磁性擦玻璃器的开题报告

开题报告
一、本课题的来源及研究意义：背景：双面磁性擦玻璃器实在这种使用的
背景下诞生的。

随着人民生活水平的不断提高，燃煤的住房条件也在不断地变化，由原来的平房一跃搬进了高楼大厦，住房条件和办公条件都得到了改观。

但随之而来的烦恼也出现了，擦玻璃成了棘手的问题！不断有人爆料，某清洁公司员工从10 米高的窗台跌落，家庭主妇从高处不慎失足，不得不说这些事故都市因为擦玻璃造成的，高度是一方面的障碍，窗子结构的改变也是另一种障碍，原来的窗子两边都能打开，只有中间是死的，但现在为了美观，都换成了塑钢窗，只有一侧开一小扇，这也大大增加了擦玻璃的难度；当然还有许多原因，诸如窗台狭窄，玻璃易碎等等。

这就需要有一种象然手臂一样灵活，又能适应双面连动的机械装置来完成这些清洁任务。

为了节能，大多建筑安装的都是镀膜玻璃、中空玻璃和镀膜玻璃与中空玻璃的复合体这类玻璃，相比以往的单层玻璃厚度明显增加，还有一些建筑物的外围幕墙用的钢化玻璃的厚度也比较厚。

以往那些用来擦单层玻璃的双层擦玻璃器以无法满足需求了，需要磁性更加强大的磁性擦玻璃器来胜任完成这些清洁任务。

目的：降低人们擦玻璃的三大危险系数，即不需冒高空作业的危险，不需将身体探出窗外，不需担心清洁效果（配合一定的清洁剂），使玻璃清洁如新。

意义：清洁玻璃安全、干净、快捷、可以达到在室内同时清洁室内和室外的玻璃，效率快、解决了高层建筑物外面玻璃难于清洁而且不安全的问题。

二、外的研究现状及分析：
磁性擦玻璃器的主要部件就是两块磁铁，把它们分别安装在擦玻璃器的壳体上。

那么理所当然的磁铁的发展就左右了磁性擦玻璃器的发展进程。

磁铁通过合成不同的合金可以达到与吸铁石相同的效果，而且还可以提高磁力。

在18 世纪出现了人造的磁铁，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到
20 世纪20 年代制造出铝镍钴。

随后，20 世纪50 年代制造出铁氧体，70 年代制造出稀土磁铁。

至此，磁学科技得到了飞速发展，强磁材料也是的元件更加小型化。

目前应用最广泛的还是钕铁硼磁铁和铁氧体磁铁。

从磁铁的发展史来看，十九世纪末二十世纪初，人们主要使用碳钢、钨钢和钴钢作永磁材料。

二十世纪三十年代末，铝镍钴磁铁卡发成功，才使磁铁的大规模应用成为可能。

五十年代钡铁氧体磁铁的出现，既降低了永磁铁的成本，又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。

到六十年代，钐钴永磁的出现，则为磁铁的应用开辟了一个新时代。

1967 年，美国Dayton 大学的Strnat 等，研制成钐钴磁铁，标志着稀土磁铁时代的到来。

迄今为止，稀十永磁已经历第一代SmCo5 ，第二代沉淀硬化型Sm2Co17 ，发展到第三代Nd-Fe-B 永磁材料。

目前铁氧体磁铁仍然是用量最大的永磁材料，但钕铁硼磁铁的产值已大大超过铁氧体永磁材料，钕铁硼磁铁的生产已发展成一大产业磁力大小排列为：钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁。

磁铁制作工艺：钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁制作工艺也有所不同。

1982 年德国人首先发明了磁性双面玻璃擦，随着科技的发展和磁性材料的发展，磁性擦玻璃器也在不断的改进。

从以前的只能擦单层玻璃擦发展到现在双层玻璃也可以擦得玻璃擦，以往的容易掉、吸不进的缺点也克
服了，并设计了安全绳，掉了也不用担心砸到人或物。

并且体积和重量也大有改观，比以前的更加轻便，使用起来更加灵活。

三、预期目标与可行性的分析预期目标：磁性擦玻璃器的主要目的是降低人们擦玻璃的三大危险系数，即不需冒高空作业的危险，不需将身体探出窗外，不需担心清洁效果（配合一定的清洁剂），使玻璃清洁如新。

因此，要实现擦过的玻璃摇清洁如新，操作简单方便，质量更加轻便，适合老中幼人群的使用要求。

可行性分析：
1、随着科技的发展，永磁材料的磁性越来越强，一小块磁铁就可以解决以前吸附不牢的问题，可以实现减轻质量的目的。

2、新型复合材料的问世，可以解决擦玻璃器壳体轻便的问题。

现在许多复合材料在相同体积下不仅质量更加轻便，而且也牢固，也易加工成型，并且成本不是很高。

3、清洁效果。

选择一些吸水易清洗不易磨损的布作为清洁装置，在加上一些清洁剂就可以达到清洁如新的效果。

四、本课题重点研究的关键问题及解决办法
关键问题：1、两块擦板之间的距离的改变影响磁铁的吸附能力，目前双层玻璃和玻璃钢的厚度在24mm 以内，选择哪种磁铁在距离24mm 时吸附性合适不易脱落。

2, 、磁铁在壳体内的安放位置的确定。

块磁铁的位置靠的太近容易影响磁性的强
度，并且强磁在较小的距离内吸附到一起很难打开，因此磁铁的位置选择很重要。

3、壳体的设计。

玻璃一般都是矩形的，因此在设计的时候要考虑玻璃角的擦拭。

4、防脱落。

如果用劲过大或者其他情况下在玻璃外侧的吸附板脱落，要防止其掉落下砸到人或物。

5、选择何种磁性材料最合适。

解决办法：1、磁铁之间的距离的变化引起磁性强度的改变可以通过磁学公式解
决：
永磁材料的主要磁性能指标是：剩磁（Jr, Br）、矫顽力（bHc）、内禀矫顽力（jHc）、磁能积（BH）m。

磁感应强度，记为B：
B=u 0 H+J （SI 单位制）（1-1）
B=H+4n M （CGS 单位制）
磁感应强度B的单位为T, CGS单位为Gs （1T=104G S）。

磁导率表征磁介质磁性的物理量。

常用符号卩表示，卩为介质的磁导率，或
称绝对磁导率，知道磁感应强度和磁导率，便可得到磁场强度H
H=B/ 卩
知道磁导率也可求得磁导值，公式如下：
2、选用矩形磁铁，并且统一方向放置，在较近的距离内吸附在一起可以旋转两块擦板90度，使两块磁铁的相对吸附面积减小，磁力就减弱了，就可以很轻松的打开两擦板了。

3、窗户有直角，设计擦玻璃器的时候可以设计成矩形或者带有直角的形状，不能设计成圆形的，可以是一个1/4圆的形状。

4、在外的擦板上系一个2.5到3米的细绳，在擦玻璃的时候另一端可以系在手腕或窗户的把手，可以防止擦板的掉落而伤人。

5、磁性材料的选择，按照如下条件选择即可：
在决定选择哪一种磁铁之前应明确需要磁铁发挥何种作用？主要的作用：移动物体，固定物体或抬升物体。

所需磁铁的形状：圆片形，圆环形，方块形，瓦片形或特殊形状。

所需磁铁的尺寸：长，宽，高，直径及公差等等。

所需磁铁的吸力，期望价格及数量等等
五、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法
1•为了确定磁性参量的计算公式及外壳体所用材料。

上网和图书馆查阅相关资料
文献。

2. 确定设计方案。

参考资料，进行设计，问询老师、同学。

3•了解影响机械加工精度的因素，上网和图书馆查阅。

4 •安装绘图软件的电脑一台，用来绘制零件图和装配图。

六、工作方案及计划进度工作方案1、查阅资料，明确现在建筑物所安装的玻璃的类型和玻璃的厚度，及一些幕墙所用玻璃钢的厚度。

2、根据所查的建筑物安装的玻璃的厚度确定两块磁铁所需磁场的强度，选定符合条件的价格合理的磁铁。

3、构思设计擦玻璃器的外形，建立模型。

4、设计安装磁铁的位置、擦头的位置和大小，及一些辅助器材的设计。

5、装配零件，撰写设计说明书。

工作计划进度:
2010 年12 月1日—12月20 日，查阅相关资料，文献，设计做准备
2010 年12 月21 日—2011 年1 月20 日，完成装置草图的设计。

2011年1月21日—4月17日，绘制各零件草图。

2011年4月19日—5月9日，完成个零件图，装配图，撰写设计说明书七、参考文献
1、机械设计手册
2、新材料概论
3、金属物理学
4、铁磁学机械工业出版社冶金工业出版社科学出版社科学出版社
5、铁磁性物理
6、铁杨磁铁物理学
7、磁性材料及其应用兰州大学出版社科学出版社国防工业出版社。