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畢業(yè)設(shè)計附本
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
SCISSOR-TYPE LOGISTICS HYDRAULIC LIFT PLATFORM DESIGN
學(xué)生姓名
班 級
學(xué) 號
學(xué)院名稱
專業(yè)名稱
指導(dǎo)教師
年
5月
30日
目 錄
畢業(yè)設(shè)計(論文)課題申報表 1
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文) 任 務(wù) 書 2
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 7
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)手冊 10
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期匯報表 15
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期情況檢查表 16
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師評閱表 17
畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱表 18
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯及綜合成績評定表 19
外文翻譯 20
6
畢業(yè)設(shè)計(論文)課題申報表
指導(dǎo)教師
職稱
講師
教研室
機械設(shè)計制造及其自動化
申報課題名稱
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
課題類型
工程設(shè)計類
課題來源
B.社會生產(chǎn)實踐
課
題
簡
介
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高,對物流行業(yè)提出越來越高的要求,剪叉式液壓升降臺不僅局限應(yīng)用于倉庫、機場、車站、碼頭等地,更廣泛的應(yīng)用于自動化生產(chǎn)流水線,這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。
課題要求
(包括所具備的條件)
剪叉式液壓升降臺的液壓缸布置方式選型;制定液壓系統(tǒng)的基本方案、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù);用AutoCAD軟件繪制液壓系統(tǒng)圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)裝配總圖,要求視圖完整。參考文獻至少15篇,其中有2篇以上外文文獻。
課題工作量要求
對液壓升降臺進行受力分析,并進行液壓升降臺傳動系統(tǒng)的設(shè)計和臺板與叉桿的設(shè)計;完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖,完成剪叉式液壓升降臺的總體設(shè)計;其中裝配圖1張,零件圖若干,圖紙滿足本科畢業(yè)設(shè)計要求。完成1.5萬字的畢業(yè)論文及4000漢字的英譯漢。
教研室
審定意見
同意
教研室主任簽字:
學(xué) 院
審定意見
同意
教學(xué)院長簽字:
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文) 任 務(wù) 書
學(xué)院(系):
機電工程學(xué)院
專??? ??業(yè):
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名:
學(xué) ? 號:
設(shè)計(論文)
題目:
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
起 迄 日 期:
指 導(dǎo) 教 師:
教研室主任:
發(fā)任務(wù)書日期: 年 3月 4日
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書
1.畢業(yè)設(shè)計的背景:
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高,對物流行業(yè)提出越來越高的要求。剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點,因此不僅局限應(yīng)用于倉庫、機場、車站、碼頭等地,更廣泛的應(yīng)用于自動化生產(chǎn)流水線,這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。整機的液壓系統(tǒng)圖油路各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。這就要求各回路相互組合時去掉重復(fù)多余的元件,力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
2.畢業(yè)設(shè)計(論文)的內(nèi)容和要求:
完成雙鉸接剪叉式升降平臺機構(gòu)的位置參數(shù)、動力參數(shù)的計算。完成液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計。完成液壓傳動系統(tǒng)方案的確定、主要參數(shù)的計算、以及臺板與叉桿的設(shè)計計算。完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖。用計算機畫圖,要求視圖完整,其中裝配圖一張,零件圖若干,滿足本科畢業(yè)設(shè)計要求。參考文獻至少15篇以上,另外有2篇以上外文文獻。完成至少1萬5千字的論文,以及至少4000漢字的英文翻譯。
3.主要參考文獻:
[1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學(xué)出版社,2010,8.
[2] 機械設(shè)計手冊.第五版.北京;機械工業(yè)出版社.2008
[3] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12.
[4] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術(shù)手冊[M].北京:人民郵電出版社,2008,5.
[5] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].第5卷.北京:化學(xué)工業(yè)民出版社,2008,3.
[6] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設(shè)計計算.起重運輸機械.2010(01)
[7] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設(shè)計及優(yōu)化.機械工程師.2011(08)
4.畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位):
18年第1、2周 畢業(yè)實習(xí),學(xué)生提交實習(xí)報告、開題報告
18年第3、4周 與指導(dǎo)老師進行討論,確定最終設(shè)計方案
18年第5、6周 剪叉式升降臺的受力分析
18年第7、8周 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計、臺板與叉桿的設(shè)計
18年第9~11周 繪制裝配圖和主要零件圖,完成畢業(yè)設(shè)計論文。
18年第12周 提交畢業(yè)設(shè)計材料
18年第13周 答辯
教研室審查意見:
同意
教研室主任簽名: 年 月 日
學(xué)院審查意見:
同意
教學(xué)院長簽名: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
課題名稱:
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
學(xué)生姓名:
學(xué)號:
指導(dǎo)教師:
職稱:
講師
所在學(xué)院:
機電工程學(xué)院
專業(yè)名稱:
機械設(shè)計制造及其自動化
日期: 2018 年 3月 16 日
說 明
1.根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(論文)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,學(xué)院教學(xué)院長批準(zhǔn)后實施。
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)容要實事求是,逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴(yán)謹,語言通順,外來語要同時用原文和中文表達。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,沒有經(jīng)過整理歸納,缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。
5.課題類型填:工程設(shè)計類;理論研究類;應(yīng)用(實驗)研究類;軟件設(shè)計類;其它。
6.課題來源填:教師科研;社會生產(chǎn)實踐;教學(xué);其它
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
課題名稱
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
課題來源
社會生產(chǎn)實踐
課題類型
工程設(shè)計類
1.選題的背景及意義:
升降機是一種升降性能好,適用范圍廣的貨物舉升機構(gòu),可用于生產(chǎn)流水線高度差設(shè)備之間的貨物運送,物料上線,下線,共件裝配時部件的舉升,大型機床的上料,下料,倉儲裝卸等場所,與叉車等車輛配套使用,以及貨物的快速裝卸等。進入21 世紀(jì)以后, 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高, 對升降機提出越來越高的要求, 升降機越來越不僅局限應(yīng)用于倉庫、機場、車站、碼頭等, 更廣泛的應(yīng)用于其它物流、制造系統(tǒng)和汽車維修等行業(yè)和部門。這就對原有的剪叉式液壓升降臺提出了更加嚴(yán)格的承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)等新的要求。本設(shè)計就此問題進行分析和探討,并對傳統(tǒng)剪叉式液壓液壓升降臺系統(tǒng)進行改造。
2.研究內(nèi)容擬解決的主要問題:
(1) 剪叉式物流升降臺結(jié)構(gòu)方案的確定,參考收集的資料,提出不同的方案,通過對機構(gòu)動力參數(shù)和位置參數(shù)的計算,選擇比較優(yōu)化的一種;
(2) 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算:由于此設(shè)計計算比較成熟,可根據(jù)液壓設(shè)計手冊所提供的計算公式和限制條件,對工作載荷、導(dǎo)軌摩擦載荷、慣性載荷、液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸進行計算,從而確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量,從而選擇液壓泵的規(guī)格。同時也要考慮液壓缸主要零件缸體、活塞、活塞桿的結(jié)構(gòu),材料及技術(shù)要求,最后確定符合要求的液壓缸。
(3) 臺板與叉桿的設(shè)計計算:通過考慮叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸,并對橫軸的選取進行計算,最后確定符合實際要求的臺板和叉桿。
3.研究方法技術(shù)路線:
主要研究方法:首先通過計算機進行查閱,對剪叉式物流升降臺有所了解,了解各項數(shù)據(jù)之后再對結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)進行選擇,再通過查閱書籍、計算機等工具對要設(shè)計的各項數(shù)據(jù)進行整理、調(diào)整,最終完成設(shè)計。
在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,借用計算機輔助設(shè)計軟件進行,繪制三維零件圖及二維零件圖,并進行虛擬裝配,并生成對應(yīng)的整機圖。
4.研究的總體安排和進度計劃:
18年第1、2周:畢業(yè)實習(xí),寫實習(xí)報告、開題報告;
18年第3、4周:與指導(dǎo)老師進行討論,確定最終設(shè)計方案;
18年第5、6周:對剪叉式升降臺進行受力分析;
18年第7、8周:液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計、臺板與叉桿的設(shè)計;
18年第9-11周:繪制裝配圖和主要零件圖,完成畢業(yè)設(shè)計論文;
18年12周 :提交畢業(yè)設(shè)計材料;
18年13周 :答辯
5.主要參考文獻:
[1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學(xué)出版社,2010,8.
[2] 機械設(shè)計手冊.第五版.北京;機械工業(yè)出版社.2008.
[3] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術(shù)手冊[M].北京:人民郵電出版社, 2008,5.
[4] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].第5卷.北京:化學(xué)工業(yè)民出版社,2008,3.
[5] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設(shè)計計算.起重運輸機械.2010(01)
[6] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設(shè)計及優(yōu)化.機械工程師.
2011(08)
[7] 邢邦圣.機械制圖與計算機繪圖[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2011.
[8] 朱里.機械原理[M].北京: 高等教育出版社, 2010.
[9] 梁全.液壓系統(tǒng)Amesim計算機仿真進階教程;機械工業(yè)出版社,2016,3.
[10] 液壓工程師技術(shù)手冊/高殿榮,王益群主編.—2版.北京;化學(xué)工業(yè)出版社,2015.6
[11] 機械制圖手冊/葉玉駒,焦永和,張彤主編.—5版.北京;機械工業(yè)出版社,2012.6(2015.11重?。?
[12] 樊錦波等.車抗移動式液壓舉升機的設(shè)計計算.機床與液壓,2002.
[13] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12.
[14] WEI Jian .ication of PLC in Underground Two-Double Structure Surface Garage,2006.11.
[15] HU Jun-an .Formulation of Neural Network Model for the Auto Lift's Vertical Prop,2001.4.
指導(dǎo)教師意見:
該生擬進行剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計,前期對該領(lǐng)域的研究進展進行了較為詳盡的了解。在此基礎(chǔ)上,提出了該研究的主要問題及詳細的研究方法,研究的技術(shù)路線可進一步細化。預(yù)期可按計劃完成畢業(yè)設(shè)計的研究工作,同意選題。
指導(dǎo)教師簽名: 2018 年 3 月 16日
教研室意見:
同意開題
教研室主任簽名: 年 月 日
學(xué)院意見:
同意開題
教學(xué)院長簽名: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)手冊
設(shè)計(論文)題目: 剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
學(xué)生姓名 學(xué)號
年 級 專業(yè)(全稱) 機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師 所在學(xué)院 機電工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)記錄
第一次指導(dǎo)記錄:
老師對我們進行了集中教學(xué)和分別指導(dǎo),在論文格式,圖紙格式,論文摘要,外文翻譯上對我們進項了詳細講解,此外,老師還幫我們規(guī)劃了論文的進度計劃。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 3月 5日
第二次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起詳細的探討了我的緒論部分,并建議我考慮升降臺的安全問題,尤其是制作方面和使用維護方面。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 3月 12日
第三次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了剪叉式升降臺的結(jié)構(gòu)問題,并建議我在選擇雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)的同時可以和直立固定剪叉式以及水平固定剪叉式作比較,以增強論文的說服力。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 3月 19日
第四次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起討論了剪叉式升降臺的位置參數(shù)和動力參數(shù)的計算,并且建議我可以找一些實例來進行證明。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 3月 26日
第五次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了液壓缸放置在左側(cè)和放置在右側(cè)的各自優(yōu)劣點,同時她還幫我尋找了一些有相關(guān)資料的文獻。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 4月 2日
第六次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計,還幫我選擇了液壓執(zhí)行元件液壓缸的材料,還指導(dǎo)了我液壓缸的安裝問題和缸體和缸蓋的連接問題。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 4月 9日
第七次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了我畫的液壓系統(tǒng)原理圖和一些零件圖,并幫我修改了一些圖紙上的細節(jié),比如線的粗細程度等等,此外她還建議我在液壓系統(tǒng)原理圖上作一些簡單的說明。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 4月 16日
第八次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起討論了液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)載荷和速度的分析計算,還專門查找參考書幫我對數(shù)據(jù)進行了驗證計算。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 4月 23日
第九次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了臺板和叉桿的結(jié)構(gòu)材料和尺寸的選取,此外她還幫我驗證了叉桿和橫軸的計算。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 5月 2日
第十次指導(dǎo)記錄:
老師和我一起探討了我的總裝配圖的結(jié)構(gòu),并指出我在螺栓的畫法上存在問題,建議我再進行改動一下。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 5月 7日
第十一次指導(dǎo)記錄:
老師對我的論文整體進行了修改,在格式,字體大小等方面做了詳細的批注,建議我對此進行詳細改動。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 5月 14日
第十二次指導(dǎo)記錄:
對照第一次查重記錄,她再次詳細的幫我檢查了論文和圖紙,并建議我整體修改論文和圖紙,降低查重率。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 5月 21日
第十三次指導(dǎo)記錄:
老師對我們詳細講解了畢業(yè)設(shè)計的答辯流程,并建議我們對整體結(jié)構(gòu),一些粗糙度,整體公差方面做深入探討。
指導(dǎo)地點 教三A201 2018年 5月 28日
第十四次指導(dǎo)記錄:
指導(dǎo)地點 年 月 日
第十五次指導(dǎo)記錄:
指導(dǎo)地點 年 月 日
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期匯報表
學(xué)生姓名
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 號
設(shè)計(論文)題目
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作小結(jié)
論文撰寫到現(xiàn)在,根據(jù)老師的任務(wù)書和我的開題報告,同時吸取前人的經(jīng)驗教訓(xùn),我已經(jīng)完成了對剪叉式升降臺位置參數(shù)和動力參數(shù)的分析計算,也完成了對液壓傳動系統(tǒng)的分析,并最終選擇液壓缸為雙活塞桿液壓缸。在圖紙上,我已經(jīng)初步完成了液壓系統(tǒng)圖和一些零件圖的簡單繪制。在之后的幾個周,我還要完成對臺板和叉桿的設(shè)計計算,確定它們的材質(zhì)結(jié)構(gòu)。還要完成相關(guān)的零件圖紙的繪制和修改,并完成最終的裝配圖。另外也要對整篇論文作進一步的修改,尤其是計算方面,要對它們作進一步的分析研究。
指導(dǎo)教師意見
該生畢業(yè)設(shè)計進度符合畢業(yè)任務(wù)書要求,應(yīng)能按時按量完成畢業(yè)設(shè)計。
簽名:
2018年 4月 20日
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期情況檢查表
學(xué)院名稱: 機電工程學(xué)院 檢查日期: 2018年 4月 25 日
學(xué)生姓名
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師
設(shè)計(論文)題目
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
工作進度情況
完成了對剪叉式升降臺位置參數(shù)和動力參數(shù)的分析計算,也完成了對液壓傳動系統(tǒng)的分析,并最終選擇液壓缸為雙活塞桿液壓缸。在圖紙上,我已經(jīng)初步完成了液壓系統(tǒng)圖和一些零件圖的簡單繪制。
是否符合任務(wù)書要求進度
是
能否按期完成任務(wù)
能
工作態(tài)度情況
(態(tài)度、紀(jì)律、出勤、主動接受指導(dǎo)等)
態(tài)度認真,按時出勤,能夠積極主動的自主設(shè)計,不明白的也會主動詢問老師
質(zhì)量
評價
(針對已完成的部分)
計算部分符合設(shè)計要求,圖紙基本可以表達結(jié)構(gòu)特點
存在問題和解決辦法
說明書語言不夠嚴(yán)謹,圖紙圖線標(biāo)注部分略有不標(biāo)準(zhǔn)的地方,后期根據(jù)畢業(yè)設(shè)計要求進行改正
檢查人簽名
教學(xué)院長簽名
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師評閱表
學(xué)院: 機電工程學(xué)院 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生: 學(xué)號:
題目: ?剪叉式物流液壓升降臺是設(shè)計
評價
項目
評價要素
成績評定
優(yōu)
良
中
及格
不及格
工作
態(tài)度
工作態(tài)度認真,按時出勤
√
能按規(guī)定進度完成設(shè)計任務(wù)
√
選題
質(zhì)量
選題方向和范圍
√
選題難易度
√
選題理論意義和實際應(yīng)用價值
√
能力
水平
查閱和應(yīng)用文獻資料能力
√
綜合運用知識能力
√
研究方法與手段
√
實驗技能和實踐能力
√
創(chuàng)新意識
√
設(shè)計
論文
質(zhì)量
內(nèi)容與寫作
√
結(jié)構(gòu)與水平
√
規(guī)范化程度
√
成果與成效
√
指導(dǎo)
教師
意見
建議成績
80
是否同意參加答辯
同意
評語:
該生進行了剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計,并繪制了剪叉式物流液壓升降臺的裝配圖和零件圖。論文選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),題目有難度,工作量較大。選題具有較好的實踐指導(dǎo)意義。該生查閱文獻資料能力較強,能較好的收集關(guān)于課題的相關(guān)資料,設(shè)計過程中能綜合運用所學(xué)知識進行設(shè)計分析,綜合運用知識能力較強。文章篇幅符合規(guī)定,內(nèi)容較為完整,層次結(jié)構(gòu)安排科學(xué),主要觀點突出,設(shè)計圖紙格式規(guī)范。設(shè)計工作量符合畢業(yè)設(shè)計要求。同意答辯。
指導(dǎo)教師簽名:
2018年 5 月 22 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱表
學(xué)院: 機電工程學(xué)院 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生: 學(xué)號:
題目: 剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計? ????? ?????
評價
項目
評價要素
成績評定
優(yōu)
良
中
及格
不及格
選題
質(zhì)量
選題方向和范圍
√
選題難易度
√
選題理論意義和實際應(yīng)用價值
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能力
水平
查閱和應(yīng)用文獻資料能力
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綜合運用知識能力
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研究方法與手段
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實驗技能和實踐能力
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創(chuàng)新意識
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設(shè)計
論文
質(zhì)量
內(nèi)容與寫作
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結(jié)構(gòu)與水平
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規(guī)范化程度
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成果與成效
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評閱
教師
意見
建議成績
80
是否同意參加答辯
同意
評語:
圖紙、說明書工作量達到畢業(yè)設(shè)計要求,同意參加答辯!
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評閱教師簽名:
2018年 5 月 24 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯及綜合成績評定表
學(xué) 院
機電工程學(xué)院
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
設(shè)計論文題 目
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
答辯時間
2018 年 5 月28 日 時 分至 時 分
答辯地點
敬本樓C501
答辯小組成 員
姓名
陳鳳騰
毛瑞卿
劉文君
代素梅
職稱
副教授
副教授
講師
講師
答辯
記錄
提問人
提問主要內(nèi)容
學(xué)生回答摘要
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答辯記錄人簽名:
答辯
小組
意見
答辯評語:
該同學(xué)答辯時,自述思路清晰,語言流利。設(shè)計方案合理、論文結(jié)構(gòu)正確、圖面質(zhì)量好、實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論可靠。能提出正確合理的設(shè)計依據(jù),能熟練應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和基本技能,回答主要問題準(zhǔn)確、深入?;靖拍钋逦?、基礎(chǔ)理論掌握牢固,掌握知識全面。
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答辯成績:85
答辯小組組長簽名:
綜合
成績
評定
指導(dǎo)教師評定成績
評閱教師評定成績
答辯成績
綜合評定成績
80
80
85
82
答辯委員會主任簽名:
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年 月 日
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畢業(yè)設(shè)計(論文)
外文翻譯
學(xué)生姓名
班 級
14機械2
學(xué) 號
學(xué)院名稱
機電工程學(xué)院
專業(yè)名稱
機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師
2017年
5月
26日
21
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文) 任 務(wù) 書
學(xué)院(系):
機電工程學(xué)院
專??? ??業(yè):
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名:
學(xué) ? 號:
設(shè)計(論文)
題目:
剪叉式物流液壓升降臺的設(shè)計
起 迄 日 期:
指 導(dǎo) 教 師:
教研室主任:
發(fā)任務(wù)書日期: 年 3月 4日
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書
1.畢業(yè)設(shè)計的背景:
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和需求的提高,對物流行業(yè)提出越來越高的要求。剪叉式升降平臺具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點,因此不僅局限應(yīng)用于倉庫、機場、車站、碼頭等地,更廣泛的應(yīng)用于自動化生產(chǎn)流水線,這就對剪叉式液壓升降臺提出了承載能力高、運行速度快、啟動停止平穩(wěn)的要求。整機的液壓系統(tǒng)圖油路各自擬訂好的控制回路及液壓源組合而成。這就要求各回路相互組合時去掉重復(fù)多余的元件,力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
2.畢業(yè)設(shè)計(論文)的內(nèi)容和要求:
完成雙鉸接剪叉式升降平臺機構(gòu)的位置參數(shù)、動力參數(shù)的計算。完成液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計。完成液壓傳動系統(tǒng)方案的確定、主要參數(shù)的計算、以及臺板與叉桿的設(shè)計計算。完成剪叉式液壓升降臺裝配圖、零件圖以及液壓系統(tǒng)圖。用計算機畫圖,要求視圖完整,其中裝配圖一張,零件圖若干,滿足本科畢業(yè)設(shè)計要求。參考文獻至少15篇以上,另外有2篇以上外文文獻。完成至少1萬5千字的論文,以及至少4000漢字的英文翻譯。
3.主要參考文獻:
[1] 周長城.液壓與液力傳動[M].北京:北京大學(xué)出版社,2010,8.
[2] 機械設(shè)計手冊.第五版.北京;機械工業(yè)出版社.2008
[3] Wang dong sheng.Logistics & Material Handing[M],2007.12.
[4] 張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實用液壓技術(shù)手冊[M].北京:人民郵電出版社,2008,5.
[5] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].第5卷.北京:化學(xué)工業(yè)民出版社,2008,3.
[6] 曾午平, 衛(wèi)良保.剪叉式液壓升降臺的設(shè)計計算.起重運輸機械.2010(01)
[7] 王維.基于Cosmos/Motion的剪叉式液壓升降臺設(shè)計及優(yōu)化.機械工程師.2011(08)
4.畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位):
18年第1、2周 畢業(yè)實習(xí),學(xué)生提交實習(xí)報告、開題報告
18年第3、4周 與指導(dǎo)老師進行討論,確定最終設(shè)計方案
18年第5、6周 剪叉式升降臺的受力分析
18年第7、8周 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計、臺板與叉桿的設(shè)計
18年第9~11周 繪制裝配圖和主要零件圖,完成畢業(yè)設(shè)計論文。
18年第12周 提交畢業(yè)設(shè)計材料
18年第13周 答辯
教研室審查意見:
同意
教研室主任簽名: 年 月 日
學(xué)院審查意見:
同意
教學(xué)院長簽名: 年 月 日
4
畢業(yè)設(shè)計
外文翻譯
學(xué)生姓名
班 級
學(xué) 號
學(xué)院名稱
專業(yè)名稱
指導(dǎo)教師
年
5月
26日
復(fù)合材料制升降平臺的新設(shè)計理念
L. Solazzi & R. Scalmana
摘要
作為一種起重設(shè)備,升降工作平臺越來越多的應(yīng)用于建筑行業(yè)和維修領(lǐng)域。例如,風(fēng)力渦輪機樞紐的維護就需要通過使用工作平臺來完成;但是因為高速公路標(biāo)準(zhǔn)的限制還有這些結(jié)構(gòu)自身的高度要求很高,例如最大軸載和最大總尺寸,所以為了滿足這些要求,需要把結(jié)構(gòu)的材料從經(jīng)典結(jié)構(gòu)鋼(S235 JR,S275 JR或S355JR)改為高強度鋼(S700至S1100或更高),這樣就可以獲得更高的比電阻。 本文的想法是使用復(fù)合材料來制作升降平臺的臂,以減少機器的整體重量。同時通過對新型平臺的分析表明,用復(fù)合材料作為臂部材料大約會降低機器部件50%的重量。當(dāng)然作為可行性研究,可能仍然會存在一些問題,例如所用復(fù)合材料的機械性能(疲勞,環(huán)境影響等)。
關(guān)鍵詞 復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計;碳纖維;起重平臺
1 引言
由于使用了高強度鋼材,近年來巨大的高層平臺優(yōu)化了機械特性,減輕了重量,發(fā)展的很快(圖1);事實上,為了能夠在公路上運輸,這種特性在可移動結(jié)構(gòu)中是很重要的。
圖1在風(fēng)力渦輪機上工作的鋼平臺
然而,這些結(jié)構(gòu)的高度還在不斷增加,使運輸?shù)目赡苄赃_到了極限。
因此這項工作的目的是設(shè)計一個由高強度鋼和復(fù)合材料共同制成臂的工作平臺,并將其與僅由高強度鋼制成的平臺進行比較。該平臺的設(shè)計工作高度為85米;在意大利市場上,它代表了非常高的尺寸?,F(xiàn)在不同部件的原型,比如手臂,汽缸,接頭,主要是由高強度鋼合金制成。而且現(xiàn)在越來越多的工作機械也是由這些合金制作而成,如[處理材料[1,2]和卡車部件[3-5]的設(shè)備 ],但由于重量大以及平臺結(jié)構(gòu)的運輸不便而表現(xiàn)出了很大的問題;但實際上臂的一小部分(伸縮臂的最后部分)可以由塑料材料制成,特別是在用于維護電線的平臺中,這樣還可以方便在籃中的操作者和其余部分之間引入導(dǎo)電絕緣體來保護操作者。
當(dāng)然這項工作的最終目標(biāo)是在遵守道路標(biāo)準(zhǔn)的情況下,大大減輕系統(tǒng)的重量,從而減少搬運車運輸?shù)闹亓坎⒃黾酉到y(tǒng)的負載能力。通過水泥攪拌車,我們第一次造出了由復(fù)合材料制成的車臂;另外最近一家公司還開發(fā)了一種混凝土泵,由5個部分組成,其中最后兩部分由碳纖維制成。
但是,該機器的設(shè)計規(guī)格在工作區(qū)域和負載范圍上還是有很大的不同,例如,升降平臺中的位移沒有受到限制。
從初步的幾何設(shè)計規(guī)范開始,本文討論了所有與實現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)有關(guān)的主要問題[6,7]:如所需尺寸的定義,臂移動的概念和隨后的設(shè)備,尺寸臂部分的分析,動力學(xué)分析和有限元方法的失效驗證。
2 材料和方法
2.1 設(shè)計規(guī)格
由于該平臺必須與卡車連接,并且必須達到約85米的最大高度; 所以在手臂的末端有一個叫做JIB的設(shè)備,用于指揮平臺的精細運動; 平臺的工作范圍如圖2所示。
此外具有這些商業(yè)可用性特征的平臺基本上都由7個伸縮臂組成,其端部都連接了JIB結(jié)構(gòu)。
2.2 負載條件
通過水泥混合器,我們第一次用碳纖維替代鋼材制作了重型車輛的工作臂,其中碳纖維用于替代傳統(tǒng)的鋼架; 但是此應(yīng)用與升降平臺在負載條件和允許的行為方面存在明顯差異;主要區(qū)別是:
& 對于水泥攪拌機臂來說,最大允許位移是升降平臺的一個重要參數(shù),它具有具體的規(guī)定;另外一方面水泥攪拌機的機械臂與應(yīng)力相關(guān)聯(lián)地安全系數(shù)就不那么重要了,因為這在制造時就必須做到;
& 水泥攪拌機臂一旦延長,在延伸期間受到來自水泥通過連接管而產(chǎn)生的連續(xù)
負荷是不存在的,因為平臺此時具有相同的工作重量,可以改變因運動而產(chǎn)生的壓力;
& 混凝土攪拌機的管道和臂結(jié)構(gòu)是一起工作來增加設(shè)備的機械阻力,但在升降平臺中,所有的負載都由臂來支撐。
平臺所需考慮的負載包括結(jié)構(gòu)的重量和支撐的操作員的重量以及風(fēng)壓(與平臺高度有關(guān))。另外為了評估由運動引起的動力學(xué)行為,可以使用一個特定的程序(MECAD?)來計算籃子的死值和載荷值,結(jié)果約為1.5。
圖2平臺的總運行范圍
這種類型的機器的載荷頻譜[8,9]基本上都來自臂的運動步驟,而在操作員使用停止的臂進行工作時,盡管由于操作員的移動引起了小的隨機變化,但負載卻可以被認為是恒定的。
2.3 新平臺的主要特點
該新平臺是使用復(fù)合材料(碳纖維和環(huán)氧樹脂基體)和鋼(主要用于臂接頭裝置)構(gòu)成的,以此來減輕重量;其中每個臂的長度約為12米;此外起重機的支撐結(jié)構(gòu)分為兩個功能組:第一組前四個伸縮臂由高強度鋼構(gòu)成,第二組由四個可閉合臂組成; 這個選擇是基于以下幾個考慮因素:
& 碳纖維的成本與鋼相比要高得多,但是大部分用放大特性材料做成的部件必須使用碳纖維,因為要考慮重量,當(dāng)然結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力不僅取決于重量,還取決于杠桿臂,當(dāng)你靠近籃筐時,杠桿臂要高得多。
& 碳纖維和其他復(fù)合材料一樣,在使用滑塊時伸縮臂上的滑動阻力低,但與使用輥的鋼合金相比,接觸疲勞抗力也低,而這可能會導(dǎo)致手臂結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些問題,例如單層的脫落。
& 該機器的纖維是長纖維,這使得復(fù)合材料能夠減少主載荷方向上的阻力; 另外因為工作需要使用特定模具來實現(xiàn)手臂的驅(qū)動,而短纖維具有較低的耐疲勞性
并且更難以與鋼部件接合,所以需要使用長纖維代替短纖維。
2.4 材料的性質(zhì)
可閉合臂材選擇的使用材料是具有環(huán)氧基體的低模量碳纖維,這是作為材料性能和相關(guān)成本之間的最佳折衷方案; 他們的特征如表1所示。
此外每層纖維的百分比為60%; 而使用這些數(shù)據(jù)就可以計算出薄層的機械特性[7],如表2所示。
最后選擇方向1還是方向2取決于纖維的取向,并且在圖3的報告方案之后重新定義。
表1 組成使用薄片的材料的機械特性
材料
密度ρ[kg / m3]
楊氏模量E [MPa]
剪切模量G [MPa]
泊松比
環(huán)氧樹脂
1200
4500
1600
0.4
碳纖維
1750
230000
50000
0.3
表2整個薄層的機械特性
密度
ρ[kg / m3]
彈性模量E1
(║到纖維方向) [兆帕]
彈性模量E2(┴到纖維方向)[兆帕]
剪斷系數(shù) G12 [MPa]
重大的泊松比率ν12
次要泊松比率v21
1530
139800
10929
3817
0.34
0.026
2.5 臂的尺寸
手臂的大小取決于幾個因素,其中一些是:
& 壓力的數(shù)值;
& 屈曲現(xiàn)象;
& 疊層中單層的堆疊順序;
每個復(fù)合臂都需要一個專屬的模具來建造,同時這個模具還可以制作具有可變截面的工作臂,其大小從頂部到底部增加,同時彎曲應(yīng)力也增大到最大值。
通過制定一個具體的方案來計算手臂的應(yīng)力,以便確定負荷圖上不同位置工作臂之間的動作;計算出最大反作用力(軸向力和彎矩)后,再考慮工作臂截面的定義以及使用有限元軟件的應(yīng)力ABAQUS。
構(gòu)成疊層的層的堆疊順序必須符合以下規(guī)則:
& 必須根據(jù)主載荷方向選擇單層的方位角;
& 每個薄片取向(0°,45°-45°,90°)應(yīng)在層壓板中占據(jù)至少10%的百分比;
& 提供對稱分布的層以避免剪切延伸和延伸彎曲耦合,因為這會在疊層中引起危險的彎曲;
& 通過考慮它們在疊層內(nèi)部成分中的搭配來保護主層
& 保證厚度逐漸變化
圖3定義纖維的取向
圖4從平臺F的集中力和分布載荷P(尺寸單位mm)開始,計算第一臂結(jié)構(gòu)中的反作用力的模式
通過報告第一手臂所遵循的程序來解釋計算手臂應(yīng)力的方法。
組成起重臂的第一臂在一端與籃筐連接,另一端與第二臂連接; 另外通過控制液壓缸來操作駕駛臂;此外按照圖4的方案進行反作用力的計算。
該結(jié)構(gòu)的所有運動系統(tǒng)(圖5)都使用由布雷西亞大學(xué)機械工業(yè)工程系開發(fā)的MECAD?軟件來進行圖解化,該軟件可以計算每個臂和裝置中的反作用力,以及在臂打開過程中每個部分的位移,速度和加速度。MECAD?
圖5使用軟件計算復(fù)合結(jié)構(gòu)中反作用力的模式
應(yīng)力的計算遵循經(jīng)典的二維層復(fù)合理論[10]; 所考慮的堆疊順序是(902,45,-45,04)。
在葉片上引入第一個兩軸的參考系統(tǒng)但忽略垂直于葉片平面的變形的ε3可以用下列公式來計算變形:
從彈性層的彈性常數(shù)開始計算Sij分量形式的柔度矩陣S:
為了計算開始變形時的應(yīng)力,需要使用剛度矩陣Q,即柔度矩陣的倒數(shù):
這些公式可用于與主軸方向?qū)R的纖維增強層,如果有相對的角度,則需要使用旋轉(zhuǎn)矩陣t:
圖6用于計算層壓板剛度特性的模式
圖7特定負載條件下臂的位移值(單位:mm)
其中c2=cos2θ,s2=sen2θ,而且:
而且用于計算通用薄層應(yīng)力的表達式也變?yōu)椋?
如果是由一定數(shù)量的板組成的疊層板,就有可能計算出力和力矩:
e01和kij分別表示層壓板在主要方向上的變形,彎曲和緊湊形式:
圖8第一臂的靜態(tài)安全系數(shù)值
圖9 層壓板區(qū)域中的每一層的應(yīng)力趨勢
ABBD矩陣的組件可以通過以下方式進行計算:
如圖6所示,其具有該層的Zi位置
因為層疊體是平衡和對稱的,所以組件A16和A26的B矩陣的分量等于0。
現(xiàn)在可以使用逆ABBD矩陣來計算變形和彎曲:
圖10為不帶籃子的JIB臂的前四種振動模式:a第一模式(4.5 Hz),b第二模式(22.3 Hz),c第三模式(5.9 Hz),d第四模式(30.5 Hz)
圖11 在重合位置的整個結(jié)構(gòu)的視圖
由于層的平衡和對稱布置,所以在薄層的彎曲處可以獲得等于0的相同變形;其中最大應(yīng)力位于0°薄層,達到約100MPa的數(shù)值,明顯低于破壞極限;而這樣就可以確保達到令人滿意的抗疲勞強度,同時還可以看到碳纖維的優(yōu)異特性[11,12]。
在此過程之后,確定臂的所有部分,這些部分通過增加彎矩較高處的截面尺寸來優(yōu)化彎曲阻力;而這種用金屬臂很難獲得的特性對于用復(fù)合材料制成的模具來說是輕松可以達到的。
此外需要使用有限元程序執(zhí)行多個分析來評估結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)行為,其中包括全局應(yīng)力、位移、屈曲系數(shù)等方面,。
2.6 有限元分析
有限元分析使用ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)代碼進行; 其中復(fù)合材料臂被建模為殼單元而金屬零件被建模為3D零件;此外給每個臂賦予限定的層壓板的堆疊順序與每層的對應(yīng)厚度;另外為了改善建模的行為給予每個手臂的局部取向,如圖7所示。
如圖8所示,一旦應(yīng)力計算出來,就可能應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的失效準(zhǔn)則,如Tsai-Hill一樣。
另外也可以檢查層壓板中沿厚度變化的應(yīng)力,但由于取向的變化,所建立的值對于每個薄層而言顯然不同; 如圖9所示,最大應(yīng)力值可在0°薄層中找到。
圖12整個結(jié)構(gòu)在主要尺寸重合位置的視圖,表明了臂的各個部分的變化趨勢(單位為毫米)
表3鋼平臺和復(fù)合平臺臂架的重量
機器
臂重量[kg]
設(shè)備重量[kg]
總重量[kg]
鋼平臺
632
160
792
復(fù)合平臺
170
180
350
百分比變化
?73 %
+12 %
?56 %
最后進行的分析計算了臂的固有振動模式,圖10中示出了JIB臂的前四種振動模式。
2.7 結(jié)構(gòu)的最終面貌
最終的結(jié)構(gòu)由四個可閉合的復(fù)合臂和四個可伸縮的鋼臂組成,其結(jié)構(gòu)見圖11。同時為了最小化高度,鋼和復(fù)合臂以交錯的方式連接。
圖12中顯示了結(jié)構(gòu)的主要尺寸,包括復(fù)合材料臂的截面尺寸。
此外所有進行的分析表明,由于材料變化(碳纖維的密度比鋼的密度低5倍),重量會減少很多;雖然結(jié)構(gòu)設(shè)備的重量反而會增加,但在整體范圍內(nèi),總重量會明顯減輕,正如表3中的JIB所報告的那樣。此外重復(fù)處理復(fù)合材料中其他三個臂的數(shù)值,其重量減少量與JIB中的百分比會完全相同,達到50%。
關(guān)于成本,可以比較復(fù)合材料臂和其等同重量鋼材之間的材料成本。
用低模量碳纖維(STS纖維)和環(huán)氧基體制成的薄板的成本約為35歐元/平方米,而高強度鋼(屈服應(yīng)力約為1300兆帕)的成本為4歐元/千克;但是考慮到厚度(0.63 mm)和密度(1,530 kg / m3)是可以算入每公斤材料成本的,所以最后其成本為34歐元,因此復(fù)合材料的總材料成本如表4所示。
機器的總成本其實還包括很多其他因素,例如模具成本和制造產(chǎn)品的數(shù)量,但這些因素目前不可計算。
3 結(jié)論
本文設(shè)計的是一個全新的平臺概念,研究了使用復(fù)合材料替代鋼臂的可能性,在進行了一系列的新型設(shè)計,分析了各種材料給出的可能性后,最后選擇了長纖維復(fù)合材料。
表4復(fù)合平臺和鋼平臺JIB的材料成本
手臂成本[€]
設(shè)備成本[€]
總費用[€]
鋼平臺
2530
640
3170
復(fù)合平臺
5780
720
6500
這使得它能夠應(yīng)用于非常高大的平臺(例如尺寸變得越來越大的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)),而如果用鋼鐵材料的話這些平臺將不能在道路上使用和駕駛。雖然現(xiàn)在仍然存在一些與使用復(fù)合材料有關(guān)的問題,例如疲勞和局部屈曲以及與環(huán)境的相互作用,還有成本,與鋼鐵相比,成本明顯增加了,但是如果與不能在道路上行駛相比,優(yōu)勢還是大于劣勢的。