岩石夹持装置机械设计

㈠ 怎样写《浅谈现代机械设计方法》毕业论文

机械手夹持器毕业设计论文及装配图论文编号:JX402 包括装配图,字数:15384.页数:60摘要本次机械手的设计本设计说明书主要对于夹持器，伸缩臂，液压系统及PLC控制编程进行的设计思想和设计过程。内容主要包括：夹持器与伸缩臂总体方案的确定，采用了液压与电动驱动系统，相应的涉及到电机和液压缸的选择计算，总体结构设计、主要部件的受力分析和强度校核。关键词:机械手,夹持器,PLC,液压
Abstract
the this manipulator's design this design instruction booklet mainly regarding the screw clamp, expands and contracts the arm, the design concept which and the design process the hydraulic system and the PLC control programming carries on. The content mainly includes: The screw clamp and the expansion arm overall concept's determination, has used the hydraulic pressure and the electrically operated driving system, corresponding involving to electrical machinery and hydraulic cylinder's choice computation, gross structure design, major component's stress analysis and intensity examination. key word: Manipulator, screw clamp, PLC, hydraulic pressure
目录
摘要 1
Abstract 1
第一章 夹持器 3
1.1夹持器设计的基本要求 3
1.2夹持器结构设计 4
1.2.1夹紧装置设计. 4
1.2.2手爪的夹持误差及分析 7
1.2.3楔块等尺寸的确定 10
1.2.4材料及连接件选择 13
第二章 腕部 15
2.1腕部设计的基本要求 15
2.2具有一个自由度的回转缸驱动的典型腕部结构 15
2.3腕部结构计算 16
2.3.1腕部回转力矩的计算 16
2.3.2回转液压缸所驱动力矩计算 18
2.3.3回转缸内径D计算 20
2.3.4液压缸盖螺钉的计算 21
2.3.5静片和输出轴间的连接螺钉 23
2.3.6腕部轴承选择 24
2.3.7材料及连接件，密封件选择 24
第三章 伸缩臂设计 26
3.1伸缩臂设计基本要求 26
3.2方案设计 27
3.3伸缩臂机构结构设计 29
3.3.1伸缩臂液压缸参数计算 29
3.3.2导向杆机构设计 36
第四章 驱动系统 39
4.1驱动系统设计要求 39
4.2驱动系统设计方案 39
4.3驱动系统设计 40
4.3.1分功能设计分析 40
4.3.2液压泵的确定与所需功率计算 40
4.3.3确定泵的电机功率N 41
4.3.4液压元件的选择,如表5.2所示 42
4.3.5辅助元件的选择 43
4.5液压系统的验算 43
4.6液压系统图 44
4.6.1设计的液压系统图 44
4.6.2液压系统电磁铁动作顺序控制原理 44
4.6.3电磁铁动作顺序 45
第五章 PLC控制系统 48
5.1 PLC的构成及工作原理 48
5.2 PLC选择 48
5.3程序设计 50
5.4语句表 52
总 结 58
参考文献 59以上回答来自: http://www.lwtxw.com/html/44-5/5217.htm

㈡ 岩石中气体突破压力测定

方法提要

岩样被润湿性流体饱和后，非润湿性流体必须克服岩石的毛细管阻力才能排驱润湿性流体。岩石的毛细管半径越小，则阻力越大，所需突破压力越高。在模拟地层条件下，逐渐增加进口端的压力，当压力足以排替岩样中的饱和流体时，在出口端即可见到气体突破逸出，该时间相应的进口压力即为流体试样的突破压力。根据泊肃叶公式计算出气体从盖层的底界穿越至顶界所经历的时间，即为突破时间。

试验装置

突破压力装置 (示意图见图72.20) 主要包括:

中间容器 容积 1000cm3，工作压力大于 20MPa。

压力表0.4 级。

加湿器 工作压力大于 20MPa。

六通阀 工作压力大于 30MPa，工作温度 20～150℃。

岩心夹持器 公称压力 50MPa，温度 20～150℃。

高压计量泵 公称压力大于 30MPa。

活塞式中间容器 容积 1000cm3。工作压力大于 20MPa。

温度控制仪 (150 ±1) ℃。

监测器 精度 0.05cm3。

真空泵 真空度小于 6.7 ×10- 2Pa。

真空干燥器。

烘箱 工作温度 20～200℃。

图72.20 突破压力测定装置示意图

试剂和材料

氯化钠。

氢化镁。

无水氯化钙。

空气或氮气，钢瓶装。

岩样制备

试样按垂直方向钻取。钻取的派败试样在测定前必须洗油，洗油一般在索氏抽提器中进行，所用的洗油液是溶解原油较强的有机溶剂。岩样要清洗至出口溶剂无色透明，荧光 3级以下为止。清洗油后的岩样放入温度控制在 (105 ± 2) ℃烘箱中烘 8h 以上，烘到试样恒量为止。时间间隔:

试验压力小于 5MPa 时，30min。

试验压力 5～10MPa 时，60min。

试验压力 (>10)～15MPa 时，90min。

试验压力大于 15MPa 时，120min。试验压力间隔: 每一次的测定压力按上一次压力的 15%增加。

分析步做羡陆骤

1) 地层条件下饱和煤油的气体突破压力测定。① 去掉图72.20 中的加湿器，将中间容器 2 的出口端管线接六通阀，将干岩样装入岩心夹持器内。③ 用高压计量泵加围压至地层有效上覆压力，地层压力按数据处理公式 (72.114) 计算。④ 测量干样在地层条件下渗透率，渗透率的进口压力即为饱和煤油的起始压力。⑤ 将岩样放入真空干燥器中抽空，真空度低于 133.3Pa 继续抽空 2h，放入煤油继续抽空直至没有气泡为止。⑥ 岩样移至中间容器，加压 10～20MPa 并保持 24h 以上，使试样充分为煤油饱和。⑦ 将饱和煤油后的岩样装入岩心夹持器。按照②加围压，根据试井、测井资料确定试验温度。⑧ 接通气源，通过中间容器缓冲，至岩心夹持器进口端，按选定的起始压力试验时间间隔、压力间隔的要求逐渐由低到高进行测定。测定中监测器监测岩样出口端情况，当有气体逸出时，相应的进口压力即为该试样的突破压力。

2) 地层条件下饱和水的气体突破压力测定。① 煤油换成模拟地层水或标准盐水后，重复前面 1) 中②、④、⑤。对遇水易膨胀破碎的泥岩试样，可先装入岩心夹持器，加围压至地层有效上覆压力后抽空 2h，加压模拟地层水或标准盐水，并在 10～20MPa 的压力下稳定 8～24h，使试样充分饱和。② 将具饱和水的岩样放入岩心夹持器内，按上面 1)中⑥加围压和温度。③ 起始压力按饱和煤油的突破压力，饱和水的突破压力按上述 1)中⑦测定。

数据处理

地层有效上覆压力的计算。在不考虑孔隙流体压纯顷力情况下，地层有效上覆压力值确定公式为:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:p_H为地层上覆压力，MPa;ρ_D为岩样密度，g/cm³;ρ_W为地层水密度，g/cm³;H为取样深度，m。

突破时间的计算。按泊肃叶公式计算突破时间:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:t_a为突破时间，s;h为岩层厚度，cm;α为孔隙弯曲的理论修正值;μ为流体黏度，Pa·s;r_A为孔隙半径，cm;Δp为流体从孔隙中排出时的压力差，10⁵Pa。

㈢ 套管结构设计

钻孔结构设计确定之后,需进行套管结构设计,其主要内容是套管的级配、上返水力计算、套管内外扶正与密封、套管座及尾管设置等。套管结构设计是安全钻进的重要保障。

(一)套管的级配

深孔及特深孔钻探一般设计4～6层套管。每层套管的内外径规格及级配关系原则上应符合《地质岩心钻探规程》所对应的口径要求。目前我国地质岩心钻探口径系列及套管级配关系如表3-5所列。

表3-5 地质岩心钻探钻进口径与套管级配推荐表

在实际施工中,根据地层的复杂程度,可将上部套管直径加大,以增加套管预留层数。套管层间级配一般是上一层套管最小内径要比下一层套管串最大外径≥5mm。为了减少扩孔次数,上一级钻进孔径应满足下一级套管下孔要求。若套管下入后需用水泥固井,套管外径与孔壁环状间隙应不小于20mm。套管内径与钻具之间的级配原则是环状间隙不大于10mm(金刚石钻进应在3～5mm之间),以保证钻具回转过程中的稳定性。

(二)钻具与套管、孔壁环状间隙水力计算

设计深孔套管结构时,要根据不同孔深条件下钻具、套管及钻孔的环状间隙核算水力参数,以确定安全钻进的最佳排量。

1.冲洗液流量计算

钻进过程中,冲洗液流量应满足携带岩粉、冷却钻头的需要。根据钻孔结构和钻具级配参数,可按下式计算正循环所需流量:

深部岩心钻探技术与管理

式中:v为冲洗液上返速度;D为钻孔内径;d为钻杆外径。

绳索取心系列口径所需最小流量推荐值见表3-6。

表3-6 绳索取心系列口径所需要的最小流量推荐值

注:表中流量推荐值以冲洗液上返流速分别为:清水1.5m/s,泥浆1m/s计算。

在实际施工中,由于上部套管内径较大,钻孔局部超径、漏失等情况,实际流量要略大于计算值。采用孔底动力时,其流量必须满足钻具正常工作所需要求。

2.冲洗液循环阻力损失计算

钻进过程中,当冲洗液流量一定时,循环阻力损失主要受循环通道总长度、钻孔环状间隙大小、钻具形态、冲洗液密度和流变参数等影响。冲洗液循环阻力损失如公式(3-2)所示:

P=k(P₁+P₂+P₃+P₄)(3-2)

式中:P₁、P₂、P₃、P₄分别为流经钻杆、环状间隙、地面管路、孔底钻具时的阻力损失,k值一般取1.1～1.4。当孔深增加到一定深度后,P₁和P₂占了总阻力损失的绝大部分。

钻杆内冲洗液循环阻力损失可由公式(3-3)计算:

深部岩心钻探技术与管理

式中:P₁为循环压力降;ρ为冲洗液密度;v为冲洗液上返速度;η_e为冲洗液塑性黏度;d为钻杆内径。

钻孔环空间隙中循环压力降可由公式(3-4)计算:

深部岩心钻探技术与管理

式中:P₂为循环压力降;l为钻孔深度;v为上返速度;η_e为冲洗液塑性黏度;D为钻孔内径;d为钻杆外径。

实际施工中影响压力损失因素较多,公式的理论计算值有一定误差。在安徽庐枞科学钻探现场,孔深3000m的N系列口径钻孔,采用无固相冲洗液钻进的循环阻力损失达8MPa左右。可通过加大钻头外径(增加钻孔环状间隙)、降低泥浆黏度等措施来降低冲洗液循环阻力损失。

(三)内套管及活动套管设置

套管与钻孔孔壁接触,以护壁为主要目的称之为外套管。外套管内下入的套管称之为内套管,分为固定式和活动式内套管。固定式内套管一部分置于套管内,其余则延伸至地层中,以分层护壁为目的,一般在终孔前不从钻孔中提出。活动式内套管主要解决套管与钻具合理级配和预留口径问题。

金刚石钻探的钻孔内活动套管设置如图3-5所示。

图3-5 金刚石钻探钻孔内活动套管设置示意图

深孔钻探设计套管串时须预留若干口径,所以多采用下活动式内套管的方法。根据现场钻进口径条件可下入多层或单层活动式内套管。多层活动套管具有稳定性好、减少对外套管敲击、保护外套管等优点,但费用增大,提拔内套管很麻烦,处理层间内套管夹卡事故难度大。单层活动套管可节约套管费用,降低提拔内套管的风险,但内外套管环状间隙较大,稳定性差,对外套管有一定的敲击作用。活动套管下入的次数及规格视钻进口径而定。在实际施工中,一般选择单层活动式内套管,以扶正措施解决内套管稳定性问题。

钻探过程中,若遇到其他措施无法护壁必须下套管的复杂地层,可提出活动套管再扩孔下入下一级套管。

(四)套管固定密封与扶正设计

1.套管固定与密封

深部钻探往往孔内下有多层套管,如套管层间不用水泥固管,就存在套管密封问题。套管密封目的是防止复杂地层孔壁沉渣流入孔内,同时防止钻屑进入内外套管间隙造成套管卡夹事故。套管的密封主要集中在地表套管口和孔内套管底两大部位。

一般孔口套管(亦称导向管)是焊接在一块钢板上并用水泥固牢,作为各层套管的承托。其他各层套管口与法兰盘连接固定,各法兰盘间设置橡胶密封圈(或胶皮垫)作为管口密封(图3-6)。钻进含油气地层时,孔口套管需安装防喷套管头。

图3-6 孔口套管密封装置示意图

1—防护套;2—法兰盘;3—固定螺栓;4—固定销;5—密封垫;6—承托钢板;7—水泥底座;8—套管

套管底部密封常采用特殊设计的套管靴(套管座),套管靴上部连接套管,下部坐落在岩层上,活动套管一般承托在外套管靴上,固定式内套管也常带套管靴,坐落在延伸的下段岩层上。套管底部的固定与密封装置如图3-7所示。

图3-7 套管底部固定与密封装置示意图

(a)外套管靴;(b)活动套管座

套管底部应坐在较完整的硬岩层上,并以斜面锥度作为密封面。施工时,先用小一级口径钻5～10m深的引导孔(亦可作沉渣孔),再用锥形钻头修0.5m深的锥形面,以便外套管靴能吻合坐入。岩石较软或破碎时,需将外套管靴用水泥固定,透孔后再下入内套管。

套管串下孔时,丝扣部位应采用环氧树脂或厌氧胶粘接以增强密封性及连接强度,防止套管脱扣。

2.套管扶正器设计

为了使孔内套管居中,增加其稳定性和刚性,需要在套管柱上安装扶正器。对固孔套管的扶正器而言,除了上述作用外,还有助于克服水泥浆窜槽,减少套管压差卡钻危险,提高水泥固井质量,减少套管与孔壁的摩擦阻力。

套管扶正器主要类型有:弹性扶正器、刚性扶正器、半刚性扶正器等,如图3-8所示。应根据孔深、孔斜、套管外环间隙等参数来选择套管扶正器。要求扶正器的过水断面大,弹性好,强度高,与孔壁接触面积小,并具有上下活动及转动性能。固孔用套管扶正器一般选择弹性扶正器,对于孔斜角较大的钻孔采用半刚性扶正器;地层复杂孔段尽量选用螺旋形扶正器。

图3-8 常用扶正器类型

弹性扶正器:(a)弓形;(b)螺旋形;(c)双弓形;(d)半刚性;刚性扶正器:(e)直形;(f)螺旋形;(g)、(h)扶正圈

活动套管的扶正器与固孔套管扶正器作用有所不同,它没有水泥环固结支撑(根据工程需要可提出孔外),因此,不仅要求扶正器对套管柱有很好的扶正稳定作用,而且要有良好的抗震和减震作用。

施工中一般在承压套管段选择刚性扶正器,受拉套管段选用半刚性扶正器。因小口径金刚石钻探的钻孔与套管、套管与套管之间环空很小,无法使用标准的扶正器产品。小口径钻探的经验表明,采用金属扶正器一旦在孔内或活动套管环空中断裂,便会造成很难处理的事故。我们曾用在套管上焊接金属材料的刚性扶正器,一般钻进2～3天即发生套管折断事故,导致无法正常钻进。针对这一问题,安徽省地矿局313地质队探矿工程技术研究所设计了一种弹塑性套管扶正器(图3-9)。这种扶正器用尼龙棒车制而成(也可压膜成型),兼有弹性和刚性,对套管有良好的抗震、减震作用。由于它不是金属材料,一旦发生套管事故也很容易处理。该扶正器先后在霍邱周集铁矿区深部钻探研究ZK1725试验孔、汶川地震断裂带科学钻探 WFSD-3孔、国家深部钻探项目赣州于都3000m科学钻探NLSD-1孔和安徽庐枞3000m科学钻探LZSD-1孔中使用,没有发生折断、卡夹等套管事故,活动套管起拔自如,应用效果很好。

图3-9 弹塑性套管扶正器

套管扶正器的安装间距也影响着套管柱的稳定性,可参考石油天然气行业SY/T5334—1996标准进行估算。金刚石地质岩心钻探所用套管壁较薄,变形量较大,目前还没有建立这方面的标准,只能凭经验确定套管扶正器间距:外套管(固孔套管)30～40m,活动套管6～9m。基岩段套管与孔壁环状间隙小于30mm固孔时,一般可不设扶正器。

(五)套管引鞋、旋流短节与浮力装置

1.引鞋

引鞋是装在套管柱底部的圆锥形带循环孔的短节,其作用是引导套管入井,防止套管底部插入井壁或刮挤井壁泥饼,并使套管底座居中。套管引鞋一般用铝、生铁、水泥或硬质木料制成,如图3 10所示。

图3-10 引鞋结构示意图

2.旋流短节

旋流短节是接在套管鞋上的一段带有左螺旋排孔的短节(图3-11),一般有8～9个出口方向倾斜向上的孔,孔径25～30mm。其作用是使水泥浆旋流上返,有利于将冲洗液替走,以保证套管鞋附近的注水泥质量。

图3-11 旋流短节结构示意图

3.套管浮力装置

套管浮力装置有浮鞋和浮箍两种形式。在引鞋中装置一个回压阀就成为浮鞋,如图3-12所示。浮箍内部结构与浮鞋基本相同,但没有引导套管下入的圆形凸头(图3-13)。浮鞋与浮箍的主要作用是:阻止冲洗液进入套管并产生浮力减轻升降系统、钻塔及套管连接处的负荷;注水泥结束后阻止水泥浆回流,防止水泥塞上移,保证水泥返高。浮箍上部的球座挡板即为注水泥时胶塞下行的承托环(也称阻流环),下套管时将浮箍装在水泥塞预定位置,在替冲洗液过程中,当胶塞被推到承托环时即遇阻碰压,这时应立即停泵。

图3-12 浮鞋结构图

图3-13 浮箍结构图

浮鞋一般用水泥和铝材料制成,浮箍一般用生铁或铝材料制成。在特殊情况下,浮鞋与浮箍也可同时使用,以保证浮箍不损坏,起到双保险作用,有时为了三保险还加两个浮箍,以满足水泥返高等要求。

地质岩心钻探多采用较为简易的回压凡尔浮箍形式(图3-14),浮箍用生铁制成,其螺纹与套管下部内加厚接箍连接,浮球用胶木或尼龙制成。这种形式结构简单,加工方便成本低。

图3-14 简易回压凡尔式浮箍

(六)尾管设计

尾管是指与主套管(或上层套管)底部相连而口径小1～2级的套管。设置尾管可节约管材(无需从孔底下至孔口),减轻套管重量。

尾管悬挂装置是下尾管的关键器具,它借助液压力或机械力使尾管牢固地连接在上一层套管上,达到护壁和固孔目的。尾管悬挂技术在油气钻井中应用较为广泛,目前主要有封隔式、旋转式、机械式、液压式、膨胀式等尾管悬挂器,如图3-15所示。

在地质岩心钻探中,由于孔径较小,套管间的环状间隙小,尾管悬挂装置横向尺寸受到限制,给悬挂装置设计带来难度。近年来,为了适应深部钻探的需要,部分地勘单位也进行了小口径尾管悬挂技术的尝试与研究。安徽省地矿局313地质队探矿工程技术研究所设计的小口径简易尾管悬挂装置在使用中取得了良好的效果。小直径尾管悬挂装置结构如图3-16所示。小口径尾管悬挂装置主要设计尺寸见表3-7。

图3-15 典型尾管悬挂器

(a)卡瓦封隔式;(b)旋转式;(c)机械式;(d)液压式;(e)膨胀式

图3-16 小直径尾管悬挂装置

(a)悬挂座;(b)反脱接头

表3-7 小口径尾管悬挂装置主要设计尺寸

小口径尾管悬挂装置工作原理示于图3-17,该装置利用上层套管座内锥面和尾管悬挂座外锥面相吻合的机构,实现在重力作用下的嵌入自卡来悬挂尾管。为了增加悬挂锥面间的摩擦阻力,在尾管悬挂装置下到位后,从钻杆内投入分水钢球,并投放1kg左右细颗粒(Ф0.5～Ф1.0mm)钢砂或石英砂,用泵将石英砂通过分水口送至上层套管座和尾管悬挂座间隙中。然后正向回转钻杆将反脱接头回扣提出孔口,尾管便安装结束。若尾管安装后需要水泥固井,应提前在尾管下端钻3～4个直径15mm的返浆孔(为保证尾管强度不要在同一横截面钻孔)。注水泥浆时,将钻杆下入尾管底部进行注浆固孔。

图3-17 小直径尾管悬挂装置工作原理示意图

㈣ 有关机械方面毕业论文

现今,伴随着我国科技、经济的飞速发展,我国的机械行业也取得了较大的进步。下文是我为大家整理的关于有关机械方面毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!

有关机械方面毕业论文篇1

浅析机械设计与机械制造技术

摘要：改革开放以后，我国科技发展水平越来越高，机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展，但是与国外先进技术相比还是有一定距离。本文就主要对机械设计与机械制造相关问题进行了分析探讨。

关键词：机械设计;机械制造;措施

引言

当代社会，随着社会的进步和科技的发展，人们对生活品质的要求越来越高，连带着对各种产品的标准越加严格，对产品的要求向着以下方面发展：合理的价格、高档的质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性等。所以对机械设计以及机械制造的探究就显得非常有意义，能够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。

一、机械设计的技术分析

1、机械设计的初期计划设计分析

机械设计要进行初期的计划设计，其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似，在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析，在分析要求的过程中，对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础，然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。

2、机械设计的设计方案分析

在机械设计中，方案设计是关键的部分，方案也是设计的灵魂，其决定着设计的成败。在设计阶段，会遇到很多的问题，主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能，同时，在功能方面也要进行满足。在方案设计方面，对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视.在设计阶段，主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。

3、机械设计的主要技术设计分析

机械设计中，对技术层面的要求最为严格，在这个阶段要对设计图纸进行校对，同时，要对图纸进行计算，对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计，设计时要进行非常严格的核对，不能出现疏漏的情况，同时，在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械，在设计时，要根据产品进行定型设计。

4、机械设计的技术发展趋势分析

(1)针对现代机械产品的机械设计

现代机械产品对机械设计提出了更高的要求，因此，在进行机械设计时，在技术层面一定要不断的进行改善.机械产品设计要更加具有智能化特点，主要的方式就是利用现代化设计手段，在设计过程中应用先进的设计软件和虚拟的设计技术，对产品设计进行虚拟化，同时，利用多媒体技术对产品的性能结构进行模拟演示，以达到更好的设计效果。

在机械设计方面要更加的系统化，机械设计中包含着很多的部件，这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计，同时，要具有一定的层次性，在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点，这种理念在设计方面比较简单，但是，要保证机械设计功能实现模块组合，在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性，要根据所生产的产品特性来进行机械设计，在这个过程中要利用计算机对产品进行构建，同时，进行必要的推理，最终形成方案设计。

(2)现代机械设计的未来发展与前景分析

机械产品在性能方面要更加的优良，因此，在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标，其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展，在激烈的市场竞争中能够获得发展空间，产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时，在经济环境不断变化的情况下，要不断开发新技术，这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势，主要体现在技术方面的创新，成本方面的降低，智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力，对企业未来的发展更加有利。

二、机械制造的技术分析

1、主要的机械制造工艺

当代机械制造的技术覆盖范围非常广，包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有：埋弧焊焊接技术，即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间，再接上电源，依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应，将其熔化，使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术，就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时，除了焊接用的搅拌头，其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术，即用电弧来发热的焊接技术。

2、先进的机械制造技术的特点分析

(1)全球化

在经济全球化前提下，机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围，这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战，许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果，所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位，就要使本国的制造技术处于国际先进行列，再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。

(2)系统性的技术综合

随着社会的进步，现代科技在机械制造中的重要性也逐渐突出，先进的机械制造技术更是多种现代科技的有机结合。先进的机械制造技术不仅突出制造技术的本身，而且增大了制造技术的范围。现代机械制造技术已经渗透到产品的调研、设计、制造、生产以及销售等整个链条中，应用到的科学技术有自动化、现代化管理信息系统、计算机等，是一种综合性的制造。

(3)不断迎合市场经济

传统工艺制造的机械产品已经远远落后于现代市场对机械产品的需求，因此现代机械制造技术要在保留原有制造工艺的前提下努力创新，同时不断吸收世界各国的先进工艺，研究开发新的制造技术。这样才能使机械制造在竞争逐渐激烈的市场经济中占据有利地位。

(4)符合工业发展的新要求

现代工业正在迅猛的发展，而且各种新技术的体系也接连融入其中，如计算机技术、化工技术等先进的现代技术都很好的融合成了一体。现代工业前提下，机械制造要不断革新制造技术，努力提升生产的效率，进一步满足客户的需求，从而能够很好的进行市场的扩展。

3、我国机械制造技术的现况及发展趋势分析

现今，我国的机械制造业发展迅猛，究其原因，主要可以从机械制造的设计、制造工艺和管理等方面来分析：首先就是机械制造的设计方面，在工业比较发达的国家企业多数都应用先进的设计理论及方法，而且会对机械制造的设计数据进行不间断的更新，特别是计算机CAD软件技术的应用，更是让越来越多的机械制造企业走进了无图纸的时代，可目前我国紧缺这样类似的先进技术或者是应用得不广泛，需要有关部门和核心机械制造企业大力的宣传和推广;其次是机械制造的技术分析方面，目前机械制造的主要发展趋势是高精密、高精度加工，在发达的国家，一些高级的加工工艺如纳米、电磁、微型加工以及激光等加工技术都被广泛运用到实际的生产制造中，而目前我国这类高端技术应用得则很少甚至还没有开发出来。

因此，在我国的机械制造技术方面还有很大的发展进步空间，值得投入更多的精力去研究探索;最后就是机械制造的管理方面，在这个信息时代的大背景下，应用计算机技术来实行管理已经成为了一种必然趋势，随着机械制造的组织机制和生产方式的不断更新，精细生产(LP)、准时生产制(JIT)、敏捷制造(AM)以及制造资源计划(MRPⅡ)等先进的管理思想应运而生，而在我国这些先进的管理理念则比较稀少，只有极少数的机械制造企业引进了这些管理机制，因此我国的机械制造企业要多多引进这类先进的制造管理理念，提高机械制造的效益与效率。

结束语

综上所述，要想促进机械制造业的发展，就必须不断提高机械制造技术和精密加工工艺的发展及应用水平。而机械设计对机械制造来说非常的重要，因此在机械设计过程中要严格把关，保证质量，实现高标准、高质量的机械生产。

参考文献

[1]郭健禹.现代机械制造技术的发展方向探析[J].中国科技纵横，2011(18).

[2]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013(6).

[3]陈海平.试析我国机械制造技术的现状及发展方向[J].价值工程，2013(18).

有关机械方面毕业论文篇2

浅析电梯的机械装置及机械结构

摘要：随着高层建筑的进一步增多，电梯也开始频繁出现在我国的各大商场及居民建筑物中，电梯为人们的生产及生活活动带来了方便与快捷的同时，所出现的安全事故等问题也为人们的正常生活秩序造成了严重的影响。

关键词：电梯;机械装置;机械结构

引言

电梯给人们的生活带来了方便和快捷，但是，当电梯出现故障的同时也给人们带了不便甚至危害到了人们的生命安全。因此，应对电梯结构进行进一步的研究和完善。

一、电梯的概念及分类

1、电梯的概念

虽然电梯十分普及，多数人也都使用过电梯，但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面，所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的，具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备，不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言，其主要指的是具有动力驱动的，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯，也包括自动扶梯以及自动人行道等等。

2、电梯的分类

2.1 按其运行速度快慢来分，可将电梯分为四大类：低速、快速、高速以及超高速四类电梯。对于低速电梯而言，其主要指的是运行速度小1m/s的电梯，多数货梯的运行速度均在此速度区间内;快速电梯指的是运行速度在1m/s-2m/s之间的电梯，通常而言，15层以内的多层客梯以及住宅电梯的运行速度均在此区间内;高速电梯主要指的是运行速度在2m/s-4m/s之间的电梯，高层写字楼中常为此种类型的电梯;而超高速电梯的运行速度超过4m/s，主要用于分区进行控制的高层大厦中。

2.2 根据电梯使用用途的不同，可将其分为乘客、载货、医用、杂物、观光、车辆以及船舶等多种类型的电梯，除了常用电梯以外，还有不少种类较为特殊的电梯，例如，建筑施工电梯、斜行电梯以及立体停车场用电梯等等。

二、电梯的机械结构及主要装置分析

1、门系统

门系统的主要任务是在电梯运行的过程中关闭电梯的轿厢空间门与各层的层门以免乘客出现意外。门系统是电梯安全保障的重点之一，门系统必须保障的几点是：在轿厢没有升到层门并停好之前层门自动闭锁(某商场就出现过电梯因意外导致层门闭锁失灵，结果一个乘梯的顾客看也没看就走了进去);在轿厢运动过程中轿厢门必须自动闭锁。

2、曳引系统

曳引系统的主要目的就是牵引轿厢上上下下到达乘梯者指定的层数。曳引系统主要由导向轮、限速轮、曳引钢索、曳引机等组成。曳引机即俗称的电梯主机，是为电梯提供动力的装置。电梯主机根据其电机可以分为交流曳引机与直流曳引机;根据其减速方式可以分为无齿轮曳引机与有齿轮曳引机;按其速度可以分为低、中、高、超高速曳引机;据其结构形式可分为卧式曳引机与立式曳引机。电梯的轿厢与对重是通过同一根曳引绳挂在同一个曳引轮上的。轿厢的重量与对重的重量使曳引轮与曳引绳之间产生摩擦力，曳引机则驱动曳引轮转动从而以摩擦力驱动轿厢的上下。

3、轿厢系统

轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁等部件组成的。轿厢是四大空间中唯一的乘客空间。轿顶与轿门对面的轿壁通常为镜面，轿顶处安装有监控装置。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间，但是我们不知道的是轿厢的底部还有称重装置，可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量，一旦这个总重量超出了电梯的额定重量，则发出声音报警，现在许多电梯已经将原来单调的警示音改成了语音报警，以提示电梯目前处于超生停止运行状态，必须对重要做出调整。这时候只要下去一个或几个人只要不超过额定的重量电梯就可以继续运行了。

4、导向系统

电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制，约束对重与轿厢在各自的轨导上运行，以免发生碰撞，因为对重与轿厢其实挨得很近，如果不加以约束非常容易相撞。在意外停电、曳引绳断裂等意外发生时，导向系统可以将轿厢卡死在导轨上以防止其做自由落体式坠落从而造成人身伤亡。导轨能控制电梯的升降方向，控制了轿厢和对重在水平方面的移动，使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置，避免发生倾斜。电梯井道中共有4根导轨，2根为对重架导向，2根为轿厢导向。利用螺栓、螺母与压道板实现导轨的固定。而导轨架之间的距离需控制在3-5m长的导轨上，且数量必须在2个以上。导轨在安全钳动作时，可当成被夹持的支承件，支撑轿厢或对重。

5、重量平衡系统

此系统主要包括了对重、补偿绳、补偿装置以及补偿缆等。对重用的钢丝绳经曳引轮与导向轮同轿厢相连，并负责在运行过程中对轿厢及电梯的负载进行平衡。对于对重重量值而言应严格依据电梯的额定载重量相关要求进行配置，以尽可能确保电梯处于一个最佳的工作状态。若电梯的曳引高度大于30m时，曳引钢丝绳的差重将会对电梯的运行稳定性及其平衡状态造成影响，因此，必须进行补偿装置的增设，例如，补偿链及补偿缆等等。

6、机械装置

电梯作为垂直交通工具，安全必须绝对保证。在此主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。

6.1 限速器和安全钳

限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上)，限速器停止运转，并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，通过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，从而使轿厢强行制停在导轨上，只有当所有安全开关复位，轿厢向上提起时，安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时，电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时，起检测及操纵的作用。

6.2 缓冲器

缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。当所有保护措施失效时，带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层，造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器的目的，就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型。由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能，产生反弹，造成缓冲不稳，因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器，是以消耗能量的方式缓冲的，因此没有回弹现象，缓冲过程相对平稳，噪声又小，因此在快速和高速电梯中被普遍使用。

6.3 终端超越保护装置

终端超越保护装置的作用，在于避免电梯的电气系统失效，而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行，引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置，通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上，其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后，会因轿厢的运行而与减速开关相碰，让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯，则需要利用限位开关的动作，使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止，极限开关将把电源断开，电梯迅速停止。

结束语

综上所述，虽然电梯的机械结构较为简单，但其机电一体化程度相对较高，所应用的自动化技术也相对较为先进，电梯控制电路及过程复杂程度高。但是，同其他任何机电系统相同，电梯的装置以及机械结构间也存在着不少问题。因此，现有电梯仍需进一步完善，应将传统的曳引绳牵引电梯转变为磁悬轨道动力牵引电梯，并采用固定轨道对电梯进行固定，以确保电梯使用过程的安全性。

参考文献

[1] 叶安丽.电梯控制技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]丁立强.曳引电梯动态特性研究及其仿真平台开发[D].杭州:浙江大学，2005.

㈤ 挖隧道用什么机器

挖隧道的机器是隧道掘进机。隧道掘进机分为两类：用于软土地层的盾构隧道掘进机，简称盾构机；用于岩石地层的全断面硬岩隧道掘进机，简称硬岩TBM（Tunnel Boring Machine）。

隧道掘进机是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。其特点为快速、安全、经济、质量高。

2014年12月27日，我国国产首台拥有自主知识产权的大直径全断面硬岩隧道掘进机（敞开式TBM）在湖南长沙顺利下线。它的成功研制打破了国外在该领域的长期垄断，填补了我国大直径全断面硬岩隧道掘进机研制的空白。

大直径全断面硬岩隧道掘进机常用于长大硬岩隧道施工，是集开挖、支护、出渣等功能于一体的成套掘进设备；因它对设备的可靠性和长寿命要求极高，被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。一个多世纪以来，该设备核心技术一直被国外垄断，国内的TBM全部依赖进口。

为实现装备制造业技术的突破，中国铁建重工集团依托国家“863计划”项目支持，结合实验工程地质条件开展关键技术研究和科技攻关，突破了打直径TBM多系统协调技术、大功率、变载荷等核心技术，成功研制出达国际先进水平的国产首台大直径全断面硬岩隧道掘进机（敞开式TBM）。

(5)岩石夹持装置机械设计扩展阅读：

我国铁路建设、公路交通、水利水电、城市轨道交通、矿井建设、大规模的输气、输电、输水工程等基础设施建设对TBM市场需求巨大，大直径TBM也将广泛应用于各个领域。

国产首台拥有自主知识产权的大直径全断面硬岩隧道掘进机（敞开式TBM）下线后，用于国家重点工程吉林省中部城市引松供水工程，掘进长度共计23公里，工程所在地以底山丘陵为主。

设备针对吉林中部城市引松供水工程输水总干线隧洞“长距离、大埋深、高应力、搞水压、搞地温、大涌水、易岩爆”等地质特点和技术难点，大直径TBM把高强度、高风险、高污染的隧道掘进工程作业转变成为相对安全、高效的绿色施工模式，满足隧道建设快速、优质、高效、安全、环保、集成化程度高的要求。

㈥ 请问机械加工工装夹具设计的三要素是什么

请问机械加工工装夹具设计的三要素是：工装夹具应具备足够的强度和刚度、夹紧的可靠性、良好的工艺性。

利用工件前工序中加工完的孔进行定位时，需要使用有公差的销子进行定位。 通过工件孔的精度与销子外形的精度配合，根据配合公差进行组合，可以使定位精度达到实际需求。

此外，在使用销子定位的时候，一般一个使用直柱销另一个使用菱形销，那么这样装拆工件就会变得比较方便，很少会出现工件与销子卡死的情况。

(6)岩石夹持装置机械设计扩展阅读：

基本要求

1、保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。

2、提高生产效率专用夹具的复杂程度应与产能情况相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。

3、工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。

4、使用性能好工装夹具应具备足够的强度和刚度，操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。

5、经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据订单及产能情况对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。

㈦ 毕业设计是可调夹具设计，夹持物可以X、Y、Z轴移动和沿Y轴转动，如何设计

以下方案请参考：
1. 夹持部的选择：A手动夹紧装置（简单）B动力（气动液压电动）夹紧装置 （复杂）
2. Y轴旋转 蜗轮蜗杆实现自锁
3. xyz轴移动 手动滑台，可选直线导轨+螺杆
注意：1.必要时加些锁紧手柄保证系统的刚性
2.如果是动力夹紧必须考虑配线配管的路径，需要使用旋转接头和拖链

㈧ 细数工业机器人到底有多少种手，各种抓取工件的形式及应用场合

对于工业机器人来说，搬运物料是其抓取作业方式中较为重要的应用之一。工业机器人作为一种具有较强通用性的作业设备，其作业任务能否顺利完成直接取决于夹持机构，因此机器人末端的夹持机构要结合实际的作业任务以及工作环境的要求来设计，这导致了夹持机构结构形式的多样化。

大多数机械式夹持机构为双指头爪式，根据手指运动方式的可分为：回转型、平移型；夹持方式的不同又可分成内撑式与外夹式；根据结构特性可分为气动式、电动式、液压式及其组合夹持机构。

气压传动的气源获取较为方便，动作速度快，工作介质无污染，同时流动性优于液压系统，压力损失较小，适用于远距离控制。以下为几种气动式机械手装置：

1.回转型连杆杠杆式夹持机构

该种装置的手指（如V型手指、弧形手指）通过螺栓固定在夹持机构上，更换较为方便，因此能够显著扩大夹持机构的应用场合。

2.直杆式双气缸平移夹持机构

这种夹持机构的指端通常安装于配备有指端安装座的直杆上，当压力气体进入单作用式双气缸的两个有杆腔时，会推动活塞逐渐向中间移动，直至将工件夹紧。

一般由单作用双联气缸与交叉式指部构成。气体进入气缸的中间腔后，会推动两个活塞往两边运动，从而带动连杆运动，交叉式指端便会将工件牢牢固定；如果没有空气进入中间腔体，活塞会在弹簧推力的作用下复位，固定的工件会被松开。

通过四连杆机构实现力的传递，其撑紧方向和外夹式相反，主要用于抓取带有内孔的薄壁工件。夹持机构撑紧工件后，为了确保其能够顺利的用内孔定位，通常安装 3 个手指。

固定式无杆活塞缸的气动系统如下所示，该缸为单作用气缸，反向靠弹簧力作用，由两位三通电磁阀实现换向。

当压缩空气的方向控制阀处于图所示左位工作状态时,气压缸的左腔即无杆腔进入压缩空气,活塞将在空气压力的作用下向右运动，使铰杆压力角α逐渐减小,借助角度效应将空气压力放大，接着将力传到恒增力杠杆机构杠杆上，作用力将被再一次放大，变为夹持工件的作用力 F。当方向控制阀处于右位工作状态时，气压缸的右腔即有杆腔进入压缩空气,推动活塞向左运动,夹持机构松开工件。

气吸式末端夹持机构借助吸盘内的负压所形成的吸力来移动物体。主要用于抓取外形较大、厚度适中、刚性较差的玻璃、纸张、钢材等物体。根据负压产生方法可分为以下几种：

1.挤压式吸盘

吸盘内的空气由向下的挤压力排挤而出，使吸盘内部产生负压，形成吸力将物体吸住。用于抓取形状不大，厚度较薄且质量较轻的工件。

控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴喷入，压缩空气的流动会产生高速射流，从而带走吸盘内中的空气，如此便在吸盘内产生负压，负压所形成的吸力便可吸住工件。

利用电磁控制阀将真空泵与吸盘相联，当抽气时，吸盘腔内空气被抽走时，形成负压而吸住物体。反之，控制阀将吸盘与大气相联时，吸盘失去吸力而松开工件。

1.常闭式夹持机构

借助弹簧强大预紧力固定钻具，液压松开。夹持机构未执行抓取任务时，处于夹紧钻具状态。其基本结构为一组经过预压缩的弹簧作用在斜面或杠杆等增力机构上，使卡瓦座产生轴向移动，带动卡瓦径向移动，夹紧钻具；高压油进入卡瓦座与外壳形成的液压缸，进一步压缩弹簧，使卡瓦座和卡瓦产生反向运动，松开钻具。

2.常开式夹持机构

通常采用弹簧松开、液压夹紧的方式，未执行抓取任务时处于松开状态。夹持机构靠液压缸的推力产生夹持力，油压减低将导致夹持力的减小，通常要在油路上设置性能可靠的液压锁来保持油压。

3.液压松紧型夹持机构

松开、夹紧均通过液压实现，如果两侧液压缸进油口均通通高压油，则卡瓦会随着活塞运动向中心收拢，夹紧钻具，改变高压油入口，卡瓦则背离中心，松开钻具。

4.复合式液压夹持机构

这种装置有主液压缸与副液压缸，副液压缸侧连接一组碟簧，当高压油进入主液压缸，推动主液压缸缸体移动，通过顶柱将力传给副液压缸侧的卡瓦座，碟簧被进一步压缩，卡瓦座移动；同时，主液压缸侧卡瓦座在弹簧力作用下移动，松开钻具。

分为电磁吸盘和永久吸盘两种。电磁吸盘是用接通和切断线圈中的电流，产生和消除磁力的方法来吸住和释放铁磁性物体。永磁吸盘则是利用永久磁钢的磁力来吸住铁磁性物体的它是通过移动隔磁物体来改变吸盘中磁力线回路，从而达到吸住和释放物体的目的。但同样是吸盘，永久吸盘的吸力不如电磁吸盘大。

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