小型風力機實驗裝置開題報告

Ⅰ 請問畢業設計的開題報告和設計說明書該怎麼寫

我給你一個提綱

西安交通大學

工程碩士學位論文選題報告書

論文選題名稱:

姓 名：

研 究 方 向：

指 導 教 師：

入 學 時 間： 2003年9月

選題報告時間： 2006年5月

一、本研究課題的科學依據和意義(包括科學意義，國內外研究概況，水平和發展趨勢，學術思想，理論根據。)。
一、立項理由、目的、意義
我國合成氨裝置很多，但合成氨裝置的控制水平都比較低，大部分廠家還停留在半自動化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的問題是：能耗大、成本高、流程長，自動控制水平低。這種生產狀況下生產的產品成本高，市場競爭力差，因此大部分化肥行業處於低利潤甚至處於虧損狀態。為了改變這種狀態，除了改變比較落後的工藝流程外，實現裝置生產過程優化控制是行之有效的方法。
合成氨生產裝置是我國化肥生產的基礎，提高整個合成氨生產裝置的自動化控制水平，對目前我國化肥行業狀況，只有進一步穩定生產降低能耗，才能降低成本，增加效益。而實現合成氨裝置的優化是投資少、見效快的有效措施之一。
合成氨裝置優化控制的意義是提高整個合成氨裝置的自動化水平，在現有工藝條件下，發揮優化控制的優勢，使整個生產長期運行在最佳狀態下，同時，優化系統的應用還能節約原材料消耗，降低能源消耗，提高產品的合格率，增強產品的市場競爭能力。
二、國內外概況及發展趨勢
自動化技術包括生產過程式控制制自動化和事務經營管理自動化兩個方面，屬於當今世界迅速發展和日趨成熟的高新技術。自動化技術的不斷發展也豐富了各種控制軟體的發展，特別是優化控制從理論走向了實際。
隨著微電子計算機、自動化理論和信息技術的日新月異，國外企業採用最新的PC技術發展的DCS系統已普遍應用到各行業生產裝置上去，特別在應用DCS的同時，發展了許多實用的優化軟體。
在國外，合成氨生產的發展大致可分為五個階段：Ⅰ發明階段；Ⅱ技術推廣階段；Ⅲ原料結構變遷階段；Ⅳ單系列大型化階段；Ⅴ節能降耗階段。與工藝相適應的自動化技術也不斷發展，特別是第Ⅲ階段，不同的工藝出現對控制任務提出不同的要求，鑒於當時的儀表條件、控制理論發展情況，主要針對一些重要的工藝參數設置一些簡單的控制迴路，並逐步發展為一些串級、比值控制迴路。如

作為先進的控制方案推廣離不開計算機的發展，採用計算機控制系統後，隨著計算機的發展，一方面一些控制系統得以有效實現，另一方面也為優化操作提供了硬體基礎。針對合成氨廠的特點，一些非線性濾波採用了計算機輔助優化控製取得了成功，帶來了合成氨生產的明顯提高。目前，世界上許多氨廠都採用了計算機控制或DCS系統。合成氨廠的控制水平達到了一定高度，而且優化和計算機管理的研究和應用達到了一定程度，增加了產量，降低了成本，提高了效率。

二、 擬採取的研究方法和技術路線(包括研究工作的總體安
排和進度，計算、實驗方法和步驟及其可行性論證，可能遇到的問題和解決辦法。)

採用的研究方法為：先進行理論研究，從合成氨的工藝要求和生產設備具體提點入手，分析應該優化的裝置和重點迴路。從重點迴路出發更具體的分析每一個優化參數所要關聯的參數，了解和分析這個參數優化前的控制方法，在此基礎上制定新的控制方法，並能用先進控制方法使其得到優化。寫出控制方案，畫出控制方框圖。在此基礎上編制控製程序。將控製程序輸入到DCS系統，並進行離線調試和在線調試，並將優化程序投入運行。記錄投入運行優化控制系統前的參數運行曲線和投入優化控制系統後的運行曲線。分析優化系統的運行情況，提出進一步的修改意見。重復上述過程，進行第二次實驗。直到達到滿意的效果。
工作計劃：制定詳細技術實施方案（1項目論證及前期調研、2方案設計和論證、3編制詳細實施方案、4繪制有關設計圖紙等）；編制軟體；軟體調試和投運；軟體運行考核；操作培訓和技術交流；項目鑒定及歸檔資料。完成以上工作大約需要1年時間。
可能遇到的困難和解決方法：可能遇到的實際困難是：不同的廠家的工藝差異性，使得優化系統不能通用，須針對具體情況和現場狀況作進一步的修正和補充。由於工藝狀況的復雜性，同一個被控參數，由於原料的變化、時間的推進、成分的變化等一些不可控因素的出現，使其不能達到優化的效果。盡可能將所有的影響參數引入優化系統。讓不可控因素越少越好。

三、本項目的特色與創新之處。

從八十年代開始，計算機控制系統和DCS系統逐步引進到我國生產過程式控制制中來，特別是化肥行業，90%以上的大化肥企業都引進了國外的DCS系統，80%以上的中化肥企業也都應用了國外的DCS系統，30-40%的小化肥企業也在部分裝置上引進了國內及國外的控制系統。從DCS系統的引進情況看，大部分企業只是用DCS系統代替了原有的儀表系統，有小部分企業在個別迴路做了一定的開發工作，總體看來，DCS的應用遠遠沒有發揮其強大的功能優勢。對於合成氨裝置，該裝置的最大特點是工藝流程長，反應在高溫、高壓下進行，自動化設計比較簡單，手動操作率高。為了更好控制整個合成氨裝置的運行，使整個生產能夠達到節能、降耗、穩定、高產的目的，必須在原有初步設計的基礎上，根據工藝操作的需要，進一步開發和利用DCS系統強大的軟體功能，把現代控制理論中一些比較先進的控制演算法，應用到合成氨裝置中去。

四、預期研究成果。

由於化肥生產裝置是綜合化、大型化、連續化的生產方式，流程結構復雜。我國合成氨廠的規模在不斷擴大，對於這樣裝置能否實現最優設計、最優控制，對基本建設投資、安全生產、產品的成本等都將有很大的影響。合成氨裝置中合成工段和變換工段以及造氣工段的優化控制軟體和硬體，其目的是利用計算機的手段對裝置進行節能降耗，提高化肥廠的生存和競爭能力。
由於國內中小化肥裝置均為非優化設計，各設備未經過正規的流程模擬，在加上裝置改造一直在進行當中，操作條件（工藝參數）基本上都是根據經驗確定，所以優化的難度比較大，同時優化的潛力也很大。
優化控制就是要在線優化操作參數，在現有工藝流程和設備的條件下，利用計算機對生產裝置進行操作參數的優化，進行卡邊操作，節能降耗，降低每噸氨的生產成本，實現裝置的利潤最大化。優化控制是企業挖潛增效的新的有效手段。採用數學模型的手段和多變數優化演算法，通過建立造氣、變換系統和合成系統的數學模型，實現了造氣、變換崗位和合成崗位的在線優化控制。

五、已有的研究基礎。

天華化工機械自動化研究設計院是長期從事化工自動化和儀表的專業性研究單位。從事化肥過程式控制制已有30多年的經驗。有一支技術力量雄厚的專業研究隊伍。從八十年代開始就著力於優化控制系統研製和應用，先後在劉家峽化肥廠、河北易縣化肥廠、安陽化肥廠、柳州化肥廠、山東紅日集團等幾家合成氨裝置中都設計並運用了比較DCS系統，取得了比較滿意的效果。在DCS開發方面也積累了相當豐富的經驗，先後開發和應用了橫河公司的YEWPARK MARKⅡ、μXL、CENTUM-XL、CS-1000，美國Honey well公司的TDC-2000、TDC-3000、Micro-3000、GUS等系統；美國Rosement 公司的RS3，PROVAX；德國西門子的PLC、PCS等。
本人自畢業以來，一直從事化肥檢測與控制的研究和應用工作。先後承擔了安陽化肥廠、柳州化肥廠、山東紅日集團、金昌化工集團等單位DCS系統的設計、組態、編程和應用工作。並且在部分控制迴路中已成功地應用了比較先進的控制方法。取得了比較滿意的效果。在系統集成、控制優化方面積累了一定的經驗和方法。另外，有導師、同行們的支持和幫助，我相信，經過努力一定能把這個項目做好。

六、主要參考文獻目錄。

1 《小型合成氨廠生產操作問答》；楊春升，化學工業出版社
2 《小型合成氨廠生產工藝與操作》；王師祥、楊保和，化學工業出版社。
3 《 TDC-3000系統操作手冊》 Honeywell公司。
4 《集散型控制系統的設計與應用》；王常力、廖道文，清華大學出版社。
5 《新型控制系統》；俞金壽， 化學工業出版社。
6 《現代控制理論基礎》；王照林，國防工業出版社。
7 《化工儀表及自動化》論文集
8 《全國第五次化肥儀表自動化技術交流會以論文集》；化學工業部化肥司
9 《DCS、PLC及現場匯流排論文集》綦希林。

七、 副導師意見

副導師(簽名) :

年 月 日

八、導師意見

導師(簽名) :

年 月 日

Ⅱ 畢業論文開題報告--------------急

1. 基於FX2N-48MRPLC的交通燈控制
2. 西門子PLC控制的四層電梯畢業設計論文
3. PLC電梯控制畢業論文
4. 基於plc的五層電梯控制
5. 松下PLC控制的五層電梯設計
6. 基於PLC控制的立體車庫系統設計
7. PLC控制的花樣噴泉
8. 三菱PLC控制的花樣噴泉系統
9. PLC控制的搶答器設計
10. 世紀星組態 PLC控制的交通燈系統
11. X62W型卧式萬能銑床設計
12. 四路搶答器PLC控制
13. PLC控制類畢業設計論文
14. 鐵路與公路交叉口護欄自動控制系統
15. 基於PLC的機械手自動操作系統
16. 三相非同步電動機正反轉控制
17. 基於機械手分選大小球的自動控制
18. 基於PLC控制的作息時間控制系統
19. 變頻恆壓供水控制系統
20. PLC在電網備用自動投入中的應用
21. PLC在變電站變壓器自動化中的應用
22. FX2系列PCL五層電梯控制系統
23. PLC控制的自動售貨機畢業設計論文
24. 雙恆壓供水西門子PLC畢業設計
25. 交流變頻調速PLC控制電梯系統設計畢業論文
26. 基於PLC的三層電梯控制系統設計
27. PLC控制自動門的課程設計
28. PLC控制鍋爐輸煤系統
29. PLC控制變頻調速五層電梯系統設計
30. 機械手PLC控制設計
31. 基於PLC的組合機床控制系統設計
32. PLC在改造z-3040型搖臂鑽床中的應用
33. 超高壓水射流機器人切割系統電氣控制設計
34. PLC在數控技術中進給系統的開發中的應用
35. PLC在船用牽引控制系統開發中的應用
36. 智能組合秤控制系統設計
37. S7-200PLC在數控車床控制系統中的應用
38. 自動送料裝車系統PLC控制設計
39. 三菱PLC在五層電梯控制中的應用
40. PLC在交流雙速電梯控制系統中的應用
41. PLC電梯控制畢業論文
42. 基於PLC的電機故障診斷系統設計
43. 歐姆龍PLC控制交通燈系統畢業論文
44. PLC在配料生產線上的應用畢業論文
45. 三菱PLC控制的四層電梯畢業設計論文
46. 全自動洗衣機PLC控制畢業設計論文
47. 工業洗衣機的PLC控制畢業論文
48. 《雙恆壓無塔供水的PLC電氣控制》
49. 基於三菱PLC設計的四層電梯控制系統
50. 西門子PLC交通燈畢業設計
51. 自動銑床PLC控制系統畢業設計
52. PLC變頻調速恆壓供水系統
53. PLC控制的行車自動化控制系統
54. 基於PLC的自動售貨機的設計
55. 基於PLC的氣動機械手控制系統
56. PLC在電梯自動化控制中的應用
57. 組態控制交通燈
58. PLC控制的升降橫移式自動化立體車庫
59. PLC在電動單梁天車中的應用
60. PLC在液體混合控制系統中的應用
61. 基於西門子PLC控制的全自動洗衣機模擬設計
62. 基於三菱PLC控制的全自動洗衣機
63. 基於plc的污水處理系統
64. 恆壓供水系統的PLC控制設計
65. 基於歐姆龍PLC的變頻恆壓供水系統設計
66. 西門子PLC編寫的花樣噴泉控製程序
67. 歐姆龍PLC編寫的全自動洗衣機控製程序
68 景觀溫室控制系統的設計
69. 貯絲生產線PLC控制的系統
70. 基於PLC的霓虹燈控制系統
71. PLC在砂光機控制系統上的應用
72. 磨石粉生產線控制系統的設計
73. 自動葯片裝瓶機PLC控制設計
74. 裝卸料小車多方式運行的PLC控制系統設計
75. PLC控制的自動罐裝機系統
76. 基於CPLD的可控硅中頻電源
77. 西門子PLC編寫的花樣噴泉控製程序
78. 歐姆龍PLC編寫的全自動洗衣機控製程序
79. PLC在板式過濾器中的應用
80. PLC在糧食存儲物流控制系統設計中的應用
81. 變頻調速式疲勞試驗裝置控制系統設計
82. 基於PLC的貯料罐控制系統
83. 基於PLC的智能交通燈監控系統設計

1.基於labVIEW虛擬濾波器的設計與實現
2.雙閉環直流調速系統設計
3.單片機脈搏測量儀
4.單片機控制的全自動洗衣機畢業設計論文
5.FPGA電梯控制的設計與實現
6.恆溫箱單片機控制
7.基於單片機的數字電壓表
8.單片機控制步進電機畢業設計論文
9.函數信號發生器設計論文
10.110KV變電所一次系統設計
11.報警門鈴設計論文
12.51單片機交通燈控制
13.單片機溫度控制系統
14.CDMA通信系統中的接入信道部分進行模擬與分析
15.倉庫溫濕度的監測系統
16.基於單片機的電子密碼鎖
17.單片機控制交通燈系統設計
18.基於DSP的IIR數字低通濾波器的設計與實現
19.智能搶答器設計
20.基於LabVIEW的PC機與單片機串口通信
21.DSP設計的IIR數字高通濾波器
22.單片機數字鍾設計
23.自動起閉光控窗簾畢業設計論文
24.三容液位遠程測控系統畢業論文
25.基於Matlab的PWM波形模擬與分析
26.集成功率放大電路的設計
27.波形發生器、頻率計和數字電壓表設計
28.水位遙測自控系統 畢業論文
29.寬頻視頻放大電路的設計 畢業設計
30.簡易數字存儲示波器設計畢業論文
31.球賽計時計分器 畢業設計論文
32.IIR數字濾波器的設計畢業論文
33.PC機與單片機串列通信畢業論文
34.基於CPLD的低頻信號發生器設計畢業論文
35.110kV變電站電氣主接線設計
36.m序列在擴頻通信中的應用
37.正弦信號發生器
38.紅外報警器設計與實現
39.開關穩壓電源設計
40.基於MCS51單片機溫度控制畢業設計論文
41.步進電動機竹竿舞健身娛樂器材
42.單片機控制步進電機 畢業設計論文
43.單片機汽車倒車測距儀
44.基於單片機的自行車測速系統設計
45.水電站電氣一次及發電機保護
46.基於單片機的數字顯示溫度系統畢業設計論文
47.語音電子門鎖設計與實現
48.工廠總降壓變電所設計-畢業論文
49.單片機無線搶答器設計
50.基於單片機控制直流電機調速系統畢業設計論文
51.單片機串列通信發射部分畢業設計論文
52.基於VHDL語言PLD設計的計程車計費系統畢業設計論文
53.超聲波測距儀畢業設計論文
54.單片機控制的數控電流源畢業設計論文
55.聲控報警器畢業設計論文
56.基於單片機的鎖相頻率合成器畢業設計論文
57.基於Multism/protel的數字搶答器
58.單片機智能火災報警器畢業設計論
59.無線多路遙控發射接收系統設計畢業論文
60.單片機對玩具小車的智能控制畢業設計論文
61.數字頻率計畢業設計論文
62.基於單片機控制的電機交流調速畢業設計論文
63.樓宇自動化--畢業設計論文
64.車輛牌照圖像識別演算法的實現--畢業設計
65.超聲波測距儀--畢業設計
66.工廠變電所一次側電氣設計
67.電子測頻儀--畢業設計
68.點陣電子顯示屏--畢業設計
69.電子電路的電子模擬實驗研究
70.基於51單片機的多路溫度採集控制系統
71.基於單片機的數字鍾設計
72.小功率不間斷電源(UPS)中變換器的原理與設計
73.自動存包櫃的設計
74.空調器微電腦控制系統
75.全自動洗衣機控制器
76.電力線載波數據機畢業設計論文
77.圖書館照明控制系統設計
78.基於AC3的虛擬環繞聲實現
79.電視伴音紅外轉發器的設計
80.多感測器障礙物檢測系統的軟體設計
81.基於單片機的電器遙控器設計
82.基於單片機的數碼錄音與播放系統
83.單片機控制的霓虹燈控制器
84.電阻爐溫度控制系統
85.智能溫度巡檢儀的研製
86.保險箱遙控密碼鎖 畢業設計
87.10KV變電所的電氣部分及繼電保護
88.年產26000噸乙醇精餾裝置設計
89.卷揚機自動控制限位控制系統
90.鐵礦綜合自動化調度系統
91.磁敏感測器水位控制系統
92.繼電器控制兩段傳輸帶機電系統
93.廣告燈自動控制系統
94.基於CFA的二階濾波器設計
95.霍爾感測器水位控制系統
96.全自動車載飲水機
97.浮球液位感測器水位控制系統
98.干簧繼電器水位控制系統
99.電接點壓力表水位控制系統
100.低成本智能住宅監控系統的設計
101.大型發電廠的繼電保護配置
102.直流操作電源監控系統的研究
103.懸掛運動控制系統
104.氣體泄漏超聲檢測系統的設計
105.電壓無功補償綜合控制裝置
106.FC-TCR型無功補償裝置控制器的設計
107.DSP電機調速
108.150MHz頻段窄帶調頻無線接收機
109.電子體溫計
110.基於單片機的病床呼叫控制系統
111.紅外測溫儀
112.基於單片微型計算機的測距儀
113.智能數字頻率計
114.基於單片微型計算機的多路室內火災報警器
115.信號發生器
116.基於單片微型計算機的語音播出的作息時間控制器
117.交通信號燈控制電路的設計
118.基於單片機步進電機控制系統設計
119.多路數據採集系統的設計
120.電子萬年歷
121.遙控式數控電源設計
122.110kV降壓變電所一次系統設計
123.220kv變電站一次系統設計
124.智能數字頻率計
125.信號發生器
126.基於虛擬儀器的電網主要電氣參數測試設計
127.基於FPGA的電網基本電量數字測量系統的設計
128.風力發電電能變換裝置的研究與設計
129.電流繼電器設計
130.大功率電器智能識別與用電安全控制器的設計
131.交流電機型式試驗及計算機軟體的研究
132.單片機交通燈控制系統的設計
133.智能立體倉庫系統的設計
134.智能火災報警監測系統
135.基於單片機的多點溫度檢測系統
136.單片機定時鬧鍾設計
137.濕度感測器單片機檢測電路製作
138.智能小車自動定址設計--小車懸掛運動控制系統
139.探討未來通信技術的發展趨勢
140.音頻多重混響設計
141.單片機呼叫系統的設計
142.基於FPGA和鎖相環4046實現波形發生器
143.基於FPGA的數字通信系統
144.基於單片機的帶智能自動化的紅外遙控小車
145.基於單片機AT89C51的語音溫度計的設計
146.智能樓宇設計
147.行動電話接收機功能電路
148.單片機演奏音樂歌曲裝置的設計
149.單片機電鈴系統設計
150.智能電子密碼鎖設計
151.八路智能搶答器設計
152.組態控制搶答器系統設計
153.組態控制皮帶運輸機系統設計
154..基於單片機控制音樂門鈴
155.基於單片機控制文字的顯示
156.基於單片機控制發生的數字音樂盒
157.基於單片機控制動態掃描文字顯示系統的設計
158.基於LMS自適應濾波器的MATLAB實現
159.D功率放大器畢業論文
160.無線射頻識別系統發射接收硬體電路的設計
161.基於單片機PIC16F877的環境監測系統的設計
162.基於ADE7758的電能監測系統的設計
163.智能電話報警器
164.數字頻率計 課程設計
165.多功能數字鍾電路設計 課程設計
166.基於VHDL數字頻率計的設計與模擬
167.基於單片機控制的電子秤
168.基於單片機的智能電子負載系統設計
169.電壓比較器的模擬與模擬
170.脈沖變壓器設計
171.MATLAB模擬技術及應用
172.基於單片機的水溫控制系統
173.基於FPGA和單片機的多功能等精度頻率計
174.發電機－變壓器組中微型機保護系統
175.基於單片機的雞雛恆溫孵化器的設計
176.數字溫度計的設計
177.生產流水線產品產量統計顯示系統
178.水位報警顯時控制系統的設計
179.紅外遙控電子密碼鎖的設計
180.基於MCU溫控智能風扇控制系統的設計
181.數字電容測量儀的設計
182.基於單片機的遙控器的設計
183.200電話卡代撥器的設計
184.數字式心電信號發生器硬體設計及波形輸出實現
185.電壓穩定畢業設計論文
186.基於DSP的短波通信系統設計(IIR設計)
187.一氧化碳報警器
188.網路視頻監控系統的設計
189.全氫罩式退火爐溫度控制系統
190.通用串列匯流排數據採集卡的設計
191.單片機控制單閉環直流電動機的調速控制系統
192.單片機電加熱爐溫度控制系統
193.單片機大型建築火災監控系統
194.USB介面設備驅動程序的框架設計
195.基於Matlab的多頻率FMICW的信號分離及時延信息提取
196.正弦信號發生器
197.小功率UPS系統設計
198.全數字控制SPWM單相變頻器
199.點陣式漢字電子顯示屏的設計與製作
200.基於AT89C51的路燈控制系統設計
200.基於AT89C51的路燈控制系統設計
201.基於AT89C51的寬范圍高精度的電機轉速測量系統
202.開關電源設計
203.基於PDIUSBD12和K9F2808簡易USB快閃記憶體設計
204.微型機控制一體化監控系統
205.直流電機試驗自動採集與控制系統的設計
206.新型自動裝彈機控制系統的研究與開發
207.交流非同步電機試驗自動採集與控制系統的設計
208.轉速閉環控制的直流調速系統的模擬與設計
209.基於單片機的數字直流調速系統設計
210.多功能頻率計的設計
211.18信息移頻信號的頻譜分析和識別
212.集散管理系統—終端設計
213.基於MATLAB的數字濾波器優化設計
214.基於AT89C51SND1C的MP3播放器
215.基於光纖的汽車CAN匯流排研究
216.汽車倒車雷達
217.基於DSP的電機控制
218.超媒體技術
219.數字電子鍾的設計與製作
220.溫度報警器的電路設計與製作
221.數字電子鍾的電路設計
222.雞舍電子智能補光器的設計
223.高精度超聲波感測器信號調理電路的設計
224.電子密碼鎖的電路設計與製作
225.單片機控制電梯系統的設計
226.常用電器維修方法綜述
227.控制式智能計熱表的設計
228.電子指南針設計
229.汽車防撞主控系統設計
230.單片機的智能電源管理系統
231.電力電子技術在綠色照明電路中的應用
232.電氣火災自動保護型斷路器的設計
233.基於單片機的多功能智能小車設計
234.對漏電保護器安全性能的剖析
235.解析民用建築的應急照明
236.電力拖動控制系統設計
237.低頻功率放大器設計
238.銀行自動報警系統

Ⅲ 求小型風力發電機的構造原理和資料（越基礎越好詳細點）謝謝

小型風力發電機介紹

一，小型風力發電機的使用條件
小型風力發電機一般應在風力資源較豐富的地區使用。即年平均風速在3m／s以上，全年3-20m／s有效風速累計時數3000h以上；全年3-20m／s平均有效風能密度lOOW／m2以上。在選擇使用風力發電機時，要做到心中有數，避免盲目性，這樣才能充分地利用當地的風力資源，最大限度地發揮風力發電機的效率，取得較高的經濟效益。
應該指出的是，在風力資源豐富地區，最好選擇風機額定設計風速與當地最佳設計風速相吻合的風力發電機。如能做到這一點無論是從風力機的選擇上，還是利用風力資源的經濟意義上都有重要的意義。風洞試驗證明，風輪的轉換功率與風速的立方成正比，也就是說，風速對功率影響最大。例如，在當地最佳設計風速為6m／s的地區，安裝一台額定設計風速為8m／s的風力發電機，結果其年額定輸出功率只達到原設計輸出功率的42％，也就是說，風力發電機額定輸出功率較設計值降低了58%。若選用的風力發電機額定設計風速越高，那麼其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風力發電機額定設計風速偏低，其風輪直徑、電機相對要增大，整機造價相應也就加大．從製造和產品的經濟意義上考慮都是不合算的。
二，小型風力發電執使用的一般要求
目前，小型風力發電機都採用蓄電池貯能，家用電器的用電都由蓄電池提供。所以，用電時總的原則是，蓄電池放電後能及時由風力發電機給以補充。也就是說，蓄電池充入的電量和用電器所需消耗的電量要大致相等(一般以日計算)。下面舉一例說明這一問題：某地區使用了一台風力發電機，額定風速輸出功率為IOOW,假設，該地區某日相當於額定風速的風力吹刮時數連續為4h，則該風機日輸出並貯存到蓄電池裡的能量為400Wh。考慮到鉛蓄電池的轉換效率為70%，則用戶用電器實際可利用的能量280Wh。如果該用戶使用的電器有：
(1)15W燈泡兩只，使用4h，耗能為120Wh；
(Z)35W電視機一台，使用3h，耗能為105Wh；
(3)15W收錄機一台，使用4h，耗能為60Wh。
以上總耗能為285Wh。
這樣，用電器日總耗能比風力發電機所能提供的能量超出了5Wh，也就是出現了所謂的「入不付出」用電；這種入不付出的用電，將會使蓄電池處在虧電的狀態下工作。如果經常長時間地這么用電，將會使蓄電池嚴重虧電而損壞，縮短其使用壽命。
上例，是假定風力發電機在額定風速狀擊下的用電情況，而實際上，由於風的多變性，間歇性，風既有大小的不同(風速)又有吹刮時間長短的不同(風頻)。所以，在使用用電器時要做到風況好時可適當多用電，風況差時少用電。這就需要用戶在使用時認真總結經驗。
另外，有條件的地區和用戶可備一台千瓦級的柴油發電機組，當風況差的時候給蓄電池補充充電，做到蓄電池不間斷地供電。
三，小型風力發電機的合理配套
小型風力發電機發出的電能首先經過蓄電池貯存起來，然後再由蓄電池向用電器供電。所以，必須認真科學地考慮，風力發電機功率與蓄電池容量的合理匹配和靜風期貯能等問
題。目前，小型風力發電機與蓄電池容量一般都是按照輸入和輸出相等，或輸入大於輸出的原則進行匹配的。即：100W風力發電機匹配120Ah蓄電池(60Ah2塊)；200W風力發電機匹配120-180Ah蓄電池(60或90Ah2塊)；300W風力發電機匹配240Ah蓄電(120Ah2塊)；750W風力發電機匹配240Ah蓄電池(120Ah2塊)；1000W風力發電機匹配360Ah蓄電池（120Ah3塊）。
實踐證明：如果匹配的蓄電池容量不符合風力發電機發出能量的要求，將會產生下列問題：
（1）蓄電池容量過大時，風力發電機發出的能量不能保證及時地給蓄電池充足電，致使蓄電池經常處於虧電狀態。縮短蓄電池使用壽命。另外，蓄電池容量大，價格和使用費用隨之增大，給經濟上也造成不必要的浪費。
（2）蓄電池容量過小時，會使蓄電池經常處於過充電狀態。如因充足電而停止風力發電機的工作會嚴重影響風機工作效率。蓄電池長期過充電將會使蓄電池早期損壞，縮短使用壽命。
另外，小型風力發電機的合理匹配，用電器的套配也是一項可忽視的內容。在選配用電器時也應按照蓄電池與風力發電機的匹配原則進行。即選配的用電器耗用的能量要與風力發電機輸出的能量相匹配。但應指出的是，匹配指標所強調是「能量」，不要混淆為功率。在選用用電器時，還必須注意電壓制的要求，目前，小型風力發電機配電箱上配有12V、24V和電視機專用插座，用戶使用時，要針對用電器所要求的電壓值選用相應的插座，電視機應專門插在電視機插座上。
如果使用的是交流用電設備，則必須備置能夠滿足其功率要求的「逆變器」將蓄電池的直流電轉變成電壓為220V，頻率為50Hz的交流電才能使用。
第二節 小型風力發電機安裝場址的選擇

小型風力發電機安裝場址的選擇非常重要。性能很高的風力發電機，假如沒有風，它也不會工作，而性能稍差一些的風力發電機，如果安裝場址選擇得好，也會使它充分發揮作用。關於小型風力發電機的選址條件包含著非常復雜的因素，美國等一些國家，特為此出版了有關風力機場址選擇的專著。原則上，在一年之中極強風及紊流少的地點應算最好，但有時很難選出這樣的地點。
一、場址選擇原則
1.場址應選擇風能豐富區前面己介紹，風力發電機安裝地點的年平 均風速越大越好，其大體上
數字是：年平 均風速3m／s以上，3-20m／s有效風速累計時效3000h以上，全年3一20m／s平均有效風能密度100W／m2以上。只要能滿足第一個條件，小型風力發電機在經濟上便可認為是合算的。
2.場址應具有較穩定的盛行風向。盛行風向是指出現頻率最高的風向，氣象上風向一般用16個方位表示(圖4-1)。每個方位箭頭的長度和數字是該風向的平均風速，並可形象地繪制出風玫瑰（圖4-2）。
從風玫瑰圖中看出，盛行風向為西南風（平均風速11.7m／s）、南西南風(平均風11.5m／s)和東北風(平均風速5．9m／s)。我國是季風較強的國家，不同季節盛行風向還要變化。選址對希望盛行風向較穩定，便於考慮地形的有利影響。
3．風機高度范圍內「風切變」要小(風剪切要小) 「風切變」是指短距離內風速、風向的較大變化。圖4-3所示為平頂山脊頂的風切變，圖中的影區說明因氣流分離使風速下降，分離區上部為強切變區。風機如安在此影區，葉片將在不等速風中旋轉，葉片受載不均勻，
圖4-1 風向的16個方點陣圖

圖4-2 風玫瑰圖
降低性能，縮短風機使用壽命。所以風機應避開此強切變區，安在迎風坡上，或提高塔架。
4.應考慮氣象因素的影響
（1） 紊流。所謂紊流是指氣流速度的急劇變化，包括風向的變化。通
常這兩種因素混在一起出現。紊流能影響風力發電機功率的輸出，同時使整個裝置振動，損壞風機。小型紊流多數是因地面障礙物的影響而產生的，因此在安裝風力發電機時，必須躲開這種地區。
（2） 極強風。海上風速可達30m／s以上，內陸有時也大於20m／s時稱為極強風。風力發電機的安裝場址當然要選擇風速大

圖4-3 平頂山脊頂的風場變
的地方，但在易出現極強風的地區使用風機，要求機組具有足夠的強度，一旦遇有極強風，風力發電機便成為被襲擊的對象。

（3）結冰和粘雪。在山地和海陸交界處設置的風力發電機，容易結冰和粘雪。葉片一旦結了冰，其重量分布便會發生變化，同時翼形的改變，又會引起激烈的振動，甚至發生破壞。
（4）雷。因為風力發電機在沒有障礙物的平坦地區安裝得較高，所以經常發生雷擊事故，為此風機最好增設防雷裝置。
（5）鹽霧損害。在距海岸線10-15km以內的地區安裝風力發電機，必須採取防鹽霧損害的措施。因為鹽霧能腐蝕葉片等金屬部分，並且會破壞裝置內部的絕緣體。

(6)塵砂。在塵砂多的地區，風力發電機葉片壽命明顯縮短。其防護的方法，通常是防止槳葉前緣的損傷，對前緣表面進行處理。可是塵砂有時也能侵入機械內部，使軸承和齒輪機構等機械零件受到破壞。在工廠區，空氣中浮游著的有害氣體，也會腐蝕風力機的金屬部分，應加以注意。
二，平坦地形的場址選擇
根據能同時表示風向和風速關系的風玫瑰圖，如果在風向最多的上風側沒有障礙物，一般都可以認為這個地點為平地。所謂在平地上安裝風力發電機的情況，應考慮以下兩個條件：
（1）以設置地點為中心，在半徑為1km的圓內，應沒有障礙物。
（2）假使有障礙物時，風力機的高度應為障礙物最高處高度的三倍以上，這個關系如圖4-4所示。此條件極為嚴格，但對小型風力發電機可以放寬些(例如也可以把半徑定為400m)。
三，山脊或山頂地形的場址選擇
山脊和山頂有自然的高塔作用，並且氣流隨著靠近山脊，由於風洞效應，氣流近似為流線而得到加速，能量也隨之增大。如圖4-5a所示。可是，風向和山脊構成的方向對

Ⅳ 機械設計論文開題報告

下文是為大家精選的機械設計論文開題報告，希望對大家有幫助!

機械設計論文開題報告

題目：上行式石灰帶式輸送機設計

一、課題依據及意義

帶式輸送機是連續運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。由於帶式輸送機有長距離、運量大、連續運輸等特點，其已經成為煤礦最理想的高效連續輸送設備。帶式輸送機運行可靠,易於實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井。

由於帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。所以選擇帶式輸送機這種通用機械的設計作為畢業設計的選題，由此能培養我們獨立解決工程實際問題的能力。由於現在對貨物石灰比較常用，所以上行式石灰帶式輸送機的設計還是很有必要的。

二、國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)

1、國外對帶式輸送機的發展研究

國外對帶式輸送機得研究包括多方面，比如輸送機起動的優化理論，輸送帶橫向振動理論的發展，橡膠損耗裝置的研究，橡膠損耗裝置的研究，卸料軌跡與料流狀態研究等等。具體研究發展情況幾天如下：

最佳理論S—曲線起動 此研究1981年開始於澳大利亞聯邦科學與工業研究組織，優化輸送帶的起動，使瞬時應力最小化。在啟動時，S曲線在輸送帶上產生一個可預測的動態應力。

輸送帶振動理論的發展 對正交各向異性薄板理論的研究，對運動的輸送帶出現振動和彎曲現象有了第一次數學解釋，提供了一種准確的方法預測帶式輸送機的回程段振動的能量。得出了4階偏微分方程的解，並被應用於具體的稱為薄板的彈性邊界。得出了一種方法，對鋼絲繩芯輸送帶和織物帶，預測運輸段和回程段帶的振動形式需應用不同的特殊邊界條件。

滾動損耗的研究 上世紀末，進行了預測長距離和轉彎輸送機摩擦力的新研究。

紐卡斯爾大學研究了物料和輸送帶彎曲的影響，並且發表了許多研究成果。其他人也相繼發表了自己的研究成果，主要體現在對彎曲和有關滾動壓陷損耗的橡膠特點影響的理解以及壓陷損耗有關的復雜情況。

動力學分析 有多種方法可以解決輸送帶中彈性應力傳播的問題，包括波動模型、質量—彈簧模型、邊界元素模型和有限元/微分方法。每一種方法都有其數學根據。例如，對於波動模型方法有必要考慮全部應力波的傅立葉成分，而質量—彈簧模型的解決方案取決於產生應力各個模態的幅值，對於有限元模型，當運用大量的運算來模擬應力時若元素邊界錯誤就可能出現問題，並且元素的模數會變成臨界的模數。應用波動模型需要較多的數學基礎，而質量—彈簧模型更易於用速度快、內存大的計算機來處理。

表1 國外帶式輸送機的主要技術指標 Zh_ _sxd =

Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas oq\_ {]7o.

國外300~500萬t/a高產高效礦井 @_jLSym Rn

>G主參數

順槽可伸縮帶式輸送機

大巷與斜井固定式強力帶式輸送機

運距/m

2000～3000

﹥3000

帶速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高達8

輸送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驅動總功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大達10100

2、國內對帶式輸送機的發展研究

我國生產製造的帶式輸送機的品種、類型較多。在「八五」期間，通過國家一條龍「日產萬噸綜采設備」項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，並對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，研製成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅動系統採用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特徵指標如表2所示。

表2 國內帶式輸送機的主要技術指標

Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China

主參數

順槽可伸縮帶式輸送機

大巷與斜井固定式強力帶式輸送機

運距/m

2000～3000

﹥3000

帶速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高達8

輸送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驅動總功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大達10100

3、國內外帶式輸送機技術的差距

差距一：技術性能上的對比

我國帶式輸送機的主要性能與參數已不能滿足高產高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 |S _>(YWu9 從上面國內外帶式輸送機得主要技術指標可以了解到：

1. 各種輸送帶式機的最大裝機功率都要遠遠的低於國外的最大裝機功率。

2. 帶速 由於受託輥轉速的限制，我國帶式輸送機帶速要比國外低上至少1m/s(我國為4m/s，國外已經達到5m/s以上)。

3. 運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000 t/h，國外已達5500 t/h。

4. 工作面順槽運輸長度 我國為3000 m，國外為7300m。

5. 最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400 mm，國外最大為1830 mm。

6. 自移機尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。而國內自移機尾主要依賴進口，可見差距相差甚遠。

7. 高效儲帶與張緊裝置 我國採用封閉式儲帶結構和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外採用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現脫軌現象。

8. 輸送機品種 國內機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分的發揮其性能。而且由於我國煤礦的地質條件差異很大，需要在運輸系統裡布置新的特殊條件，所以需有待開發專用型的運輸機。

差距二：核心技術上的差異

1.動態分析與監測技術

動態分析與監測技術是長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵，這種核心技術制約著大型帶式輸送機的發展。對帶式輸送機的研究中，我國在計算方法和設計規范中，使用的是剛性理論來進行分析研究。而實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅動裝置的起、制動力的動態響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。因此說我國對輸送帶使用了很高的安全系統。

已開發了帶式輸送機動態設計方法和應用軟體，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態分析與動態監測，降低輸送帶的安全系統，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平，並使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。

2.可控軟起動技術與功率均衡技術

我們需要採用軟起動方式來降低輸送機制動張力，尤其是多電機驅動時，對於那種大運量產距離的帶式輸送機。但對軟起動也需有所研究，軟起動分時慢時快起動以減少對電網的沖擊;但又要控制起動加速度0.3～0.1 m/ ，解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現象，減少對元部件的沖擊。各電機之間的功率平衡也應加以控制，並提高平衡精度。國內解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題，但其調節精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調速型液力偶合器雖然實現軟啟動與功率平衡，但還需研製適合長距離的無級液力調速裝置。

差距三：控制系統差距

1. 驅動方式 我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統、CST可控傳動系統等，控制精度較高。

2. 監控裝置 我國輸送機採用的是中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。這種可編程序控制器沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。而在國外，採用的是高檔可編程序控制器PLC，開發了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數據採信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監控系統。

3.輸送機保護裝置 我國的輸送機保護裝置相對於國外來說對於很多方面都是處於一種空白狀態，也就是說國外所設計的保護裝置，我國目前還做不到。比如國外的帶式輸送機除了安裝了輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵這些基本等保護裝置外，還開發了很多新型監測裝置，如傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監測系統、煙霧報警及自動消防滅火裝置、纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監測系統、防爆電子輸送帶秤自動計量系統等等。我國不但沒有這些開發，而且那些基本保護其可靠性、靈敏性、壽命都較低。

差距四：可靠性、壽命上的差距

1.輸送帶抗拉強度 我國生產的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 [email protected] _l_xWG

2.輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%～65%，國外能夠達到母帶的70%～75%。 h-_fIO_*3

3. 托輥壽命 我國現有的托輥技術與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承採用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，並可作為高速托輥應用於帶式輸送機上，使用面廣，經濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產托輥壽命僅為國外產品的30%～40%。 J_z-_Y O_

4. 輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 _P`uU_o(?

5. 帶式輸送機上下運行時可靠性差。 a<+O`4____

4.現如今帶式輸送機的發展趨勢

1. 設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今後發展的必然趨勢，也是高產高效礦井運輸技術的發展方向。

2. 提高元部件性能和可靠性 設備開機率的高與低主要取決於元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態分析與監控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提

3. 擴大功能，一機多用化 拓展運人、運料或雙向運輸等功能，做到一機多用，使其發揮最大的經濟效益。開發特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。

三、研究內容及實驗方案

通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。我此次設計的是上行式石灰帶式輸送機，屬於一種通用 帶式輸送機，主要計算與選擇輸送帶類型，托輥類型，滾筒類型以及張緊裝置。

根據使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況，進行輸送機的整體布置。主要包括驅動裝置的形式、數量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機頭、機尾布置，裝載位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。輸送帶繞經驅動滾筒和尾部改向滾筒形成無極的環形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運轉所需的張緊力。工作時，驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運動。通常利用上股輸送帶運送物料，並在輸送帶繞過機頭滾筒改變方向時卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。

四、目標、主要特色及工作進度

目標 帶式輸送機得研究以及設計應用中，我們對帶式輸送機的利用要達到效率最大化。帶式輸送機在不斷的發展，其設計理論以及開發成果基本滿足礦工業的需求，我們利用現代化的計算機技術，結合現實地點與理論，設計出更好更有特色的帶式輸送機。帶式輸送機的應用跟廣泛，所以在安全裝置上需要更加的用心，而且根據市場的需求，設計出性能以及質量更能滿意的輸送機。

特點 上行式石灰帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的傳送帶-流水線-傳送帶機械。礦井地面選煤廠及井下主要輸送道中，大部分採用此種輸送機。通過它我們能將物料從最初的供料點運輸到最終的卸料點，其輸送路線適應性強且靈活，線路長度可以短到10米，長到數十千米以上，也可以安裝到小型隧道里，甚至架設在危險地面上課。對於現代化工業企業中，這是一種不可缺少的裝置。

工作進度安排

1. 查閱相關資料，外文資料翻譯(6000字元以上)，撰寫開題報告 20xx.12.27～20xx.01.21 4周

2.運動及動力參數計算 20xx.03.21～20xx.04.03 2周

3.總裝圖設計 20xx.04.04～20xx.04.24 3周

4 主要零、部件強度及選用計算 20xx.04.25～20xx.05.08 2周

5.繪制零、部件圖 20xx.05.09～20xx.05.22 2周

6.編寫設計計算說明書(畢業論文) 20xx.05.23～20xx.06.05 2周

7.畢業設計審查、畢業答辯 20xx.06.06～20xx.06.23 2周

五、參考文獻

[1]孫桓等主編.機械原理.北京:高等教育出版社，2001

[2]濮良貴等主編.機械設計. 北京:高等教育出版社，2001

[3]《運輸機械設計選用手冊》編委會.運輸機械設計選用手冊. 北京: 化學工業出版社.1999

[4]范祖堯主編.現代機械設備設計手冊. 北京:機械工業出版社，1996

[5]徐灝主編.機械設計手冊(第四版).北京.機械工業出版社.1991

[6]Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.NewYork:McGraw-Hill Book Company,1980

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Ⅳ 機械專業畢業論文開題報告

機械專業畢業論文開題報告範文（精選6篇）

在生活中，報告與我們愈發關系密切，要注意報告在寫作時具有一定的格式。那麼什麼樣的報告才是有效的呢？下面是我整理的機械專業畢業論文開題報告範文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

機械專業畢業論文開題報告 篇1

論文題目：

MC無機械手換刀刀庫畢業設計開題報告

本課題的研究內容

本論文是開發設計出一種體積小、結構緊湊、價格較低、生產周期短的小型立式加工中心無機械手換刀刀庫。主要完成以下工作：

1、調研一個加工中心，了解其無機械手換刀刀裝置和結構。

2、參照調研的加工中心，進行刀庫布局總體設計。畫出機床總體布置圖和刀庫總裝配圖，要有方案分析，不能照抄現有機床。

3、設計該刀庫的一個重要部分，如刀庫的轉位機構(包括定位裝置，刀具的夾緊裝置等)，畫出該部件的裝配圖和主要零件(如殼體、蝸輪、蝸桿等3張以上工作圖。

4、撰寫設計說明書。

本課題研究的實施方案、進度安排

本課題採取的研究方法為：

(1)理論分析，參照調研的加工中心，進行刀庫布局總體設計。

進度安排：

2009.3.16-3.20 收集相關的畢業課題資料。

2009.3.23-3.27 完成開題報告。

2009.3.30-4.17 完成畢業設計方案的制定、設計及計算。

2009.4.20-5.15 完成刀庫的設計

2009.5.18-5.29 完成畢業設計說明書。

2009.6.01-6.08 畢業設計答辯。

主要參考文獻

[1] 廉元國,張永洪. 加工中心設計與應用 [M]. 北京:機械工業出版社,1995.3

[2] 惠延波,沙傑.加工中心的數控編程與操作技術 [M]. 北京:機械工業出版社2000.12

[3] 勵德瑛.加工中心的發展趨勢 [J]. 機車車輛工藝,1994,6

[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心評述[J]. 製造技術與機床,2001,6

[5] 劉利. FPC-20VT 型立式加工中心[J]. 機械製造,1994,7

[6] 李洪. 實用機床設計手冊 [M]. 沈陽:遼寧科學技術出版社,1999.1

[7] 劉躍南.機械繫統設計[M].北京:機械工業出版社,1998.8

[8] Panasonic 交流伺服電機驅動器 MINASA 系列使用說明書

[9] 成大先.機械設計手冊第四版第 2 卷[M]. 北京:化學工業出版社,2001.11

[10] 成大先.機械設計手冊第四版第 3 卷[M]. 北京:化學工業出版社,2001.11

機械專業畢業論文開題報告 篇2

1 課題提出的背景與研究意義

1.1 課題研究背景

在數控機床移動式加工中移動部件和靜止導軌之間存在著摩擦，這種摩擦的存在增加了驅動部件的功率損耗，降低了運動精度和使用壽命，增加了運動雜訊和發熱，甚至可能使精密部件變形，限制了機床控制精度的提高。由於摩擦與運動速度間存在非線性關系，特別是在低速微進給情況下，這種非線性關系難以把握，可能產生所謂的尺蠖運動方式或混沌不清的極限環現象，嚴重破壞了對微進給、高精度、高響應能力的進給性能要求。為此，把消除或減少摩擦的不良影響，作為提高機床技術水平的努力方向之一。該課題提出的將磁懸浮技術應用到數控機床加工中，即可以做到消除移動部件與靜止導軌之間存在的摩擦及其不良影響。對提高我國機床工業水平及趕上或超過國際先進水平具有重大意義，且社會應用前景廣闊。

1.2課題研究的意義

機床正向高速度、高精度及高度自動化方向發展。但在高速切削和高速磨削加工場合，受摩擦磨損的影響，傳統的滾動軸承的壽命一般比較短，而磁懸浮軸承可以克服這方面的不足，磁懸浮軸承具有的高速、高精度、長壽命等突出優點，將逐漸帶領機電行業走向一個沒有摩擦、沒有損耗、沒有限速的嶄新境界。超高速切削是一種用比普通切削速度高得多的速度對零件進行加工的先進製造技術，它以高加工速度、高加工精度為主要特徵，有非常高的生產效率，磁懸浮軸承由於具有轉速高、無磨損、無潤滑、可靠性好和動態特性可調等突出優點，而被應用於超高速主軸系統中。要實現高速切削，必須要解決許多關鍵技術，其中最主要的就是高速切削主軸系統，而選擇合理的軸承型式對實現其高轉速至關重要。其中，磁懸浮軸承是高速切削主軸最理想的支承型式之一。磁懸浮軸承可以滿足超高速切削技術對超高速主軸提出的性能要求。但它與普通滑動或滾動軸承的本質區別在於，系統開環不穩定，需要實施主動控制，而這恰恰使得磁懸浮軸承具有動特性可控的優點磁懸浮軸承是一個復雜的機電磁一體化產品，對其精確的分析研究是一項相當困難的工作，如果用實驗驗證則會碰到諸如經費大、周期長等困難，在目前國內情況下不能採取國外以試驗為主的研究方法，主要從理論上進行研究，利用計算機軟體對磁懸浮控制系統進行模擬是一種獲得磁懸浮系統有關特徵簡便而有效的方法。這就是本課題的研究目的和意義。

2 本課題國內外的研究現狀

磁懸浮軸承的應用與發展可以說是傳統支承技術的革命。由於具有無機械接觸和可實現主動控制兩個顯著的優點，主動磁懸浮軸承技術從一開始就引起了人們的重視。磁懸浮軸承的研究最早可追溯到1937年，Holmes和Beams利用交流諧振電路實現了對鋼球的懸浮。自1988年起，國際上每兩年舉行一屆磁懸浮軸承國際會議，交流和研討該領域的最新研究成果；1990年瑞士聯邦理工學院提出了柔性轉子的研究問題，同年G.Schweitzer教授提出了數字控制問題；1998年瑞士聯邦理工學院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了無感測器磁懸浮軸承。近十年，瑞士、美國、日本等國家研製的電磁懸浮軸承性能指標已經很高，並且已成功應用於透平機械、離心機、真空泵、機床主軸等旋轉機械中，電磁懸浮軸承技術在航空航天、計算機製造、醫療衛生及電子束平版印刷等領域中也得到了廣泛的應用。縱觀2006年在洛桑和托里諾召開的第10界國際磁軸承研討會，磁軸承主要應用研究為磁軸承在高速發動機、核高溫反應堆（HTR-10GT）、人造心臟和回轉儀等方面。國內在磁懸浮軸承技術方面的研究起步較晚，對磁懸浮軸承的研究起步於80年代初。

1983年上海微電機研究所採用徑向被動、軸向主動的混合型磁懸浮研製了我國第一台全懸浮磁力軸承樣機；1988年哈爾濱工業大學的陳易新等提出了磁力軸承結構優化設計的理論和方法，建立了主動磁力軸承機床主軸控制系統數學模型，這是首次對主動磁力軸承全懸浮機床主軸從結構到控制進行的系統研究；1998年，上海大學開發了磁力軸承控制器（600W）用於150m制氧透平膨脹機的控制；2000年清華大學與無錫開源機床集團有限公司合作，實現了內圓磨床磁力軸承電主軸的'工廠應用實驗。目前，國內清華大學、西安交通大學、國防科技大學、哈爾濱工業大學、南京航空航天大學等等都在開展磁懸浮軸承方面的研究。2002年清華大學朱潤生等對主動磁懸浮軸承主軸進行磨削試驗，當轉速60000r／min、法向磨削力100N左右時，精度達到小於8m的水平，精磨磨削效率基本達到工業應用水平。2003年6月，南京航空航天大學磁懸浮應用技術研究所研製的磁懸浮乾燥機的性能指標已通過江蘇省技術鑒定，向工業應用邁出了可喜的一步。2005年「濟南磁懸浮工程技術研究中心」研製的磁懸浮軸承主軸設備，在濟南第四機床廠做磨削試驗，成功磨製出一個內圓孔工件，這是我國第一個用磁懸浮軸承主軸加工的工件。此項技術填補了國內空白。近幾年來，由於微電子技術、信號處理技術和現代控制理論的發展，磁懸浮軸承的研究也取得了巨大進展。

從總體上看，磁懸浮軸承技術正向以下幾個方向發展：

(1)理論分析更注重系統的轉子動力學分析，更多地運用非線性理論對主動

磁懸浮轉子系統的平衡點和穩定性進行分析；更注重建立系統的非線性耦合模型以求得更好的性能。

(2)注重系統的整體優化設計，不斷提高其可靠性和經濟性，以期獲得磁懸浮軸承更加廣泛的應用前景。

(3)控制器的實現越來越多的採用數字控制。為達到更高的性能要求，控制器的數字化、智能化、集成化成為必然的發展趨勢。由於數字控制器的靈活性，各種現代控制理論的控制演算法均在磁懸浮軸承上得到嘗試。

(4)發展了多種新型磁懸浮軸承如：無感測器磁懸浮軸承、無軸承電機超導磁懸浮軸承、高溫磁懸浮軸承。此外，磁懸浮機床主軸在各方面也有較大的發展空間如：高潔凈鋼材Z鋼和EP鋼的引入；陶瓷滾動體，重量比鋼球輕40%；潤滑技術的開發，對於高速切削液的主軸，油液和油霧潤滑能有效防止切削液進入主軸；保持架的開發，聚合物保持架具有重量，自潤滑及低摩擦系數的特點從應用的角度看，磁懸浮軸承的潛力尚未得到的發掘，而它本身也未達到替代其它軸承的水平，設計理論，控制方法等都有待研究和解決。

3 課題的研究目標與研究內容

3.1 研究目標

控制器是主動控制磁懸浮軸承研究的核心，因此正確選擇控制方案和控制器參數，是磁懸浮軸承能夠正常工作和發揮其優良性能的前提。該課題主要研究單自由度磁懸浮系統，其結構簡單，性能評判相對容易、研究周期短，並且可以擴展到多自由度磁懸浮系統的研究。針對磁懸浮主軸系統的非線性以及在控制方面的特點，該課題探索出提高系統總體性能和動態穩定性的有效控制策略。

3.2 主要研究內容

（1）闡述課題的研究背景與意義，對國內外相關領域的研究狀況進行綜述。

（2）對磁懸浮機床主軸的動力學模型進行分析，並將其數值化、離散、解耦和降階等，為後續研究

機械專業畢業論文開題報告 篇3

1、 目的及意義(含國內外的研究現狀分析)

本人畢業設計的課題是」鋼坯噴號機行走部件及總體設計」,並和我的一個同學(他課題是「鋼坯噴號機噴號部件設計」)一起努力共同完成鋼坯噴號機的設計。我們的目的是設計一種價格相對便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號機來取代用人工方法在鋼坯上寫編號。

對鋼坯噴號是鋼鐵製造業必然需要存在的一個環節，這是為了實現質量管理和質量追蹤。我們把生產鋼坯對應的連鑄機號、爐座號、爐號、流序號以及表示鋼坯生產時間的時間編號共同組成每塊鋼坯的唯一編號，適當的寫在鋼坯的表面。這樣就在鋼鐵廠的後續檢驗或在客戶使用過程中，如果發現鋼坯的質量有問題，就可以根據這個編號來追蹤到生產這個鋼坯的連鑄機、爐座、爐號、流序及時間等重要信息，及早的發現並解決生產設備中存在的問題。

目前，在國外像日本、美國等一些發達國家已經實現了對鋼坯的自動編號，雖然其輔助設備較多，價格較貴，但大大提高生產的自動化進程和效率。並且鋼坯噴號機具有設備利用率高、位置精度高、可控制性能好等優點。而在國內，除了少數的幾家大型鋼鐵企業(寶鋼、鞍鋼等)引進了自動鋼坯噴號機，大部分的鋼鐵企業仍然處在人工編號的階段。

實現鋼坯噴號的機械化和自動化是提高生產效率和降低生產成本的重要途徑之一，鋼坯噴號機無論在國內還是國外都會有很大的市場。一方面因為人工的工藝流程不但浪費了大量的能量，而且打斷了生產的自動化進程，從而致使生產效率降低，生產成本增加。另一方面由於生產鋼坯的車間溫度很高，有強烈的熱輻射，同時還有大量的水蒸氣和粉塵，因此對其中進行人工編號的工人的勞動強度非常大，並且對身體是一種摧殘，容易得職業病。所以無論從那個方面看都急需一種價格相對便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號機來代替人工編號。

作為一個大學生，畢業設計對我來說是展示我大學四年學習成果的一個機會，也是對我的綜合能力的一個考驗。我本人對「鋼坯噴號機行走部件及總體設計」的課題也非常感興趣，我一定會努力完成這次畢業設計的。總的來說，鋼坯噴號機對於鋼鐵廠和這次畢業設計對於我都是具有現實意義的。

2、基本內容和技術方案

本課題是基於機械設計與電子控制結合的技術來設計鋼坯噴號機。經連連軋的鋼坯規格為160mmx200mm的方形鋼坯，用切割機割成定長，由300mm寬的輸出通道送出。

1.基本內容

先擬定鋼坯噴號機的總體方案，然後確定鋼坯噴號機行走部件的傳動方案及結構參數，最後畫出鋼坯噴號機行走部件的裝配圖以及零件圖。

2.系統技術方案

(1)工作過程：啟動機器PLC控制步進電機帶動鋼坯噴號機到相應的位置，按下啟動鍵發送控制信號傳到控制部件(PLC)，控制部件發出控制命令給執行部件(主要是行走部件及噴號部件，行走部件帶動噴頭靠近鋼坯表面，然後噴頭進行噴號)，噴號完成後噴頭上升並清洗號碼牌。再次移動噴號到下一個鋼坯處。

(2)要求實現的功能：行走部件功能(噴號機整體左右的移動，噴號部件的上下前後移動，噴頭的左右移動)、噴號部件功能(噴頭噴號，清洗號碼牌，號碼牌的更換)。其中號碼為(0—9)十個數字，號碼可以變化更換。每個號碼大小為35mmx15mm，號碼間距為5mm。

(3)實現方案：

行走功能的實現：由於在鋼坯上噴號並不需要很精確的定位，所以採用人工控制步進電機的方式移動整體噴號機來粗調。採用液壓缸提供動力來推動噴號部件，並採用行程開關控制電機來實現噴號部件上下移動，下行程開關可以控制噴號部件與鋼坯表面之間的間距和發出信號使噴頭開始噴塗料並向右移動。採用液壓缸推動，滾輪在導架上滾動的方式實現噴好機構的前後移動，並採用行程開關控制電機來實現噴頭的左右移動，右行程開關可以控制噴頭停止噴塗料並回到初始位置和噴號部件向上移動。

噴號功能的具體實現方案由和我一組的同學確定。

3、進度安排

3-4周 認真閱讀和學習有關資料和知識，並翻譯英文文獻

5-7周 鋼坯噴號機行走部件的傳動方案及總體設計

8-9周 確定鋼坯噴號機行走部件結果參數

10-13周 完成鋼坯噴號機行走部件裝配圖及零件工作圖

14-15周 准備並進行畢業答辯

機械專業畢業論文開題報告 篇4

1. 設計（或研究）的依據與意義

十字軸是汽車萬向節上的重要零件，規格品種多，需求量大。目前，國內大多採用開式模鍛和胎模鍛工藝生產，其工藝過程為：制坯→模鍛→切邊。生產的鍛件飛邊大，鍛件加工餘量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工藝環節多，鍛件質量差，生產效率低。

相比之下，十字軸冷擠壓成形的具有以下優點：

1、提高勞動生產率。用冷擠壓成形工藝代替切削加工製造機械零件，能使生產率大大提高。

2、製件可獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷擠壓十字軸類零件的精度可達ITg---IT8級，表面粗糙度可達Ra O．2～1．6。因此，用冷擠壓成形的十字軸類零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進行精磨。

3、提高零件的力學性能。冷擠壓後金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線分布，使零件的強度高於原材料的強度。

4、降低零件成本。冷擠壓成形是利用金屬的塑性變形製成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料的利用率，從而使零件成本大大降低。

2. 國內外同類設計（或同類研究）的概況綜述

利用切削加工方法加工十字軸類零件，生產工序多，效率低，材料浪費嚴重，並且切削加工會破壞零件的金屬流線結構。目前國內大多採用熱模鍛方式成形十字軸類零件，加熱時產生氧化、脫碳等缺陷，必然會造成能源的浪費，並且後續的機加工不但浪費大量材料，產品的內在和外觀質量並不理想。

採用閉式無飛邊擠壓工藝生產十字軸，鍛件無飛邊，可顯著降低生產成本，提高產品質量和生產效率：

（1）不僅能節省飛邊的金屬消耗，還能大大減小或消除敷料，可以節約材料30﹪；由於鍛件精化減少了切削加工量，電力消耗可降低30﹪；

（2）鍛件質量顯著提高，十字軸正交性好、組織緻密、流線分布合理、纖維不被切斷，扭轉疲勞壽命指標平均提高2~3倍；

（3）由於一次性擠壓成型，生產率提高25%.

數值模擬技術是CAE的關鍵技術。通過建立相應的數學模型，可以在昂貴費時的模具或附具製造之前，在計算機中對工藝的全過程進行分析，不僅可以通過圖形、數據等方法直觀地得到諸如溫度、應力、載荷等各種信息，而且可預測存在的缺陷；通過工藝參數對不同方案的對比中總結出規律，進而實現工藝的優化。數值模擬技術在保證工件質量、減少材料消耗、提高生產效率、縮短試制周期等方面顯示出無可比擬的優越性。

目前，用於體積成形工藝模擬的商業軟體已有「Deform」、「Autoforge」等軟體打入中國市場。其中，DEFORM軟體是一套基於有限元的工藝模擬系統，用於分析金屬成形及其相關工業的各種成形工藝和熱處理工藝。DEFORM無需試模就能預測工業實際生產中的金屬流動情況，是降低製造成本，縮短研發周期高效而實用的工具。二十多年來的工業實踐清楚地證明了基於有限元法DEFORM有著卓越的准確性和穩定性，模擬引擎在大金屬流動，行程載荷和產品缺陷預測等方面同實際生產相符保持著令人嘆為觀止的精度。

3. 課題設計（或研究）的內容

1）完成十字軸徑向擠壓工藝分析，完成模具總裝圖及零件圖設計。

2）建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

3）十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。

4）相關英文資料翻譯。

4. 設計（或研究）方法

1）完成十字軸徑向擠壓成形工藝分析，繪制模具總裝圖及零件圖。

2）寫畢業論文建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

3）完成十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。

4）查閱20篇以上與課題相關的文獻。

5）完成12000字的論文。

6）翻譯10000個以上英文印刷符號。

5. 實施計劃

04-06周：文獻檢索，開題報告。

07-10周：進行工藝分析、繪制模具二維圖及模具三維模型設計。

11-13周：進行數值模擬。

14-16周：撰寫畢業論文。

17周：進行答辯。

機械專業畢業論文開題報告 篇5

一、畢業設計題目的背景

三級圓錐—圓柱齒輪減速器，第一級為錐齒輪減速，第二、三級為圓柱齒輪減速。這種減速器具有結構緊湊、多輸出、傳動效率高、運行平穩、傳動比大、體積小、加工方便、壽命長等優點。因此，隨著我國社會主義建設的飛速發展，國內已有許多單位自行設計和製造了這種減速器，並且已日益廣泛地應用在國防、礦山、冶金、化工、紡織、起重運輸、建築工程、食品工業和儀表製造等工業部門的機械設備中，今後將會得到更加廣泛的應用。

二、主要研究內容及意義

本文首先介紹了帶式輸送機傳動裝置的研究背景，通過對參考文獻進行詳細的分析，闡述了齒輪、減速器等的相關內容；在技術路線中，論述齒輪和軸的選擇及其基本參數的選擇和幾何尺寸的計算，兩個主要強度的驗算等在這次設計中所需要考慮的一些技術問題做了介紹；為畢業設計寫作建立了進度表，為以後的設計工作提供了一個指導。最後，給出了一些參考文獻，可以用來查閱相關的資料，給自己的設計帶來方便。

本次課題研究設計是大學生涯最後的學習機會，也是最專業的一次鍛煉，它將使我們更加了解實際工作中的問題困難，也使我對專業知識又一次的全面總結，而且對實際的機械工程設計流程有一個大概的了解，我相信這將對我以後的工作有實質性的幫助。

三、實施計劃

收集相關資料：20XX年4月10日——4月16日

開題准備： 4月17日——4月20日

確定設計方案：4月21日——4月28日

進行相關設計計算：4月28日——5月8日

繪制圖紙：5月9日——5月15日

整理材料：5月15日——5月16日

編寫設計說明書：5月17日——5月20日

准備答辯：

四、參考文獻

[1] 王昆等 機械設計課程設計 高等教育出版社,1995.

[2] 邱宣懷 機械設計第四版 高等教育出版社,1997.

[3] 濮良貴 機械設計第七版 高等教育出版社,2000.

[4] 任金泉 機械設計課程設計 西安交通大學出版社,2002.

[5] 許鎮寧 機械零件 人民教育出版社,1959.

[6] 機械工業出版社編委會 機械設計實用手冊 機械工業出版社,2008

機械專業畢業論文開題報告 篇6

1. 設計（或研究）的依據與意義

十字軸是汽車萬向節上的重要零件，規格品種多，需求量大。目前，國內大多採用開式模鍛和胎模鍛工藝生產，其工藝過程為：制坯→模鍛→切邊。生產的鍛件飛邊大，鍛件加工餘量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工藝環節多，鍛件質量差，生產效率低。

相比之下，十字軸冷擠壓成形的具有以下優點：

1、增強勞動生產率。用冷擠壓成形工藝代替切削加工製造機械零件，能使生產率大大增強。

2、製件可獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷擠壓十字軸類零件的精度可達ITg---IT8級，表面粗糙度可達Ra O．2～1．6。因此，用冷擠壓成形的十字軸類零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進行精磨。

3、增強零件的力學性能。冷擠壓後金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線分布，使零件的強度高於原材料的強度。

4、降低零件成本。冷擠壓成形是利用金屬的塑性變形製成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，增強材料的利用率，從而使零件成本大大降低。

2. 國內外同類設計（或同類研究）的概況綜述

利用切削加工方法加工十字軸類零件，生產工序多，效率低，材料浪費嚴重，並且切削加工會破壞零件的金屬流線結構。目前國內大多採用熱模鍛方式成形十字軸類零件，加熱時產生氧化、脫碳等缺陷，必然會造成能源的浪費，並且後續的機加工不但浪費大量材料，產品的內在和外觀質量並不理想。

採用閉式無飛邊擠壓工藝生產十字軸，鍛件無飛邊，可顯著降低生產成本，增強產品質量和生產效率：

（1）不僅能節省飛邊的金屬消耗，還能大大減小或消除敷料，可以節約材料30％；由於鍛件精化減少了切削加工量，電力消耗可降低30％；

（2）鍛件質量顯著增強，十字軸正交性好、組織緻密、流線分布合理、纖維不被切斷，扭轉疲勞壽命指標平均增強2~3倍；

（3）由於一次性擠壓成型，生產率增強25%.

數值模擬技術是CAE的關鍵技術。通過建立相應的數學模型，可以在昂貴費時的模具或附具製造之前，在計算機中對工藝的全過程進行分析，不僅可以通過圖形、數據等方法直觀地得到諸如溫度、應力、載荷等各種信息，而且可預測存在的缺陷；通過工藝參數對不同方案的對比中總結出規律，進而實現工藝的優化。數值模擬技術在保證工件質量、減少材料消耗、增強生產效率、縮短試制周期等方面顯示出無可比擬的優越性。

目前，用於體積成形工藝模擬的商業軟體已有「Deform」、「Autoforge」等軟體打入中國市場。其中，DEFORM軟體是一套基於有限元的工藝模擬系統，用於分析金屬成形及其相關工業的各種成形工藝和熱處理工藝。DEFORM無需試模就能預測工業實際生產中的金屬流動情況，是降低製造成本，縮短研發周期高效而實用的工具。二十多年來的工業實踐清楚地證明了基於有限元法DEFORM有著卓越的准確性和穩定性，模擬引擎在大金屬流動，行程載荷和產品缺陷預測等方面同實際生產相符保持著令人嘆為觀止的精度。

3. 課題設計（或研究）的內容

1）完成十字軸徑向擠壓工藝分析，完成模具總裝圖及零件圖設計。

2）建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

3）十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。

4）相關英文資料翻譯。

4. 設計（或研究）方法

1）完成十字軸徑向擠壓成形工藝分析，繪制模具總裝圖及零件圖。

2）畢業論文建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

3）完成十字軸徑向擠壓成形過程數值模擬。

4）查閱20篇以上與課題相關的文獻。

5）完成12000字的論文。

6）翻譯10000個以上英文印刷符號。

5. 實施計劃

04-06周：文獻檢索，開題報告。

07-10周：進行工藝分析、繪制模具二維圖及模具三維模型設計。

11-13周：進行數值模擬。

14-16周：撰寫畢業論文。

17周：進行答辯。

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Ⅵ 求小型風力發電機的構造原理和資料（越基礎越好詳細點）謝謝

小型風力發電機介紹
一，小型風力發電機的使用條件
小型風力發電機一般應在風力資源較豐富的地區使用。即年平均風速在3m／s以上，全年3-20m／s有效風速累計時數3000h以上；全年3-20m／s平均有效風能密度lOOW／m2以上。在選擇使用風力發電機時，要做到心中有數，避免盲目性，這樣才能充分地利用當地的風力資源，最大限度地發揮風力發電機的效率，取得較高的經濟效益。
應該指出的是，在風力資源豐富地區，最好選擇風機額定設計風速與當地最佳設計風速相吻合的風力發電機。如能做到這一點無論是從風力機的選擇上，還是利用風力資源的經濟意義上都有重要的意義。風洞試驗證明，風輪的轉換功率與風速的立方成正比，也就是說，風速對功率影響最大。例如，在當地最佳設計風速為6m／s的地區，安裝一台額定設計風速為8m／s的風力發電機，結果其年額定輸出功率只達到原設計輸出功率的42％，也就是說，風力發電機額定輸出功率較設計值降低了58%。若選用的風力發電機額定設計風速越高，那麼其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風力發電機額定設計風速偏低，其風輪直徑、電機相對要增大，整機造價相應也就加大．從製造和產品的經濟意義上考慮都是不合算的。
二，小型風力發電執使用的一般要求
目前，小型風力發電機都採用蓄電池貯能，家用電器的用電都由蓄電池提供。所以，用電時總的原則是，蓄電池放電後能及時由風力發電機給以補充。也就是說，蓄電池充入的電量和用電器所需消耗的電量要大致相等(一般以日計算)。下面舉一例說明這一問題：某地區使用了一台風力發電機，額定風速輸出功率為IOOW,假設，該地區某日相當於額定風速的風力吹刮時數連續為4h，則該風機日輸出並貯存到蓄電池裡的能量為400Wh。考慮到鉛蓄電池的轉換效率為70%，則用戶用電器實際可利用的能量280Wh。如果該用戶使用的電器有：
(1)15W燈泡兩只，使用4h，耗能為120Wh；
(Z)35W電視機一台，使用3h，耗能為105Wh；
(3)15W收錄機一台，使用4h，耗能為60Wh。
以上總耗能為285Wh。
這樣，用電器日總耗能比風力發電機所能提供的能量超出了5Wh，也就是出現了所謂的「入不付出」用電；這種入不付出的用電，將會使蓄電池處在虧電的狀態下工作。如果經常長時間地這么用電，將會使蓄電池嚴重虧電而損壞，縮短其使用壽命。
上例，是假定風力發電機在額定風速狀擊下的用電情況，而實際上，由於風的多變性，間歇性，風既有大小的不同(風速)又有吹刮時間長短的不同(風頻)。所以，在使用用電器時要做到風況好時可適當多用電，風況差時少用電。這就需要用戶在使用時認真總結經驗。
另外，有條件的地區和用戶可備一台千瓦級的柴油發電機組，當風況差的時候給蓄電池補充充電，做到蓄電池不間斷地供電。
三，小型風力發電機的合理配套
小型風力發電機發出的電能首先經過蓄電池貯存起來，然後再由蓄電池向用電器供電。所以，必須認真科學地考慮，風力發電機功率與蓄電池容量的合理匹配和靜風期貯能等問
題。目前，小型風力發電機與蓄電池容量一般都是按照輸入和輸出相等，或輸入大於輸出的原則進行匹配的。即：100W風力發電機匹配120Ah蓄電池(60Ah2塊)；200W風力發電機匹配120-180Ah蓄電池(60或90Ah2塊)；300W風力發電機匹配240Ah蓄電(120Ah2塊)；750W風力發電機匹配240Ah蓄電池(120Ah2塊)；1000W風力發電機匹配360Ah蓄電池（120Ah3塊）。
實踐證明：如果匹配的蓄電池容量不符合風力發電機發出能量的要求，將會產生下列問題：
（1）蓄電池容量過大時，風力發電機發出的能量不能保證及時地給蓄電池充足電，致使蓄電池經常處於虧電狀態。縮短蓄電池使用壽命。另外，蓄電池容量大，價格和使用費用隨之增大，給經濟上也造成不必要的浪費。
（2）蓄電池容量過小時，會使蓄電池經常處於過充電狀態。如因充足電而停止風力發電機的工作會嚴重影響風機工作效率。蓄電池長期過充電將會使蓄電池早期損壞，縮短使用壽命。
另外，小型風力發電機的合理匹配，用電器的套配也是一項可忽視的內容。在選配用電器時也應按照蓄電池與風力發電機的匹配原則進行。即選配的用電器耗用的能量要與風力發電機輸出的能量相匹配。但應指出的是，匹配指標所強調是「能量」，不要混淆為功率。在選用用電器時，還必須注意電壓制的要求，目前，小型風力發電機配電箱上配有12V、24V和電視機專用插座，用戶使用時，要針對用電器所要求的電壓值選用相應的插座，電視機應專門插在電視機插座上。
如果使用的是交流用電設備，則必須備置能夠滿足其功率要求的「逆變器」將蓄電池的直流電轉變成電壓為220V，頻率為50Hz的交流電才能使用。
第二節 小型風力發電機安裝場址的選擇
小型風力發電機安裝場址的選擇非常重要。性能很高的風力發電機，假如沒有風，它也不會工作，而性能稍差一些的風力發電機，如果安裝場址選擇得好，也會使它充分發揮作用。關於小型風力發電機的選址條件包含著非常復雜的因素，美國等一些國家，特為此出版了有關風力機場址選擇的專著。原則上，在一年之中極強風及紊流少的地點應算最好，但有時很難選出這樣的地點。
一、場址選擇原則
1.場址應選擇風能豐富區前面己介紹，風力發電機安裝地點的年平 均風速越大越好，其大體上
數字是：年平 均風速3m／s以上，3-20m／s有效風速累計時效3000h以上，全年3一20m／s平均有效風能密度100W／m2以上。只要能滿足第一個條件，小型風力發電機在經濟上便可認為是合算的。
2.場址應具有較穩定的盛行風向。盛行風向是指出現頻率最高的風向，氣象上風向一般用16個方位表示(圖4-1)。每個方位箭頭的長度和數字是該風向的平均風速，並可形象地繪制出風玫瑰（圖4-2）。
從風玫瑰圖中看出，盛行風向為西南風（平均風速11.7m／s）、南西南風(平均風11.5m／s)和東北風(平均風速5．9m／s)。我國是季風較強的國家，不同季節盛行風向還要變化。選址對希望盛行風向較穩定，便於考慮地形的有利影響。
3．風機高度范圍內「風切變」要小(風剪切要小) 「風切變」是指短距離內風速、風向的較大變化。圖4-3所示為平頂山脊頂的風切變，圖中的影區說明因氣流分離使風速下降，分離區上部為強切變區。風機如安在此影區，葉片將在不等速風中旋轉，葉片受載不均勻，
圖4-1 風向的16個方點陣圖

圖4-2 風玫瑰圖
降低性能，縮短風機使用壽命。所以風機應避開此強切變區，安在迎風坡上，或提高塔架。
4.應考慮氣象因素的影響
（1） 紊流。所謂紊流是指氣流速度的急劇變化，包括風向的變化。通
常這兩種因素混在一起出現。紊流能影響風力發電機功率的輸出，同時使整個裝置振動，損壞風機。小型紊流多數是因地面障礙物的影響而產生的，因此在安裝風力發電機時，必須躲開這種地區。
（2） 極強風。海上風速可達30m／s以上，內陸有時也大於20m／s時稱為極強風。風力發電機的安裝場址當然要選擇風速大

圖4-3 平頂山脊頂的風場變
的地方，但在易出現極強風的地區使用風機，要求機組具有足夠的強度，一旦遇有極強風，風力發電機便成為被襲擊的對象。
（3）結冰和粘雪。在山地和海陸交界處設置的風力發電機，容易結冰和粘雪。葉片一旦結了冰，其重量分布便會發生變化，同時翼形的改變，又會引起激烈的振動，甚至發生破壞。
（4）雷。因為風力發電機在沒有障礙物的平坦地區安裝得較高，所以經常發生雷擊事故，為此風機最好增設防雷裝置。
（5）鹽霧損害。在距海岸線10-15km以內的地區安裝風力發電機，必須採取防鹽霧損害的措施。因為鹽霧能腐蝕葉片等金屬部分，並且會破壞裝置內部的絕緣體。

(6)塵砂。在塵砂多的地區，風力發電機葉片壽命明顯縮短。其防護的方法，通常是防止槳葉前緣的損傷，對前緣表面進行處理。可是塵砂有時也能侵入機械內部，使軸承和齒輪機構等機械零件受到破壞。在工廠區，空氣中浮游著的有害氣體，也會腐蝕風力機的金屬部分，應加以注意。
二，平坦地形的場址選擇
根據能同時表示風向和風速關系的風玫瑰圖，如果在風向最多的上風側沒有障礙物，一般都可以認為這個地點為平地。所謂在平地上安裝風力發電機的情況，應考慮以下兩個條件：
（1）以設置地點為中心，在半徑為1km的圓內，應沒有障礙物。
（2）假使有障礙物時，風力機的高度應為障礙物最高處高度的三倍以上，這個關系如圖4-4所示。此條件極為嚴格，但對小型風力發電機可以放寬些(例如也可以把半徑定為400m)。
三，山脊或山頂地形的場址選擇
山脊和山頂有自然的高塔作用，並且氣流隨著靠近山脊，由於風洞效應，氣流近似為流線而得到加速，能量也隨之增大。如圖4-5a所示。可是，風向和山脊構成的方向對風的加速有很大的影響，主風向和山脊構成的方向成直角的情況最理想。否則，隨地形風的加速作用逐漸變小。
圖4-5b表示了在理想山脊上風速的分布情況。風速通常在山脊的根部減到相當小，隨著往山頂移動而逐漸增大，到山頂最大。因而，安裝風力發電機時，如不是在山脊的中點以上，便不會得到增大風速的效果。可是，若山脊的後面正是風向引起紊流的地方(圖4-
圖4-4 在平地上安裝風力發電機

圖4-5 風在山脊和和山頂的加速效應
5a)，則最為理想的地方應彼凳巧蕉ァ?/FONT>
四，建築物上面或附近地形的場址選擇
雖然人們都希望把風力發電機安裝在平坦開闊地方的塔架上，但在住宅附近、城市中心及其周圍，有時，不得建在建築物的上面。在這種情況下，必須了解建築物對氣流有什麼影響，使輸出功率發生什麼變化。圖4-6反映了建築物對氣流的影響，氣流在建築物的後面會形成小的紊流，而在建築物的周圍形成馬蹄形的氣流。在建築物的上風側設置風力機時，至少也要保持具有建築物高度2倍的間距；在下風側設置時，至少要離開建築物高度10倍以上的間距；在建築物上面設置時，風機高度必須使建築物高度的2倍以上，如圖4-7所示。

圖4-6 建築物周圍的氣流 圖4-7 在建築物上安裝風機的要求

第三節 小型風力發電機的安裝
一.安裝准備
（1）安裝小型風力發電機裝箱清單對准備安裝的風力機逐一進行清點驗收，清點驗收合格後可進行下步工作。
（2）安裝前仔細閱讀小型風力發電機使用說明書，熟悉圖紙，掌握有關安裝尺寸和全部技術要求。
（3）千瓦以上風機的安裝應聘請生產廠方技術人員或有關技術人員予以指導。必要時成立安裝小組，一切安裝、施工活動，由安裝組長統一指揮。
（4）按使用說明書的要求准備安裝器材和必要的物資(如水泥、杉本、牽引繩等)
（5）安裝時應嚴格按照使用說明書的要求和程序進行。
安裝完後要組織驗收，經全面檢查，認為符合安裝要求和標准後，才能進行試運轉，並投入使用。
二，安裝工作技術規程
小型風力發電機的安裝分百瓦級風機和千瓦級風機的安裝。百瓦級風機因結構小巧，重量也輕，一般3-5人便能豎起。千瓦級風機因結構重量較大，安裝時需用起吊滑輪和絞盤。為使安裝工作安全地順利進行，特製定以下技術規程。
（1）安裝塔架所使用的杉木，質地要結實。繩索的強度要符合要求，安全系數一定要大，其長度要有適當的餘量。起吊操作時要規定信號，做到統一指揮。
（2）風力發電機主要零部件的安裝(如起吊零部件等)要聽從統一指揮。操作人員不準站在塔身下或正在舉升的零部件下面，以防意外。
（3）在上塔架頂部安裝時，操作人員必須系好安全帶或加裝其他保護裝置。另外，不
許手中或身上攜帶工具或零部件，以免不慎落下打傷人或造成損壞，塔架上部操作人員所使用的工具和零件，應統一用繩索吊上。
（4）安裝風力發電機的工作，只能在風速不超過4m／s(三級風)的情況下進行，以保證操作安全。
（5）用絞盤起吊時，應一圈挨一圈地均勻地盤繞，否則外圈繩索容易從內圈滑下，致使吊件突然下落。起重繩繞在繞盤上時，也不要使繩做縱向扭曲，因為繩子扭曲後，一是通過滑輪時不容易通過，二是會降低其抗拉強度。
（6）安裝風輪時，必須事先用繩索將風輪葉．片牢固地綁在塔身上，以免風輪被風吹動旋轉而碰傷安裝操作人員。
（7）風力發電機安裝好並檢查無誤後，可進行試運轉。試運轉前，塔架上的人員必須下來並離開塔架，以免風向變化時，風輪旋轉或發生意外事故。
三，百瓦級小型風力發電機的安裝
百瓦級小型風力發電機安裝一般包括：立柱拉索式支架的安裝、回轉體的安裝、尾翼和手剎車的安裝、機頭的安裝、豎立風機、電器連接等內容。
1．立柱拉索式支架的安裝 具體安裝步驟如下：
第一步，立柱本身的安裝。考慮到便於運輸，立柱製造時一般都設置三節。其連接方法一種是45°角插接，另一種是法蘭盤對接。安裝時打開包裝箱，如是45°角的插接桿，將插頭處塗上防腐油，逐個插好，如是法蘭盤對接桿，將每組桿法蘭盤對准上好螺栓，放好彈簧墊擰緊即可。
第二步，選擇風機安裝的中心位置。IOOW和200W風機只將風機底座放在中心位置上，並用兩個鐵釺將底座釘牢即可．300W和750W風機底座的安裝必須挖地基並澆灌混凝土，基礎坑尺寸為0.4×0.4×0.5；混凝土比例為水泥：砂子：石子=1：2：3。底座螺栓應高於底座上平面30-35mm，螺扣要予以保護。灌注後凝固24h方可進行安裝。

圖4-8 四根拉索定及底座與立柱連接示意圖 圖4-9 力柱用木樁頂起
第四步，有手剎車的機型，此時應將手剎車部件(如絞輪、鋼絲繩等)安裝好，鋼絲繩由中立柱長孔處穿入立柱中心並從上立柱端穿出固定好。

2．回轉體的安裝 回轉體的安裝步驟如下：
（1）帶有外滑環和手剎車機型回轉體的安裝：
第一步，將立柱上端的光軸位置塗上黃油脂，並將壓力軸承放在頂端軸承座內塗好油。

第二步，將外滑環套接在回轉體長套的下端止口處，並用螺釘固定好，然後將上好外滑環的回轉體的長套從下口套入上立柱的光軸上，套接時同時將剎車鋼絲繩也穿入回轉體長套里，並從上端中心孔取出固定好。此時注意壓力軸承的位置，保證使壓力軸承在立柱的上端軸承座與回轉體上端軸承蓋上的軸承座相吻合，使壓力軸承壓接在兩軸承座中間並運轉自如，如圖4-10所示。

圖4-10 回轉體的安裝

不帶外滑環和手剎車機型回轉體的安裝：
第一步，同上。
第二步，將輸電線（防水膠線）穿入回轉體中心孔（導線穿孔），然後把回轉體套在上立柱的光軸上。根據機型不同，有的回轉體上裝有限位螺絲或限位彎板，其作用示防止回轉體在立柱上竄動。安裝時注意防止限位螺絲釘擰緊，應保證限位的同時，能夠在立柱光軸上靈活轉動。
3.尾翼和手剎車的安裝 尾翼出廠時，尾翼板和尾翼桿已經作為一個整體連接在一起，安裝時應檢查一下其各連接部位的螺絲釘是否緊固。檢查好後，將尾翼桿前端長軸套放入回轉體尾翼連接耳內，對准銷孔並插入尾翼銷軸，銷軸下部穿好開口銷，使其轉動靈活，如圖4-11所示。
手剎車的安裝。在立柱拉索式支架安裝的第四步已經完成了手剎車下部絞輪的安裝，此時主要是上部的安裝，即將剎車繩從回轉體上端引出。一種機型(如FD2-100型)在回轉體上平面用壓夾固定一個較長的彎形彈簧運動軌道，彈簧軌道固定好後，再將手剎車鋼絲繩從彈簧里穿過去與尾翼桿上的連接螺絲釘相連接，如圖4·11a所示，另一種機型(FD2．1-0．2／8型)在回轉體出口處和上平面右邊角處安裝二組瓷套作為鋼絲繩的運動軌道，然後再將手剎車鋼絲繩從瓷套里穿過去與尾翼桿上的連接螺釘相連接，如圖4-llb所示。另外，小型風機剎車機構還有一種為抱閘摩擦式剎車，如FD1．5-100型風機為此種剎車，安裝時主要是保證剎車帶與剎車轂的間隙，並在豎機後檢查並保證剎車動作靈活。
4．機頭的安裝 機頭的安裝內容有發電機的安裝和風輪的安裝。
（1）發電機的安裝。發電機在出廠時已經是裝配好的整體，安裝時只需把發電機放在回轉體上平面上對准四個螺栓孔，上好螺栓加彈簧墊圈擰緊，並把發電機引出線插頭與外滑環引出接線插座對接牢固，外滑環弓1出線與輸電線(防水膠線)插接好。如沒有外滑環的機型須將發電機的引出線與輸電線．(防水膠線)按正負極連接好即可。
（2）風輪的安裝。小型風力發電機風輪一般分兩類，二類是定槳距風輪，另一類是變槳距風輪。
定槳距風輪的安裝：如果風輪為兩片分開的葉片，安裝時只把兩葉片槳桿軸部插入輪轂上的安裝孔中，對准鍵槽孔，放好彈簧墊，擰緊螺母即可，如FDl．5-100型風機。但要注意兩片分開的葉片出廠時都是選配好的，安裝時不可與其他風葉混淆，以防破壞風輪平衡。
如果兩個葉片為整體式或安裝好的總成件，安裝時只需把風輪軸孔套在發電機軸
上，然後放好彈簧墊，擰緊螺母即可。一般電機軸都帶有1：10錐度，所以不會裝錯，如FD2-100型風機為整體葉片。
如果是三葉片風輪，風掄出廠時，葉片和前、後夾片為散件包裝，三個葉片都是選配好的，每個葉片根部(柄部)有三個螺栓孔，安裝時只需與前後夾板相應的三孔對准螺栓並放好彈簧墊擰緊。風輪夾板(輪轂)設有1，10的錐套，套在發電機軸上，放好彈簧墊，用螺母擰緊即可。
變槳距風輪：目前使用的變槳距風輪出廠時均為裝配好的整體。在安裝時不要拆卸，只需把風輪的錐形軸套套在發電機軸上，上好彈簧墊，擰緊螺母即可。注意變槳距風輪在安裝時應檢查葉片是否有卡滯現象，方法是分別扭動兩只葉片，如果葉片活動平穩即符合要求。
5.豎立風機 以上內容全部安裝完畢，應做一次認真的檢查：看固定部位是否擰緊、轉動部位是否靈活、剎車桿件和各連接部位是否可靠。輸電線(防水膠線)正負極是否接好，做好標記。目前，製造廠將輸電線接全部採用插接的方式連接，只要插進去，正負極就不會搞錯。以上全部無誤後，即可立機，立機的方法和步驟如下：

（1）100W，200W機型立機，只要兩人拉牽引繩(四根拉索的其中一根)，另外兩個人，一人在下扛機身，另一個人用雙手舉機身，這樣四人共同協作，便能很順利地將風機立起，如圖4-12所示。
（2）300W，750W機型立機，三根拉索上部與風機上立柱連接好，下邊先將兩根拉索與地錨連接固定，另一根作牽引繩，牽引時可用人拉(4-5人)，也可用小型拖拉機拉，然後再用4-5人支撐機身。邊牽引邊扶立，直至立起為止。
圖4-12 豎立100W.200W風機示意圖

風機立起後，調整拉索緊線器，使風機立柱保持鉛直位置，並使每根拉索均處於拉緊狀態。
6．電器的連接
（1）發電機輸電線連接：輸電線用壓夾固定在立柱上，固定好之後，從立柱底部將輸電線架起並引進用戶家中。
（2）輸電線與配電箱插接：配電箱一般都設有發電機輸電線插座，連接時，將輸電線插頭插入配電盤上的發電機輸電線插座里即可。

（3）蓄電池的連接：蓄電池的連接應嚴格遵守發電機的電壓制。小型風力發電機的電機有的設計為28V，有的則為42V和110V。每台風機有兩塊電池為一組，也有三塊以上為一組。連接時應按照使用說明書的要求進行。蓄電池一般為串聯連接，如100W和200W風機，大多為28V 電壓制。兩塊60AH的蓄電池應串聯連接，如圖4-13所示。
（4）用電器的連接：目前小型風力發電機的用電器主要有燈泡、電視機、收錄機.小型冰箱和洗衣機等。一般風機配電箱上都設有直流12V、24V和交流220V電壓制插座，在使用用電器時應嚴格按照用電器所要求的電壓制選用配電箱上的相應插座，不能插錯。

圖4-13 風機蓄電池連接示意圖