2022年机械制造及其自动化大学设计 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 中国石油高校(北京)现代远程训练毕 业 设 计(论文)机械设计制造及其自动化方向机械设计制造及其自动化进展方向的讨论姓名:张宝坤学 号: 002912 性 别:女专 业: 机械设计制造及其自动化批 次: 0703 层 次:专升本电子邮箱: zhbk56789 联系方式: 0951- 学习中心:宁夏奥鹏指导老师:崔厚玺2022 年 4 月 6 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计制造及其自动化进展方向的讨论摘要本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化相比较,提
2、出了具有智能 化的特点是现代机械和传统的机械在功能上的本质区分;依据机械自动化在 各行各业的应用和进展,显现出了机械自动化产品的优点和效益;即多功能 化、高效率、高牢靠性、省材料、省能源,不断满意人们生活和生产多元化需求;文章从系统的观念动身,综合运用机械技术、微电子技术,自动化技 术,及过控技术在化工生产中的应用;着重例举了锅炉汽包水位的掌握和冷却剂流量和气氨排量的正确掌握方案;提出了过程自动化掌握今后的主要目 标,指明白机械设计制造及其自动化的进展方向;关键词: 设计制造; 自动化; 产品; 进展; 方向名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页精选学习资料 - -
3、- - - - - - - 目录名师归纳总结 第一章前言5 8 6 第 3 页,共 20 页1.1 机械自动化的产生和定义51.2 机械自动化的科学技术5其次章 机械设计制造及其自动化符合设计原就2.1 满意对机器的功能要求6 2.2 利用先进技术不断创新6 第三章 机械自动化技术在化工生产中的应用3.1 锅炉汽包水位掌握方面的讨论8 3.1.1 单冲量掌握系统8 3.1.2 双冲量掌握系统9 3.1.3 三冲量掌握系统10 3.2 冷却器掌握方案的讨论12 3.2.1 掌握冷却剂的流量12 3.2.2 掌握气氨的排量13 第四章 机械自动化系统的优点与效益14 4.1 生产才能和工作质量的提
4、高14 4.2 使用安全性和牢靠性提高14 4.3 调整和修理便利,使用性能改善14 4.4 具有复合功能,适用面广15 4.5 改善劳动条件,有利于自动化生产15 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4.6 节约能源,削减耗材 15 第五章 机械设计制造及其自动化的进展方向 16 5.1 机电一体化 16 5.2 智能化16 5.3 模块化 16 5.4 网络化 16 5.5 微型化 17 5.6 绿色化 17 5.7 人格化17 第六章 结论 18名师归纳总结 参考文献19第 4 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - -
5、 - - - - - 第一章 前 言1.1 机械自动化的产生和定义早在 1971 年日本的机械设计杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词,后来随着机电一体化的进展而被广泛的应用;美国机械工程师协会于1984 年为现代机械下了如下定义:“ 由运算机信息网络和谐与掌握的,用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统” ;它与前面提及的机电一体化是一样的,因此可以说现代机械就是指机电一体化系统;20 世纪 90 岁月国际机器与机构理论联合会,给出了这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电子掌握和系统思想在产品设 计和制造过程中的协同结合;因此又可以说机电一体化就是在机
6、械设计制造 及其自动化基础上的进展;1.2 机械自动化的科学技术机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体,多门技术学科 相互渗透、相互结合的产物,是正在进展和逐步完善的一门新兴的边缘学 科,机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式 及治理体系发生了庞大变化,使工业生产由“ 机械电器化” 迈入了以“ 机械 自动化” 为特点的进展阶段;它的进展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着生产和科学 技术的进展,仍将不断被给予新的内容;但其最基本的特点可概括为:机械 自动化的设计制造是从系统的观点动身,综合运用机械技术、微电子技术、自动掌握技术、运算机技术、信息技术、传
7、感检测技术、电力电子技术、接 口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,依据系统功能目标和 优化组织结构目标,在多功能、高质量、高牢靠性,低能耗的意义上实现特 定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术;需要强调的是,机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综 合性技术,而不是机械技术,以及其他新技术的简洁组合、拼凑,这就是现 代机械与机械电气化在概念上的根本区分;现代机械设计制造出的产品,不 仅是人和手与肢体的延长,仍是人的感官与头脑的延长,具有智能化的特点 是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区分;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页精选学习资
8、料 - - - - - - - - - 其次章 机械设计制造及自动化的符合设计原就 2.1 满意对机器的功能要求 任何一种产品都是为满意人们的某种需要而开发的,都必需具有某种主 要功能,不同的产品具有不同的主要功能;概而言之,都能对输入的物质、能量和信息(即所谓工业三大要素)进行某种处理,输出具有所需特性的物 质、能量与信息;因此,机械自动化系统也必需具有对输入的物质、能量和 信息进行某种处理,从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能;如图 2-1 所示: 物质工业系统主功能具有物质三大要素所需特性能量能量(变换、传递、储备)信息信息掌握(人)图 2-1 机械自动化系统功能示意图如上所述
9、,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术 和机电一体化产品两个方面的内容;作为产品,又包含着设计、制造和特定的功能以满意使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所打算的;2.2 利用先进技术不断创新依据产品或系统的主功能不同,可对产品或系统进行分类;以物料搬运、加工为主;输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要 输出转变了位置和形状的物质系统(或产品)称为加工机;如各种机床、交 通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械 等;以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称 为动力机,其中输出机械能的为原动机;如电动机、水轮机、内燃机等;以信息
10、处理为主,输入信息和能量;主要输出某种信息;如数据、图 像、文字、声音等的产品称为信息机;如各种仪器、外表、运算机、传真机名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 以及各种办公机械等;机械自动化系统除了具备上述必需的主功能外,仍应详细备其它内部功 能、即动力功能、检测功能、掌握功能、构造功能;基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产 品,又有利于开拓思路,便于制造创造和创新;例如,依据 3 种不同的主功 2-1 所示:能及其不同的输入,组合起来可形成 9 大类型的系统产品;如表表 2-1 不同主功能及输
11、入的组合类型主功能输入输出组合实例1 2 3变换物质 物质 物质材料加工或处理机传递 储存交通运输机自动化仓库、包装机4 5 6变换 传递 储存能量动力机械机械或流体传动能量 能量机械或流体储能器7 8 9变换 传递 储存电子运算机、外表 通信系统、传真机 储存器、录像机信息 信息 信息此外,对于不同主功能的加工机构,其运动方式不同,也构成不同用途 的机械;例如,金属切削机床是依据工件与刀具相对运动产生切削作用的原 理进行工作的;因此,工件与刀具的运动方式不同,便产生不同用途的机 床;所以说机械自动化的进展空间特别宽阔,具有极大的想向空间,需要我 们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造
12、出一流的自动化产品;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 机械自动化系统在化工生产中的应用生产过程中,对各个工艺过程的物理量(或工艺变量)有着肯定的控 制要求;有些工艺变量直接表现生产过程,对产品的数量与质量起着打算 性的作用;例如,精馏塔的塔顶或塔釜温度,一般在操作压力不变的情形 下必需保持肯定,才能得到合格的产品;加热炉出口温度的波动不能超过 答应范畴,否就将影响后一工段的成效;化学反应器的反应温度必需保持平稳,才能使效率达到指标;有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和 数量,然而保持其平稳却是使生产获得良
13、好掌握的前提;3.1 锅炉汽包水位掌握方面的讨论锅炉汽包是生产蒸汽的设备,几乎是工业生产不行缺少的设备,保持 锅炉汽包的液位高度在规定范畴内是特别重要的,如水位过低,就会影响 产气量,且锅炉易烧干而发生事故;如水位过高,生产蒸汽含水量高,会 影响蒸汽质量;这些都是危急的,因此对汽包的液位严加掌握是保证锅炉 正常生产必不行少的措施,3.1.1 单冲量掌握系统汽包水位掌握手段是掌握给水,基于这一原理,可构成如图 3-1 所示 的单冲量掌握系统;蒸汽汽包LTLC省煤器 给水图 3-1 汽包单冲量掌握系统这里的“ 冲量” 一词是指变量,单冲量即汽包水位;这种掌握系统名师归纳总结 - - - - - -
14、 -第 8 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 典行的简洁掌握系统;当蒸汽负荷突然大幅度增加时,由于假水位现象,掌握器不但不能开大给水阀来增加给水量,以维护锅炉的物料平稳,而是 关小掌握阀的开度,减小给水量;等到假水位消逝后,由于蒸汽量增加,送水量反而减小,将使水位严峻下降,波动很历害,严峻时气包水位降到 危急程度以至发生事故;因此对于停留时间短、负荷变动较大的情形,这 样的系统不能适应,水位不能保证;然而对于小型锅炉,由于水在汽包中 的停留时间较长,在蒸汽负荷变化时,假水位的现象并不显著,配上一些 联锁报警装置,也可以保证安全操作,故采纳这种单冲量掌握系统尚能满
15、 足生产要求;3.1.2 双冲量掌握系统在汽包水位的掌握中,最主要的扰动是蒸汽负荷的变化;假如依据蒸 汽流量来进行校正,不仅可以补偿“ 虚假水位” 所引起的误动作,而且使 给水位掌握阀的动作特别准时,从而削减水位波动,改善掌握品质;将蒸汽流量信号引入,就购入了双冲量掌握系统,如图3-2 所示;从本质上看,双冲量掌握系统是一个前馈(蒸汽流量)掌握加单回路反馈掌握的复合控 制系统;这里的前馈仅为静态前馈,如需要考虑两条通道在动态上的差 异,需引入动态补偿环节;D汽包蒸汽X-GICI FG mDLFTCGLTLCI CI FCIOGWG省煤器+I给水G mL双冲量掌握原理图双冲量掌握方框图图 3-2
16、 汽包双冲量原理图及方框图图 3-2 所示的连接方式中,加法器的输出 I 是 IC1I C C2IF I 0名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中 IC液位掌握器的输出; IF蒸汽流量变送器(一般经开方器)的输出;I 0初始偏置值C1、C2 加法器系数; C1的设置一般取 补偿,可现场凑试,也可经理论推导得出;1,C2 的值应考虑到静态前馈设置 I 0 的目的是使其在正常负荷下,掌握器和加法器的的输出都有一个比较适中的数值;最好在正常负荷下,3.1.3 三冲量掌握系统I 0 和 C2IF 项接近而相互抵消;双冲量掌
17、握系统仍有两个弱点:掌握阀的工作特性不肯定能成为线性特 性,这样要做到静态补偿就比较困难;同时,对于给水系统的扰动仍不能克 服;为此可再将给水流量信号引入,构成三冲量掌握系统;三冲量掌握系统的实施方案较多,如图 之一;3-3 所示为其中的典型掌握方案FT蒸汽ddt汽包LTLCICFT省煤器FC给水图 3-3 汽包三冲量掌握系统从该图可以看出,这是前馈掌握与串级掌握组成的复合掌握系统;其 中,汽包水位是主冲量(主变量),蒸汽,给水流量为帮助冲量;在汽包停 留时间较短、“ 虚假水位” 严峻时,需引入蒸汽流量信号的微分作用;这种 微分信号应是负微分作用,以防止由于负荷突然增加和削减时,水位偏离设 定
18、值过高或过低而造成锅炉停车;如图 3-4 所示,为三冲量掌握系统的方框图,加法器的运算关系与双冲量 掌握时相同,各系数设置如下:a 系数 C1 通常可取 1 或稍小于 1 的数值;b 如采纳气开阀; C2取正值, C2的值可按物料平稳关系进行运算;名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - c I0的设置和取值仍与双冲量掌握系统相同;DX-GLCICIf+-GFCWGG mDG P2GfLGP1+Io G mwG mL图 3-4 汽包三冲量系统方框图在三冲量的掌握系统中,水位掌握器和流量掌握器的参数整定方法与一 般串级掌握
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