大學機械設計相關論文參考範文

　　機械設計是機械工業中最為重要的環節,機械的產品設計與圖紙設計,在一定程度上影響著生產的流程的順暢性。下文是小編為大家整理的的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　 篇1

　　淺談機械排煙系統設計

　　摘要：按照工程實踐，從合用系統的電氣控制、消防聯動、系統漏風量明確幾個方面進行深入分析。

　　關鍵詞：機械 排煙系統 通風

　　建築機械通風及排煙系統的控制需由通風專業向電氣專業提控制要求，專業的消防公司對此進行編碼，才能實現最佳的控制目的，而在設計例項當中，有些通風專業在向電專業提通風和排煙系統的控制要求時，交代的並不清楚或者不專業，從而使專業的消防公司不知如何寫消防控制編碼，而無法達到實現控制的目標，達不到通風專業的要求。

　　1、合用系統工程設計的一般規定

　　1機械排煙系統設計基本要求

　　獨立設定的機械排煙系統應滿足:橫向宜按防火分割槽設定;豎向穿越防火分割槽時,垂直排煙管道宜設定在管道井內;室內淨高小於等於6m的場所應劃分防煙分割槽;每個防煙分割槽的建築面積不宜超過500m2,防煙分割槽不應跨越防火分割槽;排煙口或排煙閥應按防煙分割槽設定,並與排煙風機連鎖啟動; 防煙分割槽內的排煙口距最遠點水平距離不應超過30m;排煙支管和風機房處總管上應設280℃排煙防火閥;排煙風機的風量應考慮系統漏風量等。

　　2通風系統設計基本要求

　　對於獨立設定的通風系統,設計中只要能滿足限制火災的橫向蔓延,防止和控制火勢的豎向蔓延即可;其管道佈置,橫向宜按防火分割槽設定,豎向不宜超過5層,當管道設有防止迴流設施或防火閥時,其管道佈置可不受此限制;垂直風管應設在管井內,風管應採用不燃材料製作等。

　　3合用系統設計基本要求

　　根據《建築設計防火規範》以下簡稱《建規》第9. 1. 4條和《高層民用建築設計防火規範》以下簡稱《高規》第8.4. 10條規定:合用系統必須採取可靠的防火安全措施,並應符合機械排煙系統的有關要求。由於通風系統平時風口都是常開的,而排煙系統的排煙口平時是關閉的,只有在火災時,著火處防煙分割槽內的排煙口才開啟排煙;因此,合用系統的設計,必需滿足對通風系統的風口都裝設自動控制閥,其電氣控制必須安全可靠,保證切換功能準確無誤;對系統風量應滿足排煙量需要;要保證煙氣不能通過其他裝置;風管及保溫材料必須使用不燃材料等。

　　2、合用系統工程設計中常見問題分析與探討

　　1合用系統電氣控制設計常見問題及對策

　　合用系統其工作原理就是在火災狀態下,相關防煙分割槽的常閉排煙口開啟聯動排煙風機排煙,同時關閉所有常開通風口;系統能否按要求工作,關鍵在於系統中常開風口能否有效關閉。根據《火災自動報警系統設計規範》的相關規定,火災自動報警聯動控制裝置的聯動控制電源應採用不大於50V直流電源,並首選24V電源其目的是保證用電安全及控制裝置的通用性。工程中經常遇到由於設計人員對聯動控制裝置用電負荷考慮不周,只是簡單地設計一路24V直流電源來聯動大量被控裝置,其結果經常造成聯動控制失敗。

　　2合用系統消防聯動控制設計常見問題及對策

　　根據《火災自動報警系統設計規範》的規定,採用火災報警控制器聯動控制的排煙系統,其常規設計要求為任一探測器或手動報警按鈕報警,則聯動開啟本防煙分割槽的常閉排煙口,通過排煙口或排煙閥開啟聯動排煙風機啟動,這種聯動控制方式對合用系統的實際應用極為不妥。理由如下:一是火災報警探測器的不穩定性以及受環境因素影響,發生誤報情況時有發生;二是手動報警按鈕常因人為因素被啟動,發出假火警資訊。

　　這兩種常見狀況都可能聯動控制合用系統,關閉正常送風、空調系統,啟動排煙系統,給人們正常工作生活帶來不便。由於現實工程中所採用的電動閘閥,大多數是採用電動關閉手動開啟此閥用於通風系統和電動開啟手動關閉此閥用於排煙系統,若發生火警誤報聯動,給系統恢復使用帶來很大的麻煩,甚至會造成使用單位不得以關閉報警聯動控制系統。鑑於排煙系統主要是用於火災初期的煙氣防控,為人員疏散和火災撲救提供便利條件,而工程實踐中已按不大於500m2建築面積劃分了防煙分割槽室內高度小於6m的空間,且防煙分割槽具備一定的蓄煙能力;火災中排煙系統對一定厚度煙氣的排煙效果最佳,若煙氣厚度太淺,勢必會造成建築內部大量新鮮空氣被吸走,使煙氣更加容易擴散。

　　3合用系統中排煙風機的風量及系統漏風量的確定

　　大型場所的機械排煙與通風合用系統,每颱風機都是通過智慧程式設計擔負2個以上防煙分割槽的排煙,因此排煙風機的風量應按所保護的最大防煙分割槽面積×120m3·h-1·m-2來確定。同時《建規》第9. 4. 8條還規定排煙量應考慮10%-20%的漏風量。對照《建規》的條文解釋並綜合考慮合用系統的現實狀況,筆者認為合用系統的漏風量宜設定為30%-40%為妥。依據有:

　　1合用系統通常保護面積較大,系統管道較長,聯動控制裝置及開口部位較多,由通風轉換為排煙時,多餘風口與風道難以同時關閉,系統風力損失與漏風量較單一系統大;

　　2現階段國產常閉排煙口與電動閘閥大多存在密封效能不高,電動控制動作難以保證有效關閉到位;

　　3實際工程測試中,通過單一排煙口聯動風機,除開啟的排煙口外,對其他處於關閉的風口測試,都不同程度存在漏風現象,有的甚至因產品質量問題,風口處於虛假關閉狀態,造成系統有效排煙量不足。因此,對合用系統排煙風機的風量計算,應把系統漏風量確定為實際排風量30% -40%更為穩妥。

　　3、結束語

　　大量資料表明，機械排煙機通風合用系統因經濟適用，被很多地方建設單位和設計人員所選用，其火災過程中產生的大量高溫有毒煙氣是引起人員傷亡的直接原因，所以，對建築中的防排煙系統的設計和執行狀況進行實測和評價，顯得尤為重要。希望本文提出的觀點，對保證實用功能和消防安全發揮作用。

　　參考文獻:

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　　[4]GB50116-98,火災自動報警系統設計規範[S].

　　 篇2

　　淺探單軌道運輸車機械系統設計

　　摘要：提出一種單軌道運輸車機械系統的設計方案。針對如何讓運輸車在單條鋼軌上保持平動而不轉動和保持輪軌之間的橫向夾持等技術問題，設計了利用PID控制演算法對車斗進行自平衡控制的液壓伺服控制系統和利用伺服反饋方式進行夾持控制的液壓控制系統，並結合實際工況從功能上驗證了機械系統設計的正確性和可行性。

　　關鍵詞：單軌道 橫向夾持 自平衡控制 液壓系統

　　1 前言

　　在地震等災難過後，鐵軌往往會發生變形扭曲，火車便不能成為運輸救援物資的工具，而對於一些交通不發達而主要靠鐵路運輸的災區，鐵路幹線的損壞對救援等會造成極大的阻礙，因此需要設計一種只靠單軌道便能執行的運輸車來解決這種難題。

　　從古今中外看來，並不乏一些單軌運輸工具的實際應用。1903年，英國人布倫南Brennan，L在吉林漢姆Gillingham創造了第一臺用陀螺穩定的單軌火車，車體僅靠車廂裡安裝的兩隻陀螺維持豎立狀態，但陀螺一旦停轉車廂就要傾覆;我國第一條城市單軌鐵路——重慶跨座式單軌交通列車也是整車跨在單條寬軌上執行;單軌懸掛式列車在德國、日本等國均得到了廣泛推廣使用;另外一種是單軌道載客臺車，運輸車上的驅動齒輪與帶有齒條的軌道相齧合，實現整車在一條輕便軌道上行駛。

　　然而對於單鐵軌列車，如何保持車平臺在一條鐵軌上的平動而不轉動和如何保證車輪和鐵軌之間的橫向夾持等一系列的技術難題長時間阻礙了其推廣應用，也是現如今急需解決的問題。基於此，提出了一種全新設計的單鐵軌運輸車的機械系統，彌補了技術上的空缺。

　　2 整車結構

　　單軌道運輸車外形設計主要包括駕駛室、下車體和車斗。其中，車斗跟下車體之間以鉸接形式相連，即車斗可繞下車體左右旋轉，同時下車體還通過兩側的液壓缸與車斗相接，兩側的液壓缸可通過協調伸縮控制車斗旋轉，使車斗重心保持與軌道線相交。

　　圖1中的單軌道運輸車的主要內部結構包括動力裝置、飛輪組、齒輪組、軌道夾持機構、支撐液壓缸和輪子等。其中動力裝置包括髮動機和液壓泵，由發動機驅動飛輪旋轉，保持下車體在軌道上的穩定，發動機同時還驅動車後輪;由於鐵軌連線處會有鐵板鑲嵌在側邊並用鉚釘固定連線，因此軌道夾持機構在平移過程中不能從軌頭至軌底完整夾持，而只能夾持軌頭部分，所以設計採用了軌頭兩側分別由液壓缸同步夾持的方案，同一側的液壓桿焊接在帶有滾輪的夾持板上，加緊後滾輪可緊靠在軌頭側壁滑動。

　　從整車結構來看，將整機設計成兩節，目的在於當車斗發生偏斜時，利用車斗和下車體之間的液壓缸的自平衡控制使車斗繞下車體旋轉來調整車斗重心，下車體偏斜得以校正。相比整車一體化的設計，車斗自平衡控制為整車的平穩執行提供了更可靠的保障。

　　3 機械控制系統

　　整機的機械控制系統主要包括軌頭液壓夾持控制系統和車斗自平衡控制系統，整機液壓系統由同一內燃機驅動液壓泵提供動力，兩分系統均採用伺服閥進行伺服反饋控制，控制精度高。

　　軌頭液壓夾持控制系統主要包括減壓閥、電磁換向閥、三位三通伺服閥、蓄能器、伺服放大器和軌頭夾持機構等。減壓閥用於保持軌頭夾持力，而當車體失去動力時由蓄能器為夾持液壓缸提供動力以防止發生整機傾翻。軌頭夾持機構包括兩側夾持液壓缸和夾持板，夾持板上安裝滾輪和壓力感測器。

　　車斗自平衡液壓控制系統由二位二通伺服閥、伺服放大器、兩側液壓缸和陀螺儀等組成，同一側側的液壓缸均同步運動，其中一側液壓缸的無杆腔與另一側的有杆腔相通，從而實現了兩側液壓缸伸縮不同步的設計要求。

　　3.1 車斗自平衡控制系統

　　除了利用飛輪的機械方式對下車體進行平衡控制，還採用PID控制演算法對支撐液壓缸的伸縮排行控制，以達到時刻保持車斗平衡的目的。此控制過程為反饋控制過程，控制精度高。

　　反饋控制過程是：安裝在車斗上的陀螺儀對車斗的姿態資訊進行準確測量，並將檢測資訊通過A/D轉換髮送給微處理器，微處理器再結合PID演算法程式將正確的姿態調整訊號傳送給伺服閥，伺服閥通過調整進出口的位置和流量，進而控制兩側支撐液壓缸的協調伸縮，使車斗重心時刻保持與鐵軌線相交，車體不會出現傾倒，其控制方式和流程如圖2。

　　3.2 軌頭夾持控制系統

　　在運輸車執行過程中，既要防止夾持過緊導致滾輪與軌頭摩擦過大引起前行困難，又要防止夾持鬆動致使整車偏倒，因此在兩側夾持板各安裝壓力感測器，微處理器根據兩個壓力感測器的反饋訊號，持續不斷地調整閥芯的位置，控制兩側液壓缸同步輸入或輸出流量，從而使液壓缸夾持力穩定在設定範圍內，該過程控制方式和流程如圖2所示。

　　4 結語

　　1本單軌運輸車的設計採用內燃機作為原動機，以及採用液壓驅動方式，解決了輪軌橫向夾持困難的問題，同時利用PID演算法進行車體自平衡控制解決了車體側翻的問題，提高了控制的可靠性，也從技術應用上證明了設計的可行性。

　　2該機械控制系統的夾持力調節控制和維持車斗重心穩定控制均採用電液伺服控制方式，其控制精度高，響應速度快，提高了液壓系統的響應速度。

　　3從設計和技術應用角度提出了單軌道運輸車機械系統的設計方案，從功能上驗證了設計的正確性和可行性，為以後從機械控制系統執行可行性分析提供了更可靠的技術依據。

　　參考文獻：

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　　[3] 王茁，李穎卓，張波.機電一體化系統設計[M].北京：化學工業出版社，2005.

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　　[5] 劉延柱.單軌火車趣談[J].力學與實踐，2009，314：98-100.

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