裝置加工能力設計裕量

『壹』 數控機床畢業論文

數控機床旋轉進給系統的狀態空間模型及性能分析

摘要：高性能多坐標數控機床的擺頭、轉台等旋轉進給系統多採用永磁同步伺服電機進行直接驅動，其控制問題較常規進給系統更為復雜。因此建立更為科學的適用於直接驅動的永磁同步電機的數學模型對提高旋轉進給系統的控制水平具有重要意義。本文提出在矢量控制的基礎上建立直接驅動用永磁同步電機的狀態空間模型的方法，並運用現代控制理論對系統的能控性、可觀測性及穩定性等進行分析和計算以及對系統進行極點配置，並用Simulink進行了系統模擬，為數控機床旋轉進給伺服系統的設計和分析提供了理論基礎和分析方法。
關鍵詞：旋轉進給；直接驅動；永磁同步電機；
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as penlum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control machine.Key words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0
前言
高性能數控機床的旋轉進給伺服系統，特別是直接驅動伺服系統（即取消了從電動機到執行機構或負載之間的一切機械中間傳動環節，把傳動鏈的長度縮短為零。）廣泛使用永磁同步電機(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作為控制對象。其優點是結構簡單，運行可靠，通過在結構上採取措施，如採用高剩磁感應、高矯頑力和稀土類磁鐵等，可比直流電動機的外形尺寸約減少1/2，重量輕60%，轉子慣量可減小到直流電動機的1/5 。[2]還應該看到，傳統驅動系統由於傳動環節的存在，控制環節的受力較小，系統對擾動的敏感度相對較低，而直接驅動伺服系統，負載與控制環節之間幾乎是直接相聯，沒有傳動鏈的緩沖，因此控制環節受力較大，對擾動比較敏感，這可能會對系統的動態性能造成影響；同時，擺頭與轉台的特點是要承受低速大負載，因此其大負載條件下的低速平穩性也是系統設計中的一個重要問題。因此，對於此類數控機床轉台、擺頭等旋轉進給直接驅動系統而言，其控制問題較常規進給系統更為復雜。在工程實際中多採用基於矢量變換控制的經典3 環控制方法進行系統控制，其建立控制模型的基礎是經典控制理論，即對系統使用傳遞函數加以描述，將某個單變數（如轉速等）作為輸出，直接和輸入（如電壓等）聯系起來。但實際上系統除了輸出量外還包含其它相互獨立的變數，而微分方程或傳遞函數對這些內部的中間變數是不便描述的，因而不能包含系統的所有信息，不能完全揭示系統的全部運動狀態。而若應用現代控制理論的狀態空間法分析系統，其動態特性是由狀態變數構成的一階微分方程組來描述的，它能反映系統全部獨立變數的變化，確定系統全部內部運動狀態，方便地處理初始條件。因此可以更為全面的表徵系統以及系統內部變數的關系，尤其適合應用於非線性、多輸入－多輸出系統。[5]綜上所述，旋轉進給直接驅動伺服系統是一個強耦合、非線性的復雜系統，因此用狀態空間法來進行建模是更為科學和有效的。本文在矢量控制的基礎上通過狀態空間法建立永磁同步電機狀態空間模型，並應用現代控制理論的各種方法對模型進行全面的分析，為進一步應用先進的控制方法對系統進行控制打下堅實的基礎。1 PMSM 的數學模型我們考慮的是正弦型永磁同步電動機系統。該電動機具有正弦形的反電動勢波形，其定子電壓、電流也為正弦波形。假設電動機是線性的，參數不隨溫度等變化，忽略磁滯、渦流損耗，轉子無阻尼繞組。基於電動機統一理論的結論可以得到，轉子坐標系（d－q軸系）中永磁同步電動機定子磁鏈方程為：
（1）其中：——轉子磁鋼在定子上的耦合磁鏈；Ld、Lq——永磁同步電動機的直、交軸主電感；、 ——定子電流矢量的直、交軸分量。PMSM 定子電壓方程為： （2）其中， 、——定子電壓矢量us的d、q軸分量；w——轉子電角頻率。PMSM 的轉矩方程為： （3）電動機轉矩系數Kt 為：Kt ＝ pmyr此外，電動機系統還要滿足基本運動方程：（ 4）其中，n ——電動機轉速；wr ——轉子機械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——電動機的電磁轉矩和負載轉矩。採用現代控制理論的狀態方程對永磁同步電機進行數學建模。若採取矢量控制，一般要求id=0，但是狀態方程中不出現md和id是不合理的。因為在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等於0，但id的實際值並不一定總是等於0（特別是在動態過程中）。同時，ud的實際數值也不會等於0。因此，必須將ia也作為狀態變數，將md 也作為控制變數，由控制器根據所有狀態變數（包括id）的取值進行控制。因此取狀態變數 ，q 為轉子位置角。將（1）式帶入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，則永磁同步電機的狀態方程為( ) ：(5)由此可見，該系統是一個非線性時變系統，且在系數矩陣中含有wr，id，iq狀態變數的交叉相乘項，因此需要進行系統解耦，令因此採取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系統可化為線性系統。取ud，uq 為控制量，負載轉矩TL 作為擾動處理，因此單獨提出，則系統化為=AX+BU+B0TL 的形式，則原系統化為：(6)2 PMSM 系統的分析PMSM 的參數如下：則系統狀態空間方程為：2.1 多項式模型將狀態空間模型轉換為多項式模型，系統的傳遞矩陣為：2.2 能控性與可觀測性分析狀態完全能控的充分必要條件是系統的能控矩陣的秩為n。狀態完全能觀測的充分必要條件是能觀測矩陣的秩為n。計算可得，系統的能控矩陣秩為4，滿秩，則系統狀態是完全能控的。系統的能觀測矩陣的秩為4，滿秩，則系統狀態是完全可觀測的。2.3 控制系統的穩定性分析對於由狀態空間模型表示的系統，其系統穩定的充分必要條件是：系統矩陣A 的特徵值全部具有負實部。eig(a)'=1.0e+002 *[0 -1.2069 - 0.8066i -1.2069 +0.8066i -2.1212]由於系統矩陣a 的特徵值中有一個是零，因此該系統是臨界穩定的。由於能控矩陣的秩為4，滿秩，因此可以通過狀態反饋配置極點使得系統穩定。2.4 多輸入控制系統的極點配置對於多輸入系統的極點配置的基本思路是：首先求一狀態反饋，使得其閉環系統對某一輸入（例如第一個輸入）是能控的，再按單輸入系統配置極點的方法進行極點配置[5]。圖1 極點配置的閉環系統框圖期望極點為：1.0e+002 *[-0.1 -1.2069 -0.8066i -1.2069 + 0.8066i -2.1212]（1）構造Q、S 矩陣。，由系統可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 為Q-1 的最後一行向量。（2）先按能控標准型進行極點配置。對 單輸入系統進行極點配置。的特徵多項式為，所期望的特徵多項式為，則增益陣為:（3）求化為能控標准型的變換矩陣T，即則增益陣返回原坐標系為（4）使原系統（A，B）實現極點配置的狀態反饋為:2.5 系統模擬系統位置狀態向量對階躍信號的響應：圖2 極點配置前位置狀態向量的階躍響應圖3 極點配置後位置狀態向量的階躍響應系統位置狀態向量對速度信號的響應（虛線為輸入位置信號，實線為輸出位置信號）：圖4 極點配置前的速度信號跟蹤曲線系統位置狀態向量對正弦信號的響應（虛線為輸入位置信號，實線為輸出位置信號）圖5 極點配置後的速度信號跟蹤曲線圖6 極點配置前的正弦信號跟蹤曲線圖7 極點配置後的正弦信號跟蹤曲線由此可見，通過極點配置使系統穩定，且對各種輸入信號的響應有很大改善，具有很好的跟蹤性能，這對於隨動系統來說是十分重要的。3 總結使用狀態空間方程表徵系統，可以把系統的狀態與系統的輸入和輸出聯系起來，並在系統的內部變數與外部輸入和測量輸出之間建立聯系，保存系統內部特性的信息，因此模型更為精確和科學。本文即在矢量控制的基礎上提出了一種建立完整的永磁同步電機狀態空間模型的方法。根據此模型，運用現代控制理論的各種方法對系統性能進行了分析和計算，分析表明該系統具有完全能控性、完全可觀測性以及臨界穩定性，通過狀態反饋配置極點的方法使得系統穩定，使狀態變數對輸入信號有很好的跟蹤性能。為進一步分析和設計控制系統提供了有效的方法和思路。
參考文獻：[1] 歐陽黎明.MATLAB控制系統設計[M].北京:國防工業出版社,2001.[2] 張崇巍,李漢強.運動控制系統[M].武漢:武漢理工大學出版社,2002.[3] 李三東,薛花.基於Matlab永磁同步電機控制系統的模擬建模[J].江南大學學報,2004,(2):115-120.[4] 楊平,馬瑞卿,張雲安.基於Matlab永磁同步電機控制系統的建模模擬方法 [J].沈陽工業大學學報,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇啟春,張建軍,杜京義.現代控制理論基礎[M].北京大學出版社,2006.[6] 孫亮. MATLAB語言與控制系統模擬[M].北京:北京工業大學出版社,2006國物流管理逐漸走向社會化和供應鏈化的形勢下，必須接合具體企業的物流運作管理實際，根據精益物流的基本原則和企業信息化狀況，通過理論與應用的研究，在精益供應鏈物流管理原型系統的基礎上不斷修改和完善，不斷地進行研究和實踐，以此來推動我國製造企業精益供應鏈物流管理信息系統的發展。參考文獻：[1] 烏躍.論精益物流系統[J].中國流通經濟,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麥克, (英)丹尼爾·T. 瓊斯, 沈希瑾,張文傑,李京生.精益思想:消滅浪費,創造財富[M].北京:商務印書館,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都經濟貿易大學出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技術,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4):643-650.__

PLC 在機床數控改造中的典型應用
邵曉嵬, 任有志, 王燕麗(河北科技大學機械電子工程學院, 石家莊050054)
摘要: 討論了利用可編程式控制制器對機床進行數控改造的具體方案和一般步驟,並以鋸片切割機的改造為例介紹了利用西門子公司S7 - 200 系列可編程式控制制器進行改造的具體過程,闡述了機床數控改造後的應用效果及其未來的社會和經濟效益。關鍵詞: 可編程式控制制器; 機床; 數控改造
中圖分類號: TG51 文獻標志碼: A 文章編號:100320794 (2007) 1120147202
Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0
前言在我國現有的機床中有一部分仍採用傳統的繼電器- 接觸器控制方式,這些機床觸點多、線路復雜,使用多年後,故障多、維修量大、維護不便、可靠性差,嚴重影響了正常的生產。還有一些舊機床雖然還能正常工作,但其精度、效率、自動化程度已不能滿足當前生產工藝要求。對這些機床進行改造勢在必行,改造既是企業資源的再利用,走持續化發展的需要,也是滿足企業新生產工藝,提高經濟效益的需要。
1 解決方案利用PLC 對舊機床控制系統進行改造是一種行之有效的手段。採用PLC 進行控制後,機床控制電路的接線量大大減少,故障率大大降低,提高了設備運行的穩定性和使用率,增強了可靠性,減小了維修,維護工作強度。當機床加工程序發生變化時,只需要修改PLC的程序就可以進行新的加工,更改較方便,有助於提升機床的應用。由於具有通信功能,採用可編程式控制制器進行機床改造後,可以與其他智能設備聯網通信,在今後的進一步技術改造升級中,可根據需要聯入工廠自動化網路中。
2 改造過程、步驟及應用實例(1) 深入了解原有機床的工作過程,分析整理其控制的基本方式、完成的動作時序和條件關系,以及相關的保護和聯鎖控制,盡可能地與實際操作人員充分交流,了解是否需要對現有機床的控制操作加以改進,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在後續的設計中予以實現。(2) 根據分析整理的結果,確定所需要的用戶輸入P輸出設備。由於是對舊機床的改造,在保證完成工藝要求的前提下,最大限度地使用原有機床的輸入P輸出設備,如: 按鈕、行程開關、接觸器、電磁閥等,以降低改造成本。(3) PLC 機型選擇。根據輸入P輸出設備的數量與類型,確定所需的IPO 點數。確定IPO 點數時,應留有20 %左右的裕量,以適應今後的生產工藝變化,為系統改造留有餘地。由IPO 點數,利用一條經驗公式:總內存字數= (開關量輸入點數+ 開關量輸出點數) ×10 + 模擬量點數×150來估算內存容量。在估算出內存字數後,再留25 %的裕量。據此,選擇合適的機型。(4) 設計並編制IPO 分配表,繪制IPO 接線圖。應注意到:同類型的輸入點或輸出點應盡量集中在一起,連續分配。(5) 進行程序設計。可借鑒機床原有繼電器控制電路圖,加以修改和完善。完成程序設計後,應進行模擬調試。(6) 模擬調試後,進行現場系統調試。調試中出現的問題逐一排除,直至調試成功。最後還應進行技術資料整理、歸檔。圖1 IPO 接線圖下面是對某鋸片切割機的數控改造過程,機床的各控制過程如下:(1) 主軸電機的控制。起動,停止;(2) 進給電機控制。工作台縱向進給到與鋸片相切的位置,之後工作台橫向快速進給鋸片,完成後工作台慢速移動後退,其間鋸片主工作台變速旋轉一個鋸齒的角度,兩運動同時進行插補出一個鋸齒圓弧;(3) 冷卻泵電機的起動控制以及相關的保護、聯鎖控制,工作台的各運動方向的超程保護,各運動方向的聯鎖控制等。確定所需的用戶輸入P輸出設備。根據設備的硬體條件分析出,面板上有6 個按鈕需佔6 個數字輸入口,一個BCD 撥碼開關佔用4 個輸入口,一條直線光柵尺佔用3 個輸入口,一個三位狀態旋鈕佔2 個輸入口,執行元件為3 個步進電機和2 個非同步電機,其中3 個步進電機共需8 個數字輸出口,砂輪主電機和冷卻泵各需1 個輸出口,報警指示燈和上電指示燈各需1 個輸出口。為保證安全起見,熱繼電器不接入輸入端,而直接接在PLC 的輸出端;合計輸入點數15 點,輸出點數12 點。考慮到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 點數要在30 個點以上。因此,選用西門子公司S7 - 200 系列226 型號的PLC ,其輸入點數24 點,輸出點數16 點, IPO 總點數40 點;編制IPO 分配表(見表1) ,繪制IPO 接線圖(見圖1) ;藉助機床原有的繼電器控制電路圖,進行程序設計,編寫STL 結構化程序語言;模擬調試及現場系統調試,完成技術資料的歸檔。表1 IPO 分配表輸入輸出I0. 0 BCD 撥碼開關1 位Q0. 0 W軸CP 端I0. 1 BCD 撥碼開關2 位Q0. 1 X軸PY軸CP 端I0. 2 BCD 撥碼開關3 位Q0. 2 W軸DIR 端I0. 3 BCD 撥碼開關4 位Q0. 3 W軸FREE 端I0. 4 啟動Q0. 4 X軸DIR 端I0. 5 暫停Q0. 5 X軸FREE 端I0. 6 光柵尺A 相輸入Q0. 6 Y軸DIR 端I0. 7 光柵尺B 相輸入Q0. 7 Y軸FREE 端I1. 0 光柵尺Z相復位Q1. 0 主電機繼電器I1. 1 鋸片直徑輸入確定Q1. 1 冷卻泵繼電器I1. 2 砂輪直徑輸入確定Q1. 2 報警指示燈I1. 3 三位狀態旋鈕輸入1 Q1. 3 上電指示燈I1. 4 三位狀態旋鈕輸入2I1. 5 冷卻泵啟動I1. 6 急停3 改造後效果可實現加工的柔性自動化,效率比傳統鋸片機提高5～6 倍。加工的鋸齒精度高,尺寸分散度小,提高了鋸齒的強度。擁有自動報警、自動監控、補償等多種自我調節功能,可實現長時間無人看管加工。由於鋸片採用的是某新型合金鋼,齒磨損後修補的成本很高,採用該鋸片機以後,為工廠節省了可觀的維修成本,真正提高了工廠的效益。4 結語利用PLC 對傳統機床進行數控化改造,能夠有效地解決復雜、精密和小批多變的零件加工問題,滿足高質量、高效益和多品種、小批量的柔性生產方式的要求,適應各種機械產品迅速更新換代的需要,同時為企業節省了大量的設備改造成本,提高了企業的經濟效益和社會效益,提升了企業的產品競爭力,使企業更容易在競爭激烈的市場環境里生存與發展。參考文獻:[1 ]陳立定. 電氣控制與可編程式控制制器[M] . 廣州:華南理工大學出版社,2001.[2 ]張新義. 經濟型數控機床系統設計[M] . 北京:機械工業出版社,1994.作者簡介: 邵曉嵬(1981 - ) ,河北邯鄲人,河北科技大學研究生,研究方向為機電一體化,電話:0310 - 5368092.

基於網路的數控機床遠程管理
汪惠芬, 劉婷婷, 張友良(南京理工大學機械工程學院, 江蘇南京210094)
摘要: 網路化製造是21世紀的主要生產模式, 採用網路技術來管理數控機床也就成為必然。本文在分析數控機床聯網及遠程管理的需求基礎上, 提出一種基於TCP / IP的、能夠與企業其它信息管理系統實現無縫集成的數控機床聯網及遠程管理系統方案, 詳細介紹該系統的結構和功能, 並給出了應用實例。
關鍵詞: 網路化製造; 數控機床; 遠程管理中圖分類號: TG659 文獻標識碼: A
文章編號: 1001 - 3881 (2007) 10 - 070 - 4RemoteManagemen t of NC Mach ine Tool Ba sed on NetworkWANG Huifen, L IU Tingting, ZHANG Youliang( School ofMechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)Abstract: Networked manufacturing ismain manufacturing paradigm in 21 st century, so that it is necessary trend to manage NCmachine tool based on network. Based on the analysis of requirements for networking and remote management of NC machine tools,TCP / IP2based networking scheme and remote management system that can be integrated with other information management systems inenterp rise forNC machine toolswas put forward. Then architecture and main functions of this system was discussed. An examp le ofapp lication was introced.Keywords: Networked manufacturing; NC machine tool; Remote management0
引言網路化製造是21 世紀製造業的主要生產模式,網路化設計製造系統是一種由多種、異構、分布式的製造資源, 以一定互聯方式, 利用計算機網路組成的、開放式的、多平台的、相互協作的、能及時靈活地響應市場需求變化的系統。其特點是在組織上的動態聯盟, 其目標是將現有的各種在地理位置上或邏輯上分布的製造系統連接到計算機網路中, 以提高各單位間的信息交流與合作能力, 進而實現各種資源的共享, 快速地設計和製造產品, 響應市場的需要。它是21世紀製造企業縮短產品開發周期、改善產品質量、降低產品成本, 增強企業的競爭能力的主要技術措施[ 1 - 3 ]。數控機床與計算機通信是實現製造設備集成控制和管理的基礎和必要條件, 也是實現網路化製造的關鍵之一。隨著數控技術使用的不斷深入, 計算機技術、網路技術的不斷發展, 企業數控機床的數量越來越多, 而傳統的單機管理模式因技術手段落後、生產效率低、管理與維護費用高昂等弊端已不能適應企業發展的需要, 採用網路技術來管理數控機床也就成為必然[ 4 ]。數控機床網路DNC技術在我國經過二十多年的發展, 也經歷了從紙帶到單機, 再到簡單網路,最後發展成為高級網路的艱難歷程。紙帶方式已經基本完全拋棄; 在機床數量較少時, 有些用戶還在使用單機通訊模式; 當機床數量發展到一定數量時, 機床用戶一般都採用了網路DNC的方式[ 5 ]。我國數控機床的網路DNC目前主要存在著兩種結構: 一種是採用單台計算機對應單台機床的方式, 這些計算機再通過區域網聯結; 另一種是採用單台計算機對應多台機床的方式, 其中大部分是基於RS2232串口通訊或基於國外的通訊軟體產品[ 6 - 10 ] , 也有部分基於TCP / IP的國產軟體[ 11 - 13 ]。但是, 隨著市場經濟和企業信息化的發展, 企業使用了多種信息管理系統, 如ERP、PDM、MES、CAD /CAPP /CAM 等, 各種系統之間還必須考慮信息共享, 以避免信息化孤島, 因此, 使用集成式DNC技術對數控設備群進行管理勢在必行。本文在分析數控機床聯網及遠程管理的需求基礎上, 提出一種基於TCP / IP的、能夠與企業其它信息管理系統實現無縫集成的數控機床聯網及遠程管理系統方案, 並詳細介紹了該系統的實現技術及應用實例。
1 數控機床遠程管理系統結構111 系統需求分析目前, 在實施網路化製造的進程中, 越來越多的企業逐步實施了企業信息化工程, 單機作業的數控機床成為制約企業快速響應市場的瓶頸, 為了更好地滿足生產發展的需求, 迫切需要將企業的數控機床進行聯網改造, 實現信息系統對數控機床的遠程管理以及車間生產任務的實時調度。數控機床遠程管理系統的設計需要滿足以下要求:(1) 開放性。隨著新技術的發展, 系統應具有可擴展性和可裁剪性, 易於增加和更新系統的功能,系統的配置應具有良好的通用性、兼容性、可移植性和互操作性。(2) 靈活性。系統支持多操作系統(Windows98 /NT 410 /2000) , 應適應控制器類型、設備數量、任務

『貳』 什麼是裕量

抗擾度裕量 immunity margin
裝置、設備或系統的抗擾度限值與電磁兼容電平之間的差值。

『叄』 我剛開始從事壓力容器製造不知道要了解哪些有哪位前輩告訴我啊

第一章 壓力容器基本知識
壓力容器是工業生產過程中不可缺少的一種設備。隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，壓力容器的使用越來越廣泛，它不僅用於工農業、科研、國防、醫療衛生和文教體育等國民經濟各部門，而且已深人到幹家萬戶之中。壓力容器不僅數量多，增長速度快，而且類型復雜，發生事故的可能性較大。作為壓力容器操作人員，保證壓力容器安全運行是自己應盡的職責。為了幫助操作人員提高理論知識和實際操作水平，本章將較詳細地講解一些與壓力容器有關的基本知識。
第一節 壓力容器簡介
一、壓力
我們把垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。當人們在爛泥路上步行時，兩腳常會陷得很深，如果在路面上鋪一塊木板，人從木板上走，兩腳就不會下陷。由此可見，是否會陷入路面不僅與路面承受的壓力大小有關而且與受力的面積有關。因此應以單位面積上所受到的壓力來進行比較。我們把單位面積上承受的力叫做壓強。若用P表示壓強；屍表示壓力；J表示受力面積。則：
P(壓強)=F(壓力)／S(受力面積) (1—1)
力的單位用「N(牛頓)」表示；面積的單位用「m2」和「cm2」表示。壓強的法定計量單位是「帕斯卡」，簡稱「帕」，用「h」表示。l帕斯卡：1牛頓／米』，即1h二1N／m2。它與以往所用壓強單位"kglTem2」的換算關系為：
lkWrm2二10000kgr／m2二9．8x104h
從上述分析可知，壓力與壓強是兩個概念不同的物理量，但在壓力容器上或一般工程技術上，人們習慣於將壓強稱為壓力。因此，在未加說明時，本書中以後所說的壓力實際上就是壓強。
(一)大氣壓力
地球表面被一層很厚的大氣包裹著。大氣受地心的吸引產生重力，所以包圍在地球外面的大氣層對地球表面及其上的物體便產生了大氣壓力，即所謂大氣壓。大氣層越厚，壓力就越大；反之就越小。所以大氣壓力不是恆定不變的，高山上的大氣壓就比海平面上的小。為了使計算有個統一基點，以往我們將海平面上的大氣壓1．033kzf／cm2(相當於0．1MPa，MPa讀作兆帕，1兆：1百萬)，或760毫米汞柱稱為1個標准大氣壓，或——個物理大氣壓。
工程上為了計算方便，把「gr／em2(0．098MPa)的壓力稱為1個工程大氣壓。它與標准大氣壓之間的換算關系為：
第1頁 1工程大氣壓=0．968標准大氣壓=735．6mlh
如果以水柱高度來計算壓力時，其換算關系為：
1kWm2(9．8Pa)；1mmH20
1kgf／em2(0．098MPa)：1000011llllI~120二lOmilo
(二)絕對壓力、表壓力與負壓力
容器內介質(液體或氣體)的壓力高於大氣壓時，介質處於正壓狀態；如低於大氣壓時，則介質處於負壓狀態。容器內的實際壓力稱為絕對壓力，用符號·Pa"表示。
當容器內介質的壓力等於大氣壓力時，壓力表的指針指在零位(圖l—1(a))。或u形管壓力表內的液面高度相等(圖1-2(a))。
當容器內介質的壓力大於大氣壓力時，壓力表的指針才會轉動，表上才有讀數(圖1—1(b))。或u形管壓力表的液面被容器內介質壓向通大氣的一端，形成液柱差"(圖1-2(b))。此時壓力表的讀數或液柱差打的壓力值就是容器內介質壓力超出大氣壓力的部分，即表壓力，簡稱表壓。
當容器內介質的壓力低於外界大氣壓力時，則u形管壓力表的液面被大氣壓力壓向與容器相連的一端，形成液柱差廳／(圖1—2(c))，廳f的壓力值即為介質的壓力低於大氣壓力的部分，稱為負壓力或真空，簡稱負壓。

二、壓力容器的定義
所謂容器，通常的說法是：由曲面構成用於盛裝物料的空間構件。通俗地講，就是化工、煉油、醫葯、食品等生產所用的各種設備外部的殼體都屬於容器。不言而喻，所有承受壓力的密閉容器稱為壓力容器，或者稱為受壓容器。
第二章 壓力容器結構
第一節 壓力容器的基本構成
壓力容器的結構型式是多種多樣的，它是根據容器的作用、工藝要求、加工設備和製造方法等因素確定的。圖2—1、圖2—2所示分別是常見的圓筒形容器和球形容器。

從圖可知，容器的結構是由隨壓力的殼體、連接件、密封元件和支座等主要部件組成的。此外，作為一種生產工藝設備，有些壓力容鋁，如用於化學反應、傳熱、分離等工藝過程的壓力容器，其殼體內部還裝有工藝所要求的內件。對此，本書不作專門介紹，而只介紹壓力容器的其他部件。
一、殼體
殼體是壓力容器最主要的組成部分，是儲存物料或完成化學反應所需要的壓力空間，其形狀有圓筒形、球形、錐形和組合形等數種，但最常用的是圓筒形和球形兩種。
(一)圓筒形殼體
其形狀特點是軸對稱，圓筒體是一個平滑的曲面，應力分布比較均勻，承載能力較高，且易於製造，便於
第15頁內件的設置和裝拆，因而獲得廣泛的應用。圓筒形殼體由一個圓柱形的筒體和兩端的封頭或端蓋組成。
1．筒體
簡體直徑較小時(一般《5加一)，可用無縫鋼管製作；直徑較大時，可用鋼板在卷板機上先捲成圓筒，然後焊接而成。隨著容器直徑的增大，鋼板需要拼接，因而簡體的縱焊縫條數增多。當殼體較長時，因受鋼板尺寸的限制，需將兩個或兩個以上的筒體(此時每個簡體稱為筒節)組焊成所需長度的簡體。為便於成批生產，筒體直徑的次小已標准化，可按表2—1、表2—2中所示的公稱直徑選用(帶括弧的尺寸應盡量不採用)。對焊接簡體，表中公稱直徑(D。)指它的內徑；而用無縫鋼管製作的筒體，表中公稱直徑則是指它的外徑。

圓柱形筒體按其結構又可分為整體式和組合式兩大類，其結構特點和應用范圍見本章第二節。
2．封頭與端蓋
凡與筒體焊接連接而不可拆的，稱為封頭(圖2—1中的1l、14)；與簡體以法蘭等連接而可拆的則稱為端蓋(圖2—1中的3)。根據幾何形狀不同，封頭可分為半球形、橢圓形、碟形、有折邊錐形、無折邊錐形和平板形頭(亦稱平蓋)等數種。對於組裝後不再需要開啟的容器，如無內件或雖有內件而不需要更換、檢修的容器，封頭和簡體採用焊接連接形式，能有效地保證密封，且節省鋼材和減少製造加工量。對需要開啟的容器，封頭(端蓋)和簡體的連接應採用可拆式的，此時在封頭和筒體之間必須裝置密封件。
各類封頭的特點和應用范圍詳見本章第三節。
(二)球形殼體
容器殼體呈球形，又稱球罐。其形狀特點呈中心對稱，具有以下優點：受力均勻；在相同的壁厚條件下，球形殼體的承載能力最高，即在同樣的內壓下，球形殼體所需要的壁厚最薄，僅為同直徑、同材料圓筒形殼體壁厚的1／2(不訓-腐蝕裕度)；在相同容積條件下，球形殼體的表面積最小。殼壁薄和表面積小，製造時可以節省鋼材，如製造容積相同的容
第三章 安全附件
安全閥、爆破片、壓力表、液位計、溫度計等是壓力容器的主要安全附件，這些安全附件的靈敏可靠是壓力容器安全工作的重要保證。
第一節安全閥
安全閥是壓力容器上最常用的安全泄壓裝置。它通過閥的自動開啟排出介質來降低容器內的過高壓力。其優點是：只排出壓力容器內高於規定值的部分壓力，當容器內的壓力降到正常壓力值時則自動關閉，使壓力容器和安全閥重新工作，從而不會使壓力容器一旦超壓就得把全部介質排出而造成浪費和生產中斷；安全閥的結構特點使其安裝和調整比較容易。它的缺點是密封性較差，即使是比較好的安全閥其在正常的工作壓力作用下也難免會輕微地泄漏；由於彈簧等慣性作用，閥門的開啟有滯後現象，因而泄壓反應較慢；當介質不潔凈時，閥芯和閥座會粘連，使安全閥達到開啟壓力而打不開或使安全閥不嚴密，沒達到開啟壓力就已泄露。同時，安全閥對壓力容器的介質有選擇性，它適用於比較潔凈的如空氣、水蒸氣、水等，不宜用於有毒性的介質，更不適用於有可能發生劇烈化學反應而使容器壓力急劇升高的介質。
一、安全閥工作原理
安全閥主要由三部分組成：閥座、閥瓣和載入機構。閥座和座體有的是一個整體，有的組裝在一起，與容器連通。閥瓣通常連帶有閥桿，緊扣在閥座上。閥瓣上面是載入機構，用來調節載荷的大小。當容器內的壓力在規定的工作壓力范圍之內時，器內介質作用於閥瓣上的壓力小於載入機構施加在它上面的力，兩者之差構成閥瓣與閥座之間的密封力，使閥瓣緊壓著閥座，容器內氣體無法排出；當器內壓力超過規定的工作壓力並達到安全閥的開啟壓力時，介質作用於閥瓣的力大於載入機構加在它上面的力，於是閥瓣離開閥座，安全閥開啟，容器內氣體通過閥座排出。如果容器的安全泄放量小於安全閥的排量，器內壓力逐漸下降，很快降回到正常工作壓力，此時介質作用於閥瓣上的力又小於載入機構施加在它上面的力，閥瓣又緊壓閥座，氣體停止排出，容器保持正常的工作壓力繼續工作。安全閥通過作用在閥瓣上的兩個力的不平衡作用，使其啟閉，以達到自動控制壓力容器超壓的目的。
二、安全閥的類型
(一)按載入機構分類
1．重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力，其結構如圖3—1所
第40頁示，通過調整重錘在杠桿上的位置或改變重錘的質量來調整校正安全閥的開啟壓力。
重錘式安全閥的特點是結構簡單、調整容易且比較准確、所載入荷不會隨閥瓣的升高而顯著增大、動作與性能不太受高溫的影響，但其結構比較笨重，重錘與閥體的尺寸不相稱、閥的密封性能對震動較敏感、閥瓣回座時容易偏斜，回座壓力比較低，有的甚至要降到正常工作壓力的70％才能保持密封，這對壓力容器的持續正常運行是不利的。重錘杠桿式安全閥宜用於高溫場合下，特別是鍋爐和高溫容器上。
2．彈簧式安全閥
彈簧式安全閥是利用彈簧被壓縮的彈力宋平衡作用在閥瓣上的力，其結構如圖3—2所示，通過調整螺母來調整安全閥的開啟(整定)壓力。

彈簧式安全閥的特點是結構輕便緊湊、靈敏度比較高、安置方位不受限制、對震動不敏感，但其所加的載荷會隨著閥的開啟而發生變化、閥上的彈簧會由於長期受高溫的影響而彈力減低。宜用於移動設備和介質壓力脈動的固定式設備。
(二)按閥瓣開啟高度分類
根據閥瓣開啟高度的不同，安全閥分為全啟式和微啟式。
1．全啟式安全閥
如圖3—3所示，安全閥開啟時閥瓣開啟高度A》d／4(d為流道最小直徑)。閥瓣開啟高度已經使其簾面積(閥瓣升起時，在其密封面之間形成的圓柱或圓錐形通道面積)大於或等於流道面積(閥進口端到密封面間流道的最小截面積)。為增加閥瓣的開啟高度，裝設上、下調節圈。裝在閥瓣外面的上調節圈和閥座上的下調節圈在密封面周圍形成一個很窄的縫隙，當開啟高度不大時，氣流兩次沖擊閥瓣，使它繼續升高，開啟高度增大後，上調節圈又迫使氣流方向轉彎向下，反作用力使閥瓣進一步開啟。這種形式的安全閥靈敏度較高，調節圈位置很難調節適當。近年來製造的全啟式安全閥普遍採用反沖盤的結構，與閥瓣活動連接。
2．微啟式安全閥
閥瓣開啟高度很小，A；(1／40-1／20)d。為了增加閥瓣開啟高度，一般在閥座上裝
第四章 壓力容器的使用管理
第一節 壓力容器的技術檔案
技術檔案是壓力容器從設計、製造、使用和檢修全過程的文字記載，它向人們提供各過程的具體情況，通過它可以使壓力容器的管理部門和操作人員全面掌握設備的技術狀況，了解其運行規律。完整的技術檔案是正確合理使用壓力容器的主要依據。因此，建立壓力容器的技術檔案是安全技術管理工作的一個重要基礎工作。壓力容器應逐台建立技術檔案，技術檔案應包括壓力容器的原始技術資料、容器使用情況記錄資料和容器安全附件技術資料等。
一、壓力容器的原始技術資料
壓力容器的原始技術資料包括壓力容器的設計資料及壓力容器的製造和安裝文件與資料。
(一)壓力容器的設計文件
壓力容器的設計文件，包括設計圖樣、技術條件、強度計算書，必要時還應包括設計或安裝、使用說明書。
(1)壓力容器的設計單位，應向壓力容器的使用單位或壓力容器的製造單位提供設汁說明書、設計圖樣和技術條件。
(2)用戶需要時，壓力容器設計或製造單位還應向壓力容器的使用單位提供安裝、使用說明書。
(3)對移動壓力容器、高壓容器、第三類中壓反應容器和儲存容器，設計單位應向使用單位提供強度計算書。
(4)按JB4732設計時，設計單位應向使用單位提供應力分析報告。
強度計算書的內容，至少應包括：設計條件、所用規范和標准、材料、腐蝕裕量、計算厚度、名義厚度、計算應力等。
裝設安全閥、爆破片裝置的壓力容器，設計單位應向使用單位提供壓力容器安全泄放量、安全閥排量和爆破片泄放面積的計算書。無法計算時，應徵求使用單位意見，協商選用安全泄放裝置。
在工藝參數、所用材料、製造技術、熱處理、檢驗等方面有特殊要求的，應在合同中註明。
(二)壓力容器製造單位應向用戶提供的技術文件和資料
壓力容器出廠時，製造單位應向用戶至少提供以下技術文件和資料：
(1)竣工圖樣。竣工圖樣卜應有設計單位資格印章(復印章無效)。若製造中發生了材料代用、無損檢測方法改變、加工尺寸變更等，製造單位應按照設計修改通知單的要求
第60頁在竣工圖樣上直接註明。標注處應有修改人和審核人的簽字及修改日期。竣工圖樣上應加蓋竣工圖章，竣工圖章上應有製造單位名稱、製造許可證編號和「竣工圖」字樣。
(2)產品質量證明書及產品銘牌的拓印件。
(3)壓力容器產品安全質量監督檢驗匪書(未實施監檢的產品除外)。
(4)移動式壓力容器還應提供產品使用說明書(含安全附件使用說明書)、隨車工具及安全附件清單、底盤使用說明書等。
(5)本節一(一)中要求提供的強度計算書。
壓力容器受壓元件(封頭、鍛件等)的製造單位，應按照受壓元件產品質量證明書的有關內容，分別向壓力容器製造單位和壓力容器用戶提供受壓元件的質量證明書。
二、容器使用情況記錄資料
容器投入使用後，應按時記錄使用情況並存人容器技術檔案內。使用情況記錄包括運行情況記錄和檢驗修理記錄。
(一)容器運行情況記錄
容器運行情況記錄中主要圮人容器開始使用日期、每次開車和停車時期；實際操作壓力、操作溫度及其波動范圍和次數。操作條件變更時，應記下變更日期及變更後的實際操作條件。還應存入有關事故的記錄資料和處理報告。
(二)容器檢驗和修理記錄
容器檢驗和修理記錄中主要記人檢驗或修理日期、內容；檢驗中所發現的缺陷及缺陷消除情況和檢驗結論；容器耐壓試驗情況及試驗評定結論；容器受壓元件的修理或更換情況等。
壓力容器使用情況記錄由容器專管人員定期或每次開、停車檢驗時如實填記。若容器調出原使用單位，應將容器技術檔案，包括原始技術資料和使用情況記錄資料，隨同容器一並移交新使用單位。
三、安全裝置技術資料
這類資料主要包括安裝技術說明書和安全裝置的檢驗或更換記錄資料。
(一)安全裝置技術說明書
技術說明書中應有安全裝置的名稱、形式、規格、結構圖、技術條件及裝置的適用范圍等。技術說明書由安全裝置製造單位提供。
(二)安全裝置檢驗或更換記錄
內容包括裝置檢驗校正日期、試驗或調整結果、下次校驗日期、更換日期和更換記錄等。校驗或更換資料由容器專管人員如實填寫。
第二節 壓力容器的使用登記
壓力容器的使用單位，在壓力容器投入使用前，應按《壓力容器使用登記管理規則》的要求，到安全監察機構或授權的部門逐台辦理使用登記手續，取得使用證，才能將容器投

『肆』 設計裕量是什麼意思

裕量是針對某個指標而言的，比如耐腐蝕裕量、機械加工裕量等等。就是設備的某個指標的設計最高限值和正常工作限值之間的差值。比如你一頓飯吃3個饅頭正好，吃7個就送醫院，那麼你飯量的裕量就是4個饅頭。明白？

『伍』 超導托卡馬克的「HT-7U超導托卡馬克裝置建設」介紹

HT- 7U超導托卡馬克以其具有低溫超導的縱場磁體系統和極向場超導磁體系統而受到國內外聚變界的廣泛關注。我們等離子體物理研究所的全體員工為我們所能承擔這樣一個國家級的重大科學研究工程項目而感到無比榮幸，為使我所廣大科研人員特別是未能直接承擔這個科研任務的同志們能較為全面的了解該科研項目的情況，進而也為完成該項目獻計獻策，特在此簡要介紹有關該項目的立項、預研、設計等情況。我們非常歡迎所內外的廣大科研人員都來關心、關注HT-7U工程項目的設計和建造，為順利完成這一重大科學工程項目而努力。 近年來，我國的核聚變研究伴隨著全面改革開放和國家的綜合國力的增強從而對科學技術研究及教育投入的逐步增加而得到長足的發展，多年來陸續建成的一批核聚變實驗研究裝置都取得了極好的實驗研究成果。其中建在我所的HT-7超導托卡馬克尤其以其具有低溫超導縱場磁體系統而倍受國內外聚變界的關注。為了更進一步發展、推進我國的聚變科學研究事業，探索非圓、大拉長截面、穩態的等離子體實驗控制技術，更深入研究全低溫超導托卡馬克實驗裝置的設計、建造和實驗技術，從而全面掌握托卡馬克類核聚變實驗裝置各種技術，我所在HT-7投入運行並取得良好實驗結果的同時，適時提出建造HT-7的升級裝置「HT-7U全超導托卡馬克裝置」的計劃。所謂全超導意為構成托卡馬克裝置的全部縱場系統和極向場系統都採用低溫超導磁體組成。這個計劃得到了世界聚變科學研究專家們的極大支持，我所為該計劃的順利實現作了大量的先期預研和設計計算工作。
下面簡要回顧一下HT-7U全超導托卡馬克裝置的立項歷程：
1993年10月，以歐共體聚變部名譽主任帕侖布教授為首的來自國際上各大核聚變實驗室的12位著名聚變科學家，對我所當時正在建設的HT-7超導托卡馬克裝置和中國科學院等離子體所的聚變研究發展戰略進行了評議。這是我所第一次提出分三階段實施聚變科學研究的計劃。
1994年底，科學院基礎局邀請了6位兩院院士和8位專家在合肥召開了「HT-7U超導托卡馬克計劃座談會」，這是HT-7U計劃首次較正式提出。
1996年初，部分兩院院士在京西賓館對「九五」國家重大科學工程項目進行初步評估，HT-7U裝置建設第一次得到國家級專家的贊同並被列入前十位項目中。
1997年6月，國家科技領導小組批准中國科學院關於「HT-7U大科學工程項目立項」的申請，該項目正式進入國家重大科學工程項目的立項操作程序。
1997年10月，由國家計委委託中國科學院主持召開「HT-7U工程項目建議書專家評估會」；該項目的建設方案和計劃獲得與會專家的好評。
1998年4月，正式通過國家計劃發展委員會委託中國國際工程咨詢公司主持召開的「HT-7U工程項目建議書專家評估會」的評估論證，這表明該項目的科學目標和技術參數及方案都得到專家們的贊許。
1998年7月，國家發展計劃委員會正式批復「HT-7U工程項目建議書」（批文中同意「由中科院等離子體所承擔建設」，「具有超導縱場和極向場線圈，具有D形非圓截面，包括托卡馬克、低溫致冷等9個子系統」。批文規定「在2003年6月完成建設工作並進行鑒定驗收。項目總投資控制在1.65億元」）
1998年10月，HT-7U工程項目可行性研究報告在北京獲得中國科學院基建局主持的專家評估會一致通過，至此，該項目的設計方案和工程經費基本確定，國家發展計劃委員會和財政部依此撥出專項經費。 受控熱核聚變的實驗和研究，經過50多年核聚變界科學家們的不懈努力，終於在常規Tokamak類型的裝置上取得了突破性的進展。但是按照常規托卡馬克裝置建堆，不僅體積大、效率低，而且是脈沖運行。但是，一個經濟實用的商用堆必須是高效、緊湊和穩態運行的。超導托卡馬克正是在這一點有著極大的優勢，即可以穩態運行。如果在超導托卡馬克上實現了穩態運行又在穩態運行條件下大大改善了約束，則將為未來穩態、先進聚變反應堆奠定工程技術和物理基礎，意義十分重大。
HT-7U不僅是一個全超導托卡馬克而且具有會改善等離子體約束狀況的大拉長非圓截面的等離子體位形，它的建成將使我國在2003年左右成為世界上少數幾個擁有這種類型超導托卡馬克裝置的國家，從而使我國磁約束核聚變研究進入世界前沿。在裝置建成後的10~15年期間，能在裝置上對建造穩態先進的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究。HT- 7U的建成將使中國在人類開發清潔而又無限的核聚變能的領域內做出自己應有的重大貢獻。因此，HT-7U的建造具有十分重大的科學意義。
本項國家級重大科學工程的主要工程目標是必須建設：
可穩態運行的超導托卡馬克HT-7U裝置主機，該實驗裝置應達到如下主要設計參數：
超導縱場場強BT = 3.5T
等離子體大半徑R = 1.78m
等離子體小半徑a = 0.4m
等離子體拉長比K = b/a = 1.6 ~ 2
加熱場最大磁通變化能力△Φ = (8-10)V-S
等離子體電流IP = 1 MA
可穩態運行的低混雜波驅動等離子體電流系統（LHCD），該系統主要工程參數應達到：
總 功 率 P = 3.5 MW
工作頻率 f0 = 2.45 GHz，3.7 GHz
可連續運行的離子迴旋波加熱系統(ECRF)，該系統主要工程參數應達到：
總 功 率 P = 3 ~ 3.5 MW
工作頻率 f0 = 30 ~ 110 MHz
可保證HT-7U基本運行和實驗的其它工程系統：如低溫、診斷、電源、真空、計算機控制、數據採集和處理、水冷系統等，這些子系統的也都毫無疑問必須滿足HT- 7U超導托卡馬克裝置穩態運行的要求。
HT-7U不是一個聚變堆，它是針對目前建造托卡馬克核聚變堆尚存在的前沿性物理問題，進行探索性的實驗研究，為未來穩態、安全、高效的先進商業聚變堆提供物理和工程技術基礎。 HT-7U項目的最高管理機構是由中國科學院任命的「HT- 7U項目管理委員會」，中國科學院副院長白春禮任管委會主任，安徽省常務副省長汪洋任副主任，組成人員有中國科學院秘書長竺玄、副秘書長錢文藻、計財局長顧文琪、基建局長薛鍾靈、基礎局長金鐸和合肥分院院長王紹虎以及國家發展計劃委員會一人、科學技術部一人。
HT-7U項目完全按照國家基建項目實施總經理負責制的組織管理，中國科學院任命的工程指揮部組成人員如下：
萬元熙為項目總經理（項目法人），翁佩德、謝紀康、李建剛任副總經理，
翁佩德兼任總工程師；
王孔嘉任總經濟師；
高大明任總工藝師。
中國科學院還任命了HT-7U項目科技委員會的組成人員，趙仁愷院士任科技委員會主任，徐至展院士、嚴陸光院士和石秉仁研究員任任副主任，組成人員有阮可強院士、賀賢土院士、趙凱華教授、余昌旋教授、舒炎泰教授、陸全康教授和我所的邱勵儉研究員。
為便於切實抓緊、抓好HT-7U項目的建設工作和有關改項目的各項管理工作，所領導決定：
1、設立HT-7U項目總經理辦公會來協調、決定有關HT-7U項目的重大管理方面的決策；
2、成立HT-7U工程總體組(副總工程師、副總工藝師、副總經濟師等組成）；任命了各分項技術負責人，設立由以上人員組成的總工程師辦公會議來研究、解決HT-7U工程建設中的有關設計方案和實施方案方面的重要技術問題；還設立了依邱勵儉為首王紹華、季幼章、許家治等參加的工程顧問組。
工程總體組及各分項技術負責人如下：
副總工程師： 武松濤（主機設計)
畢延芳(低溫系統、超導導體)
高秉鈞 (超導實驗)
李建剛（第一壁及真空系統）
劉正之（電源及控制）
副總工藝師： 王永誠、 孫世洪
副總經濟師： 黃貴、 薑桂萍
總控制、數采及處理系統 羅家融
真空抽充氣及加料、第一壁處理等 辜學茂
水冷系統（包括去離子水冷卻系統） 張祥勤
電網設計及供電系統 孫世洪、周士國
診斷系統 萬寶年
基建（包括冷、暖） 孫世洪
環保分析及安全監控 吳宜燦
LHCD系統 匡光力
ICRH系統 趙燕平
ECRH系統 劉保華
我所目前已介入HT-7U項目建設工作的科研人員大約有近200人，主要有一室和三室的全部人員，二室、五室、六室、七室、八室、十室、十一室、技術中心和研製中心以及管理部門的部分人員。
目前，HT-7U項目的所有設計人員都實行嚴格的崗位責任制，發放崗績津貼，全所上下都對於HT-7U項目的設計和研製傾注了滿腔熱情，提供了各方面的支持。 在所領導和HT-7U工程指揮部的強有力的領導下，在所有參加HT-7U項目的設計和預研工作的同志們的共同努力下（其中也包括有所外的有關工廠和研究部門的大力協作），HT-7U項目的工程設計和預研已經取得了多方面的進展，我們在此簡要介紹如下：
1、HT-7U裝置超導磁體所使用的CICC超導導體的研製取得了重大進展，裝置設計室在合肥電纜廠和西北有色金屬研究院等工業部門的協作下，順利研製出一根長度為200米的模擬CICC導體和兩根總長為600米的全尺寸CICC超導導體，這是我國第一次研製出大電流的低溫超導導體，繼以上的包管焊管製造CICC超導導體後，裝置設計室又在合肥電纜廠和所研製中心的協作下，順利研製出穿管製作的CICC超導導體，這為降低CICC超導導體的造價和減小製造的技術難度起到了決定性的作用。
2、所研製中心已經成功地研製出專用於HT- 7U裝置CICC超導導體繞制的繞線機，並且已經使用該繞線機和模擬CICC導體繞制出2:3尺寸的D形縱場模擬雙餅工藝試驗磁體，這標志著我所研製中心具備了繞制具有較高精度的復雜D形磁體的加工能力。
3、裝置主機設計方案初步完成，其中超導縱場系統已經按兩種超導導體的方案進行了技術方案設計，即基於採用美國SSC電纜的浸泡式超導磁體方案和基於CICC導體的迫流內冷超導磁體方案；極向場電磁參數特別是加熱場參數的優化設計計算取得了比較好的設計計算結果；真空室、內外冷屏、外真空室以及裝置的支撐結構等方案也已初步確定，現正在進行有關的工程設計和工藝技術方面的調研、討論。
4、裝置設計室完成極向場中心螺管模擬線圈的設計，目前正在所研製中心利用自行研製的兩根總長為600米的CICC超導導體進行繞制，這將是我國的第一個大電流低溫超導磁體。
在進行並完成以上工作的同時，為確保HT-7U裝置設計既具有參數先進又穩妥可靠，有選擇地將有關的設計工作作為國際合作項目徵求國外專家的意見，其中對於裝置的總體設計參數和裝置的工程方案設計已經召開了有世界核聚變領域的著名專家參加的國際討論會。與有著豐富超導托卡馬克設計製造經驗的俄羅斯庫爾恰托夫研究院核聚變所和葉夫列莫夫所開展了較為廣泛的合作，對有關的設計計算參數、電磁場分析計算、等離子體的平衡位形設計計算、傳熱和超導移能等進行了分析校核。關於裝置的極向場物理設計和等離子體平衡位形的設計計算方面還與美國GA開展了合作，用美國的程序對HT-7U的設計計算進行了進一步的校核。
目前，除各子系統都在進行緊張的擴大初步設計外，有關的研製工作也在緊張進行中。主要有：
1、通過國際合作，對已經研製出的CICC超導導體進行超導性能方面的綜合測試試驗，以便為CICC超導導體的最終設計提高必要的數據，也為我們自己建立超導導體、超導磁體測試實驗室提供借鑒和經驗。該項工作今年必須完成。
2、裝置設計室完成了低溫超導試驗所必需的試驗大杜瓦的設計，目前正在進行加工製造的詢標、議標工作，今年力爭基本完成加工並進行組裝調試。
3、中心螺管模型磁體必須完成繞制、絕緣處理等全部製造工序，裝置設計室完成的大電流的CICC超導導體的接頭的研製必須在上半年完成，以便確定模型磁體所採用的超導導體接頭形式。
4、單根長度達600米的CICC超導導體穿管生產線今年完成建造，進行試制生產。
全部的裝置設計資料、參考資料、設計計算報告等技術資料都已經在總師辦歸檔保存，已經可以從網路上查閱資料名稱，也可以很方便地去總師辦借閱。有關項目的文件和技術合同、合作協議類資料在項目辦公室保存。 承擔「HT-7U超導托卡馬克裝置建設」項目是對我所的核聚變實驗裝置工程設計能力和技術加工能力以及超導托卡馬克裝置運行實驗的檢驗和挑戰，應該看到盡管我所有著一定的托卡馬克設計、製造、運行和控制的經驗，但對於HT-7U超導托卡馬克裝置這樣的全超導托卡馬克裝置，非但是我們所，即便是世界上的核聚變大國(美國、西歐、日本、法國、俄羅斯等)，也都未曾有這樣的經歷和經驗，所以，可以毫不誇張地說HT-7U超導托卡馬克裝置的建成之日，也一定是我國進入世界核聚變研究大國的行列之日。
正因為如此，HT-7U超導托卡馬克裝置的設計建造以及實驗運行是必然的給我們帶來了巨大的挑戰，我們必須對此有一個清醒的認識。其中最為核心的具有挑戰性的工程技術方面的難點有：
HT-7U裝置所使用的CICC超導導體的設計、研製和試驗測試技術；
較大電流變化、較高磁場變化的超導極向場磁體的設計、製造和試驗測試及實驗運行技術；
非圓、大拉長截面、穩態的等離子體控制技術；
從HT-7U超導托卡馬克裝置建設的立項可以看出，我國的核聚變科學研究工作已經得到國家的大力支持，該項科學研究已經有著廣泛的國際合作的基礎。隨著我國綜合國力的提高，相信國家對聚變研究的支持強度肯定會不斷增加，在此基礎上，中國開發聚變能的研究一定會進入世界先進行列並為人類社會的可持續發展做出重大貢獻。
努力做好我們的工作，把HT-7U裝置早日建成，為把我國建成科技強國而奮斗,為我國的技術進步而努力。 ：
課題號
課題名
負責人
U1010000
主機設計
武松濤
U1020000
低溫系統
畢延芳
U1030000
電源系統
劉正之
U1040000
真空系統
辜學茂
U1050000
超導實驗
高秉鈞
U1060000
第一壁材料
李建剛
U1070000
環保與防護
吳宜燦
U2010000
物理設計
虞清泉
U2020000
低混雜波
匡光力
U2030000
離子迴旋波
趙燕平
U2040000
數采
羅家融
U2050000
控制
羅家融
U2060000
診斷
萬寶年
U2070000
電子迴旋波
劉保華
U3010000
高大明
U3020000
孫世洪
U3030000
孫世洪
U3040000
水冷系統
張祥勤
U3050000
高大明
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高大明
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王孔嘉
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王孔嘉
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翁佩德
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王孔嘉
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高大明
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王孔嘉

『陸』 什麼是摩爾收率.什麼事設計裕量（關於化工工藝的） 我現在實在沒有什麼財富

摩爾收率就是每摩爾原料可以獲得多少摩爾的產品.比如乙烯水化法生產乙醇,1摩爾乙烯產出了0.7摩爾的乙醇,摩爾收率就是70%.
裕量是針對某個指標而言的,比如耐腐蝕裕量、機械加工裕量等等.就是設備的某個指標的設計最高限值和正常工作限值之間的差值.比如你一頓飯吃3個饅頭正好,吃7個就送醫院,那麼你飯量的裕量就是4個饅頭.明白?

『柒』 數控機床的基本性能主要包括有哪幾方面

數控機床的主要性能指標：

一、數控機床的精度

精度是數控機床的重要技術指標之一。精度主要指加工精度、定位精度和重復定位精度。

1、定位精度和重復定位精度

定位精度是指數控機床工作台等移動部件實際運動位置與指令位置的一致程度， 其不一致的差量即為定位誤差。

定位誤差包括伺服系統、檢測系統、性進給系統等誤差，還包括移動部件導軌的幾何誤差等。定位誤差將直接影響零件加工的位置精度。

重復定位精度是指在同一台數控機床上，應用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續結果的一致程度。

重復定位精度受伺服系統特性、進給系統的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。

一般情況下，重復定位精度是成正態分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項非常重要的性能指標。

2、分度精度

分度精度是指分度工作台在分度時， 實際回轉角度與指令回轉角度的差值。 分度精度既影響零件加工部位在空間的角度位置，也影響孔系加工的同軸度等。

3、解析度與脈沖當量

解析度是指可以分辨的最小位移間隔。對測量系統而言，解析度是可以測量的最小位移；對控制系統而言， 解析度是可以控制的最小位移增量，即數控裝置每發出一個脈沖信號，反映到機床移動部件上的移動量，一般稱為脈沖當量。脈沖當量是設計數控機床的原始數據之一，其數值的大小決定數控機床的加工精度和表面質量。脈沖當量越小，數控機床的加工精度和加工表面質量越高。

4、加工精度

近年來，伴隨著數控機床的發展和機床結構特性的提高，數控機床的性能與質量都有了大幅度的提高。中等規格的加工中心，其定位精度普通級達到(±0.005∽±0.008)mm/300mm，精密級達到±0.001∽±0.003mm／全程；普通級加工中心的加工精度達到±1.5μm ，超精密級數控車床的加工圓度已經達到0.1μm ，表面粗糙度為Ra0.3 μm 。

二、數控機床的可控軸數與聯動軸數

可控軸數是指數控系統能夠控制的坐標軸數目。該指標與數控系統的運算能力、運算速度以及內存容量等有關。 目前，高檔數控系統的可控軸數已多達24軸。

數控機床的聯動軸數是指機床數控裝置控制的坐標軸同時達到空間某一點的坐標數目。目前有兩軸聯動、三軸聯動、四軸聯動、五軸聯動等。三軸聯動數控機床可以加工空間復雜曲面；四軸聯動、五軸聯動數控機床可以加工宇航葉輪、螺旋槳等零件。

三、數控機床的運動性能指標

數控機床的運動性能指標主要包括主軸轉速、進給速度、坐標行程、回轉軸的轉角范圍、刀庫容量及換刀時間等。

1、主軸轉速

目前，隨著刀具、軸承、冷卻、潤滑及數控系統等相關技術的發展，數控機床主軸轉速已普遍提高。以中等規格的數控機床為例，數控車床從過去的1000∽2000r/min提高到4000∽6000r/min ，加工中心從過去的2000∽3000r/min提高到現在的10000r/min以上。在高速加工的數控機床上，通常採用電動機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到每分鍾數萬轉。這樣對各種小孔加工以及提高零件加工質量和表面質量都極為有利。

2、進給速度和加速度

數控機床的進給速度和切削速度一樣，是影響零件加工質量、加工效率和刀具壽命的主要因素。目前國內數控機床的進給速度可達10～15m/min，國外一般可達15～30m/min 。

進給加速度是反映進給速度提速能力的性能指標，也是反映機床加工效率的重要指標。國外廠家生產的加工中心加速度可達2g。

3、坐標行程

數控機床坐標軸 X 、 Y 、 Z 的行程大小，構成數控機床的空間加工范圍，即加工零件的大小。

4、刀庫容量和換刀時間

刀庫容量是指刀庫能存放加工所需要的刀具數量。目前常見的中小型加工中心多為16～60把，大型加工中心達100 把以上。

換刀時間指有自動換刀系統的數控機床，將主軸上使用的刀具與裝在刀庫上的下一工序需用的刀具進行交換所需要的時間。目前國內生產的數控機床的換刀時間可達到4∽5s。

刀庫容量和換刀時間對數控機床的生產率有直接影響。

四、數控機床的規格指標

規格指標是指數控機床的基本功能，主要有以下幾方面。

1、行程范圍

行程范圍是指坐標軸可控的運動區間，它是直接體現機床加工能力的指標參數，一般指數控機床坐標軸X、Y、Z的行程大小構成的空間加工范圍。

2、擺角范圍

擺角范圍是指坐標軸可控的擺角區間，數控機床擺角的大小也直接影響加工零件空間部位的能力。

3、主軸功率和進給軸扭矩

主軸功率和進給軸扭矩反映數控機床的加工能力，同時也可以間接

反映該數控機床的剛度和強度。

4、控制軸數和聯動軸數

控制軸數是指機床數控裝置能夠控制的坐標數目。聯動軸數是指機

床數控裝置控制的坐標軸同時達到空間某一點的坐標數目，它反映數控機床的曲面加工能力。

5、刀具系統

刀具系統主要指刀庫容量及換刀時間，它對數控機床的生產率有直接影響。

6、進給速度

數控機床的進給速度是影響零件加工質量、生產效率以及刀具壽命的主要因素。目前國內數控機床的進給速度可達（10~15）m/min，國外為（15~30） m/min。

7、平均無故障時間（Mean Time Between Failures，MTBF）

MTBF是指一台數控機床在使用中平均兩次故障間隔的時間，即數控機床在壽命范圍內總工作時間和總故障次數之比。

『捌』 什麼是摩爾收率。 什麼事設計裕量（關於化工工藝的） 求解釋。我現在實在沒有什麼財富

摩爾收率就是每摩爾原料可以獲得多少摩爾的產品。比如乙烯水化法生產乙醇，1摩爾乙烯產出了0.7摩爾的乙醇，摩爾收率就是70%。

裕量是針對某個指標而言的，比如耐腐蝕裕量、機械加工裕量等等。就是設備的某個指標的設計最高限值和正常工作限值之間的差值。比如你一頓飯吃3個饅頭正好，吃7個就送醫院，那麼你飯量的裕量就是4個饅頭。明白？

『玖』 壓力容器的加工裕量是什麼意思跟腐蝕裕量有關系嗎

加工裕量是指毛坯用來加工成成品件所需切削的餘量，設計人員計算出來的厚度+腐蝕餘量=設計厚度，製造廠商會在設計厚度上加點加工切削的厚度，這部分多出來的量就是加工裕量；加工裕量與腐蝕餘量沒有直接的關系，腐蝕餘量一般是設計人員考慮的。
有用拿走請採納，謝謝！