现代机械设计制造综述

现代机械设计制造综述

1宋具辉 ,河通讯作者,任文刚

北工程大学机械与装备工程学院 河北邯郸  056038

河北工程大学信息与电气工程学院  河北邯郸 056038

摘要：机械产业，也被称为机器制造，是其它经济领域的一种生产方式，是所有经济领域的发展之基。所以，机械工业的发展水平就成了衡量一国工业化的一个主要指标，而机械制造技术的革新则是机械生产发展的技术依据和推动力。

关键词：机械设计；制造

引言

在现代机械的设计中，艇库门具有特殊的象征意义，以下就以一家企业的艇库的闸门作为例子，来进行说明。

某企业艇库舱门打开宽55米，通过推拉式打开、封闭，共有8个舱门，4条导轨，并采用电动双向开闭。正门的设计尺寸为55米×39.5米（宽×高），正门为上部导轨，下部受力。闸门由门扇，下轨道，上轨道，传动机构，控制系统，安全装置，防倾覆减震系统等构成。

1、门扇

1.1骨架

1.1.1门扇骨架设计思路

本公司在对该门进行了多年来对其进行机械加工的基础上，对其框架材料进行了初审，并对其进行了初步的设计。对闸门的载荷进行了全面分析，其中既有风力荷载、闸门自重荷载和震动荷载，也有对闸门紧急停车和停电时的牵引荷载。

1.1.2骨架选材

(1)所测得的钢筋拉伸强度与其屈服强度之比不得低于1.2；

(2)钢筋必须具有显著的屈服阶段，其延伸应该在20%以上；

(3)钢铁材料具有较好的焊接性能和较高的冲击韧度；

上述钢必须具备抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯以及碳、硫、磷含量的合格保障，其材料和机械特性必须达到国家现有的标准。

1.1.3骨架表面处理

外观设计：骨骼的抛光质量为 SA2.5，整体防腐涂料的厚度为260毫米，涂料的主要性能指标为：

a.在部件的锈蚀处理完毕后，马上涂上防腐蚀漆，与之相匹配的防腐蚀漆的干燥薄膜的厚度应该不低于260μ m。对每一种涂料的具体需求：1）底漆环：在75μ m以下的基础上，采用不少于50%的固相涂料；(2)中间漆：中涂层具有125μ m的中涂层和不低于70%的固相组成；(3)面漆：表面涂料的涂布层厚为60μ m，根据施工需要的色彩，固相不低于60%。

b.各密封部件的两端均须密封，如不能密封，则须用密封垫防止管道内部生锈。加工完毕后，对零件进行喷砂处理，以保证钢板的表面有明显的金属光泽，并对内部零件进行处理，达到S21/2级的标准。

c.全部装配好的钢架部件，其抗腐蚀涂料的使用寿命必须达到25年或更长。

1.2面板系统

在1.2米之下，大门使用的是聚氨酯面板，其厚度为50 mm，在1.2米至3.3米使用的是5 L+1.52 PVB+5 T (L：为双银钢化Low-e; PVB：为夹胶）。在使用过程中，要根据《建筑玻璃应用技术规程》中规定的要求，选择合适的玻璃，使其具有较好的透光性能和较高的安全性能。超过3.3 m使用50毫米厚度1000毫米的氨基甲酸乙酯板。50 mm PU片材的 K值系数为0.41 W/(m2. k)<2.0 W/(m2. k）的综合选择条件。

1.3通行小门

通行小门采用的是大门风格设计，具有良好的视觉效果，小门配备了闭门器和有关的使用指南，在小门打开时，大门不能开合，避免了发生安全问题。

2、下轨道

2.1主轨道

(1)滚压后，轨道应该是平直的，没有明显的弯曲和扭曲。轻轨和轻轨的部分弯曲和扭曲以及它们的校正变形量，轨端面的倾斜等，都不能超过规范的要求。

(2)轨道的外表面必须干净平整，不得有裂缝，结疤，刮伤等不良现象；它的端部没有收缩的迹象，也没有分层等现象。轻重轨道总体上所容许出现的各种裂纹以及它们的几何尺寸大小，都不会超出规范要求[1]。

2.2排水装置

排水装置采用了防外来物质阻塞的措施，并经过了热镀锌。

2.3护边角钢

护边的角钢是由热轧的异形钢板制成，并在外部进行电镀。

2.4轨道连接槽钢

轨道连接槽钢采用16号槽钢，为减小因地表浇注不当而引起的道床应力不均，在道床上设置了调整垫。

3、上轨道

主要轨道为H300*200*8*12型，轨道与上部联结装置为可调整式，上轨道在结构上的合理布置，使上部导轨在结构上有较大的容差。

4、传动机构

4.1传动机构的组成

传动机构分主动轮，离合器，马达减速器，从动轮。闸门驱动装置为链式驱动装置，其优势在于：当两个轮子之间有一定距离时，能够实现对动量、功率的传输；能适应速度慢、重量大、温度高、粉尘多的工况；可确保精确的齿轮齿数比，输出动力大，对轴受力低，齿轮传动效率高。驱动装置为二次驱动，在没有电力供应的情况下，可通过人工操作模式来开启和关闭闸门。

4.2上导向轮

上部导轮为带副托架的设计，可增加导轮的轴力，提高闸门的安全性。

5、密封装置

门的气密性和防水性均达到4级。门扇与门洞两侧门框以及与门扇之间缝隙，密封性良好，具有重要的实用价值。

侧、下、中三个密封均使用高质量的 EPDM，上密封使用的是尼龙的毛刷，毛刷的根部不应低于10 mm。

6、控制系统及安全装置

与传统的开环相比，该系统的优点是对闸门的限制和操作的平滑度可以得到更精确的控制。

6.1大门供电控制

门电源由入口的滑触线上方提供，门的线路为桥式，滑触线为单独电源，每个门的电源为单独电源，这样既便于使用者操作，又便于维修，确保门的正常运行，又便于滑触线的检测与维修。

6.2变频调速，缓启缓停

闸门运转速率由变频调速调节，可实现缓慢启动和缓慢停止。变频调速器的斜坡平稳调节可通过程序设置，使变频调速器斜坡上升和下降时间值变化，从而使闸板驱动器缓慢启动和停止。闸门的转速为6-20 m每分钟。

6.3多重保护，安全装置

门体的行程限位被设定成了多种保护方式，在每扇门体上都使用了接近开关，它的行程减速、限位、超限位保护功能，它还拥有红外保护和相对位置传感器，以保证大门的安全运转。在每个门上都设有声光报警装置，同时还可以为每个门都提供消防联动接口、过流、超载保护、接地保护。在每一扇门的两边都有一个气袋，在门的两边都有一个溢流防护系统[2]。

7、防倾覆装置

因为大门的高度很高，而且比较厚，所以在遇到紧急刹车和大风荷载等一些特定的条件下，会有可能会出现倾斜的趋势，所以在对大门进行设计的时候，我们对其进行了抗倾覆阻尼的设计，以避免在紧急情况和大风荷载作用下，大门会出现倾斜的现象。在门框的上部设有抗翻减震机构，并将钢索通过该减震机构安装在正门的门孔的上部。

8.结语

机械设计师的思维应该与时俱进，遵循有关的机械设计标准，更好地把握新时代下机械设计产业的快速发展和相应的变革，不断地提高自己的学习能力，提高自己的知识面，从而在机械设计中展现出自己独一无二的设计风采，为机械产业的发展和繁荣作出自己的努力。

参考文献：

[1]张仕娥，缪芸芸.基于卓越计划的机械设计制造及其自动化专业实施探讨[J].人才培养，2013（10）：102-103.

[2]陈静.机械设计技术的发展现状与趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2011（15）：26-28.