机电一体化机械设计范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了机电一体化机械设计范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

机电一体化机械设计

机电一体化机械设计范文1

关键词:机电一体化;机械系统;设计

1机电一体化的特点分析

1.1安全性高

工程项目中,机电一体化技术的应用价值较高,相关产品具有性能高、功能全的优势,同时还可以进行监视、报警、自动保护等操作。设备运行中,一旦发生异常问题,系统相关部分可及时进行自我保护,避免人员、设备等受到损坏,整个设备运行的安全性大幅提升[1]。

1.2生产能力强

机电一体化设备应用中,可及时进行信息自动处理和控制,具有较高的控制精度,同时检测灵敏度可满足要求。机电一体化系统一般包含控制元件,设备运行中,相关作业人员需要结合运行条件进行系统启动,设备可根据要求完成对应指令,做出相应规定性动作,可充分保证产品的生产效率,避免产品性能不达标等状况的发生。此外,引入自动化技术之后,整个系统的应用价值大幅提高。

1.3使用价值高

机电一体化设备可及时进行数字显示,还具有程序操控的智能,可避免过多按钮、手柄的设置,人性化程度更高。此外,机电一体化技术可多次重复操作,如果设备较为先进,可自主选择控制程序,降低了操作人员的工作量。

2机电一体化机械系统的设计

2.1原则分析

为了保证机械系统的设计满足要求,需要遵循如下设计原则:①高精度。作为机电一体化产品,必须保证产品精度满足设计要求,方可将优势充分发挥出来。如果机械系统设计精度不够,极易引发产品不合格的状况。相关零部件的尺寸、精度等均需满足评判标准;②稳定性高。机械系统的设计中,需要考虑设备使用寿命、使用效率两方面要求,提高产品性能参数的管理,避免稳定性差引发的危害。一般机械系统的子系统较多,需要考虑各部分机械振动的频率、摩擦系数等要素,提高零部件尺寸的优化,保证整个系统朝着质量轻、体积小的方向发展[2]。

2.2设计流程

1)动力零部件的设计。作为机械系统中的关键部分,动力元件需要引起足够的重视,动力元件一般是由计算机信息网络协调控制的,可为各传导部位提供动力支撑作用。动力元件包括发电机等设备,科技进步带动系统动力元件朝着更加智能化、自动化的方向进步,可避免人力资源过渡浪费[3]。

2)传动元件的设计。一体化系统中传动元件主要承担传导的角色,可将计算机指令翻译成机器可识别的信息,从而指导其进行相应工作。传动元件一般包括两方面:传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高,体积小、重量轻、噪音低,还可以满足机械系统的伺服性能,是稳定性非常好的传动元件。

3)机械系统的性能分析。立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构,确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件,配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。机械系统的性能对产品性能具有极大影响,高性能的产品方可保证设备具有较长使用寿命,整体灵敏度、耐磨程度等可满足预期要求。

3发展方向分析

首先,系统逐渐朝着智能化方向发展。智能化需求一般需要建立在扎实的理论基础之上,将人工化、动力学、自主决策等技术融入到设计工作中,并加强相关软件的开发,加强芯片技术、模糊技术的应用研发。通过对产品控制系统的智能化处理提高整体性能。其次,系统化发展。该特点是建立在系统结构模式化、开放化的需求之上,内部可进行动态调整,对产品控制管理具有极大意义,同时通信功能强,包括RS232、RS485等格式。机电一体化技术将设备和人的思维进行有效结合,提高了设备使用对象的精确化管理,发展层次更高,具有仿生学的特点。然后,网络化,网络技术是当下较为常见的方法,对经济全球化具有积极影响。机电一体化技术应用中,需要加强网络化技术的应用,在网络环境中进行合理的远程监控、安全监控,方可更加高效的利用当下新技术。最后,机电一体化机械系统正朝着微型化方向发展。现阶段,新型材料、纳米材料的应用逐渐增多,导致电机体积也逐渐减小,加强新技术的开发应用具有重大意义。其应用范围包括:微型机器人、微型传感器等。增加识别装置的低成本、微型化方向研发可极大程度的提高该系统的应用范围。

4结束语

机械系统设计中,相关设计人员需要在满足机械可靠性的前提下进行设计,充分发挥设计优势。这是提高机械产品运行质量,发挥运行效益的基本方法,对未来发展规划具有重大现实意义。此外,还需要加强机电一体化相关人才的培养,保证其可快速适应生产要求。

参考文献:

[1]魏娟.机电一体化及其机械系统的设计特点[J].煤矿机械,2014(7):17-19.

[2]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016(7):64-65.

机电一体化机械设计范文2

【关键词】机械设备;机电一体化;改造

引言

20世纪70年代时机电一体化在日本被提出,一经提出就得到行业和社会的广泛认可和高度支持。当代在为机电一体化设置系统功能的时候,就已经全方位的进行了测试,流程规范并且能够在达到客户满意度的同时,达到数据精确化。机电一体化主要是机械技术与电子技术相结合后提出的一项新的技术。同时机电一体化得到许多方面的技术精化,如微电子技术、数字化操作理念、机械制造技术等,在这些技术相结合的情况下给工业生产带来了新的改变。迎来了机电一体化发展进步的新局面。

1机电一体化的现状

机械加工过程中,传统的机床如果能够使用电子技术控制,那么将适应更多的生产需求。大量的复杂零件制造,以及多品种商品生产效率低下等问题都会得到解决。并且能够有效的节约生产成本,缩短生产时间。在社会的不断进步发展中,机电一体化已经自成一体,为社会的生产生活提供着便利。

1.1改造机电一体化的必要性

目前我国科技和工业技术不断增强,但传统的机电一体化不够支撑快速发展的经济,机电一体化急需加快进程。且机电一体化发展在不同的区域之间存在较大差异。有些发达地区机电一体化技术甚至可以达到国际水准,但在某些落后地区,却由于技术的不完善,导致机床工作效率低下。由于机械加工设备价格高昂,部分中小型的企业难以承担购买资金,数控机床的使用难以实现,在某些落后地区,不得不承担技术不完善,导致的机床工作效率低下。这就需要国家进行相关的技术和设备扶植,以优化生产结构,平等分配资源。然而当企业换置了数控机床后,原本的传统机床闲置,又会造成资源浪费,所以改造现有的传统设备势在必行。

1.2用微电子技术改造传统产业

微电子技术改造工业产业的主要目的在于:节能、节材、提高工作效率等,微电子技术对于工业发展方面有很大的提高,主要是在于保持了较快的生产方式,节约了企业的成本,如微电子技术在煤矿机械上的改造,大大提高了煤矿的日产煤量。既保证了工人的安全生产又提高了产量,这种双收的局面就是机电一体化改造后的成果所在。

1.3开发自动化

自动化在现在日常生活中随处可见,已经渗透到我们生活的方方面面,从日常的出行、工作等多方面为我们的生活带来了极大便利。现代社会发展迅速,对各种生产零件需求量较大,工业加工速度急需提高。工业生产就更加迫切需要实现自动化,现在工业产业方面对于机械的要求主要在于自动化、数字化和智能化。从改革开放以后我国工业大力发展,对于机械设备的要求也越来越高,其在机械制造方面的主要技术支持就是数控机床。数控机床的发展现阶段已经很好融入了自动化、数字化以及智能化等特性,有效的减少了人工操作的繁杂及生产的效率低下的问题,解放了生产力。发展机电一体化,开发机电一体化需要尽快完成。为社会生产生活提供了极大的动力,也节约了大量人力物力成本。

2机电一体化的发展趋势

在社会不断进步中,利用高科技改造并提高机电一体化将逐步完善。我国应该加大这类技术研究上的投资,鼓励自主研发、创新。我国的机电一体化进程中,技术含量较低,对资源消耗比较大,甚至还会产生一定程度上的污染,不利于可持续发展,也不符合我国国情。这样的生产模式不可取,故而产业结构必须得到优化,使机电一体化更加智能。尽可能早的实现自动化,解放人力,降低企业人力成本,也能提高机电一体化的自身质量和生产质量。

2.1光机电一体化方向

传统的机电系统主要是依靠传感、能源、信息处理以及机械构造几部分构成,已经不能满足先进的社会发展。光机电一体化是将激光与传统的机电一体化相结合,提高机电一体化的精准度。及时引进光学技术能够有效的优化传统技术中的传感技术、动力系统和处理信息系统。光机电一体化根据其不同的层次发展,在不同领域发挥了不同的作用,覆盖面相对来说较为广阔。对于需要成套完整开发的系统,应用起来得心应手。

2.2柔性化方向

顾名思义,柔性化方向就是需要操作系统在机电一体化的日常操作和控制中能够有足够的柔软性,给机电一体化系统足够的回旋度。控制也要有韧性,要能够处理日常工作中的突发状况。加入自动分配系统,在此前提下,各个子系统服务于总系统,看似相互独立,却又相辅相成,缺一不可。子系统的自身性质可以根据外界不同环境做出应对措施,在总系统的指导下调整各自工作分配。这样的柔性控制可以有效的提高系统工作能力,又不至于因为个别子系统问题影响到总系统的工作进程。

2.3仿生物系统化方向

未来的机械一体化依赖于信息化系统,智能化的信息处理系统可以使数据处理更加快速精确,仿生物系统就是人类迈向智能化的体现,简单的来说,它是一种通过模仿得来的技术,灵感来源于动物生活习性,动物在接收到外界刺激时,会发生一定的反应,进而形成条件反射。这是一种智能化的现代技术,在机械一体化领域中得到应用,其原理就是机电一体化系统或者产品在接触到程序启动时会像动物一样,做出反应或者开始运行,在机电系统处于工作状态时,机械一体化产品就如同动物一样,是“活着的”,反之亦然。仿生物系统化技术在机电一体化的运用中还有待完善,可以说是刚刚出生的新生儿,机电本身与真正的动物存在较大的差别。其次,机电一体化在实际的生产运用中又非常的复杂,存在着多种影响因素,因此在机电一体化与仿生物系统化之间存在着怎样的关联性以及怎样将这种特殊的关联性搬到实际运用中来,还有许多技术难题需要攻克,我们更需要机电一体化行业的创新。

2.4数字控制机电一体化

数字控制简单来说就是利用计算机系统控制机电程序,来达到人工操作的目的。数控技术其实就是利用微型计算机设备来控制机械,对其发出指令。微型计算机可以通过译码来处理和计算,实现对机床的控制。

3结束语

机电一体化现在已经拥有相当完善的技术,但社会生活不断在进步,相应的技术也应该跟随时代的发展不断进步。我们不能满足于眼前的成就,应该主动性研发,在科技和技术上追求更大的发展空间。完善机电一体化,提高质量、增加功能性、降低能耗、节约成本是我们目前迫切需要进行研究的。技术进步飞快,传统的机电一体化需要创新、自我突破,未来的机电一体化肯定是集智能化、信息化于一体的,将在实际运用中提供更准确的参数,发挥更大的能效。所以,改造传统的机械设备势在必行,机械一体化产品急需加速更新,保证机械设备质量,以及其安全性。只有从根本上解决问题,才能制造出高质量的产品。

参考文献

[1]申宁,李国铭.传统机械加工机床机电一体化改造分析[J].机电信息,2013,03:175~176.

[2]李杰.传统机械加工机床机电一体化改造分析[J].山东工业技术,2017,05:153.

[3]李锐通.针对传统机械设备加工机电一体化改造的分析[J].黑龙江科技信息,2016,26:144.

[4]赵占军.浅析传统机械加工机床机电一体化改造[J].通讯世界,2015,03:230~231.

[5]和颍歌.传统机械加工机床机电一体化改造分析[J].山东工业技术,2015,08:81.

机电一体化机械设计范文3

摘要目的:探讨器械清点单应用于手供一体化管理过程中的效果。方法:根据实际需求和经验自行设计器械清点单,并在实践中使用该清点单,术后对其使用效果进行评估分析。结果:实行器械清点单后器械清洗质量及满意度较之前均有显著提升(P<0.05)。结论:器械清点单方便填写、省时省力,保证了手术器械的安全供应,提高了服务质量和满意度。

关键词 器械清点单;手供一体化;设计;效果

doi:10.3969/j.issn.1672-9676.2014.04.053

随着手供一体供应模式的逐渐开展实施,手术器械的清洗包装等流程也从由手术室护士清洗走向手供一体化模式,改为由供应室护士对器械承担接收、核对和清洗及打包等流程的工作。此模式不但使手术器械可以专业清洗,保证了器械的清洗质量,提高了手术器械使用效能,同时可以减少手术室护士的工作量,还可以检查核对器械的数量及完好性,方便了医院的管理。但是由于消毒供应中心工作人员对器械消毒以及手术器械的拆卸、组装等缺乏专业的知识,导致手术器械出现毁损、丢失、清点交接不清等问题的发生,从而保证不了器械的供应质量[1]。为了解决此问题,我院设计制作了器械清点单应用于临床,取得了良好效果。现将器械清点单的设计及使用方法报道如下。

1资料与方法

1.1临床资料选择2011年3月~2013年3月手术室医护人员100名为研究对象, 其中护士70名,医师30名。将2011年3月~2012年3月手术器械包数量11 004包作为对照组,将2012年4月~2013年3月手术器械包数量11 021包作为观察组,评价改进后的器械清单的临床应用效果。两组资料的获取在医护人员配置和工作流程以及管理模式等方面基本相同,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2方法

1.2.1器械清点单的设计根据我院实际情况,重新改进自编器械清点单,包括以下三部分内容:(1)眉栏部分。包括器械包名称、患者姓名和床号、清点者姓名等信息[2]。(2)器械清点部分。包括序号、器械名称、清点数目等信息。(3)签名部分。包括器械护士、巡回护士和手术医师的签字、下送时间、接收者签字等信息[3]。器械清点单的材质为普通的A4纸1页,按上述格式统一制作后,输入电脑并储存,联系批量打印制成器械清点单。此清点单均采用填空的方式,简洁明了,易于填写。见表1。

1.2.1器械清点单的使用方法[4](1)首先在电脑中录入各种手术的护理操作系统数据库,包括麻醉方式、适应证、手术步骤及相关的手术解剖图谱和上表中设计的器械清点单,并在器械名称栏内按手术室护理工作手册输入常规备用器械。(2)然后由器械组护士在操作系统中输入××器械包,在器械清点单中查找出所需要的相应的器械名称,并根据手术实际情况确定无误后,将表格打印出来。(3)再由器械组护士根据器械清点单准备器械,检查无误后在相应栏内写清数目,并签字打包,清点单置于包外。(4)手术开始之前,由器械护士取出清单检查核对,由器械护士、巡回护士清点器械,做好记录并在相应栏下签字。在关闭深部组织和空腔脏器的手术结束之前,由巡回护士、器械护士共同清点、核对术中用物3次以上,无误后通知医师,并在相应栏中认真记录清点数目。

1.3评价方法(1)满意度比较。用自编满意度问卷对医护人员进行调查,分为满意、基本满意和不满意3个维度。(2)工作质量比较。比较改进器械清点单前后包装质量、丢失数目、清洗质量等。

1.4统计学处理采用spss 19.0统计学软件包,等级资料比较采用Wilcoxon秩和检验,计数资料比较采用χ2检验,检验水准α=0.05。

2结果

2.1器械清点单使用前后手术医护人员满意度比较(表2)

2.2器械清点单使用前后器械质量情况比较(表3)

3讨论

现今科学技术高速发展,手术器械的快速更新,出现了一种由器械商直接向医院提供器械的形式,这种方式给医院带来便利的同时,也存在着一些问题,如器械的质量问题[5,6]。优化器械管理是学者们和护理人员关注的焦点问题。该清单相比较之前的记录清单来说,全面直观,不容易遗漏和出错,缩短了填写的时间,得到了医师、护士的认可。清单记录清楚、严谨,器械清单内容准确、简洁,记录清楚而且责任到人[7,8]。此单有效解决了各科室之间的交接问题,杜绝了异物遗留的差错,保证了患者的安全,真正做到了更好地为患者服务。

我院这次实施的自编器械清点单经过一段时间的应用,效果比较理想,表2显示,在使用器械清单后医护人员满意度高于使用前,由此可见,我院自制的器械清点单在使用过程中,给医护人员带来了极大的便利,方便实用,提高了工作效率,而在防止医疗器械丢失和使用方面也有了较大的改观。在使用清单前,往往医护人员所需要的器械包一般较多,而丢失器械由使用清点单前的4包下降到0,由此可见,医疗器械单很好的防止了医疗器械的丢失,保证了医疗器械在使用过程中的质量和流畅,同时,手术室对器械的清洗和包装的整体质量也有了明显的提高。

自编器械清点单经过实际应用后,较之以前,我院在医疗器械方面有较大改观,首先,强化护士管理器材的责任心,从无菌器械开封开始到最后的手术结束,器械清点单始终提醒洗手护士及时清点器械数量,随时应该参照清点单核对器械配置的准确性,极大地强化了护士在治疗过程中对器械管理的责任心,从而间接地提高手术质量,保证了患者的安全[9];而对于年轻护士而言,自编的器械清单也是一个很好的学习和熟悉常用医疗器械的方法,他们可以通过清单了解在手术中常用的一些医疗器械搭配,为他们尽快的学习和熟悉器械提供了较好的依据和材料[10];其次,保证了在治疗过程中的交接器械效率和质量。在以前,由于治疗期间,尤其是在手术中,互相转借器械在我院较为常见,而在最后器械的归还时,比较混乱,供给方在清点时,往往需要花费较长的时间,效率比较低下,通过器械清点单,可以随时提醒护士在转借和添加器械时,做到随时记录,在一定程度上减少了手术过程中器械丢失的现象,有效保证了器械交接的效率,保证了器械从借出、交接、归还整个过程中的流畅和连续,以最简单、最有效的方法保证了器械使用的连续性。

总之,器械清点单在手供一体化器械管理中的应用,确保了手术器械在清洗消毒灭菌整个过程当中的控制,为控制院内感染起到良好效果,有利于手术器械管理及保养,手术器械丢失数量明显减少;层层把关能够对器械进行动态管理,为每一台手术安全地提供手术器械,整个流程高效有序,从而保证了手术的顺利进行,使手术室的工作形成良性循环,提高了工作效率。

参考文献

[1]申瑶,曹军玲,沈军陵.单信息技术的改良器械清单及其应用[J].中国实用神经疾病杂志,2012,15(2):23-24.

[2]易莉.外来骨科器械清点单的设计及使用体会[J].中华医院感染学杂志,2012,22(24):5507-5508.

[3]王冬梅.手术器械明细单的设计与应用[J].医学信息,2012,25(4):912.

[4]Klimek L,Goebel U,Glowania A.Management of anaphylaxis:part 2:treatment and emergency equipment[J].HNO,2012,60(12):1103-1113.

[5]Townsend TG.Environmental issues and management strategies for waste electronic and electrical equipment[J].J Air Waste Manag Assoc,2011,61(6):587-610.

[6]Adekoya BJ,Shah SP,Adepoju FG.Managing glaucoma in Lagos State,Nigeria-availability of Human resources and equipment[J].Niger Postgrad Med J,2013,20(2):111-115.

[7]邓小军,高建萍,李珊.改进后器械清点单在术后器械回收管理中的应用[J].中华现代护理杂志,2011,17(2):201-203.

[8]陈树红,林静,谭淑芳.安全核对制度在手术室的实施[J].全科护理,2011,9(10C):2792-2793.

[9]赵东卫.手术患者的护理安全管理[J].中华现代护理学杂志,2009,6(2):157-158.

[10]李亚兰.器械清点单在手供一体化器械管理中的设计与应用[J].基层医学论坛,2013,21:2829-2830.

机电一体化机械设计范文4

关键词机械设计 制造 自动化 产品 发展方向

中图分类号:TD404 文献标识码:A 文章编号:

前言

早在1971 年日本的《机械设计》杂志副刊上就刊登了机电一体化这一名词。之后, 机电一体化得到了不断发展。美国机械工程师协会于1984 年为现代机械下了如下定义: 现代机械是“由计算机信息网络协调与控制的, 用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或) 机电部件相互联系的系统”。它与前面提及的机电一体化是一致的, 因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。20 世纪90 年代国际机器与机构理论联合会给出了这样的定义, 机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。

机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体, 多门技术学科相互渗透、相互结合的产物, 是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化, 使工业生产由“机械电器化” 迈入了以“机械自动化” 为特征的发展阶段。

机械自动化的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科, 随着生产和科学技术的发展, 它还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为: 机械自动化的设计制造是从系统的观点出发, 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、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织结构目标, 在多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最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群体技术有机融合的一种综合性技术, 而不是机械技术以及其他新技术的简单组合、拼凑, 这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品, 不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸, 智能化的特征是现代机械自动化和传统机械在功能上的本质区别。

1 机械设计制造及自动化的符合设计原则

1.1 满足对机器的功能要求

任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的, 都必须具有某种主要功能, 不同的产品具有不同的主要功能。概而言之, 都能对输入的物质、能量和信息(即所谓工业三大要素) 进行某种处理, 输出具有所需特性的物质、能量与信息。因此, 机械自动化系统也必须具有这样的主功能, 即对输入的物质、能量和信息进行某种处理, 从而输出具有所需特性的物质、能量与信息。机械自动化系统功能如图1 所示。

机械自动化系统是一个综合的概念, 包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的内容。

作为产品, 又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求, 而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。

1.2 利用先进技术不断创新

根据产品或系统的主功能不同, 可对产品或系统进行分类。

以物料搬运、加工为主, 输入物质、能量和信息, 经过加工处理, 主要输出改变了位置和形态的物质系统(或产品) 称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。

以能量转换为主, 输入能量和信息, 输出不同能量的系统(或产品) 称为动力机, 其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。

以信息处理为主, 输入信息和能量, 主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。

机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外, 还应具备其它内部功能, 即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。

基于上述的功能构成原理, 既有利于设计或分析各种机械自动化的产品, 又有利于开拓思路, 便于创造发明和创新。例如, 根据3 种不同的主功能及其不同的输入, 组合起来可形成9 大类型的系统产品, 如表1 所示。

此外, 对于不同主功能的加工机构, 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相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因此, 工件与刀具的运动方式不同, 便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的发展空间非常广阔, 具有极大的想向空间, 需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新, 设计制造出一流的自动化产品。

2 机械自动化系统在化工生产中的应用

生产过程中, 对各个工艺过程的物理量(或工艺变量) 有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程, 对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如, 精馏塔的塔顶或塔釜温度, 一般在操作压力不变的情况下必须保持一定, 才能得到合格的产品; 加热炉出口温度的波动不能超过允许范围, 否则将影响后一工段的效果; 化学反应器的反应温度必须保持平稳, 才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量, 然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。

2.1 锅炉汽包水位控制方面的研究

锅炉汽包是生产蒸汽的设备, 几乎是工业生产不可缺少的设备。保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的, 若水位过低, 则会影响产气量, 且锅炉易烧干而发生事故; 若水位过高, 生产蒸汽含水量高, 会影响蒸汽质量。这些都是危险的, 因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施。

2.1.1 单冲量控制系统

汽包水位控制手段是控制给水, 基于这一原理, 可构成如图2 所示的单冲量控制系统。

这里的“冲量” 一词是指变量, 单冲量即汽包水位。这种控制系统是一种典型的简单控制系统。当蒸汽负荷突然大幅度增加时, 由于假水位现象,控制器不但不能开大给水阀来增加给水量, 以维持锅炉的物料平衡, 而是关小控制阀的开度, 减小给水量。等到假水位消失后, 由于蒸汽量增加, 送水量反而减小, 将使水位严重下降, 波动很历害, 严重时汽包水位降到危险程度以至发生事故。

因此对于停留时间短、负荷变动较大的情况, 这样的系统不能适应, 水位不能保证。然而对于小型锅炉, 由于水在汽包中的停留时间较长, 在蒸汽负荷变化时, 假水位的现象并不显著, 配上一些联锁报警装置, 也可以保证安全操作, 故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。

2.1.2 双冲量控制系统

在汽包水位的控制中, 最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校正, 不仅可以补偿“虚假水位” 所引起的误动作, 而且使给水位控制阀的动作十分及时, 从而减少水位波动, 改善控制品质。将蒸汽流量信号引入, 就构成了双冲量控制系统, 如图3 所示。从本质上看, 双冲量控制系统是一个前馈(蒸汽流量) 控制加单回路反馈控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈,若需要考虑两条通道在动态上的差异, 需引入动态补偿环节。

图3 所示的连接方式中, 加法器的输出I 是:

式中 ———液位控制器的输出;

———蒸汽流量变送器 (一般经开方器)的输出;

———初始偏置值;

———加法器系数, 的设置一般取1;

———加法器系数, 的值应考虑到静态前馈补偿, 可现场凑试, 也可经理论推导得出。

设置的目的是使其在正常负荷下, 控制器和加法器的输出都有一个比较适中的数值。最好在正常负荷下,和项接近而相互抵消。

根据以上分析可知: 自动控制装置和被控的工艺设备组成了一个没有人直接参与的自动化控制系统, 操作工坐在操作室里就能观察到整个装置的变化。这样, 既能保证生产过程的安全, 又降低了劳动强度。

近二十年来, 工业生产规模的迅速发展, 加剧了对人类生存环境的污染, 因此减小工业生产对环境的污染也纳入了过程控制的目标范围。综上所述, 过程自动化控制的主要目标包括以

下几个方面:

(1) 保证生产过程的安全和平稳;

(2) 达到预期的产量和质量;

(3) 尽可能地减少原材料和能源消耗;

(4) 把生产对环境的危害降到最小限度。

3 结论

因为现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义, 所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。所以说, 机械自动化系统就是机电一体化系统。机电一体化的发展就是机械自动化的发展。广大设计人员应清醒地认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展, 才是机械工业发展的唯一出路。设计人员不能只热衷于技术引进, 不能仅仅安心于作为新技术的传播者, 而应该作为新技术产业化的创造者, 为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

参考文献

[1]刘武发,刘德平. 机电一体化设计基础[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2]杨世明,腾献银,赵镇宏,等. 机械设计[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007.

[3]张建民,等. 机电一体化系统设计[M]. 北京:高等教育出版社,2001.

机电一体化机械设计范文5

关键词:机械设计制造;自动化;发展方向

一、机械设计制造的原则

(一)设计要满足机械设备功能要求

机械设备功能使用性强,能够满足人们生产生活需求,是机械设计制造以及自动化系统发展的主要目标和方向,要保证输入系统的数据和信息能够进行定性化和定量化处理,并在加工运算程序作用下,生产出能够满足人们生活需求的元件和设备。机械化自动化系统不仅实现了产品性能和系统技术的有效结合,实现生产操作的无人化,而且还能够有效降低企业员工的劳动强度,提高产品的科技含量,使企业的经济效益大幅度提升。

(二)使用先进技术,促进创新发展

机械设计制造已经涉及到我们生活中的方方面面,有的设备是将一种动能通过设备的作用转化为另外一种能量形式,从而达到能量之间的相互转化,如内燃机和发电机等机械设备;有的设备是以物质加工和运输生产为主,如交换机床和印刷设备;还有一些设备主要用于信息数据的输入和输出,进行信息交换和处理,如传真机等。这些机械在设计和制造过程中,积极运用先进的技术,大幅度提升了现代机械设备的设计、制造和使用的精确度,降低了劳动强度,加速了科技成果的转化,显著提高了社会生产效率。

二、机械设计制造及其自动化特点

与传统机械设计制造相比较,自动化技术的应用实现了机械设备生产制造的自动化和智能化,在降低员工工作负担的同时,也极大的提升了机械设备设计制造的精确度和灵敏性,显著提高了机械设备的生产效率和生产能力。机械设计制造及其自动化技术是科学向前发展的时代产物,是在多种高科技技术结合下诞生的一种系统化、智能化和自动化的精细生产技术。通过积极应用该项技术,可以明显解决传统机械设计制造精确度不高、生产效率低下的问题,保证机械设计制造更好的满足现代工业发展对高精度仪器的需求。

三、机械设计制造及其自动化发展方向

(一)机电一体化发展

机电一体化是机械设计制造及其自动化发展的延伸。随着计算机技术的应用和发展,机电一体化得到了前所未有的发展和进步。现如今的机电一体化是机械和微电子技术高效结合的一门技术形式。传统的机械设备及时更新换代是当前机械制造行业面临的一个突出问题,而积极采用机电一体化发展模式,能够实现机械工业的二次生机,十分有利于未来机械工业的发展。

在未来,智能化是机械设计制造及其自动化发展的一个重要方向和途径。发展智能化对技术提出了更高的要求,是现代机械设备生产的本质追求。实现机械制造智能化对机械制造行业有着明显的促进作用。对于机械制造行业来说,智能化就是要求机械设备在生产和制造过程中具有一定能动性,在接受人椴僮鞯耐时,还能够自我判断其中存在的差错。要想实现智能化发展,需要多学科参与其中。如计算机技术、心理学理论、生理学知识等,结合这些学科可以让机械具备模拟人工智能的能力,从而最大限度的降低员工的劳动力。最近几年,机械设计制造智能化逐渐成为各方学者高度重视的领域,通过不断的探索和研究,创新机械设计制造理论体系,最终将促进其他行业产生巨变。

(二)网络化发展

进入新世纪后,计算机技术的应用和普及,极大地推动了人类社会的发展。随着计算机技术和网络技术的发展,这些技术逐渐应用到各行各I中。计算机技术的应用,不仅解放了人们的计算量,让人们的工作变得更加轻松便捷,而且还大大提升了工作效率和工作的乐趣。网络的普及和应用让远程控制技术也得到了极大的发展。在机械设计制造过程中,如果能够将这项技术应用到机械设计制造领域,将会给机械设计制造带来巨大的变革。如我们将家庭中所使用的冰箱、电视等各种家用电器与网络链接之后,通过远程控制系统就能够对家庭中的电器运行状况进行实时监控。在设计制造过程中,将所有机械连接到同一个网络中,就能够实现对机械设备的全面控制,显著提高工作效率,保证机械更加稳定的运行。

(三)绿色化发展

在过去,工业发展总是伴随着对环境的严重破坏,如今已经有很多人意识到工业发展对环境所造成的危害,人们的环境保护意识越来越强烈。我们应该意识到,经济发展不能以破坏环境为代价。机械设计制造业发展过程中也必须重视环境保护工作,坚持可持续发展战略,促进行业向着绿色产业发展。作为一项复杂程度很高的工程技术,机械设计制造及其自动化发展实现绿色化,充分体现了人与自然和谐相处、共同发展的理念。在设计制造过程中,设计出更多服务可持续发展的绿色机械设备,不仅是对生态环境的保护,更是尊重生命的重要体现。

四、结束语

社会在前进,同时伴随的还有日益激烈的竞争,所以逐步的实现机电一体化、智能化、网络化和绿色化,是我们下阶段机械设计制造自动化的发展重点所在。机械设计制造自动化已经受到了广泛的推广,为了进一步提高生产效率,更好的满足制造业发展的要求,机械设计制造自动化还需要进一步向前发展。

参考文献:

机电一体化机械设计范文6

关键词:机电一体化;农业机械;智能化

中图分类号:S220 文献标识码:A

前言

作为一个农业大国,农业生产对于国民经济的稳定起到重要作用。农业机械的现代化是现代农业发展的必然趋势,其不但能够提高农业生产效率和降低劳动强度,还能能够促进种植技术的改进。为了实现农业现代化,增加农民收入,必须提高农业机械的技术水平与科技含量,这是生态农业的必然要求。机电一体化技术对于农业生产的机械化与农业机械的自动化和智能化有着重要推动作用,是降低农业生产成本、提升农产品产量与质量、提高农产品附加值等的技术基础。机电一体化技术是一门综合学科,主要涉及机械学、电子技术与计算机技术等。农业机械中运用机电一体化技术具有明显的优势:机械故障率下降,操作者人身安全保障好;工作效率提高,产能增加;操作性能改善;功能增加,适应能力增强;安装维护较为简单。在电子信息化时代,农业机械所融合的机电一体化技术水平不断提升。本文将简要介绍几种机电一体化技术在农业机械中的应用实例,从多个角度论述机电一体化技术对于农业机械现代化的推动作用。

1 计算机辅助设计(CAD)在农业机械设计中的应用

CAD是一项融合了计算机图形学、网络通讯和数据库等多领域知识于一体的综合性技术,让使用者能够借助计算机对产品进行设计、修改、优化和输出效果。该项技术大幅提高了农业机械的设计效率,缩短了开发周期。农业机械的研发需要很大的计算量,其运动过程的分析较为繁琐。依靠原有的作图法,凭借经验进行设计不适应现代农业对农业机械的需求。而CAD技术的出现有效解决了这个问题,不但提高了设计效率,还能够促进设计人员的创新研究。CAD能够帮助研发人员进行农机常用机构的运动学与动力学分析、农业机械空间多作用力分析以及农业物料在定轨迹、平面和空间运动的分析。在具体的实践中,CAD在农业机械设计的以下几个方面应用比较广泛:通过构建犁体数学模型,以三维图形系统进行处理,提高犁体设计的效率;利用CAD的传动设计模块、悬挂参数设计模块等,实现总体设计,获取最佳的旋耕机参数;在数据库的支持下,以模糊方式结合智能CAD技术,进行联合收获机的总体设计。

2 虚拟现实技术在农业机械中的应用

虚拟现实技术是指通过计算机图形学、多媒体技术、智能接口技术、传感器技术、图像处理技术和图片模式识别等技术以实现为用户构建三维世界的技术。该项技术能够进行动态环境建模、生成实时三维图形、实现立体显示等,是一项能够进行应用系统开发的多种系统的集成技术。虚拟现实技术在农业机械的开发中,可以进行几何建模、运动建模、物理建模、声音建模和模型分割,实现农业机械设计最优化。其还有一个重要的应用,就是通过模拟各种极端环境和突发危险,对农业机械的操作者进行培训,提高应急能力,提高工作效率。

3 电子信息技术在农业机械中的应用

在全球范围内来看,农业机械吸收电子信息技术的速度越来越快,这也正与现代农业集约化、现代化、高效性、节能性与环保性发展的大趋势相一致的。电子信息技术的运用引发了农业机械的创新发展,主要体现在5个方面:农业机械的过程监视、控制、诊断与通信等技术性能不断提高;能够减少农药、化肥与其他各类资源的消耗,实现环境友好型农业的建设;及时提供农业机械的过程信息,实现其精准化执行过程;提供舒适安全的操作环境,改善劳动者的劳动条件;实现农场管理的信息化水平,实现农业机械田间作业的科学调配与规划。拖拉机是最常见的农业机械,其正朝电子化、网络化与智能化的方向发展。在欧洲,大中型农业机械普遍配备电子监视与控制系统的电子设备,对于重要的模块采用独立微处理器电子控制单元的方式。在各类农业机械智能化的发展中,接口的通用化变得越来越重要,如各类拖拉机和联合收割机的总线挂接的标准接口。为了农业机械的体系化构建,必须使得各类农机的电子系统具有通用性和兼容性。并应建立相应的总线通信通用设计标准。目前,在农业机械应用中应用较为广泛的总线标准协议基础为CAN协议。电子监视仪表正在取代传统的仪表盘,向着智能化的方向发展,改善操作者与机械的交互界面的人机接口技术越来越受到人们的重视。在欧洲的部分大农场,集群调度和管理决策支持技术也正在推广开来,农业生产效率大幅提高。

4 其他机电一体化技术在农业机械中的应用

依托微电子技术、计算机实时控制技术和传感技术等,新的液压技术在农业机械的运用中变得更加娴熟。计算机视觉技术则通过对图像进行处理,能够对农产品进行无损检测,并被应用到农业自动化收获机械的研制中来。综合利用GPS差分技术、超声波技术和传感器技术构建的高精度导航系统,对于农业机械的集群作业意义重大,提升集群作业效率。

参考文献

[1] 赵志强,卢昕,林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农民致富之友, 2012(20):132-133.

[2] 曾杰,鲁东.计算机辅助设计(CAD) 在农业机械中的应用及实践[J].中国农机化, 2000(4):33-34.

[3] 李霞,王维新.虚拟技术在农业机械中的应用[J].农机化研究, 2005(3):54-56.