié)機設(shè)計——均勻震蕩部分；液壓系統(tǒng)和液壓泵站設(shè)計
院系名稱： 機 電 學(xué) 院
班 級： 機 自 072
學(xué) 號： 200700314213
學(xué)生姓名： 路 志 明
指導(dǎo)教師： 樊 瑞
2011 年 03月
?1．本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀綜述
本次設(shè)計的壓機為用于生產(chǎn)軍工、航空工業(yè)的電聯(lián)接器中的元件，即玻璃絕緣體。產(chǎn)品要求有極高的尺寸、形狀和位置精度，還要有很高的密度均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性，這就對液壓壓機的要求很高。
由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機機構(gòu)方面已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外的液壓機的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進液壓機的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比較而言，國內(nèi)機型隨種類齊全，但技術(shù)含量較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機型。而這又與機電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相應(yīng)。在國內(nèi)外的液壓機產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機可分為三種類型:一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機；一種是采用可編程控制器控制的液壓機；第三種是應(yīng)用高級微處理器(或工業(yè)控制計算機)的高性能液壓機。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。
(1)繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式，其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡單，適應(yīng)性不強。其適用于單機工作、加工產(chǎn)品精度要求不高的大批量生產(chǎn)(如餐具、廚具產(chǎn)品等)，其也可組成簡單的生產(chǎn)線，但由于電路的限制，穩(wěn)定性、柔性差?，F(xiàn)在，國內(nèi)許多液壓機廠家是以這種機型為主，使用對象多為小型加工廠，或加工精度要求不高的民用產(chǎn)品。國外眾多廠家只是保留了對這種機型的生產(chǎn)能力，而主要面向以下兩種技術(shù)含量高的機型組織生產(chǎn)。
(2)可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。目前已被廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械以及自動化生產(chǎn)過程中。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進行簡單的邏輯控制。后來一些廠家開始采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元(CPU)，從而擴大了控制器的功能，使其不僅可以進行邏輯控制，而且還可以對模擬量進行控制。因此，可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制機控制方式之間的一種控制方式。可編程控制器有較高的穩(wěn)定性和靈活性，但在功能方面與工業(yè)控制機相比有一定差異?，F(xiàn)在，國內(nèi)有些廠家采用可編程控制器控制方式，如天津鍛壓機械廠有近60%的產(chǎn)品裝有PLC。通過采用PLC控制，使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。國外廠家如丹麥的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可編程控制器，實現(xiàn)對壓力和位移的控制。
(3)工業(yè)控制機控制方式是在計算機控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高技術(shù)含量的控制方式。這種控制方式以工業(yè)控制機或單片/單板機作為主控單元，通過外圍接口器件(如A/D，D/A板等)或直接應(yīng)用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達到精確控制的目的。這種控制方式的主要特點如下：
?、倬哂杏押玫娜藱C交互性，操作簡單。如：BROWN BOGGS公司的產(chǎn)品，可通過數(shù)字面板顯示輸入壓力、快進和回程速度、壓制速度及保壓/停機時間參數(shù)，極大減輕了勞動強度。
?、诳刂凭雀?。數(shù)字控制的行程長度及工作行程與傳統(tǒng)的機械式的行程開關(guān)控制相比，精度有極大的提高。一般控制精度可達到0.05mm［2］。
?、垡子趯崿F(xiàn)高速化，提高生產(chǎn)效率。如美國的FERRA公司通過采用電子微處理控制方式，工作循環(huán)比以前快60%。
④可順利實現(xiàn)對工作參數(shù)(壓力、速度、行程等)的單獨調(diào)整。通過對控制參數(shù)的單獨控制，調(diào)整被加工材料的流動，能進行復(fù)雜工件、不對稱工件的加工。
?、蓊A(yù)存工作模式，可對不同工件的工藝過程、工藝參數(shù)預(yù)先存儲和重復(fù)調(diào)用，縮短調(diào)整時間。這與柔性加工要求相適應(yīng)。
?、迣Ω咚傧碌膿Q向沖擊可利用軟件來消除，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
?、咴诎踩矫?，可利用軟件進行故障預(yù)診斷，并自動修復(fù)故障和顯示錯誤。如STENHQF的機型和BROWN BOGGS公司都有此項功能。
?、嘁讓崿F(xiàn)生產(chǎn)線的集成控制，組成柔性生產(chǎn)線及與上位機進行通訊和實現(xiàn)調(diào)度控制。
現(xiàn)在，國外眾多液壓機生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機控制方式的液壓機產(chǎn)品，如美國MULTIPRESS，丹麥STENHQJ及加拿大的BROWN BOGGS等公司。正是因為采用這種先進的控制方式，使整機的控制性能，生產(chǎn)效率都有很大提高。而與國外發(fā)展情況相比，國內(nèi)極少有采用工業(yè)控制機控制方式的產(chǎn)品，成熟的產(chǎn)品是采用可編程控制器(PLC)的控制方式。
作為液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機型無較大差距。主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。
在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機都趨向于集成化、封閉式設(shè)計。插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。國外已開始廣泛采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計。這種油路設(shè)計有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰塵、污物、空氣、化學(xué)物質(zhì)侵入系統(tǒng)，延長了機器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因，國內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計的系統(tǒng)還不多見。在安全性方面，國外某些采用微處理器控制的高性能液壓機利用軟件進行故障的檢測和維護，如BROWN BOGGS產(chǎn)品可實現(xiàn)負(fù)載檢測、自動模具保護以及錯誤診斷等功能。
2．本課題有待解決的主要關(guān)鍵問題
? 本次設(shè)計的是玻璃制品液壓壓機，我的任務(wù)是均勻震蕩部分以及液壓系統(tǒng)和液壓泵站的設(shè)計。均勻震蕩部分用于將原料粉末震蕩均勻，確保密度均勻，初步設(shè)計是用一個震蕩器。
? 主要關(guān)鍵問題是液壓系統(tǒng)的設(shè)計。液壓系統(tǒng)為整個系統(tǒng)運動提供動力來源，控制著模具的開合，送料機構(gòu)運動等。工作循環(huán)復(fù)雜，各項性能指標(biāo)要求較嚴(yán)。而且各機構(gòu)的動作有先后之分，需要設(shè)計合適的液壓系統(tǒng)控制各機構(gòu)的嚴(yán)格運行。
3．對課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和所需條件兩方面)
本次壓機要求實現(xiàn)液壓驅(qū)動，帶動模具的開合、原料粉末的均勻震蕩、送料機構(gòu)的執(zhí)行等機構(gòu)運動。電動機帶動液壓缸工作，液壓缸驅(qū)動下模運動到與型腔結(jié)合，之后液壓閥控制送料機構(gòu)運動，計量裝置將所需的玻粉倒入模具中，然后震蕩器震動，保證密度均勻。液壓缸繼續(xù)帶動下模及型腔運動與上模結(jié)合進行壓制，保壓一定時間后，換向閥換向，液壓缸帶動下模、型腔下移。型腔在自身作用下從上模中脫出。下模繼續(xù)運動，從型腔中脫出，而后通過推桿、推板將成品件平穩(wěn)頂出，得到玻璃壓坯件。
本壓機工作循環(huán)復(fù)雜，各項性能指標(biāo)要求較嚴(yán)，采用液壓電氣控制。
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4．完成本課題的工作計劃及進度安排
第1-2周 畢業(yè)實習(xí)
第3周 方案論證，確定方案，完成調(diào)研報告、開題報告、外文翻譯
第4-10周 玻璃制品液壓壓機均勻震蕩部分、液壓系統(tǒng)、液壓泵站、總體裝置的設(shè)計
第11-12周 主要零件的設(shè)計，撰寫設(shè)計說明書
第13周 審查設(shè)計、完善文件、準(zhǔn)備答辯
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5．指導(dǎo)教師審閱意見
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指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
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6．指導(dǎo)小組意見
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指導(dǎo)小組組長(簽字)：
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