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機(jī)械本科論文

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  在我們的生產(chǎn)生活中,適當(dāng)?shù)氖褂脵C(jī)械能夠有效地減少對(duì)人力資源的消耗,大大的提升了工作的效率。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的機(jī)械本科論文的內(nèi)容,歡迎大家閱讀參考!

  機(jī)械本科論文篇1

  淺談故障樹分析法在工程機(jī)械維修中的應(yīng)用

  當(dāng)前,工程機(jī)械得到了廣泛的應(yīng)用,作為大型項(xiàng)目施工的工具和設(shè)備,其在我國(guó)的各地的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面發(fā)揮著極其重要的作用,但也常常發(fā)生故障,對(duì)于施工質(zhì)量和施工進(jìn)度造成影響,基于此,對(duì)發(fā)生故障的工程機(jī)械進(jìn)行及時(shí)維修很重要,針對(duì)此,基于工程機(jī)械維修可靠性方面的考慮,本文探討了故障樹分析法在工程機(jī)械維修中的應(yīng)用。

  1 故障樹分析法及其特點(diǎn)、流程

  FTA即故障樹分析法,最早由美國(guó)貝爾電話研究所H.A.Watson于1961年提出,借助于分析可能造成系統(tǒng)故障的各個(gè)因素,將其對(duì)應(yīng)的故障樹畫出來,繼而對(duì)系統(tǒng)失效原因及組合方式進(jìn)行確定,得出其具體的發(fā)生概率,在此基礎(chǔ)上,將系統(tǒng)故障概率計(jì)算出來,實(shí)施針對(duì)性糾正,促使對(duì)應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性得以提高,即為故障樹分析法[1]。

  從其特點(diǎn)看來,主要表現(xiàn)為以下方面[2]:

 ?、賹?duì)單因素和多因素故障都可分析,且可對(duì)故障實(shí)施定量、抑或是定性分析;

 ?、趶恼w各系統(tǒng)到零件,從大系統(tǒng)到小系統(tǒng),都可進(jìn)行分析;

  ③可借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),因?yàn)槭腔谶壿嬮T構(gòu)成的邏輯圖,具備了診斷高效、簡(jiǎn)單直觀及、易更新知識(shí)庫(kù)的特點(diǎn)。

  就其運(yùn)用的流程來看,首要的是對(duì)邊界條件初始條件的定義,在此基礎(chǔ)上,對(duì)頂事件進(jìn)行定義,并結(jié)合此進(jìn)行故障樹構(gòu)建,完善后,即可實(shí)施針對(duì)性的定性分析,最終的步驟是輸出診斷結(jié)果,結(jié)合此實(shí)施對(duì)應(yīng)維修等。

  2 故障樹基本事件和符號(hào)、定性分析

  基本事件及對(duì)應(yīng)意義,見表1。

  對(duì)應(yīng)的故障樹基本符號(hào)及意義方面,見表2。

  3 定性分析

  綜合看來,當(dāng)同時(shí)發(fā)生幾個(gè)底事件的前提下,方能引發(fā)頂事件發(fā)生,對(duì)應(yīng)的,定義這幾個(gè)底事件構(gòu)成的集合為的割集,基于此定義,每個(gè)割集對(duì)應(yīng)的一種故障情況。

  上述情況外,存在某一個(gè)割集去掉任意一個(gè)底事件的基礎(chǔ)上,將不再是割集的情況,需針對(duì)性定義此割集為最小割集?;诖?,可看出系統(tǒng)故障樹包含的所有最小割集,皆為系統(tǒng)發(fā)生故障所有模式或種類的代表。

  基于此,尋找系統(tǒng)的全部最小割集,顯然是故障樹定性分析的目標(biāo),借此來完善工程機(jī)械故障診斷[3]。

  與割集和最小割集相反,還可進(jìn)行路集和最小路集的定義。頂事件會(huì)因?yàn)閹讉€(gè)底事件集合均不發(fā)生而不發(fā)生,這樣可設(shè)定多個(gè)底事件的集合即為路集,與上述相似,去掉某路集中一個(gè)底事件,將會(huì)出現(xiàn)該路集不再是路集的路集的情況,則稱其為最小路集,類似于上述的最小割集,系統(tǒng)保證頂事件正常工作時(shí)的全部可能途徑,即為其意義,是研究的重點(diǎn)。

  4 故障樹分析法的數(shù)學(xué)表達(dá)

  結(jié)合分析需要,設(shè)n個(gè)底事件構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng),y 為頂事件的狀態(tài)變量,并定義底事件的狀態(tài)變量為Xi(i=1,2,...n),這樣,當(dāng)事件發(fā)生時(shí),取值對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量為0,由此可得出,y是底事件狀態(tài)變量Xi的函數(shù),表示為:

  y=f(X1,X2,...Xi,...Xn)。

  根據(jù)上述內(nèi)容,若某底事件集合X中,Xi即其狀態(tài)變量均等于1的情況下y也等于1,這樣,可得X為一個(gè)割集,從而當(dāng)無法找到一個(gè)割集Xi完全屬于X,則可以得出其X為最小割集,并按照下式進(jìn)行頂事件狀態(tài)變量y值取值:

  對(duì)于工程機(jī)械故障診斷而言,尋找系統(tǒng)的全部最小割集顯然是實(shí)施定性分析的目標(biāo),所以筆者只討論了和說明了割集和最小割集的數(shù)學(xué)表達(dá)。

  5 實(shí)例應(yīng)用分析

  新時(shí)期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,作為現(xiàn)代工程機(jī)械的重要?jiǎng)恿碓?,柴油機(jī)運(yùn)用范圍較廣,占據(jù)著工程機(jī)械維修總量的較大份額,本文涉及到的案例為Caterpillar C6.6 ACERT 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī),將對(duì)其工程機(jī)械維修中運(yùn)用故障樹分析法進(jìn)行分析。

  設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)為該柴油機(jī)故障的具體表現(xiàn),繼而將頂事件設(shè)立為“發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)”,這樣,即可建立故障樹,如圖1所示。

  結(jié)合上圖可得,共有17個(gè)頂事件對(duì)應(yīng)的底事件。依次是X17,基于此,結(jié)合故障樹邏輯關(guān)系,我們可得出共有16個(gè)最小割集,依次為:

  [可根據(jù)故障樹提供的邏輯關(guān)系,結(jié)合給出底事件的發(fā)生概率和公式(3),即可將頂事件的概率求出。

  6 結(jié) 語(yǔ)

  綜上所述,在工程機(jī)械的維修方面,借助于故障樹分析法,可以清楚、全面地對(duì)造成故障的可能一一列出,借助于相應(yīng)的定性分析,可以發(fā)現(xiàn)潛在的故障等等,在工程機(jī)械維修中具備了廣泛的應(yīng)用前景,應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行有效運(yùn)用,以此提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量等。

  機(jī)械本科論文篇2

  試論機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)

  液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)是一種流體傳動(dòng)與控制技術(shù)有效結(jié)合的先進(jìn)技術(shù),其主要包括動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件[1]。該系統(tǒng)采用液體作為能量傳動(dòng)以及控制的有效介質(zhì),并由元件回路控制對(duì)能量進(jìn)行傳遞。目前該系統(tǒng)已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,特別是機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域已離不開液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的大量使用,其也促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展,因此研究液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的實(shí)際應(yīng)用情況意義重大。

  一、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

  1.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

  液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下4點(diǎn):首先是功率高,液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要由動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相比,這種系統(tǒng)的液壓機(jī)械傳動(dòng)功率相對(duì)較大,同時(shí)這種系統(tǒng)引入了微電子技術(shù),使得該系統(tǒng)的功能集成化程度高,可在較小空間內(nèi)達(dá)到功率有效控制。其次是小型化,這是由于液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的各元件高度集成化的特點(diǎn),使得該系統(tǒng)小型化、輕質(zhì)化發(fā)展。同時(shí)由于系統(tǒng)內(nèi)部各元件的相互協(xié)作性較好,也使得該系統(tǒng)可操作程度高,可針對(duì)不同的工作要求進(jìn)行有效的液壓機(jī)械傳動(dòng)。

  接下來是穩(wěn)定性好。這種液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用可將機(jī)械工作過程中產(chǎn)生的熱量通過液壓油流動(dòng)傳遞,可有效降低系統(tǒng)溫度,避免系統(tǒng)局部過熱的情況,進(jìn)而保證機(jī)械的使用穩(wěn)定性。同時(shí)由于上述原因,該系統(tǒng)也可用于低速重載條件的液壓機(jī)械傳動(dòng)。最后是自動(dòng)換擋功能,為了使得操作人員根據(jù)相關(guān)要求對(duì)機(jī)械進(jìn)行簡(jiǎn)便靈活操作,提高機(jī)械工作效率,可使用這種液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動(dòng)換擋功能,可根據(jù)實(shí)際工作條件和機(jī)械運(yùn)行要求的不同進(jìn)行有效的擋位自動(dòng)調(diào)節(jié),方便操作人員進(jìn)行工作裝置的操作,不要考慮擋位操作的問題,可降低機(jī)械工作中的操作失誤概率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械的工作效率。

  2.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)

  液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要包括以下5個(gè)方面:首先是液壓系統(tǒng)漏油問題,這是液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的重要缺點(diǎn)之一,其嚴(yán)重影響整個(gè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和正確性。這種液壓系統(tǒng)漏油問題使得液壓機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比率波動(dòng)性大,達(dá)不到相關(guān)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制要求,嚴(yán)重影響液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和傳動(dòng)控制的正確性,該缺點(diǎn)也會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械工作狀態(tài)造成不利效果,使得機(jī)械工作效率低,同時(shí)由于這種原因,該系統(tǒng)不適宜長(zhǎng)距離傳動(dòng)。其次是溫度變化問題,通常系統(tǒng)內(nèi)的溫度變化會(huì)直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性。這種液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)溫度要求較高,當(dāng)系統(tǒng)溫度升高時(shí),系統(tǒng)內(nèi)的液體粘度發(fā)生變化,使得系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性也隨之改變,進(jìn)而影響機(jī)械的工作穩(wěn)定性。

  因此該系統(tǒng)運(yùn)行過程中應(yīng)對(duì)溫度變化進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控,防止機(jī)械運(yùn)行因溫度變化造成的偏差問題。再次是故障的檢查和排除難度大,液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的故障檢查和排除工作量和難度較大。該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),液壓元件運(yùn)行產(chǎn)生的金屬粉末容易引起機(jī)械設(shè)備故障問題,而系統(tǒng)外的粉塵的大量附著到機(jī)器設(shè)備上,也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。對(duì)于系統(tǒng)而言,這些金屬粉末和粉塵通常是不可避免,其也增加了故障的檢查和排除工作量和難度。最后是清掃工作,實(shí)際運(yùn)行時(shí),液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)容易由于一些外界因素干擾,使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行結(jié)果得不到保障,因此需要在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行前進(jìn)行全面的清掃工作,盡可能的避免外界因素對(duì)系統(tǒng)的干擾。

  二、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的具體應(yīng)用

  1.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

  根據(jù)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的高度集成化特點(diǎn),其可有效滿足不同行業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的規(guī)模、功率、精度和工作效率的嚴(yán)格要求。而小型化、輕質(zhì)化的特點(diǎn)也使得該系統(tǒng)可應(yīng)用在不同施工環(huán)境和施工條件。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域,液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)自身特點(diǎn)有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的不足,同時(shí)該系統(tǒng)的大量應(yīng)用可降低機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的難度,提高機(jī)械制造精度和縮短制造周期。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)將自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域,其可加快機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化進(jìn)程,同時(shí)自動(dòng)化也是未來機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的研究開發(fā)的重要方向[2]。這種應(yīng)用可有效控制產(chǎn)品質(zhì)量以及提高生產(chǎn)效率,實(shí)際滿足機(jī)械產(chǎn)品的行業(yè)需求。目前液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用在國(guó)防、農(nóng)業(yè)、冶金和煤礦等眾多行業(yè)。

  2.液壓傳動(dòng)無級(jí)變速器

  機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,可采用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)其速度的有效控制,也就是無級(jí)變速技術(shù)。一般而言,該液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行需要使用變量泵以及定量馬達(dá)。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí),通過發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力分離,其中一部分順著離合器傳送給行星架,而另一部分則是經(jīng)過液壓系統(tǒng)到達(dá)太陽(yáng)輪,這兩部分動(dòng)力通過差動(dòng)輪系部分進(jìn)行有效合成后,再通過差動(dòng)輪系的齒圈對(duì)外輸出。通常實(shí)際機(jī)械工作前需要斷開離合器C1,同時(shí)閉合C2,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的全部動(dòng)力進(jìn)入液壓系統(tǒng),從而保證機(jī)械的正常啟動(dòng)。而機(jī)械實(shí)際工作時(shí),離合器C1閉合而C2斷開,采用控制系統(tǒng)將液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速降至0,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有動(dòng)力通過機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行有效傳遞,其可提高機(jī)械工作過程中的動(dòng)力傳遞效率,并對(duì)系統(tǒng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行合理調(diào)整,進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)械工作的輸出速度,保證系統(tǒng)在不同速度下的正常運(yùn)行,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的無級(jí)變速。目前這個(gè)液壓傳動(dòng)無級(jí)變速器已實(shí)際應(yīng)用在裝載機(jī)和推土機(jī)上,該裝置運(yùn)行效果良好,可大量應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域。

  3.純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)

  目前機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中,純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)是液壓傳動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一,該系統(tǒng)是科技進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)的結(jié)合產(chǎn)物,其是一種新型的液壓傳動(dòng)技術(shù),其采用純水作為能量傳動(dòng)以及控制的有效介質(zhì),這是該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。與液壓油相比,純水價(jià)格便宜、制備簡(jiǎn)單以及來源廣泛,可有效降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本,從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。冶金、煤礦等特殊行業(yè),對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)要求較高,常規(guī)的液壓油泄漏容易引起火災(zāi),這嚴(yán)重威脅著企業(yè)的安全運(yùn)營(yíng),而純水具有良好的阻燃性,可防止液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)液壓油泄漏引發(fā)的安全問題。與礦物型的液壓油相比,純水的壓縮系數(shù)較低,使得純水的壓縮損失相對(duì)較少。同時(shí)常規(guī)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的液壓油泄漏問題,會(huì)對(duì)水體和土壤造成嚴(yán)重的污染,這也制約著冶金、煤礦等行業(yè)綠色化、可持續(xù)化發(fā)展,而采用純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng),其可造成的環(huán)境污染程度較低。

  目前純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)已在一些行業(yè)得到實(shí)際應(yīng)用,該系統(tǒng)污染小、成本低等特點(diǎn)符合我國(guó)相關(guān)行業(yè)環(huán)境保護(hù)要求,其也是常規(guī)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的代替技術(shù),因此純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)作為機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究對(duì)象,該系統(tǒng)的研究開發(fā)以及實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。

  三、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用存在的問題

  液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用的技術(shù)成熟度的不斷提高,也促使著該系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域,其不僅可以降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也可有效控制相應(yīng)的企業(yè)運(yùn)行成本。但是當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用還存在一些問題,其中較為突出的問題是當(dāng)前我國(guó)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)使用的各種元件基本需從國(guó)外進(jìn)口,如動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等。

  與發(fā)達(dá)國(guó)際相比,我國(guó)制造的元件在強(qiáng)度和精度方面均較為落后,而系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)需要這些元件的相互協(xié)作才能完成相關(guān)工作,因此這些元件的質(zhì)量嚴(yán)重影響著整個(gè)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的完善性和功能性。如這些元件的質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求,可能造成系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定和低功能性。因此為了實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,需要對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的各種元件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并通過國(guó)外技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新,保證相關(guān)元件的強(qiáng)度和精度達(dá)到系統(tǒng)要求,有效提升相關(guān)元件的功能性和適應(yīng)性,優(yōu)化和改善液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,從而帶動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的深入發(fā)展。

  四、結(jié)語(yǔ)

  通過本文對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的闡述,以及該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況和存在的問題的分析來看。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)作為一種新型的液壓傳動(dòng)技術(shù),其可有效的提高機(jī)械的工作效率和能源利用率,保證機(jī)械工作質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。目前該系統(tǒng)已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,但是應(yīng)用過程中仍存在一些問題,隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷完善以及這些問題的及時(shí)處理,液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。

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