GPC-1智能液壓實(shí)驗臺設(shè)計開題報告

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1、 畢業(yè)設(shè)計開題報告 課 題 名 稱: GPC-01型智能液壓實(shí)驗臺設(shè)計 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 所在院(系)部: 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱: 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化(流體傳動與控制) 2017 年 3月 13日 說

2、 明 1.根據(jù)南京工程學(xué)院《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定》,學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告》,由指導(dǎo)教師簽署意見、教研室審查,系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。 2.開題報告是畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成,開題報告不合格者不得參加答辯。 3.畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實(shí)事求是,逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn),語言通順,外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞,須注出全稱。 4.本報告中,由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述,應(yīng)不少于2000字,沒有經(jīng)過整理歸納,缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊

3、而成的開題報告按不合格論。 5.開題報告檢查原則上在第2~4周完成,各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后,應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 所在院(系) 機(jī)械工程學(xué)院 課題來源 自擬課題窗體頂端 窗體底端 企、事業(yè)單位委托課題 課題類型 畢業(yè)設(shè)計 課題名稱 宋體五號,以下四行同 GPC-01型智能液壓實(shí)驗臺設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計的 內(nèi)容和意義

4、 課題背景: 1795年,英國人約瑟夫發(fā)明了世界上第一臺水壓機(jī),標(biāo)志著液壓傳動技術(shù)應(yīng)用的開始。受到當(dāng)時制造工藝限制,其發(fā)展緩慢,直到上世紀(jì)二三十年代,才開始制造液壓元件并在機(jī)床上首次應(yīng)用。本世紀(jì)60年代以后,液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。如今液壓傳動技術(shù)正向著高速高效、低噪音低消耗、機(jī)電液一體化方向發(fā)展,是自動化技術(shù)的重要組成部分。液壓傳動技術(shù)與電子機(jī)械技術(shù)緊密結(jié)合,對加快我國自動化技術(shù)的發(fā)展速度,搶占技術(shù)制高點(diǎn)乃至

5、整個現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展都有重大意義。 課題內(nèi)容: GPC-1型智能液壓實(shí)驗臺是在傳統(tǒng)液壓傳動綜合教學(xué)實(shí)驗裝置基礎(chǔ)上,增加了智能化測試與分析手段,流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測量,通過數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)計算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析、處理、即時顯示、曲線自動生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化教學(xué)的新型液壓傳動與控制綜合實(shí)驗臺(中低壓系統(tǒng))。 課題意義: “液壓與氣壓傳動”是本科工科院校機(jī)械類專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程,其具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,液壓實(shí)驗是該課程理論教學(xué)的重要環(huán)節(jié)和必要補(bǔ)充,液壓實(shí)驗臺的出現(xiàn),讓學(xué)生能夠通過實(shí)驗教學(xué),親身接觸液壓元

6、件和液壓系統(tǒng),通過自己動手搭建液壓油路,親自檢測液壓傳動過程中的參數(shù),全身心感受液壓傳動的特點(diǎn)。液壓實(shí)驗臺也正使得教學(xué)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。為了適應(yīng)當(dāng)今科技快速發(fā)展,滿足現(xiàn)代化液壓教學(xué)要求,本文設(shè)計了一種通過計算機(jī)控制的智能液壓實(shí)驗臺,提出了液壓實(shí)驗臺的系統(tǒng)總體方案,并將計算機(jī)仿真、界面設(shè)計等應(yīng)用于該實(shí)驗臺,使得該液壓實(shí)驗臺在實(shí)驗教學(xué)中有了更大的發(fā)展前景。 液壓傳動是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,學(xué)生普遍感覺在學(xué)習(xí)中缺乏具體的參照,針對這門課抽象的特點(diǎn),理論教學(xué)必須要用做實(shí)驗來彌補(bǔ),實(shí)踐出真知,實(shí)踐是對理論教學(xué)的一種完善。通過實(shí)驗教學(xué)對學(xué)生所學(xué)的液壓原理進(jìn)行驗證,了解液壓工作過程及其液壓元件的具體構(gòu)造

7、、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等,驗證液壓回路的功能和回路構(gòu)成及特點(diǎn);用理論指導(dǎo)實(shí)驗,增加原有結(jié)論的深度和廣度。 現(xiàn)在工科學(xué)校的一般液壓實(shí)驗教學(xué)還不完善,實(shí)驗設(shè)備還比較簡陋,功能不全,效果不明顯,教學(xué)方法落后跟不上時代的發(fā)展的需要?,F(xiàn)在學(xué)校進(jìn)行的液壓實(shí)驗一般分為兩大類,一類是特性實(shí)驗,其主要目的是為了讓學(xué)生了解典型元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并驗證工作原理;另一類是回路組裝實(shí)驗,其目的在于培養(yǎng)學(xué)生讀圖識圖組裝調(diào)試等綜合能力。而液壓實(shí)驗臺綜合了這兩個方面的因素,是很好的液壓實(shí)驗教學(xué)平臺,可以通過這個教學(xué)平臺很好解決理論與實(shí)踐脫離不能有機(jī)結(jié)合的弊端,學(xué)生可以通過實(shí)際操作,實(shí)際觀察和感受液壓工作過程,既可以觀察到液壓元件的動作,還

8、可觀察得到整個液壓系統(tǒng)的或一個部分液壓系統(tǒng)的工作狀況。根據(jù)液壓教學(xué)工作者的體會,設(shè)計一種計算機(jī)控制、具有計算機(jī)仿真的、機(jī)電一體化的教學(xué)實(shí)驗臺尤為必要。讓學(xué)生自主搭建回路、觀察元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu),并對實(shí)驗過程進(jìn)行動態(tài)跟蹤顯示,對實(shí)驗結(jié)果自動進(jìn)行分析處理,提高實(shí)驗精度,了解液壓元件的特性,使學(xué)生能正確設(shè)計液壓系統(tǒng),增加學(xué)生的感性認(rèn)識,將抽象的理論技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟮膶?shí)驗現(xiàn)象,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,體會液壓技術(shù)的神奇,提高教學(xué)的實(shí)效性和實(shí)踐性。 文獻(xiàn)綜述

9、 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢: 傳統(tǒng)液壓實(shí)驗臺基本都由傳感器和儀表等組成,以秦川機(jī)床廠的QCS系列實(shí)驗臺為例,液壓系統(tǒng)介質(zhì)的幾個物理量如壓力、流量的測量都是采用機(jī)械式的裝置進(jìn)行測量:系統(tǒng)液壓油壓力采用機(jī)械結(jié)構(gòu)的油壓表來測量;流量則用齒輪式結(jié)構(gòu)流量計來進(jìn)行測量。在實(shí)驗過程中,主要由儀表和實(shí)驗人員記錄數(shù)據(jù),然后操作者根據(jù)實(shí)驗采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,得到設(shè)備的性能。這種方法需要操作者熟練的技能,且勞動強(qiáng)度大,自動化程度不高、功能單一、實(shí)驗精度不高;由于元件不透明,無法讓學(xué)生直觀感受液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油液流動的過程,增大了學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的難度。最主要的是這種實(shí)驗臺是以演示和

10、驗證為主,每個設(shè)備制定的實(shí)驗都是固定的,具有很大的局限性。[4] 現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代教學(xué)要求為液壓實(shí)驗臺的發(fā)展提供了發(fā)展動力和發(fā)展空間?,F(xiàn)在高校用的比較多的是以下幾種: ①透明式。這種實(shí)驗臺的油液調(diào)制成特殊顏色,油管采用透明塑料管,閥體采用透明玻璃件。最大的好處是學(xué)生可以清楚地觀察到元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油液流動情況,大大提高了直觀性。缺點(diǎn)是采用塑料油管,壓力較低,閥體是玻璃構(gòu)件不已維護(hù)。 ②快速插接式。這種實(shí)驗臺具有靈活的快接接頭,閥體采用可靠的卡扣式安裝在實(shí)驗臺上,所配備的元件均為工業(yè)元件,插裝方便,不易泄漏,實(shí)驗臺有模塊化的特點(diǎn)。各個液壓元件與相應(yīng)連接的電氣

11、線路可組成電液控制系統(tǒng),還能擴(kuò)充為PLC控制、單片機(jī)控制、計算機(jī)控制的綜合性實(shí)驗裝置。 ③帶計算機(jī)技術(shù)的復(fù)合型實(shí)驗臺。計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,使得試驗臺在測試數(shù)據(jù)方面具有優(yōu)勢:(1)計算機(jī)測試方面:數(shù)據(jù)采集卡和傳感器的使用使得測試數(shù)據(jù)進(jìn)入計算機(jī)并輸出相應(yīng)曲線,改變了以往要人工測試時間位移流量等物理量并記錄數(shù)據(jù)最后描點(diǎn)作圖的實(shí)驗流程,計算機(jī)減少了實(shí)驗誤差,提高了特性試驗的自動化程度。(2)仿真建模方面:通過仿真軟件建模,進(jìn)行初期設(shè)計,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。(3)遠(yuǎn)程教育:計算機(jī)的各種語言可構(gòu)建虛擬實(shí)驗環(huán)境,并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育。[5] 當(dāng)前教學(xué)需要和現(xiàn)行科學(xué)技術(shù)的更新決定著實(shí)驗臺的發(fā)

12、展趨勢分為模塊化、智能化、虛擬儀器化這幾個大方向。工業(yè)控制計算機(jī)的運(yùn)用變得越來越普遍,因為工業(yè)控制計算機(jī)上可承載組態(tài)軟件,用戶自己研發(fā)的軟件及其其他軟件,利用仿真軟件繪制動畫,組態(tài)軟件的加入使得靜態(tài)畫面隨著實(shí)驗對象產(chǎn)生動態(tài)效果。[9] 參考文獻(xiàn): [1]成大先.《機(jī)械設(shè)計圖冊》 化學(xué)工業(yè)出版社?2000? [2]雷天覺.《新編液壓工程手冊》 北京理工大學(xué)出版社 1998 [3]王文斌.《機(jī)械設(shè)計手冊》(4卷)機(jī)械工業(yè)出版社?2004? [4]汪業(yè)常.《淺談液壓實(shí)訓(xùn)臺的開發(fā)與液壓實(shí)踐教學(xué)》?蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院報 [5]李斌.《電氣控制綜合實(shí)驗臺的設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)與自動化 2007?

13、 [6]賈銘新.《液壓傳動與控制》 第二版 國防工業(yè)出版社 2001? [7]吳永明,陳建華.《計算機(jī)輔助設(shè)計基礎(chǔ)》 高等教育出版社 2000 [8]黃宋魏.《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》 第五版 高等教育出版社 2007 [9]王志峰.《交流液壓實(shí)驗臺的研制與實(shí)踐》 燕山大學(xué)? [10]賢焱.《液壓傳動與控制》 重慶大學(xué)出版社 1993? 研究內(nèi)容 GPC-1型智能液壓實(shí)驗臺是在傳統(tǒng)液壓傳動綜合教學(xué)實(shí)驗裝置基礎(chǔ)上,增加了智能化測試與分析手段,流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測量,通過數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)計算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析

14、、處理、即時顯示、曲線自動生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化教學(xué)的新型液壓傳動與控制綜合實(shí)驗臺(中低壓系統(tǒng))。學(xué)生需要在設(shè)計的實(shí)驗臺中完成:1.壓力形成實(shí)驗;2.液壓泵性能實(shí)驗;3.溢流閥靜動態(tài)性能實(shí)驗;4.節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗;5.比例閥性能實(shí)驗。 研究計劃 第一周:畢業(yè)實(shí)習(xí),查閱資料 第二周:熟悉課題,撰寫開題報告 第三周:擬定方案 第四周:液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 第五周:液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 第六周:結(jié)構(gòu)總成 第七周:結(jié)構(gòu)總成 第八周:電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 第九周:電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 第十周:電控柜設(shè)計 第十一

15、周:PLC端子接線圖 第十二周:零件設(shè)計 第十三周:編制實(shí)驗系統(tǒng)指導(dǎo)書 第十四周:編寫設(shè)計說明書 第十五周:完善設(shè)計說明 第十六周:準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 特色與創(chuàng)新 在液壓實(shí)驗臺中加入流量計、壓力計以及位移傳感器,以在實(shí)驗中實(shí)時獲取液流的流量、壓力以及液壓對頂缸的桿伸出位移數(shù)據(jù),參數(shù)曲線在計算機(jī)界面上清楚地呈現(xiàn),為了可以實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動的變調(diào)速功能,特在系統(tǒng)中新加入比例閥。開放式的教學(xué)平臺,讓學(xué)生可以發(fā)揮想象,自己搭建油路,模擬液壓系統(tǒng)運(yùn)行,記錄參數(shù)。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日 教研室意見 院部意見 主任簽名: 年 月 日 教學(xué)院長簽名: 年 月 日

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