中央廣播電視大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)-在線瀏覽
2025-02-06 01:13本頁面
【正文】 論文 題目 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 層 次： 本 科 年 級(jí)： 學(xué) 校： 完成時(shí)間： 2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化方向 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究 【摘 要】 隨著機(jī)械制造及其自動(dòng)化的發(fā)展，其內(nèi)容不斷被豐富和充實(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是綜合利用了多種技術(shù)，從而系統(tǒng)的在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展方向進(jìn)行了分析和討論。美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)于 1984 年在現(xiàn)代機(jī)械定義為：“協(xié)調(diào)和控制，在計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)中完成的機(jī)械，包括機(jī)械力，運(yùn)動(dòng)和能量流的動(dòng)態(tài)任務(wù)和（或）機(jī)電元件之間的相互作用。通過對(duì)國際上先機(jī)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)，機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)對(duì)精密度要求極高的一項(xiàng)任務(wù)，已經(jīng)開始由電子操控和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)代替了人力勞動(dòng)和系統(tǒng)掌控，在產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過程中，機(jī)器慢慢取代了人的位置，并占有越來越大的比例，只需要少量的人對(duì)開關(guān)和必要措施加以監(jiān)控即可。 機(jī)械制造與其自動(dòng)化技術(shù)在早年間已經(jīng)成為了我國新興的學(xué)科，在近年來也得到了明顯的發(fā)展，每一個(gè)設(shè)計(jì)人員都希望通過自己的設(shè)計(jì)，擁有一套屬于自己本身的系統(tǒng)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，融入適當(dāng)?shù)男录夹g(shù)，從而達(dá)到提升生產(chǎn)效率的目的，從我們了解到角度來看，一個(gè)優(yōu) 7 良的系統(tǒng)工程融入了很多種先進(jìn)技術(shù)，然而技術(shù)的使用并不是越多越好，通過從系統(tǒng)分析，適當(dāng)結(jié)合科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品，不僅是延伸和手部及四肢，或人的感官和心靈的延伸，與現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化的智能功能和機(jī)械功能本質(zhì)上的區(qū)別。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，使得機(jī)械制造自動(dòng)化的內(nèi)涵又有了新的發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 第一、從形式方面來講，機(jī)械制造自動(dòng)化主要表現(xiàn)在代替人的體力勞動(dòng)，繁重的體力勞動(dòng)不再有人去付出，二是通過自動(dòng)化的機(jī)械去完成；采用智能技術(shù)實(shí)行自動(dòng)化處理，可以根據(jù)指令或者模擬人工智能等來完成簡單的自行操作和處理，工作人員、機(jī)械以及自動(dòng)化儀器之間成為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)的運(yùn)作和控制，并不斷地得以優(yōu)化。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)貫穿于整個(gè)機(jī)械制造過程的始終，能夠最大限度地降低人力、物力和財(cái)力的消耗，并能最大限度地提高生產(chǎn)效率，能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。 機(jī)械自動(dòng)化在我國的特點(diǎn)及作用 機(jī)械自動(dòng)化的特點(diǎn)很多：第一機(jī)械自動(dòng)化是面向 21 世紀(jì)的技術(shù) ,是具有明確的范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域；第二機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)，可以提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；第三機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是面向全球競爭的技術(shù)，同時(shí)是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程 ,是市場競爭核心時(shí)間、質(zhì)量和成本三要素的統(tǒng)一。 很多方面機(jī)械自動(dòng)化的特點(diǎn)與作用相輔相成，在工業(yè)中起到很大的作用 ,并且我國處于機(jī)械自 動(dòng)化的初期，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。對(duì)于機(jī)械制造與自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)機(jī)器本身的功能，通過計(jì)算機(jī)操作使用，使機(jī)器可以靈活的被使用。作為一個(gè)產(chǎn)品，也包含了設(shè)計(jì)，制造和特定的功能，以滿足要求，和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有機(jī)聯(lián)系的。先進(jìn)科技的投入，大大增加了機(jī)械設(shè)備的功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)，圖像，文字，聲音等進(jìn) 行識(shí)別分析，并作出相應(yīng)的處理措施。 綜述以上的原理，上述的功能不僅有利于各種機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和分析，它有助于開拓新的思路，促進(jìn)發(fā)明和創(chuàng)新。例如，金屬切削機(jī)床，以產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工件和刀具工作的原則的切割作用。 第三章 機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 生產(chǎn)過程中，對(duì)各個(gè)工藝過程的物理量（或工藝變量）有著一定的控制要求。例如，精餾塔的塔頂或塔釜溫度，一般在操作壓力不變的情況下必須保持一定，才能得到合格的產(chǎn)品；加熱爐出口溫度的波動(dòng)不能超過允許范圍，否則將影響后一工段的效果；化學(xué)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度必須保持平穩(wěn)，才能使效率達(dá)到指標(biāo)。 11 1． 鍋爐汽包水位控制方面的研究 鍋爐汽包是生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備 ，幾乎是工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，保持鍋爐汽包的液位高度在規(guī)定范圍內(nèi)是非常重要的，若水位過低，則會(huì)影響產(chǎn)氣量，且鍋爐易燒干而發(fā)生事故；若水位過高，生產(chǎn)蒸汽含水量高，會(huì)影響蒸汽質(zhì)量。 L T L C蒸 汽給 水省 煤 器汽 包 圖 31 汽包單沖量控制系統(tǒng) 這里的“沖量”一詞是指變量，單沖量即汽包水位。當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然大幅度增加時(shí)，由于假水位現(xiàn)象，控制器不但不能開大給水閥來增加給水量，以維持鍋爐的物 12 料平衡，而是關(guān)小控制閥的開度，減小給水量。因此對(duì)于停留時(shí)間短、負(fù)荷變動(dòng)較大的情況，這樣的系統(tǒng)不能適應(yīng)，水位不能保證。 在汽包水位的控制中，最主要的擾動(dòng)是蒸汽負(fù)荷的變化。將蒸汽流量信號(hào)引入，就購入了雙沖量控制系統(tǒng)，如圖 32 所示。這里的前饋僅為靜態(tài)前饋，若需要考慮兩條通道在動(dòng)態(tài)上的差異，需引入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 C2IF177。 C1 的設(shè)置一般取 1， C2 的值應(yīng)考慮到靜態(tài)前饋補(bǔ)償，可現(xiàn)場湊試，也可經(jīng)理論推導(dǎo)得出。最好在正常負(fù)荷下， I0 和 C2IF項(xiàng)接近而相互抵消。為此可再將給水流量信號(hào)引入，構(gòu)成三沖量控制系統(tǒng)。 L T L C汽 包蒸 汽∑I CF Tdd tF CF T給 水省 煤 器 圖 33 汽包三沖量控制系統(tǒng) 從該圖可以看出，這是前饋控制與串級(jí)控制組成的復(fù)合控制系統(tǒng)。在汽包停留時(shí)間較短、“虛假水位”嚴(yán)重時(shí)，需引入蒸汽流量信號(hào)的微分作用。 如圖 34 所示，為三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，加法器的運(yùn)算關(guān)系與雙沖量控制時(shí)相同，各系數(shù)設(shè)置如下： a 系數(shù) C1通常可取 1 或稍小于 1 的數(shù)值； 15 b 若采用氣開閥； C2取正值， C2的值可按物料平衡關(guān)系進(jìn)行計(jì)算； c I0的設(shè)置和取值仍與雙沖量控制系統(tǒng)相同。在有些裝置中，采用了比較簡單的三沖量控制系統(tǒng)，只用一臺(tái)控制器及一臺(tái)加法器，加法器可接在控制器之前，如圖 35（ a）所示：也可接在控制器之后，如圖 35(b)所示： 16 ∑L T F T F TC 2+ 給 水蒸 汽水 位C 3C1L c正 作 用氣 關(guān) 閥∑L CL T F T F TC 2+ 給 水蒸 汽水 位氣 關(guān) 閥正 作 用C 3C1 （ a） (b) 圖 35 汽包三沖量控制系統(tǒng)的簡化接法 圖中加法器的正負(fù)號(hào)是針對(duì)采用氣關(guān)閥及正作用控制器的情況。但如果系數(shù)設(shè)置不能確保物料平衡，則當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，水位將有余差，圖 35(b)的接法，水位無余差，但使用儀表較前者多，在投運(yùn)及系數(shù)設(shè)置等方面較前者麻煩一些。 控制冷卻劑的流量 17 如圖 36 所示： 氣 氨物 料物 料液 氨T TT C 圖 36 氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案 為氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案，其機(jī)理也是通過改變傳熱速率方程中的傳熱面積 F 來實(shí)現(xiàn)的。但這種方案控制不夠靈活，另外蒸發(fā)空間不能得到
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