組裝式儲液塔內壁防腐涂料半自動噴涂機設計含9張CAD圖-版本3
組裝式儲液塔內壁防腐涂料半自動噴涂機設計含9張CAD圖-版本3,組裝,式儲液塔,內壁,防腐涂料,半自動,噴涂,設計,cad,版本
一、選題依據(jù) 1.論文(設計)題目:
組裝式儲液塔內壁防腐涂料半自動噴涂機設計(三) 2.研究領域:
機械設計制造及其自動化領域 3.論文(設計)工作的理論意義和應用價值:
隨著中國經濟的快速發(fā)展,很多產品使用壽命在還未達到應有設計年限就出現(xiàn)了
很多問題,其中很多是由腐蝕引起的,特別像航空、汽車、建筑物的外表面以及大多數(shù)機械產品等。在這種情況下,噴涂技術得到了很大發(fā)展并被廣泛應用,特別是高空噴涂越來越被重視。
目前,國內現(xiàn)用的高空作業(yè)平臺,不僅作業(yè)高度不夠,而且多采用多鉸桁架式伸縮機構或多級伸縮液壓缸式結構,整體笨重、占地面積大且不易搬動,滿足不了進入狹小地形進行作業(yè)的要求,如無法進入大型儲液塔進行內部噴涂作業(yè)。這就需要一種可拆裝、靈活性高同時安全的高空作業(yè)設備。我們所設計的防腐涂料半自動噴涂機具有拆卸方便、結構緊湊、輕便、安全可靠,便于維護等優(yōu)點。不僅可以適用于大量廳堂館所的高空作業(yè)要求,而且由于自身的可拆卸特性可以通過狹隘地形然后建筑內部進行組裝,同時利用升降機構可使噴槍達到 10m 高度進行作業(yè),可移動機座可使噴槍俯仰以及搖擺使噴涂范圍覆蓋面積大并且噴涂均勻。非常適合高大建筑的內部噴涂。4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢:
噴涂機,是采用噴涂技術的專用涂裝設備,原理是將涂料分散成霧狀噴涂于被涂
物表面。噴涂機的主要工作部位為雙作用式氣動液壓增壓泵,換向機構為特殊形式的先導式全氣控配氣換向裝置。進入壓縮空氣后,活塞移動到氣缸上端部或下端部時, 使上先導閥或下先導閥動作,控制氣流瞬間推動配氣換向裝置換向,從而便氣動馬達的活塞作穩(wěn)定連續(xù)的往復運動。由于活塞與涂料柱塞泵中的柱塞剛性連接,并且,活塞的面積比柱塞的面積大。因而使吸入的涂料增壓。被增壓的涂料,經高壓軟管輸送到無氣噴槍,最后在無氣噴嘴處釋放液壓,瞬時霧化后噴向被涂物表面,形成涂膜層。
目前, 建筑行業(yè)中的涂飾工程仍多以手工為主, 勞動強度大、 操作工序多, 對較高處的施涂有時還要搭建腳手架、跳板和高凳, 給施工帶來不便, 生產效率低, 且采用手工涂飾,涂層厚度不均勻, 既浪費涂料又難以保證工程質量?,F(xiàn)有的單 (雙) 噴嘴小型噴涂機或手持式噴斗過于簡陋, 缺陷較多, 利用率不高, 在很大程度上仍依賴于人工操作, 不能滿足現(xiàn)在裝飾工程的高效率、高質量、短工期和低消耗的要求。更無法滿足高空中大工作量的噴涂作業(yè)要求。這就需要設計專用的高空作業(yè)平臺。
高空作業(yè)平臺的發(fā)展起源于航天工業(yè),但其應用不不僅僅局限于此,在北美 70%
的高空作業(yè)平臺用于商場、倉庫、廠房等非民用建筑市場,今后造船業(yè)仍將是高空作業(yè)平臺的主力市場
國外對高空作業(yè)平臺的研究比國內要早,已有近百年的發(fā)展歷史,其產品研發(fā)、生產已經具有相當成熟的體系,生產企業(yè)主要集中在歐美、日本等發(fā)達國家,他們的作品各有各的側重點。
國外高空作業(yè)車經過近百年的發(fā)展,產品技術水平高、規(guī)格齊全、功能多樣,其主要特點有:
(1)型式豐富:國外高空作業(yè)車生產商針對不同行業(yè)的高空作業(yè)要求,除了生產普
通類型的高空車外,還開發(fā)出了新產品,如高空消防車、高空絕緣車和蜘蛛式高空作業(yè)車等。作業(yè)高度最低在 10m 左右,最高超過 110m,規(guī)格齊全。
(2)設計做工精良:結構件的制造安裝精細、臂架的布置緊湊、結構設計合理、安全裝置齊全,使得高空作業(yè)車故障率低,使用壽命長。此外,為了減輕自重,臂架多采用高強鋼材,BISON 和 Pagliero 公司使用銷合金材料的臂架。
(3)控制智能化:采用自動控制系統(tǒng),根據(jù)不同的負載情況和作業(yè)工況,自動調節(jié) 車速、發(fā)動機轉速、臂架的速度等,提高了燃料的利用率、操作的穩(wěn)定性和舒適性。
國內高空作業(yè)平臺才有近半個世紀的發(fā)展歷史。雖然近幾年高空作業(yè)機械發(fā)展迅猛,但是也存在企業(yè)發(fā)展不平衡,產品形式單調等缺點和不足,仍處于行業(yè)發(fā)展的上升期。首先,先從結構形式上,我國的高空作業(yè)平臺目前主要以剪叉式、套筒油缸式為主,大高度和特殊高度作業(yè)平臺國內還有空白,仍然以進口為主,如高空絕緣作業(yè)車、蜘蛛式高空作業(yè)平臺等。其次從行走方式上,我國高空作業(yè)平臺的行走方式以車載式或牽引式較多,這幾大地限制了其作業(yè)機動靈活性、場地適應性及空間通過性。隨著居民家庭生活的不斷豐富,結構小巧緊湊的自行式將會受到更多青昧。從底盤驅動方式上,目前主要有發(fā)動機驅動、液壓馬達驅動、電機驅動、為了響應國家節(jié)能環(huán)保,無污染、零排放等政策,電機驅動將會是今后的發(fā)展趨勢。如果從長遠角度來看, 利用太陽能經過轉化后驅動電機進行工作也不是不可能的。
國內高空作業(yè)平臺的發(fā)展趨勢
(1)向大高度和特殊高空作業(yè)平臺發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺、蜘蛛式高空作業(yè)平臺、越野式高空作業(yè)平臺及履帶式高空作業(yè)平臺。
(2)車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結構小巧緊湊的自行式。
(3)驅動方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機驅動或太陽能驅動。
(4)智能化控制。
5.載物平臺的結構:
本文設計的可移動噴槍座利用三腳架支撐,三腳架下端用緊固連接裝置固定在載物平臺,載物平臺可以折疊節(jié)省空間,工作時打開鎖緊裝置使載物臺完全打開,讓工人有足夠的操作空間。為了使工人在高空安全舒適的作業(yè),載物平臺的周圍裝有圍欄以及配有座椅,為了防滑需在載物平臺上鋪上防滑鋼板。所有的結構都屬于可拆卸便安裝,同時靈活性高。
二、論文(設計)研究的內容
1.重點解決的問題:
(1)重點完成可拆式噴槍座及其輔助裝置設計,并進行強度及穩(wěn)定性計算與校核,完成可拆式噴槍座及其輔助裝置的主要零件(7 個左右)設計。
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設計思路):
(1)根據(jù)畢業(yè)設計內容和基本要求,通過資料收集與分析,完成開題報告;
(2)在此基礎上通過討論、論證,開展總體方案設計;
(3)同時重點完成可拆式噴槍座及其輔助裝置設計;
(4)完成可拆式噴槍座及其輔助裝置的主要零件(7 個左右)設計;
3.本論文(設計)預期取得的成果:
(1)兩張 A0 裝配圖(半自動噴涂機裝配圖及可移動基座裝配圖),7 張左右主要零件圖;
(2)開題報告;
(3)畢業(yè)設計論文;
(4)一篇外文文獻翻譯。
三、論文(設計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術路線或設計參數(shù));
(1)研究方法
查閱相關文獻資料并進行匯總,分析文獻資料并完成開題報告初稿,完成開題報告終稿并進行總體方案論證,完成噴槍座設計初步方案,繪制主要零件圖 5-7 張, 完成外文文獻翻譯,完成控制系統(tǒng)設計及畢業(yè)論文。
(2)設計參數(shù)
可從直徑 10m、高度 10m 的大型儲液(氣)塔入口(直徑 0.8m)進入塔內的、可組裝的專用防腐涂料組裝式噴涂機半自動噴槍座,組裝時間控制在 2 個小時以內,
在 24 小時以內完成儲液塔內壁防腐涂料噴涂作業(yè)。
2.論文(設計)進度計劃
第 1 周:查閱相關文獻資料并進行匯總。(-4 周)
第 2 周:分析文獻資料并完成開題報告初稿。(-3 周) 第 3 周:修改開題報告。(-2 周)
第 4 周:完成開題報告終稿并進行總體方案論證。(-1 周)
第 5 周:完成總體方案設計初稿。(第 1 周)
第 6 周:完成總體方案設計終稿。(第 2 周)
第 7 周:完成噴槍座設計初步方案 (第 3 周)
第 8 周: 完成噴槍座設計最終方案 (第 4 周)
第 9 周:“五一”勞動節(jié)學校放假。
第 10 周:完成噴槍運動軌跡設計 (第 5 周)
第 11 周:強度及穩(wěn)定性計算與校核。(第 6 周)
第 12 周:繪制主要零件圖 5-7 張。(第 7 周)
第 13 周:修改零件圖并完成外文文獻翻譯。(第 8 周)
第 14 周:完成控制系統(tǒng)設計及畢業(yè)論文初稿。(第 9 周)
第 15 周:完善畢業(yè)論文,準備答辯(第 10 周)
四、需要閱讀的參考文獻
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附:文獻綜述或報告文獻綜述
1 噴涂機的背景
噴涂機的發(fā)展及其重要作用
近年來,噴涂在許多行業(yè)得到了廣泛的應用[1]。如今隨著都市的現(xiàn)代化發(fā)展建設,各種樣式的高樓拔地而起,從而使城市面貌整頓工作越來越重要,而建筑物的外表面形象成為了城市面貌整頓的重點工作之一。高層建筑的外墻粉刷是一項勞動強度高且危險的工作,目前國內外使用的方法還是靠吊籃或升降平臺搭載粉刷工人進行墻面的人工刷涂[2]。但是,這種方法用工施工周期大、用料多、質量難保證、安全難保障,且成本高[3]人工作業(yè)不僅效率低下,而且具有相當高的危險性,不僅需要工人在高溫、嚴寒、有毒的危險惡劣的環(huán)境中完成復雜的高空作業(yè),同時,強氣流使工作平臺及工人都難以保持。高空作業(yè)平臺簡稱高空作業(yè)車是用來運送工作人員和工作裝備到指定高度的一種大型工程機械設備。在建筑工程領域,高空作業(yè)平臺可以代替腳手架等現(xiàn)有的高空作業(yè)設備實施高空作業(yè),如高層或超高層建筑的外部裝修大廈外墻清洗煙囪安裝避雷針、航標燈廠房、車間的玻璃安裝等。但是由于建筑施工場所等的限制,目前在我國高空作業(yè)平臺在建筑施工中的應用仍然是個空白。然而隨著,經濟的不斷增長, 人民生活水平不斷提高,對安全和勞動條件提出了越來越高的要求,對高空作業(yè)機械的需求量也在不斷增長[4]。可見,高層建筑外墻噴涂自動化問題亟待解決[5]??梢钥紤]使用半自動噴槍機高空作業(yè)代替工人進行高空作業(yè),這樣可以從根本上降低工人的勞動強度,提高噴涂效率及噴涂質量[6]。
2 高空作業(yè)平臺國內外發(fā)展狀況(1)
“通過創(chuàng)新或創(chuàng)造新的市場,工程機械企業(yè)就會有新的市場空間。比如高空作業(yè)平臺,在中國很少應用,更多是靠搭腳手架。實際上,高空作業(yè)平臺就是新的產品空間?!边@是中聯(lián)重科董事長詹純新在今年 10 月舉行的 2013 全球工程機械產業(yè)大會暨 50 強峰會上說的一番話[7]。 高空作業(yè)平臺是將工人送到指定位置的機械設備。在高空作業(yè)平臺工作過程中,工作人員對工作裝置進行控制[8]。歐美等發(fā)達國家和地區(qū), 高空作業(yè)機械發(fā)展起步比較早,從世紀年代就開始研制,已經有近百年的發(fā)展歷史,產品技術水平高、作業(yè)高度大、規(guī)格齊全、結構型式幾豐富、功能多樣,并且成立了國際標準化組織,正致力于擴大作業(yè)范圍,滿足不同作業(yè)的需要。意大利的蜘蛛型伸縮臂式高空作業(yè)平臺最大高度可達 48 米整體尺寸為 8.68x1.15x2.25mm3,該平臺具有四只獨立液壓支撐腿,可順應環(huán)境左右擺動及屈伸,使平臺能于凹凸不平地面及樓梯上操作三組獨立動力系統(tǒng)分別為柴油發(fā)動機、交流電機和交流電機,使得操作人員可以在不同場合不同工作狀態(tài)下選擇合適的動力系統(tǒng)緊急手動泵,使得在意外狀況且沒有動力來源時將工作臂和吊籃下降至地面,保證了操作人員的安全;控制系統(tǒng)采用 PLC 作為控制器,與繼電器控制相結合,主要用于安全檢測回路的控制,作為動作的約束條件, 抗干擾能力強,可靠性高均采用模塊化結構構成應用系統(tǒng)靈活簡便安裝維護方便[9]。 美國吉尼公司自行式剪型高空作業(yè)平臺可以把 227kg 的載荷最高升到 11.75m 的工作高度,并且只需 2.4x0.8mm2 占地面積,可以輕易地通過標準門道,行駛速度為 3.5km/h 且有 25%的爬坡能力。該平臺具有標準的吉尼自動平衡液壓支腿系統(tǒng),可以在斜坡上進
5。側面至側面的水平調整和 3。前面至后面的水平調整吉尼四輪制動系統(tǒng)組成的雙后輪彈簧、液壓釋放剎車,使得設備在遇到緊急情況時響應快電氣控制系統(tǒng)采用 PLC 全控制,根據(jù)高空作業(yè)平臺液壓機構的各種功能,對交流電機泵的流量進行比例調速控制, 液壓機構電磁閥的控制和安全回路可通過設計編程集成處理后進行控制向前成角度
的霍爾效應操縱桿使用舒適并且提供了精確的控制,在平臺操作面板上的 LED 窗口顯示了節(jié)省時間的信息,包括電瓶電量指示器、隨車診斷系統(tǒng)、調速和配置設定自身具有行走、轉向驅動功能,不需要牽引,能夠在不同的工作狀態(tài)下,快速、慢速行走,只需一個操作人員便可在空中連續(xù)完成上下、前進、后退、轉向等所有動作,特別適用于機場候機樓、車站、碼頭、商場、體育場館、小區(qū)物業(yè)廠礦車間等較大范圍的作業(yè)[10]。
但是我國工程機械與國外工業(yè)發(fā)達國家相比較以及與國內建設要求相比還有不少差距,還有許多問題急待研究解決。隨著目前高科技產業(yè)的發(fā)展,尤其是計算機的出現(xiàn)及其廣泛應用,它帶動了整個工業(yè)的發(fā)展,在機械行業(yè)更為引人注目,設計上的優(yōu)化等使機器向高精密化發(fā)展,帶來了一場新的變革。當然一向以笨重著稱的大型工程機械,更有著廣闊的發(fā)展余地。高空作業(yè)車作為一種大型的工程機械設備,目前廣泛應用在船舶、建筑、市政建設、消防、港口貨運等行業(yè),是新興的技術產業(yè),有著廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)機械是在工程起重機械基礎上發(fā)展起來的產業(yè)系統(tǒng),只有二十幾年的歷史。盡管我國在高空作業(yè)車設計制造上取得了一些成績,但是國內生產制造的高空作業(yè)機械同國外同類型高空作業(yè)機械產品相比仍有一定差距,主要表現(xiàn)為技術含量低、大型的較少、結構笨重、作業(yè)時微動性能差等問題[10]。
借鑒國內外高空作業(yè)平臺的現(xiàn)狀,采用先進控制方案的工作平臺。該設計的目的是提高生產力和安全性[11]。
2 高空作業(yè)平臺的發(fā)展趨勢(2)
(1)向大高度和特殊高空作業(yè)平臺發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺、蜘蛛式高空作業(yè)平臺、越野式高空作業(yè)平臺及履帶式高空作業(yè)平臺。
(2)車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結構小巧緊湊的自行式。
(3)驅動方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機驅動或太陽能驅動[12]。
(4)智能化控制。
3 設計可拆式噴槍座的目的和意義(1)
顧名思義可拆式噴槍座就是方便拆卸與安裝的用于承載噴槍的裝置。目前的噴槍主要由槍身、過濾器、噴嘴、密封圈、扳機和緊固件等組成,按其種類可分為手持式噴槍、自動噴槍和長桿式噴槍等多種類型。首先手持式噴槍結構比較輕巧,方便操作, 對于各種無氣噴涂作業(yè)的場合都能很好的適應,包括環(huán)境惡劣場所和需要來回工作的場所,但對于大工作量的噴涂作業(yè)效率低。對于自動噴槍是由尾部的氣缸來控制其關閉與啟動的,自動噴槍自動化程度較高,操作者更容易掌握,但由于價格較為品貴, 還未普遍使用。長桿式噴槍,顧名思義其噴槍桿較長,并且噴槍的前端附有回轉機構, 適用于對大型工件的噴涂[13]。所以當噴涂一些大型建筑物時要用到長桿式噴槍,依靠人力承載顯然不能實現(xiàn),這時必須用到噴槍座??刹鹗絿姌屪哂胁鹦斗奖?、結構緊湊、輕便、安全可靠,便于維護等優(yōu)點。同時噴槍座的手輪傳動機構用于調整噴槍的高度以及水平位置,可實現(xiàn)噴槍的俯仰及搖擺運動。既擴大了噴涂范圍又節(jié)省人力。
3 可移動噴槍座的結構及工作原理(2)
通過研究國內外技術方案,可以知道壁面工作機器人一般由吸附裝置、工作裝置、移動裝置組成[14,15]。傳統(tǒng)的粉刷機只是對規(guī)則的平面外墻進行粉刷作業(yè),卻無法應對復雜的建筑結構。而現(xiàn)代建筑因外觀美化需要,建筑內外墻結構會是不規(guī)則的平面結構,而粉刷質量的好壞決定了該技術的應用前景。目前已有創(chuàng)新性多自由度粉刷機器人可以實現(xiàn)對復雜不規(guī)則的內外墻結構具有較高質量粉刷。其為了應對粉刷機在粉刷
工作中從上而下進行粉刷作業(yè),粉刷機沿壁面的上下移動通過安裝在建筑物頂部的懸吊裝置的牽引鋼絲繩實現(xiàn),吸附裝置提供額外的吸附力,以保證粉刷機緊緊吸附于建筑表面。一次粉刷后,粉刷機由懸吊裝置提升回建筑物頂部,然后水平移動懸吊裝置到達下次粉刷位置,進行接下來的粉刷作業(yè),以此類推。粉刷機本體開始自上而下移動時,前部和兩側的粉刷裝置同時工作,當粉刷機行進到特殊而復雜的建筑外墻結構時,通過地面監(jiān)測控制系統(tǒng),暫停前部粉刷裝置和懸吊裝置的工作,控制粉刷機本體兩側的多自由度粉刷機械臂對待粉刷的特殊建筑結構進行安全快速有效的粉刷作業(yè), 完成粉刷作業(yè)[2]。但由于這種多自由度粉刷機器人成本較高不適用于普遍作業(yè),本文所設計的半自動噴涂機仿照其原理并加以改進,利用高空作業(yè)車把噴槍和人送到高空進行工作。噴槍放在可移動噴槍座上可以實現(xiàn)噴槍的俯仰及搖擺兩個自由度的工作。噴涂機的上下移動依靠高空作業(yè)平臺底座上的升降機構實現(xiàn),通過可移動機架實現(xiàn)不同位置的變換。小范圍的調整可通過可移動噴槍座進行移動,從而保證噴涂質量。兩自由度的噴槍座的結構可以仿照車載機槍。車載機槍是車載武器重要的組成部分,屬于坦克等裝甲車輛的輔助武器,但對于某些裝甲車輛,如裝甲輸送車,它上面的武器只有機槍,則它就成為這類裝甲車輛的主要武器[16]。支架用于支撐各機構,由三腳支架實現(xiàn);手輪傳動機構用于模擬火炮高低機、方向機及高射機槍高低、水平調整裝置, 通過轉動兩手輪,實現(xiàn)對并列機槍與高射機槍槍管軸線的初步調整;并列機槍槍架的作用是固定真實的并列機槍,效仿真實坦克上并列機槍槍架調整機構[16]。
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指導教師評閱意見(對選題情況、研究內容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
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