抓斗桥式起重机设计

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章前言
起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备,它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作,减轻人们的体力劳动,提高劳动生产率,在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用,随着生产规模的日益扩大,特别是现代化、专业化的要求,各种专门用途的起重机相继产生,在许多重要的部门中,它不仅是生产过程中的辅助机械,而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备,它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。

起重机械是起升,搬运物料及产品的机械工具。

起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化,缩短生产周期和降低生产成本,起着非常重要的作用
在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中,需要吊装和搬运的工程量日益增多,其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。

因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。

通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。

在道路,桥梁和水利电力等建设施工中,起重机的使用范围更是极为广泛。

无论是装卸设备器材,吊装厂房构件,安装电站设备,吊运浇注混凝土、模板,开挖废渣及其他建筑材料等,均须使用起重机械。

尤其是水电工程施工,不但工程规模浩大,而且地理条件特殊,施工季节性强、工程本身又很复杂,需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多,所需要的起重机数量和种类就更多。

在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机,供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。

在这些起重机中,桥式起重机是生产批量最大,材料消耗最多的一种。

由于这种起重机行驶在高空,作业范围能扫过整个厂房的建筑面积,因而受到用户的欢迎,得到很大的发展。

起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备,它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作,减轻人们的体力劳动,提高劳动生产率,在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用,随着生产规模的日益扩大,特别是现代化、专业化的要求,各种专门用途的起重机相继产生,在许多重要的部门中,它不仅是生产过程中的辅助机械,而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备,它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。

起重机械是起升,搬运物料及产品的机械工具。

目前,在工程起重机械领域,欧洲、美国和日本处于领先地位。

欧洲作为工程起重机的发源地,轮式起重机生产技术水平最高。

该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机,也生产少量汽车起重机。

其中,全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主;紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主;汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车,即以改装为主。

其产品技术先进、性能高、可靠性高,产品销往全球。

随着我国经济建设步伐的加快,生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大,也促进了施工机械化程度的迅速提高。

先进的施工机械已成为加快施工速度,保证工程质量和降低成本的物质保证。

起重机行业也因此得到了很大的发展。

为促进社会主义建设事业的发展,提高劳动生产率,充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。

箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体,它适用于机械加工和装配车间料场等场
合。

桥架的结构主要有箱形结构,空腹桁架式结构,偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等,5-80吨中小起重量系列起重机一般采用箱形结构,且为保证起重机稳定,我选择箱形双梁结构作为桥架结构。

为了操纵和维护的需要,在传动侧走台的下面装有司机室。

司机室有敞开式和封闭式两种,一般工作环境的室内采用敞开式的司机室,在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。

由于本人水平有限,实践经验不足,加上工作原因,时间比较仓促,设计中肯定有错误和欠妥之处,恳请各位老师多多批评指正。

亲,由于某些原因,没有上传完整的毕业设计(完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等),此文档也稍微删除了一部分内容(目录及某些关键内容)如需要的朋友,请联系我的Q&Q:2215891151,数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要
第二章 抓斗桥式起重机设计任务书
2.1设计参数
主要参数为:起重量:Q=5t ;起升高度:H=12m ;起升速度:z V =10m/min ;小车运行速度: x V =40m/min ;大车运行速度:dc V =75m/min ,跨度:L=20m ;起重机估计总重量:G=240N ;小车估计自重:xc G =40KN ;电源:三相交流电源,380V ,50Hz 机构接电持续率:JC=25%;工作级别:A5。

2.2工作条件
抓斗桥式起重机作业环境为室内作业,电源为三相异步交流电,电压为380V ,频率为50HZ 。

电压波动允许上限为+10%,下限(尖峰电流时)为额定电压的-10%。

起重机内部电压损失为3%。

环境温度:-10℃+40℃,在24小时内平均温度不超过+35℃。

2.3设计原则
为保证起重机安全正常工作,起重机本身应具备三个基本条件:
(1)金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗弯曲能力; (2)整机具备必要的抗倾覆稳定性;
(3)原动机具备满足作业性能要求的功率,制动装置提供必要的制动转矩。

第三章小车起升机构和运行机构的设计计算
3.1起升机构计算
3.1.1确定机构传动方案
起升机构可采用的有开式传动和闭式传动。

(1)闭式传动在电动机和卷筒之间,大多数情况采用传动效率高的圆柱齿轮减速器,而蜗轮减速器由于传动效率低,除特殊环境采用外,一般较少应用。

(2)开式传动在电动机和减速器之间,除减速器外还有开式齿轮传动,这种构造类型适用于起升速度较低的情况,如我国生产的大型桥式起重机(Q≥80 t)的起升机构多采用这种型式,由于开式齿轮传动适用于圆周速度较低的情况,因此都将其放在靠近卷筒的最后一级传动中,以保证正常工作。

根据起升重量Q=5 t<80 t,选用传动效率高的闭式传动。

此设计采用常用的开式传动,传动方案如下图:
`
图3-1 传动方案
1 减速器 2制动器 3、7 联轴器 4 浮动轴 5电动机 6卷筒
3.1.2确定吊钩和滑轮组
吊钩分单钩和双钩,一般场合采用单钩,当起升重量较大时宜用双钩,根据5 t起升重量选择单钩。

吊钩材质以低碳合金钢或碳素结构钢为主。

查表选用G13,自重99 kg。

滑轮组分为单联滑轮组和双联滑轮组。

单联滑轮组工作时,重物在垂直位移的同时,还会产生水
平位移,将对卷筒支承造成附加载荷,而双联滑轮组在工作时重物无水平位移,当两边钢丝绳拉力有差别时,可以自动均衡负载。

故根据起升重量要求,选用双联滑轮组。

3.1.3钢丝绳的计算
钢丝绳是由0.2~0.4 mm 的优质碳素钢光钢丝捻制而成,具有强度高,耐磨性好,挠性好,无方向性,弹性大,能承受冲击。

根据静载荷使用计算法选择钢丝绳。

若滑轮组采用滚动轴承,当滑轮组倍率2h i =时,查表得滑轮组效率0.99b η=。

钢丝绳所受最大拉力:
0max ()(500099)9.81
=12631.6N 220.99
h h Q G g s ai ++⨯=
=η⨯⨯
式中 0G ----为吊钩组重量;
a----滑轮组型式系数。

单滑轮组a=1;双滑轮组a=2。

查表,中级工作类型(工作级别为5M )时,安全系数n=5.5。

钢丝绳计算破断力:
max 5.5b S nS ==⨯12631.6N =69473.8N
查表选用瓦林吞型天然纤维芯钢丝绳619W NF ⨯+,钢丝绳公称抗拉强度1670MPa ,光面钢丝,右交互捻,直径d=11mm ,钢丝绳最小破断力[]79.36b S KN =,标记如下:
11619167079.36891888NAT W NF ZS GB ⨯+-
3.1.4确定滑轮主要尺寸 滑轮的需用最小直径:
D=d (e-1)=11⨯(25-1)mm=264mm
式中 e----轮绳直径比。

查表取得e=25。

查表选用滑轮直径D=315mm ,取平衡轮直径0.60.6mm P D D ≈=⨯315=189,查表选用
315P D mm =。

查表选用钢丝绳直径d=11mm ,D=315,滑轮轴直径D1=80mm 的1E 型滑轮标记为:
11131580E ⨯- ZB J80 006.8-87
查表选平衡轮d=11mm ,D=225mm ,滑轮轴直径D2=45的F 型滑轮标记为: 1122545F ⨯- ZB J80 006.8-87 3.1.5确定卷筒尺寸并验算其强度 卷筒直径:
(1)11(251)264D d e mm mm ≥-=-=
查表选用D=300mm ,卷筒绳槽t=13mm ,槽底半径r=7mm 。

卷筒尺寸:
000
2(
4)1240.18h
Hi L
Z t L mm D π=+++= 取1500L mm = 式中 0Z ----附加安全系数,取0Z =3;
1L ----卷槽不切槽部分长度,取其等于吊钩组滑轮的间距,即1185L A mm ==,实际长度在绳偏角允许的范围内可以适当增减;
0D ----卷筒计算直径030011311D D d mm mm mm =+=+= 卷筒壁厚:
0.02(610)0.02300(610)1216D mm mm mm δ=+=⨯+= 取14mm δ= 卷筒壁压应力计算:
max 2max 12631.669.40.0140.013
y S N
MPa m t σδ===⨯ 选用灰铸铁HT300,最小抗拉强度300b MPa σ=,需用压应力:
max 1
300
[]70.64.25
b
b y MPa MPa n σσδ=
=
=>,抗压强度足够。

卷筒拉应力验算:由于L >3D ,尚应校核由弯矩产生的拉应力,卷筒弯矩图示如下:
图3-2卷筒弯矩图
卷筒的最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时:
1max max 1500185
(
)12631.6)830527722
W L L M S l S Nmm Nmm --===⨯(= 卷筒断面系数:
4444
33002720.10.1875455.9()300
i D D W mm D --==⨯=
式中 D----卷筒外径,D=300mm ;
i D ----卷筒内径,2300214272i D D mm δ=-=-⨯=。

于是
83052779.49875456w l M MPa MPa W σ===
合成应力:
此处省略 NNNNN
NNNNNNN NNNN NNN NN 字
f = 0.2——室内工作的粘着系数;
z n = 1.05~1.2——防止打滑的安全系数;
1200000.2
0.14
120000(0.00060.02)1.51200000.0008
68.9222400060 4.360.52
n ⨯=
+⨯+⨯⨯+⨯
=2.98s
z n n >,故两台电动机空载起动不会打滑
(2)事故状态:
当只有一个驱动装置工作,而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时,则
z c Q q dc n D k
P d
k P t v g G f
P n ≥+++
'⨯
=
=2
)2(6012)
0(1βμ
式中: 1max 69000P P '==N ——工作的主动轮轮压
2min
max 225100069000P P P '=+=⨯+ = 171000N ——非主动轮轮压之和; )0(='Q q
t —— 一台电动机工作时的空载起动时间: 2(0)2900240000.51.150.72838.2(63.6736.99)20.490.95q
Q t =⎡⎤
⨯'=⨯+⎢⎥-⨯⎣⎦
=14.02s 690000.2
0.14
171000(0.0060.02) 1.5690000.006
68.922240006014.020.52
n ⨯=
⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯
=2.43s
z n n >, 故不打滑
(3)事故状态:
当只有一个驱动装置工作,而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时,则
1min 51000P P N '==
2max min 226900051000189000P P P N '=+=⨯+=’;
)0(='Q q
t =14.02s ,与第2种工况相同 510000.2
0.14
189000(0.0060.02) 1.5510000.006
68.922240006014.020.52
n ⨯=
⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=1.8s
z n n >,故也不会打滑
4.10选择制动器
由表,取制动时间 =z t 5s 按空载计算制动力矩:
22112
01()38.2c z j z
GD n M M mC GD m t i η⎧⎫⎡⎤⎪
⎪'=+
+⎨⎬⎢⎥'⎪⎪⎣⎦⎩⎭
式中: 0
min 2)(i D P P M c m p j '-=

(4801920)0.50.95220.49
-⨯⨯=

16.7N m =-⋅ 0.002240000480p p P k G =⋅=⨯=N
p k —— 坡度阻力,查表取p k =0.002;
2
)
2(min
c m D d
k G P μ+=
0.14
240000(0.0060.02)20.5/2
⨯+⨯
=
1920N =
m = 2 制动器台数,两套驱动装置工作
⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩

⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡'++
'=η2
02121)(2.381i GD GD mc t n M m M z
j z 22
1910240000.50.9516.72 1.150.728238.2520.49⎧⎫⎡⎤⨯⨯⎪⎪
=-+⨯⨯+⎨⎬⎢⎥⨯⎪⎪⎣⎦⎩⎭
=27.58N ·m
选用两台YWZ3B-200/25制动器;查附其额定制动力矩为112~225m N ⋅ ,为避免打滑,使用时需将其制动力矩调至28N m ⋅以下。

考虑到所取的制动时间 )0(=≈Q q z t t ,在验算起动不打滑条件时已知是足够安全的。

4.11选择联轴器
根据机构传动方案,每套机构的高速轴采用浮动轴 大车运行机构高速轴上的计算扭矩:
75 1.4105N m js I I M M n '==⨯=⋅ 式中: I M ——联轴器的等效力矩: n I ——安全系数;
1242.4484.89N m I el M M ϕ=⋅=⨯=⋅
1ϕ——等效系数,由表取1ϕ=2;
1
9550n N M e el ⋅
= 4.09550900=⨯42.44N m =⋅
查电动机样本,电动机YZR132M2-6,轴端为圆柱形,d1=38mm;80mm l =;查得
ZQ350-20.49-1/2Z 减速器高速轴端为圆锥形d=40mm,l=60mm, 故在靠电动机端选两个带200φ的制动轮半齿轮联轴器图号S196(靠电动机端为圆柱形,浮动轴端直径d=40mm );其[]710l M N m =⋅;2()0.36l GD =㎏·㎡;重量G=15㎏。

故在靠减速器端高速轴上的半齿轮联轴器图号为S193(靠减速器端为圆锥形,浮动轴端直径d=40mm );其公称转矩
[]710l M N m =⋅;2()0.107l GD =㎏·㎡;重量G=8.36㎏。

高速轴上的转动零件的飞轮矩之和为:
zl GD )(2+l GD )(2=0.36+0.107=0.467㎏·㎡,与原估计基本相符,故有关计算则不需要
重复。

由表查得ZQ350减速器低速轴端为圆柱形,d=55mm ,l=85mm ;
查表得,主动车轮的伸出轴为圆柱形,d=75mm ,l=105mm 。

低速轴转矩:
0 1.2js M k M i m ''=⋅⋅=⨯105⨯20.49=2581.74N⋅ 式中:k ——传动系数; 0i '——减速器传动比;
故低速轴上的联轴器型号为CL4,齿式联轴器,其公称转矩[]5600l M N m =⋅, 轴孔直径75mm ,轴孔长度107mm 。

图4-4 低速轴
4.12低速浮动轴多点验算
(1)疲劳强度的验算
10 1.442.4420.490.951156.68I e M M i N m ϕη==⨯⨯⨯=’
式中 1ϕ----等效系数,查表得1ϕ=1.4;
由上节已取浮动轴端直径d=60mm ,故其扭转应力为:
3
1156.6826.780.2n M MPa W τI ===⨯0.06 由于浮动载荷变化问对称循环。

因为浮动轴在运行过程中正反转扭矩相同,所以许用扭转应力为:
1111321[]39.292.41.4
k MPa k n ττ--I === 式中 材料用45钢。

取600,300b s MPa MPa σσ==,所以
10.220.22600132b MPa τσ-==⨯=
0.660.66300180z s MPa τσ==⨯=
z m k k k =⋅----考虑零件几何形状和零件表面状况的应力集中系数;
z k ----与零件几何形状有关,对于零件表面有急剧过渡和开有键槽及紧配合区段,1.5 2.5z k =,此处取2z k =;
m k ----与零件表面加工粗糙度有关,对于粗糙度为3.2的, 1.15 1.2m k =;对于12.5的, 1.25 1.35m k =,此处取 1.2m k =。

故 2 1.2 2.4k =⨯=
ηI ----安全系数, 1.4ηI =
1[]n k ττ-<,故疲劳强度通过。

(2)静强度验算
计算静强度扭矩:
max 0 2.542.4420.490.952065.29c e M M i N m ψη∏==⨯⨯⨯=’
式中 c ψ∏----动力系数;查表取c ψ∏=2.5;
扭转应力:
32065.2947.810.20.06
M MPa W τ∏===⨯ 许用扭转剪应力:
180[]128.61.4
s
MPa n ττ∏∏=== []ττ∏<,故静强度验算通过。

高速轴所受扭矩比低速轴小,强度肯定可以满足。

致谢
首先十分感谢指导老师周里群老师,在周老师的悉心指导和帮助下,学生顺利完成了本次设计,并从中学到了很多有益的东西,不仅是新颖的设计思路和现场的加工经验,还学到了做人做事的态度、为人处事的方法和走上工作岗位后需注意的问题,这将会令学生受益终生。

最后,我要对在本次设计完成过程中,给予我热心帮助的毛照明,易维,杨鹏程等同学表示衷心的感谢!
参考文献
[1] 陈道南.起重运输机械[M].北京:冶金工业出版社,2003
[2] 陈道南,盛汉中.起重机课程设计[M].北京:冶金工业出版社,2003
[3] 张质文等.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社,1997
[3] 陈玮璋.起重机机械金属结构[M].北京:人民交通出版社,1985
[4] 徐学林.互换性与测量技术基础[M].长沙:湖南大学出版社,2009
[5] 许毓潮.机械设计与制造工艺简明手册[M].北京:水利电力出版社,1983
[6] 黎明发,张开银,黄莉.材料力学[M].北京:科学出版社,2007
[7] 王鹰.连续输送机械设计手册[M].北京:中国铁道出版社,1978
[8] 濮良贵,纪名刚.机械设计[M].第六版.北京:高等教育出版社,2003
[9] 徐灏.机械设计手册[M].第四卷.北京:机械工业出版社,1994
[10] 徐灏.机械设计手册[M].第一卷.北京:机械工业出版社,1994
[11] 徐灏.机械设计手册[M].第五卷.北京:机械工业出版社,1994
[13] 任文光,张兴辉.运输机械设计选用手册(上)[M].北京:化学工业出版社,1982
[14] 任文光,张兴辉.运输机械设计选用手册(下)[M].北京:化学工业出版,1982 [18] 孙玉丹.起重运输机械产品样本.起重机械卷[M].北京:中国标准出版社,1965 [20] 郑明新.工程材料[M].北京:清华大学出版社,1990
[22] 顾迪民.工程起重机[M].北京:中国建筑工业出版社,1992
英文技术资料及中文翻译
中文翻译
机械设计及最优设计
机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品,满足人类需求的应用技术科学。

它涉及工程技术各个领域,主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思,还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。

进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。

机械设计是一门创造性的工作。

设计工程师不仅在工作上面有创新性,还必须在机械制图、运动学、
运力学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面有深厚的基础知识。

如前面所述,机械设计的目的是生产满足人类的需求的产品。

发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来好处,只有当它们被用在产品上才能产生效益。

因而,应该认识到在一个特定产品进行设计之前,必须先确定人们是否需要这种产品。

应当把机械设计看成是设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。

掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。

仅仅使用数据和公式是不足在一个好的设计中做出所需的全部决定的。

另一方面,应该认真精确地进行所有的运算。

例如,即使将一个小数点的位置放错,也会是正确的设计变成错误的。

一个好的设计人员应该勇于提出新的想法,而且愿意承担一定的风险;但新的方法不使用时,就恢复采用原来的方法。

因此,设计人员必须要有耐心,因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。

一个全新的设计,要摒弃许多许多陈旧的的,为人们所熟知的方法。

由于许多人易于墨守陈规,这样做并不是件容易的事情。

一位设计过程师应该不断地探索改进现有产品的方法,在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理,将其与未经过验证的新观念结合起来。

新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生,只有当这些缺陷和问题被解决之后,才能体现出新产品的优越性。

因此,一个性能优越的产品诞生的同时,也伴随着较高的风险。

应该强调的是,如果设计本身不要求采用全新的方法,就没必要仅仅为了变革的目的而采用新的方法。

在设计的在设计的初始阶段,应该允许设计人员充分发挥创造性,不受各种约束。

即使产生了许多不切实际的想法,也会在设计的早期,即绘制图纸之前被改正掉。

只有这样,才不致于堵塞创新的思路。

通常,要提出几套设计方案,然后加以比较。

很有可能在最后选定的方案中,采用了某些未被接受的方案中的一些想法。

心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。

设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。

这并不是一项容易的工作,因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。

另一个重要问题,设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。

在开始阶段,设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商,并得到批准。

这一般是通过口头讨论,草图和文字材料进行的。

为了进行有效的交流,需要解决下列问题:
(1)所设计的这个产品是否真正为人们所需要?
(2)此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力?
(3)生产这种产品是否经济?
(4)产品的维修是否方便?
(5)产品有无销路?是否可以盈利?
只有时间能对上述问题给出正确答案。

但是,产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。

设计工程师还应该通过零件图和装配图,与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。

通常,在制造过程中会出现某个问题。

可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改,使零件的生产变得容易。

但是,工程上的更改必须要经过设计人员批准,以保证不会损伤产品的功能。

有时,在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。

这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。

总是存在着更好的方法来完成设计工作,设计人员应该不断努力,寻找这些更好的方法。

近些年来,工程材料的选择已经显得重要。

此外,选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。

新材料不断出现,而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。

环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。

为了减轻重量或者节约能源,可能会要求使用不同的材料。

来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力,都会促使人们对材料进行重新评价。

由于材料选用不当造成的产品责任诉讼,已经产生了深刻的影响。

此外,材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。

因此,为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果,设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。

制造任何产品的第一步工作都是设计。

设计通常可以分为几个明确的阶段:(a)初步设计;(b)功能设计;(c)生产设计。

在初步设计阶段,设计者着重考虑产品应该具有的功能。

通常要设想和考虑几个方案,然后决定这种思想是否可行;如果可行,则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。

在此阶段,关于材料选择唯一要考虑的问题是:是否有性能符合要求的材料可供选择;如果没有的话,是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。

在功能设计和工程设计阶段,要做出一个切实可行的设计。

在这个阶段要绘制出相当完整的图纸,选择并确定各种零件的材料。

通常要制造出样机或者实物模型,并对其进行试验,评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。

虽然这种试验可能会表明,在产品进入到生产阶段之前,应该更换某些材料,但是,绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。

应该结合产品的功能,认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。

一个很有成就的公司在制造所有的样机时,所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同,并尽可能使用同样的制造技术。

这样对公司是很有好处的。

功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来,或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方
面有很大不同,则这种样机就没有多大的价值。

设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作,而不是将其留到生产设计阶段去做。

因为,在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的,这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。

在生产设计阶段中,与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来,使它们与现有的设备相适应,能够利用现有设备经济地进行加工,而且材料的数量能够比较容易保证供应。

在制造过程中,不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。

经验表明,可采用某些便宜材料作为替代品。

然而,在大多数情况下,在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。

在设计阶段做好材料选择工作,可以避免多数这样的情况。

在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。

当然,这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。

但是,必须对新材料进行认真的评价,以确保其所有性能都满足要求。

应当记住,新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。

大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前,没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。

产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时,采用最好的程序。

在材料过程中,五个最常见的问题为:(a)不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料;(b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途(如有可能,设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。

在近年来的许多产品责任诉讼案件中,由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家,并且赢得判决);(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定,尤其是当其长期性能数据是如此的时候;(d)质量控制方法不适当和未经验证;(e)由一些完全不称职的人员选择材料。

通过对上述五个问题的分析,可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。

对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。

尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼,设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择,可以大大减少诉讼的数量。

从以上的讨论可以看出,选择材料的人们应该对材料的性质,特点和加工方法有一个全面而基本的了解。

当加工铝时,我们主要关心的是:铝粘住加工切削边缘的倾向;保证有好的碎片排屑形成切削边缘;和保证工具有足够的中心强度来承受切削力而不被破坏。

技术发展,比如:Makino MAG系列,已经使工具商重新考虑任何工艺水平的机器技术。

用正确的加工和编程思路是很重要的。

材料,涂料和几何形状是与减小我们所关注问题相关系的工具设计的三个因素。

如果这些因素不能一起很好的配合,成功的调整磨削是不可能的。

为了成功进行高速铝加。

相关文档
最新文档