机械制造和自动化毕业论文docx

机械设计制造及其自动化发展方向研究 摘要 本文主要将传统机械设计制造与机械自动化进行比较,提出智能化的特点是现代机械与传统机械在功能上的本质区别。根据机械自动化在各行各业的应用和发展,展示了机械自动化产品的优势和好处。即多功能、高效、高可靠性、节材、节能,不断满足人们生活和生产的多样化需求。 文章从系统的概念出发,将机械技术、微电子技术、自动化技术和超控技术综合应用于化工生产。重点举例说明了锅炉汽包水位的控制以及冷却剂流量和气氨排放的优化控制方案。提出了未来过程自动化控制的主要目标,指出了机械设计、制造和自动化的发展方向。 关键词:设计制造;自动化;产品;发展;方向 目录 第 1 章 前言5 1.1 机械自动化的产生与定义5 1.2 机械自动化科学与技术5 第 2 章 符合设计原则的机械设计、制造及其自动化6 2.1 满足机器功能要求6 2.2 利用先进技术不断创新6 第三章 机械自动化技术在化工生产中的应用8 3.1 锅炉汽包水位控制研究8 3.1.1 单脉冲控制系统8 3.1.2 双脉冲控制系统9 3.1.3 三脉冲控制系统10 3.2 冷却器控制方案研究12 3.2.1 控制冷却液的流量12 3.2.2 控制氨排放13 第 4 章机械自动化系统的优点和好处14 4.1 提高生产能力和工作质量14 4.2 提高使用的安全性和可靠性14 4.3 易于调整和维护,提高性能14 4.4 功能复合,适用范围广15 4.5 改善劳动条件,促进自动化生产15 4.6 节能降耗15 第五章 机械设计、制造及自动化发展方向16 5.1 机电一体化16 5.2 智能16 5.3 模块化16 5.4 联网16 5.5 小型化17 5.6 绿化17 5.7 拟人化17 第 6 章 结论18 参考文献19 第一章 前言 1.1 机械自动化的产生与定义 早在1971年,机电一体化这一术语就发表在日本《机械设计》杂志的增刊上,后来随着机电一体化的发展被广泛使用。美国机械工程师协会在 1984 年将现代机械定义如下:“用于执行动态任务的相互连接的机械和/或机电部件,包括机械力、运动和能量流,由计算机信息网络协调和控制。系统”。与前面提到的机电一体化是一致的,所以可以说现代机械是指机电一体化系统。 1990年代,国际机械与机械理论联合会给出这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思维在产品设计和制造过程中的协同组合。因此,可以说机电一体化是在机械设计、制造和自动化的基础上发展起来的。 1.2 机械自动化科学与技术 机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术的主体,是众多技术学科相互渗透、融合的产物。它是一门正在发展和逐步完善的新兴边缘学科。结构、功能和组成、生产方式和管理体制都发生了巨大变化,使工业生产从“机械电气化”走向以“机械自动化”为特征的发展阶段。 它的发展已成为一门具有自己系统的新学科。随着生产和科学技术的发展,它将不断被赋予新的内容。但其最基本的特点可以摘要为:机械自动化的设计与制造是从系统的角度出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感器检测技术、电力电子技术、接口技术、信息转换技术、软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和组织结构优化目标,实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义实现特定的功能价值,使整个系统最高效。优化的系统工程技术。 需要强调的是,机械自动化技术是基于上述成组技术有机结合的综合技术,而不是机械技术,是与其他新技术的简单组合和拼凑。这就是现代机械和机械电气化的概念。区别。现代机械设计制造的产品,不仅是人与手、四肢的延伸,更是人类感官和思想的延伸。智能化的特点是现代机械自动化与传统机械在功能上的本质区别。 第二章机械设计、制造与自动化设计原理 2.1 满足机器的功能要求 任何一种产品都是为了满足人们的某种需求而开发出来的,都必须具有一定的主要功能,不同的产品具有不同的主要功能。一般来说,它们都可以对输入的材料、能源和信息(所谓的工业三大要素)进行加工处理,并输出具有所需特性的材料、能源和信息。因此,机械自动化系统还必须具备对输入的材料、能量和信息进行处理的主要功能,从而输出具有所需特性的材料、能量和信息。如图2-1所示: 图2-1 机械自动化系统功能框图 如上所述,机械自动化系统是一个综合概念,既包括机电一体化技术,也包括机电一体化产品。作为一个产品,它还包括设计、制造和满足使用要求的特定功能,而功能是由其部件的有机相关结构决定的。 2.2 以先进技术不断创新 产品或系统可以根据其主要功能进行分类。 主要专注于物料搬运和加工。输入的材料、能量和信息被加工,其主要输出位置和形式发生变化的材料系统(或产品)称为加工机器。如各种机床、运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。 专注于能量转换,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,输出机械能的系统(或产品)为原动机。如电动机、水轮机、燃气轮机等。 主要侧重于信息处理、输入信息和能量。主要输出某种信息。数据、图像、文本和声音等产品被称为信息机器。如各种仪器、仪表、计算机、机器及各种办公机械。 机械自动化系统除了上述必要的主要功能外,还应具备其他功能,即动力功能、检测功能、控制功能和结构功能。 基于上述功能组成原理,不仅有利于各种机械自动化产品的设计或分析,也有利于思想的发展,便于创造、发明和创新。例如,根据3种不同的主要功能及其不同的投入,可以组合成9种系统产品。如表2-1所示: 表 2-1 不同主要功能和输入的组合 另外,主要功能不同的加工机构,其运动方式不同,也构成不同用途的机械。例如,金属切削机床是根据工件与刀具的相对运动产生切削动作的原理工作的。因此,工件和刀具的运动方式不同,造成机床的不同。因此,机械自动化的发展空间非常广阔,还有很大的思路空间。我们需要用先进的技术,遵守科学的原理,不断创新,设计和制造一流的自动化产品。 第三章机械自动化系统在化工生产中的应用 在生产过程中,对每个过程的物理量(或过程变量)都有一定的控制要求。一些过程变量直接代表生产过程,对产品的数量和质量起决定性作用。如精馏塔的塔顶或塔釜温度必须在操作压力不变的情况下保持恒定,才能得到合格的产品;加热炉出口温度的波动不能超过内容的限度,否则会影响后段的运行。影响;化学反应器的反应温度必须保持稳定,以使效率达到目标。虽然一些过程变量不会直接影响产品的质量和数量,但保持它们稳定是良好生产控制的先决条件。 3.1 锅炉汽包水位控制研究 锅炉汽包是产生蒸汽的设备,在工业生产中几乎是不可缺少的。保持锅炉汽包的液位在规定范围内是非常重要的。水位过低会影响产气,容易烧坏锅炉。发生事故;水位过高,产生的蒸汽含水量高,影响蒸汽质量。这些都是危险的,所以严格控制汽包的液位是保证锅炉正常生产不可缺少的措施。 3.1.1 单脉冲控制系统 汽包水位的控制方法是控制给水。基于此原理,可以构建如图 3-1 所示的单脉冲控制系统。 图 3-1 滚筒单脉冲控制系统 这里的“脉冲”一词是指一个变量,单个脉冲就是鼓电平。这个控制系统 经典的简单控制系统。当蒸汽负荷突然大幅度增加。

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