炼钢厂85t铸造起重机吊钩设计及有限元分析小论文

第一篇：炼钢厂85t铸造起重机吊钩设计及有限元分析小论文

炼钢厂85t铸造起重机吊钩设计及有限元分析

摘要：本设计采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属结构进行设计。设计过程先用估计的桥式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行粗略的校核计算，待以上因素都达到材料的许用要求后，画出桥架结构图。通过计算机辅助设计方法,绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能,力求设计高效。

关键词:桥式起重机；机构尺寸；计算机辅助设计；

85/32t, span 19m, double beam bridge crane(hook design)

ChengYong(Mechanical Electronics Engineering Institute, Machinery and its

Automation Major)

Abstract: This design uses the allowable stress method and computer aided design method to design a bridge crane bridge metal structure.The process of this design, firstly use the estimated each structure size and date of the bridge crane to roughly check and calculate the crane intensity, fatigue intensity stability and stiffness;then draw the bridge structure if the above factors have reached the allowable requirements material.Through computer aided design method, graphics and design calculations give full play to the powerful auxiliary function, computer to design efficient.Key words: bridge cranes;agencies size;computer aided design;

0 前言

吊钩装置设计是起重机最重要的一个承载部件。它要求强度足够，工作安全可靠，转动灵活，不会发生突然破坏和钢丝绳脱槽或楔在罩壳中等现象。

吊钩装置有长型和短型两种。长吊钩装在横轴上，滑轮装在单独的心轴上；而短型吊钩装置的特点是：吊钩横轴和心轴合二为一。本课程设计主吊钩采用长型，副吊钩采用短型。最后用有限元分析软件对吊钩进行应力分析力求设计的可靠性。1 小车的总体设计 1.1小车参数

工作级别: M6 跨 度: 19m 起升高度： 主起升机构20m 副起升机构24m 工作速度： 主起升机构8m/min 副起升机构：11m/min 电 源： 三相交流 308v 50A 1.2 确定机构传动方案

对于具有四个车轮其中半数为主动轮的小车运行机构，其传动方案可分为两大类：即带有开式齿轮传动的和全部为闭式齿轮传动的。

开式齿轮传动方案的优势在于机构简单，可以很方便地检修车轮与轴承。缺点是达齿轮的支点距离达，影响齿轮的正常的啮合。

由于开式齿轮和轮齿的磨损严重，因此，一般用途的桥式起重机小车运行机构，大多采用闭式传动。

经比较后,确定采用全闭式齿轮传动如图1-1所示。图中电机与减速器入轴的联接方式是直接联接。

运行机构简图1-1 1.3 选择车轮与轨道并验算其强度

车轮的最大轮压：小车自重估计取为GXC=25000㎏。假定轮压均布： Pmax14(QGxc)14(8500025000)27500㎏(1-1)载荷率 QGxc85000250003.41.6

由参考文献[2]表19-7选择车轮：当工作类型为中级时，车轮直径Dc=600㎜,轨道为QU100，许用轮压为41.2t>27.5t,故可用 2 起升机构的传动方案的确定 2.1主起升机构传动方案

图2-1

电机与减速器之间采用一中间轴，轴的一段联有半齿联轴器，另一端则联有带制动轮的半齿联轴器。像这种在两个半齿联轴器之间没有外座的中间轴，除允许径向和角度有微量偏移外，由于可沿轴向稍微串动，因此成为浮动轴。利用浮动轴的优点：容许较大的安装误差，而且轴越长允许的安装误差越大；有足够的维修空间，便于拆卸和更换零件；使小车自重分布均匀。

2.2副起升机构传动方案

图2-2闭式传动的起升机构构造

结构与主起升机构一样就不再次叙述。吊钩强度计算 3.1吊钩基本资料

額定荷重 Q =50000㎏ 吊钩开口直径 d =27㎝ 吊钩第І剖面 B1=10㎝

b1=3.6㎝ h1=14㎝ 吊钩第П剖面 B2=10㎝

b2=3.6㎝ h2=14㎝ 材质不明： 20Mn 吊钩抗拉強度 σt = 4500㎏/㎝2（取最低強度）

3.2吊钩強度计算

吊钩第І剖面A1 A1 =

(B1b1)h12(103.6)14295.2㎝(3-1)

e1h1(B12b1)3(B1b1)14(1023.6)3(103.6)5.90㎝(3-2)e2h1e1145.908.10㎝(3-3)I1h1[(B1b1)2B1b1]36(B1b1)3214[(103.6)2103.6]36(103.6)I1e1I1e21440.25.901440.28.10321440.2㎝(3-4)

Z1244.1㎝(3-5)

Z2177.8㎝(3-6)弯曲力矩:

M1Q(d2e1)5000(1425.90)64500㎏-㎝(3-7)2 bt1M1Z2QA164500177.8M1Z1QA164500244.1500095.2316.8㎏/㎝(3-8)bc1500095.2362.852.5310.3㎏/㎝(3-9)取bt1，bc1较大者计算安全系数

S.F=故能满足要求 吊钩第П剖面面质A2

tbt14500316.814.2> 3(3-10)

A2=

(B2b2)h22(9.53.7)13.6289.8㎝(3-11)

e3h2(B22b2)3(B2b2)13.6(9.523.7)3(9.53.7)5.8㎝(3-12)e4h2e313.65.87.8㎝(3-13)

32I2[(B2b2)2B2b2]2h36(B2b2)

3213.6[(9.53.7)29.53.7]4

36(9.53.7)1294.5㎝(3-14)ZI21294.53e35.8223.2㎝3

(3-15)ZI21294.54e166㎝3

(3-16)

47.8 弯曲力矩: M02Q2tan(d2e3)50002tan60(13.625.8)54560㎏-㎝M0 2545605000tan60bt2ZQtan32A2223.2289.8292.7㎏/㎝2(3-18)

2tanbc2MZQ42A2

0545601665000tan60289.8328.748.2280.5㎏/㎝(3-19)取bt2，bc2较大者计算吊钩安全系数

安全系数S.F=

t4500bt2292.715.4> 3 通过验算

3.3 小吊钩零件校核

最小工作高度：

H0.8d00.810080mm 考虑设置防松螺栓，世纪取螺纹高度H=122mm 螺母外径：

D(1.8~2)d0(1.8~2)80144~160(3-17)

(3-20)

(3-21)其他零件的校核与小吊钩的一致就不再次列出。基于Pro /E的吊钩有限元分析

有限元作为一种融力学分析和计算机技术与一体的数值分析方法, 已经广泛应用于工程技术各个领域。本文主要利用Pro /E 软件的MECHANICA 模块进行有限元分析, 并把分析结果与理论结果相比较, 以验证吊钩的安全性能, 预防意外的发生。

4.1 吊钩模型创建

1.材料模型的建立

根据零件的工作条件和损坏形式找出所选材料的主要力学性能指标。2.草绘模型

吊钩在机械零件中属于标准件, 按照起重机设计手册确定各部位的尺寸草绘模型。利用Pro /E 参数化建模的特点,按照国家标准修改吊钩尺寸。其最终二维草图如图4-1所示。

图4-1 吊钩草绘模型

3.生成实体

本文采用将草绘拉伸成厚度为140MM 的薄片, 如图4-2所示, 这样既解决了造型的困难, 又可以将主要精力放在有限元分析上。

图4-2 吊钩模型生成实体零件

4.2 有限元分析过程

进入Pro /E 应用程序Mechanica, 进行有限元分析的前处理、具体分析和后处理工作。1.载荷模型的建立

吊钩在起吊重物时, 所引起的偏斜可通过吊钩杆自身调正, 考虑所受垂直拉力, 即物体的重力, 因此只考虑静拉伸的影响, 吊钩又为要求安全性较高的特殊构件,分析时所施加载荷为其额定载荷的4倍。因为采用静力分析, 载荷即为物体重力。选择吊钩的工作部分, 将力施加在吊钩头上, 方向为y方向, 大小为-500000 N, 定义约束为螺纹外侧双向固定。2.网格划分

弯钩部分采用Pro /E 自带的映射网格划分方法, 部分采用自适应网格划分方法，使用164个节点, 358个单元。具体网格划分结见图4-3。

图4-3 网格的划分图

3.定义材料和加载材料：

定义材料如下, 且各向同性, 其定义过程见图4-4。

图4-4 定义模型材料

4.3 有限元计算结果

经过Pro /E 后台运算, 可以得到大量的结果数据, 直接查看分析结果。分析结果也可以采用应力应变色彩云图的形式表现, 如图4-5, 更加直观。

图4-5 吊钩分析结果的网格和云图显示

在Pro /E 的Results中, 经模拟运算得到应力和位移的分布情况。经仿真模拟运算得出其整体等效应力及其分布情况如图5所示。从整体看吊钩工作时的受力情况, 在垂直方向受所吊物体的重力, 即垂向下的拉应力作用, 由于吊钩结构所致, 在吊钩面弯曲部分形成弯矩, 从而产生较大的弯曲应力。因此, 吊钩整体结构上特别是下面弯曲工作部分实际上是受这两种应力的和。由于合应力在吊钩内表现为拉应力, 外侧表现为压应力, 所以危险截面是出现在内侧弯曲应力较大处和螺纹应力集中处。如分析结果所述, 吊钩所受的最大拉应力为204M Pa, 由材料的力学性能知其屈服强度s = 245MPa, 抗拉强度b = 410MPa, 即没有超出其强度极限范围, 但接近其屈服强度。表明此吊钩可以支持4倍检验载荷而不脱落, 但存在一定的风险。吊钩凹槽处应力集中,如果加之材料选择不当, 强度级别偏低就很容易导致吊钩断裂, 因此, 吊钩在工作过程中严禁超载, 并且起吊要缓慢, 避免产生冲击载荷。

通过以上仿真计算, 可以较好地捕捉吊钩工作时的应力和位移分布情况, 但是仅仅考虑拉伸载荷的作用是不够的,实际上起重吊钩在作业过程中, 常常存在一个起吊倾斜角(即吊钩危险断面处不仅产生拉伸应力, 同时产生弯曲应力), 如果能够综合考虑到各因素对其造成的影响, 分析结果将会更加准确, 更加符合实际。结束语

本设计采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属结构进行设计。通过计算机辅助设计方法,绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能,力求设计高效。参考文献

[1]北京钢铁学院，东北工学院合编.起重运输机械.北京：机械工业出版社，1982 [2]起重机设计编写组.起重机设计手册.北京：机械工业出版社，1980 [3]东北工学院 机械设计 机械制图.北京：冶金工业出版社，1976 [4]陈道南，盛汉中.起重机课程设计.北京：冶金工业出版社1983 [5]大连理工大学工程画教研室.机械制图, 北京：高等教育出版社，2000.[6]杨长揆，傅东明.起重机械（第二版）.北京：机械工业出版社，1985.[7]机械零件设计手册.北京：机械工业出版社，1987.[8]西南交通大学等.起重机设计手册.北京：机械工业出版社，2001 [9]周明衡.减速器选用手册.北京.化学工业出版社.2002 [10]濮良贵，纪明钢，机械设计（第八版）.北京:高等教育出版社,2007

第二篇：《d t n l》教学设计[小编推荐]

《d t n l》教学设计

本课包括五部分内容。

第一部分是四个声母ｄ、ｔ、ｎ、l，每个声母配有一幅图画。第一幅图是一个队鼓和一副鼓锤，敲鼓的声音“”提示ｄ的音，队鼓和鼓锤组成的图形提示ｄ的形。第二幅图是一条跳起的鱼，鱼的体态提示ｔ的形。第三幅图是一个门洞，门洞的形状提示ｎ的形。第四幅图是一个小男孩手拿一根小木棍赶猪，小男孩嘴里发出的声音“嘞”提示ｌ的音，小男孩手中的木棍儿提示ｌ的形。

第二部分是ｄ、ｔ、ｎ、l与单韵母的拼音练习。第三部分是ｄ、ｔ、ｎ、l的书写格式及笔顺。

第四部分是带调拼读音节，认识五个生字。配有一幅情境图，蕴含着一个故事情节：一匹马驮着米袋在路上走，路边有大片大片的土地。米袋不知什么时候漏了，小马却没有发觉，小兔子飞快地追上来告诉它：你的米袋漏了。

第五部分是一首儿歌。

声母ｄ、ｔ、ｎ、l的发音及与韵母拼读音节、认识汉字是本课教学的重点，ｎ、ｌ的发音及ｎ、ｌ与韵母的拼读是教学的难点。

1学会ｄ、ｔ、ｎ、l 4个声母，读准音，认清形，正确书写。2学会ｄ、ｔ、ｎ、l与单韵母的拼读音节及带调拼读音节。3认识5个生字。会读儿歌，体验童趣。(一)字母教学

教学ｄ、ｔ、ｎ、l，要重点指导发音部位和发音方法。可利用图画，以说话助发音，如，借助“”发准ｄ的音，借助“嘞”发准l的音。也可让学生在自主的体验活动中找准发音部位，掌握发音方法。如，教学ｄ、ｔ时，可让学生把手掌放在嘴前感觉不同的发音方法：发ｄ时，感觉不到气流冲出；发ｔ时，有较强的气流冲出。教学ｎ、l时，可让学生捏着鼻子发l的音，体会气流从舌头两边出来；松开鼻子发ｎ的音，体会气流从鼻腔出来。

字母ｄ、ｔ、ｎ与前一课所学的字母ｂ、ｆ、ｍ有相似之处，学生容易混淆。可以引导学生通过合作探究的学习方式，发现它们在形体上的联系，弄清它们之间的区别。在学生掌握读音后，点击自制课件出示ｄ、ｎ、ｔ与ｂ、ｍ、ｆ六个

字母，让学生细细观察，反复比较，小组讨论得出它们的不同点：左下半圆是ｄ，右下半圆是ｂ，一个门洞ｎ，两个门洞ｍ，伞把朝上ｔ，伞把朝下ｆ。还可以编顺口溜帮助学生记忆本课新学的字母，如，“队鼓鼓锤ｄ ｄ ｄ，鱼儿跳舞ｔ ｔ ｔ，一个门洞ｎ ｎ ｎ，小木棍儿l l l”。

(二)拼音教学

教学声母ｄ、ｔ、ｎ、l和单韵母拼读音节，可以调用学生已有的生活经验直接切入音节进行拼读。如，让学生说说自己熟悉的事物中有没有带ｔｉ、ｄｉ、ｔｕ、ｎｉ、lｉ„„这些读音的，借助有关汉字的读音练习拼读音节。然后引导学生自己熟练拼音，并把自己会拼读的音节读给同学听。教学时，要注意采用对比的方法分辨ｎ、ｌ与同一韵母拼读成音的细微差别。最后通过带调拼读，联系口语帮助学生分辨、记忆，如，ｎ—ù→ｎù是发怒的“怒”，l—ù→lù是马路的“路”；ｎ—ǚ→ｎǚ是女同学的“女”，l—ǚ→lǚ是旅游的“旅”。

(三)书写指导

先引导学生观察ｄ、ｔ、ｎ、l在四线格中所占的位置，再让学生说说字母的笔顺和书写时要注意什么。在此基础上，老师作必要的指导，并提醒学生将ｄ、ｔ、ｎ与学过的有关字母进行区别，如，ｄ—ｂ、ｄ—ｐ、ｔ—ｆ、ｎ—ｍ。笔画名称：“ｃ”叫左半圆。

(四)认读字词，读儿歌

指导学生认字首先要引导学生看图，说说图上画了什么，再带调拼读音节，读出词语，认识“大、米、土、地、马”五个字，知道路边的田地就是“土地”。在巩固认读时可用要认的五个字口头组词，以便巩固记忆。

课文中的儿歌，全文注音，第一次出现的本课所学的音节用红色标出。通过朗读儿歌，让学生能在具体的语言环境中复习巩固拼音，进行初步的语言训练，同时培养学生学习汉语拼音的兴趣。教学时，可先让学生读一读用红色标出的音节，再带着学生熟读儿歌，教师不必讲解，不要求学生理解儿歌内容，也不要求背诵。

(五)扩展活动

1做游戏“看谁接得又快又准”。

老师说顺口溜的上半句，学生抢接下半句。如，教师说“一个伞把”，学生

接“ｔ ｔ ｔ”；老师说“一根木棍”，学生接“l l l”。

2做游戏“看谁找得准，找得快”。

听老师或同学读音节，看谁又准又快地在自己的卡片中找出相应的声母和韵母，并且摆成音节读一读。

3拼读下面的音节。

ｎá ｎǚ lù lǘ ｄǎ ｄú ｔǎ ｔù 4做游戏“找朋友”。

把生字卡片和相应的音节卡片分发给十位学生，由拿音节卡片的同学一个一个地寻找，问：“我的朋友在哪里?”拿相应生字卡片的同学答：“你的朋友在这里。”俩人并排站在一起领读生字。

(六)教学时间

教学本课可用2—3课时。例一

(一)读儿歌导入新课

教师领着学生读儿歌：“悟空本领特别大，天兵天将全不怕，打败哪吒三太子，乐得悟空笑哈哈”。教师故意把：“特、大、打、哪、太、乐”这几个字音加重，让学生感知ｄ、ｔ、ｎ、l四个声母。再指导学生观察情境图，引出要学习的声母ｄ ｔ ｎ l。

(二)看图识记ｄ、ｔ、ｎ、l音和形(三)用实物摆一摆字母

让学生准备一个半圆环和一枝铅笔，摆一摆字母，探究ｄ、ｂ、ｐ的字形区别；再通过细细观察，反复比较ｎ、ｍ，ｔ、ｆ的字形。可以让学生说说生活中还有哪些东西的样子像这些字母。

(四)创设情境，拼读音节

带学生到拼音乐园去玩：学生找出音节，自己试着拼读。然后集体交流，熟练拼读。

(五)看图编故事，认识生字词

看情境图，发挥想象，通过编故事、讲故事的形式，拼音节、识汉字、积累词语、发展语言。

(六)诵读儿歌

通过多种形式的读，如，跟读、对读、拍手读、表演读，读出节奏感，表现出小兔“轻轻跳”、小狗“慢慢跑”的动作，体验童趣，感受对小草的爱惜之情。

(七)游戏：登“火箭”

用彩纸做三枚“火箭”横贴在黑板上，每个“火箭”头上贴着一个发音较难的声母卡片。比赛开始，发准了音的学生就在“火箭”舱里写上姓名，上课发不准音的，到课后争取登上“火箭”。看谁先登上“火箭”。

例二

片断：字母教学

1(课件展示图画)你看见了什么?(引导说图意)2出示ｄ、ｔ、ｎ、l，看看图画和咱们要认识的声母有哪些联系呢?(引导从读音和形状上考虑)四人小组讨论。

3全班交流，随机指导。你们还会用其他的方法记住这些字母吗? 4点击课件展示书写过程，让学生说说写时要注意什么。教师示范，学生书空，再描红。

5说一说：生活中什么东西的样子和ｄ、ｔ、ｎ、l相像? 6摆一摆：用橡皮泥、拼图卡、手势等摆出你喜欢的声母来。

7游戏：找朋友。请四个小朋友戴上ｄ、ｔ、ｎ、l的头饰，从同学们摆的字母中找到自己的朋友。

ｄ、ｔ、ｎ、l的发音方法发ｄ时，舌尖抵住上齿龈，挡住气流，然后舌尖突然离开，吐出微弱的气流，声带不颤动。发ｔ时，发音部位、方法和ｄ基本相同，不同的是口腔送出的气流比较强。发ｎ时，舌尖顶住上齿龈，挡住气流，让气流通向鼻腔，从鼻孔出来，声带颤动。发l时，舌尖顶住上齿龈，不顶满，让气流从舌头两边出来，声带颤动。

ｄ、ｔ、ｎ、l都是由舌尖接触上齿龈而形成的音，叫舌尖音。

第三篇：陶瓷厂设计(小论文)

年产250万平方米墙地砖陶瓷厂设计

摘要：我国建筑陶瓷历史悠久，发展趋势明显。为开拓国际市场，我国建筑陶瓷企业应在产品、品牌、渠道、价格方面研究对策，努力开拓国际市场。设计中，选择高安作为厂址，确定工艺流程后，参考大量资料，进行物料平衡计算和设备选型，经概预算，经济技术指标显示，本厂符合生产要求。关键字：发展趋势；出口；工艺；设备；平面布置；经济

1.前言

我国建筑陶瓷历史悠久，发展到现在，我国建筑陶瓷形成了“三山一海夹两江”的产业布局结构。现在，我国建筑陶瓷工艺设计和开发向着时装化、个性化、人性化、艺术化、自然化、多功能化发展。我国产业布局已经基本形成，未来发展重点将是以产品品牌、质量、服务为中心的内涵发展模式。同时，生产设备趋向大型化、自动化和智能化，现代高新技术在产品设计方面应用越来越多。绿色化发展、节能减排是国内外陶瓷产业发展重要组成部分，国内市场需求结构也将发生改变。

未来，国际建筑陶瓷市场将发生一系列明显变化，其主要特点表现在质量高、花色全、造型新颖、产品朝着多元化趋势发展。此外，产品配套化、个性化需求也日益凸现。

近年来我国建筑陶瓷出口量在不断的增长，但在国际市场上所占的比例相小，作为建筑陶瓷生产大国，产品却多为中低档，出口价格又低，在国际市场上难以和传统陶瓷强国竞争，分析发现我国建筑陶瓷出口存在以下问题：（1）品牌与标准问题

（2）自有知识产权与贸易壁垒问题（3）产品结构与质量问题（4）建筑陶瓷企业机制问题

（5）我国建筑陶瓷企业的出口效益受各种主观因素影响

同时，分析我国建筑陶瓷出口优势，发现有五大优势：（1）丰富的原料资源和人力资源（2）庞大的生产规模

（3）较好的专业协作配套条件（4）加入WTO后强有力的政策支持

（5）建陶强国生产中心外移

为开拓国际市场，我国建筑陶瓷企业应在产品、品牌、渠道、价格方面研究对策，努力开拓国际市场。在分析了现今建筑陶瓷发展形势的前提下，本人开展了这次陶瓷厂设计。

2.设计流程 2.1生产概况

本厂产品规格和产量见表2-1

表2-1

产品产量和规格

产品名称 白色内墙砖 彩色地砖

产量 100万平方米 150万平方米

规格 200×45×6mm 600×600×9mm

2.2厂址选择

厂址选在座落于江西高安的“中国建筑陶瓷产业基地”。原因是高安有六大优势：

(1)高安具有悠久的陶瓷历史(2)扎实的建筑陶瓷工业基础(3)拥有丰富的建筑陶瓷人力资源(4)拥有丰富的原辅料资源

(5)拥有强大的运输能力和便利的交通(6)巨大的市场需求

2.3工艺流程的确定

（1）坯料制配工艺

粗碎→陶瓷原料按配方过磅→料斗→按比例加水投放球磨机中→过振动筛除杂→由强铁磁除铁→放浆入料浆池→压制成型→修坯→干燥→施釉→窑炉（烧成一般分为预热带、烧成带、冷却带）→成品的检修、包装→仓库（2）釉料制配工艺

釉用原料按配方过磅投放→按比例加水投入球磨机中→过振动筛除杂→由强铁磁除铁→放浆入料浆池→存浆池陈腐备用。

2.4 物料平衡计算

物料平衡计算是工艺设计中重要组成部分，是以生产规模、产品方案、工艺流程、工艺参数及生产班制为基础，对陶瓷生产中各工序物料量的一种近似计算法。

计算得，坯料年新坯料加工量为38290.2吨。

白色内墙砖所需白釉为739.4t，其中，生料釉709.9t，苏州土29.6t。彩色地砖所需色釉为2107.4t，其中，色剂量为126.4t，生料釉1901.8t，苏

州土79.2t。

经计算，坯料各原料用量如下表2-2：

表2-2 坯料各原料用量

原料 高岭土 长石 石灰石 高岭石 界牌泥 黑泥

比例（%）5 6 53 21 10

具体用量（t）

5215.2 3159.8 3791.8 31597.1 15122.5 7201.2

经计算，库棚合计5721m2，其中，坯用原料占面积5465m2，釉用原料库面积256m2，堆场合计8605m2。

原料的运输选用规格型号为B650的皮带运输机和斗式提升机。

2.5 设备选型

工艺设备选型和计算也是工厂设计的重要组成部分之一，在确定生产工艺流程并完成物料平衡后进行，工艺设备选型和计算的任务是：根据配方生产性质、产量大小和工艺流程选择设备的型式，然后确定设备规格的大小，最后根据各工序的加工量和设备的生产能力进行计算，确定所需设备台数。

原料运入厂内后，块状硬质原料存在堆场，粉状及粘土类存于库棚中。块状硬质原料进球磨机前需经颚式破碎机粗碎。粗碎选用PEF250400型颚式破碎机一台

由于本设计的陶瓷厂进厂原料都是小粒径的颗粒原料或粉料原料，所以直接对原料进行细碎处理，破碎设备选用衬湿法球磨机，坯用与釉用球磨机型号分别为TCIF3200×6000和QM2700×2700，坯用球磨机取5台，色釉和白釉分别2台。

坯料浆池取4个，半径2.5m，深3m，釉料浆池取2个，白釉与色釉各1个，半径1.5m，深1.5m。

原料在加工制备泥浆过程中，必须经过干、湿法除铁，本设计中采用了电磁除铁。泥浆输送选用B20/90型柱塞泵，其结构简单、维修容易、工作可靠，便于控制及保证泥浆所需压力。

目前大、中型墙地砖厂多采用喷雾干燥法使泥浆脱水制成符合要求的压制粉料。本设计中选用压力式喷雾干燥塔3200型2台，采用水煤浆旋风加热炉为喷雾干燥器供热风，其热容量大、热效率高、燃烧稳定、控制灵敏、能适应多种煤质的燃烧，采用旋风两段式燃烧除尘方式，除尘效果好。

粉料仓用选用圆锥形;喷雾干燥器制备的粉料堆积密度一般约为2t / m3，由于粉料堆积时，形成自然休止角，因而物料不可能将料仓填满。但一般料仓有效容积系数不小于0.75，压制粉料料仓的容积，考虑到陈腐和贮存的需要，一般考虑3天的贮量，粉料仓角度不得小于60°，且为防止堵料的措施，安装了电动振动器。料仓顶上留有尺寸为600×600mm的入孔。经计算，取6个料仓。

选择工艺成型的原则是：尽可能选用先进的工艺和技术，减少工序，缩短生产周期，提高生产率，降低原材料，燃料消耗，改善劳动条件；在满足制品加工要求的前提，成型生产工艺应力求单一化。

本设计中采用压制成型，选用型号为PH980的压机。经计算，彩色地砖与白色内墙砖分别用一台压机压制，共需2台压机。

砖的干燥选卧式辊道窑干燥器，选TC3G(G)卧式辊道干燥器，每段窑长2.13m，内宽1.83m。对白色内墙砖，取20段，窑长42.6m。对彩色地砖，取33段，窑长70.29m。

在修坯和上釉附近，必须贮存一定数量的半成品，作为平衡工序之用。

常用的施釉方法有浸釉、喷釉、浇釉、滚釉与刷釉。本设计中引用了佛山陶机总厂生产的一次烧成施釉的整套设施。

烧成车间选用型号为SACMT.FMS(2400)辊道窑。对白色内墙砖，取24段，窑长49.53m，对彩色地砖，取31段，窑长66.03m。

2.6总平面布置

2.6.1厂区布置

为合理的规划厂区，节约用地，建立良好的建筑整体，保证必要的防火卫生要求，合理的组织人流和物流。把工厂分成厂前区、生产区（包括主要生产区和辅助生产区）、仓库、堆场区、动力设施区

为适应现代工业生产的连续化、内部化、自动控制要求，以联合厂房为主体建筑布置，本设计采用了成片式布置。

本设计中厂房多采用分离式单层厂房，其特点如下：（1）通风采光良好

（2）建筑结构简单，对施工技术要求较低，扩建较容易和灵活（3）可以避免生产之间的相互影响和干扰（4）火灾不易蔓延，建筑标准可以降低

为使结构更加紧密，减少坯体受损，缩短运输线路，提高机械程度，在设计中成型烧成车间我采用了联合式厂房。

布置时应紧凑，节省土地，并且考虑扩建与改建，留足够的空间以便将来扩建。

在设计中严格按照建筑设计和防火卫生标准要求，在厂区的建筑物、构筑物

等设施与居住区之间要保持必要的距离。在决定厂区道路两侧之间的距离时，除按防火原则和卫生标准要求外，还考虑了车道、人行道的宽度、工程技术管网布置所需的绿化美化等要求。2.6.2技术经济指标

技术经济指标为总平面设计中一项结论性的资料。随工厂性质、规模、协作条件和城市交通等条件的不同而异。

建筑系数是指各种建筑物和构筑物、仓库、露天堆场和露天栈桥等的占地面积与厂区总面积之比值:

K=（A+B）/W×100%

································

式中A——建筑物和构筑物占地面积

B——露天堆场及露天栈桥占地面积

W——厂区占地面积

厂区利用系数是指所有一切建筑物、构筑物、堆场、铁路、道路、回车场、人行道、各种地上、地下工程管线和构筑物散水坡等的厂区总面积之比值L：

L=（A+B+C+D）/W×100%

·······························

式中A、B、W意义同式；

C——铁路、道路、人行道和散水坡等占地面积；

D——地上和地下工程管线占地面积。

3.概预算与技术经济指标

销售税金=年销售收入×税率=19000×12%=2280万元

销售利润=年销售收入－上缴税金－年经营费（年总成本）=19000－2280－10693=6027万元

投资利税率=企业利润/总投资×100%=6027/(10693+2000)×100% =47.5% 投资回收率=年净收入/总投资×100%=（企业利润+折旧费）/总投资×100%

=（6027+365.8）/（10693+2000）×100%=50.4% 投资回收期=总投资/年净收入=7316.2/6027=1.2年

收支平衡点为年总成本与销售收入的比值，即为10577/19000=0.557，即卖出产品的55.7%为收支平衡点。

本厂设计合理，投资回收快，利润高；设计的生产设施考虑到了环境、技术装备、劳动强度等问题，符合生态要求，固体废料和液体、废弃物能得到在循环处理、烟道气质量符合国家标准。其总平面和车间布置按照工艺布置原则进行了布置，布置基本合理，工艺流程也比较清楚。

4．参考文献

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[3] 熊伟，詹武，董海龙.我国建筑陶瓷开拓国际市场对策研究.中国陶瓷，2008年第8期:6~9 [4] 黄弘，陈爱娟，熊伟等.我国建筑陶瓷产业战略转移因素分析.中国陶瓷，2008（44）第3期:4~6 [5] 虞建华.打造中国建筑陶瓷产业基地—高安,在“承接”中“升级”.中国建材,2008年第9期:6~11 [6] 李雄德.胡澄清.新形势下陶瓷行业的发展态势及对策.中国陶瓷，2008，44（11）：3~5 [7] 欧阳丹,李军生,王英杰.我国建筑陶瓷标准与相关国际标准的比较.佛山陶瓷，2010年第11期第19卷：41~42 [8] 同继锋，苑克兴.我国建筑卫生陶瓷产业的发展和科技创新.陶瓷,2010年第11期：16~19 [9] 冯平.中国建筑陶瓷产品与意大利产品的差距.陶瓷,2006年第9期：42~46 [10] 尹虹.中国建筑卫生陶瓷发展形势分析.中国陶瓷，2009年第10期：34~40 [11] 黄宾.2009年建筑陶瓷发展形势分析.佛山陶瓷,2008年第11期：1~3 [12] 王小平.建筑陶瓷产业竞争力实证分析.内江师范学院学报,2010年第10期第25卷：66~70 [13] 苏桂军.“十二五”建筑卫生陶瓷工业发展规划.建材发展导向.2010年第5期：15~23 [14] 周雷生,李海东,杨兴等.中国建筑陶瓷业生产与运营管理的现状及对策研究.江苏陶瓷,2007年4月第2期第40卷:1~4 [15] 许召春,郑四华.建筑陶瓷产业生态管理的现状与对策分析.生态经济, 2011年第1期:142~145

第四篇：恒温箱的设计小论文

恒温箱的设计

师恭鹏

（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西，赣州，341000）

摘要：恒温箱将基于PLC设计完成。设计过程中将应用温度传感器、数码显示管、加热装置、冷却水泵、冷却器、储水箱、温度显示、阀门及状态指示部件。恒温系统要求控制恒温箱水温在20～80℃之间的某个设定数值。两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。当水温低于设定值时，采用电加热升温。当水温高于设定值时，放出部分热水，启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。本系统以PLC控制器为核心，设计控制系统的硬件电路和软件程序，完成要求的控制任务。关键词：恒温箱；PLC；传感器

The design of the incubator

SHI Gong-peng（SchoolofElectrialEngineeringandAutomation,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China）

ABSTRACT：The incubator will be based on the PLC design.The design process will be the temperature sensor, digital display tubes, heating device, cooling motor, coolers, storage tanks, temperature display, valves and status indication components.The thermostat system requirements for the control incubator water temperature between 20-80 ° C set the value.Two digital display tubes were used to display the set temperature and display the test temperature.When the water temperature below the set value, the electric heating to heat up.When the water temperature is higher than the set value, to release some hot water, and start cooling the motor so that flow through the cooler to cool to the water supply to the incubators.This system as the core of the PLC controller, the design of control systems hardware and software program to complete the requirements of control tasks.Keywords: Incubator;PLC;Sensor

0 引言

恒温箱的使用大部分是在实验室、工业、医药中。

在实验室中，特别是生物实验室，我们为了得到更加准确的实验数据，对于恒温实验环境要求严格。所以针对实验室来说，恒温箱的作用显得相当重要，对于我们实验室的研究过程以及研究结果将产生很大的影响。同时更加准确的研究结果对于我们由此产生的试验成果的实际运用产生积极的作用。对于我们的生物、农业、渔业的发展产生巨大的推进作用。

在工业生产中，恒温箱的应用是广泛的，直接产生产品的。所以我们更注重恒温环境的保持，恒温环境的稳定保持对于我们工厂车间的产品以及由此相关的工业生产都是基于恒温环境的后续发展。所以恒温箱的作用在工业中更是处于举足轻重的地位。同时在工业生产过程中我们对于恒温箱的要求也相对更加严格，比如质量的可靠性、恒温箱的维护管理费用、恒温箱的本身价位等，这些对于工业上的批量生产产品的企业都是相当重要的。

在医药方面，医用恒温箱主要用于药品，试剂的储存，运输；疫苗，血液的冷藏保温，透析液的加温，生理盐水的加温等。由以上我们可以明显的看出恒温箱的重要作用。对于医药方面，恒温箱永远处于相当重要的地位。在关系民生的医药行业，药品、试剂、疫苗、血液等是最终要用于民的。所以在关系患者生命健康的这类药品的储存显得尤为重要。所以，恒温箱在实验研究、工业生产、民生工程方面都发挥着重要的作用。恒温箱对于我们国家的科技水平更加高新、国民经济的更加繁荣、民生健康等方面时刻显现着其重要性。总体设计

本次设计恒温箱将基于PLC设计完成。恒温系统要求通过冷热水的各自流通来控制恒温箱内的温度在20～80℃之间的某个设定数值。两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。当水温低于设定值时，报警并采用电加热升温。当水温高于设定值时，报警并启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。

由此系统总体设计由控制部分，电源部分，按键部分，温度测量部分，显示部分，加热装置，状态指示灯部分，水泵部分，报警部分组成。基本组成框图如图1所示。

图1 系统模块框图

根据以上系统模块框图，我们要实现以下功能： 第一、开通电源，状态指示灯1亮。

第二、通过按键键入设定温度，数码显示管1显示设定温度。第三、数码显示管2显示恒温箱内的实时温度。

第四、当数码显示管2上显示的温度低于键盘显示板1上的设定温度时，蜂鸣器报警。加热装置加热。水泵2开始运行，状态指示灯3亮，水泵2抽取储水箱2中的热水注入恒温箱的第二组金属管，同时储水箱3中的第二组金属管端口有水流出。

第五、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，加热装置停止工作，水泵2停止工作，状态指示灯3熄灭。

第六、当数码显示管2上显示的温度高于数码显示管1上的设定温度时，蜂鸣器报警，水泵1开始运行，状态指示灯2亮。水泵1抽取储水箱1中的冷水注入恒温箱的第一组金属管，同时储水箱3中的第一组金属管端口有水流出。

第七、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，水泵1停止工作，状态指示灯2熄灭。

1.1 模块选择

（1）利用PLC作为控制器模块。

PLC拥有对于开关量的逻辑控制、模拟量的控制、运动的控制、过程的控制等各种控制功能，并且PLC拥有数据处理、通信及联网的优点。并且PLC可靠性高，易操作，灵活性高，而且PLC对于环境的要求相对较低。

（2）在电源模块的选择采用市电。

市电来源方便，且经稳压管稳压也较可靠，较经济实惠，所以选择AC220V。（3）在控制加热器模块上采用可控硅。

在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态.可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此频率,因元件开关损耗显着增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用。可控硅的优点很多,例如：以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍；反应极快,在微秒级内开通、关断；无触点运行,无火花、无噪音；效率高，成本低等。

（4）在温度采集模块上选择热电阻传感器。

热电阻材料特性:导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器，这种传感器主要用于-200—500℃温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料，热电阻的材料应具有以下特性：

①电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。②电阻率高，热容量小，反应速度快。

③材料的复现性和工艺性好，价格低。热敏电阻温度特性 ④在测温范围内化学物理特性稳定。

（5）在显示模块上选择LED数码显示管

LED数码管显示器动态显示方式下，将所有位的段选线并联在起，由位选线控制哪位接收字段码，采用动态扫描显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化，对外界环境要求较低。同时数码管采用BCD编码显示数字，编程容易，资源占用较少。

（6）水泵模块 因为本次所设计的恒温箱体积较小，故此，在选用水泵方面，我们要考虑水泵的功率与体积要适合我们设计。由以上的分析，我们选择微型小水泵。

（7）报警模块 按照设计需求，当恒温箱内的温度超过或者低于设定温度就要报警，报警设施使用蜂鸣器来实现。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。之所以选用蜂鸣器，是因为声音报警的方式比较直观地提醒用户水温已达到设定的温度，蜂鸣器价格低廉，硬件电路设计简单，并且只需要简单的编程就可以实现其报警功能。硬件部分设计

以金属箱体为主体，若干金属管分两组密集分布于箱体内部五个面上（箱体内部左右表面、上下内部表面、后部内布表面）第一组金属管两个接口引出箱体外部，一个端口接上水泵1，然后接入储水箱1，另外一个端口接口放入储水箱3。第二组金属管两个端口同样引出箱体外围，一个端口接上水泵2，然后接入储水箱2，另外一个端口放入储水箱3。温度传感器放入箱体内部并接线至PLC仪器。数码显示管1固定于主体上，并接线至PLC仪器。数码显示管2固定于主体上，并接线至PLC仪器。加热装置置于储水箱2中，并通过开关接线至PLC仪器。水泵1与指示灯2并联，然后与PLC仪器连接。水泵2与指示灯3并联，然后与PLC仪器连接。蜂鸣器与PLC直接相联。指示灯1固定于主体上并接线至PLC仪器。

图2 系统组态图

2.1各个硬件、各个部分的作用

第一组金属管用于降低箱体的温度。其与水泵连接是为了送入冷水来降低恒温箱内的温度。

第二组金属管用于提高箱体的温度。其与水泵连接是为了送入热水来提高恒温箱内的温度。

温度传感器与PLC仪器连接用于时刻检测恒温箱内的温度并传达数据给PLC仪器。数码显示管1固定于主体上，主要是方便显示设定恒温箱的温度。键盘显示板2固定于主体上，主要是显示箱体的实时温度。加热装置置于储水箱2中，并接线至PLC仪器可以在恒温箱内的温度低于设定温度时通过PLC仪器的控制加热储水箱2中的水，并通过水泵2将热水送入第二组金属管中，以此提高恒温箱内的温度。

蜂鸣器用于显示实时温度是否处于设定温度。

状态指示灯1用于显示恒温箱是否处于工作状态。状态指示灯2用于显示是否处于降温阶段。状态指示灯3用于显示恒温箱是否处于升温阶段。系统软件流程图 3.1 软件流程图

根据以上恒温箱的控制要求以及再设计过程中对于各个模块的分析与定义，系统软件设计流程图如图3所示。

图3 系统软件流程图

3.2 主要控制梯形图

第一、开通电源，状态指示灯1亮。

第二、通过按键键入设定温度，数码显示管1显示设定温度。

第三、数码显示管2显示恒温箱内的实时温度。由PLC采集电压数据VD并存入VW38，根据图4公式1以及公式2

图4 PLC 采样电路图

RT=(24-VD)/(VD/10)式（1）T=(RT-100)/0.38 式（2）

得出实时温度。

第四、当数码显示管2上显示的温度低于键盘显示板1上的设定温度时，蜂鸣器报警。加热装置加热。水泵2开始运行，状态指示灯3亮，水泵2抽取储水箱2中的热水注入恒温箱的第二组金属管，同时储水箱3中的第二组金属管端口有水流出。

第六、当数码显示管2上显示的温度高于数码显示管1上的设定温度时，蜂鸣器报警，水泵1开始运行，状态指示灯2亮。水泵1抽取储水箱1中的冷水注入恒温箱的第一组金属管，同时储水箱3中的第一组金属管端口有水流出。

第五、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，加热装置停止工作，水泵2停止工作，状态指示灯3熄灭。

第七、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，水泵1停止工作，状态指示灯2熄灭。结论

系统利用PLC实现了对温度数据的采集、存储、分析、显示、控制等功能的实现。系统运行稳定，并达到预先设定各项指标要求。

参考文献

[1] 吉顺平，孙承志，路明，等．西门子PLC与工业网络技术[M]．北京：机械工业出版社，2008.[2] 梁森，欧阳三泰，王侃夫.自动检测技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2008.[3] 张洪润，张亚凡，邓洪敏.传感器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2008.[4] 居里.分析电力工业中的新型红外温度传感器[J].中国光学期.2011,(23):14-17.

第五篇：设计美学小论文一

如何看待同种产品设计上的百家争鸣

在中国遥远的古代就出现过“先秦诸子百家争鸣”的局面，而在西方则出现了这样一句谚语：“有一千个读者就有一千个哈姆雷特”。这两者都是体现了文学界的中对相同事物不同人物的不同理解。步入现代社会，这一传统无时无刻不在继续演绎着，只是突出领域各有不同。现今在产品设计领域，可真谓“百花齐放百家争鸣”啊！众多的设计师对同一种产品的设计表现却总是存在着许多截然不同的灵感和创意想法。这是为何呢？

通过我们对前辈设计巨人们的经典之作的设计过程的研究，我们不难发现其中的端倪。同样是一把椅子，我们纵观设计史就会发现他们的迥然各异：从古希腊克里斯姆斯的靠椅到18世纪新古典主义的切普戴尔的中式椅；从工艺美术运动时期莫里斯的“苏塞克斯”椅到芝加哥学派莱特的椅子等等。这些都反映了针对同种产品在不同社会环境下设计师们的不同构想。而在同一社会环境下呢？其情况也是一样。例如：同样是维也纳分离派的风格下，麦金托什设计的高直式座椅和霍夫曼设计的可调节椅就截然不同；还有同样是在包豪斯时期的布劳耶和米斯，他们在椅子的设计上理念各有不同，前者设计的钢管椅可谓名噪一时，后者设计的巴塞罗那椅和魏森霍夫椅更是传世经典。这些不同都与设计师自身的各项素质有关。

无论是古代还是现今，产品设计领域的丰富多彩、奇思妙想一直为大众和设计师所津津乐道。其中无外乎以下几点：第一、设计师所在的地域和时代的社会环境。这包括了当时当地的风土人情的特色经典，可以影响设计师对事物感性认知中的微妙变化，从而带来不同风格的设计构想。第二、设计师的“匠气”和“灵性”。这影响着设计师的思想境界、知识结构、感悟能力，造成设计师自身的设计哲学观和设计美学观产生不同。第三、兴趣是最好的老师。设计师的兴趣决定了他会对某一事物执著的钻研，激励其灵感的火花的触发，从而带来不同的设计理念。第四、善于观察积累的心。一位好的设计师必定为善于从大自然以及现有人造物精心观察和提取自己的创意灵感并不断的积累素材，为其后面丰富的设计奠定基础。正所谓“造物之妙，悟者得之”也指的这一点。不同设计师对事物观察积累的程度各有千秋，因此也就会带来不同的设计思路，从而能产生不同的设计表现。

通过如上分析总结，给我们这些未来的设计者带来以下借鉴：不论我们先天“匠气”和“灵性”如何，我们都要依靠后天兴趣的培养、大量的学习与思索，来不断的积累自己的设计哲学观和设计美学观。从而激发更多创意灵感，提高自身创造力。而创造力的发挥作为一种机遇，也会偏爱有准备的头脑。