毕业论文一,我国数控系统的发展史 1.我国从1958年起,由一批科研院所,高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低,部门经济等的制约,未能取得较大的发展。 2.在改革开放后,我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五"(81----85年)的引进国外技术,“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)国家组织的科技攻关,才使得我国的数控技术有了质的飞跃,当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型,华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型,以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。 3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1 9 9 9年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。三,数控车的工艺与工装削阅读:133 数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似,但由于数控车床是一次装夹,连续自动加工完成所有车削工序,因而应注意以下几个方面。 1. 合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。 最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 2) 精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。 3) 为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具; 2) 零件定位基准重合,以减少定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求; 2) 应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。 5. 加工路线与加工余量的联系 目前,在数控车床还未达到普及使用的条件下,一般应把毛坯上过多的余量,特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时,则需注意程序的灵活安排。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的,如图1。液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽,卸下拉管,并从主轴后端抽出,再用搬手卸下卡盘固定螺钉,即可卸下卡盘。四,进行有效合理的车削加工阅读:102有效节省加工时间 Index公司的G200车削中心集成化加工单元具有模块化、大功率双主轴、四轴联动的功能,从而使加工时间进一步缩短。与其他借助于工作轴进行装夹的概念相反,该产品运用集成智能加工单元可以使工件自动装夹到位并进行加工。换言之,自动装夹时,不会影响另一主轴的加工,这一特点可以缩短大约10%的加工时间。 此外,四轴加工非常迅速,可以同时有两把刀具进行加工。当机床是成对投入使用的时候,效率的提高更为明显。也就是说,常规车削和硬车可以并行设置两台机床。 常规车削和硬车之间的不同点仅仅在于刀架和集中恒温冷却液系统。但与常规加工不同的是:常规加工可用两个刀架和一个尾架进行加工;而硬车时只能使用一个刀架。在两种类型的机床上都可进行干式硬加工,只是工艺方案的制造者需要精心设计平衡的节拍时间,而Index机床提供的模块结构使其具有更强的灵活性。 以高精度提高生产率 随着生产效率的不断提高,用户对于精度也提出了很高的要求。采用G200车削中心进行加工时,冷启动后最多需要加工4个工件,就可以达到±6mm的公差。加工过程中,精度通常保持在2mm。所以Index公司提供给客户的是高精度、高效率的完整方案,而提供这种高精度的方案,需要精心选择主轴、轴承等功能部件。 G200车削中心在德国宝马Landshut公司汽车制造厂的应用中取得了良好的效果。该厂不仅生产发动机,而且还生产由轻金属铸造而成的零部件、车内塑料装饰件和转向轴。质量监督人员认为,其加工精度非常精确:连续公差带为±15mm,轴承座公差为±。 此外,加工的万向节使用了Index公司全自动智能加工单元。首批的两台车削中心用来进行工件打号之前的预加工,加工后进行在线测量,然后通过传送带送出进行滚齿、清洗和淬火处理。最后一道工序中,采用了第二个Index加工系统。由两台G200车削中心对转向节的轴承座进行硬车。在机床内完成在线测量,然后送至卸料单元。集成的加工单元完全融合到车间的布局之中,符合人类工程学要求,占地面积大大减少,并且只需两名员工看管制造单元即可。五,数控车削加工中妙用G00及保证尺寸精度的技巧数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业,如何高效、合理、按质按量完成工件的加工,每个从事该行业的工程技术人员或多或少都有自己的经验。笔者从事数控教学、培训及加工工作多年,积累了一定的经验与技巧,现以广州数控设备厂生产的GSK980T系列机床为例,介绍几例数控车削加工技巧。一、程序首句妙用G00的技巧 目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍,程序首句均为建立工件坐标系,即以G50 Xα Zβ作为程序首句。根据该指令,可设定一个坐标系,使刀具的某一点在此坐标系中的坐标值为(Xα Zβ)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采用这种方法编写程序,对刀后,必须将刀移动到G50设定的既定位置方能进行加工,找准该位置的过程如下。1. 对刀后,装夹好工件毛坯;2. 主轴正转,手轮基准刀平工件右端面A;3. Z轴不动,沿X轴释放刀具至C点,输入G50 Z0,电脑记忆该点;4. 程序录入方式,输入G01 W-8 F50,将工件车削出一台阶;5. X轴不动,沿Z轴释放刀具至C点,停车测量车削出的工件台阶直径γ,输入G50 Xγ,电脑记忆该点;6. 程序录入方式下,输入G00 Xα Zβ,刀具运行至编程指定的程序原点,再输入G50 Xα Zβ,电脑记忆该程序原点。上述步骤中,步骤6即刀具定位在XαZβ处至关重要,否则,工件坐标系就会被修改,无法正常加工工件。有过加工经验的人都知道,上述将刀具定位到XαZβ处的过程繁琐,一旦出现意外,X或Z轴无伺服,跟踪出错,断电等情况发生,系统只能重启,重启后系统失去对G50设定的工件坐标值的记忆,“复位、回零运行”不再起作用,需重新将刀具运行至XαZβ位置并重设G50。如果是批量生产,加工完一件后,回G50起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端,笔者想办法将工件坐标系固定在机床上,将程序首句G50 XαZβ改为G00 Xα Zβ后,问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步,即完成步骤1、2、3、4、5后,将刀具运行至安全位置,调出程序,按自动运行即可。即使发生断电等意外情况,重启系统后,在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段,按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上,不再囿于G50 Xα Zβ程序原点的限制,不改变工件坐标系,操作简单,可靠性强,收到了意想不到的效果。中国金属加工在线二、控制尺寸精度的技巧1. 修改刀补值保证尺寸精度 由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差,不能满足加工要求时,可通过修改刀补使工件达到要求尺寸,保证径向尺寸方法如下:a. 绝对坐标输入法 根据“大减小,小加大”的原则,在刀补001~004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了,而002处刀补显示是,则可输入,减少2号刀补。b. 相对坐标法 如上例,002刀补处输入,亦可收到同样的效果。 同理,对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段,尺寸长了,可在001刀补处输入。2. 半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度 对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。3. 程序编制保证尺寸精度a. 绝对编程保证尺寸精度 编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说,相对编程的坐标原点经常在变换,连续位移时必然产生累积误差,绝对编程是在加工的全过程中,均有相对统一的基准点,即坐标原点,故累积误差较相对编程小。数控车削工件时,工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高,故在编写程序时,径向尺寸最好采用绝对编程,考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。b. 数值换算保证尺寸精度 很多情况下,图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致,故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中,除尺寸外,其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中, φ、φ16mm及三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。4. 修改程序和刀补控制尺寸 数控加工中,我们经常碰到这样一种现象:程序自动运行后,停车测量,发现工件尺寸达不到要求,尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件,经粗加工和半精加工后停车测量,各轴段径向尺寸如下:φ、φ及φ。对此,笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救,方法如下:a. 修改程序 原程序中的X30不变,X23改为,X16改为,这样一来,各轴段均有超出名义尺寸的统一公差;b. 改刀补 在1号刀刀补001处输入。经过上述程序和刀补双管齐下的修改后,再调用精车程序,工件尺寸一般都能得到有效的保证。 数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。六,数控机床故障排除方法及其注意事项由于经常参加维修任务,有些维修经验,现结合有关理论方面的阐述,在以下列出,希望抛砖引玉。 一、故障排除方法 (1)初始化复位法:一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。 (2)参数更改,程序更正法:系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。 (3)调节,最佳化调整法:调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。如在某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。 最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,其办法很简单,用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器,分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下,根据经验,即调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。 (4)备件替换法:用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。 (5)改善电源质量法:目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。 (6)维修信息跟踪法:一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据,可正确彻底地排除故障。 二、维修中应注意的事项 (1)从整机上取出某块线路板时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内,以免丢失,装配后,盒内的东西应全部用上,否则装配不完整。 (2)电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。 (3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。 (4)线路板上大多刷有阻焊膜,因此测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 (5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线,再则有的点,在切断某一根线时,并不能使其和线路脱离,需要同时切断几根线才行。 (6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了,就立即拆换,这样误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。 (7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸,以免损坏焊盘。 (8)更换新的器件,其引脚应作适当的处理,焊接中不应使用酸性焊油。 (9)记录线路上的开关,跳线位置,不应随意改变。进行两极以上的对照检查时,或互换元器件时注意标记各板上的元件,以免错乱,致使好板亦不能工作。 (10)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。 最后,我觉得:维修不可墨守陈规,生搬理论的东西,一定要结合当时当地的实际情况,开阔思路,逐步分析,逐个排除,直至找到真正的故障原因。 综上所述,数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的,同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟,发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用,更便宜。
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摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造 的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。 关键词:普通车床;数控改造 中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。 1 机床数控化改造的条件 1·1 机床基础件有足够的刚性 数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。 1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好 机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。 2 系统配置及主要技术规格 该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下: (1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。 (2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有 直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。 (3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。 (4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。 (5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。 3 主传动的数控化改造 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也 图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。 4 进给传动的数控化改造 进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控 图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。 4·1 进给传动链 图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比 该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式 主动轮齿数 从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6 4·3 传动滚珠丝杠副 数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。 图3 双螺母齿差调隙式结构 一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。 4·4 刀架 根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。 5 机电联动调试 5·1 机械调试 丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。 5·2 机电联动调试 (1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。 1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢 图4 四方刀架结构图 (2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。 (3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。 (4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿 额定转速: 2000r/min 额定输出功率: 2kW 编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。 图2 电气连接原理图 2·2·2 主轴控制 主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。 2·3 教学功能的附加 本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数 控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。 3 结束语 我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展
你是指服装工艺设计吗?如果是,一般要做到几点:1.实用,服装设计出来不实用,工人就没办法做出来。 2.技术,所设计出来的服装要有技术含量,所谓的技术含量要让服装有特色和个性。 3.节约成本,用最节约的材料,做出最好的品质。 4.车缝质量,一件衣服别人首先看的是车缝的线是否工整,这个很关键。 5.其他,每一件服装的工艺设计带来的问题都会不一样,这就要根据衣服来做出改变和要求,就像是量体裁衣,不同的体形设计就要不同。希望对你有帮助。
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安全逃生通道,起重服务区,设备摆放方便工件流转,精加工设备的防震。厂房温度是否满足工艺要求,采光要求。
一.啤酒工厂设计(重点为糖化,发酵车间)基础数据: 生产规模: 50,000吨/年(或100,000吨/年)产品规格: 12度(或10度)淡色啤酒生产天数: 300天/年原料配比: 麦芽:大米=70:30原料利用率: 98%麦芽水分: 6%; 大米水分: 12%无水麦芽浸出率78%; 无水大米浸出率:90%啤酒损失率(对热麦汁): 冷却损失:7%;发酵损失:%; 过滤损失:%:装瓶损失:2%; 总损失: 12%糖化次数: 生产旺季(150天) 8次/天生产淡季(150天) 4次/天工艺指标: 由具体指导老师下达。设计内容: 1.根据以上设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数与数据,进行生产方法的选择,工艺流程与工艺条件的确定与论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算);水用量的计算;发酵车间耗冷量计算。3.糖化车间、发酵车间设备的选型计算:包括设备的 容量,数量,主要的外形尺寸。4.选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。设计要求: 1.根据以上设计内容,书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸两张(1号图纸):全厂工艺流程图(初步设计阶段),重点单体设备总装图。二、酒精工厂设计(重点为蒸煮糖化车间)基础数据:生产规模: 20,000吨/年(50,000吨/年)产品规格: 国标食用酒精生产方法: 以薯干为原料,双酶糖化,连续蒸煮,间歇发酵;三塔蒸馏副产品: 次级酒精(成品酒精的3%)杂醇油(成品酒精的%)原料: 薯干(含淀粉68%,水分12%)酶用量: 高温一淀粉酶(20,000U/m1):10 U/g原料糖化酶(100,000U/m1):150 U/g原料(糖化醪)300 U/g原料(酒母醪)硫酸铵用量: 7kg/吨酒精硫酸用量: 5kg/吨酒精蒸煮醪粉料加水比: 1:发酵成熟醪酒精含量:11%(V)酒母醪接种量: 糖化醪的10%(V)酒母醪的组成: 65%为液化蒸煮醪,35%为糖化剂与水发酵罐酒精捕集器用水:发酵成熟醪5%发酵罐洗罐用水:发酵成熟醪的2%生产过程淀粉总损失率: 9%蒸馏效率: 98%全年生产天数: 320天(其他工艺指标由具体指导老师下达。)设计内容:1.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料及工艺参数,进行生产方法的选择与比较,工艺流程与工艺条件的确定和论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;连续蒸煮及蒸馏蒸汽耗 量的计算;蒸馏车间水用量的衡算。3.蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)的生产设备选型计算:包括设备的选型,容量,数量及主要的外形尺寸。4.选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算设计要求:1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成二张图纸(1号图纸)蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)工艺流程图;重点单体设备总装图。发酵工厂设计 ——————————————————————————————三、味精工厂设计(重点为发酵车间)基础数据:生产规模: 1万吨/年(或2万吨/年)生产规格: 纯度为99%的味精生产方法: 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵,低温浓缩、等电提取生产天数: 300天/年 倒罐率: %发酵周期:40-42小时 生产周期:48-50小时种子发酵周期:8-10小时种子生产周期:12-16小时发酵醪初糖浓度: 15%(W/V)流加糖浓度:45%(W/V)发酵谷氨酸产率: 10% 糖酸转化率: 56%淀粉糖转化率: 98% 谷氨酸提取收率: 92%味精对谷氨酸的精制收率:112%原料淀粉含量:86% 发酵罐接种量: 10%发酵罐填充系数: 75%发酵培养基(W/V): 水解糖:15%,糖蜜:%,玉米浆:,MgS04 %,KCl.%,Na2HP04:,尿素:4%,消泡剂:%种子培养基(W/V): 水解糖:%,糖蜜:2%,玉米浆:l %,MgS04 %,K2HP04:%,尿素:%,消泡剂:、%设计内容:1.根据设计任务查阅有关文献,收集必要的技术资料与工艺数据,进行生产方法的选择比较,生产工艺流程与工艺条件的确定与论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;发酵车间的热量蘅算(蒸汽耗量的计算);无菌空气耗量的计算。3.发酵车间(包括糖液连消)生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)。4.选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算。设计要求:1.根据以上设计内容,书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸两张(一号图纸),发酵车间工艺流程图(包括糖液连消),重点单体设备总装图。四、酶制剂工厂设计(重点糖化酶车间)基础数据:生产规模:1000M3/年(或3000 M3/年)产品规格:食品级液体糖化酶(50,000U/m1)生产天数:180天(其他时间生产其他酶)罐发酵单位:25,000U/ml 提取总收率:82%发酵罐装料系数:85% 生产周期:8天发酵培养基: 玉米淀粉:22%; 豆饼粉:4%;玉米浆: 1%;(NH4)2S04:%;NaHP04:O:1%;接种量: 10%种子培养基: (培养周期4-6天)麦芽糊精: 4%;玉米浆:1%;(NH4)2S04:% KHP04:%设计内容: 1.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数,进行生产方法的选择比较,工艺流程与工艺条件确定的论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算,发酵车间的热量衡算,无菌空气用量的计算。3.糖化酶生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要的外形尺寸)。4.选择一重点设备进行单体设备的详细的化工计算与设计。设计要求: 1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸二张(1号图纸):全厂工艺流程图(初步设计阶段):重点单体设备总装图。
浅谈--轻型钢结构组合房屋的应用及问题 一、轻型钢结构组合房屋的发展和应用 1、国外轻型钢结构组合房屋应用点滴 在美国、欧洲、日本等地轻型钢结构组合房屋得到广泛应用,轻型钢结构组合房屋的专业生产厂家也很多,有的规模还很大。法国ALGECO公司是法国乃至欧洲最大的轻型钢结构组合房屋销售租赁公司。 在柱子断面设计中考虑了设置水落管和电线。该公司根据客户的要求研究开发了多种产品系列,轻型钢结构组合房屋广泛用于各种临时办公、住宿、医院、教室、健身房及贮物仓库等;用于小卖部、报亭和售票处等商业建筑;洗手间、保安等特殊用房;用于各种紧急状态、救灾等用房。也可以按照客户要求进行内外装修建成高档的组合房屋。 该公司的轻型钢结构组合房屋是以盒子单元组成的1~3层房屋。房间内部可以由几个盒子组成使用灵活的大空间,也可以用轻质板材隔断成小房间。组合房屋可以设有外廊、外楼梯或室内楼梯。单个盒子单元,是由轻型H型钢,槽钢,方钢管组成的底座;柱子,纵梁横梁采用特殊形状的冷弯薄壁型钢做成;屋面采用彩色压型钢板,保温材料和彩钢吊顶板;墙板采用彩钢夹芯板。 日本有很多轻型钢结构组合房屋的专业厂家,其中NAGAWA公司是盒子单元体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,属业界第一。日本东海租赁株式会社是盒子单元和框架支撑体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,1988年进入中国,先后在福建、上海、北京、西安、东莞等地投资建厂成立公司。NAGAWA公司的组合房屋主要有三种类型: a 单个盒子单元:有6种尺寸规格不同的盒子单元,可拼成各种不同型式的单层、两层组合房屋; b 连排盒子结构集成房屋:标准盒子单元的尺寸为:长度三种;宽度;高度;8种标准盒子单元可组成各种功能的单层.两层组合房屋。 c 按照客户要求设计加工的高档组合房屋:组合房屋的结构仍是盒子单元,仅内外装修.橱房.卫生间等采用高档产品,可提供单层.两层的组合房屋。 日本NAGAWA公司组合房屋具有以下优点:现场安装快捷,简单的三十分钟,复杂的一天之内可以安装完毕;可拆除可搬迁;丰富新颖的外观造型可满足不同客户的要求;抗震、抗风性能好,强度高耐久性好. 组合房屋广泛用于建筑工地的临时办公室,事务所,简易仓库及储物间;用于举办大型活动的各种简易店铺;用于台风地震等救灾临时住房.高档的组合房屋广泛用于旅游度假住房,事务所.店铺等. 日本东海工业株式会社的预制装配式轻型钢结构组合房屋可以做成1~3层房屋。其结构型式为盒子结构或框架支撑结构. 盒子单元结构可以组成单层单栋、横向纵向联排组合房屋;两层横向纵向联排组合房屋,并配置各种内外楼梯。框架支撑结构体系:组合房屋标准定型,长度方向和宽度(跨度)方向均以K为模数,1K=1820mm;高度方向以P为模数,1P=895mm(墙板的宽度)。也可以按照客户的要求提供非标准规格的组合房屋。 1、国内轻型钢结构组合房屋的应用 改革开放以来我国经济高速发展、大规模的城市化建设正在进行,各个领域各种行业都处在高发展阶段,在大量的永久性建筑、构筑物及道路桥梁交通设施等建设中需要大量的临时性建筑与其配套;另外长期需要野外工作、露天工作的行业;在紧急需要、抗震救灾时;在旅游、节日人流高峰时都需要有满足不同要求的临时房屋。所以各种临时性建筑应运而生,随着时代的进步,劳动条件的改善,构建和谐社会的需要,国家对临时性建筑的安全、适用和居住条件的改善有了高的要求。其中轻型钢结构组合房屋用的越来越多,因为轻型钢结构组合房屋作为临建房屋具有很多优点。轻型钢结构组合房屋一般是指采用轻型H型钢,冷弯薄壁型钢,圆钢,小角钢及压型钢板,夹芯板组成的1~3层临时性建筑。这种轻型钢结构组合房屋是最简单也是工业化程度最高的轻型钢结构房屋。 轻型钢结构组合房屋按照结构型式不同分为板式结构,框架支撑结构,框架结构和盒子单元结构等.轻型钢结构组合房屋有以下特点: 1、重量轻:组合房屋重量约为15~30kg/m2. 2、组装简便快速:房屋所有的构件,板材都在工厂预制好,运到现场采用螺栓,自攻螺丝,拉铆钉等连接件组装.房屋建造速度很快,根据房屋型号不同,一般1个工人1天可以安装20~50m2.一栋两层200平方米的组合房屋6个工人一天半就可以安装完毕,马上即可投入使用,是工业化程度最高的钢结构建筑。 3、组合房屋属环保型建筑,施工中无建筑垃圾。 4、可以销售也可以租赁的灵活经营模式,为用户提供多种选择和服务。 5、设计标准定型,组合灵活多样;构件制作工厂化生产,加工精度高,质量好。 6、房屋可拆装,可搬迁,运输组装简便.一台汽车可以装运组合房屋500平方米左右。 7、轻型钢结构组合房屋重量轻,基础简单工作量少,抗震性能好。 由于以上优点轻型钢结构组合房屋在建筑工程,铁路公路建设,石油化工,水利建设及军事工程及抗震救灾等领域的临时建筑中得到广泛应用.另外在临时办公用房,临时宿舍和临时小厂房仓库等;在商店,报厅,餐馆,电话厅等商业建筑;度假房屋等旅游建筑;交通岗厅,收费站等交通设施以及环卫建筑等方面也得到了广泛的应用. 去年汶川大地震后,建设部根据党中央和国务院抗震救灾工作的部署和要求,组织十几个省市为灾区建设过渡安置房,选择的结构型式就是轻型钢结构组合房屋(简称彩钢活动板房)。短短3个月,50万套活动房屋拔地而起,用作宿舍、医疗、商店、学校、办公等,在救灾中发挥了巨大作用,也充分展示了轻钢组合房屋的优点。经过二十多年轻型钢结构组合房屋得到了迅猛的发展,生产厂家大小上千家,规模大质量好的专业厂家有几十家,以雅致公司及榕东、诚栋为代表的轻型钢结构拼装式活动板房、以三河莲山为代表的移动箱型房屋、以中天房车为代表的房车型房屋、以宝钢彩钢发展公司为代表的旅游别墅房,较大的厂家有雅致、榕东、诚栋、恒鑫等。雅致集成房屋股份有限公司致力于新型集成房屋的开发与经营,在深圳及全国各地设有大型生产及配送基地,年生产能力达500万平方米,销售及服务网络覆盖全国几十个重点城市,已形成全国性经营格局。该公司己成为我国轻型钢结构组合房屋生产规摸和产量、销售和租赁最大的厂家,该公司轻型钢结构组合房屋在北京奥运场馆、广州地铁、成都新建工程的临建房屋中得到大量应用。去年汶川大地震首先捐助2万平方米活动房屋到灾区,而后在过渡安置房的建设中承建了171万平方米活动房,作出了巨大贡献,胡锦涛总书记曾视察该公司廊坊工厂,对他们的救灾工作给予很高评价。榕东活动房股份有限公司是合资公司,全套引进日本组合房屋的先进技术和设备,在漳州、北京、上海及西安均设有分公司及工厂,是目前技术水平高、实力较强的活动房屋公司。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地区得到大量应用。北京诚栋房屋制造有限公司是国内最早生产活动房屋的专业厂家。该公司研究开发能力强、技术水平先进,其产品销往海外十多个国家,是国内活动房屋行业外贸出口经营业绩最好的企业之一。在北京建国五十周年阅兵训练用房、小汤山应急医院及青藏铁路建设的临建房屋中得到大量应用,其质量得到一致好评。在汶川大地震后捐赠了灾区第一所轻钢房屋学校,而后又建造了22万平方米活动房屋,在抗震救灾中作出很大贡献。 二、轻型钢结构组合房屋的问题及建议 1、规范市场、加强质量管理,保证房屋安全使用 如上所述临时性建筑的需要量很大而且逐年增加,是一个相当大的市场。但是,目前国内临建市场比较混乱,房屋良莠不一,安全质量事故时有发生。有的临建在使用中突然倒塌,有的被风吹倒了,有的发生火灾烧毁了,有的在安装或拆卸时倒坍了等等,造成人员伤亡和财产损失,所以保证临建房屋的安全使用迫在眉睫。国内外的实践经验证明轻型钢结构组合房屋是一项很有发展前途的新技术新产品,但是由于在我国应用时间不长,在设计标准和加工质量上管理欠缺,反映在使用中的主要问题有:屋面漏水、柱子、梁和屋架等钢构件加工安装质量不高,钢构件锈蚀问题,防火问题等等。这些问题和轻型钢结构组合房屋的设计和加工不规范有很大关系。 2、尽快解决设计依据和产品标准问题 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑,按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001的规定,组合房屋设计使用年限为5年,结构在规定的设计使用年限内应满足安全、适用、耐久等使用功能要求,为保证建筑结构具有规定的可靠度,除应进行必要的设计计算外,还应对材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。对控制的具体要求,应符合有关设计施工标准的专门规定。目前我国对于临建用的轻型钢结构组合房屋还没有专门的标准、规定和参考图集。目前这种房屋处于设计随意或缺失,市场混乱产品质量难以保证。只有北京市建委编制了《建设工程施工现场临建房屋技术规程(轻型钢结构部分)》DBJ01-98-2005,中国标准化协会《拆装式活动房屋》CAS154-2007,这两本标准还有待完善,国内大部分地区的组合房屋还处于临时建筑不被重视或无人管理状态,所以使用中倒坍、火灾、风灾损毁的情况时有发生,有的还非常严重造成人员伤亡财产损失。所以为了满足国内使用和出口的要求,尽快组织编制建设部轻型钢结构组合房屋产品标准和标准图集十分必要。 3、积极开展轻型钢结构组合房屋的研究开发 为了使轻型钢结构组合房屋这个产品健康发展,目前要组织厂家进行以下方面研究: a 尽快组织编制轻型钢结构组合房屋标淮,使该产品设计、制作、安装、使用有章可循。尽快组织编制轻型钢结构组合房屋通用或标准图集,以规范市场保证质量。这种房屋产品虽小虽简单不被重视,但任其恶性竞争也会造成损失并最终被淘汰。 b 在学习国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发适合于不同地区、不同行业的系列产品,提高轻型钢结构组合房屋的标准化、定型化和工厂化水平,保证房屋质量。另外,可租可售的灵活经营符合节能减排文明施工的方针也值得推广。 c 进行活动房屋防火性能研究,例如夹芯板内侧不用彩钢板改为防火性能好的板材,内隔墙不用彩钢夹芯板改用其它防火性能好的板材,柱和屋架采用防火板包覆等,保温材料可否改用防火性能好的岩棉等等。对改进部分进行必要的防火性能试验。 4、对轻型钢结构组合房屋防火问题的探讨:最近一段时间不断发生二三层活动房屋宿舍火灾事故,造成人员伤亡财产损失,为此有的地区消防部门提出彩钢板活动房不适合用于宿舍,更有甚者说区内凡发现彩钢板建筑该拆就拆,该改就改。这说明彩钢活动房屋的防火研究及规范设计施工、规范市场己到了刻不容缓的地步。在目前还没有活动房屋专业标准的情况下,轻型钢结构组合房屋的防火仍应遵守国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001年版)的有关规定。 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑,可以按照规范第条规定,耐火等级为四级,最多允许层数2层,防火分区间最大允许长度60米,每层最大允许建筑面积600平方米。备注要求对于学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、医院等不应超过一层。 另外,按照规范第条表的规定,对于耐火等级为四级的建筑物其构件的燃烧性能和耐火极限为:多层柱子为难燃烧体,耐火极限小时,单层柱子可为燃烧体;梁为难燃体,小时;楼板为难燃烧体,小时;屋顶承重构件、疏散楼梯及吊顶均为燃烧体;墙体:非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙及房间隔墙为难燃烧体,小时。 按此规定目前轻型钢结构组合房屋在层数上3层是不符合防火要求的;作为学校、食堂超过一层的也不符合规定;2层3层组合房屋钢柱和无吊顶的钢梁耐火极限达不到小时要求;不少活动房屋的防火区间和每层建筑面积都超过规范规定的防火区间最大允许长度60米和每层最大允许建筑面积600平方米的规定,而且对于疏散楼梯的间距数量也为省钱随意减少。 另外在保温材料的性能质量、电线设置安全及使用规定等方面都存在不少问题。这些防火隐患必须尽快组织研究解决,否则会影响轻钢组合房屋的生存和健康发展。总之,当今社会活动房现象越来越多了,集装箱改装房也越来越多了。
摘要: 钢结构建筑本身具有自重轻、强度高、施工快等优点,与其他建筑工程相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。随着改革开放,我国的钢铁产量有了突飞猛进的发展,特别是1997年以后,我国的钢产量突破1亿吨,尽管我国是世界的钢铁产量的大国,但在钢铁应用上只占产量的3%左右。近几年随着国家经济建设的发展,特别是2008年奥运会场馆设施、首都钢铁公司的搬迁、同时十五期间我国将钢结构住宅作为重点推广的项目。为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,鼓励建筑工程采用钢结构形式,争取在2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,使一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。
关键词:钢结构;钢结构特点;发展趋势
钢结构工程同其他结构工程相比,具有材料强度高、抗震性能好、工业化生产程度高、密闭性能好、安全更可靠的特点,决定了过去在一些高度或跨度较大的结构,荷载或吊车起重量很大的结构、有较大振动的结构、高温车间的结构、密封要求很高的结构、要求能活动或经常装拆的结构、桥梁结构中应用比较广。随着改革开放和经济发展,钢结构工程正从跨度大、多层或高层、耐热性等要求高的工业建筑足见向民用建筑发展。
1从我国钢材生产上看,越来越给钢结构建筑发展创造了非常好的物质基础。随着我国经济的发展,随着老钢厂的不断更新,新钢厂不断崛起,越来越多的钢铁基地为了适应市场的需要,成品钢材的品种越来越齐全,热轧H型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高,为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长,产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧H型钢等一批新型钢已开始在工程中应用,为钢结构发展创造了条件。
2从设计、施工、钢结构工业化生产看,越来越多的标志性钢结构建筑,已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工,还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工,专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高,一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟,专业性、技术性、规模化更加完善。
随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如:世界第三高度421米的上海金茂大厦,具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦,跨度1490米的润扬长江大桥,跨度550米的上海卢浦大桥,345米高的跨长江输电铁塔,以及首都国际机场,鸟巢国家体育中心,首钢钢结构厂房建筑群等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程,标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。
3从钢结构应用范围看,我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,我国钢结构发展十分迅速,钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,已被建设部列为重点推广项目。其实,我国钢结构住宅起步很晚,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房;1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅(二层),建在同济新村中;90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。
4钢结构作为绿色环保产品,与传统的混凝土结构相比较,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构,更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策,其综合经济效益越来越为各方投资者所认同,客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性,引起了政府的高度重视和推广,并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。
5钢结构的发展趋势表明,我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。这存在的'巨大市场潜力和发展前景及趋势,主要来源于:
(1)我国自1996年开始钢产量超过一亿吨,居世界首位。1998年投产的轧制H型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。
(2)高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用,都为发展钢结构工程创造了良好的技术条件。
(3)1997年11月建设部发布的《中国建筑技术政策》中,明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策。将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。
(4)钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院、研究所,年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂,有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业,上千家中小企业相互补充、协调发展,逐步形成较规范的竞争市场。
6发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路,这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产,标准化制作,与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,它属绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略,因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。
随着钢结构建筑的发展,钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟,大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现,同时,钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来,钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。
“钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。展望未来,随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大,要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所、新型的智能化小区等建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会,钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。
现在我国钢结构研究已进入一个新阶段,有关规范和标准已出台,国内钢产量充足,为钢结构住宅的发展提供了较好的物质和技术基础。应及时把握其发展趋势,结合我国国情,积极借鉴并吸纳国外成熟技术,注意各专业间的相互配合,促进钢结构住宅产业化发展,相信我国钢结构住宅的发展前景是美好的。
大跨度门式刚架结构厂房的设计要点论文
在学习和工作中,大家都不可避免地要接触到论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,以下是我为大家收集的大跨度门式刚架结构厂房的设计要点论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要:
随着现代社会的不断发展,厂房工程建造技术也不断提高,很多企业在建造厂房时使用大跨度门式刚架,因为这一施工结构的造价成本较低,并且具有一定的美观性,同时安装技术非常简便,因此得到很多施工企业的高度重视,甚至在许多的高层建筑、仓库、展览厅当中也十分常见。基于此,论文主要对大跨度门式刚架轻钢厂房的设计与应用进行探讨,从构造、应用等方面研究其设计要点,针对一些刚架轻钢厂房设计中需要注意的问题进行全面的研究,并提出适当的建议。
关键词:
门式刚架;厂房设计;应用;建议;
1、引言
相对于传统的厂房建筑,大跨度门式刚架厂房由于工作量较小,能够为企业节省很多的成本,并且综合效益要更高,拆卸也非常方便,适合于各种企业的施工建设,工期较短。如果企业想快速建造厂房,大跨度门式刚架轻钢厂房是一个非常好的选择。近年来,很多的企业都开始着手于大跨度门式刚架轻钢厂房的设计工作,但在现阶段的工程建设中仍然会存在一些质量问题,论文仔细阐述门式刚架设计技术要点等内容,希望能给各行企业带来一点思考与启发。
2、大跨度门式刚架结构的特点及适用范围
近年来,工业的生产水平逐年提高,制造加工的条件得到有效的改善,整体工业化进程进入新时代。建筑行业的技术含量及运用价值都得到了跨越式的进步,大跨度门式刚架轻钢厂房是彩钢板制作成型材的结构,由于重量较轻,抗震效果好,符合我国大力发展绿色建筑的要求,受到了很多建筑师的青睐,特别是这种建筑结构有着得天独厚的优势,给企业带来更高的安全性能和经济效益。目前我国各行各业都开始加大对大跨度门式刚架轻钢厂房的应用,使用成熟的钢结构技术,将信息化、智能化、人性化与其相结合,致使大跨度门式刚架轻钢厂房的发展前景更为明朗。目前适用于大跨度门式刚架轻钢厂房的规程为《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》,在规程中详细规定了刚架的跨度不能超过36m,整体房屋高度在4~9m,房屋整体的刚度结构设备应进一步加强。
3、大跨度门式刚架厂房设计要点
、节省成本,合理布置结构
在正常情况下,大跨度门式刚架厂房一般会根据实际建筑的使用情况和工艺要求来确定,通常会采用9~35m,跨度在20~30m,有着最高的性价比。刚架的用钢量一般要根据其间距的大小而定,但吊车梁用钢量会随刚架间距的增大而增加,对照以往的施工经验,可以发现用无桥式吊车5~8m并与跨度相匹配,大跨度往往采用大柱距,在3~5m最为适合,如果使用10t以上的吊车或较大的悬挂荷载时柱距在6m左右。
平均的门式刚架高度在4~9m,而且桥式吊车不超过12m,屋面的坡路在1/8~21/1,屋面排水满足生产要求,尽量取坡度的最小值,可以有效减少风荷载,节省建筑材料,如果风荷载不是很大,房屋高度不高时可以适当地减少刚架的用钢量,在刚架中间柱可采用两端均为铰接的方式。
如果厂房的建筑设计跨度不是很大,可以采用单脊双坡的形式,在其他条件都满足的情况下,在房脊两侧各需一根檩条,多一根房脊就需要多一根檩条,同时也要增加室内排水沟的用料,避免出现刮风下雨的情况,导致厂房积水积雪,增加厂房的荷载,如果负载过大会渗漏到厂房当中,给企业造成影响,如果厂房的跨度大,可以通过位移控制设计,采用双坡增加刚架的用钢量。因此,从节省成本、增加经济效益的角度来讲,可以采用多脊多坡的方式。
、构件截面设计
要充分发挥材料的作用,根据大跨度门式刚架的结构设计,节省用钢材料,一般会采用变截面的梁柱,通过改变截面的高度,必要时改变腹板厚度的方式。当有桥式吊车时柱采用等截面构件,屋面荷载较轻,钢梁跨度大,工字形截面在受弯构件中以受剪为主。门式刚架则考虑,充分利用板件屈曲后的强度,当截面不满足要求时,需要优先加厚翼缘版,可取得较好的经济效果。设计中也可以简化门式刚架的柱脚结构,减轻基础要求,进一步压缩建筑造价,如果有桥式吊车,并且侧向刚度有严格要求时,柱脚则应该设计为钢接。
、支撑结构的布置与构造
大跨度门式框架的支撑体系,包括刚性系杆、柱间支撑和横向支撑。整个知识体系可以保障刚架的整体稳定性,并且可以把纵向水平荷载传递到基础。在设置柱间支撑时,可同时设置房盖的横向支撑,形成几何不变体系,在刚架转折处设置刚性系杆。如果厂房的柱较高,而且没有吊车可根据支撑的夹角设置双层柱间支撑,保持支撑与水面夹角在30°~60°,以吊车做纵向系杆设置,上下两层柱间支撑,不设置下层支撑,以减少吊车梁的温度应力。一旦上述高度采用十字形柱间支撑的角度少于30°时,上柱支撑可采用人字形或W形支撑。柱间支撑在无吊车厂房内,可采用张紧装置的十字交叉圆钢支撑,有5t以上吊车时,柱间支撑应采用型钢支撑,设置屋盖纵向支撑提高吊车梁的侧向刚度。
、隅撑的设置
在建造时,要考虑到刚架横梁有可能受压,必须在受压两侧布置轴承作为横梁的侧向支撑。在实际的建设过程当中,往往会以隅撑作为钢梁平面外的支点来减小钢梁的压力,提高整体建筑结构的稳定性,适当减少支撑长度,增加内力。在施工中通过设置隅撑,确保安装精密度一般每隔1根檩条设置1道隅撑,中间的间隔为2~4m,进行隅撑设计时也要注意以下几点问题:
第一,如果钢梁截面较大时,应按固定规程精确算出隅撑的强度。
第二,与隅撑相接的檩条厚度不易太薄,如果低于2mm将无法起到对钢梁的支撑效果,所以,也需要提前算出檩条局部的承压能力。
第三,关于设置隅撑的钢柱外计算长度是否可以按间距来测量,目前尚存在争议,在没有经验的情况下,建议取隅撑间距的倍[1]。
、大跨度门式刚架端板连接设计
为了提高施工的便利性,所常使用的刚架跨度为15~36m,采用运输加工分段进行的方式到现场进行拼接安装,在安装过程当中涉及端板结构连接特点设计的内容,其中端板连接是整个节点连接设计中性价比最高的方式,广泛应用在大跨度轻型门式刚架中,与翼缘拼接和常用的腹板拼接方式相比,端板连接更能够降低材料的成本,而且能增加整体构造的稳固性,现场拼接的方式也较为方便。端板拼接有3种形式,分别为竖放、斜放和横放。端板连接也考验其承受的弯矩和剪力,按最大应力设计,采用高强度螺栓,端板连接螺栓应呈对称布置,不宜少于2排。端板的厚度也不能小于1cm,采用全熔透对接焊缝的技术,将翼缘与端板之间进行焊缝,确保焊接的质量。
、屋面活荷载取值
目前,市面上所使用的大跨度门式刚架设计结构,主要是根据相关的设计规范内容进行制作,经过调查发现钢结构设计规范当中对活荷载的规定为,但是如果构件的荷载面积更大,可乘折减系数。大跨度门式刚架符合这种条件,取活荷载数为。
国内外对此数据有了较大的差异,国外的该房屋设计中需要考虑到~的`附加荷载,但在我国的设计内容当中并没有此类的描述。所以有些厂房框架的柱梁太细,克扣负载,如果遇到大风等恶劣天气有可能会超出负载额度,很容易使厂房出现安全问题,因此,在建造大跨度门式刚架时一定要注重房屋的活荷载取值,不能一味地克扣荷载,保障厂房的稳定性。
、需计算好合理的跨度
跨度问题在很大程度上影响着厂房结构的稳定性,由于不同生产流程的工艺在使用的时候可能有很大的差距,因此有些企业甚至希望能够根据自己的使用要求来合理配置厂房形式与大小。这种情况下需要提前计算哪一种跨度能够帮助企业节省成本,尽可能地满足生产工艺要求,根据房屋的高度确定合理的跨度,首先需要计算梁高和荷载。确定2项数值后,适当加大跨度刚架的用钢量,但整体的造价会较低,能进一步节省空间,所以带来的综合效果非常好,通过计算,发现如果房檐过高跨度过大,采用中间设置摇摆柱的方式,钢量较单跨刚架能节省20%左右,因此,在设计的时候应该选用较为经济的跨度[2]。
、刚架间距的确定
房价的间距与房屋荷载跨度等因素相关,选用较大的间距会发现檩条的用钢量不经济。为符合规范要求,刚架柱的间距在6~9m最为适合。
、柱脚的抗风措施
在实际的工程当中,偶尔会听说在大风时会把刚架柱子连根拔起,其实最主要的原因并不是由于荷载计算错误,而是在支撑柱间时忘记考虑支撑传给柱脚的力。尤其是房屋的纵向尺度较小,只涉及少量的柱间来抵抗风荷载,支撑会给柱脚带来很大的拉力,如果柱脚没有可靠的固定措施,很有可能会连根拔起,因此在容易刮大风的地区,要额外注意柱脚的抗风措施,如在柱脚设置描栓端部设描版等[3]。
、防火设计方面
众所周知,大跨度门式刚架虽然有很多的优点,但是对火灾的防护性能较差,尤其是厂房的温度变化较大时,内部的屈曲强度和弹性模量都会随着温度的升高而降低。如突发火灾,温度的急速上升会使厂房的钢结构失去自身的承受能力,从而导致厂房的坍塌,为了能够提高钢结构在高温下的稳定性,有必要对钢结构采取保护措施。需要对火灾的危险类别进行划分,全体的设计人员确定门式刚架,轻钢厂房的防火等级,同时根据我国的规范和防护要求,确保钢构件的质量,在最大限度上避免高温给钢结构带来的负面影响。同时也可以采用在钢结构表面涂防火材料的措施,提高钢结构厂房的防火性能。除此之外,钢结构的设计更要从大局出发,多角度地考虑好设计工作,如按国家规范要求,设置疏散电梯安全出口,以便突遇火灾时,厂房内的工作人员可以在最短的时间内紧急撤离,避免企业的经济损失,保证工作人员的人身安全。
、防水设计方面
大跨度门式刚架厂房所需要的材料是金属彩钢板,虽然很美观但是防水问题也一直存在,做好防水设计是建筑大跨度门式刚架厂房的必要工作。由于金属彩钢板自身的热系数较大,当接触到的外界环境发生较大的温度变化时,会产生一定的温差变化,温度变化会收缩彩钢板,从而使接口处产生位移误差,因此极容易出现漏水问题,在彩钢板的接口处是漏水问题的高发区域。钢结构体系中,钢结构本身容易受到温度变化,风荷载等外力的作用容易产生形变,支点连接处也容易产生漏水隐患。特殊部位由于材料的衔接不同,受到温度变化产生的应力不同步,需要及时修补漏水隐患。对于金属彩钢板的防水设计,要采用以导为主、以堵为辅的方式,重视整个设计的施工过程,将防水工程作为一个系统工程来做。在设计阶段要考虑到大跨度门式刚架厂房的坡度、坡长、构件等诸多因素,科学地采用彩钢板的规格。设计合理的截面和充足的落水点,出具详细的防水构造措施,从理论上减少漏水的可能性。施工过程当中,施工人员也应该对设计进行改良,并且在施工中监督施工环节,一旦发现问题要及时地整改,做好验收工作,记录房屋淋水试验,严格把控施工质量。即使在验收之后也应该定期进行检修,确定没有任何的漏水隐患后才可投入使用[4]。
、计算刚架的侧移内力
现阶段,计算内力的过程中可用的方法是有很多的,在门式变截面刚架结构的内力计算过程中通常运用弹性分析法,虽然通过其他的计算方法也可以得到所需的参数,但是计算的基础精准度没有弹性分析法的精准度要高。另外,塑性分析法也是一种常用的方法,但是这种方法仅仅用在刚架拥有全部等截面的钢柱内力计算过程中。在具体的计算过程中,通常是运用单元杆系有限元的方式,计算所需要的参数相对来说是比较复杂的,在地震过程中所产生的效应作用可以利用该方法进行确定。同时,根据不同的荷载情况确定内力结果。在具体分析过程中,要确定不同荷载的具体组合情况,组合不同所造成的内力结果也是有很大差距的。在计算过程中,尽量找出截面受控的内力组合,将截面的位置控制在筑底连接柱顶以及跨梁的截面上。最后,侧移内力的影响因素相对来说是比较多的,因此,在计算过程中必须要确定哪些因素是主要的影响因素,哪些是次要的影响因素,由于在计算的过程中通常是运用弹性分析法来确定,所以在具体的计算过程中仅需要获取标准荷载的数值,虽然其他的一些数据也会对最终的结果造成一定的影响,如分项荷载的系数,但是由于该系数的复杂程度比较高,所以在计算过程中,一般不考虑它的影响。刚架侧移内力的计算分析结果对于刚架结构的建设是非常重要的,在后期的搭建过程中,还需要根据测移的具体数值来选择相应的建设位置,因此,必须要重视该过程。
4、结语
总而言之,由于我国的钢结构企业发展较晚,在实际设计当中对很多的施工细节可能要经过多次的运算才能确定,再加上很多的工作人员施工经验不丰富,导致施工效果不理想,整体的结构稳定性不高,所以需要设计人员进一步学习钢结构的知识,改变设计观念,对现在所存在的问题进行完善,确保提高工程的设计质量,推动我国门式刚架新型钢结构的进一步发展。
参考文献
[1]梁汇溪大跨度[J式刚架斜梁塑性承载力应用研究[D]沈阳:沈阳大学,2017.
[2]张博.大跨度门式刚架结构设计与分析[D]邯郸河北工程大学,2014.
[3]董超超大跨度[J式刚架抗风优化设计研究[D].广州:广州大学,2012.
[4]潘哲霖大跨度轻钢厂房结构设计[J].浙江建筑,2011,28(03):19-21.
1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文:(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证与步骤;d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
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一.啤酒工厂设计(重点为糖化,发酵车间)基础数据: 生产规模: 50,000吨/年(或100,000吨/年)产品规格: 12度(或10度)淡色啤酒生产天数: 300天/年原料配比: 麦芽:大米=70:30原料利用率: 98%麦芽水分: 6%; 大米水分: 12%无水麦芽浸出率78%; 无水大米浸出率:90%啤酒损失率(对热麦汁): 冷却损失:7%;发酵损失:%; 过滤损失:%:装瓶损失:2%; 总损失: 12%糖化次数: 生产旺季(150天) 8次/天生产淡季(150天) 4次/天工艺指标: 由具体指导老师下达。设计内容: 1.根据以上设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数与数据,进行生产方法的选择,工艺流程与工艺条件的确定与论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算);水用量的计算;发酵车间耗冷量计算。3.糖化车间、发酵车间设备的选型计算:包括设备的 容量,数量,主要的外形尺寸。4.选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。设计要求: 1.根据以上设计内容,书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸两张(1号图纸):全厂工艺流程图(初步设计阶段),重点单体设备总装图。二、酒精工厂设计(重点为蒸煮糖化车间)基础数据:生产规模: 20,000吨/年(50,000吨/年)产品规格: 国标食用酒精生产方法: 以薯干为原料,双酶糖化,连续蒸煮,间歇发酵;三塔蒸馏副产品: 次级酒精(成品酒精的3%)杂醇油(成品酒精的%)原料: 薯干(含淀粉68%,水分12%)酶用量: 高温一淀粉酶(20,000U/m1):10 U/g原料糖化酶(100,000U/m1):150 U/g原料(糖化醪)300 U/g原料(酒母醪)硫酸铵用量: 7kg/吨酒精硫酸用量: 5kg/吨酒精蒸煮醪粉料加水比: 1:发酵成熟醪酒精含量:11%(V)酒母醪接种量: 糖化醪的10%(V)酒母醪的组成: 65%为液化蒸煮醪,35%为糖化剂与水发酵罐酒精捕集器用水:发酵成熟醪5%发酵罐洗罐用水:发酵成熟醪的2%生产过程淀粉总损失率: 9%蒸馏效率: 98%全年生产天数: 320天(其他工艺指标由具体指导老师下达。)设计内容:1.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料及工艺参数,进行生产方法的选择与比较,工艺流程与工艺条件的确定和论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;连续蒸煮及蒸馏蒸汽耗 量的计算;蒸馏车间水用量的衡算。3.蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)的生产设备选型计算:包括设备的选型,容量,数量及主要的外形尺寸。4.选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算设计要求:1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成二张图纸(1号图纸)蒸煮糖化车间(或蒸馏车间)工艺流程图;重点单体设备总装图。发酵工厂设计 ——————————————————————————————三、味精工厂设计(重点为发酵车间)基础数据:生产规模: 1万吨/年(或2万吨/年)生产规格: 纯度为99%的味精生产方法: 以工业淀粉为原料、双酶法糖化、流加糖发酵,低温浓缩、等电提取生产天数: 300天/年 倒罐率: %发酵周期:40-42小时 生产周期:48-50小时种子发酵周期:8-10小时种子生产周期:12-16小时发酵醪初糖浓度: 15%(W/V)流加糖浓度:45%(W/V)发酵谷氨酸产率: 10% 糖酸转化率: 56%淀粉糖转化率: 98% 谷氨酸提取收率: 92%味精对谷氨酸的精制收率:112%原料淀粉含量:86% 发酵罐接种量: 10%发酵罐填充系数: 75%发酵培养基(W/V): 水解糖:15%,糖蜜:%,玉米浆:,MgS04 %,KCl.%,Na2HP04:,尿素:4%,消泡剂:%种子培养基(W/V): 水解糖:%,糖蜜:2%,玉米浆:l %,MgS04 %,K2HP04:%,尿素:%,消泡剂:、%设计内容:1.根据设计任务查阅有关文献,收集必要的技术资料与工艺数据,进行生产方法的选择比较,生产工艺流程与工艺条件的确定与论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算;发酵车间的热量蘅算(蒸汽耗量的计算);无菌空气耗量的计算。3.发酵车间(包括糖液连消)生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)。4.选择一重点设备进行单体设备的详细化工设计与计算。设计要求:1.根据以上设计内容,书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸两张(一号图纸),发酵车间工艺流程图(包括糖液连消),重点单体设备总装图。四、酶制剂工厂设计(重点糖化酶车间)基础数据:生产规模:1000M3/年(或3000 M3/年)产品规格:食品级液体糖化酶(50,000U/m1)生产天数:180天(其他时间生产其他酶)罐发酵单位:25,000U/ml 提取总收率:82%发酵罐装料系数:85% 生产周期:8天发酵培养基: 玉米淀粉:22%; 豆饼粉:4%;玉米浆: 1%;(NH4)2S04:%;NaHP04:O:1%;接种量: 10%种子培养基: (培养周期4-6天)麦芽糊精: 4%;玉米浆:1%;(NH4)2S04:% KHP04:%设计内容: 1.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数,进行生产方法的选择比较,工艺流程与工艺条件确定的论证。2.工艺计算:全厂的物料衡算,发酵车间的热量衡算,无菌空气用量的计算。3.糖化酶生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要的外形尺寸)。4.选择一重点设备进行单体设备的详细的化工计算与设计。设计要求: 1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P.254车间初步设计说明书的编写要求书写)。2.完成图纸二张(1号图纸):全厂工艺流程图(初步设计阶段):重点单体设备总装图。
21世纪是数字化的时代、信息的时代、也是设计的时代。设计是当今企业乃至国家寻求发展的重要因素。下文是我为大家搜集整理的工业设计毕业论文优秀范文的内容,欢迎大家阅读参考! 工业设计毕业论文优秀范文篇1 浅谈以人为本的工业设计认知观 一、工业设计初体验 印象中的工业设计,可以设计汽车,可以设计飞船,总是感觉这个专业非常强大,无所不能,只要你说得出来,它都可以参与进去。在学习工业设计的时候,很多男生心里都有一个梦想,希望自己在毕业之后能够成为一名汽车设计师,我也一样。于是对于工业设计的理解就是不停地画草图,努力地学软件。理想很丰富,很美满,等我们走进了工业设计这个专业,才发现它和自己想象中的设计有太多的不同,才真正体会到说设计就好比“戴着镣铐跳舞”这句名言的真谛。汽车设计师,准确说应该叫概念汽车造型设计师,这是现在的我对于当时那个梦想的定义。这个梦想破灭的同时,意味着我对工业设计的理解多了一点认识。我们在学生年代对于工业设计的认知,关注更多的是在产品的造型层面,纯粹在产品的形态和色彩上花心思,再赋予产品一些自以为是的材料和工艺,这个时期所提出的一些方案,现在想来都不敢称为设计,顶多也就是带着一丝想法的幼稚的草图,而且都只能停留在纸上。毕业之后,在企业里任职期间才接触了设计,发现自己对于这个专业有太多的不足,需要学习很多实践性的专业知识。我把更多的时间用在专业技能的提升上,以及对于产品材料构造、工艺结构知识的实践上,对于产品的制造与生产有了初步的了解。同时也学习了市场与设计的一些关系,市场需要什么,企业就会生产什么,哪个产品好卖,客户就会让我们“设计”什么样的产品。 在从学生到参加工作的这段时间,之前一些天真稚嫩的想法都不再有了,而是多了一些实际的考虑,懂得思考把作品变成产品的可能性因素,偶尔也会思考设计的过程合理性,在这个过程中才发现客户主导了设计的方向。这时候,我才懂得去思考关于工业设计的认知问题,有了想法掌握了技能懂得了生产,做出了方案满足了老板完成了任务,这就叫工业设计吗?在这个过程中,产品是主体,客户是最终目标,也就是说只要搞定了老板就意味着项目的成功。这种描述好像和标准的工业设计定义有太大的区别。产品、客户、消费者,我们的工业设计到底要搞定谁呢?谁是重点?显然,如果工业设计关注的重点是客户的话,我觉得是不可取的,这样的话我感觉自己不像个设计师,因为老板让我干什么我就干什么,那还需要我干什么呢?他需要的只是一个绘图员而已,顶多称为产品外观设计师。 二、从手机谈工业设计 工业设计的目标是不是产品呢?我们都知道工业设计有狭义和广义之分,而狭义上的工业设计把重点放在了有形的实体产品上,即产品设计。在这里,我想以自己对工业设计的理解从设计的角度去说说手机这个实体产品。第一台手机是由摩托罗拉生产的,大哥大的手机造型直到现在都深入人心。手机通信技术的发展经历了模拟手机时代、GSM时代、2G/3G时代以及现在即将普及的4G时代。随着技术的不断进步,手机的样式也是千变万化,从笨重的大哥大到今天轻薄的苹果6,工业设计在手机这个产品上扮演着极其重要的角色,特别是在2G时代,上百个品牌上千种手机造型,让你眼花缭乱。诺基亚品牌是2G时代手机市场中的大哥大,一年甚至可以推出一百多款手机造型,摩托罗拉、索尼品牌手机紧随其后,这些品牌的工业设计做得非常成功,直到现在都能让人记得那一款款经典机型。但是到了3G/4G时代,这些品牌风光不再,诺基亚被微软收购,MOTO被谷歌吞并,索尼退出手机市场,在激烈的手机市场份额竞争中,这些曾经的手机品牌王者退出了历史舞台。 在这个过程中,竞争虽然激烈,但是苹果手机却能够独树一帜,生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计,从第一代手机到现在的6S,每年推出的产品屈指可数,但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术,变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而,3G、4G时代各个品牌的手机造型,却都是大同小异,大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作,那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的,因为手机造型的需求量非常大。 反之,3G、4G时代手机的工业设计是难的,但绝对不是因为需求量变小,有技术成分的因素,也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去,它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争,成也工业设计败也工业设计,关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样,电视机产品的工业设计也面临这个问题,发展到今天,电视机已经连边框都没有了,我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计,那手机和电视机的发展无疑会告诉你,以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展,也进一步地验证了这一点,想法人人都可以有,再加上万能的3D打印,可以想象,当人人都是设计师的时候,就不存在设计师的说法了。所以,如果我们把工业设计的重点定位在产品上,手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么,工业设计的重点只能是放在“人”身上,我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念,把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程,要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计,要走出传统的工业设计定义范畴。 三、工业设计中的造型与结构 之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想,这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上,关注的只是产品的造型色彩,甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系,也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后,发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制,特别是在结构设计这个环节,给我们造成很大的困扰和压力,更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计,这时候的造型设计必须服务结构设计,这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后,我们就得反思这个设计过程,真正产品的创新绝不是停留在造型上,绝不是被限制在结构上,相反,它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新,应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中,我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题,把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上,从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到,成熟的工业设计师在产品创新的过程中,更多的是关注人的需求,以人的需求为导向来主导设计过程,有意识地让结构设计来配合造型设计。 四、关于工业设计的改良与创新 设计的目的是为了创新,创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在,我认为我所经历过的设计,百分之九十九都是属于改良型设计,还剩的百分之一,其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机,莆田高仿鞋,它们为什么会存在并广为人知,我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计,因为我们的设计需要经历这样一个过程,借鉴的过程。但是在这个过程之后,很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新,一味地改良,导致产品没有了竞争力,企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计,而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径,从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始,就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新,应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程,从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究,进行以人为本的创新性产品设计开发。 五、工业设计的广与精 随着这几年工业设计市场的不断成熟,市场竞争也越来越激烈,怎样保证工业设计的竞争力,成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻,工业设计想做得好,就必须得把它做精,通过去细分市场来实现。一方面,我们可以专注于某个行业的工业设计,在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量,形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面,我们也可以专注于工业设计内的某个环节,比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容,也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科,美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及,它是一门系统性的综合学科,所以我认为每一个成功工业设计案例的背后,都站着一群人,而不是某一个人的功劳。 工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计,不再像以前那样,通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎,这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理,不可取,不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工,那么我们在选择工业设计的时候,就可以根据自己的实际情况,有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向,这样就可以实现工业设计的深耕细作,这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛,让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善,设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注,对人的生活和情感的关注,转向了对人类生存环境的关注,出现了很多新的设计理念:体验式设计、交互式设计、服务设计等,所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念,走进以人为本的广义工业设计概念中,与时俱进。 工业设计毕业论文优秀范文篇2 试谈实用主义工业设计 1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨 实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西,无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便,我们每天都在制造一次性餐具垃圾,每个婴儿都会用尿不湿,每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋,每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等,这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆,我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分,也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产,辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值,由于人们无休止的私欲激发了工业的生产,从而使设计不由自主的卷入其中,成了工业化的傀儡而不能自拔。 2我国设计应具有的道德及文化 在设计方面,每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德,同样,我国有着深厚的民族底蕴与传统美德,有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载,最早见于《道德经》,老子说:“道生之,德畜之,物形之,器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说,器成,需要有事物的规律与生产方法,其次是器物的文化与德行,再加上物质条件赋予其外形。可见,先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义,我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等,再加上具体产品,才能达到“器成”的要求。宋明时期,理学倡导“存天理,灭人欲”,主张抑制私人欲望,将伦理道德推向极致,这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想,但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化,毕竟器物文化来源于社会文化。 例如,宋代的瓷器,釉色朴素,形态不事雕琢;明代家具,无论造型、材料还是其中的人文思想,都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出,我国古代的正统思想重视事物的自然规律,重视人的修养及德行的提高,以禁欲来维护世间道德,可以说,体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下,显然这种思想是行不通的,因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位,每个人都在追求个人利益的最大化,都在实现自我的最大发展,也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象,但是,这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式,我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针,强调“可持续发展”目标,不再以指标作为唯一的衡量标准,经济增长由粗放型改为集约型,这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系,更加注重系统的和谐发展。试问,这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见,我们并不是没有工业设计的文化与道德,只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率,从而导致了上述问题的发生。 3设计道德回归的可能性分析 工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归,毕竟有什么样的生活道德与哲学,就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导,儒、道、释三教相融合而发展,形成我国传统哲学的基本特征,而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击,能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过,“中国未来的哲学特质,在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合,从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代,受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。 但可喜的是,近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学,逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正,开始回归“可持续发展”观,“环境友好型”“资源节约型”等,既重视效益又协调整体协调的全面发展观,颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时,主流媒体加大了工艺公告的投放力度,对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬,这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出,我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己,而是把握住了自己文化的前进方向,从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义,社会哲学、价值观问题的解决,工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学,是以个人、民主、进化的观念为基础。 4结语 工业设计道德的回归需要工业文化的回归,更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变,而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展,我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果,也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果,现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取,一味崇拜实用目标也不可取,只有将二者结合,发挥各自的优势,才能均衡社会哲学文化的体系,从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。 工业设计毕业论文优秀范文篇3 浅析混合现实技术在工业设计的作用 虚拟现实技术 虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境,此现代高科技的核心为计算机技术,进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境,用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互,进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征,是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面,通过多传感技术和并行处理技术,向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能,用户可沉浸于该虚拟境界,通过手势和语言等方式与其建立起实时交互,为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。 混和现实技术 混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术,通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象,在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象,使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境,从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息,人们在接触真实世界的同时,也可接触到虚拟的信息内容,通过叠加和补充两种信息,使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察,而非将现实世界转换为虚拟世界。 混合现实技术在工业设计中的应用 混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的,故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息,并将这些信息叠加在用户可视范围内,使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验,而注册和显示是混合现实中的关键技术,该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。 1.产品的外形设计 混合现实技术可被运用于产品外形设计,可根据对产品的研发要求,多次评测和修改产品的外形,此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义,在很大程度上减少了产品研发风险,有利于建模数据的构建,而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。 2.产品的布局设计 混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品,可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局,使设计者直观全面的观察产品设计,避免不合理的设计问题出现,最大化的提升产品结构和布局的设计,使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.) 3.产品的运动和动力学仿真 运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系,针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实,例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成,各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术,该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程,具有直观性的特点。 3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军,两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中,且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外,这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程,例如产品的维修、装配、工作和使用等过程,在网络技术发达的21世纪,产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动,在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键,对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响,例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构,使用户可快速准确的获取广告信息。 随着科学技术的发展,混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域,而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响,直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃,虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短,在一定程度上存在缺陷,但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术,实现产品生产过程的数字化,而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近,高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展,也使其成为产品设计中的主要方式。 猜你喜欢: 1. 浅谈工业设计论文范文3篇 2. 工业设计论文的范文 3. 工业设计毕业设计优秀论文 4. 工业设计毕业论文范文 5. 工业设计专业毕业论文
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水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池,其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极,其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度,且具有足够大的比表面积,能够吸附大量的染料,并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用,许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中,锐钛矿相的光电活性最好,最实用于染料敏化太阳能电池中,所以在制备纳晶TiO2 时,金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长,许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶,其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是,如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中,采用水热法基础上,分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶(TBP)、OP乳化剂(Triton X-100)(AR,均购于中国医药集团上海化学试剂公司);敏化染料(cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2],SOLARONIX SA.);四甲基氢氧化铵(TMAOH)(25 %)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)(20 %)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)(10 %) (均购于中国医药集团上海化学试剂公司);可控温磁力搅拌器(C-MAG HS4,德国IKA);马弗炉(上海实验电炉厂);100 W 氙灯(XQ-100 W,上海电光器件有限公司);导电玻璃基片(FTO,15 Ω/cm2,北京建筑材料研究院);X 射线粉末衍射仪(XRD) D8-advance(Bruker 公司);扫描电子显微镜(SEM)S-3500N(日本日立公司);透射电镜(TEM)JEM-2010(日本);红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer;紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11],把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟([H2O]/[Ti(OBu)4] = 150),过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下,把所得到的沉淀加入到pH=的含有有机碱的溶液中,在100 °C搅拌24小时,得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜(填充度小于80%)。在200 oC水热处理12小时。水热处理后,得乳白色混合物并伴有鱼腥味,这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯,经50 oC浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100,搅拌至均匀,得稳定的TiO2纳晶浆体。 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖,通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12],中间留出约1×1 cm2空隙,将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物,冷却至80 ?C,经过仪器测量,薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在TiO2上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜,制备的薄膜平均厚度在微米左右,将其重新用透明胶带覆盖,把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在微米左右,热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极,以镀铂电极为对阴极[13],将染料敏化电极与对阴极用夹子固定,在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以 mol/L LiI+ mol/L I2+ TBP为溶质的液态电解质,封装后即得到染料敏化太阳能电池。 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器,其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量,记录其短路电流ISC和开路电压VOC,并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构,测试条件为:Cu Kα(λ= ?),电压:40 KV,电流:40 mA。扫描速度:6?/min,扫描范围:10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱,测试条件:400-4000 cm-1,软件:OMNIC ,扫描次数30 次。采用JEM-2010(日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计(UV-3100)测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度:10 ℃/min,范围:室温至1000 ℃,测试仪器:SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素,其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现,四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图,a 图是采用TMAOH 做胶溶剂,b 图是采用TEAOH 做胶溶剂,c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出,在相同pH 值下,不同的有机碱做胶溶剂时,制备的纳晶明显不同,这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响,而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长,TiO2 纳晶的粒径减小,并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体,颗粒宽12-20 nm,粒子长20-40 nm,如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀,而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的,粒子宽度8-10 nm,长度10-25 nm,如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时,即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则,多为正方体,粒子大小一般在5nm 左右,如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中,有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上,而烷基链的长短不同吸附的能力不同,吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6],烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大,则会阻碍晶体的生长,所以随着有机碱烷基链的长度的增加,纳晶颗粒在不断的减小;并且研究发现,胶溶剂的浓度不能太大,太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图,a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD,b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出,2θ = °是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰,但是还有一些其它的杂峰,这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后,a 图中的杂峰就消失,TiO2 在2q =°,°,°,°,°和°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符,说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿,没有金红石相和板钛矿相出现,制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中,采用硝酸做胶溶剂,制备的纳晶TiO2 中,含有少量的金红石相和板钛矿相,而这两种的光电性能较差,影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加,样品的特征衍射峰宽逐渐变大,并且衍射峰值逐渐减小,这表明制备纳晶颗粒不断减小,这与TEM 的结果一致。 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图,(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时,(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时,光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知,三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键,但随着在450 °C 热处理1 小时后,这些化合键就消失了,而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近,没有出现宽的吸收带,如图3(b)所示,这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相,吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b),所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了,这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后,可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时,而没有进行任何热处理的。从图中可以看出,有两个失重过程。第一个过程是100~250 °C 之间的明显失重,可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250~400 °C 之间的失重,是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用,这些有机物包裹着氧化物,当温度达到400 °C 时,这些键和作用才会消失,有机物完全分解,这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现,在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同,在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的,这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同,表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14],这与TEM 的结果一致,在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大,这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多,所以在进行热分解时失重较多;而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多,表面积又小所以吸附的有机物就会减小,所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C,500 °C,700 °C,800 °C,900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中,峰位于2θ=°是锐钛矿相的特征衍射峰,峰位于2θ=°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知,TiO2 纳晶在800 °C 烧结前,晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后,才出现了金红石相晶型,这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶,在烧结温度达600 °C 时,锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了,这一稳定性说明,可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结,而不改变其晶型,即没有金红石型纳晶出现。 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析,实验得出,在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1,但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致,颗粒大小如图1 所示,这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现,吸附的染料(RuL2(SCN)2)的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少,把敏化的电极在5 mL mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附,之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析,UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大,结果显示,采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少,这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合,但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大,但是后者却比前者所吸附的染料多,这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm,所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶,并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究,如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下,三种电池的短路电流分别为、、 mA/cm2,开路电压分别为、、,填充因子分别为,光电转换效率分别达到了。从实验结果可知,采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知,采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低,但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为(1)用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中,制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密,这样就提高了电子在薄膜中的传播速度;(2)较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多,研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比,吸附的染料越多,则产生的光电流越大,用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多,所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高,电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料,以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池,并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响,采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同,研究发现,随着烷基链的加长,纳晶的形貌开始变得规整,粒径也减小,但是有机碱的浓度不能太大,浓度过高时,会使制备的纳晶出现团聚,所以在使用有机碱做胶溶剂时,采用的是在pH= 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现,吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后,有机物分解完全,这说明在制备纳晶多孔薄膜时,有机物分解完全,多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多,电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到 mA cm-2,光电转换效率达到,比其它两种电池的光电转换效率要高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到
铜线直径毫米导线截面1平方毫米的导线100米电阻欧姆,双股接出50米总电阻欧姆。铜线直径毫米导线截面2平方毫米的导线100米电阻欧姆,双股接出50米总电阻欧姆。8芯的网络线,铜芯有粗有细,有的有4根镀铜铁芯线,就算每根铜芯直径毫米,导线截面积平方毫米,100米电阻23欧姆,以4根并联成一股,双股接出50米总电阻欧姆。接出10米总电阻欧姆。这要看什么样的充电机,要看是否为固定输出电压的,还是三段式智能的,对于固定电压输出的充电器,输出侧直流电阻可以大一些,也就在1欧姆以内,最多可以到5欧姆。对于三段式,导线直流电阻要更小些,导线长了,无非就是电池充电超过10个小时也充不满。对于专门设计的充电器,采用中压供电,可以对100米外的电动车充电,导线电阻可以10欧姆,而采用小截面导线,还可以对每个12V电池单独充电,充电结束后,自动降低充电电压,可以遥测每个电池的充电状态。这就是功夫了。 跪求24V30A充电机电路图现在有许多这样的产品出售呀。自己做要定制大功率变压器,一般地说,是输出交流电压24伏特到33伏特,功率是1千瓦(应该是伏安),注意要在次级24伏特到33伏特之间抽多几个头。简单的方法,是将次级输出用全波整流,直接输出到电池,要串联电流表,要并联电压表,用工业电器的开关(浙江省一带盛产)人工调节输出电压和输出电流,根据充电的进程人工调节。至于自动稳压、自动稳流的充电机,在35年前,可控硅的控制方式资料是公开出版印刷的。简单应急的方法,是用功率足够的行灯变压器(36伏特安全电压输出)、隔离变压器、电焊机变压器,对其次级加绕几圈,正向串联或者反向串联,调整输出电压和充电电流到合适的范围。电动自行车刚换了新电瓶,昨晚充了一晚上充电器灯还是红的,是电瓶问题还是充电器问题?我昨天刚换了新电瓶,昨晚充了一晚上充电器灯还是红的,是电瓶问题还是充电器问题?原先我的旧电瓶也是无论充多久都是红灯,电池发热很严重,所以才换了电瓶,可现在充电器还是不变绿。原先电池是10A的,现在换12A电瓶,充电器是的,能够冲12A的电瓶? 问题补充:原先我的电瓶就是被充得变形非常严重才换新的,每天都充12个小时,这就有两个方面要讨论;首先是要用电压表测量充电器不接电池,空载状态下的输出电压,再测量充电十多个小时后的充电电压和充电电流,你还是自己购买一个普通的指针式三用表为稳妥,平时就接在充电器的输出端两边测量电压,经常留意观察其电压的变化。俺是购买了通用的、单一用途的指针电压表并联在充电机上,连续观察充电电压的变化过程。至于充电电压的正常范围,网络上有许多网页连篇累牍地介绍,请自行检索为盼。以上的工作就是判断充电器的输出电压是否失控。因为蒋胡述军卓强迫本人下岗,下列的内容是简单介绍;即使是符合国内各个工厂出厂标准的充电器、即使是那些三段式智能充电器,哪怕是计算机控制的充电器,都是将几节电池串联起来充电,再新、性能再一致的几节电池,经过若干充放电循环,各节电池的电压和容量的差异会越来越大,通常的故障现象就是其中部分电池鼓胀。如果是新旧电池搭配使用,这种故障的发生几率就更高、更频繁。所以,有条件的情况下,要采取每节电池一个单独的充电器。这对于从高层住宅上向楼下的电动自行车电池充电是综合能力的考量!特别是对各节电池充电过程单独遥控、遥测。 本人在此有长期的经验。例如楼上有通用的充电器,电动自行车上另外有用分立元器件搭建的超低压降差充电控制器。你应当去要那些高考状元、集成电路设计研究生、博士导师为你解决实际需要,他们的工资月薪起点万元人民币以上,俺是领取社会救济地。高层楼宇对楼下蓄电池充电、远程充电设计,采用中压、低压输电传输,采用完全分立元器件搭建超低压降差电路、遥控、遥测电路,尽量不采用单片机才能体现高素质设计能力,而且实现时序控制、充电电压自动调节、充电电流自动调节。电动车的充电器,延长输出端30米线后,可否用或者48V3A的充电器?因为住五楼、电动车在一楼,所以充电很不方便。如果用原配充电器,延长充电器输出端后电池经常充不满(延长220V端的话不是很安全)!这是要专门设计的充电器。本人的一个做法,是将现有充电器输出电压调高,在自行车上另外有一个协调电路。因为实际上有充电末期降压的要求,完善的电路要专门设计,具体设计细节和完整的图纸、测试数据,可能要5年到10年后才公布。现在已经积累了过百张图纸,都可以使用,各有优缺点,其正规的设计对于电路理解要十分深刻,把握极其准确。本人实际上的测试到达120米距离,安全电压范围的中压输电,末端再调整。现在也使用带遥测充电电压、充电电流的线路,这是对每个电池单独充电的完善方式。市场上完全没有相关的产品。俺是长期从高层楼宇,向楼下电动自行车充电地,经验丰富。要保证有利于电池的寿命,保障传输安全,要使用超低压降充电器,本人既使用全分立元器件组装的超低压降线性稳定保障线路,也使用进口超低压降线性集成电路,也使用开关调制集成电路。你所表述的问题,是因为一般电动自行车充电器设计水平低、对成本限制压力大而导致地。对于高能电池,强调要持续检测电池温升;而对于铅酸电池,其耐受能力强的多,如果铅酸电池充电状态下温升过高,已经过充电十分严重啦。充电器不能自动跳灯的反映十分普遍,最简单地方法,是*****,人工监控,根据实际情况,适时*******的浮充电电压;障碍是现在充电器生产企业都对线路保密,要花费几天时间目力慢慢详细判读线路的装配分布,以逆工程的方法重新绘制电路图,方可制定改装措施。更大的困难是现在将几个额定电压12伏特电池串联起来充电的方法有严重缺陷,电池经过几十个充放电循环后,各个电池的容量、各个电池的电压相差越来越大,即使人工干预充电,也是杯水车薪、无助于事、干着急、无法施以援手。彻底解决的方法是每个电池一个充电器,每个电池都有*******连续监测,这种充电器不是现在的三段式充电器或者企业所宣传的“计算机智能”充电器。本人一直想全面无偿公开相关设计和大量测试数据,你们要叶勤、胡军、蒋述卓开放免费教学网络吧,还有他们掌管的出版社呀。 什么牌子的电动车充电器质量好,本人想做这方面的代理告诉你吧,牌子响的没有一家能达到以下全国最高功能、性能、指标,而且那些大品牌是暴利产品!他们的产品售价,按照正常的利润空间,就能达到以下效果,已经向某高校科技服务公司提出,他们无法意识到其技术创新和市场潜力,尤其是开创了新的市场空间。现在不生产,不销售,冻结。你有需要,可以通过网管来联系,也许可以授权生产,与经济利益诉求没有直接和必然的联系,没有先决的条件,从法律上来表达,就是可以考虑免费。下面也不是正面回答,是几个其他答案的汇编,你慢慢去理解吧,如果国内外有类似功能的产品,你再来抨击吧,如果你发掘不到,那就要抨击大品牌充电机,尤其是那些不给线路图、不给装配图、又是贴片安装,不可维修、不给配件、不公开测试条件和测试结果、不公开故障特征与处理维修方法的生产企业、用户不可以调整、不可以改装的电动自行车充电器,电动车充电器电源间歇震荡怎么回事一般是输出短路啦!就相当于打嗝的效果,这是洋人设计的安全保护措施。具体要看是否电压等级错误不匹配,输出电流是否小而电池容量太大(这个可能性小,因为正常的充电器限制最大输出电流),是否过载。