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关键词:煤矿机械;传动齿轮;失效;有效措施
在煤矿产业中,传动齿轮应用非常广泛,是煤矿机械的一个重要组成部分,但是煤矿的运输重量一般都很大,在施工过程中,很容易导致超重现象,长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题,导致机器瘫痪,影响煤矿的施工作业,降低生产效率,甚至造成安全隐患。
1传动齿轮的工作环境及工作特点
煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的,传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业,井下的环境比较复杂恶劣,所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况,因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业,要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能,矿井一般空间不是很大,所以传动齿轮还要满足体积小,抗冲击能力强等特点,传动要求高效率,尽量减少过程中能量的损失。
2传动齿轮失效的表现形式
2.1传动齿轮磨损失效
磨损的程度分为很多种,一般分为:正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响,比如正常的磨损,这是齿轮传动过程中必然存在的,在齿轮的使用寿命中,不会造成齿轮失效,这个磨损是经过时间慢慢磨损的,不影响齿轮的正常转动;对于中度磨损,这个要比正常的磨损速度快一点,在齿轮传动工作的过程中,可能会发出噪音,由于磨损的程度比较大,损失机械能,会降低齿轮工作的效率;破坏性磨损,这个磨损的程度就很大了,齿轮表面会形成严重的损伤,严重影响传动齿轮工作的效率,破坏了齿轮的结构,大大缩短齿轮的使用寿命;磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒,增大了齿轮间的摩擦系数,摩擦力增大,加速了齿轮的磨损,可能会出现齿轮停止转动的现象;腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应,发生了齿轮表面的腐蚀,严重影响齿轮的工作效率。
2.2传动齿轮疲劳失效
在加工过程中,齿轮的表面肯定存在初始裂纹,加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下,造成材料的疲劳,当作用的应力超出了材料的疲劳极限时,裂纹就会延伸扩张,加速齿轮的损坏,出现齿轮失效。
2.3传动齿轮胶合失效
齿轮的转动需要油的帮助,在强重力作用下,齿轮间的油不能及时的补充,造成两个齿轮接触面的油膜挤破,两个金属齿轮直接接触在一起,在高速运转的情况下,温度上升,可能造成齿轮的胶合,出现失效。
2.4传动齿轮断裂失效
齿轮的断裂意味着彻底不能工作,断裂分为疲劳断裂,高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下,出现裂痕,当应力超出了齿轮的疲劳极限时,裂痕继续扩张,导致断裂;高负荷断裂是指在高强度的作业状态下,负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂,或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀,导致断裂等;淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力,产生裂纹,外界的压应力与弯曲应力的作用下,产生疲劳,当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸,导致淬性断裂,这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深,这是氧化的结果。
3传动齿轮出现失效的具体原因
设计阶段:由于齿轮工作环境的特殊性,决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性,在设计阶段,可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性,按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮,造成传动齿轮不能满足矿井下高强度,环境复杂的要求,达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求,这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。齿轮的制造加工阶段:即使齿轮的设计没有问题,若在制造加工方面不合格,齿轮一样会失效,如果质量把控不严格,锻造时化学成分超标或者化学成分有残留,降低了齿轮的性能,不能满足工作的需要。例如:在加工过程中C的含量超标,就会增加齿轮的脆性,容易发生断裂,造成失效。齿轮的安装使用阶段:不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效,安装的位置出现偏差,影响整个传动齿轮的安全,同时,传动齿轮的工作需要油的不断补充,一旦缺少油就会增大摩擦力,降低齿轮工作的效率,增加磨损,导致传动齿轮的失效。
4避免传动齿轮失效的有效措施
根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因,制定防止传动齿轮失效的有效措施,避免失效问题的出现。
4.1齿轮设计阶段控制
设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察,只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要,才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性,优化齿轮的设计方案,满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求,进行精确的计算,在符合国家标准的前提下,选择适合煤矿特殊工作的材料,尤其是钢材的选用尤为重要,这直接影响着齿轮的强度,最好经过研究确定选材,确定油等,以免后期工作出现漏洞。
4.2齿轮工艺制造阶段控制
选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量,要严格控制齿轮制造过程中的质量,改善制造工艺,提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑,研究表明,表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长,这个粗糙度应该根据实验来确定,合理的控制粗糙度,将齿轮的性能提升到最佳状态。
4.3齿轮安装阶段控制
齿轮的安装看起来很简单,其实有比较高的要求,对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的,而且这个标准还很严格,稍微有一点偏差就会影响整体的性能,所以,在安装阶段应该有专业人士来进行指导,运用专业的工具辅助安装,最大限度的减少齿轮间的摩擦,降低损耗,提高工作效率,延长使用寿命。
4.4齿轮使用及维护阶段控制
在传动齿轮的使用过程中,应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量,油也要及时补充,保证传动齿轮是在油的辅助下工作,此外,油不能掺入杂质,保持纯净,杂质进入齿轮间会增大摩擦系数,影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养,并检查传动齿轮,及时发现问题并处理问题,对于可能发生的问题做到及早预防,防患于未然,防止出现传动齿轮的失效问题。
5结束语
煤矿产业是我国比较重要的一部分,煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率,影响着经济的发展,传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用,保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提,传动齿轮失效是齿轮常见的问题,我们必须对其进行研究,找到避免失效的有效措施,每个阶段严格把关,将失效概率降到最低,提高生产效率。
参考文献
[1]张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式[J].黑龙江科技信息,2015,23:80.
[2]刘颖.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].煤炭技术,2013,1:38-39.
[3]蔚海文.煤矿机械传动齿轮失效形式及对措[J].山西焦煤科技,2011,4:50-53.
关键词:风力发电;机械;传动;设计
风力发电液力机械传动装置在整个机械设备当中,占有非常重要的地位,并且会对后续工作产生很大的影响。由于很多的能源都面临枯竭的危险,利用可再生能源发电,是最好的选择。风力发电液力机械传动装置在设计的时候,不仅要结合当地的风力情况和后续的发电情况,同时还要与其他相关的机械设备、配件进行配套,达到一个理想的效果。本文主要对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行一定的阐述。
1.风力发电液力机械传动装置的特点
随着科技的不断进步,风力发电机获得了很大的进步,无论是在发电方面,还是在内部的结构当中,都有较大的进步,从客观的角度来说,风力发电液力机械传动装置的出现,比原来的机械设备更有优势,并且在应用的时候,具有很强的适应性。该传动装置由主增速器、行星排和导叶可调式双涡轮液力变矩器组成:如下图:
图1:风力发电液力机械传动装置
按照图1设计出的风力发电液力机械传动装置,不仅能够采用普通同步发电机,同时还具有很多的特点,在运行的时候,也表现出了较高的水准:第一,变阻器的传动功率与其标志性几何尺寸成正比。在实际运行当中,即便是在传递大功率的时候,仍然具有体系小、重量轻、成本低优势。目前的电力需求正在不断的增大,相应的成本也有所增加,而新研究出的风力发电液力机械传动装置却能够在保持较低成本的情况下,还拥有体积小、重量轻的特点,是非常难得的。第二,变阻器的各个工作论之间有毫米的间隙,对油污不敏感,可在较恶劣的环境下持续工作。由于风力发电机需要长久运作,过去应用的装置每隔一段时间就要大修或者更换,但是全新的风力发电液力机械传动装置,不仅可以在较为恶劣的环境中工作,同时寿命较长,充分符合目前的社会需求。第三,变阻器的泵轮输入和涡轮输出通过流体传递,属于柔性传动的方式,具有减轻振动、冲击的能力,可以大大延长机械传动如齿轮箱等的寿命。此项特点,是风力发电液力机械传动装置的一个很大的优势,细小部件由于自身比较脆弱,同时在运动的过程中,多数情况处于硬性传动状态,因此寿命不长,经常需要更换。新的传动方式,能够大大减少原来的摩擦或者卡住等情况,提高部件的寿命。
2.风力发电液力机械传动装置的设计
2.1.行星排的结构参数 和
在设计风力发电液力机械传动装置的时候,首先要确定的就是各项参数,任何一项参数并不是随意的参照一些数据来决定,而是通过公式的推导计算,同时结合实际的工作情况来确定的。根据目前的设计情况来看,液力机械装置的主要参数有行星排的结构参数 和 、而风力机到行星排的主传动比为 ,还有循环圆直径D等等,液力变矩器涡轮输出转速为:
。从以上的公式来看,当行星排的结构参数 会影响变阻器工作的转速比范围,如果 变小,那么变阻器工作的转速范围也会不断的缩小。因此,在日后的工作当中,应该尽量缩小 ,这样变阻器才会高效率的工作。
2.2.其他方面
对于风力发电液力机械传动装置来说,很多的方面都会对总体的设计工作产生很大的影响。在日后的设计当中,本文认为应该按照以下几个方面来设计:首先,要控制好风力发电液力机械传动装置的效率问题,经过大量的实践和研究,如果风力机的功率有所下降,效率也会随之而下降,所以关键在于控制风力机的功率;其次,在变阻器的选择上,应该尽量选择双涡轮液力变阻器这样的高效配备,充分解决转速低等问题,避免风力发电液力机械传动装置在运作的时候,影响发电效果。第三,要将每一个部分的工作合力匹配,同时让风力机、行星排以及变阻器合理工作,互相之间不要产生冲突,尽量形成一种良性的运作方式,提高工作水平。而具体工作,还是需要结合转速、功率等等。
3.总结
本文对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行了一定的讨论,从现有的情况来看,设计效果还是非常显著的,并且对原有的问题进行了有效的解决。下一步的工作在于,通过目前打下的坚实基础,进一步优化工作方式,长期采用单一的运行方式,对装置会产生一定的负面影响,相信在日后的工作当中,风力发电液力机械传动装置一定会拥有更好的成绩。
参考文献:
[1]郭家虎,张鲁华,蔡旭.双馈风力发电系统在电网故障下的动态响应分析[J].太阳能学报,2010(08).
关键词:煤矿机械;传动齿轮;失效;有效措施
在煤矿产业中,传动齿轮应用非常广泛,是煤矿机械的一个重要组成部分,但是煤矿的运输重量一般都很大,在施工过程中,很容易导致超重现象,长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题,导致机器瘫痪,影响煤矿的施工作业,降低生产效率,甚至造成安全隐患。
1 传动齿轮的工作环境及工作特点
煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的,传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业,井下的环境比较复杂恶劣,所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况,因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业,要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能,矿井一般空间不是很大,所以传动齿轮还要满足体积小,抗冲击能力强等特点,传动要求高效率,尽量减少过程中能量的损失。
2 传动齿轮失效的表现形式
2.1 传动齿轮磨损失效
磨损的程度分为很多种,一般分为:正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响,比如正常的磨损,这是齿轮传动过程中必然存在的,在齿轮的使用寿命中,不会造成齿轮失效,这个磨损是经过时间慢慢磨损的,不影响齿轮的正常转动;对于中度磨损,这个要比正常的磨损速度快一点,在齿轮传动工作的过程中,可能会发出噪音,由于磨损的程度比较大,损失机械能,会降低齿轮工作的效率;破坏性磨损,这个磨损的程度就很大了,齿轮表面会形成严重的损伤,严重影响传动齿轮工作的效率,破坏了齿轮的结构,大大缩短齿轮的使用寿命;磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒,增大了齿轮间的摩擦系数,摩擦力增大,加速了齿轮的磨损,可能会出现齿轮停止转动的现象;腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应,发生了齿轮表面的腐蚀,严重影响齿轮的工作效率。
2.2 传动齿轮疲劳失效
在加工过程中,齿轮的表面肯定存在初始裂纹,加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下,造成材料的疲劳,当作用的应力超出了材料的疲劳极限时,裂纹就会延伸扩张,加速齿轮的损坏,出现齿轮失效。
2.3 传动齿轮胶合失效
齿轮的转动需要油的帮助,在强重力作用下,齿轮间的油不能及时的补充,造成两个齿轮接触面的油膜挤破,两个金属齿轮直接接触在一起,在高速运转的情况下,温度上升,可能造成齿轮的胶合,出现失效。
2.4 传动齿轮断裂失效
齿轮的断裂意味着彻底不能工作,断裂分为疲劳断裂,高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下,出现裂痕,当应力超出了齿轮的疲劳极限时,裂痕继续扩张,导致断裂;高负荷断裂是指在高强度的作业状态下,负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂,或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀,导致断裂等;淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力,产生裂纹,外界的压应力与弯曲应力的作用下,产生疲劳,当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸,导致淬性断裂,这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深,这是氧化的结果。
3 传动齿轮出现失效的具体原因
设计阶段:由于齿轮工作环境的特殊性,决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性,在设计阶段,可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性,按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮,造成传动齿轮不能满足矿井下高强度,环境复杂的要求,达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求,这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。
齿轮的制造加工阶段:即使齿轮的设计没有问题,若在制造加工方面不合格,齿轮一样会失效,如果质量把控不严格,锻造时化学成分超标或者化学成分有残留,降低了齿轮的性能,不能满足工作的需要。例如:在加工过程中C的含量超标,就会增加齿轮的脆性,容易发生断裂,造成失效。
齿轮的安装使用阶段:不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效,安装的位置出现偏差,影响整个传动齿轮的安全,同时,传动齿轮的工作需要油的不断补充,一旦缺少油就会增大摩擦力,降低齿轮工作的效率,增加磨损,导致传动齿轮的失效。
4 避免传动齿轮失效的有效措施
根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因,制定防止传动齿轮失效的有效措施,避免失效问题的出现。
4.1 齿轮设计阶段控制
设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察,只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要,才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性,优化齿轮的设计方案,满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求,进行精确的计算,在符合国家标准的前提下,选择适合煤矿特殊工作的材料,尤其是钢材的选用尤为重要,这直接影响着齿轮的强度,最好经过研究确定选材,确定油等,以免后期工作出现漏洞。
4.2 齿轮工艺制造阶段控制
选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量,要严格控制齿轮制造过程中的质量,改善制造工艺,提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑,研究表明,表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长,这个粗糙度应该根据实验来确定,合理的控制粗糙度,将齿轮的性能提升到最佳状态。
4.3 齿轮安装阶段控制
齿轮的安装看起来很简单,其实有比较高的要求,对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的,而且这个标准还很严格,稍微有一点偏差就会影响整体的性能,所以,在安装阶段应该有专业人士来进行指导,运用专业的工具辅助安装,最大限度的减少齿轮间的摩擦,降低损耗,提高工作效率,延长使用寿命。
4.4 齿轮使用及维护阶段控制
在传动齿轮的使用过程中,应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量,油也要及时补充,保证传动齿轮是在油的辅助下工作,此外,油不能掺入杂质,保持纯净,杂质进入齿轮间会增大摩擦系数,影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养,并检查传动齿轮,及时发现问题并处理问题,对于可能发生的问题做到及早预防,防患于未然,防止出现传动齿轮的失效问题。
5 结束语
煤矿产业是我国比较重要的一部分,煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率,影响着经济的发展,传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用,保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提,传动齿轮失效是齿轮常见的问题,我们必须对其进行研究,找到避免失效的有效措施,每个阶段严格把关,将失效概率降到最低,提高生产效率。
参考文献
[1]张玉玉.分析煤矿机械传动齿轮失效形式[J].黑龙江科技信息,
2015,23:80.
[2]刘颖.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].煤炭技术,2013,1:38-39.
[3]蔚海文.煤矿机械传动齿轮失效形式及对措[J].山西焦煤科技,2011,
4:50-53.
关键词:汽车底盘制动系统;结构组成;故障诊断;分析
中图分类号:U472 文献标识码:A
通常意义上来讲,汽车的制动系统是一项在汽车中设置的一套安全专门装置。这套安全装置主要就是通过驾驶员的人工控制,让制动系统产生和汽车正常行驶方向相反的外在力,让汽车实现安全稳定制动。汽车的制动系统对于汽车的安全行驶来讲非常重要,必不可少。因此,汽车的制动系统必须安全可靠。本文通过多年的实践经验来对汽车底盘的制动系统结构进行叙述,同时对汽车底盘制动系统可能出现的故障问题进行相应的阐述。
1.汽车底盘制动系统的主要结构构成以及基本的工作原理
要从技术上了解汽车制动系统,必须对其主要结构以及工作基本原理进行深入了解,只有这样才能更好地对汽车制动系统进行设计以及维修,下面进行详细地论述以及分析。
1.1 简述汽车底盘制动系统的主要结构
在汽车系统中,底盘制动系统主要由两个部分组成,首先是车轮制动系统装置;其次是机械传动装置。在底盘制动系统中,车轮制动装置主要的就是通过机械摩擦产生相应的制动作用力,通常情况下分为鼓式制动装置以及盘式制动装置两个形式。汽车制动系统中的机械传动装置主要的构成就是通过驾驶员的人为操作产生制动能源,通过管路传送给汽车制动系统中的各个制动器,进而转化到每一个制动器中的各个管路以及部件当中。最主要的M成部件有4个。第一个是制动踏板;第二个是制动推杆;第三个是制动主缸和制动轮;第四个是各种管路。
1.2 简述汽车底盘制动系统的基本工作原理
本文阐述了汽车底盘制动系统的基本原理,主要通过鼓式制动器作为例子进行阐述。汽车制动系统中的制动鼓通常情况下是安装在汽车轮毂上和汽车车轮,和汽车车轮同时转动。制动鼓的工作表面为制动鼓内侧的圆柱面。制动鼓的两个外圆面固定在带有摩擦片的制动蹄上。固定方式为铆钉连接。两者整体固定在制动板的固定支撑销处。鼓式制动器的制动轮缸固定在制动底板上,同时采用油管的方式来连接制动主缸。驾驶员在驾驶的过程中,就是通过人为踩踏制动踏板的方式来对制动系统中的制动主缸进行控制。制动主缸的活塞能够通过驾驶员的制动动作进行相应的运动。在鼓式制动器不执行制动操作时,制动鼓上午内侧圆柱表面和车轮摩擦片之间时有一定的距离间隙的,这样能够让汽车在行驶的过程中没有外加阻力,正常地行驶。汽车在制动的过程中,驾驶员通过制动踏板来趟制动推杆推动活塞进行活塞运动,进而产生相应的油压,油压能够让制动油通过油管排入制动轮缸总,这样就能够让制动轮缸中的制动活塞进行张开动作,此时能够进一步地推动制动蹄围着支撑销进行转动,让没有旋转动作的制动摩擦片相对有旋转过程中的制动鼓产生一定的摩擦力矩,这种摩擦力矩的方向是同车轮的旋转方向相反的,相反的作用力能够让汽车在制动的过程中形成一定的减速度。在制动的过程中,摩擦力矩的数值有制动缸活塞产生的张开力所决定。同时决定摩擦力矩大小的因素还包括了制动蹄鼓相应的摩擦系数和制动鼓的外部尺寸和制动蹄的外部尺寸。因此在设计以及使用的过程中要对上述的制约因素格外注意。当制动踏板放松的时候,复位弹簧开始工作,在复位弹簧的外作用下,制动系统中的制动蹄以及制动鼓之间的间隙得到恢复,这样就结束了汽车的制动动作。
2.汽车底盘制动系统经常出现的故障诊断
关于汽车底盘制动系统经常出现故障的阐述以及诊断分析,本文主要从两个方面进行分析,首先是汽车制动系统中的制动失效故障;其次是汽车制动系统中的制动不良故障。通过对上述两种故障的现象描述以及故障分析能够清晰的了解故障出现的原因,对于日后的设计工作以及维修工作都有很大的帮助。
2.1 简述汽车底盘制动系统出现的制动失效故障原因以及诊断
汽车底盘制动系统中的制动失效主要表现为当驾驶员执行制动操作,制动踏板工作时,车辆的行驶速度没有降低,连续对制动踏板进行踩踏也没有作用,汽车的行驶速度依旧没有降低。这种现象我们称之为制动失效。制动失效产生的原因有很多种,最主要的有两种,第一种是汽车的制动系统中没有刹车油,可能是由于油管漏油造成的;第二种可能是由于车轮制动摩擦片受到了严重的磨损。出了上述两种原因以外,制动油管破裂也可能造成制动失效,同时制动踏板没有完全脱离制动主缸也能够造成制动失效的故障。具体的原因还需要进行实际的观察才能够进行准确地判断。
在诊断制动失效的过程中,我们首先要观察汽车储油罐中的刹车油油位,看其是否还有刹车油。如果储油罐中没有刹车油,我们就需要对漏油点进行查找和补救;其次我们要使用专用工具来更换刹车油,观察放油口的位置是否存在气体。如果有其他的存在我们就需要及时地进行刹车油的更换;再次我们可以观察车轮刹车片的磨损情况,如果磨损情况较为严重,我们要对摩擦片及时进行更换,以防安全事故的发生。
2.2 简述汽车底盘制动系统出现的制动不良故障原因以及诊断
汽车底盘制动系统总的制动不良故障主要的表现为驾驶员在执行制动动作的过程中,汽车的行驶速度有下降的迹象,但是并不明显;在制动的过程中出现刹车距离边长;在紧急车辆制动的过程中,没有明显的制动效果。上述故障的产生有以下几个方面的原因。首先可能是储气罐中的刹车油不足,或者是管路重有漏油现象。其次,制动主缸或者制动轮缸内的活塞老化,封闭不严导致压力不足;制动摩擦片磨损厉害与制动鼓(盘)间隙变大;助力室失效,或者管路堵塞;制动时工作管理老化膨胀;制动摩擦片质量太差,或者使用中变硬或者铆钉露出。
诊断方法为观看储油罐中是否有刹车油,颜色是否清晰,色泽是否鲜亮,连续踩踏几次制动踏板,都能踩到底,并感觉踩踏时不费力且无反弹力,则说明制动液严重不足;第一次踏下制动踏板时位置比较低,连续踩踏几次后,如果踏板高度随之增高且制动效果明显增加则应检查制动自由行程或者制动器间隙;连续踩踏制动踏板几次,感觉高度有所增高,具有反弹力,则制动管路中有空气进入;连续踏下制动踏板高度仍旧过低,并感觉刹车不回位,则应检查刹车主缸活塞;观察制动摩擦片磨损程度,以及与制动鼓(盘)之间的间隙。
参考文献
[1]方泳龙.汽车制动理论[M].北京:国防工业出版社,2005(1):23-24.
[2]曾东建.汽车制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,2005:52-53.
[3]刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算[M].北京:清华大学出版社,2004:210-211.
关键词:双馈风力发电机;数学模型;能流回路;Pro/Engineer操作软件;三维动画
风能作为一种清洁的可持续能源,已经成为除水电以外,技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的一种发电方式。鉴于风机是风能转化为电能的一种重要转换装置,而双馈风力发电机占风电机组中的主导地位,这也就意味研究双馈风力发电机能流关系尤为重要。
1 概述
风力发电的过程就是风能经由机械能转换为电能的过程,其中风力发电机及其控制系统负责将机械能转换为电能,这一部分是整个系统的核心,直接影响着整个系统的性能、效率和电能质量,也影响到风能吸收装置的运行方式、效率和结构。而目前的主流机型是变速恒频机型,文章主要以双馈风力发电机进行研究。
变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转矩(即风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电。双馈即指定子和转子都向电网馈电。
双馈风力发电机组结构图:
风能转换系统主要组成部分为风力机、传动系统,发电系统。
2 风力机
风力机是专门用来将空气动能转换为有效机械能的机械装置。风力机主要由轮毂和桨叶构成。在外界风力的作用下,风轮旋转产生机械能,但风力机只能将通过风轮扫及面的部分风能转换为机械能。
风力机汽动模型主要有两种方法:
(1)利用激盘理论;(2)利用叶素理论
激盘理论通过简单的表述解释了能量提取的过程,同时也规定了风能转换效率的理论极限,因此此部分主要针对激盘理论进行阐述。
2.1 风能的计算
设单位时间内气流流过的截面积为S的气体的体积为V,则V=Sv
如果以ρ表示空气密度,该体积的空气质量为
上式即为风能的表达式。
在国际单位制中,ρ的单位是kg/m3;V的单位是m3;v的单位是m/s;E的单位是W。
从风能公式可以看出,风能的大小与气流密度和通过的面积成正比,与气流的速度的立方成正比。其中ρ和v会随地理位置、海拔、地形等因素而变。
2.2 风能转换成机械能的理论模型
风力机的第一个气动理论是由德国的贝兹于1926年建立的,贝兹理论的假设如下:
(1)风轮是理想的,即它没有轮毂,具有无限多的叶片,气流通过风轮时没有阻力;(2)气流经过的整个风轮扫掠面时是均匀的,并且气流通过风轮前后的速度为轴向方向,如下图所示
设通过风轮的气流其上游截面为S1,下游截面为S2。由于风轮的机械能量仅由空气的动能降低所致,因而v2必然低于v1,所以通过风轮的气流截面积从上游至下游是增加的,即S2大于S1。
如果假设空气是不可压缩的,由连续条件可得
风作用在风轮上的力可由Euler理论写出
故风轮吸收的功率为P=Fv=ρSv2(v1-v2) (1)
此功率是由动能转换而来的。从上游至下游动能的变化为
令式(1)与(2)相等,得到
则作用在风轮上的力和提供的功率可写为
对于给定的上游速度v1,可写出以v2为函数的功率变化关系,将式(3)微分得
将上式除以气流通过扫掠面S时风所具有的动能,可推得风力机的理论最大效率
上式即为有名的贝兹(Betz)理论的极限值。它说明,风力机从自然风中所能索取的能量是有限的。
能量的转换会导致功率的下降,它随所采用的风力机和发电机的型式而异,因此,风力机的实际风能利用系数CP<0.593。风力机实际能得到的有用功率输出是
3 传动系统
传动系统主要将风轮捕获的机械能传递至发电机。传动系统由低速轴、高速轴、齿轮箱及制动装置组成,齿轮箱将风轮转速增速至适合驱动电机的转速,通常将20~50r/min的齿轮箱转速增至1000~1500r/min的发电机转速。
传动系统将叶片上的气动转矩传递至发电机轴上,使发电机得到相应的转速。
4 发电系统
4.1 发电机并网
发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸,把发电机和电网联接起来,让电能源源不断地输送出去。
发电机并网的条件为:定子电压与电网电压的波形、频率、幅值、相位、相序等完全相同。在这些量中,定子电压的波形与相序很容易满足条件,定子电压的频率可以通过测量发电机转子转速后对转子电流频率进行控制而满足要求,定子电压的幅值通过电网电压幅值加以控制;定子电压与电网电压的相位差在发电机并网过程中影响很大,而需要消除定子电压与电网电压的相位差,只能通过调节转子电流频率来实现,因此在考虑发电机并网时需对转子电流频率严格限制。
4.2 双馈发电机
双馈电机也称交流励磁电机,它包括电机本身和交流励磁自动控制系统。电机本身是绕线转子感应电机或专门设计的无刷电机。双馈电机是电机与电力电子技术和数控技术相结合的产物。双馈电机的定子接50Hz工频电网,转子接自动调节频率的交流电源。随着交流励磁自动控制系统对转子励磁电流的频率、幅值大小和相位的调节,双馈电机在电动工况或发电工况下运行,转速都可以调节变化,而定子输出电压和频率可以维持不变,既可以调节电网的功率因数,又可以提高系统的稳定性。
4.2.1 双馈发电机的工作原理
双馈是指两个能量流动通道,电机定子和转子都可以与电网交换能量,实现能量从定子和转子到电网的两个通道流动。
双馈发电机正式由叶片通过齿轮箱变速,带动电机高速旋转,同时转子接变频器,通过变频器PWM控制以达到定子侧输出完美正弦波,同时在额定转速下,转子侧也能同 时发出电流,以达到最大利用风能效果。
4.2.2 双馈式风力发电机的功率流向分析
双馈风力发电系统的总功率由风力机及机械传动部分的特性决定。
以变速恒频风力发电系统为例,在该系统中,发电机的定子直接接入电网中,转子通过由两个背靠背的连接的电压型PWM变换器组成的交直交变换器与电网相连。
双馈电机工作的阶段分为次同步和超同步两个阶段,再加上转子侧的转差功率的传递方向的不同,我们可以把双馈发电机的功率分为四个不同的状态,即超同步发电、超同步电动、亚同步发电以及亚同步电动。而文章主要针对超同步发电和次同步发电两种发电状态进行阐述。
双馈电机转差率s=■,其中为n1为同步转速, n 为电机转速。当s>0时,双馈电机工作于亚同步发电运行状态,当s<0时,双馈电机工作于超同步运行状态。
(1)超同步发电状态
超同步就是指转子转速超过电机同步转速时的一种运行状态,我们称之为正常发电状态。
(2)亚同步运行状态
亚同步状态即为转子转速低于同步转速的运行状态,称之为补偿发电状态。
通过比较可看出,超同步时Pmech>P1,亚同步时有Pmech
5 结束语
关键词:双馈风力发电机;数学模型;能流回路;Pro/Engineer操作软件;三维动画
风能作为一种清洁的可持续能源,已经成为除水电以外,技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的一种发电方式。鉴于风机是风能转化为电能的一种重要转换装置,而双馈风力发电机占风电机组中的主导地位,这也就意味研究双馈风力发电机能流关系尤为重要。
1 概述
风力发电的过程就是风能经由机械能转换为电能的过程,其中风力发电机及其控制系统负责将机械能转换为电能,这一部分是整个系统的核心,直接影响着整个系统的性能、效率和电能质量,也影响到风能吸收装置的运行方式、效率和结构。而目前的主流机型是变速恒频机型,文章主要以双馈风力发电机进行研究。
变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转矩(即风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电。双馈即指定子和转子都向电网馈电。
双馈风力发电机组结构图:
风能转换系统主要组成部分为风力机、传动系统,发电系统。
2 风力机
风力机是专门用来将空气动能转换为有效机械能的机械装置。风力机主要由轮毂和桨叶构成。在外界风力的作用下,风轮旋转产生机械能,但风力机只能将通过风轮扫及面的部分风能转换为机械能。
风力机汽动模型主要有两种方法:
(1)利用激盘理论;(2)利用叶素理论
激盘理论通过简单的表述解释了能量提取的过程,同时也规定了风能转换效率的理论极限,因此此部分主要针对激盘理论进行阐述。
2.1 风能的计算
设单位时间内气流流过的截面积为S的气体的体积为V,则V=Sv
如果以ρ表示空气密度,该体积的空气质量为
上式即为风能的表达式。
在国际单位制中,ρ的单位是kg/m3;V的单位是m3;v的单位是m/s;E的单位是W。
从风能公式可以看出,风能的大小与气流密度和通过的面积成正比,与气流的速度的立方成正比。其中ρ和v会随地理位置、海拔、地形等因素而变。
2.2 风能转换成机械能的理论模型
风力机的第一个气动理论是由德国的贝兹于1926年建立的,贝兹理论的假设如下:
(1)风轮是理想的,即它没有轮毂,具有无限多的叶片,气流通过风轮时没有阻力;(2)气流经过的整个风轮扫掠面时是均匀的,并且气流通过风轮前后的速度为轴向方向,如下图所示
设通过风轮的气流其上游截面为S1,下游截面为S2。由于风轮的机械能量仅由空气的动能降低所致,因而v2必然低于v1,所以通过风轮的气流截面积从上游至下游是增加的,即S2大于S1。
如果假设空气是不可压缩的,由连续条件可得
风作用在风轮上的力可由Euler理论写出
故风轮吸收的功率为P=Fv=ρSv2(v1-v2) (1)
此功率是由动能转换而来的。从上游至下游动能的变化为
令式(1)与(2)相等,得到
则作用在风轮上的力和提供的功率可写为
对于给定的上游速度v1,可写出以v2为函数的功率变化关系,将式(3)微分得
将上式除以气流通过扫掠面S时风所具有的动能,可推得风力机的理论最大效率
上式即为有名的贝兹(Betz)理论的极限值。它说明,风力机从自然风中所能索取的能量是有限的。
能量的转换会导致功率的下降,它随所采用的风力机和发电机的型式而异,因此,风力机的实际风能利用系数CP
3 传动系统
传动系统主要将风轮捕获的机械能传递至发电机。传动系统由低速轴、高速轴、齿轮箱及制动装置组成,齿轮箱将风轮转速增速至适合驱动电机的转速,通常将20~50r/min的齿轮箱转速增至1000~1500r/min的发电机转速。
传动系统将叶片上的气动转矩传递至发电机轴上,使发电机得到相应的转速。
4 发电系统
4.1 发电机并网
发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸,把发电机和电网联接起来,让电能源源不断地输送出去。
发电机并网的条件为:定子电压与电网电压的波形、频率、幅值、相位、相序等完全相同。在这些量中,定子电压的波形与相序很容易满足条件,定子电压的频率可以通过测量发电机转子转速后对转子电流频率进行控制而满足要求,定子电压的幅值通过电网电压幅值加以控制;定子电压与电网电压的相位差在发电机并网过程中影响很大,而需要消除定子电压与电网电压的相位差,只能通过调节转子电流频率来实现,因此在考虑发电机并网时需对转子电流频率严格限制。
4.2 双馈发电机
双馈电机也称交流励磁电机,它包括电机本身和交流励磁自动控制系统。电机本身是绕线转子感应电机或专门设计的无刷电机。双馈电机是电机与电力电子技术和数控技术相结合的产物。双馈电机的定子接50Hz工频电网,转子接自动调节频率的交流电源。随着交流励磁自动控制系统对转子励磁电流的频率、幅值大小和相位的调节,双馈电机在电动工况或发电工况下运行,转速都可以调节变化,而定子输出电压和频率可以维持不变,既可以调节电网的功率因数,又可以提高系统的稳定性。
4.2.1 双馈发电机的工作原理
双馈是指两个能量流动通道,电机定子和转子都可以与电网交换能量,实现能量从定子和转子到电网的两个通道流动。
双馈发电机正式由叶片通过齿轮箱变速,带动电机高速旋转,同时转子接变频器,通过变频器PWM控制以达到定子侧输出完美正弦波,同时在额定转速下,转子侧也能同时发出电流,以达到最大利用风能效果。
4.2.2 双馈式风力发电机的功率流向分析
双馈风力发电系统的总功率由风力机及机械传动部分的特性决定。
以变速恒频风力发电系统为例,在该系统中,发电机的定子直接接入电网中,转子通过由两个背靠背的连接的电压型PWM变换器组成的交直交变换器与电网相连。
双馈电机工作的阶段分为次同步和超同步两个阶段,再加上转子侧的转差功率的传递方向的不同,我们可以把双馈发电机的功率分为四个不同的状态,即超同步发电、超同步电动、亚同步发电以及亚同步电动。而文章主要针对超同步发电和次同步发电两种发电状态进行阐述。
双馈电机转差率s=■,其中为n1为同步转速, n 为电机转速。当s>0时,双馈电机工作于亚同步发电运行状态,当s
(1)超同步发电状态
超同步就是指转子转速超过电机同步转速时的一种运行状态,我们称之为正常发电状态。
(2)亚同步运行状态
亚同步状态即为转子转速低于同步转速的运行状态,称之为补偿发电状态。
通过比较可看出,超同步时Pmech>P1,亚同步时有Pmech
5 结束语
我国机械工业迅速发展的今天,每年所生产的齿轮数以千万计,而加工时由于机床,刀具及工件系统的影响,被切齿轮的齿形会产生一定的误差。这个误差如果不能控制在一定范围内,将会影响齿轮传动的平稳性,并引起噪音和振动。因此对齿形误差进行测量是评定齿轮质量的一个重要方面。同时还能从中分析出产生误差的原因,并研究出提高质量的措施。
随着科学技术和制造业的发展,许多机器和设备所需的动力速度愈来愈大,因而对齿轮的精度要求也将越来越高。一些老式的齿轮测量仪已经跟不上时代的步伐,但在其基础上,通过某些方面的改进,可使之重新焕发青春,以免过早淘汰。
本次设计的目的是对一台单盘式渐开线检查仪进行改装,以改善其功能。
原来的单盘式渐开线检查仪,存在着诸多不足,在设计过程中,我着重考虑了以下三个方面的不足:
一、定位装置采用圆锥定位,限制了仪器只能测量带孔齿轮,而对带轴齿无能为力。
二、每次测量均要以繁琐的中调零过程来保证测量的准确性。
三、采用百分表读数,精度太低。
针对这几个不足,我作如下进:
一、定位装置采用顶尖定位,使仪器可测带轴齿轮,扩大了仪器使用范围。
二、在仪器中增设了对中调零装置,使这一过程得到简化。
三、用传感器代替百分表读数,效率和精度大大提高。
由此可见,通过定位装置,对中装置,记录装置三方面的改进,仪器在通用性,高效性准确性等到方面有了很大改善,达到了设计任务的要求。
关键词:定位装置,对中装置,记录装置,通用性,准确性
1设计任务
要求:一、改进定位装置;
二、改进对中调零装置;
三、改进记录装置;
四、进行精度分析,须能够测量分度圆直径100左右,6-9级精度的齿轮法向模数目3.5~6.3。
目的:对实验室的单盘式渐开线检查仪进行改装,以改善其功能。
齿轮传动的基本要求
瞬时传动比基本不变,否则传动将不平稳,不准确。齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多,如周节、基节、公法线变动,齿形等。齿轮传动装置由齿轮副、轴、轴承及机座组成,其运动质量与互换性主要取决于齿轮的加工和安装精度。同于齿轮广泛地用于传递运动和动力。因此,各种机器和仪器的工作性能,与齿轮传动的质量密切相关,对于齿轮传动,主要由以下四个方面的要求:
一、传递运动的准确性
在齿轮副中,从动轮齿数Z2和主动轮齿数Z1的比值叫传动比,即。传动比是根据传动的需要设计的,对于精密机械传动应保持瞬时传动比基本不变,否则传动将不平稳,不准确。齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多,如周节、基节、公法线变动,齿形等。
二、传动的平稳性
用于准确传递运动和分度的齿轮,如传动不平稳,也无法保证准确和传递运动和分度。对于高速旋转的动力齿轮,它对工作平稳性无更高的要求,希望噪音小,冲击和振动小,这样不仅可保证工作精度,而且还可以延长寿命。由于加工误差使得齿轮转动不可避免地产生瞬时传动比的变化。转速时快时慢,从而产生噪音,冲击
和振动,因此要对它加以限制,即要求齿轮在每一转中多次重复出现的转角误差(高频误差)要小。
三、载荷分布的均匀性
对于低速动力齿轮,要求其在啮合时其齿面的实际接触面积要
大,而且接触要密合,这样齿面载荷分布得均匀,不易磨损,可延长使用寿命,但是由于加工和安装中有误差,实际上不可能在全齿宽上接触,因此要对接触精度提出要求。
四、齿侧间隙
为了齿面和防止齿轮传动时因热膨胀变形引起尺寸的变化甚至卡死,故要求齿轮不接触的非工作齿面之间有一定的齿侧间隙,间隙过大,对需要正反转的齿轮会引起换向冲击,对分度用的齿轮则会有较大的空程误差。
2.2齿轮传动的公差标准
为了保证齿轮的传动质量和互换性,要用齿轮传动公差标准来对齿轮的加工精度提各种不同的要求。
GB10095-88《渐开线圆柱齿轮精度》对圆柱齿轮规定了几个精度等级,其中一级最高,以后名级依次降低。对于3~12级精度大致分为三类:
3~5级为高精度级
6~8级为中等精度级
9~12级为低精度级
按齿轮各项误差的特性和对使用性能的主要影响,将其各项公差或使用偏差分为三个公差组,以满足各方面精度要求的选择。
表2.1齿轮公差组
公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能主要影响
Ⅰ
一转周期误差传递运动的准确性
Ⅱ
一齿误差、传动的平稳性
Ⅲ
齿向误差载荷分布均匀性
一般情况下,一个齿轮的三个公差组应选用相同的精度等级,当使用时对齿轮有某个方面的特殊要求时,也可选用不同的精度等级。
2.2.1渐开线圆柱齿轮误差分析
(一)传递运动准确性的误差
(二)影响传动平稳性的误差
齿轮传动是通过齿轮副的啮合来进行的,所以要使齿轮传动平稳,必须保证齿轮正确连续啮合的条件,所谓连续啮合是指前一对齿脱离接触前,后面一对齿进入啮合,否则如不正确啮合,传动将不平稳而产生误差。
1、传动平稳性的误差因素
影响传动平稳性和引起噪音振动的误差因素主要是齿轮在一转过程多
次反复出现的短周期误差。对高速齿轮副,长周期误码差也影响平稳性。
由前面渐开线齿轮啮合原理和条件可知,保证齿轮副瞬间传动比不变
和正确啮合的主要条件,是两齿轮渐开线齿形一致过程中多次反复的转角误差,是影响平稳性的基本参数。从每个轮齿的啮合过程也可看出,基节偏差
将产生撞击或顶刃啮合,而轮齿正常进入啮合到脱离啮合之前传动是否平稳,则主要取决于齿形误差。
周节偏差是反映传动平稳性的另一指标,周节与基节有如下几何关系:
式中分度周压力角α为20°
上式微分后的近似有:
由上式可以看出,如果周节存在误差则必将影响基节偏差,从而影响齿轮的传动平稳性,但当齿形角的误码差存在时,控制周节偏差并不等同于控制基节偏差
2.2.2误差来源
齿形误差主要来源于齿轮加工机床的周期误差,刀具误差以及加工中的振动。机床周期误差主要是分度蜗杆本身的制造和安装误差引起的。有误差的蜗杆在分度蜗轮的啮合传动中,将使蜗轮的转动呈现以蜗杆每转一转为周期的周期性不均匀,其不均匀性取决于蜗杆的头数。一般机床分度蜗杆多采用单头所以这种误码差在被加工齿轮每转中的频率就是分度蜗轮的齿数,它使渐开线齿形上产生波度误差。
刀具的制造和安装误差(径向跳动和轴向窜动)经常是齿形差的主要来源。就滚齿来说,几乎滚刀上所有误差参数都有影响被加工齿轮的齿形误差。生产实践表明,齿数少的小齿轮,刀具误差对齿形误差的影响尤为突出。但对齿数较多的大齿轮,则机床误差的影响往往占主导地位。
加工的振动也将引起齿形误差。特别是对高精度齿轮的加工不可忽视。
由于以上三者的影响。会使切出的轮齿形状发生误差即实际得到的渐
开线齿形如图2.1中的黑线所示(而其中的Δ是齿顶倒角部分)所谓渐形开线齿形误差是指在齿轮的端截面上,齿形的工作部分(h)范围内(齿顶倒
棱部分除外),包容实际齿形距离为最小的两条设计齿形(B、C)间的法向距离。设计齿形可以是修正的理论渐开线包括修缘齿形,突齿形等。工作齿形不是正确的渐开线时,则其啮合点的运动理论上已不符合齿轮基本定律,即这时的瞬时传动比将发生变化,所以齿形误差会影响传动的工作平稳性。
目录
1设计任务…………………………………….....……………1
2绪论……………………………………………….………….1
2.1齿轮传动的基本要求………….……………………….…....1
2.2齿轮传动的公差标准……….…………………….…………2
2.2.1渐开线圆柱齿轮误差分析……………………...3
2.2.2误差来源…………………………………………4
3渐开线及其特点.………………………………...…………..5
3.1渐开线定义及特点……………………………………..……..5
3.2渐开线理论在齿检仪上的应用………………………..….….8
4原单盘式渐开线检查仪简介……………………….…….....9
5齿形测量仪器参考…………………………………..………12
5.1渐开线齿形的测量…………………………………………..12
5.2渐开线仪器及其测量原理…………………………………..12
5.2.1渐开线比较测量仪…………………………..……12
5.2.2渐开线绝对测量仪……………………………..…25
5.2.3电子范成式渐开线检查仪………………..………27
6方案选择………………….………….………..…..….……..30
6.1方案选择1:关于定位装置………………………………30
6.2方案选择2:关于对中调零装置…………………………32
6.2.1原单盘式渐开线检查仪存在的不足…………..…32
6.2.2改进思路………………………………….……..…33
6.2.3采用什么样的限位装置………………………..…33
6.3方案选择3:关于记录装置………………………………34
6.3.1单盘式渐开线检查仪存在的不足……………..…34
6.3.2改进思路………………………………………..…35
6.3.3采用什么类型的传感器…………………….……35
7单盘式渐开线检查仪精度分析……………..……………....37
7.1误差分析概述……………………..………….……………37
7.2精度分析…………………………..…………………….…38
7.2.1上下顶尖同轴度误差……………………………38
7.2.2主轴回转跳动误差………………………………40
7.2.3仪器总误差…………………..…………..………45
7.2.4判断精度达以要求否………………..…..………45
8结束语…………………………………….………………....46
[关键词] 数控机床 维修条件 预防维护
数控机床作为一种高精度自动化设备,其能否安全可靠运行,在很大程度上取决于机床的正确使用和日常维护。而数控机床的身价从几十万元到上千万元,一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备,一旦出现故障导致停机,其影响和损失往往是很大的。为了保证机床长期安全平稳地运行, 降低维修费用,应及时发现和消除隐患,从而提高企业的经济效益。但是,人们对这样的设备往往更多地是看重其效能,而对合理地使用不够重视,更对其保养及维修工作关注太少。日常不注意对保养与维修工作进行创造和投入,出现故障临时抱佛脚,既耽误时间又浪费金钱。因此,为了充分发挥数控机床的效益,我们一定要重视维修工作,创造出良好的维修条件。
一、提高工作人员的素质和专业知识
由于数控机床是由工作人员(操作者)来操作的,出现问题也是有工作人员(维修人员)来修理,所以要创造良好的维修条件,首先要保证工作人员的素质条件。这就要求工作人员首先要具有高度的责任心和良好的职业道德,能全身心地投入工作。其次作为维修人员知识面要广,不仅要掌握基本数控知识,而且要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识,如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术,同时要掌握一门外语,特别是英语,起码应做到能看懂技术资料。第三,维修人员应经过良好的技术培训。不仅要培训数控技术基础理论知识,而且要参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训,然后向有经验的维修人员学习,更重要且更长时间的是自学。在培训过程中还要勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去,在不断的实践中提高分析能力和动手能力,同时学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。最后要掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的,还必须在长期的学习和实践中总结提高,从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。当维修人员具有了这些素质后,数控机床一旦出现故障就能很快排除,从而提高了数控机床的使用效能。
二、具备维修所需的物质条件
要创造良好的维修条件不仅要保证工作人员的素质条件和专业知识,而且还要考虑维修所需的物质条件。这就需要准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件,非必要的常备电器元件的采购渠道要快速畅通,同时要有必要的维修工具、仪器仪表等,最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。每台数控机床应配有的完整的技术图样、资料以及使用、维修技术档案材料等。
三、要对数控机床进行预防性维护
除了要创造良好的维修条件,还要对数控设备进行预防性维修。顾名思义,所谓预防性维修,就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。预防性维修一般来说应包含:设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。
首先,在设备的选型中,应从维修角度来选择数控设备。除了考虑设备的可用性参数外,还应考虑其可维修性参数。可维修性参数应包含:设备的先进性、可靠性及可维修性技术指标。先进性是指设备必须具备时展水平的技术含量;可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率,尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等;可维修性是指其是否便于维修,是否有较好的备件市场购买空间,各种维修的技术资料是否齐全,是否有良好的售后服务和维修技术能力,是否具有合理的性能价格比等。这里特别要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、 操作口令等,缺一不可。对使用方的技术培训不能走过场,这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施,否则将对以后的工作带来后患。另外,如果不是特殊情况,尽量选用同一家的同一系列的数控系统,这样,对备件、图纸、资料、编程、操作 都有好处,同时也有利于设备的管理和维修。转贴于
其次,要坚持设备的正确使用。数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键,它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计,有三分之一的故障是人为造成的,而且一般性维护(如注油、清洗、检查等)是由操作者进行的,所以要加强设备管理、使用和维护意识,加强业务、技术培训,提高操作人员素质,使他们尽快掌握机床性能,严格执行设备操作规程和维护保养规程,保证设备运行在合理的工作状态之中。对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
第三,要提高数控机床的利用率。 数控机床如果较长时间闲置不用,机床的各运动环节就会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能,从而降低机床精度,严重者会导致油路系统的 堵塞,影响数控机床的使用。所以,在没有加工任务的一段时间内,最好经常以较低速度对机床进行空运行,至少也要经常给数控系统通电,甚至每天都应通电。
最后要坚持设备运行中的巡回检查。根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点,使得它的维护、保养工作要比普通设备复杂且要求高的多。维修人员应通过经常性的巡回检查,如CNC系统的排风扇运行情况,机柜、电机是否发热,是否有异常声音或有异味,压力表指示是否正常,各管路及接头有无泄漏、状况是否良好等,积极做好故障和事故预防,若发现异常应及时解决,这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中,从而可以减少一切可避免的损失。
总之,数控机床是企业中关键产品关键工序的关键设备。为了充分发挥数控机床的效益,我们一定要重视维修工作,创造出良好的维修条件。虽然数控机床的系统种类繁多,但是各类数控机床的保养方法基本相同。只要操作者与维修人员做到认真操作,精心维护,就可以及时发现和消除隐患,减少维修费用,从而保证了数控机床更长时间安全可靠的运行,切实贯彻了设备管理以防为主的主导思想,从而有效的保证和提高了企业的经济效益。
参考文献
[1]陈蕾、谈峰,浅析数控机床维护维修的一般方法[J],机修用造,2004.
[2]王侃夫数控机床故障诊断及维护[M], 机械工业出版社,2002.
关键词 课堂互动 驱动技术 灵动技术
中图分类号:G712 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.03.011
On Examples of Professional Classroom Driven Technology
HUA Guoxin
(Zhejiang Guangsha College of Applied Construction Technology, Dongyang, Zhejiang 322100)
Abstract Classroom teaching, teaching methods are concerned about, there should be concerned about classroom interaction design and research, to carry out effective classroom interaction, the need to support sophisticated drive technology. By analyzing case scenarios together Courses interactive design, display behavior, situations, problems with vision, such as the successful use of competitive driving law classroom, classroom drive technology to reveal the basic characteristics of interactive communication exchanges, realize by induced, body move with heart, put classroom driven technology excellence is smart classroom technology.
Key words classroom interaction; driven technology; smart technology
何谓课堂驱动技术?以机械表做个比喻,机械表中有三个联动兄弟:时针、分针与秒针,在课堂上,如果老师作秒针运动,跑得快,学生作时针运动,跑得慢,课堂驱动力就弱;反之,课堂驱动力就强。所以,课堂驱动技术是教师由主体转向主导、学生由被动学习转向主动学习的一门授课艺术。
都说美国课堂互动性好,既开放,又创新,原因是美国教师十分重视课堂互动设计。课堂教学,不仅需要注重教学方法改革与运用,也需要老师进一步提升课堂驱动技术,在台下精心设计课堂互动情境,在台上才能引导学生充分“动”起来,真正让学生成为课堂的主人。
1 课堂驱动技术实例运用
如何设计互动情境,形成课堂有效驱动力?笔者结合一堂机械设计基础课程,在任务布置、课堂导入、原理探究、项目实施与拓展训练等教学环节,设计并运用了行为、情境、问题、竞技与愿景等驱动技术,试述如下:
1.1 任务布置-行为驱动法
任务布置环节,在课题设计上采用行为导向理念,将课题《机构运动简图》命名为《绘制汽车发动机机构运动简图》。如果按“机构运动简图”命名,顿觉空洞乏味,不能引起学生兴趣,在前边加上“汽车发动机”就有实物指向,是一个工程项目案例,会引发学生学习兴趣与探究欲望,再加上“绘制”一词,富有动感,学生会事先准备绘图仪器,作好探究准备。
课题情境设计,运用了行为驱动技术,精心设计教学项目,课题富有实感、质感与动感,体现价值目标,引起学生关注,激发学习欲望。
1.2 课堂导入-情境驱动法
课堂导入环节,展示一幅大尺度“奔驰”轿车发动机舱画面,以故事引出话题:暑假的某一天,老师接到林同事电话,说爱车启动不了,老师来到现场,看到七、八位同事围着一辆奔驰。问题出在这辆“奔驰”只外露一个蓄电池电极端子,因此不知如何搭接充电。老师首先通过试火方式确认露在外面的是正极端子,再用一根正极搭接线将其跟一辆正常轿车正极与正极相连,负极搭接线负极与车身相连,启动一下就着了。道理很简单,因为老师懂得现代汽车电气都是负极搭铁,实行单线制,因此,汽车架子就是公共负极!讲这个故事的目的是告诉学生只要懂得原理,解决问题就简单了。这个故事引起学生高度关注,既学到了汽车日常维护一个小窍门,又觉得“原理”是多么重要!
渐入佳境,PPT展示若干动感十足的发动机工作画面,有直立布置的、水平布置的、有“V”形布置的、也有星形布置的,指出是“同素异构”现象,其机构元素与工作原理都是一样的,找到其共性需要我们建立一个“运动模型”。同时煽情指出由于不懂得原理,一些修理工只能维修单一类型汽车,有的只会修国产汽车,不会修进口车,有的只会修传统车,不会修电控汽车,因此在工作中常常遭遇困境,进一步说明工作原理在工作实际中是多么不可或缺!
课堂导入,采用情境驱动技术,创设故事情境和工作情境,基于“学习动力源于环境”理论,用故事交流人生,用理论指导实践,潜移默化,激感,跃跃欲试,进入后续探究。
1.3 原理探究-问题驱动法
原理探究环节是关键环节,注重阅读与问题情境的创设。
没有阅读就没有学习。阅读是提出问题、解决问题的基础,没有阅读,问题往往是肤浅的,更谈不上有深度的互动交流!
老师首先布置一项小任务:绘制凸轮机构运动简图。课内提供立体化阅读素材,包含概念定义、线条符号、机构模型、绘制步骤与参考答案等。
然后组织阅读、问答与辩论,采用“问答激励加分机制”,即鼓励学生运用“生-师-物”互动组合方式,主动叫阵(+1),主动应战(+1);回答对路(+1),回答满意(+2):难住同学(+1),难住老师(+2);巧问巧答(+2),激烈辩论(+2),鼓励大家“跳一跳, 吃桃子”!
原理探究,采用问题驱动技术,基于“问答即学问”理念,从简单案例入手,组织阅读,运用问答激励机制,鼓励学生“想问、敢问、好问、会问”,体验自主学习、团队合作学习乐趣,形成生动的互动场面。
1.4 项目实施-竞技驱动法
项目实施环节,创设课堂竞技与辩论情境,并展示学生代表作品,推评“技能之星”活动,推行自评互判,达到自我认识、反馈调节、共同提高的目的。
具体实施中,老师发现学生提交作品时有些忐忑不安。由于每个人看问题角度不同、理解不同,作品自然呈现不同景象,充满个性,老师情不自禁地蹦出一句:“原生态的”!即刻消除了同学们的种种顾虑,也激励了同学们的参与热情,打通了师生间的沟通渠道。因为富有个性与创意的作品,是同学们用脑、用心、用手精心创作的,老师一定要保护好这份创作热情!
项目实施,采用竞技驱动技术,基于“自我实现”需要,参与竞争,鼓励创新,展现学生风采与魅力,实现自评互判,从中体验过程,感受快乐,争取成功,达到课堂互动理想境界:互动人人,人人互动!
1.5 拓展训练-愿景驱动法
拓展训练环节,创设“机构运动简图”应用情境,展示本案例在探究发动机构造原理、受力分析、运动自由度、设计、制造与维护等方面所发挥一些独特作用,进而将“机构运动简图”喻为“机械中的电路图”,让学生深刻明白知识点的意义与价值所在,激励大家持续开展实用案例探究活动。
拓展训练,采用愿景驱动技术,运用“目标激发动力”理念,建立“心中意向,脑中景象”,形成积极价值取向,促进持久学习,向广度、深度与跨度进发,将互动进行到底!
2 课堂驱动技术
课堂除了采用“行为、情境、问题、竞技与愿景”驱动技术外,日常还经常采用 “信息、实景、环境、预设与情趣”等驱动技术,实践证明,他们在相应教学环节互动中往往会收到意外效果,起到独特作用。
究其原因,是教师通过有效沟通方式跟学生达成了某种程度的默契与信任,有效驱动学生用脑、用心、用手、用眼学习。这是心灵与心灵之间的有效沟通,激发了学生求知欲望,从被动学习转为主动学习,从而实现课堂教学有效互动,这也成为课堂驱动技术的共同特征。
3 课堂灵动技术
课堂互动并不像简单的机械传动,不像齿轮传动那么简单而机械,而是一种生命与生命之间的沟通交往。机械零件之间的传动是“驱动”,心灵与心灵的沟通交往是“灵动”!因此,课堂驱动技术的理想境界是课堂灵动技术。
日常上课在愚钝与机敏之间往往只有一念之差,全心关注教学内容我们就愚钝了,全力关注与关爱学生我们就机灵了。
山不在高,有仙则名;水不在深,有龙则灵。课堂灵动技术犹如山之仙,水中龙;树上花,画中人,缺少了,课堂就缺少生机与活力。因此,课堂灵动技术是课堂驱动技术至高境界。
课堂灵动技术体现高效性与艺术性,能充分调动情感,激发心智,顺利实现教师由主体转主导、学生由被动转主动的身份转变。
4 结束语
在我国职业技术教学中,注重行为导向课程建设,优化课堂教学方法,固然重要,要让课堂真正“活”起来,尚需注重课堂“驱动”技术的研究,通过不断实践探索,进一步提升课堂“灵动”技术。
参考文献
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