传动技术论文范文

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第1篇

1.1现场总线与网络技术及公共直流母线技术的兴起

1.1.1现场总线及网络技术的普及和应用现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，其主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。目前世界上存在着大约40余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司的Profibus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），Modbus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。现场总线技术改变了整个工业控制过程的系统结构，使仪表信号（4～20mA）过渡到全数字通讯信号。这个改变对于造纸传动自动化是颠覆性的，使整个控制系统结构和方式进入到了一个信息化和智能化的崭新阶段。

1.1.2人机界面取代按钮和操作器由人机交互式操作屏全面取代传统的按钮操作，也彻底改变了造纸传动工业现场。操作屏不仅可以任意设置按钮的功能和数量，还可以实时监视系统的各个运行状态以及参数等。在系统结构方面，目前普遍采用双端口网络系统，其中一个端口用于传动系统及各个执行单元，另一个用于操作屏进行数据传输，提高抗干扰能力。操作屏的使用，使用户节省了大量的现场电缆的铺设以及操作台的安装，节约了自然资源和工作量。目前由于自然资源的价格上涨，显示操作屏的价格下降，在一次成本投入上已经十分相近，如果考虑辅助传动控制的按钮连线，操作屏的投入成本更具优势。

1.2公共直流母线的推广和应用

1.2.1公共直流母线与交流母线的区别与特点公共直流母线系统的应用在造纸传动自动化技术领域具有标志性作用。所谓公共直流母线，简单地说就是将变频器的交直交内部结构，变为交直交外部系统结构。图1和图2是公共直流母线和交流母线的原理结构图，以说明两者的区别。从图中可以看出，交流母线变频器是各个变频器分别与交流电网连接，各自工作是独立的；而公共直流母线结构则是有一个总的进线整流单元，通过直流向各个逆变器单元供电。这种结构上的变化，导致其工作方式和效果不同。从相关资料和研究分析可以归纳这两者的主要区别和特点如下：(1）由于烘缸等大惯性负载的存在，在交流母线系统中往往会出现过压跳闸等情况。但在公共直流母线系统中，因为能量可以通过直流母线在所有电机之间互相流动，从而解决因为负载波动引起的跳闸，很好地克服多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾。(2）通过集中整流，可以使公共直流母线电压在技术手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物总是利弊相伴，集中整流尽管可以通过技术手段提高可靠性，但毕竟是一个单机运行，一旦整流单元故障，也会造成整个系统停机。而交流母线系统，由于每台变频器都是独立的，因此，一台故障不影响整个生产线的运行，排除故障相对简单。(3）关于节能和降低成本。由于在技术上明显复杂，如果不采用特殊手段，公共直流母线的价格目前高于交流母线的价格。关于节能的观点，目前尚没有理论和实验数据证明这一说法。(4）关于谐波抑制问题。变频器的谐波主要来源于高频开关的脉冲电流，使电网的电流波形失真，导致大量谐波产生。从统计学的角度看，当采用公共直流母线后，母线上的电流是多台变频器不规则的脉冲电流叠加，各个变频器的电容相当于并联，理论上比交流母线电流波形好，谐波影响会得到改善。但由于整流单元的集中，对变压器的影响比交流母线要大，特别是普通六脉波系统，会在电网侧产生很大的5次谐波，甚至达到干扰其他用电设备的程度。因此，当功率超过2000kW时，建议采用12脉波整流单元，这样可以有效减小谢波干扰的影响。而交流母线系统，由于没有集中大功率整流，因此5次谐波的影响要小。关于回馈制动问题。由于纸机传动是一种长期稳速运行的系统，是否考虑增加回馈制动单元，应当根据系统的总投资、运行车速及停机的要求综合考虑。一种说法是通过能量回馈可以节省能源，但实际上纸机正常生产后是很少需要紧急停车的，因此用相当增加一套整流系统的代价来解决回馈能量的回收问题值得权衡利弊。当车速1000m/min以上时，为使惯性部分尽快停下来，适当增加一定功率的能耗制动，也是一个不错的选择。

1.2.2公共直流母线实现方案及运行维护成本分析目前在ABB、AB和西门子公司的标准产品系列中，都有标准的直流母线系统。除AB系统在直流母线产品和交流母线产品中差别不大以外，其他两家公司的直流母线系统都比交流母线系统价格要高。特别是整流逆变单元，比国产产品价格要高出数倍。因此，目前普遍解决方案是在不带逆变回馈单元时较多采用的是国产整流单元，配以上述公司的逆变器或变频器，这已经在国内许多造纸生产线上使用。当然如果系统投资资金充足，客户要求，采用更高性能的PWM整流逆变系统，既可以实现整流回馈，又可以降低谐波影响。现将可能的方案介绍如下：(1）可控硅整流逆变回馈供电系统。这种系统是目前各大公司主推的系统，造价较高，具有能量回馈能力，谐波影响根据功率大小、6脉波和12脉波而不同。(2）国产整流单元，配逆变器加能耗制动公共直流母线系统。这种系统经济性较好，性能与整流回馈相同，谐波影响与上一方案相同。(3）国产整流单元，配变频器加能耗制动公共直流母线系统。这种方案是国内的系统集成商，在激烈竞争下采用的一种降低成本的方案。这种方案适合于当变频器价格低于逆变器价格时，具有一定竞争力，但如果与逆变器价格相当，则与方案（2）相同。(4）局部直流母线方案，其是在交流母线系统的基础上，为了解决惯性负载的过电压跳闸问题或针对某些负荷分配点需要能耗制动的情况下而采取的方案。整个系统仍然是交流母线即通常的变频器系统方案，但是将惯性负载传动点的变频器外接制动单元的端子通过一定的技术手段相互连接，在相连接的变频器之间形成公共直流母线。其性能和工作特点与集中整流直流母线相当，只不过集中整流由分散整流代替。特点是简单、低成本，但系统接线复杂，给系统的可靠性和维护带来不便，在小系统中应用比较适合。总之，从目前来看，公共直流母线、网络通讯和操作屏等现代信息技术已经成为纸机传动自动化的发展趋势；以AB公司等为代表的工业以太网技术以及远程监控和服务等将成为下一步技术发展的大方向，甚至无线网络和远程调试等在今后的发展中都是可能的；对纸机传动自动化来说，还有优化设计、程序化的安装和调试，以及精准的故障诊断与维护等问题。

2现代纸机传动自动化系统的组成与设计特点

2.1现代纸机装备的最新技术动向从2014CIPTE国际造纸技术报告会获悉，以芬兰维美德公司、德国福伊特公司为代表的纸机装备制造商，分别从各种不同的角度为纸机装备的发展提出了多种解决方案。其中，优化概念模块化纸机实际上是在整个系统中，将不同纸机的各个部分部件，用统一的设计和规划方案，尤其是连接部分、通用部件的标准方面，如同组装模块一样，可以批量生产适合各种不同纸机的产品部件。在需要的时候，可以迅速地通过模块组装和连接形成不同的造纸机生产线，这就是优化和模块化的核心所在。在纸机装备的模块化和优化设计的推动下，纸机传动自动化其实也正在朝着这个方向发展和变化。无论是从软件设计还是硬件结构，国外的大公司以及国内的一些企业已经在不同程度上实施并推进这一方法的实现。所谓面向对象的设计方法和解决方案，实际上是从软件工程的开发角度，来设计和构建电气传动系统的软件和硬件系统，从而最大限度地减少重复性工作和最大限度地降低制造和设备采购成本，提高工作效率，降低系统的故障率和增加可靠性。

2.2硬件模块化、通用化设计根据模块化的设计思想和标准化的系统目标，ABB和西门子的大功率变频器就是一个典型的实例。在ABB的大功率变频器设计中即采用了模块化的设计，一台大功率变频器可以由若干个硬件功率模块组成。当某个模块故障时，可以在不停机的状态下降低功率继续使用，直至更换新的模块以后恢复原功率运行。西门子S120变频器系统则在模块化方面体现更加彻底，不但主回路模块化，连控制回路也一起模块化了。在新的系统中变频器本身就组成了一个小型分布式控制系统，控制中心管理着变频器的各个主回路模块，每个模块仅相当于一个功率单元。如果说ABB变频器是变频器并联运行的话，西门子变频器就是一个小型集散控制系统。控制单元独立于功率单元，一台控制器可以管理多个功率单元。这种硬件结构的设计使模块化达到了电力电子装置的最新高度。除此之外，在诸如电控柜、操作台以及辅助传动的控制回路设计方面，模块化的设计也体现了面向对象的特征。将一台电控柜从柜体设计到安装板以及柜内的每一个部件和回路，统统按照对象描述和封装模块的思想进行设计。在硬件的选择上尽可能做到对于整个公司的硬件系统要求做到模块化设计，即凡是运转方式、功率等级基本一致的对象，采用一样的模块加以控制，同时在对比较重要的控制单元的柜体设计中，凡是控制模块在条件许可的情况下再增加一块备用的控制模块（与厂家协调），这样当某个受控对象的控制回路出现故障时，抽出故障模块，换上备用模块，系统先恢复运行再维修故障模块。在整个系统的硬件设计中，类的设计即每一种抽屉状模块的设计中，系统面向对象所必须具备的封装及数据隐藏得以着重体现。在这里，我们强调的是每个受控对象（独立的用电负载）不仅仅要有一个实实在在的硬件类与之对应，在PLC程序中也会存在一个相对应软件类与硬件类对应，这样，每一个受控的实体对象都在控制系统对这两个相互依存的类对象的调用中，实现工艺的要求。而在此时面对纸机装备的优化概念模块化处理中，对于相对应的控制系统，我们也应该有同等的要求。在面向对象的硬件系统设计中，最大的特点就是控制回路的模块化，使其在强电回路封装的基础上继续封装控制回路，从而使得系统具有以下特点：(1）尽管模块受到被控对象功率的不同、运行方式的差异导致具体电路上的差别，但在外观上尽量标准化，使得除了模块之外，柜体也可柔性化设计；(2）从元器件到模块，应尽量体现出最大程度的通用与互换性；(3）模块的接口尽量简单，互换时简单方便；(4）模块设计应尽量使得可靠性足够高。在面向对象的硬件系统设计中，我们可以做到：(1）大大简化系统构建及设计过程的难度；(2）形成柔性化的控制系统；(3）更加利于专业化分工；(4）更有利于系统未来的扩容和改造。在这里，我们以最为常见的电动机控制回路的设计来详细说明面向对象的硬件系统如何实现：首先分析普通电机（对象）的特性：(1）电机直接启动，自由停止；(2）无反接制动及能耗制动的需求；(3）电机内无报警装置，提供额外异常信号指示；(4）短时间的电机堵转等异常情况在热保护等手段作用之前，不会给电机带来伤害。下面以一个简单的电机控制系统为例，说明我们在硬件设计时采用的方法，如图3、图4。我们将一个普通的电机作为对象，对它进行分析，从而得到控制要求，利用面向对象技术，将跟它有关系的操作封装在一个结构系统，使得在一张图纸上可以看到它的全部信息，并且全部模块化设计，利用端子接线。对于图4，我们可以在它的基础上，针对具体的工控要求，很快进行修改而不破坏其内部封装，改造成适用于变频和软启等硬件设计，几乎没有什么太大的变化，这一现象，体现面向对象中继承的思想。同样的设计完全可以在电控柜和操作台上实现，从而将我们的关注点完全放在这样一个个对象上，而不是一个庞大系统的每一个细节，可以极大地节省设计时间，简化设计步骤。而对于相同或者差异不大的对象或者项目，完全可以很方便的完成，而不用再担心改动错误。因为在封装对象的时候，我们投入了极大的精力，使得每一个对象里面的每个元件都有跟随作用。如果封装后有错误，是无法通过测试的。这首先保证了自己所使用的“元件”是无误的，而不像面向过程中每一步都没有电气属性，改动完之后不知道是否正确的尴尬局面。目前，对于整个造纸机传动自动化来讲，我们往往对于辅助传动的着力点过少，从现在这个行业的故障率来讲，目前应该将辅助传动控制与主传动进行一体化设计。对此，我们还是针对于每一个项目进行具体设计，因为辅助传动在各自的分布可能要求不一致，系统之间又没有具体的联系，还是采用面向过程的设计思路，简单方便、可靠性高。

2.3软件模块化、通用化设计在国外，1999年Benitez等人提出面向对象方法在PLC程序设计应用中的必然性。2010年ChiacchioP．等人提出IEC61131标准中的PLC程序设计方法已无法满足自动化系统的发展需求，提出面向对象的编程方法。AdnanSalihbegović等人也提出将软件工程方法运用到工业自动化控制中。在国内，2000年陈娟等人将面向对象方法运用到粮食储运自动化系统中，讨论了类的抽象和封装的实现。2009年张逸群等人将面向对象方法运用到煤炭输送机控制系统的PLC程序设计中，阐述了基于STEP7的面向对象程序设计方法。2009年12月，祝瓛冰出版了《面向对象的现代工业控制系统的实用设计技术》一书，更是取得突破性技术，使得面向对象的方法更加实用于PLC程序设计。综上所述，在国内外研究中面向对象方法已经在工业控制中崭露头角。但在此时，纸机传动自动化软件设计还是处于传统的阶段，对于此次当代纸机装备制造商提出的优化概念模块化纸机，为了提高工业效率的适应性，还是难以满足，所以我们将面向对象方法引入纸机传动自动化行业，在硬件上加以强类封装，同时相对于每一个硬件类，都有一个相对应的软件类。这样对于一个控制系统的对象，我们只要通过接口，操作硬件类与软件类相互联系，就可以很好地完成控制任务。下面以普通电机为例，介绍其每个环节的做法：(1）建立需求分析表，如表1。其作用就是以控制系统对此类目标的需求，对未来对象所执行的任务进行反向递推，将需求层层细化。(2）建立变量表，如表2。这个需要好好琢磨，以至于反复修改。(3）编制类的梯形图，测试修改，反复多次。这样，所有编程均基于所述接口，对于每一个具体的工程对象，仅仅只需要修改相对应的外部变量，而不需要在所封装的程序内部做修改。当然这个过程是循环往复的，它需要我们有足够的测试对象以及测试次数，但这一点，相对于以往工程项目毫无头绪的修改，导致的出错率还是可以接受的。

3现代纸机传动系统常见技术问题分析与处理方法

纸机在运行中，由于机械、电气紧密联系，相互配合，因而故障出现时，往往会导致很难确定是何原因。作为电气技术人员，在对所管设备充分了解后，理应对于其工作原理以及设计思想有所了解，最后依据现象做出分析判断，区分故障，从而解决问题。在造纸生产中，不可避免地会出现一些类似操作失灵、频繁断纸等表面现象，操作人员往往第一时间会认为是出现了电气故障。此时，作为电气工程师则必须首先对故障现象进行仔细分析，完整描述，准确判断。要做到一看、二想、三检验，即：一看就是先看准问题的部位和现象，进行细致分析和准确描述，分清问题所在。二想就是对于问题表现的现象，要冷静思考、综合判断，特别是结合公共和电气参数的记录值，对现象的产生原因做出判断，防止误判。三检验就是在可能情况下，通过一些参数的人为变化，检验和核对问题的原因，最终确定问题的原因和处理方法。下面通过对几种常见问题的分析和判断，以说明问题的处理方法。

3.1速度不稳、断纸、引纸困难这类问题在早期的新纸机调试和二手机开机过程以及更换产品品种时较易发生。由于目前机械和传动设备都已经设计比较完善，操作人员也已经比较熟练。在设备和工艺以及电气之间发生问题梳理不清的情况已经减少。但是，从电气技术原理的角度分析问题的根源和找出解决办法仍然是电气工程师应当具备的基本能力。面对速度不稳、断纸这样的现象，往往会伴随着工艺和机械设备等相互交织的问题。有经验的车间主任、班组长可以很快判断问题的原因所在。以下通过电气传动的参数数据分析来说明逻辑分析方法：(1）仔细观察上位机记录的转速和转矩变化曲线，在反应的断纸点观察是否有速度的突变和转矩突变以及突变的方向和规律。这一点非常重要，传动参数的记录数据，特别是实时数据对分析判断至关重要。(2）基本分析和判断：如果在断纸附近速度曲线变化不明显，而转矩或电流在断纸附近显著波动，通常可以认为调速系统是正常的。可以不予理会关于速度波动的说法，这是因为如果速度没有明显变化而转矩或电流有明显波动，则恰恰说明调速系统是正常的。在双闭环系统中，速度反馈是外环，电流或转矩是内环。内环的响应要远远大于外环，因此正是电流的波动才抑制了或抵消了速度的波动，是正常的响应。(3）反之如果先有速度的变化，不论是缓慢变化还是突变，之后才是电流的变化，那么可以怀疑调速系统或在设备的某些部位存在问题。可能的问题有：编码器或速度反馈干扰或不稳定，引起速度波动；可以进一步观察速度反馈系统或电机和编码器的连接部位，进行必要的检修和加固，对导线连线以及屏蔽等进行检查和再次接线；如果电气系统检查无误，则可以怀疑设备或安装存在的可能问题。在某厂的系统中曾经发现过施胶部在施胶过程中主传动点速度缓慢变化的情况，后经检查发现是由于主从控制的安装不当引起，当胶辊在受热后形变较大时，会发生直径增加的情况因而导致线速度缓慢增加。引起不稳定或张力增加而出现断纸，更改主从配置后问题得以解决。(4）另外，在压榨部也会出现莫名其妙断纸的现象。在观察电气记录后如果没有发现问题，则可以提醒操作人员注意真空度和湿纸的干度，真空度的变化也会引起纸的强度变化。同时，应当充分注意速度环PID参数整定要合适。举例说明，如图5。此为卷取部换卷时的曲线记录。从曲线上看，当换卷时从三烘到卷取的纸幅所承受的拉力减小，从而导致三烘部的负荷加大，引起速度下降，在速度闭环系统的控制下，变频器进行了自动调节，但是此过程持续时间较长，从而可以明显看到三烘之前的纸幅下垂现象。从图5（上）明显还可以看出，速度控制的调节时间太长，速度下跌较大，因此需要增大速度环的比例系数，缩短积分时间。从图5（下）明显可以看到，同样在进行换卷时，速度有波动，但是速度下跌较小，而且调节过程的时间明显缩短，纸幅变化量不大。总之，应对速度不稳问题，一定要以记录数据为依据，然后再根据工艺过程分析问题的根源所在。电气工程师不但应当能够发现自身系统的问题，更要能够分析和判断出其他方面的问题，才能是合格的工程师。

3.2负荷分配控制方案及存在问题对策在网部和压榨部以及施胶部等，都存在负荷分配的控制问题。早期直流系统中负荷分配控制是由模拟的转矩电流分配器来完成的，现代纸机由于采用了通讯控制方式，这种分配关系由模拟变为数字，但基本的控制原理是相同的。本文所要阐述的是在负荷分配控制中针对不同情况的控制策略选择问题，这也是本人及其团队多年来研究和实践的总结，现分几个问题介绍如下：(1）刚性负荷分配控制的稳定性问题通常情况下压榨部、网部、施胶部等各部分的负荷分配问题，都可以定义为刚性连接的负荷分配控制问题。所谓刚性连接就是指两个连接的电动机之间没有速度误差，例如压榨部，上下辊之间在正常时是不可能有速度偏差的，否则纸页就会产生质量问题，网部和施胶部都可以做类似的解释。在这种负荷分配控制中，普遍采用的方案是用转矩或电流叠加进行分配，其中一台作为主传动，另一台作为辅传动。通过转矩电流的比例分配，满足协调所需的工艺控制要求。但是，这种方案是否存在稳定性问题呢？长期以来一直没有理论的证明和分析，陕西科技大学2013届研究生张洪涛在参考相关资料的基础上，将速度反馈微差注入的方法引入到负荷分配控制的稳定性仿真分析中，在理论上证明了刚性连接情况下采用转矩或电流进行负荷分配控制是稳定的。现将这一原理仿真模型进行说明。图6中编号1代表的是速度给定，编号2和3是负载和负载扰动的加载点。模型中刚性耦合的模拟是通过求取两者的速差，然后再乘以刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上，从而代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定，此补偿系数一般大于1，目的是为了使从传动点的速度调节器饱和。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算，目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用，也即从传动点跟随主传动点的电流反馈，从而模拟转矩控制的效果。仿真波形如图7所示。由仿真波形可以看出，速度的稳定性较高而且从点电流在整个过程当中都仅仅跟随主点电流，保证主从出力相同。在25s时在标号2处添加一个负载扰动信号，此时转速变化很小，而电流的波动相对转速要大，但在不到2s时间内又稳定下来，且主从电流一致。从仿真波形来看，用转矩控制的负荷分配方式对刚性耦合的负载进行控制，系统始终是稳定的。(2）柔性耦合的负荷分配控制的稳定性问题图8是柔性耦合负荷分配控制系统中基于速度控制的仿真模型，其中主从传动点都处于速度控制模式，通过比较主从点的电流反馈值，然后求差，再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上，从而微调从点电流，使得从点的电流值跟随主点电流的目的。在柔性耦合的负荷分配控制中，同样先采用主从传动点都处于速度控制模式进行仿真分析。在速度控制模式下通过比较主从点的电流反馈值，然后求差，再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上，从而微调从点电流，使得从点的电流值跟随主点电流。模拟柔性耦合机械上的连接还是通过求速差，再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。和刚性耦合中不同的是，当在主点加负载扰动时，其对从点转矩的影响需要经过一定的延时，所以在此还是通过求速差，再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。在此模型中，添加了一个延时模块，其延时取决于实际转矩的传递时间。仿真时，在编号2处加负载扰动，而延时环节则加在去主点电流环的一侧，此时代表当从点负载发生波动时，其到主点转矩的传递需要经过一定的延时。仿真波形如图9所示。从仿真波形可以看出，当从点加负载扰动时，主从点转速的波动仍然很小，电流波动相对较大，但在短暂调整后又趋于平稳，从点的电流跟随性良好，说明主从点负载均衡，达到了负荷分配的目的。从上面仿真结果来看，对柔性耦合的负载采用速度控制的负荷分配方式是稳定的。图10是柔性连接的转矩控制方式仿真模型，模型中柔性耦合的模拟与刚性连接相同，均采用求取速度反馈差值的办法，用差值乘以刚性系数后叠加到各电流调节器的输出上，代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定，此补偿系数一般大于1，目的是为了使从传动点的速度调节器饱和，从而形成转矩控制的方式。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算，目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用，也即从传动点跟随主传动点的电流反馈，从而模拟转矩负荷分配控制的效果。与刚性连接不同的是增加一个延时环节，图10是将主扰动的影响经过延时后叠加到从点上。由图11仿真波形我们发现，当柔性耦合的负载采用总线通讯转矩控制的负荷分配方式时，主从点的转速与转矩都发生了振荡的现象。而前面采用总线通讯速度控制方式时，主从点的速度与转矩都能经过短暂的调节趋于稳定，且从点的电流和主点的电流基本相等。这也说明了柔性耦合的负载当采用转矩控制的负荷分配方式时是不稳定的，此跟实际调试当中遇到的现象完全吻合。总之，对于负荷分配控制系统而言，正常情况下我们都可以看作是刚性连接的系统。因此，无论是速度控制方式还是转矩控制方式，系统本身都是稳定的。但是如果具有延迟特性的负荷分配控制系统，由于转矩和速度之间增加了反馈延迟，就会造成不稳定现象。典型的例子如高速卫生纸机的负荷分配控制系统，在网部和大缸之间由10m以上的毛布进行连接，毛布的弹性作用会导致转矩和速度的延迟。这时如果采用转速控制的负荷分配方案则是稳定的，反之如果采用通常的转矩负荷分配控制方案则极有可能会造成系统不稳定，理论研究和实践都证明了这一点。

3.3高速纸机传动系统的特点目前针对高速纸机，在控制精度要求上有一种流行的观点，是高速纸机要求的控制精度更高或者变频器的性能要更好等等。究竟纸机进入高速以后，在传动技术要求和控制精度等问题上与普通纸机传动有什么区别和不同？在这个问题上，由于资料和信息都不甚充分，在此针对传动系统的基本原理和高低速的区别提出以下几点看法：(1）从控制系统特征看，纸机的速度指标是线速度，而电机的指标是转速，因此我们应把电机和纸机分开来看。对于纸机侧，只关注线速度多少；对于电机侧，则关注的是转速。因此同样的转速，可以工作在1000m/min，也可以工作在500m/min，所以控制性能和精度要求没有本质的差别。(2）由于高速纸机速度高、惯量大，所以在动态特性指标上应当有更高的要求。比如转矩的响应应当更快，速度环的闭环指标应当注重与超调量尽可能小等等。这些指标对于任何速度的要求都是一样的，但是对于高速纸机而言，应当更注重调试的质量和性能。(3）静态或稳态速度精度问题，稳态下对速度精度的要求是由纸张特性决定的。纸机在高速和低速条件下工作时，相同控制精度下对纸张的形变量是一致的。根据胡克定律：F=K×Δv×t，对于高速纸机而言，运行在高速和低速情况下，对于同一控制精度，速差相对而言是一样的，因此得出结论是控制系统的稳态精度与车速无关。(4）变频器的频率分辨率和速度闭环精度没有直接的联系。只要闭环稳态精度在0.1%以上，则高速纸机控制系统对变频器没有特殊的要求。但是由于控制原理不同，在变频器的不同品牌中，转矩控制特性不同，即动态响应不同。这一点对系统的影响需要考虑。总之，对于高速纸机而言，由于动态响应的要求较高，所以变频器的选择应当以矢量控制型和直接转矩控制型为主，且要求转矩控制最好是独立的，能够形成转矩闭环。

第2篇

1.1OTN分层

OTN作为光层组织网络的传送网络，整体可划分为光通道层、光复用段层和光传送段层三大子层机构，三大子层有机构成一系统建构，组构OTN技术支撑。其中，光通道层又由两部分建构，OTUk和ODUk。OTUk即光通道传送单元，ODUk即光通道数据单元。光通道传送单元和光通道数据单元基本与SDH技术的段层和通道层两部分相对应。所以，从OTN技术本质上来讲，它打破了现存的SDHWDM的传统优势，是对传统的更进一步、提升效能的继承和创新，而且，OTN技术还扩展了对应业务传送需求的组网功能。

1.2OTN优势

OTN技术是对传统组网技术的继承、整合和创新，与已有的SDHWDM等传送组网技术比较，它具有多元优势：多种客户信号封装和透明传输。完美支持多种协议，大颗粒的带宽复用、交叉以及配置。容量的可扩展性较强、强大的开销和维护管理能力。FEC的纠错能力较强、增强了组网和保护能力。

2OTN传输技术在移动网络中的应用

2.1网络组网架构

OTN组网总体网络架构在移动网络建设中存在不同的方式，当前整体分为省际干传送线网、省内干传送线网以及城域传送网3大建构板块。通过3大板块的组网构建，OTN作为一种透明的信息网络传送平台，能够实现多元业务平台提供的多元业务的统一传送。

2.2OTN组网模型

2.2.1省与省之间的干线传送网的组建模式

（1）网络组建的拓扑模式

省级干线能够传送到省际干线传送网旁边的部分省份，光缆网络传输的出口方向只有2个，通过对比得知其它省份光缆网传输的出口方向3个以上，可以根据光缆网络拓扑采用网状式的结构组建OTN传输网，外省的业务接入点通过环网来实现。

（2）网络传输的波道规划

如果一个节点需要担任多方位传输的任务，那么在规划它传输方向的波道时要根据它的业务流量和流向来确定，如果同一条线路使用了两个不同方向的波道要将它们规划到同一个交叉单元中，这样可以有效地避免在外部跳纤来实现通道的连接。

2.2.2省内干线传送网OTN组网

（1）组网拓扑

组网的业务特点：将省会城市的网络节点作为中心，担任汇聚和收集各地市业务节点。光缆网的业务特点：各地市的节点以省会城市的节点作为中心，且分布在各个环线之上。

（2）网络波道规划

ONT网络组织的环形结构有以下特点：省会的城市节点呈现多维状态，而一般的地市级节点只能支持两维。

2.2.3城域传送网OTN组网

城域传送网OTN网络结构不同的组建方式是根据网络规模的大小来确定的，主要分为大规模形式的城域传送网和中小规模形式的城域传送网，下面举例说明。

（1）组网模式的拓扑

从城域传送网的整体来看，它的规模相对较大且核心的节点数量也比较多，整个网络的业务量也大。在这种传输网络中核心层是专门负责提供核心节点之间的中继电路，同时也负责各种业务的调度，且能够实现业务的大容量调度和多业务同时传送的功能。

（2）网络波道规划

核心层和汇聚层可以组建独立的网络，在业务的初期可以根据实际情况只在核心层组建ONT传输网络，在组织网络结构的时候要充分地考虑光缆网络的连通程度和业务的流量和流向，汇聚层采用环形组建形式，每个环可以接到两个核心的节点之上。

3结语

第3篇

首先，中国传统文化元素在动画艺术设计中的应用是对我国传统文化的继承与发展。随着中国经济发展，物质生活越来越得到满足，对于精神生活的追求越来越高，对中国传统文化的认识也越来越深入，对我国传统文化发展提供很好的契机。在动画艺术设计中运用我国传统文化元素，展示先人的智慧魅力，是对我国传统文化的继承与发展，对促进我国传统文化的可持续性发展具有重要的作用。中国是一个文化大国，具有悠久的传统文化基础，传统文化通过不同的形式表现出来，将传统文化元素融入动画艺术设计中，提高了动画作品的艺术品质，促进了动画艺术设计的发展，同时借助动画艺术设计的影响力，通过动画作品，将我国传统文化展示出来，宣传和推广了我国的传统文化，将传统文化赋予当代文化精神，推动了传统文化的持续性发展。其次，中国传统文化元素在动画艺术设计中的运用是传统文化发展的需求。我国古代先人创作悠久的传统文化，推动了时代的进步，随着我国社会经济的发展、科技的进步，新环境下传统文化想要更进一步的传播和发展，则需要在创新方面下功夫，赋予传统文化新的文化时代精神，适应时代的发展潮流。随着动画艺术设计在全球发展速度越来越快，将传统文化元素融入动画艺术设计中是全新的尝试，是对传统文化的继承与发展，展示中国传统文化的魅力，使我国传统文化走出国门，传播到世界。最后，中国传统文化元素在动画艺术设计中的运用可以发展中国自己的动画艺术设计品牌。动画艺术设计是一个新兴行业，从美国、日本引入到中国，我国动画设计师们想让其在中国生根发芽，为我国经济发展做出应有的贡献。然而，我国的动画艺术设计水平和美国、日本等发达国家相比，还处在初级阶段，没有明显的优势。但是，我们拥有丰富的传统文化元素，我们应该充分开发和利用传统文化元素，创作出具有民族特色的动画艺术设计品牌，可以与美国、日本等动画艺术设计发达国家相比具有竞争优势。

2传统文化元素在动画艺术设计中运用分析

我国具有丰富的传统文化，是老祖宗智慧的结晶，是我国优秀的文化遗产。我们应该不断地深化对传统文化的认识，赋予传统文化新的时代精神，满足当代社会的发展需求，促进我国传统文化的进一步发展。传统文化元素在动画艺术设计中的应用是我国传统文化在新时代谋求发展的新途径。

（1）中国传统图案纹样在动画艺术设计中的应用

在动画艺术设计中，传统图案纹样是动画艺术设计角色服饰设计中常用的一种装饰手法，在突出传统文化元素上起到潜移默化的艺术效果。广西少数民族苗族图案、铜鼓装饰图案、织锦图案等是古人留下的宝贵传统纹样，在动画艺术设计角色造型中运用到服饰装饰上，呈现出富有变化又具有少数民族特色的角色造型，使动画产品更富有民族性，也具有东方古国的风韵。我国的很多本土动画设计企业在动画艺术设计角色造型中应用到传统图案纹样，在造型上独具一格，鲜明的艺术效果，展示出强烈的美感意境，体现我国传统文化的时代特点。

（2）中国传统民间文化在动画艺术设计中的应用

中国传统民间文化是宝贵的传统文化，形成独特的文化风格，对动画艺术设计的发展具有重要的借鉴意义，并影响着动画艺术设计的发展。这些传统民间文化与人们生活息息相关，直接反应底层人们的生活，具有丰富的生活气息，应用到动画艺术设计中风格朴实，传达出浓浓的乡土文化气息。其中最具有代表性的就是皮影艺术，皮影戏反映了劳动人民的生活场景，融入当地的地域文化，反映广大劳动人民的生活状态，学习皮影戏文化制作皮影戏题材的动画，通过皮影戏题材的动画宣传传统民间文化元素，是反映底层劳动人们生活的新途径。民间传统文化元素为动画设计师们提供了更多创意，促进了动画艺术设计的蓬勃发展。

（3）中国少数民族传统特色民居在动画艺术设计中的应用

在动画艺术设计中，动画场景设计是非常重要的，作为剧情推动者和辅助者，可以营造故事气氛，增添剧情的感染力和生命力。少数民族传统特色民居具有对动画场景的设计起到很好的借鉴意义，如《凯尔经的秘密》整个动画中弥漫浓重的装饰味，整部剧的风格主要以装饰风格为主，民族色彩浓重。它把民族装修性深深的运用到动画场景设计中来，通过少数民族传统特色民居更加突出动画作品的感染力，结合民族元素运用装饰手段对于民族风格动画的场景设计是非常有意义的，既可以体现美感，也可以在动画场景中体现民族特色，加快传统文化传播速度。

3结语

第4篇

敢于挑战“不可能”，才能有创新

很多创新成果在取得以后回望，当时的设想都是三个字――“不可能”。然而，机会往往就蕴藏在这诸多“不可能”之中。赵亚平教授深知这一点。多年来，他锁定新型环面蜗杆传动、齿轮啮合理论等方面进行研究与开发，其创新成果应用前景广阔，深受学界好评。

二包环面蜗杆传动具备一系列优良特性，但是对各种误差变形十分敏感，

限制了其推广应用。平面二包传动，由于蜗杆边齿变尖与根切的限制，使其无法应用于蜗杆多头数或小传动比的场合。赵亚平据此提出了双圆环面二包传动这种新型环面蜗杆传动装置，克服了上述不足。他提出的两点下山割线法（DPDS方法）是研究线共轭曲面啮合特性的有力数学工具。在研究过程中，他不但注重考察诱导主曲率和滑动角等局部啮合特性参数，而且注重考查蜗轮齿面共轭区范围，蜗杆工作长度及瞬时接触线的分布等全局啮合特性，从而丰富发展了蜗杆副的啮合几何学。目前，双圆环面二包传动作为一种新型机械传动装置，已经获得多项专利授权。

业内人士都知道，标准二包传动，蜗轮齿面中部存在二次接触区，瞬时接触线相互交叉，接触频率高，容易发生疲劳点蚀，是蜗轮齿面的薄弱环节。可以通过角修形，自然地切去蜗轮齿面的二次接触区，使原接触区和新接触区都和蜗杆螺旋面密切，从而大幅度地提高二包传动的啮合质量。赵亚平在此基础上导出了一般化的角修形条件，指出了角修形的物理意义；数字化地论证了原接触区和新接触区都和蜗杆螺旋面密切，但密切的程度有所不同；阐述了角修形切除二次接触区、同时使得蜗杆工作长度变短的机理。相关结果发表于国际期刊Science China Technological Sciences，审稿意见认为：“论文主要内容是对采用作者提出的角修正的双圆环面二次包络环面蜗杆传动齿面啮合情况进行分析。为此主要工作是建立传动数学模型及其啮合特性方程，并进行实例分析。论文对于该种传动性能研究具有重要的指导意义。有发表价值。双圆环面二次包络环面蜗杆传动属尚未充分研究和开发的环面蜗杆传动，开展相关研究，特别是采用修形技术提高其啮合性能具有一定的理论意义。具有一定的理论价值。算例丙的蜗杆头数达到12，远远突破一般蜗杆传动的情况。”相关论文获得过湖北省、及湖北省机械工程学会的优秀论文奖励。目前，该研究已获得角修正双圆环面二包传动及其制造方法的发明专利授权。

除此之外，针对标准传动存在二次接触区，啮合性能有待进一步提高和角修形传动虽然啮合性能优良，但制造工艺比较复杂的问题，赵亚平提出了高度修形、中心距修形及传动比修形等一系列制造工艺简单且修形效果优秀的修形方案，使得环面蜗杆副双线接触的机理有了清晰明确的解释。同时，他还对环面蜗杆传动特性进行了研究，运用弹流理论和齿轮啮合理论，导出了任意啮合点处，卷吸速度、角和弹流膜厚系数的计算公式。摆脱开材料、载荷等因素的影响，以角反映成膜条件，以弹流膜厚系数反映油膜厚度，便于衡量整个接触区内特性的差异，有利于分析工艺参数对蜗杆副性能的影响。有关结果曾经在CIST2008&ITS-IFToMM2008（北京）学术会议上宣读，并发表于国际期刊TribologyTransactions。

致力于解决生产实际中的问题

出身工科背景，赵亚平一直希望自己的研究成果能够得到推广应用，服务经济社会发展。为此，他多方探索，并取得了一系列成果。

在生产过程中，由于能够实现多齿双线接触，各类环面蜗杆传动对各种误差变形都比较敏感。这是限制环面蜗杆传动应用推广的主要问题，也是环面蜗杆传动的主要不足之处。而解决这个问题办法之一，是通过失配修形，使得蜗轮副变瞬时线接触为瞬时的点接触。当然，这里的所谓点接触是理论上的。实际上，由于齿面的弹性，受载之后，瞬时接触点扩展成瞬时接触椭圆，沿接触迹线众瞬时接触椭圆集成齿面上的接触区。上述失配修形方法，早已成功应用于锥齿轮传动和准双曲面齿轮传动。但是对于环面蜗杆传动，相关研究进展比较缓慢，主要是因为，环面蜗杆副的齿面非常复杂，没有找到有效的方法计算瞬时接触点。

赵亚平结合自己在相关领域的经验，提出了两阶段下山割线法（TSDS方法），用于计算失配环面蜗杆传动的瞬时接触点。该法无需计算包含偏导数的Jacobi矩阵，对迭代初值的敏感性低，还能克服迭代过程中的奇异性，适宜用来求解复杂的非线性方程组；改进了确定点接触失配齿轮副瞬时接触椭圆的局部综合方法，使得瞬时接触点邻域内曲率干涉的判别更为合理；发现以标准蜗杆和Ⅰ型蜗轮相配，组成的失配蜗轮副对各种装配误差均不敏感，能够避免曲率干涉，实现较好的点接触，而且蜗杆工作部分较长，具备可观的承载能力；由具体算例计算出蜗轮转角误差曲线，表明了它具有近似抛物线形状，说明所提出的失配方式，具有一定的减轻振动、吸收冲击的效果。有关结果发表于国际期刊Computer-AidedDesign。

他的研究为失配环面蜗杆副的正确设计奠定了基础。

双自由度齿轮啮合理论的研究，开始于上世纪60年代的前苏联，但是可以实际应用的曲率参数计算公式，却得到的比较晚。对双自由度啮合，也还存在较多理论上的模糊之处，妨害了它的应用。赵亚平经过深入研究，指明双自由度啮合有退化与非退化两种形式，给出了退化啮合的条件，阐述了两种形式各自的啮合特性；提出了计算向量的新型表达式；导出了双自由度啮合齿轮副诱导法曲率和诱导短程挠率的新型简洁计算公式，该公式适合于利用计算机进行编程计算；提出双自由度啮合齿轮副滑动率的概念，并且给出相应计算公式。有关成果发表于国际期刊Mechanismand Machine Theory，并获得过湖北省和湖北省机械工程学会的优秀学术论文奖励。同时，他应用双自由度啮合理论，对Archimedes滚刀双自由度范成圆柱齿轮的啮合原理进行了研究，给出了提高加工精度的工艺措施。相关成果发表于Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，PartC，Journal of Mechanical Engineering Science等国际期刊。其成果对齿轮加工工艺的改进与加工精度的提高，具有理论指导意义，同时为新型高副共轭传动机构的创成，做了理论上的准备。

第5篇

论文关键词：专家系统,知识提取,原型设计,重型车辆,动力传动

0引言

在装甲防护空间内外，合理的布置各部件、各分系统、装置、武器和成员的相对位置，称为坦克总体布置。布置的原则是力求完善的实现战术技术要求，突出主要性能水平，而不出现重大的缺点。专家系统就是将坦克总体设计知识，采用特定表示形式存放在知识库中；然后用户通过数据采集系统或人机交互接口输入信息、数据与命令，并借助数据库等，运用推理机构控制知识库和整个系统工作得到问题的求解结果。

专家系统一般由知识库、推理引擎、专家知识获取工具以及人机交互接口四个部分组成，如图1所示。

图1专家系统的基本组成

重型车辆总体设计动力传动部分相关布置的专家系统的实现是基于知识的智能化设计，即根据动力传动部分的设计流程，结合基于实例推理的设计思想和基于知识的参数化设计，将设计知识融入设计全过程，使用基于实例推理的技术。

1知识库

专家系统的可信度主要决定于知识库中所包含知识的可信度。后者决定于知识收集的程序。本文严格按照装甲车的内部空间来区分，一般装甲车内部大致可分为驾驶室、战斗室、动力室、传动室共四个空间。这四部分在车中有时并非截然分开，而可能交叉或合并，由于各部分所占位置，特别是动力和传动及部分布置不同，形成了不同的总体布置方案，及不同战术技术性能的车辆。专家系统的知识主要有（1）如何实现对动力传动布置设计中模式选型决策。首先确定各传动系统的结构、类型、性能和总体指标的分配及控制，最后完成性能与结构匹配，将系统集成并优化设计，其中动力和传送部分布置主要在发动机的放置方位上。（2）设计决策的选型支持、自动化设计程序的设计。这点主要是要求熟练WEB的系统开发技术。

针对重型车辆开发动力传动系统的设计技术，提高了设计质量、效率和工艺文件的规范化。所研制的计算机辅助设计系统解决了装甲车动力传动系统信息的结构化和半结构化的表达和管理，实现了推理过程的多参数、多规则约束的自动求解，同时拓宽了该系统的应用范围。

2原始知识源的知识形态

原始知识形态分为两种，一种是机器推理形态，一种是人推理形态，下面根据原始知识源分别来分析。

2.1机器推理形态

机器推理形态即可以用计算直接推理得出所出数据。本题目中原始知识形态是分别给出四种不同布置方案的不同特点，总结如下:

（1）发动机和传动后置

这种布置方式按发动机的放置位置可分为三类，具体性能如表1，表2所示：

表1发动机纵放(适用于主战坦克)

指标条件

实际工作情况

工作条件

温度、震动和噪音小

驾驶空间

大

防护性

正面、集体防护

第6篇

填表日期：2021年 3 月 8 日

年级专业：17 机制一班

学生姓名：单国

学号：1710818113

指导教师：袁络

毕业设计（论文）题目：机械式波浪能发电装置

研究目标与内容（包括基本内容、方案论证、设计思路等）

本课题来源于教师自主命题，把具有破坏性海浪转化为有用的能源具有非常重要的意义。传统的波浪能发电装置体积大，发电量较大，但价格昂贵，工作环境恶劣，维修成本高。波浪能已经成为一种非常有前景的可再生能源。针对上述问题，本课题需要设计一种新的小功率的摆式波浪能发电装置，通过某种传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电的方式，为航标灯和其他海上设施供电。

具体的工作有：(1)波浪能发电装置的总体方案设计，选用摆式机构作为能量捕获

机构。(2) 采用齿轮棘轮等传动零件的机械式波浪能收集装置的结构设计。运用

SolidWorks 和 AutoCAD 软件绘制装置的零件图和装配图,建立三维数字化模型,结合

ANSYS 软件对装置的主要受力零部件进行了有限元强度分析。

毕业论文

（设计） 工 作 安 排 计划

2021 年 1 月 15 日前完成文献检阅、市场调研，了解国内外发展和技术现状，提出初步总体技术方案，讨论并确定技术路线；

2021 年 3 月 10 日前完成开题报告、文献综述的撰写以及外文翻译；

2021 年 4 月 30 日前完成结构装配图，相关零部件图的设计与绘制以及相关的毕业设计论文的撰写；

2021 年 3 月 1 日至 2020 年 4 月 30 日完成毕业实习及毕业实习报告的撰写；

2021 年 5 月 4 日前完成毕业设计（论文）检测。

学生签字：指导教师签字：

2021年 3 月 8 日2021 年 3 月 9 日

学院审核意见

第7篇

关键词：高强度，铁基粉末冶金材料，应用

 

在模具设计前，必须进行粉末冶金制品的形状设计。制品压坯的形状设计是保证产品使用要求的情况下，从压制过程(装粉、压制、脱模)、模具寿命、压坯质量等方面来考虑，并对制品图线形状作适当的修正。本文是将电动工具中原有的钢制齿轮(材料为40Cr)用粉末冶金材料代替，并针对以下内容进行了二次设计：(1) 在原有钢制齿轮齿形的基础上对粉末冶金齿轮的齿形齿廓进行二次设计；(2) 对实际啮合的粉末冶金烧结齿轮的尺寸修正；(3) 粉末冶金齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度的理论校核。

1.齿形齿廓的选择和计算

选择齿轮材料应考虑如下要求：齿面应有足够的硬度，保证齿面抗点蚀、抗磨损、抗咬合和抗塑性变形的能力；轮齿芯部应有足够的强度和韧性，保证齿根抗弯曲能力。此外，还应具有良好的机械加工、热处理工艺性和经济性等要求。在齿轮传动机构的研究、设计和生产中，一般要满足以下两个基本要求：

1.传动平稳—在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动和噪音尽量小。

2.承载能力大—在尺寸小、重量轻的前提下，要求轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长。

由于螺旋锥齿轮与直齿锥齿轮相比，在使用上有如下优点：

1）增大了重迭系数。由于弧齿锥齿轮的齿线是曲线，在传动过程中至少有两个或两个以上的齿同时接触，重迭交替接触结果，减少了冲击，使传动平稳，降低了噪音；

2）由于螺旋角的关系，重迭系数增大，因而负荷比压降低，磨损较均匀，相应的增大了齿轮的负荷能力，增长了使用寿命；

3）可以实现大的传动比，小轮的齿数可以少至五齿；

4）可以调整刀盘半径，利用齿线曲率修正接触区；

5）可以进行齿面的研磨，以降低噪音、改善接触区和提高齿面光洁度；

6）在传动中产生的轴向推力较大，所以对轴承要求较高，在传动机构中需选用适当的轴承。

由于上述特点，所以螺旋齿锥齿轮常用于圆周速度较高，传动平稳和噪音较小的传动中。

通过和直齿锥齿轮的比较，本设计采用螺旋锥齿轮。计算采用的是等高齿锥齿轮，即从齿的大端到齿的小端齿高是一样的，这种齿轮的面角、根角和节角均相等。这样设计不仅减少了大部分的计算，而且对于模具的设计和压制来说更为有利。螺旋锥齿轮齿形参数直接影响齿轮的承载能力、轮齿刚度和传动的动态特性，各参数相互影响、相互制约，其选择的原则是：由各参数确定的齿形，应保证轮齿有较高的弯曲强度和接触强度，最好符合等强度的设计原则。轮齿在啮合时，要求传动平稳，无齿形干涉现象。齿形形状要力求简单以便于制造。

1.主、从动锥齿轮伞齿轮齿数的选择在选择齿数时，应尽量使相啮合的齿轮的齿数之间没有公约数，以便使齿轮在使用过程中各齿之间都能互相啮合，起到自动磨合的作用。同时，为了得到理想的齿面重叠系数，大小齿轮的齿数和应不小于40。

2.齿面宽F 的选择对于等高齿锥齿轮来说：在“奥利康”制等高齿锥齿轮上，由于其延伸外摆线的曲率变化比弧齿锥齿轮的圆弧齿线大，因此，齿面宽不宜过大。一般可取F=(0.25 ~ 0.30)A0，A0 为节锥距。

3.螺旋角β 的选择汽车主减速器锥齿轮的螺旋角多在βm=35~40°范围内。为了保证有较大的mF 使运转平稳、噪音低。依据经验选βm2=36°。

4.法向压力角α 的选择大压力角可以增加轮齿强度，减少齿轮不产生根切的最少齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角使齿顶变尖及刀尖宽度过小，所以在轻负荷工作的齿轮中一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，噪音低。对于本设计中的“奥”制齿轮采用的齿面平均压力角α=17.5°。论文参考网。

5.齿顶高系数及顶隙系数齿顶高系数取ha*=1；顶隙系数C*=0.25。

2.实际啮合的粉末冶金烧结齿轮齿形的修正及校核

压坯密度对于提高和稳定烧结制品的强度与尺寸精度十分重要。为使压坯密度均匀，顺利脱模，结合齿轮设计的特点，对齿形以下几部分进行了改进：

a.为了增高齿的强度和降低噪声，同时考虑到实际当中齿形模冲加工的特点，对齿轮的齿顶和齿根的齿形进行了修正。

b.一般压制成形都是沿着压坯的轴向进行的。而制品中径向(横向)的孔、槽、健、螺纹和倒锥，通常是不能压制成形的，需要在烧结后用切削加工来完成的。论文参考网。但本齿轮的键槽是轴向的，并不影响压坯的脱模。

c.从节省原料和不影响安装的角度考虑，把原来的三个定位凹坑改成花键式，而且不影响脱模，且能节省原材料。

通过对改进后的齿形进行载荷计算和齿面接触强度的理论校核，结果说明所设计的齿形参数能够满足服役要求。

3.齿轮模拟台架试验

将上述材料的大齿轮，分别在100℃、200℃和250℃回火，硬度分别为HRC43~45、HRC38~40、HRC30~32；之后装机进行实验，对磨件为40Cr钢，硬度HRC48。台架试验记录结果：

第一套齿轮(硬度HRC43~45)：经装机试验当试验到1.5h时，出现声音异常，拆机检查，小齿轮打崩二个齿，但大齿轮完好；换上钢制的小齿轮，淬火硬度HRC42~43，经测试10h，机器正常，拆机检查，磨损正常，即进行第二个项目测试 (空载实验) 55h，拆机检查，一切磨损正常，(其中换了一个转子，碳刷3副)；之后进行模拟实验，运转到10.5h时，机器冒烟，烧机，停止测试，拆机检查发现，前轴承爆裂，定转子烧毁，大齿轮打崩一个齿，小齿轮磨损比大齿轮严重。经分析原因：大齿轮打崩是因为前轴承爆裂，而造成转子乱跳而产生的，是意外发生的现象，并非齿轮强度问题所造成的，所以其材料可以继续试验。

第二套齿轮(大齿轮硬度HRC38，小齿轮HRC42(材料 40Cr)：进行模拟试验运转16h时转子烧毁，拆机检查，齿轮磨损正常，换转子继续进行，运转26.5h时电机烧毁拆机检查，齿轮磨损正常。换电机继续进行，运转7.5h时电机烧毁拆机检查，齿轮磨损正常。再换电机继续进行运转12h时电机烧毁拆机检查，齿轮磨损正常。换电机继续进行，运转17h时电机烧毁，拆机检查，齿轮磨损正常。论文参考网。再换电机继续进行，运转15h电机烧毁，拆机检查，齿轮磨损正常。停止试验。

第三套齿轮(硬度HRC30~32，小齿轮HRC35，大小齿轮均为粉末冶金材料)：经装机试验，通过工况测试，磨损正常；第二个项目测试 (空载实验) 30h时，大齿轮小齿轮磨损严重，停止测试。结论：硬度太低而造成磨损。在本测试条件下，渗碳烧结齿轮材料耐磨性优于意大利和40Cr材料；在本测试条件下，改进后齿形传动平稳，降低噪音；由此可以认为，本课题研制的新材料和完成的齿轮齿形设计能满足电动工具的使用要求。

【参考文献】

[1]李华彬,何安西,曹雷,扬健,李学荣.Cu/Fe复合粉的性能及应用研究[J].四川有色金属, 2005,(01).

[2]程继贵,夏永红,王华林,徐卫兵.聚苯乙烯/铜粉温压成型的研究[J].工程塑料应用,2000,(06).

第8篇

关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标

 

随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。

1　总体方案的确定

实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。

2　机械部分设计

微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。机械部分Solidworks虚拟制图如图1所示

图1 铣床的机械部分虚拟制图

2.1 机床总体传动方案的确定

本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。论文参考网。Z轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现。主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。

2.2 设计计算部分

2.2.1 主轴的选取和校核

1）主轴选取

立式铣削切削力的计算:

由机械设计手册[1],对高速钢圆柱铣刀:

其参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取:

对圆柱铣刀逆加工:

主轴材料为 40Cr 钢取C=102

2）主轴校核

2.2.2 滚珠丝杠的选取

由最大动载荷Q值和导程P可以选择滚珠丝杠的型号为：CWM165-2.5-P3。

3机床控制部分设计

3.1系统硬件组成

经过分析，本三坐标数控系统决定采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz)。本三坐标数控铣床主要用于教学演示故对精度要求不是特别高，采用开环控制方式，用步进电机驱动输出，设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出。论文参考网。论文参考网。其数控系统硬件组成如图2所示[2－4]

3.1.1接口电路设计

本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能的实现，性能优良、工作可靠。接口电路的结构如图3所示[5－6]。

3.1.2步进电机驱动器输出控制电路

为了输出脉冲去控制三个方向的步进电机，以及接收机床行程开关等开关量信号，在电路设计中设计了两片可编程接口芯片8255，可以对48点数字量进行I/O操作。但本微型数控铣床三坐标数控系统中仅用到了一片8255，另一片暂时未用，用于以后的功能扩展。使用的8255的 PA口、PB口、PC口均工作在基本输入输出方式。8255控制字格式如下：

D7：1，D6：0，D5：0，D4：0，D3：0，D2：0，D1：0，D0:0,

即控制字为80H

用Delphi编写CNC程序，初始化8255：

procedure TForm1.FormCreate(Sender: Object);

begin

asm

mov al,80H

mov dx,0213H

out dx,al

……

end；

在实时中断服务程序中，用8255经光电隔离向三个方向的步进电机驱动器输出控制信号，进而控制三个方向步进电机的运动，如图4所示。

4　结束语

型微型数控铣床具有体积小，价格低，功能完善，安全系数高，是三坐标驱动和生产型数控铣床工作原理相同，且具有开放的软硬件结构，基于以上的优点微型数控铣床将具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 邱宣怀．机械设计[M]．北京.高等教育出版社，1997：324-373

[2] 赵玉刚，宋现春．数控技术[M]．机械工业出版社，2003：200-206

[3] 赵国勇，赵玉刚，赵福玲等．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J]．大连理工大学学报，2005,(1)：75-78

[4] 赵玉刚，王敏．基于IPC和Windows的激光加工CNC系统[J]．机电一体化，1999,(5)：24-27

[5] 郑学坚，周斌．微型计算机原理及应用[M]．清华大学出版社，2001：200-223

[6] 赵玉刚．具有图形编程和仿形编程功能的CNC系统软件[J]．大连理工大学学报，1999,(1)：120-122

第9篇

对于大多数工科专业的本科学生来说，毕业设计实质是用来模拟现实工程的实践性教学环节，是对学生综合素质教育与工程实践能力培养效果的全面检验[1，2]。然而，设计选题欠缺合理、学生应付侥幸心态等问题的存在制约了指导教师和学生参与毕业设计的热情，出现了毕业设计套路化，甚至抄袭或剽窃现象，致使毕业设计质量和整体水平呈下滑趋势[3]。为发挥毕业设计环节在人才培养过程中的关键作用，众多高校对其改革和实践给予了极大关注[4]，其中，以强调成员之间协作达到团队最大工作效率的团队协作毕业设计模式得到广泛重视和推行[5]。另外，在毕业设计过程中，通过引导学生参与科研课题，协助解决一些具体问题，使学生具有明确的工作任务和研究对象，可有效调动学生的积极性[6]。为此，文章结合作者所在学院近几年的探索效果，探讨支撑课题驱动的工科专业本科毕业设计团队模式。该模式通过引导学生参与具有明确对象的科研课题，并按照课题研究历程，将毕业设计进程恰当融入支撑课题的研究进程。搭建由教师指导团队和学生协作团队构建的毕业设计团队模式，并分析教师指导团队应具备的职称、年龄、知识等结构水平，说明学生在协作过程中应明确的团队目标、团队精神与独立意识。最后结合具体实例，从团队组建、课题分解、设计效果以及发展规划等方面对工科毕业设计团队模式进行验证和分析。

二、毕业设计工作积极性不高的影响因素分析

从毕业设计的具体表现来看，其现状并不令人感到乐观，整体质量让人担忧。导致该问题的因素是多方面的，其中离不开指导教师和学生本身参与的积极性。

（一）教学、科研压力以及自身水平等因素限制了教师指导积极性拥有一支技术过硬、经验丰富的指导教师队伍是提高毕业设计质量的关键[6]。然而，繁重的教学和科研任务使得指导教师在毕业设计环节上投入的时间和精力有限；其次，有些青年教师本身就缺乏广博的知识结构和工程实践经验，对毕业设计的基本要求和工作规程了解欠深，以致在毕业设计指导过程中很难对学生进行深入的训练和熏陶，显得力不从心。这些因素的存在，一定程度上影响了指导教师参与毕业设计工作的积极性。

（二）就业、个人认知以及设计场所等因素阻碍了学生参与积极性毕业设计期间正是企事业单位招聘的高峰期，大多数学生忙于求职择业，难以全身心的投入毕业设计；其次，部分学生认为以后的工作内容或研究方向与所设计内容不一致，忽视了毕业设计的作用，降低了自己的要求，出现应付心态与侥幸心理，更有甚则宁愿选择去公司实习，而不愿花费时间在毕业设计上，只是将设计环节看作毕业的手段[4]。另外，由于设计场地的限制，学生很难在设计场所完成整个毕业设计的框架构思、理论推导、数据分析以及论文撰写等工作，致使部分学生难以得到指导老师有效的指导和督促，从而使学生缺乏实际工程实际的临场感，很多问题只能纸上谈兵、照搬公式，得不到充分训练。

三、教师、学生协作下的毕业设计团队模式

支撑课题驱动的工科毕业设计团队模式由教师指导团队和学生协作团队组成，该模式要求教师在科研项目研究进程中，需要学生适时参与，并根据指导教师需求做些如查资料、调试、实验等力所能及的工作，以提高学生学习的积极性，使他们从被动接受知识转变为主动学习。结合支撑课题研究进程，将毕业设计所需的任务书形成、开题报告撰写、论文撰写和毕业答辩等过程，恰当的融入到课题方案设计、分系统凝练与分解、系统集成与调试，直至课题总结，历经课题准备、实施和总结三个阶段，完成本科毕业设计。

（一）准备阶段

教师指导团队由学科带头人或经验丰富的教师担任团队责任人，负责召集层次与年龄搭配适当、知识结构互补、研究方向相近但专长各异的多位教师组成教师指导团队，形成既分工又合作的教学圈层结构。结合学科特色和就业需求，由教师指导团队采取集中讨论的方式，经过凝练、分解、论证，形成侧重点不同、难度差异化的系列子课题，以满足学生不同的知识水平和兴趣的同时，进一步锻炼学生的团体协作意识和能力。并为学生详解课题立项依据、涉及学科、研究思路、各子课题之间的关系，以及完成课题需采用的方法和技术等知识。学生在理解课题背景，明确课题目标和各子课题任务的基础上，根据自身专业知识水平和兴趣爱好与教师指导团队进行交流和沟通，通过双向选择方式确定选题。

（二）实施阶段

这一阶段是毕业设计的主体，学生将在教师的指导和督促下，结合不定期讨论、每周集中汇报、中期检查、学术交流等方式，完成从子课题方案设计到总课题集成与测试的整个过程。其中，每个子过程除集中讨论外，均安排具有相应专长的教师进行精细化指导，改变传统的挂名教师自始至终的“单一化”指导方式，实行“挂名但不仅仅属于”的指导模式，即团队中每位指导教师均无偏见、所有学生一视同仁，以确保毕业设计顺利进行的同时，使学生得到全面的学习和锻炼。学生在深刻理解团队目标的基础上，一方面要明确所做的论文工作只是团队工作的一部分，所采取的方法、手段应能相互融合，从而促使学生互相学习、互相探讨，共同实现团队整体目标；另一方面要了解团队协作并不意味着依附他人，只有依靠自己的努力才能完成毕业设计，每个子课题具有一定的独立性，以激发学生养成独立思考的习惯，提升学生发现问题、分析问题、解决问题以及独立判断与策划的能力。

（三）总结阶段

这一阶段主要对毕业设计工作的总结、验收与反思，指导教师团队应做好以下几个方面的工作：一是指定具有写作专长的指导教师开展毕业论文撰写讲座，使学生明确论文在结构、思路、语言以及图表等方面的撰写技巧，以提高毕业论文写作能力；二是教师指导团队采用交叉评阅的方式检查与审阅毕业论文，要求学生精心准备答辩材料，通过进行预答辩，提前发现学生答辩过程可能出现的思路与语言表达等问题；三是做好毕业论文的总结与存档工作，积极引导学生站在更高的角度审视团队与个人工作，总结经验，以提升认识水平，并制定毕业设计发展规划和成果延续方案，逐渐完善毕业设计工作。

四、实践与效果

近年来，作者所在学院高度重视本科毕业设计团队的搭建，依托湖南省重点学科“电气工程”、湖南省高校科技创新团队“复杂电气系统测控技术及应用”等平台，组建了电机传动技术及故障诊断、现代电力电子技术与系统等8个具有优势和特色的毕业设计团队，每个团队均有1位负责人和5～6名指导教师，且至少1名或以上拥有多年现场工作经验。在毕业设计工作开始之前，教师指导团队会结合当年的就业需求和发展趋势，从承担的项目中选择一个课题作为总课题，并分解为多个关联子课题。以我院电机传动技术及故障诊断毕业设计团队为例，该团队2013-2014年度选择校企合作项目“城轨车辆电力牵引传动控制系统”作为总课题，其整体目的是开发一个高性能城轨车辆电力传动新型控制系统，为保持城轨车辆传动控制系统的先进性和持续竞争力发挥作用。经研讨，课题被分解为总体设计与分析、融合动态磁场削弱和稳态磁场削弱的自适应控制方案设计、逆变器全速域的线性控制器设计、定转子磁链观测器模型设计、高效电压利用的逆变器非线性补偿环节设计共5个子课题，每个子课题又下设3-4个工作内容，每个工作内容由1名学生完成，由此形成了一个完整的系统设计与开发方案，并组建了一个由1位团队责任人、5位指导教师和18名学生组成的毕业设计团队。历经数次的集中汇报、讨论、学术讲座等方式，通过严格执行任务书下达、开题报告、中期检查、预答辩等流程，该团队共完成毕业设计18篇。经学院和学校学术委员会评审，8篇毕业设计被定为院级优良及以上成绩，校优秀毕业设计4篇，并经修订与完善，已投稿学术论文3篇、申请专利1项，高质量完成了本科毕业设计任务。

五、结束语

随着我国高等教育的大众化，人才培养与人才需求接轨不畅引起的矛盾凸显了现行毕业设计机制的弊端，文章从教师指导团队和学生协作团队的组建方式、工作流程和信息交换等方面，探讨了支撑课题驱动的工科专业本科毕业设计团队模式。将毕业设计环节恰当的融入支撑课题研究进程，使设计对象明确化；通过搭建职称、年龄和知识结构优化的教师指导团队，催生了教师科研与教学工作的积极性和创造性；将兴趣相同的学生汇聚起来，以完成相互关联的多个子课题，不仅使学生得到全面的学习和锻炼，更有利于培养学生团队精神。最后结合具体实例，分析了毕业设计团队模式在人才培养质量、毕业设计质量以及后续的学术论文、专利申请等方面的积极作用。

作者:刘建华 李哲姝 单位:湖南工业大学

参考文献:

[1]韩作生，许崇敬.毕业设计的流程化跟踪管理[J].高等工程教育研究，2005（3）：107-109.

[2]周建民，朱军.工科学生校企联合指导毕业设计模式的探索[J].高教学刊，2015（19）：195-196.

[3]毛力，袁励红.高校本科毕业设计中出现的问题及对策[J].教育探索，2008（8）：35-36.

[4]白忠喜，朱小芳，温军.提高毕业设计（论文）教学质量的举措[J].中国大学教学，2005（8）：45-46.

第10篇

关键词：汽车；节能；潜力

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

一、影响汽车油耗的因素

影响汽车油耗的因素主要有以下几个方面：发动机结构和种类、整车结构（传动系的匹配、汽车总质量、汽车的外形、减速比的选择、轮胎）、汽车的技术状况、车辆使用状况、驾驶操作。车辆技术状况的好坏决定于车辆的整体性能，而车辆的整体性能决定于其各个构成部件性能的发挥与协调。

（1）发动机结构和种类

发动机的油耗对汽车的油耗有决定性的影响，而发动机的油耗决定于发动机的结构。选用压缩比较高、有完善的供油系统及合理的燃烧室形状，采用电子点火、喷油系统等新技术的发动机都能降低油耗。柴油机由于压缩比比汽油机高得多，因此柴油机比汽油机的油耗低得多。所以我们现在大型客车基本上都使用大功率、低转速柴油发动机。电子喷油系统、共轨技术的使用不仅降低了油耗，而且降低了排放。

（2）整车结构

①传动系的匹配。汽车传动系效率越高，在动力传递的过程中能量的损失越小，汽车的油耗也就越低。机械变速器比液压自动变速器的传动效率高，所以自动变速器的汽车油耗也高。传动系统的匹配对燃油消耗相当重要，速比的配置和发动机的功率及车辆的质量、外形、载重息息相关。配置不当就会发生“小马拉牛车”的现象，增加了燃油的消耗。

②汽车总质量。汽车总质量影响到汽车的滚动阻力、坡道阻力和加速阻力，对汽车的燃油经济性影响很大。因为日系车厂在汽车上广泛采用轻质材料，减少钢板的厚度，减轻汽车自重，因而它的油耗较其他厂家的低。这是提高车辆燃料经济性的一个主要方法。放置10kg无用的物品随车行驶1000km，就会至少白浪费掉400mL的燃料。

③汽车的外形。汽车为克服行驶时的风阻而消耗的功率与行驶速度的3次方成正比。汽车速度不高时，空气阻力对汽车的燃料消耗影响不大，但当车速超过50km／h以后，空气阻力对油耗的影响明显增加，速度越快，阻力越大。

（3）汽车的技术状况

汽车随着使用时间的增长，其性能也在逐步发生变化，各个零部件之间的磨损会增加燃油的消耗。车辆的技术状况差、故障多，对汽车的行驶油耗影响很大，所以当感觉车辆有异样时，应立即对车辆进行检查。除汽车发动机故障外，汽车底盘部分的技术状况，如离合器、变速箱、减速器、制动器、轴承、前轮前束等间隙调整不当、轮胎气压不足等都会导致汽车油耗大幅度增加。（4）车辆使用状况 车辆的使用状况也是影响汽车油耗的主要因素之一。汽车在不同的道路条件下所产生的油耗是不一样的。在道路条件很差的路面行驶时，其滚动阻力大、功率消耗大，必然导致燃料消耗量增大。（5）驾驶操作 有关研究指出，在车辆、道路条件等确定的条件下，驾驶员不同的驾驶习惯，在普通驾驶员中就可导致汽车运行燃料消耗量相差30%甚至更高，就算在职业驾驶员中也可导致汽车运行燃料消耗量相差10%-20%！这说明在车辆、道路条件等确定的条件下，汽车驾驶员的驾驶操作技能对汽车运行燃料消耗量起着决定性的作用。

二、汽车燃油消耗过多的原因

1、轮胎的磨损程度，如磨损严重就会经常出现打滑跑偏、刹车距离过长等现象，这样就会在很大程度上增加汽车油耗。如果汽车在行驶过程中，车辆滑行距离明显减少，应检查轮胎气压是否合乎标准，若轮胎充气不足，耗油量也会增加。

2、在启动时或行驶中若发现有异常响声，应检查轴承及刹车系统是否有故障，若车轮转动不正常，会影响车速，加大耗油量。闪当排气管冒黑烟，说明燃油与空气比例失调，若燃烧不完全，应查明是否存在以下问题：

①检查喷油器喷油压力及时调整，发现有喷油

嘴滴油、漏油、雾化不良等现象，应及时调整修理更换配件。

②检查三大精度配件是否严重磨损。

③检查空气滤清器、柴油滤清器滤芯及排气系统是否堵塞。

④检查气门间隙及供油提前角。

⑤检查汽缸压缩、油塞、油塞环等是否严重磨损。

三、汽车驾驶节能的办法

1、合理选择初始档位。

行车起步需要较大的扭矩，而发动机所提供的扭矩远远不能直接满足需要，这就要通过变速器的减速增加扭矩作用加大车辆的驱动扭矩。在起步的档位中，驾驶员所用档位越高越省油。实践证明，在条件许可的情况下，使用二档起步最节油。如空载车及在坚硬平坦道路上行驶时均可使用二档起步。

2、正确合理使用档位。

低档起步不应超速加大油门，车速比较高时应及时换入高一档位，但不要在高档位低速行驶，因为低档高速与高档低速同样费油，应根据车速及时调整行车档位。换档要适宜，以发动机动力能平稳运转为标准，不能拖档太久或提前改换低速档。车辆上坡时，即接近坡道时宜渐渐加速，但开始上坡就不宜加速，否则也会增加燃油消耗。

3、保持轮胎的标准气压。

要经常检查并保持轮胎的标准气压，软胎气压过低，轮胎胎面与路面阻力

加大，加速时间过长，增加燃油消耗。阅减少风阻系数。车辆行驶速度产生的空气阻力不容忽视。载货汽车装载货物时应注意减少货物迎风面或加导流罩，如无必要，车辆在行驶过程中，不要打开车窗，以减少风阻，达到减少燃油消耗的目

的。尽量少使用车内空调系统，天气不是很闷热时，可以不使用冷气，只开通风窗即可。阅定期保养发动机。车辆在正常使用过程中，对发动机的保养尤为重要。若经济许可，对车辆发动机应每年至少做一次预防性保养，因为发动机长久失调会多耗费燃油。即减少携带不必要的物品。车辆愈轻愈省油。

4、加速要慢慢来。

行车一般原则是起步用低档，加速要缓慢。在市区行车，起步频繁，节油的效果尤其明显，正所谓“以柔克刚，细水长流”。尽量让汽车平稳行驶，避免停车和重新起步，避免频繁加速和随意减速，要选择技术状况较好的路面行驶。选择经济车速经济车速是指在较长的距离行驶中，机动车辆磨损最小、油耗最低的时速。但是经济车速往往偏低，为了兼顾效率及其它原因，在长途驾驶中，驾驶员应尽量采取略高于经济车速的车速，脚要轻手更快。脚踏加速踏板讲究的是轻踩慢抬，踩猛了化油器会额外增加供给燃油，抬快了发动机会突然减速，抵消惯性，又比较费油。右手换挡快而及时，如果拖泥带水，发动机的功率就会无谓损失，行车效率降低，导致油耗增加。

参考文献：

【1】陈佳.唐毅驾驶习惯好节约油料多[期刊论文]-汽车运用2010(6)

【2】陈跃峰 绿色出行,从我做起——交通运输部派发《汽车节能驾驶手册》倡导"绿色驾驶"[期刊论文]-交通节能与环保2010(2)

第11篇

关键词：弧线卷板机，机理

 

卷板机属于锻压机械类产品中的弯曲校正机类。毕业论文，弧线卷板机。卷板机是根据三点成圆原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动，使板材产生连续弹塑性弯曲而获得预定形状及成形的设备。它以轴线相互平行的工作辊为主要工作零件，通过机械、液压等能量转化为运动动能使工作辊实现位置变化和旋转运动，从而非常方便地将各种板料弯卷成母线为直线的单曲率或多曲率的弧形或筒形件。弧线卷板机为上辊固定旋转，下辊垂直升降，两侧辊作倾斜升降运动。一般上辊为主驱动或上、下辊为主驱动，通过改变辊子的形状或增加卷锥装置等，限制材料的流动、改变同一工件不同部位的运动速度，还可卷制母线为斜线、弧线以及直线、斜线、弧线组合的单曲率或多曲率的弧形或简形件，如椭圆形、方形以及不对称形等。因此，卷板机广泛用于锅炉、造船、石油、化工、水工、金属结构及其他加工制造行业。

1.卷板机的类型及功能特点

近年来，卷板机的发展在我国已形成相当规模，其制造水平也在不断提高，对提高装备制造业水平，促进我国工业化进程产生了深远的影响。

1.1 卷板机主要型式

卷板机按辊数可分为两辊、三辊、四辊及多辊；按辊子布置方式可分为对称式和非对称式；按辊子轴线位置可分为卧式和立式；按辊子调整方式可分为上调式和下调式；按主驱动方式分为机械和液压；按辊子的传动方式分为上传动(上辊主动、其余辊从动)、下传动(下辊主动、其余辊从动)、全传动(工作辊全为主驱动)；按上辊有无倾倒轴承体可分为开式和闭式(船用型)；按功能可分为普通型和多用型；按卷制方法可分为冷卷、热卷、温卷；按控制方式可分为强电控制、NC控制、CNC控制。

1.2 弧线卷板机的功能特点

1.2.1 具有对称功能

弧线卷板机上辊固定旋转，两个下辊分别绕固定中心弧线升降。通过操作台方便地调节两个下辊，使三个工作辊成“品”字型，即构成对称三辊卷板机型式，具有对称功能。

1.2.2 一次上料无需调头完成板料两端预弯和卷圆成形

弧线卷板机的两个下辊可以单独弧线升降。操作时将一个下辊升至夹紧板料，另一个下辊处于下部起托扶作用，即构成非对称式卷板机，实现板料一端的预弯。毕业论文，弧线卷板机。将预弯板料成形的一侧下辊降，另一侧的下辊升，就构成了预弯板料另一端的非对称式卷板机。因此，弧线卷板机是两台非对称式卷板机的组合，具有一次上料无需调头完成板料两端预弯和卷圆成形的功能。

1.2.3 具有板料对中功能

普通卷板机的板料对中，有的靠操作者的经验掌握，工作效率低，容易出废品。在弧线卷板机的一侧，装有液压操纵的翻转对中机构，对中板料时立起，对中后放平，准确实现板料的母线与工作辊轴线平行，避免板料产生扭斜。

1.2.4 卷板范围广泛

普通卷板机两个下辊为主动辊，上辊为被动辊，卷薄板和小筒径工件时容易打滑。一般，卷板厚度不能小于参数规定最大卷板厚度的1/3；最小卷筒直径为上辊直径的2.5倍。而弧线卷板机的上辊和两个下辊均为主驱动辊，即三辊全驱动。允许卷制最小厚度为参数规定最大卷板厚度的1/5的板料，最小卷筒直径可以达到上辊直径的1.25倍。毕业论文，弧线卷板机。还可以配备内托架和外托架，以满足薄板大筒径工件的卷制。

2. 弧线卷板机机理分析

2.1 端部已预弯的钢板的卷筒方法

(1)首先调整上辊平衡机构，使上辊处于水平位置，并将两下辊升至一定高度。

(2)将板料送进上、下工作辊之间，然后将板料对中机构立起，操作板料靠紧对料板后，再将板料对中机构放平，使板料两端平行于工作辊轴线。

(3)分别升两下辊同样高度，夹紧板料，并注意板料放置是否妥善，否则应进行调整。

(4)当确认板料放置正确后，继续将两下辊分别交替上升顶压板料，升压量由卷筒直径和操作熟练程度而定。

(5)工作辊作正反两个方向旋转，使板料产生弯曲变形。

(6)根据卷筒直径的大小，反复进行上述第4、5道工序，直至符合要求为止。

(7)分别交替降两下辊至下限位置。

(8)倾倒侧液压缸回程，倒头体倾倒，卸下工件。

(9)倒头体复位，两下辊分别交替上升，完成整个卷板过程。

经过端部预弯的板料在弧线卷板机上卷弯成圆筒形工件的过程如图1所示。

图1. 端部预弯板料的卷筒过程

2.2 一次上料预弯钢板料端部并卷圆

(1)首先按卷筒方法中的第1、2道工序，将上辊调平，使板料对中。

(2)升一侧下辊，升至与上辊夹紧板料。另一侧下辊起托扶作用，此时三个工作辊成为非对称布置形式。

(3)工作辊作正反两个方向旋转，使板料产生弯曲变形，然后用样板检查。为了使板料端部得到较好的预弯，应尽可能使上辊和下辊夹住板料的边缘。也可适当将板料预弯端的下辊上升，增大升压量，直至板料一端达到要求的弯曲半径。

(4)改变下辊的位置，用同样的方法预弯板料另一端。步骤是：将板料已预弯成形侧的下辊降，将准备预弯板料侧的下辊升，交替进行，并保证两下辊升降量一致，以防板料脱落。毕业论文，弧线卷板机。然后将工作辊作正反两个方向旋转，直至完成另一端的预弯。

(5)用交替升降两下辊的方法，将两下辊调到与上辊成对称的位置。毕业论文，弧线卷板机。

(6)按2.1卷筒方法中的第4-9道工序进行操作，完成整个卷弯过程。毕业论文，弧线卷板机。

一次上料预弯板料端部并卷弯成圆筒形工件的过程如图2所示。

图2.一次上料预弯板料端部并卷圆的过程

3.结论

(1)实际卷制钢板时，由于上辊下压量的计算不准确和材料特性参数有变化等原因，不论如何筒体都是多次卷制才能达到成品尺寸，所以本方法不会降低加工效率。由于不需要单独弯卷直边，加工效率反而会得到提高。同时，由于不需要使用模板或拖板等，成本也得到降低。

(2)该方法不需要使用辅助设备或工具，所以简单易行，容易普及。由于该方法有着优越的特点，所以已在部分企业中得到应用。

参考文献

[1]徐刚，鲁洁．从CIMT07看锻压机床的现状与发展[J]锻压装备与制造技术,2007,2．

[2]李强，高耀东，尚珂．对称式三辊卷板机的受力及驱动功率计算分析[J]锻压技术,2007,4．

第12篇

对滚动轴承游隙的调整可以有效地提高轴承的旋转精度，提高轴承的承载能力，延长轴承的使用寿命，同时还可以有效地减少振动和噪声，但并非所有的滚动轴承在装配时都需要进行游隙的调整。而预紧固然可以提高轴承刚性和旋状精度，但是同时会使摩擦加剧，油膜被破坏并产生大量的热，因此，被预紧的轴承必须进行强制和冷却，这种工艺方法仅限于对轴承刚性和旋转精度要求极高的情况下采用，是一种较为特殊的工艺方法，生产实际中也只是在机床主轴装配中用到，其它传动机构的轴承装配几乎见不到。

在滚动轴承装配中是否进行游隙的调整和预紧，要根据技术文件提出的装配技术要求决定。具体地说，在装配技术要求中，一般对于高速、重载或旋转精度要求较高的轴承会有调整轴承游隙或预紧的要求，反之，则会保持轴承游隙，装配时仅作轴向固定即可。从轴承的种类上看，对于圆锥滚子轴承、角接触轴承、推力轴承均需要对其游隙进行调整；对于一般低速、轻载的向心球轴承，多数情况下不需要对其游隙进行调整，而只作轴向固定。

二、要在热平衡条件下达到游隙调整和预紧的要求

滚动轴承实际的理想工作间隙，是在轴承温升稳定后所调整的间隙。因此，轴承游隙的调整应分两个阶段进行：首先在常温下按照有关的操作规范和技术要求对轴承游隙进行调整，至间隙合适并用手转动应感到旋转灵活；然后，将调整机构适当回松（防止试车时由于温度升高而使轴承突然抱死），进行空运转试验，从低速到高速空运转时间不超过2小时，在最高速的空运转时间不少于30分钟，轴承应运转灵活、噪声小、工作温度不超过50℃，最后将调整机构复位并锁紧即可。

三、保持良好的

良好的不仅可以起到减小摩擦的作用，同时还对轴承和轴上零件具有冷却作用。滚动轴承游隙进行调整以后，摩擦会有所加剧，产生的热量会使整个传动系统温度有所升高。如果不能及时散热，这些热量就(下转第44页）（上接第39页）会使传动零件尺寸发生变化，从而影响到滚动轴承间隙的变化，产生更多的热量，形成恶性循环。因此，对于经过游隙调整的滚动轴承，必须要保持良好的，以减少摩擦，更重要的是用不断循环流动的油带走大量的热，控制温度的升高，实现传动系统的热平衡。

还要特别注意：在进行空运转试验之前，一定要首先检查系统各部位供油是否正常，特别是经过预紧的轴承部位，更需要特别留意其油供给充足，工作状况良好。

总之，滚动轴承游隙的调整和预紧工艺，是提高轴承旋转精度和承载能力、降低传动系统振动和噪声的有效手段，操作中除了应达到滚动轴承装配的一般技术要求外，还要重点考虑轴承温升和对调整工作的影响，并且在进行空运转试验之后还要进行细致的检查和二次调整，耐心细致的工作态度也是装配维修钳工不可缺少的良好品质。

参考文献：

[1]蒋增福：钳工工艺与技能训练．北京：中国劳动社会保障出版社，2001。

[2]劳动人事培训就业局编：钳工工艺学．劳动人事出版社，1986。

[3]上海市劳动局技工培训处编：高级机工简明读本．上海科学技术出版社，1992。

[4]王兴民：钳工工艺学．北京：中国劳动出版社,1996。

[5]尚德香：机械制造工艺学，延边大学出版社,1987。

第13篇

关键词：液压传动；教学改革；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0085-02

液压传动课程是机械类专业的一门重要的专业基础课，具有实践性较强，与生产联系紧密等特点。液压技术渗透到各个领域，不断在工程机械、机床装备、冶金机械、塑料机械、船舶、汽车、航空等行业得到大幅度的应用和发展。但由于长期受到重理论轻实践思想观念的影响，学校缺乏对学生进行工程意识和动手能力的培养，因此，培养的人才难以适应当代社会及企业发展的需求。论文结合我校在液压传动方向教学中存在的问题，从理论教学和实践教学方面，探讨课程教学改革，培养学生获取知识的能力和创新意识，提高其分析、解决问题的工程能力。

一、液压传动课程教学中存在的问题

1.课程内容与课程体系不合理。目前在液压方面的课程主要分为《流体力学》和《液压传动》两门课程。课程设置较为单一，且课时总数较少，无法具体讲授重点和难点。且讲授《流体力学》和《液压传动》这两门课程为不同的教师单独教授，不能将这两门课程的相互关联分析透彻。同时随着液压技术和电气传动技术的发展，电液相结合是一种必然趋势，而当前的液压传动类课程和电气传动类的课程基本上是分开设置的，导致学生不能真正理解液压与电气的相互交叉优势，且侧重理论知识及专业知识的传授，缺乏工程实践训练和综合素质与能力的培养。

2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来，实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台，这种试验台的液压回路均已事先设计好，对学生而言只是单纯的记录数据，无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术，甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测，大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测，事实上，由于容积式的流量计的动态响应较慢，根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码，但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时，多表现为动手能力差，不能独立思考，创新意识不强，缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。

3.教学模式偏重于传统教学方式。目前，教学过程以教师为中心，按自拟的教学方案进行授课，照本宣科；但在教学过程中没有注重学生的兴趣，这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式，缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流，导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。

4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题，如与相应的企业联系不够紧密，致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同；而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解，使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。

二、教、学、做一体化教学内容改革

1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合，将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内，并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点，全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成，各种回路之间协调工作，完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中，需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节，这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能，因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合，真正地实现机电液一体化。

2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用，学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上，只要求教师发挥主导作用，学生发挥主动学习精神，结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中，除配备有综合性系统实验支持外，课程的教学内容实现讲授与现场教学（科研实验室进行）、讲授与研讨（专题讨论）、讲授与自主学习（科研论文及宣讲）等综合型教学模式，培养学生的综合素质。

3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中，将部分课堂放在实验室，讲解元件结构、原理时，直接使用实物，辅助动画教学，并让学生动手拆装，使学生对元件及系统设计有更为直观的理解，通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会，强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间，增加课内实践教学学时，教学中安排丰富的设计项目，让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程，采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。

三、实践教学方法改革

建设完善的专业实验教学体系，包括基本型，综合型、设计型、创新性型实验等多个系列，注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动，能促进学生能力培养，模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中，注重遵循教育规律，科学地设置实验类型，通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练，全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力，使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。

第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练，掌握本学科实验的基本操作方法及技能，掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理，理解液压元件的基本性能测试方法，学校液压基本回路的控制特性，同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法，达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练，达到学生会自己设计实验内容，自组简易实验，实验后会总结经验，培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型，比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等，培养学生理论联系实际的能力，学生通过创新研究型实验项目的训练，培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力，并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中，培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充，通过创新研究型实验项目的训练，即由创新想法到创新设计，再到创新模型制作，最后形成产品创新的实践全程训练，培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中，鼓励学生自主命题，自行制定实验目标，进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面，可组织部分高年级学生，尤其是立志想读研究生的学生，参与教师的科研项目研究，辅助教师做一些试验性实验，为后期的科研实践打下基础。

传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此，在实验教学中，应引导学生向研究型、创新型发展，以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用，以学生为主体，这样不仅能提高学生的动手实践能力，还有助于其创新思维的发展。

四、结束语

随着液压传动技术的迅速发展，不断地对教学改革提出新的目标和要求。本文从实际情况出发，提出了理论教学和实践教学相结合的方案，通过学生的实践环节和老师的科研环节，培养学生的创新思维和能力，有助于提高教学效果，培养学生的动手实践能力，实现教、学、做一体化的教学目标。

参考文献：

[1]李辉.液压与气压传动课程教学改革探索和实践[J].装备制造技术，2013，（1）：202-203.

[2]左倩.液压传动实验教学改革的思考[J].廊坊师范学院学报，2009，9（5）：125-126.

第14篇

论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。

四、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。

第15篇

论文摘要　随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：　(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。　(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中，控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件，常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

1　液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

2　液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12％～13％。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1／10，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3　传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。

四、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时，应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，做到先易后难、先局部后整体，有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，如果发生故障其损失就更大，所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等，例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。