大学机械设计相关论文参考范文

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　　机械设计是机械工业中最为重要的环节,机械的产品设计与图纸设计,在一定程度上影响着生产的流程的顺畅性。下文是学习啦小编为大家整理的大学机械设计相关论文参考范文的内容，欢迎大家阅读参考!

　　 大学机械设计相关论文参考范文篇1

　　浅谈机械排烟系统设计

　　摘要：按照工程实践，从合用系统的电气控制、消防联动、系统漏风量明确几个方面进行深入分析。

　　关键词：机械 排烟系统 通风

　　建筑机械通风及排烟系统的控制需由通风专业向电气专业提控制要求，专业的消防公司对此进行编码，才能实现最佳的控制目的，而在设计实例当中，有些通风专业在向电专业提通风和排烟系统的控制要求时，交代的并不清楚或者不专业，从而使专业的消防公司不知如何写消防控制编码，而无法达到实现控制的目标，达不到通风专业的要求。

　　1、合用系统工程设计的一般规定

　　(1)机械排烟系统设计基本要求

　　独立设置的机械排烟系统应满足:横向宜按防火分区设置;竖向穿越防火分区时,垂直排烟管道宜设置在管道井内;室内净高小于等于6m的场所应划分防烟分区;每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2,防烟分区不应跨越防火分区;排烟口或排烟阀应按防烟分区设置,并与排烟风机连锁启动; 防烟分区内的排烟口距最远点水平距离不应超过30m;排烟支管和风机房入口处总管上应设280℃排烟防火阀;排烟风机的风量应考虑系统漏风量等。

　　(2)通风系统设计基本要求

　　对于独立设置的通风系统,设计中只要能满足限制火灾的横向蔓延,防止和控制火势的竖向蔓延即可;其管道布置,横向宜按防火分区设置,竖向不宜超过5层,当管道设有防止回流设施或防火阀时,其管道布置可不受此限制;垂直风管应设在管井内,风管应采用不燃材料制作等。

　　(3)合用系统设计基本要求

　　根据《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)第9. 1. 4条和《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)第8.4. 10条规定:合用系统必须采取可靠的防火安全措施,并应符合机械排烟系统的有关要求。由于通风系统平时风口都是常开的,而排烟系统的排烟口平时是关闭的,只有在火灾时,着火处防烟分区内的排烟口才打开排烟;因此,合用系统的设计,必需满足对通风系统的风口都装设自动控制阀,其电气控制必须安全可靠,保证切换功能准确无误;对系统风量应满足排烟量需要;要保证烟气不能通过其他设备;风管及保温材料必须使用不燃材料等。

　　2、合用系统工程设计中常见问题分析与探讨

　　(1)合用系统电气控制设计常见问题及对策

　　合用系统其工作原理就是在火灾状态下,相关防烟分区的常闭排烟口打开联动排烟风机排烟,同时关闭所有常开通风口;系统能否按要求工作,关键在于系统中常开风口能否有效关闭。根据《火灾自动报警系统设计规范》的相关规定,火灾自动报警联动控制设备的联动控制电源应采用不大于50V直流电源,并首选24V电源(其目的是保证用电安全及控制设备的通用性)。工程中经常遇到由于设计人员对联动控制设备用电负荷考虑不周,只是简单地设计一路24V直流电源来联动大量被控设备,其结果经常造成联动控制失败。

　　(2)合用系统消防联动控制设计常见问题及对策

　　根据《火灾自动报警系统设计规范》的规定,采用火灾报警控制器联动控制的排烟系统,其常规设计要求为任一探测器或手动报警按钮报警,则联动打开本防烟分区的常闭排烟口,通过排烟口或排烟阀开启联动排烟风机启动,这种联动控制方式对合用系统的实际应用极为不妥。理由如下:一是火灾报警探测器的不稳定性以及受环境因素影响,发生误报情况时有发生;二是手动报警按钮常因人为因素被启动,发出假火警信息。

　　这两种常见状况都可能联动控制合用系统,关闭正常送风、空调系统,启动排烟系统,给人们正常工作生活带来不便。由于现实工程中所采用的电动闸阀,大多数是采用电动关闭手动开启(此阀用于通风系统)和电动开启手动关闭(此阀用于排烟系统),若发生火警误报联动,给系统恢复使用带来很大的麻烦,甚至会造成使用单位不得以关闭报警联动控制系统。鉴于排烟系统主要是用于火灾初期的烟气防控,为人员疏散和火灾扑救提供便利条件,而工程实践中已按不大于500m2建筑面积划分了防烟分区(室内高度小于6m的空间),且防烟分区具备一定的蓄烟能力;火灾中排烟系统对一定厚度烟气的排烟效果最佳,若烟气厚度太浅,势必会造成建筑内部大量新鲜空气被吸走,使烟气更加容易扩散。

　　(3)合用系统中排烟风机的风量及系统漏风量的确定

　　大型场所的机械排烟与通风合用系统,每台风机都是通过智能编程担负2个以上防烟分区的排烟,因此排烟风机的风量应按所保护的最大防烟分区面积×120(m3·h-1·m-2)来确定。同时《建规》第9. 4. 8条还规定排烟量应考虑10%-20%的漏风量。对照《建规》的条文解释并综合考虑合用系统的现实状况,笔者认为合用系统的漏风量宜设定为30%-40%为妥。依据有:

　　(1)合用系统通常保护面积较大,系统管道较长,联动控制设备及开口部位较多,由通风转换为排烟时,多余风口与风道难以同时关闭,系统风力损失与漏风量较单一系统大;

　　(2)现阶段国产常闭排烟口与电动闸阀大多存在密封性能不高,电动控制动作难以保证有效关闭到位;

　　(3)实际工程测试中,通过单一排烟口联动风机,除打开的排烟口外,对其他处于关闭的风口测试,都不同程度存在漏风现象,有的甚至因产品质量问题,风口处于虚假关闭状态,造成系统有效排烟量不足。因此,对合用系统排烟风机的风量计算,应把系统漏风量确定为实际排风量30% -40%更为稳妥。

　　3、结束语

　　大量数据表明，机械排烟机通风合用系统因经济适用，被很多地方建设单位和设计人员所选用，其火灾过程中产生的大量高温有毒烟气是引起人员伤亡的直接原因，所以，对建筑中的防排烟系统的设计和运行状况进行实测和评价，显得尤为重要。希望本文提出的观点，对保证实用功能和消防安全发挥作用。

　　参考文献:

　　[1]中华人民共和国公安部.GB50045-95(2005年版) 高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2005.

　　[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[S].北京：中国建筑工业出版社，1994.

　　[3]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].

　　[4]GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范[S].

　　 大学机械设计相关论文参考范文篇2

　　浅探单轨道运输车机械系统设计

　　摘要：提出一种单轨道运输车机械系统的设计方案。针对如何让运输车在单条钢轨上保持平动而不转动和保持轮轨之间的横向夹持等技术问题，设计了利用PID控制算法对车斗进行自平衡控制的液压伺服控制系统和利用伺服反馈方式进行夹持控制的液压控制系统，并结合实际工况从功能上验证了机械系统设计的正确性和可行性。

　　关键词：单轨道 横向夹持 自平衡控制 液压系统

　　1 前言

　　在地震等灾难过后，铁轨往往会发生变形扭曲，火车便不能成为运输救援物资的工具，而对于一些交通不发达而主要靠铁路运输的灾区，铁路干线的损坏对救援等会造成极大的阻碍，因此需要设计一种只靠单轨道便能运行的运输车来解决这种难题。

　　从古今中外看来，并不乏一些单轨运输工具的实际应用。1903年，英国人布伦南(Brennan，L)在吉林汉姆(Gillingham)创造了第一台用陀螺稳定的单轨火车，车体仅靠车厢里安装的两只陀螺维持竖立状态，但陀螺一旦停转车厢就要倾覆;我国第一条城市单轨铁路——重庆跨座式单轨交通列车也是整车跨在单条宽轨上运行;单轨悬挂式列车在德国、日本等国均得到了广泛推广使用;另外一种是单轨道载客台车，运输车上的驱动齿轮与带有齿条的轨道相啮合，实现整车在一条轻便轨道上行驶。

　　然而对于单铁轨列车，如何保持车平台在一条铁轨上的平动而不转动和如何保证车轮和铁轨之间的横向夹持等一系列的技术难题长时间阻碍了其推广应用，也是现如今急需解决的问题。基于此，提出了一种全新设计的单铁轨运输车的机械系统，弥补了技术上的空缺。

　　2 整车结构

　　单轨道运输车外形设计主要包括驾驶室、下车体和车斗。其中，车斗跟下车体之间以铰接形式相连，即车斗可绕下车体左右旋转，同时下车体还通过两侧的液压缸与车斗相接，两侧的液压缸可通过协调伸缩控制车斗旋转，使车斗重心保持与轨道线相交。

　　图1中的单轨道运输车的主要内部结构包括动力装置、飞轮组、齿轮组、轨道夹持机构、支撑液压缸和轮子等。其中动力装置包括发动机和液压泵，由发动机驱动飞轮旋转，保持下车体在轨道上的稳定，发动机同时还驱动车后轮;由于铁轨连接处会有铁板镶嵌在侧边并用铆钉固定连接，因此轨道夹持机构在平移过程中不能从轨头至轨底完整夹持，而只能夹持轨头部分，所以设计采用了轨头两侧分别由液压缸同步夹持的方案，同一侧的液压杆焊接在带有滚轮的夹持板上，加紧后滚轮可紧靠在轨头侧壁滑动。

　　从整车结构来看，将整机设计成两节，目的在于当车斗发生偏斜时，利用车斗和下车体之间的液压缸的自平衡控制使车斗绕下车体旋转来调整车斗重心，下车体偏斜得以校正。相比整车一体化的设计，车斗自平衡控制为整车的平稳运行提供了更可靠的保障。

　　3 机械控制系统

　　整机的机械控制系统主要包括轨头液压夹持控制系统和车斗自平衡控制系统，整机液压系统由同一内燃机驱动液压泵提供动力，两分系统均采用伺服阀进行伺服反馈控制，控制精度高。

　　轨头液压夹持控制系统主要包括减压阀、电磁换向阀、三位三通伺服阀、蓄能器、伺服放大器和轨头夹持机构等。减压阀用于保持轨头夹持力，而当车体失去动力时由蓄能器为夹持液压缸提供动力以防止发生整机倾翻。轨头夹持机构包括两侧夹持液压缸和夹持板，夹持板上安装滚轮和压力传感器。

　　车斗自平衡液压控制系统由二位二通伺服阀、伺服放大器、两侧液压缸和陀螺仪等组成，同一侧侧的液压缸均同步运动，其中一侧液压缸的无杆腔与另一侧的有杆腔相通，从而实现了两侧液压缸伸缩不同步的设计要求。

　　3.1 车斗自平衡控制系统

　　除了利用飞轮的机械方式对下车体进行平衡控制，还采用PID控制算法对支撑液压缸的伸缩进行控制，以达到时刻保持车斗平衡的目的。此控制过程为反馈控制过程，控制精度高。

　　反馈控制过程是：安装在车斗上的陀螺仪对车斗的姿态信息进行准确测量，并将检测信息通过A/D转换发送给微处理器，微处理器再结合PID算法程序将正确的姿态调整信号发送给伺服阀，伺服阀通过调整进出口的位置和流量，进而控制两侧支撑液压缸的协调伸缩，使车斗重心时刻保持与铁轨线相交，车体不会出现倾倒，其控制方式和流程如图2。

　　3.2 轨头夹持控制系统

　　在运输车运行过程中，既要防止夹持过紧导致滚轮与轨头摩擦过大引起前行困难，又要防止夹持松动致使整车偏倒，因此在两侧夹持板各安装压力传感器，微处理器根据两个压力传感器的反馈信号，持续不断地调整阀芯的位置，控制两侧液压缸同步输入或输出流量，从而使液压缸夹持力稳定在设定范围内，该过程控制方式和流程如图2所示。

　　4 结语

　　(1)本单轨运输车的设计采用内燃机作为原动机，以及采用液压驱动方式，解决了轮轨横向夹持困难的问题，同时利用PID算法进行车体自平衡控制解决了车体侧翻的问题，提高了控制的可靠性，也从技术应用上证明了设计的可行性。

　　(2)该机械控制系统的夹持力调节控制和维持车斗重心稳定控制均采用电液伺服控制方式，其控制精度高，响应速度快，提高了液压系统的响应速度。

　　(3)从设计和技术应用角度提出了单轨道运输车机械系统的设计方案，从功能上验证了设计的正确性和可行性，为以后从机械控制系统运行可行性分析提供了更可靠的技术依据。

　　参考文献：

　　[1] 陈淑梅.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

　　[2] 邹慧君.机械系统设计原理[M].北京：科学出版社，2003.

　　[3] 王茁，李颖卓，张波.机电一体化系统设计[M].北京：化学工业出版社，2005.

　　[4] 战廷文，张学峰，刘长乐，等.单轨运输车应用现状[J].林业机械与木工设备，2008，36(12)：45-47.

　　[5] 刘延柱.单轨火车趣谈[J].力学与实践，2009，31(4)：98-100.

　　[6] 刘玉善，战廷文，朴尊吉，等.森林多功能单轨车的结构分析[J].林业机械与木工设备，2011，39(11)：14-16.