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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 文 題 目： 小型玻璃磨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo) 教師（職稱）： 年 1 月 5 日 填 一、選題依據(jù)1、研究領(lǐng)域 20 世紀(jì) 80 年代以來，隨著交通、建筑、旅游等行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對玻璃的需求量也越來越多，這就使得玻璃加工行業(yè)得到了快速的發(fā)展，玻璃的產(chǎn)量也迅速提升。 順應(yīng)這一趨勢，論文選題為《小型玻璃磨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，并對此開展對這一領(lǐng)域的研究。 2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價值 作為玻璃預(yù)處理生產(chǎn)線上的重要工序，玻璃磨邊是玻璃預(yù)處理的關(guān)鍵設(shè)備之一， 主要用于把切割成型的玻璃的邊緣磨制成所需要的形狀，以適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境的需求。 由于目前數(shù)控機(jī)床研發(fā)水平的制約，絕大多數(shù)玻璃生產(chǎn)企業(yè)加工玻璃的精度和效率還有很大的提升空間。西方發(fā)達(dá)國家的玻璃生產(chǎn)企業(yè)在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開始探索新的玻璃加工工藝，實(shí)現(xiàn)玻璃產(chǎn)品的創(chuàng)新，從而有效降低成本，提高效益。玻璃生產(chǎn)加工正朝功能型、裝飾型、環(huán)保型、安全型等方向深入發(fā)展，這也是玻璃加工企業(yè)一直追求的目標(biāo)。 綜上所訴，論文工作的理論意義和應(yīng)用價值就在于通過對玻璃磨邊機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)磨削原理進(jìn)行了玻璃磨邊機(jī)磨邊系統(tǒng)的力學(xué)特性分析，建立了玻璃磨邊機(jī)的有限元模型，在力學(xué)分析和模態(tài)分析的基礎(chǔ)上完成玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高了機(jī)床的整體力學(xué)性能和動態(tài)特性。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 3.1 國外研究現(xiàn)狀 隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，國外的玻璃的生產(chǎn)加工已經(jīng)從過去單臺設(shè)備轉(zhuǎn)化成全自動生產(chǎn)線模式，這不僅提高了玻璃的生產(chǎn)加工效率，而且加工出的玻璃精度和質(zhì)量都有了極大的提高。玻璃發(fā)展的如此迅速歸功于玻璃加工設(shè)備的技術(shù)更新，而數(shù)控機(jī)床的迅猛發(fā)展離不開一大批專家學(xué)者的研究。由于很早就意識到玻璃所具有的獨(dú)特的優(yōu)勢，國外的學(xué)者花費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行玻璃生產(chǎn)加工設(shè)備的研發(fā)， 并取得了大量的科研成果。 美國的諾頓和艾倫合作制訂了選擇砂輪類別和砂輪輪速度的基本原則，提出將砂 輪進(jìn)行平衡，可以提高磨削效率和精度，并指出在磨削過程中需要實(shí)時的修整磨輪使用切削液。美國的奧爾登和英國的格斯特在磨削理論的基礎(chǔ)上對磨削過程中砂輪的選擇、磨削用量設(shè)置、磨削力的大小等問題作了深入的研究?？诒镜年P(guān)口八重吉和德國的施勒辛格爾等人在前人研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了影響磨削力的各個因素，從而推動了機(jī)床檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在機(jī)床設(shè)計(jì)分析方面，國外具有先進(jìn)的玻璃生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)基礎(chǔ)，對數(shù)控機(jī)床的研究起步較早，對機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析比較透徹，雖然還有進(jìn)一步發(fā)展的空間，但是現(xiàn)有的動靜態(tài)研究方法已經(jīng)滿足當(dāng)前設(shè)備發(fā)展的需求， 由這些設(shè)備制造出的工件也能滿足現(xiàn)在的精度要求。利用有限單元法對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析在國外發(fā)展的也比較成熟，而且國外學(xué)者更重視把有限元法應(yīng)用在機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì)上，并且取得了大量的研究成果。U.Heisel 與 A.Feinauer 研究了在高速磨削過程中振動產(chǎn)生的原因，例如變化的切削載荷是如何影響振動的，并在機(jī)床的模型上仿真了多種振動對工件質(zhì)量的影響，最后利用切削試驗(yàn)對仿真結(jié)果進(jìn)行了修正[f}l。韓國的 Dai Hilty lee 和 Jung Do suh 等人通過有限元分析了高速銑床的滑塊結(jié)構(gòu)， 并從中研發(fā)出一種新型的滑塊結(jié)構(gòu)，這種夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、阻尼系數(shù)高【lob。西班牙的學(xué)者 MZatarain 分別采用 Nastran 和 I-deas 兩種軟件建立了立柱移動式銑床的整機(jī)模型，不僅包括主軸箱、立柱、床身等關(guān)鍵部件，還考慮了它們之間接觸面 10 的影響，在此基礎(chǔ)上，MZatarain 對整機(jī)進(jìn)行了模態(tài)分析，通過幾種方案對比，選擇了較合理的結(jié)構(gòu)。Kennedy 和 Pancu 研究了如何才能精確的計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)固有頻率和阻尼比，為口后科研的應(yīng)用鋪平了道路。德國的 Bishop 通過自己多年的研究，在論文中從更深層的角度闡述了模態(tài)分析的原理，為后來的學(xué)者研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性奠定了基礎(chǔ)。 3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 近年來，我國的玻璃行業(yè)發(fā)展的速度也比較快，玻璃加工企業(yè)的數(shù)量不斷增加， 企業(yè)規(guī)模也變得越來越大，作為玻璃加工企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，玻璃磨邊機(jī)的市場需求將會越來越廣泛。但是就目前來看，國內(nèi)玻璃磨邊機(jī)研發(fā)力量薄弱，技術(shù)還不成熟，玻璃加工設(shè)備落后，自動化程度低，生產(chǎn)的玻璃質(zhì)量與西方發(fā)達(dá)國家相比差距甚遠(yuǎn)，難以滿足我國玻璃加工行業(yè)快速發(fā)展的要求。而智能化自動化程度相對較高玻璃磨邊機(jī)，國內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到，所以仍然以從德國、意大利、瑞士等西方發(fā)達(dá)國的進(jìn)口為主，導(dǎo)致我國玻璃生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)備上投入了大量資金，已經(jīng)沒有能力改進(jìn)或研發(fā)新，長此惡性循環(huán)發(fā)展下去，使我國企業(yè)對國外的玻璃設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)依賴程度越來越高，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，我國的技術(shù)人員往往解決不了，又需要花高昂的費(fèi)用請國外的技術(shù)人員予以解決，這嚴(yán)重制約了我國機(jī)床裝備行業(yè)的發(fā)展。因此很多致力于振興我國機(jī)械行業(yè)的高等院校和科研機(jī)構(gòu)開始了探索，并取得了一定的科研成果。吉林大學(xué)的王龍山教授等經(jīng)過多年的研究，建立了砂輪磨削隨時間變化的數(shù)學(xué)模型，并利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬了磨削的實(shí)際過程，為以后學(xué)者進(jìn)行磨削優(yōu)化、自動控制等提供了必要的理論基礎(chǔ)。長春大學(xué)的王穎淑等將砂輪上的磨粒進(jìn)行簡化，研究它的切削狀態(tài)，由此建立了外圓縱向磨削系統(tǒng)的力學(xué)模型，這為仿真外圓縱向磨削過程、實(shí)現(xiàn)磨削過程的自動控制提供了必要條件。在機(jī)床設(shè)計(jì)分析方面，東南大學(xué)倪曉宇、易紅等利用有限單元法對大型數(shù)控機(jī)床床身進(jìn)行力學(xué)性能分析和動態(tài)特性分析，并根據(jù)漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法(ESO)對機(jī)床床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，使 ESO 方法在機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方面得到了很好的應(yīng)用。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)的楊明亞利用三維建模軟件建立了數(shù)控磨床立柱結(jié)構(gòu)的有限元模型，利用有限元分析 ANSYS 對立柱部分進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了立柱前五階固有頻率和振型。浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所的楊曉京運(yùn)用 ANSYS 軟件對 XM538 數(shù)控銑床的基座結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，比較了四種結(jié)構(gòu)形式的基座的動態(tài)特性，提出在 XM538 數(shù)控銑床中選用內(nèi)側(cè)加強(qiáng)筋基座結(jié)構(gòu)，可以大大提高機(jī)床機(jī)械性能。東南大學(xué)的伍建國等在對 K15280B 數(shù)控加工中心床身動態(tài)測試的基礎(chǔ)上，建立數(shù)控加工中心的有限元模型，并對其床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜態(tài)特性和動態(tài)特性的分析，找到了現(xiàn)有數(shù)控加工中心在設(shè)計(jì)中存在的缺陷和不足，并從多個角度對加工中心進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過對比分析得到了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最合理的方案。東北大學(xué)張耀滿在CK5132 立式數(shù)控車削加工中心的研制過程中，在機(jī)床原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行動力學(xué)分析，根據(jù)分析結(jié)果對機(jī)床進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而提高數(shù)控機(jī)床的動態(tài)性能，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析，驗(yàn)證結(jié)果的合理性。西安工業(yè)大學(xué)朱育權(quán)通過 ANSYS 軟件建立CL 140 數(shù)控機(jī)床的實(shí)體模型，采用四面體單元對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到了數(shù)控機(jī)床的前三階固有頻率和振型，根據(jù)對比分析找到了避開各階激振頻率的方法，有效的 提高了數(shù)控機(jī)床的抗振性能。 綜上所述，盡管國內(nèi)外許多學(xué)者對玻璃磨邊機(jī)進(jìn)行了相關(guān)研究，并成功指導(dǎo)了工程實(shí)踐，但仍然存在值得深入研究的問題。 （1）目前雖然已有部分專家學(xué)者對磨削理論進(jìn)行了研究，但主要是針對金屬材質(zhì)的工件，對玻璃、橡膠等非金屬材質(zhì)的工件研究較少。 (2)對玻璃磨邊機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍然采用經(jīng)驗(yàn)法，將各零部件盲目組裝，沒有考慮設(shè)備的振動性能以及局部的強(qiáng)度和剛度，影響了機(jī)床的整體性能。 (3)對玻璃磨邊機(jī)等數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)從力學(xué)角度或振動角度孤立的分析，沒有將它們有機(jī)結(jié)合共同指導(dǎo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 因此，本文在綜合分析國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的工程實(shí)際，針對目前玻璃磨邊機(jī)研究存在的問題，對玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、模態(tài)特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面進(jìn)行了深入的研究。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題 為達(dá)到預(yù)期目的，論文（設(shè)計(jì)）研究中應(yīng)重點(diǎn)解決的問題有： （1） 給出磨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 （2） 根據(jù)磨削力校核相關(guān)構(gòu)件強(qiáng)度 （3） 計(jì)算分析及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 （4） 給出裝配圖和實(shí)體模型圖 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 針對論文（設(shè)計(jì)）研究的問題，擬開展研究的主要思路如圖所示： 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過對玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架的力學(xué)分析，預(yù)期實(shí)現(xiàn)的成果如下； （1） 利用數(shù)值分析軟件得出磨邊機(jī)工作時磨輪受力的曲線圖； （2） 利用三維建模軟件建立玻璃磨邊機(jī)的實(shí)體模型； （3） 依據(jù)分析結(jié)果對玻璃磨邊機(jī)力學(xué)性能進(jìn)行校驗(yàn)； （4） 分析玻璃磨邊機(jī)的動態(tài)特性，確定玻璃磨邊機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速； （5） 研究力學(xué)性能析和模態(tài)特性分析的結(jié)果，建立玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)的參 數(shù)化模型，選擇合適的設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件，對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行靈敏度分析，確定各個輸入輸出參數(shù)的優(yōu)先級； （6） 歸納總結(jié)研究結(jié)論，提出相應(yīng)改進(jìn)措施。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 有限元分析是使用有限元方法來分析靜態(tài)或動態(tài)的物理物體或物理系統(tǒng)。在這種方法中一個物體或系統(tǒng)被分解為由多個相互聯(lián)結(jié)的、簡單、獨(dú)立的點(diǎn)組成的幾何模型。在這種方法中這些獨(dú)立的點(diǎn)的數(shù)量是有限的，因此被稱為有限元。 有限元分析法(FEA)已應(yīng)用得非常廣泛，現(xiàn)已成為年創(chuàng)收達(dá)數(shù)十億美元的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。即使是很復(fù)雜的應(yīng)力問題的數(shù)值解，用有限元分析的常規(guī)方法就能得到。通過本科四年的學(xué)習(xí)，以及對機(jī)械領(lǐng)域的綜合技術(shù)的一定了解，擬采用有限元分析的方法對兆瓦級風(fēng)電系統(tǒng)齒輪主軸進(jìn)行動力學(xué)特性分析，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 論文起始周 計(jì)劃內(nèi)容 第 1 周 根據(jù)題目要求，編寫論文摘要 第 2 周 研究現(xiàn)有玻璃磨邊機(jī)結(jié)構(gòu)，給出設(shè)計(jì)初步方案 第 3 周 結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)，對主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并畫出二維圖 第 4 周 電機(jī)選擇及強(qiáng)度校核 第 5 周 給出磨邊機(jī)裝配圖 第 6 周 完善結(jié)構(gòu)，盡可能小型化便攜式 第 7 周 給出實(shí)體模型圖 第 8 周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書初稿，并完成設(shè)計(jì)圖紙要求 第 9 周 翻譯外文文獻(xiàn)，并完善論文 第 10 周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成答辯 PPT 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 孫國文. 玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].武漢理工大學(xué),20 14. 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Machine for grinding the edge s of plates of glass, marble, and stone materials in general, with integ rated drilling/milling unit[P]. ：EP2687327,2014-01-22. 附：文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 詳細(xì)閱讀參考文獻(xiàn)后，對各個文獻(xiàn)的研究成果及局限性進(jìn)行了如下歸納。文獻(xiàn) 1 1. 研究成果： （1） 玻璃磨邊機(jī)磨邊系統(tǒng)力學(xué)特性分析。調(diào)研了全自動玻璃預(yù)處理生產(chǎn)線， 在研究了玻璃磨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工藝流程，在此基礎(chǔ)上從簡化的單個磨粒的切削狀態(tài)出發(fā)，建立了玻璃磨邊機(jī)在工作過程時系統(tǒng)力學(xué)模型，利用數(shù)值分析軟件 Matlab 得出磨邊機(jī)工作時磨輪受力的曲線圖，為后文進(jìn)行玻璃磨邊機(jī)的有限元分析提供力學(xué)支撐。 （2） 建立了玻璃磨邊機(jī)的有限元模型。利用三維建模軟件 Pro/E 建立了玻 璃磨邊機(jī)的實(shí)體模型，研究了建模軟件與有限元軟件之間的數(shù)據(jù)接口和格式轉(zhuǎn)換，將 Pro/E 與 ANSYS 無縫連接，而后把簡化后的玻璃磨邊機(jī)模型導(dǎo) ANSYS Workbench 中，經(jīng)過單元選擇、材料定義、網(wǎng)格劃分完成玻璃磨邊機(jī)有限元模型的建立。 （3） 玻璃磨邊機(jī)實(shí)體模型的有限元分析。在磨削系統(tǒng)力學(xué)模型和磨輪受力 曲線的基礎(chǔ)上，對玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架進(jìn)行力學(xué)性能分析，得出磨邊機(jī)極限工況下的變形圖和應(yīng)力圖，根據(jù)分析結(jié)果對現(xiàn)有磨邊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行評價。在模態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，利用 ANSYS Workbench 軟件對玻璃磨邊機(jī)進(jìn)行動態(tài)特性分析，根據(jù)提取的前六階頻率和振型，研究磨輪電機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速。 （4） 玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在玻璃磨邊機(jī)力學(xué)性能分析和模 態(tài)特性分析的基礎(chǔ)上，建立了以變形量為目標(biāo)函數(shù)，低階頻率、質(zhì)量、最大應(yīng)力為約束，主機(jī)架截面寬度、厚度、高度為設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化模型。根據(jù) GOE 法研究磨邊機(jī)各個輸入輸出參數(shù)的靈敏度，確定了它們的優(yōu)先級，利用 ANSYS Workbench 中的 Design Exploration 模塊完成主機(jī)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2. 局限性 （1） 建立的玻璃磨邊機(jī)磨削系統(tǒng)力學(xué)模型在進(jìn)行計(jì)算時許多參數(shù)都是取的 經(jīng)驗(yàn)值，可以考慮將力學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，通過兩者結(jié)果的對比對力學(xué)模型參數(shù)及時進(jìn)行修正。 （2） 玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析時，外界的激振頻率只考慮了磨 輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速，將磨輪電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)該遠(yuǎn)離磨邊機(jī)固有頻率作為重要的約束條件實(shí)現(xiàn)了主機(jī)架的優(yōu)化。實(shí)際上磨邊機(jī)工作時外界的激振頻率還有很多，學(xué)者可以深入研究其他影響磨邊機(jī)動態(tài)特性的因素。 （3） 本文對玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)的有限元分析是在常溫下進(jìn)行的，實(shí)際 上磨邊機(jī)工作時由于磨削、電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)等因素會產(chǎn)生大量熱，這些熱量對機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響也是不可忽略的，因此玻璃磨邊機(jī)主機(jī)架結(jié)構(gòu)的熱力藕合分析還有待進(jìn)一步的研究。 文獻(xiàn) 2 1. 研究成果 （1） 通過在電機(jī)軸末端設(shè)置推力球軸承，負(fù)載力矩經(jīng)軸套傳遞到砂輪電機(jī)軸的磨削力矩傳遞率達(dá)到 98%，而且恒定不變，比不加推力球軸承時高出 20%。負(fù)載力矩與傳遞到電機(jī)軸上的力矩之間具有良好的線性關(guān)系，能夠滿足工程測試對傳感器信號線性度的要求。因此，可以通過在砂輪電機(jī)定位軸套上粘貼電阻應(yīng)變片的方式，制作應(yīng)變式力矩傳感器，測量玻璃磨邊加工過程中的磨削力矩。 （2） 以階梯軸套為彈性元件，在軸套的外表面粘貼兩組電阻應(yīng)變片，制作了通過多 點(diǎn)接觸導(dǎo)電滑環(huán)為測量電橋供電和傳遞測試信號的應(yīng)變式磨削測力儀。對磨削力儀進(jìn)行標(biāo)定、磨削力模擬測試和精度檢測，結(jié)果表明電機(jī)軸末端加推力球軸承后，切向磨削力 FT 和徑向磨削力 Fn 的傳遞率分別為 97%和 70%，比不加推力球軸承提高了 20% 測力儀測量誤差小于 5%該測力儀具有結(jié)構(gòu)精巧，成本低廉，安裝和拆卸方便，不需要改裝玻璃磨邊機(jī)、可在正常生產(chǎn)條件下測量磨削力等優(yōu)點(diǎn)。 2. 局限性 （1） 磨削力試驗(yàn)過程中，僅考慮了砂輪線速度，玻璃進(jìn)給速度，玻璃倒角。對磨削力的影響，沒有考慮到玻璃厚度,砂輪粒度和砂輪振動對磨削力的影響。 （2） 未對磨削力測試信號的動態(tài)特性作進(jìn)一步分析研究文獻(xiàn) 3 1. 研究成果 （1） 根據(jù)機(jī)架、支撐架和夾送輥的實(shí)際受力情況，對機(jī)架、支撐架和夾送輥分別進(jìn)行了有限元靜力分析，分析得出:機(jī)架的最大應(yīng)力值為 21.4Mpa，最大變形為 0.173 mm;支撐架的最大應(yīng)力值為 34.3Mpa， 最大變形為 0.186mm; 夾送輥的最大應(yīng)力值為68.3Mpa，最大變形為 0.670mm。由分析結(jié)果可知，機(jī)架、支撐架和夾送輥均能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，但是在材料利用上都存在很大的浪費(fèi)。 （2） 以提高機(jī)架結(jié)構(gòu)的材料利用率為目的，對機(jī)架進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析。改進(jìn)方法是保持機(jī)架原有的結(jié)構(gòu)形式不變，將機(jī)架原本的空心方管尺寸 100X 100X5 mm 替換為 92X92X5 mm。進(jìn)后機(jī)架結(jié)構(gòu)的有限元靜力分析結(jié)果表明，改進(jìn)后機(jī)架的最大應(yīng)力值為 25.6Mpa，最大變形為 0.247mm，不僅仍然能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，而且比改進(jìn)前的機(jī)架節(jié)省材料 12.43%，達(dá)到了節(jié)約材料的目的。 （3） 以提高支撐架結(jié)構(gòu)的材料利用率為目的，對支撐架進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析。改進(jìn)措施是保持支撐架的結(jié)構(gòu)形式不變，將支撐架原有的 100X100X5 的空心方管替換為92X92X5 mm 的空心方管、將 100X50X5 mm 心矩形管替換為 90X40X5 mm 的空心矩形管。改進(jìn)后支撐架結(jié)構(gòu)的有限元靜力分析結(jié)果表明， 改進(jìn)后支撐架的最大應(yīng)力值為56.4Mpa，最大變形為 0.262nnn，不僅仍然能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，而且比改進(jìn)前的支撐架節(jié)省材料 18.24%，達(dá)到了節(jié)約材料的目的。 （4） 為了提高材料的利用率和降低立式玻璃磨邊機(jī)的制造成本，通過將夾送輥的聚氨酚橡膠層壁厚 9 mm 改為 5m，將鋼管的壁厚 15mm 改為 10mm 的方式對夾送的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)汁。在對改進(jìn)后的夾送輥結(jié)構(gòu)有限元靜力分析后得知，改進(jìn)后夾送輥的最大應(yīng)力值為 85.4Mpa 最大變形為 0.838mm，不僅仍然能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，而且比改進(jìn)前的夾送輥節(jié)省材料 29.35%，達(dá)到了節(jié)約材料的目的。 2. 局限性 （1） 僅對支撐架、機(jī)架和夾送輥進(jìn)行了有限元靜力分析，若要更準(zhǔn)確驗(yàn)證其是否具有足夠的強(qiáng)度和剛度，應(yīng)對支撐架、機(jī)架和夾送輥?zhàn)鲆恍┯邢拊獎討B(tài)分析。 （2） 在對支撐架、機(jī)架和夾送輥的有限元靜力分析完成后，憑借經(jīng)驗(yàn)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行 了改進(jìn)。在以后的工作中，可以利用 ANSYS 優(yōu)化工具，通過設(shè)定具體的優(yōu)化參數(shù)對支撐架、機(jī)架和夾送輥進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 （3） 僅從仿真角度和理論角度對支撐架、機(jī)架和夾送輥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元靜力分析、對下磨頭傳動系統(tǒng)和玻璃傳送系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，缺少通過試驗(yàn)來驗(yàn)證分析結(jié)果的正確性這一環(huán)節(jié)。在后續(xù)研究中，可以適當(dāng)增加試驗(yàn)環(huán)節(jié)。 文獻(xiàn) 5 1. 研究成果 （1） 通過合理的模型簡化和單元類型的選擇，本研究 建立了三維有限元實(shí)體模型， 利用彈簧阻尼單元 COMBIN14 模擬了結(jié)合部的特性，得出在考慮上磨頭 機(jī)構(gòu)的絲杠 螺母軸承和導(dǎo)軌結(jié)合面情況下的上磨頭機(jī) 構(gòu)整體的動態(tài)特性，得到前 1 階 ～ 5 階固有頻率分別 在 33、 44、 97、 105、 119 Hz 附近，并與剛性連接的情況 作對比分析得出，結(jié)合面對高階固有頻率的影響較為 顯著，振型上主要表現(xiàn)在局部結(jié)構(gòu)的振型。 （2） 本研究還通過諧響應(yīng)分析模擬了上磨頭實(shí)際工作 時的狀態(tài)，得出頻率在 30 ～ 45 Hz 之間砂輪中心 Z 方 向的諧響應(yīng)振幅最大，這是造成磨邊不均勻現(xiàn)象的原 因之一。 文獻(xiàn) 6 研究成果 新型玻璃磨邊機(jī)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)已應(yīng)用與多數(shù)口徑炮彈紫東合膛設(shè)備中，具有成本低，對工作環(huán)境要求不高，易于控制的特點(diǎn)。該技術(shù)已投入實(shí)際批量生產(chǎn)，不僅大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度，還提高了大口徑炮彈的裝配檢測的技術(shù)水平和安全性，解決了生產(chǎn)過程中存在的安全，質(zhì)量和效率等問題，具有較好的推廣利用價值。 文獻(xiàn) 7 研究成果 講逆向工程與數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合，作為一種新模具修復(fù)手段。以原始樣件進(jìn)行逆向測量，將重構(gòu)所得CAD 模型作為原始凹模型面，運(yùn)用有限元方法進(jìn)行沖壓成型模擬和分析，進(jìn)而成功復(fù)制出原始產(chǎn)品。避免了模具無法修復(fù)而報(bào)廢的情況。 文獻(xiàn) 8 研究成果 新型數(shù)控玻璃磨邊機(jī)集成了 CAD/CAM, 目前主要可以磨削 以下幾種玻璃形狀: 若干段直線段構(gòu)成的凸多邊形, 若干段圓弧 構(gòu)成的非凹封閉曲線, 若干段直線與圓弧構(gòu)成的非凹封閉形, 橢 圓以及其它具有確定函數(shù)關(guān)系的非凹曲線。該類型的磨邊機(jī)適 合磨削數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)的玻璃顯示屏等尺寸不大的玻璃。 文獻(xiàn) 9 研究成果 方圓玻璃機(jī)械廠生產(chǎn)的玻璃磨邊機(jī)實(shí)現(xiàn)了智 能控制 ,使玻璃的磨削精度和磨削速度均得到顯著 提高 ,玻璃花邊的磨削質(zhì)量和產(chǎn)品檔次均得到明顯 改善 ,進(jìn)料速度: 0. 5 m /min～ 5 m /min 無級可調(diào) , 以直角花邊為例: 直邊最大磨削量達(dá) 3 mm、磨削 誤差小于 0. 05 mm、棱角最大磨削寬度可達(dá) 2. 5 mm、棱角角度為 45° 、玻璃板厚度為 3～ 12 mm,產(chǎn) 品深受用戶歡迎。由于產(chǎn)品開發(fā)時間和 PLC 功能 的限制 , 未將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用到該系 統(tǒng)中 ,作者正在 LPC2214 上開發(fā) ,以期盡快應(yīng)用到 實(shí)際中去 ,進(jìn)一步提高系統(tǒng)控制精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 文獻(xiàn) 10 研究成果 把萬向球式工作臺面改成氣墊桌式，。臺面上貼上橡膠條，膠條間隔貼成肋狀氣孔打在膠條上，肋間的槽可順利的排水，排渣，經(jīng)使用效果良好。 臺面可按大玻璃規(guī)模制造，中間站人的位置可適當(dāng)凹進(jìn)，這樣就兼顧多種規(guī)格。磨小規(guī)格玻璃時因漏氣面積大，玻璃浮不起來，可在氣箱中加蝶形閥，使氣流集中于使用區(qū)，風(fēng)機(jī)要適當(dāng)大一些。 這種玻璃磨邊機(jī)克服了原萬向球式工作臺手磨磨邊機(jī)的許多缺點(diǎn)。萬向球式工作 臺臺面不但不易調(diào)平，而且又容易松動，球架易生銹，轉(zhuǎn)動不靈活，球的材質(zhì)難選， 易給玻璃造成擦傷，是玻璃表面失光。