自动化机械装置（共10篇）
自动化机械装置 篇1
1 项目背景
在实际生产中, 经常会出现场操作人员忽视液压支架对乳化液的要求, 甚至不明白乳化液的作用, 水箱内直接使用清水, 这完全不符合标准, 《煤矿安全规程》规定乳化液的浓度一般在3%~5%之间, 乳化液的配制、水质、配比等, 必须符合有关要求, 泵箱应设自动给液装置, 防止吸空。因此, 供液这一环节中, 自动配比和自动供液两个重要的课题被提到技术革新的日程上来。根据从事技术工作的经验, 对比以往的自动供液的方法, 经过分析比较, 提出了一套机械式自动供液与自动配比装置的组合, 适合我矿生产经验, 安全性高, 成本低廉, 普采及综采乳化液泵站可通用, 因无任何电气元件, 可靠性强, 且安全系数高, 无防爆性能等苛刻要求。
2 项目概况
在乳化液泵站的控制系统中, 压力和流量的控制取得了长足的发展, 这为液压设备的正常工作提供了可靠的技术保障。然而基于生产和安全的需要, 对于乳化液泵站的要求远不止这些。例如乳化液, 乳化液是液压支架和液压支柱的传动介质, 在液压系统中起血液作用。浓度过低, 会大大缩短设备使用寿命, 容易引起液压系统事故的发生;浓度过高, 会使乳化油的消耗量增加, 从而导致生产成本上升。
这套全机械式自动供水配液装置核心为机械连杆机构, 有效杜绝了工作面泵站只使用清水的现象, 同时避免了无人看管泵站时水箱液体外溢的情况, 乳化液浓度通过节流阀可适当调控。而且制作简易, 工作量小, 实用性强。之前曾经有过电子自动配液装置, 该组合在中性水供液管进入配液阀前加装防爆电磁阀。在以往的电磁阀参与的控制系统中, 电磁阀始终工作于乳动状态, 频繁动作, 极易损坏, 可靠性不高, 而且电磁阀成本高, 导致电子系类整套装置经济型差。
3 研究实施内容
3.1 装置构件
乳化油小箱:体积、形状可根据现场巷道情况自行设计, 直接平放于乳化液大水箱体顶部, 底部钻孔连接一透明软管作为液量管, 用以指示小箱内乳化油余量。
节流阀:节流阀装于乳化油小箱底部, 是乳化油供给及手动调节装置, 通过启闭件改变通道截面积而达到调节流量和压力, 构造简单, 便于制造和维修, 成本低。
机械连杆:固定于水箱内上部, 连接空气球体及自制阀体。
自制阀体:阀体1连接清水管路, 阀体2连接于乳化液小箱节流阀后, 内有活塞, 根据乳化液箱液面高度可在管内做往复慢速运行, 同时自动控制清水及乳化油管路截止及流通。
3.2 工作原理
乳化液箱内安设水浮, 水浮的运动为直线运动, 随液位的高低而变化, 在乳化液箱的顶面装有连杆机构。当水箱内水位下降时空气球体随着水面下沉, 此时打开进水阀体, 清水及乳化油同时注入, 当水位升高时, 球体上浮, 关闭注水, 同时停止注入乳化油。乳化液小箱内的乳化油在节流阀打开的情况下, 可以靠自重流入水箱内, 调节节流阀可控制流量大小, 当液量管指示乳化液不足时要及时添油。水位越低, 自制阀体的活塞越靠下, 清水及乳化油的流量就越大, 一直达到全开状态全力注液, 当液面升至顶部时, 活塞亦升至顶部, 即可全部关闭阀体, 清水及乳化液全部截止, 有效防止了水箱溢水。
4 应用情况
通过2014年在我矿8703综采工作面、-120大巷九层面、3601下面等采煤工作面使用情况来看, 装置制作简易, 安装便捷, 有效避免了乳化液浓度过高、过低及水箱溢水现象, 泵站工只需巡检时观察一下乳化液小箱液面管并及时补充乳化液即可, 既保证了设备正常运行, 也深得干部员工赞同。
5 效益分析
经济效益:因乳化液浓度可始终维持到3%-5%, 提升了液压支护系统润滑性及防锈性, 同时大大延长了乳化液泵站设备的使用寿命;因避免了乳化液浓度过高及水箱溢液现象, 每个采煤工作面平均每月可降低1桶乳化油投入, 以170kg/桶、7.9元/kg计, 一年可节约乳化油材料费用1.6万元, 假设矿井四个采煤工作面同时生产, 一年可节支6.5万元。
社会效益:彻底改善了普通型乳化液泵站的乳化液配制由人工操作, 全部采用容积量比模式配液, 液位无法控制, 用手持式光学折射仪测量其浓度, 配比浓度误差大的缺陷, 泵站工无需频繁观察水箱水位并手动添加乳化油, 因增加乳化油小箱并可调节流速, 添加周期大大延长, 同时劳动强度下降, 加强了人文关怀。
摘要：设计了一套乳化液泵站机械式自动供液与自动配比装置的组合, 有效避免了乳化液浓度过高、过低及水箱溢水现象。
关键词：乳化液泵站,机械,自动供水配液
自动化机械装置 篇2
关键词：变速器，排挡，换挡，换低挡
Abstract:“Huàndǎng” but not “huàndàng” should be used when mechanical gearshift is mentioned. The pronunciation of “dǎng” comes from that of the word of down.Two assumptions are put forward about the origin of the word“páidàng”or “páidǎng”,which is the Chinese name of the mechanical gearshift.
Key words:transmission,gearshift,shift,kickdown
现在汽车已进入百姓的日常生活，介绍汽车的文章随处可见，然而在介绍到“自动挡”或“手动挡”时，用“档”还是“挡”，不光老百姓，就连专家们也往往各执一词，谁也说服不了谁。其实在表述机械产品的变速、改变运动方向上，也同样存在这个问题。
笔者是名机械设计师，在编写产品使用说明书、技术文件时，常为该用“挡”还是“档”而伤透脑筋。因此早在十几年前就查找各种资料，从词典到专业期刊，从说明书到相关行业标准、国家标准，希望能找到一个权威的解释和说明，然而结果都不尽如人意。
比如，在机械工程名词审定委员会于2000年公布的《机械工程名词》[1]中，没有与“排挡”相关的条目。在公路交通科学名词审定委员会于1996年公布的《公路交通科技名词》[2]中查到的是换档gear shifting，脱档spontaneous out瞣f瞘ear，脱档滑行coasting in neutral。而在同年铁道科学名词审定委员会公布的《铁道科技名词》[3] 中，却“挡”和“档”二字都有出现：换挡changeover governor，空档stop short。
由此可见表述机械变速和换向时，用“档”或“挡”字，看似事小，还真很有必要探索研究，以求得相对的合理解释和尽可能的正确使用。
1.档和挡的使用情况对比
采用“档”字的主要资料如下：
《辞海》[4]“排气制动”条目释义中有“在挂档行驶条件下”的内容，出现“挂档”的说法。“变速器”条目释义中有“若干齿轮对组成有固定级数（档位数）若干档，包括倒档”，出现“档位”“倒档”的用词。
《机械工程主题词表》[5]在“变速器换档机构”“自动动力换档机构”“换档变速装置”这几个主题词中出现“换档”一词。
姚怀新教授撰文[6]主张机械变速中应该用“档”字，并称“查阅过的全部（数十种）科技专业书籍中出现的变速传动装置档位、排档均为‘档而非‘挡。搜集到的数十本国内多个厂家的车辆及工程机械产品样本中表示速度档位时亦均为‘档而非‘挡”。
笔者也查阅过多份汽车行业标准[7]，这些标准中分别出现“空档”“档位”“换档”“排档”等名词，确实均用“档”字。
采用“挡”字的主要资料如下：
《现代汉语词典》[8]中，“排挡páidǎng”释义为：“汽车、拖拉机等用来改变牵引力的装置，用于改变行车速度或倒车。简称挡。”新增“换挡huàndǎng”，释义为：“把汽车、拖拉机等的排挡从一个挡位推到所需要的另一个挡位上，如从二挡换到三挡，又如从四挡换到三挡。”至于新增的“排档páidàng”，释义为：“设在路旁、广场上的售货处”，显然与机械变速无关。
《汉语主题词表》[9]中采用“换挡”，如“换挡（摩托车运动）Change of gear(motorcycling)”“变速换挡机构Transmission shifting systems”“变速器换挡机构Gear box shifting mechanisms,Transmission shifting gears”“换挡变速装置Power瞐ssisted shifting mechanisms,Power瞫hift gear boxes”等。
《现代汉语词表》[10]中收录“排挡páidǎng”，未见“排档”。同时收录“换档”和“换挡”，且两词读音均标注为huàndǎng。
2．探讨“挡”和“档”的由来
姚教授主张机械变速用“档”字，同时指出在《汉语大词典》《新编汉语词典》《现代汉语分类词典》《现代汉语词典》（修订本）等词典上都用了“排挡”一词。
当时笔者持不同意见，认为应该用“挡”字，拙作一文[11]与姚教授打了场“笔墨官司”。这次讨论对工程机械行业产生较大的影响，此后业内的《工程机械》《建筑机械》《工程机械与维修》的编辑，对所刊登涉及机械变速、换向问题的文章一般使用“挡”字。
当年姚教授设想，“变速传动装置的‘档是一个外来的近代科技词汇”。他还认为，“gear读音于‘港‘涨之间，最近于‘挡，前人极有可能将变速传动装置‘gear用音译为‘挡，并经文字学家收集整理归入辞书”。对此，窃以为英语gear的读音为[gi糫，与“港”“涨”“挡”读音很难联系起来。
那么，英语中是否有与中文的“挡”或“档”真正意义上相对应的词呢？
工程机械行业中著名的德国ZF（采埃孚）公司，多年前就在装载机上设置了可以强制从高挡跳换低挡的KD键，也叫KD挡，即kickdown。其中的down的读音[daun]与dǎng近似，这是否是中文的“排挡”“换挡”中“挡”字的原始来历呢？这有待进一步考证。
在此，笔者也斗胆作以下推测，探索“排挡”或“换档”的来由。
最早进入中国的汽车变速器肯定是机械换挡，以最常见的载重汽车五进一退变速器为例，司机手握变速杆端处的换挡动作轨迹如同一个横写的“王”字。三道竖条与一横线的交点处是空挡位，而三道竖条的两端共六个点，则分别是一个倒挡位和五个前进挡位。
“排”字可作推上去、推开之说，表示推到高挡或看做变速杆向前推动；而“挡”字前面已说过是英文的down的谐音，表示向下降到低挡或看做变速杆向后拨动。因此，“排挡”一词是否会是在旧时，人们对变速杆在三条直槽里做换挡动作：推上去（排）、拉下来（down挡）的描述呢？而且正因为是对换挡动作的描述，所以“排挡”这两个字都用了提手旁的动词性的“排”和“挡”字。
那么，使用木字偏旁的“排档”和“换档”又可能是怎么产生的呢？笔者推测，这可能是借鉴了算盘用语。中国的算盘一般都是用四周边框和中间一根横梁组成的框架结构，穿过横梁在上、下边框间安装若干根圆条，这些圆条在珠算界被称为“档”。
珠算界与“档”有关的用语主要有以下这些：
1） 本档，指正要拨珠记数的这一档；
2） 前档，也叫左一档，指本档的前一档；
3） 后档，也叫右一档，指本档的后一档；
4） 空档，某一档的算珠子上、下都离开横梁的时候；
5） 档位，也叫档次，指档的位次；
6） 错档，也叫错位，指运算过程中未将算珠拨入应拨的档位；
7） 隔档，也叫隔位，指本档位左、右两侧再空一档的第三档。
旧时人们很可能在汽车变速时用拨叉拨动变速齿轮联想到打算盘拨动算珠子的动作，将拨动一根轴的齿轮以变换它与另一根轴上的齿轮啮合状态所进行的机械换挡，想象是打算盘的进档、退档和换档。而最常见的13档算盘上，一排平行的“档”，如同变速器里的那几根套装着变速齿轮的轴，也就是“排档”了。
当然，上述两种猜测只是笔者异想天开的一家之谈，是否有点道理，仅供各位读者和专家评议。
然而，不论在纸面上写成什么偏旁的换挡或换档，排挡或排档，在机械行业甚至于人们日常生活中确实也存在着这样一个不争的事实：就是大家几乎都是把它们念成huàndǎng和páidǎng。
3.结论
韩愈《师说》的核心思想是“术业有专攻，能者为师”，所以任何权威都是相对的。因此笔者重申多年前的观点[12]：正确用字（词）和读音应以规范化的词典、词表、辞书类文献为准，而对科技术语的释义又应以技术专家注释的条目内容为准。所以在速度分级、换向上，按《现代汉语词典》采用“挡”字而不是“档”字，似乎更加合理。
参 考 文 献
[1]机械工程名词审定委员会.机械工程名词（一）.北京：科学出版社，2001.
[2]公路交通科学名词审定委员会.公路交通科技名词.北京:科学出版社,1997:79-83.
[3]铁道科学名词审定委员会.铁道科技名词.北京:科学出版社,1997:97-164.
[4]辞海编辑委员会.辞海.1999年版缩印本.上海:上海辞书出版社,2000:845,2301.
[5]第一机械工业部技术情报所.机械工程主题词表（内部资料）.北京:第一机械工业部技术情报所,1979:11.
[6]姚怀新.老调重弹“挡”与“档”.工程机械,2000（5）:┆36-38.
[7]中国汽车技术研究中心标准化研究所.汽车标准汇编.第4卷.天津:中国汽车技术研究中心标准化研究所,2000:13-59.
[8]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典.第5版.北京:商务印书馆，2005:596,1016.
[9]中国科学技术情报研究所、北京图书馆.汉语主题词表（试用本）.北京:科学技术文献出版社,1980:184,358,1809.
[10]刘源.现代汉语词表.北京:中国标准出版社,1984:463,794-795.
[11]沈锐华.也谈“挡”与“档”.工程机械,2000（11）:┆37-38.
[12]沈说华.谈术语的正确用词.中国标准化,1994（9）:┆29-30.お
自动化机械装置 篇3
从农作物种植、田间管理到收获的各个阶段,农业机械的自动化程度越来越高,自动检测与控制技术在农业机械中的作用也越来越大。例如,马铃薯种植机排种的深度控制、翻耕作业中犁的深度控制、自动抛肥机及农药喷洒中的喷嘴与作物间的高度控制等,均需要一种可实现等距控制的自动调高装置[1]。
为此,设计了一种应用于农业机械自动调高装置的微电容检测系统。 该系统是基于AD7746 和STC89C52 单片机进行设计的,具有测量精度高、稳定性好等特点,已在农业机械中得到应用并取得良好的效果,为进一步提高自动调高装置的精度提供了理论和实践参考依据。
1 系统的工作原理
该系统工作需经过以下4 个步骤:
1)通过方波激励在感应板上产生激励电容;
2)对感应上的电容进行采样,获取电容值;
3)对模拟信号(电容值)进行模数转换;
4)进行数据校正后进行输出和处理。
系统的原理框图如图1所示。
该系统的电容产生、电荷采样、模数转换及数据校正等功能都由AD7746 电容数字转换芯片完成。该系统电容产生模块通过AD7746 内部的激励源提供的方波激励信号在自制的感应环上产生电容。AD7746内部集成的24 位调制器对感应板上的电荷进行采样,经过模数转换后生成数字信号[2]; 然后,经过芯片上的数字滤波器进行校正处理; 最后,经过单片机的串行口输入到PC机进行数据处理。
2 系统的硬件设计
系统的硬件包括自制的感应板、AD7746 电容数字转换器、51 系列单片机、GL9 开发板、存储单元、液晶显示单元及PC机等部分。这些硬件构成了系统的各个功能模块。
2. 1 电源及抗干扰部分
该微电容检测系统是模拟信号和数字信号相混合的系统。AD7746 芯片具有极高的采样频率和较高的时钟频率,所以系统对干扰非常敏感,必须对系统进行处理来降低噪声对信号的干扰。具体措施为[3]:
1) 对数字器件和模拟器件分开布置并单独供电;
2) 模拟信号要远离数字信号,并且模拟信号之间也要隔开。
2. 2 STC89C52 单片机
STC89C52 单片机是一款低功耗、高性能的COMS8 位控制器,具有8K字节的系统可编程Flash存储器、512 字节RAM、32 位I /O口线、MAX810 复位电路、3 个16 位定时器/计数器、4 个外部中断,以及全双工串行口,非常适合用于单路数据采集系统。
2. 3 AD7746 电容数字转换芯片
AD7746 内部集成了数字滤波和激励源、24 位Sigma - Delta调制器、IIC总线接口、多路复用器,以及控制逻辑修正等。其采用单电源供电,有两个外接电容通道,每个通道可以按差分模式或单相模式工作。AD7746 转换芯片实际上是把被认为是纯容抗( 无泄漏容抗) 的示例电容的与一个参考电容相比较从而提供一个准确的估计值( 理论上是24 位,实际上小于100a F)[4]。
2. 4 数据采集单元
数据采集单元主要是由STC89C52 单片机和AD7746 电容数字转换芯片及自制的感应板构成。STC89C52 单片机通过IIC总线对AD7746 电容数字转换芯片进行控制。IIC总线是一种高性能串行总线,采用串行总线技术可以使系统的体积减小、可靠性提高,同时对系统的更改和扩充更为简单。IIC总线为双线制,即时钟总线SCL和数据总线SDA。STC89C52 单片机和AD7746 电容数字转换芯片的接口电路如图2 所示。转换芯片的SDA、SCL分别接到单片机的P1. 2 和P1. 4 端口。
2. 5 数据处理单元
数据处理单元是指在Mat Lab环境下单片机与PC机进行通信获取采集到的数据并对数据进行处理。
单片机输出的是TTL电平( 输出数据为0 大约等于0V,输出数据为1 大约等于1V) ; 而电脑上串口的电平为RS232 电平( 有+ 15V左右的电压和- 15V左右的电压) ,单片机要连接到电脑上必须接一个232转换芯片,最常用的是MAX232 转换芯片。相对于传统的PC机,现在的电脑一般没有设置串口,因而现在使用的单片机开发板上都没有设置串口而是配有USB转串口单元; 但可以在电脑上虚拟出一个串口,这样就可以非常简便地实现与任何计算机的通讯。USB转串口单元是硬件上的转换,对编程没有影响。在Mat Lab环境下串行通信的数据采集处理单元的示意图如图3 所示。
2. 6 其他外围电路
对于STC89C52 单片机,外围电路需要接与PC机进行通信的电平转换电路、晶振电路( 如MAX5054 芯片) 和看门狗电路等。
3 系统软件设计
3. 1 系统软件结构
系统软件主要包括系统初始化、单片机与AD7746 通信程序、单片机与PC机串口通信程序、数据处理程序及液晶显示驱动等。系统的软件设计流程如图4 所示。
系统的初始化是指对单片机和AD7746 的内部寄存器及端口进行初始化[5]。
系统的核心部分是对STC89C52 单片机编程,控制AD7746 电容数字转换芯片、串口RS232、显示驱动及上位机的通信等。软件程序设计是在Keil4 环境下,利用C51 进行编程实现的。
3. 2 AD7746 电容数字转换芯片的编程设计
对AD7746 芯片进行控制,设置其内部可写入寄存器即可。寄存器的读写是通过IIC总线进行设置。寄存器的读写严格按照相应的时序图进行[6]。IIC总线的函数主要有启动、停止函数及接受、发送字节函数。对AD7746 电容数字转换芯片的编程流程如图5所示。
下面展示了IIC总线的启动、停止函数以及读AD7746 的源代码。
1)IIC总线的start函数代码如下:
2)IIC总线的stop函数代码如下:
3)读取AD776数据的程序源代码如下:
3. 3 1602 液晶显示驱动的设计
系统采用1602 液晶作为显示模块,用来显示出检测的电容的数值。1602 液晶是指显示内容为2 行,每行16 个字符的液晶模块。1602 液晶的驱动应严格按照接口操作时序编写,接口操作时序包括读操作时序和写操作时序。读操作时序包括读数据和读状态两个内容,写操作时序包括写指令和写数据两个内容。1602 液晶显示驱动的设计流程图如图6 所示。
其中,液晶显示驱动程序的初始化程序如下:
3. 4 单片机与计算机通信软件的设计
系统的单片机与计算机的通信在Mat Lab环境下实现,在Mat Lab中有设备控制工具箱( instrument control toolbox) 用来负责上、下位机的通信。Matlab对串口的控制分为4 步;
1)创建设备对象并对其进行属性设置;
2)打开串行设备对象;
3)读写串口操作;
4) 关闭并清除设备对象。
在Mat Lab环境下,读取串口数据有查询和中断两种方法。微电容检测系统需要实时处理数据采集单元采集到的数据,而采用中断方式能够实时处理下位机传送的数据[7]。基于Mat Lab单片机与PC机串行通信的程序流程图如图7 所示。
下面展示基于Mat Lab中断通信的部分源代码:
G = serial( ‘COM1 ’) ; % 创建COM1 为串口对象并用G来标记
G. Timeout = 0. 5; % 读写完成的时间为0. 5s
Set( G,‘BaudRate’,4800 ) ; % 定义COM1 的传输速率为4800bit /s.
G. Stop Bits = 1; % 停止位为1 位
G.Input Buffer Size=4096;%定义输入缓存区大小
G.Out Buffer Size=4096;%定义输出缓冲区大小
G.Flow Comtrol=’hardware’;%硬件流控制
4 实验结果分析
AD7746 测得的电容值包括两部分,即待测极板电容C1 和附加电容C2。附加电容值的检测可以通过在电容传感器的极板连接处断开待测电容测量得到。
主要进行了两个实验: 实验1 测量了系统的附加电容值,测量值如表1 所示; 实验2 测量了电容值为2p F的无极性定值陶瓷电容器的电容值。将电容接到AD7746 的EXEA脚和CIN ( + ) 脚之间,然后进行反复测量10 000 次。图8 给出了连续100 次测量结果的折线散点图。
从测量数据得到,实验测得的附加电容最小值为0. 109 072 5p F,最大值为0. 109 197 5p F,平均值为0. 109 136 4p F。数据表明: 无待测电容的检测系统可以稳定地检测出附加电容数值,误差为 ± 0. 06f F。出现这种误差的原因是传感器、包装、电缆、链接终端及在实验中使用的探针和其他接触设备引起的寄生电容[8]。该误差的测量为待测电容的测量提供了必要的初始化条件。
实验2 对2p F的定值电容经过10 000 次采样,实验测得的最小值为2. 044 947 4p F,最大值为2. 046 495 2p F,平均值为2. 045 682 9p F。数据表明: 该电容检测系统可以稳定输出误差达到 ± 0. 8f F的电容值,满足系统的精度要求。
5 结论
基于AD7746 和STC89C52 单片机的自动调高装置微电容检测系统充分发挥了AD7746 高精度、高分辨率、高线性度及高更新率的优势,同时利用了高性能的STC89C52 单片机,使得该测距系统具有较高的实时性、稳定性、精度及较小的体积等优点。该自动调高装置目前已经在马铃薯种植机、玉米种植机、自动抛肥机及农药喷洒机等农业机械中得到应用,发挥了良好的使用性能,使农业机械的自动化程度大幅度提高[9]。
参考文献
[1]李荣金.农业机械自动化的现状与推进模式探讨[J].农业与技术,2013(12):54-55.
[2]刘少刚,李芳,赵丹,等.基于AD7746的微电容检测系统的设计[J].应用科技,2011,38(10):1-5.
[3]潘湖迪,陈大果,李梦,等.高精度微弱电容检测系统的设计与实现[J].仪表技术,2013(8):44-47.
[4]Altenberend U,Oprea A,Barsan N,et al.Contribution of polymeric swelling to the overall response of capacitive gas sensors[J].Analytical and Bioanalytical Chemistry,2013,405(20):6445-6452.
[5]赵圣飞,李永红,王恩怀,等.基于单片机的磁强信号检测系统设计[J].仪表技术与传感器,2014(3):58-64.
[6]孙海霞,李海亮,马爱虹.高精度、完全集成式电容数字转换器AD7746[J].国外电子元器件,2007(7):45-48.
[7]向先波,徐国华,张琴.Mat Lab环境下PC机与单片机的串行通信及数据处理[J].单片机与嵌入式系统应用,2004(12):27-31.
[8]Farahani H,Mills J K,Cleghorn W L.Design,fabrication and analysis of micromachined high sensitivity and 0%cross-axis sensitivity capacitive accelerometers[J].Microsystem Technologies,2009,15(12):1815-1826.
自动化机械装置 篇4
关键词：取给料装置实验研究应用
1关于液体物质取料给料的基本原理
(为了叙述方便，取料给料简称给料)
M为液体原料仓，N为给料仓，H为一缸体，右边为盲端。与H配套的英里面是一滑块K(活塞)，滑块K与缸体密切配合(活塞原理)，具有气密性，滑块K可以在缸体中左右往复滑动。P和Q为两个逆止阀，互为反向装置，E、F分别为两根输液管，E为进料管，F为出料管，P和Q分别一端与缸体连接，另一端分别与进料管E、出料管F连接；进料管E连接原料仓M，出料管与给料仓N连接。(见图1)
(图二)(a)～(C)为液体取料给料工作原理图。
图(a)中滑块K已置于初始状态。此时滑块K已在向右力的推动下，位移到缸体H的右顶端的位置。此时两个逆止阀P和Q均呈闭合状态。
首先，第一步滑块K受力开始向左移动。与此同时，由于滑块K与缸体之间的气密性，则缸体在右端产生真空负压，由此原因而导致，逆止阀Q闭合，逆止阀P开放。进而使进料管E中也产生真空负压，原料仓M中的液体原料开始被吸入进料管E，然后进入滑块K与滑道之间形成的取料中。当取料仓V中原料达到所要求的数量时，滑块K在某一个位置上停止了向左移动。图时二(b)所示。
此时，当给滑块K向右的一个力F右时(如图二(b)中F右)，则滑块K在F右的作用下，开始向右移动。此时取料仓V中的液体原料受到K的压力，向P和Q两个阀门管腔中流动。由于此时进料口逆止阀在压力F右的作用下闭合，而此时出料口逆止阀开启。受滑块K连续压力的继续推动，v中的原料经出料管注入给料仓中，直至滑块K向右移动到缸体H的右顶端时，V中原料已被全部输出完毕。装置已处于初始位置。如图二(c)所示意。
若重复图二(a)到图二(c)的全过程，则该装置第二次完成取给料。如此下去，可以无限重复下去。
以上所述程序的全过程即为液体定量绐料实验装置的基本工作原理。
2关于液体可调定量给料实验
装置原理的研究
上面的问题，对于液体取给料的一种常用实验装置及其工作原理进行了阐述。下面我们来进一步研究怎样来实现使给料确定数量、并且使定量具有可调性(在一定范围内)，而同时又能使该装置机械化呢?具体内容如下。
首先，我们图一所示装置的基础上，在滑块K的左边装置了偏原料仓心轮连杆动力装置，如图三所示意。装置完成后，所要求的定量取科给料已满足，并且所定数量可在一定范围内可精确调整：同时可使该实验装置机械化，内容分述如下。
要使该装置实现机械自动化，就应使滑块K机械自动往复运动，那就要给滑块一个往复运动的力。为了实现这个目的，在滑块K的左侧加装了了动力偏心’轮O，D为偏心轴，通过连杆与滑块K相连接，此轮受动力所趋动。偏心轮。直径大小由所需来确定(主要因素是由滑块的行程而定)。而滑块的左右移动一方面使该该装置实现了机械自动化，可以使实验装置重复进行给料，这是其实用性。另一方面，滑块行程的长短(在缸体外周不变的情况下)即决定了取料包容积的大小，也就是每一次取料数量的多少。行程愈长，每次取料的数量就越多，反之，每次取料的数量就越小。行程一但定下，每次取料就是一个定量。能不能对这个数量的大小在一定范围内调整呢?我们在轮子的一侧开了一个长圆柱形槽S(如图四所示意)。
槽中配置了一个下端为部分为螺旋状杆件。即偏心轴为螺旋部分与固定螺母配合，上端部分为圆柱(D的轴)。此部分端部也为螺旋状系扣与螺母配合固定。如图五所示。图五中a表示部分在动力轮槽S中可以移动，这样就使轴D的偏心率大小得以改变。距离圆心越远，动力轮偏心越大，则滑块K行程越大：反之滑块K行程越小。由于D在槽S内的连续可调性，即使得滑块K行程可连续微量调整，这样就使得取料倉V的大小，即每次所取原料数量得以任意微量调整(在一定范围内)。这样就完成了该取料装置的数量可调性。也就是解决了取料仓V大小定量的选择需要问题。
随之而出现的问题是：滑块K随着行程的改变，其位移的初始状态也发生了变化，即不能保证滑块K初始位置在缸体H的右顶端，这样该实验装置就无法圆满完成取给料功能。为了解决这个问题，我们在连杆固定一节的部分图三所示L表示采用了螺旋丝杠调节装置。如图六所示，G为连杆中活动活动杆部分，L为静杆部分。由于静杆部为采用螺旋可调其长短(在一定范围内)，若调整其长端，就可以使滑块K在静止状态下，移动至初始状态，即滑块K位于缸体右顶端的初始位置。这样就保证了整个装置的实验功能。以上这样，该实验装置就可以圃满完成液体机械化可谓定量取给料的一系列实验功能。整个装置工作原理如图七所示意。
3机械自动化液体定量给料实验装置的应用
液体机械化定量给料装置由于它功能的多重性以及其可靠性，在实践中应有着广泛的应用。
3.1首先，利用该装置的结构工作原理，完成某些液体定量取给料的需求。在这一方面，我们课题组已经制定完成了一种具有实用性的适用于人们生活方面所需要的手动器具。
3.2此实验装置的结构原理适用于各种一般性液体原料。应用于比重小，流动性强的效果比较好。如果原料液体的比重过大，则可能影响到该装置的可靠性。
自动化机械装置 篇5
自动换刀装置ATC 是加工中心的重要组成单元, 其设计品质的好坏, 直接影响加工中心的品质。ATC 由刀库和机械手组成, 它的机构和运动复杂, 性能要求高。刀库的功能是储存刀具, 并且按程序指令, 把即将要用的刀具迅速、准确地送到换刀位置。因此运动机构能否使刀库平稳运转并准确地停在换刀位置, 是设计人员非常关心的问题。机械手的功能是把刀库上的刀具送到主轴上, 再把主轴上已用过的刀具送回刀库。它的动作要求迅速而准确, 所以对机构的结构定位运动和夹持力的大小等都有很高的要求。然而在设计零件的结构形状及尺寸一般是根据经验而来的, 并没有进行精确的计算, 因此, 机构结构未必能达到最优。利用有限法借助于计算机强大的计算能力能够解决越来越多的工程问题, 而且计算结果经实验证明是非常准确的, 同时也没有考虑到自动换刀装置里面重要零部件的在运行中变形对于换刀精度的影响。
1 静力分析
静力分析, 用于静态载荷, 考虑结构的线性或非线性行为如大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等, 是几何实体在某工况条件下的结构响应。通过静力分析可以得到结构的静力学特性, 由此可以分析结构在这种工况下的最薄弱环节以及各节点间的强弱差异。为几何实体的设计与优化提供方向和理论依据。传统的结构分析方法往往局限于简化条件下, 用解析法求解问题, 即将产品结构简化为许多便于计算的“平面结构”或进行截断、分解成各个单一的零部件, 再运用材料力学、弹性力学等相应力学理论进行分析, 从中得出一些计算公式, 按公式计算各处参量。由于作了过多的的简化, 计算模型构造得非常简单, 计算结果往往粗略与实际情况相差较大。随着计算机和计算技术飞速发展和广泛应用, 人们寻求和发展了另一种求解途径——数值方法。实践证明, 有限单元法是最为成功, 最为有效的数值计算方法。在有限元分析过程中, 模型处理、载荷及边界条件、单元网格划分是关键环节, 其过程处理方法直接影响到计算结果的精确度。同时在分析计算过程中还应考虑到结构材质参数选择、计算规模及后处理过程的有效而合理信息的输出等问题。现采用有限元分析软件ANSYS对自动换刀装置重要零部件进行静力学分析, 通过直观展现结构的应力场、位移场, 同时分析模型处理与计算结果的精度和可靠性, 综合衡量系统的静态刚度和强度。其计算结果可为结构优化和结构改进提供理论依据。
2 有限元分析的理论
结构有限元的静力学方程静态分析有限元法是指求解不随时间变化的系统平衡问题, 如线弹性系统的应力等。线性方程的等效方程为
[K]×{u}={F}, (1)
[K]×{u}={Fa}+{Fr} (2)
式中:[K]——总刚度矩阵, undefined
{u} ——节点位移矢量;
n ——单元数;
[Ke] ——单元刚度矩阵;
{Fr} ——支反载荷矢量;
{Fa} ——所受的总外载荷。
通过解有限元方程 (1) 和 (2) , 得出各节点位移矢量{u}。根据位移插值函数, 由弹性力学中给出的应变和位移及应变和应力的关系, 得出单元节点的应变和应力表达式
{εel}=[B]×{u}-{εtl} (3)
{σ}=[D]×{εel} (4)
式中:{εel}——由应力引起的应变;
[B] ——节点上的应变—位移矩阵;
{u} ——节点的位移矢量;
{εtl} ——热应变矢量 (本文不考虑) ;
{σ} ——应力矢量;
[D] ——弹性矩阵系数。
求解式 (3) 和式 (4) , 得到各节点相应的应力。
综上所述, 用有限元分析法求出结构的节点位移及节点应力, 得到结构静态特性分析结果。因而采用的有限元模型建立, 在产品的设计阶段就可评估未来系统的静态特性, 从而为方案评估以及结构设计的优化提供理论分析依据。
3 有限元模型的建立
Pro/E具有强大的实体和曲面造型功能, 而ANSYS具有完善的有限元分析功能, 且Pro/E 和ANSYS中间接口进行数据的转换, 因此, 在这里选用Pro/E 进行实体建模, 然后将模型导入ANSYS 中进行有限元分析。虽然ANSYS 本身具备三维建模能力, 但相比起其他一些专门化的三维造型软件如Pro/E, UG等其建模能力实在太弱, 特别是对一些复杂的结构和曲面很难完成建模工作, 因此有必要利用专用CAD 软件建立实体模型。采用Pro/E Wildfire 3.0构造自动换刀装置的三维实体模型。在建模过程中删除零件中的一些微小特征如轴承的油孔, 轴上的定位销、键槽, 还有一些微小的倒角特征, 这些特征并不影响分析结果的准确性, 但在划分网格时微小的特征却对网格的精度要求很高, 会增加网格的密度, 使计算量成倍的增长, 而且计算的准确性并没有因此而提高。实体整机模型 (图1) 。
4 有限元分析
现在选择换刀机械手里面的关键部件基座做为分析的主要对象, 由于换刀的时候, 基座承受的力是最大的, 所以有必要进行应力和应变的分析, 来校核设计是否合理。
4.1 导入模型
采用常用的中间数据文件 (IGES) 格式导入ANSYS, 并画分网格图 (图3) , 其中网格划分特性如表1。
4.2 位移约束的确定
基座底面是固定的, 所以约束选择为Ux, Uy, Uz。
4.3 边界载荷的确定
利用Pro/E软件的可以找出各个构件的质量, 并且求出总质量M=1.16×107kg, 基座上面的构件的重力平均加载在基座的上表面上, 计算其平均压力p:
4.4 材料设置
4.5 应变与应力分析
由图4可以看出, 基座在y方向存在2.238mm的位移, 所以在进行换刀控制时应要考虑到补偿, 这样才能保证换刀的精度, 由应变图图5可以看出, 结构的最大变形发生在基座的上表面的螺纹孔附近, 最大变形量dmax=2.238mm。从y方面的变形越来越小, 该基座变形没有引起自动换刀机构各构件间的干涉, 该值对装置的工作不会发生影响, 完全满足了装置的刚度要求。由图6可以看出最大受力发生在基座的上表面螺纹孔处, 应力达到σ=205MPa<[σ]并且在其周围有应力集中现象, 其余部分受力都比较平均。
5 结论
从以上的应力分析和变形分析可以看出:基座最大应力发生在上表面, 螺纹口上有应力集中现象, 基座的加强筋, 也存在应力集中现象但不是很严重。两者最大应力都远小于其许用应力, 因此, 在满足刚度要求的前提下可以对其进行优化设计。通过有限元分析, 可使结构得到优化, 并有效缩短机构开发时间, 节约成本。
参考文献
[1]傅永华.有限元分析基础[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
[2]薛守义.有限单元法[M].北京:中国建材工业出版社, 2005.
[3]龚曙光.ANSYS工程应用实例解析[M].北京:机械工业出版社, 2003.
自动化机械装置 篇6
为服务于上海国际化航运中心的建设与发展, 我校于2009年开设了港口自动化专业并开始招生学生, 旨在培养能胜任现代港口及港机电气自动化系统的设计、应用、维护及管理工作的高级工程技术应用人才。《港口机械电气传动自动控制系统及装置》是我校港口自动化方向的一门核心专业课程, 涵盖知识面较广, 涉及电机学、交流调速技术、PLC及其网络控制技术等诸多方面的知识。目前我们学校自动化专业获得了上海市试点专业资助建设, 作为自动化专业港口自动化方向的课程教学也迎来了改革建设好机遇。
二、存在的问题
我校作为应用型技术本科院校, 生源相对于985和211重点高校来说要弱不少, 特别是近几年各高校大幅度扩招, 学生整体素质呈现下降的趋势, 很多学生存在基本功不够扎实, 从大一开始就有相当一部分同学不爱学习。本人从事港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的教学已经有三年之久了, 以本人教学经历分析出现这种情况原因跟生源质量有关还有以下几个原因造成学生学习兴趣下降。首先大多数学生还是想学好这门课, 但是自身约束力不够, 随性而为, 课程相对更枯燥, 所以兴趣下降。其次是一些想学好, 但是前面基础太差, 听课云里雾里, 所以也最后放弃了, 最后一部分学生是彻底不愿意学习。
与上述教学中学生存在的问题来说, 老师的课堂教学也没有充分考虑到学生的接受情况, 主要有:1) 理论课程效果不佳, 一般是在课堂上讲解理论知识, 学生反馈给我的感觉就是太抽象, 同时也发觉学生对于一些实际港口工程控制系统或者跟工程实践相关的课程都是很喜欢的, 他们觉得比较直观, 而且有趣。2) 现代化教学手段收效一般, 因为采用现代化教学方法, 例如幻灯片播放PPT, 取代了原先的板书, 这样造成每节课的授课内容增多, 学生感觉太快, 有些跟不上节奏, 学生不能及时理解。3) 学生动手能力不强, 作为技术型本科院校, 实践操作能力的培养是非常重要的, 实验或者课程设计内容缺少创新性, 对培养学生实践能力不利。
由上港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的教学方法首先要把提升学生的学习兴趣为主要目标, 因此要抓住学生的兴趣点, 理论课、实验课和课程设计要多与港口实际设备联系起来, 让学生更容易理解和掌握知识点, 同时能学以致用。
三、教学改进措施
针对前面列出的港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课存在的问题, 本人提出了以下改进措施, 并在最近的教学当中应用起来, 有的学生反映还不错。1) 实践性更强的媒体课件的研发与应用。我校针对这门课选订的教材是华中科技大学出版社的《机电传动控制》, 由于我们学校的理论课时不多, 同时里面的一些关于电路和电子技术的内容、以及PLC控制方面的内容学生在上这门课之前就已经学习过, 因此压缩或者舍弃这部分内容的教学, 多补充一些跟实际港口传动装置的实际控制设备联系起来, 需要老师去港口企业联系, 取得一些成功案例。与此同时, 增加一些港口控制设备比如各种起重机、运输机的控制原理, 以及一些港口设备现场允许视频, 增加学生的感性认识, 激发学生的学习兴趣, 提高他们的理论知识掌握效率。2) 实验课程改进。根据我校港口机械电气传动自动控制系统及装置的教学大纲要求, 安排了四个总共8个学时的实验, 前面的安排的实验基本都是一些简单的验证性或控制实验, 比如电动机正反转实验, 继电器-接触器控制电机实验, 学生反应在电机拖动这门课程中已经做过了, 有点重复。针对这个情况重新设计了实验内容, 由验证性实验改为具有激发学生创新性的启发式实验。例如基于PLC的电动机变频控制, 利用PLC实验室提供的实验装置控制电动机, 学生要通过编写控制程序, 采用每组3~4人左右, 每个人都必须参与, 通过这样的改变, 学生反应收获比起简单验证实验好很多。3) 课程设计环节改进。与实验课比较简短的课时相比, 我校港口机械电气传动自动控制系统及装置这门课的课程设计要求是1.5周, 所以对于学生来说是锻炼他们动手能力的一个非常重要的手段。课程设计的题目选择紧跟港口传输设备, 比如港口起重机为例, 要求学生查阅文献, 获得起重机的技术资料, 并且了解起重机要完成的动作工序, 以此设计控制程序, 并能够调试正确。在课程设计的整个过程中, 指导老师只是在学生不明白的地方进行启发式指导, 不帮学生马上解决, 告诉他们如果去图书馆或者网络查询哪些相关文献资料, 就是说老师只是辅助作用, 每天监督, 防止有的学生偷懒不做课设。同时改变课程设计的考核方法, 并不是说以最终提交的课设报告为准, 增加课设平时成绩比例, 本人提高到40%, 剩下的60%包括课程设计报告, 以及课设答辩的时候学生回答问题的情况, 这样就增加了学生参加课程设计的积极性。4) 辅助教学软件的应用。要求学生学会使用Matlab里面的SIMULINK软件, 因为他们前面学习过Matalb及其仿真这门课, 要求学生根据控制电机对象建立数学模型, 能进行电机变频调速控制仿真。
四、增加港口设备感性认识
对于如何提高学生对港口传动设备的感性认识, 本人认为我校应该立足我校的优势从以下这三个方面展开:1) 参观实习:我校每年的新生都会安排去企业参观实习, 对于港口自动化专业尽量多安排一些去港口现场参观考察机会。我校在这一方面具有夺天独厚的优势, 我校与上海振华港机 (集团) 公司具有非常好的战略合作关系。同时与上海电气集团也是非常好合作伙伴, 以前曾隶属于电气集团, 可以带学生参观起重机长。2) 我校每年都有几个学生进入上海振华港机 (集团) 工作, 每学期可以考虑请这些校友在休息的时候返回母校给学弟学妹进行工作经验分享, 让他们把现场拍摄的图片或者视频现场给学生讲解。3) 毕业实习。我校毕业生在大四第一学期会有一个毕业实习, 对于港口自动化方向的学生, 特别是致力于想从事与港口相关工作的学生, 尽量安排他们去港口相关企业实习, 这样对他们可以真正做到学以致用, 可以将实习中发现的问题带人课堂, 甚至他们的毕业设计可以做港口设备控制相关的内容, 为他们将来更好的适应港口相关工作奠定坚实的基础。
五、结束语
一种机械传动装置 篇7
(专利申请号:201110224613.8)
本发明涉及一种动力传动装置, 包括箱体部分、动力输入和输出部分、转动盘组合部件、转动盘组合部件的安装部分、转动盘组合部件的旋转平衡部分、传动装置之间的串联部分、传动装置的安装固定部分和润滑部分。通过本传动装置的传动方式和较少齿轮, 按齿轮传动的杠杆原理, 在输出齿轮上, 相等于公转齿轮的半径的点上, 所输出的动力被增大, 再经复速齿轮的复速, 使本传动装置的输出转速等于输入转速, 复速后的输出动力比输入动力提高了2～1.5倍。本传动装置之间能够实现串联, 通过串联进一步提高输出动力。本传动装置结构合理、体积较小、应用方便, 可广泛应用于工业、农业、发电、水利、交通等多领域。本专利技术国内外领先, 市场前景广阔。
电梯的机械装置与结构 篇8
随着我国经济的迅速发展, 人们的生活水平不断提高, 我国的城市化程度也不断上升, 而经济和社会的迅速发展使得土地资源越来越紧缺。在这种情况下, 我国各地的高层建筑层出不穷, 而除此之外, 商场、办公楼、医院、学校和居民住宅等建筑的楼层也逐渐提高。这使得电梯的使用成为了必然[1]。而只有电梯的正常运行才能保证人们日常生活的水平和质量。因此, 探讨电梯的机械装置与结构就十分的必要, 而这也将会为整个电梯系统的运行以及节能优化提供依据。
1 电梯
在我们的日常生活中, 电梯的使用随处可见, 不管是商场的扶梯, 住宅楼的电梯还是地铁站的扶梯, 都属于本文所说的电梯。为对电梯进行深入的了解, 本文首先介绍电梯的基本概念和分类。
1.1 电梯的基本概念
由于电梯在我们的生活中随处可见, 不同的人会对电梯有不同的理解, 根据电梯的用途和特性理解, 电梯的概念有广义和狭义的两种。狭义的来说, 电梯是指建筑内在不同楼层之间, 有动力驱动的运送人员或货物的机械装置[2]。
但是从广义的方面进行理解, 电梯是由动力驱动的沿固定轨道运行的, 在两个位置之间能够运送货物, 人员等的装置。狭义的电梯概念不包括扶梯和电动人行道。而广义的电梯则包含了所有具有上述功能的机械装置。举例来说, 广义的电梯还应包括缆车和传送带, 而这两种装置显然不属于我们传统意义上理解的电梯。
1.2 电梯的分类
由于广义概念上的电梯种类繁多, 为便于理解, 我们需要对其进行分类。按照电梯的运行速度可将其分为4个层次, 分别是超高速, 高速, 快速和低俗。低俗指的是运行速度在1m/s以下的电梯, 这种电梯的速度较慢, 但是载重可以相应的增加, 因而一般用于载货电梯;快速电梯的速度在1—2m/s之间, 这种电梯的速度一般, 因而一般用于层数较少的建筑中, 且大多是载客用途;高速电梯的速度范围是2—4m/s, 这种电梯速度较快, 用于一般地高层建筑, 如商场和办公楼里。最后, 超高速电梯的速度在4m/s以上, 常用于高层建筑指定楼层的载客梯, 例如, 楼层数较多的办公大楼里将整个大楼的楼层划分成几组, 规定每组使用一个或几个电梯, 这就使得电梯的运行和使用更为高效, 为人们提供更快捷的服务。
除了电梯速度, 还可以根据电梯的用途进行分类。常用的几种分类有, 载客电梯, 观光梯, 载货梯, 医用电梯还有施工电梯等等。
2 电梯的组成系统
电梯是一个高度自动化和集成化的机械装置, 而电梯结构有时有几个系统组成, 只有这几个系统之间能够相互配合, 电梯系统才能够正常运行。下文将主要介绍轿厢式电梯结构的组成系统[3]。
2.1 门系统
电梯的门系统的主要功能就是把轿厢内空间和外界隔开, 并保证电梯的乘坐人员和施工维修人员的安全。为保证这一目标, 必须要确保在电梯的运行过程中, 电梯的各道门是关闭的状态, 并且当电梯门打开时, 必须确保内层们先开, 外层们后开, 而且还需要注意的是电梯的轿厢如果不在某一楼层, 或者是电梯的轿厢位置没有和外部楼层对准, 那么这层的外门绝对不能打开, 以免发生坠亡或夹断人员的伤亡事故的发生。
此外, 门系统还要安装有感应装置, 当有遮挡是电梯门不能关闭, 防止发生意外。
2.2 曳引系统
曳引系统是指在电梯井内牵引轿厢来回运动到达指定楼层的系统, 包括了导向部分, 限速部分, 动力部分和钢索。其中, 动力部分是有牵引电机提供动力, 经过导向轮或牵引轮等由钢索拉动并牵引轿厢在电梯井内上下运动。曳引系统是整个电梯结构的动力部分。
2.3 轿厢系统
轿厢是电梯运行中人员和货物所在的位置, 它受曳引系统的拉动进行运动。轿厢内部结构可分为厢顶, 箱体和厢底。厢顶要安装有照明装置, 通风空调装置等。而厢底要安装有重量感应装置, 一旦超重, 要有警报声, 防止因超重在电梯运行过程中发生意外。厢体除了要有楼层选择装置还要有求救装置, 一旦电梯发生意外, 有人员被困, 可以通过求救装置对外求救。此外, 电梯轿厢的厢体的强度还要达到要求, 并且在运行过程中要保证水平。
2.4 导向系统
导向系统要保证轿厢在电梯井内能够正确按照预定路线平稳运行, 减少厢体的震动。并且当电梯运行发生意外时, 还要能够把轿厢及时卡死, 避免轿厢突然坠落发生危险, 保证乘客安全。
2.5 重量平衡系统
重量平衡装置的作用是在电梯运行过程中对电梯以及乘客或者货物的重量进行平衡, 保证电梯的平稳运行。配重系统的重量要和电梯的最大负重匹配, 达到最优化的效果。而且当楼层太高时, 由于钢索的自身重量的存在, 还需要有补偿重量进行重量的补偿。
电梯结构的各个系统不仅要能够保证自身的正常运行, 他们之间还要相互配合, 进行最优化的组合, 达到最优化效应。
3 电梯的机械装置
电梯作为经常运送人员的机械装置, 人员的安全性必须保证, 为达到这一目的, 除了以上的系统, 还需要有辅助的机械装置。
为了避免电梯运行过程中发生突然坠落等安全事故, 电梯必须要安装限速减速装置以及卡钳。当电梯的速度太大, 超过一定数值时, 限速减速装置就要发挥作用, 此时卡钳要把厢体固定在钢索轨道上。当安全警报解除时, 这些装置的作用才会接触。当所有的装置已经没用时, 缓冲装置就要发挥最后一道保护, 尽量耗散掉坠落过程中的能量, 减少坠落或者冲顶中的伤亡率。
4 总结
根据本文以上的探讨与研究, 我们可以看出电梯的机械结构虽然在外行人看来并不复杂, 但是电梯的实际应用中使用的自动化技术都比较先进, 其机电化的程度很高, 对控制水平的要求较高。虽然电梯在我国的使用已有多年, 但是电梯运行发生意外造成人员伤亡的事故时有发生, 而且在日常生活中电梯的故障也经常发生, 给我们的日常工作和生活带来了不便。因此, 我们要对这些问题采取相应的应对措施, 不断改善和优化电梯的机械装置和结构, 保证电梯的安全运行和可靠性, 在保证乘客的人身生命财产安全的基础上, 为人们的生活提供便利。
摘要：随着我国经济的迅速发展, 我国的城市化步伐不断加快, 高层建筑的建造越来越常见。而除此之外, 由于土地资源的紧张, 无论是办公建筑, 商业建筑还是居民住宅的层数都越来越高, 因此电梯的使用也就越来越显得重要。在这种情况下, 对电梯的了解也就越来越重要。本文将简要介绍电梯的基本概念与分类, 电梯结构中的各组成系统, 以及其机械装置与结构, 这将为电梯系统的研究与优化提供依据。
关键词：电梯,机械装置,结构
参考文献
[1]段九君.浅谈电梯的机械结构及相关问题[J].科技创新与应用.2014 (33) .
[2]霍汝东.浅议电梯的机械装置及机械结构[J].装备制造技术.2010 (07) .
自动化机械装置 篇9
[关键词]电力系统；继电保护；自动化装置
就我国而言，电力企业是国家的支柱企业，所以它的运营情况的好与坏，不仅关系着电力公司的经济利益，同时也将会直接关系到我国人民的生活水平。电力企业想要在未来的技术水平方面有更一步的发展，就要对相关的继电保护装置，还有自动化技术进行研究，为了跟上时代的步伐，下面就对这方面的内容做进一步的分析，争取把这些技术都掌握。
一、继电保护和自动化装置的重要性
电力系统的技术性以及专业性不仅都是非常强的，而且对其研究中，需要有整体的电力知识和比较系统的理论学习。在这些年各个方面的发展中，其电网的铺设范围有了非常大的扩大，所以其使用的程度也越来越广泛，那么在这种形式下，就要求电力系统在使用维护中，一定要有非常好的稳定性，同时还要杜绝一些问题的发生，而给当地生活的居民带来生活上的不便。要想保证以上几点，就必须要保证自动设备的可靠性，同时还要提高继电器的保护作用，这些自动化方法的使用，可以进一步防止电力系统的继续恶化，以此来提高整个电力的水平和质量。
二、继电保护和自动化装置的特点
在该地区的电力系统发生过载运行，或者是发生了短路问题时，它的继电保护系统就会通过自动化技术，把这些相关的信息情况迅速的发送到相关部门的微机当中，在这一系列的过程中，首先就是要保证这个继电保证装置使用中的可靠性，如果在通信传输过程中出现了为题，那么这些相关的情况信息就不能及时的发送给相关的维护管理人员，那么进而就会引发更大的故障，这些故障不是某一个人可以承担的起的，所以保证用电系统的稳定性，是保证这项工作顺利进行的必由之路。继电的保护装置，在使用中，也能够和其它的相关设备一起进行故障的排除工作，这些先进技术的互相取长补短，能够快速和有效的对发现的故障点做切除工作。如果是继电保护装置本身出现了问题，判断其故障原因的方法主要两种形式，通常的情况下是误动故障以及拒动故障。如果该系统的继电保护系统，出现了误动的故障时，判断其故障的方法是，在电力系统还没有发生故障情况下，它自身的特性会有不良反应，或者会受到其它因素的影响，进而出现误动作的问题，这样肯定会造成很大的经济损失。自动化装置在该电力系统的主要作用，第一是为了控制电力系统中实时检测的参数，第二个作用是在自动化装置发生故障后，它会对电力系统的相关位置，零件进行有效的调节和测量工作，还可以对其参数进行控制。如果发生了拒动故障，电力系统在发生故障之后，继电的保护装置就不能发出信号，即使发出了信号，也不能保证其准确性和及时性，那么电力系统的故障點就会很难找到，而且排出的时候也是非常的困难。如果继电保护中所出现的故障非常严重时，那么整个的电力系统就有瘫痪的情况。
三、加强继电保护工作的可靠性的方法
3.1可靠性分析
（1）充分了解初始状态以及装置设定，继电保护自动化装置通常比较复杂，因此日后运行过程中的初始设定将有重要作用，原始数据是其可靠性的重要因素。（2）统计分析装置的运行概况，并且针对性的分析运行规律，随着使用时间的变化，也会存在不同的漏洞，因此必须要对其进行科学检修，提高设备考可行，加强安全系数。（3）电力系统也会影响到继电保护装置可靠性，所以应当及时进行更新换代。（4）利用检测器对继电保护装置可靠性予以检测，进而分析其基本运行状态，除此之外，红外热成像技术以及变压器绕组变形测试也可以对其进行日常监测。
3.2使用冗余设计和相关的优化措施
要想提高继电保护系统的容错技术，使用硬件冗余的方式是一种非常好的办法。继电保护系统在进行设计当中，如果设计了用容错技术，那么继电保护装置在运行中，在其中的某一个保护装置出现了错误的动作情况下，因为安装了容错技术，所以这个电力系统就不会受到影响，从而在一定程度上，就把电力系统的稳定性给提高了。在电力系统中使用硬件冗余的时候，为了能够保证系统运行的可用度以及它的拒动率，最好是应用多数表计，还有备用切换以及并联等这些方法来提高电力系统的稳定性，不仅如此，其还可以更加全面的把恶化的误动率给显示出来。硬件冗余技术在实际的使用中，一定要把继电保护系统的实际情况做一个全面的分析，再根据实际的现场情况，使用核实的冗余方式来处理。
3.3继电保护装置的维护工作要加强
要想很好的保障电力系统运行中的稳定性，在继电保护装置的工作过程中，相关的维护工作一定要做好，这种措施能够把继电的保护装置相关的安全性，还有其可靠性做一个更好的提高。在对继电保护装置进行维护时，它的维修内容主要包括了下面几个方面，先是要对继电保护装置，进行定期的查评以及检修工作，其检查的主要内容包括对二次设备元件名称，还有标志的检查工作，看其是否是齐全的，然后还要对按钮，还有转换的开关，以及一些相关的动作等方面，进行全面的检查，以此来保证装置的灵活应用。同时在维修的过程中，一定要对装置接点的接触压力不足问题进行严格的排除工作，还要检查这些位置是否有烧伤的问题。还要对继电保护装置的红绿指示灯泡，还有制室光字牌进行全面的检查，保证其在正常工作中保证使用的正常性。再一点就是要定期的对配电线路进行检查，以此来保证固定卡子不会发生掉落的问题，这对电力系统的稳定性有非常大的帮助。如果在断路器上，对其操作的机构发生了异常现象，那么对其进行全面的排除工作是非常有必要的，这些方面的有力进行，对电力系统的稳定性都有莫大的帮助。
四、提高自动化装置可靠性的措施
在加强自动化装置的可靠性方面，非常重要的一点就是要加强自动化装置技术的改造工作。在技术的改造方面如果做好了，其不仅可以有效的促进电力系统的继续发展，而且在解决其工作中表现出的不稳定问题上，也有非常大的好处。所以必须时刻的关注自动化装置在技术方面的改造以及更新工作。在开始对自动化的装置进行选择时，合理科学的选择合适的技术与方法是非常有必要的。在对继电的保护装置，还有它的自动化装置进行选择的时候，在有相关的资金条件下，一定要选择两套生产厂家不同的设备，其装置的工作原理也要不一样，这样在实际应用中，就能够起到双重保护的效果，在积极减少装置故障发生的情况，也提高了自动化装置的稳定性。
总结：通过以上对电力系统在继电保护以及自动化装置方面的详细分析，大家对其的了解一定会有更深一步的领悟，而且继电保护装置，在自动化的应用方面不是一朝一夕就可以完成的，所以就要求相关的技术人员，还有一些电力公司的研究人员，在这些方面要通入更多的资金和人力，争取把电力系统在运行中的安全性和稳定性控制好。
参考文献
[1]王喜香，李吉春.浅议电力继电保护的故障及维修技术[J].黑龙江科技信息，2010（35）.
[2]翟红侠，孙洁.220kV变电站的继电保护工作要点探讨[J].科技创新导报，2011（2）.
自动化机械装置 篇10
1设计原理
乘人间距机械控制装置根据杠杆原理设计, 在人员乘坐架空乘人装置时, 吊椅抱索器横轴推动1#塑料滚动轮、Ø108 mm×1 000 mm钢管上升至一定高度, 钢管内的滚动配重铁球受重力作用迅速滚动至挡绳器插板处, 使挡绳器插板下落在钢丝绳上方, 挡住后方乘坐人员, 前方乘人吊椅继续前行推动2#塑料滚动轮上的铁棒, 拉动Ø6 mm钢丝绳, 将Ø108 mm×1 000 mm钢管挡绳器插板侧上拉至水平点以上, 滚动配重铁球迅速滚动至1#塑料滚动轮处。此时, 挡绳器插板升起, 后方人员可挂吊椅乘坐架空乘人装置, 避免了人员乘坐间隙小、运行钢丝绳集中受力的危险, 保证了运人机械的安全运行。该装置结构简单, 操作方便, 经过多次现场试验, 动作可靠率达到100%。
2装置组成及工作原理
乘人间距机械控制装置安装于架空乘人装置上人地点的提升钢丝绳上方, 由挡绳器插板 (10 mm厚铁板) , 1#、2#定滑轮, 1#、2#塑料滚动轮, 定位装置, 滚动配重铁球, Ø108 mm×1 000 mm钢管, 铁棒, 固定支架, Ø6 mm钢丝绳等组成 (图1) 。
当无人员乘坐时, 挡绳器插板升起。当工作人员乘坐架空乘人装置时, 乘人将吊椅抱索器挂在上人地点钢丝绳上, 待工作人员乘坐吊椅时, 吊椅运行至1#塑料滚动轮处, 抱索器横轴推动1#塑料滚动轮上行, 带动Ø108 mm×1 000 mm钢管上升, 当超过Ø108 mm×1 000 mm钢管水平位置后, 钢管内的滚动配重铁球受重力作用迅速滚动至挡绳器插板处, 使挡绳器插板下落在钢丝绳上方, 挡住后方乘坐人员, 前方乘人吊椅继续前行, 当运行至2#塑料滚动轮处时, 2#塑料滚动轮上的铁棒受抱索器横轴的推动作用, 将固定于2#塑料滚动轮上的Ø6 mm钢丝绳下拉, 通过2组定滑轮的传动, 将Ø108 mm×1.0 m钢管挡绳器插板侧上拉至水平点以上, 滚动配重铁球受重力作用滚动至1#塑料滚动轮处。此时, 挡绳器插板升起, 后方人员可继续挂吊椅乘坐, 往复运行。
此装置在Ø108 mm×1.0 m钢管处安装定位装置, 用于调节1#塑料滚动轮及挡绳器插板的高度, 必须保证1#塑料滚动轮落至提升钢丝绳以下位置, 并不得超过滚动轮直径的1/3;挡绳器插板下落时不得让插板接触钢丝绳。
3应用效果及经济效益
(1) 该乘人间距机械控制装置通过吊椅抱索器横轴推动塑料滚动轮, 使挡绳器插板下落或上升, 将人员间距控制在8 m以上, 避免了工作人员扎堆乘坐、间隙小而引起的2个托绳轮 (8 m一组托绳轮) 间钢丝绳承受质量大、下垂量大造成的设备损坏及“飞车”事故。且符合《煤矿安全规程》中“蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7 m, 运行速度不得超过1.2 m/s, 乘坐间距不得小于5 m”的要求。该装置全部为机械控制, 动作灵敏可靠, 应用效果显著。
(2) 该装置制作成本1 200元/套, 而有关厂家的同类产品价格在1万元/套以上, 鄂庄煤矿共有架空乘人装置4套, 共安装该乘人间距控制装置8套, 节约资金7.04万元。同时, 该装置全部为机械控制, 减少了乘人装置控制作业人员6人, 每年减少人工工资30万元左右, 创造了较好的经济效益。
4结语
鄂庄煤矿通过自行研究制作架空乘人装置乘人间距机械控制装置, 解决了架空乘人装置乘人间距控制问题, 较好地维护了乘人秩序, 防止了人员集中扎堆乘坐, 降低了发生飞车事故的概率, 保证了架空乘人装置安全运行。该装置属于自发研制, 已申请专利, 在同类产品中处于领先地位, 具有极高的安全效益及推广应用价值。
摘要：矿井人员上下井时集中乘坐架空乘人装置, 乘人间距人为控制难度大;乘坐人员严重偏向一侧, 易发生飞车事故;若乘坐间隙小于两吊挂横梁间距, 易造成托绳轮受力不均匀等现象。鄂庄煤矿经过反复研究试验, 设计制作了架空乘人装置乘人间距机械控制装置, 现场应用取得了良好的效果。