机械设计制造及其自动化论文模板.docx

毕业论文机械制造自动化技术发展方向的研究及在飞机空调系统的应用学校名称学生姓名专业机械设计制造及其自动化摘要机械自动化主要指在机械制造业中应用自动化技术实现加工对象的连续自动生产实现优化有效的自动生产过程加快生产投入物的加工变换和流动速度机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造技术进步的主要手段和技术发展的主要方向机械自动化的技术水准不仅影响整个机械制造业的发展而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响如何发展我国的机械自动化技术应实事求是一切从我国的体国情出发做好各项基础工作走中国的机械自动化技术发展之路先进制造技术的全部真谛在于应用发展低成本自动化技术潜力大前景广投资省见效快提高自动化程度可以收到事半功倍的经济效果适合我国现阶段的发展需要和国情结合中国国情发展现代机械自动化技术实现机械自动化是一个由低级到高级由简单到复杂由不完善到完善的发展过程目前我国正实施大飞机生产项目其空调系统也用到了大量的机械制造和自动化技术关键词连续自动生产潜力大前景广投资省见效快大飞机项目飞机空调系统部件功能系统原理目录一前言二机械设计制造及其自动化的发展方向三如何发展机械制造自动化技术四机械自动化系统的优点与效益五空调概述说明和操作六飞机空调原理概述七飞机空调主要部件介绍八结论一前言机械自动化的产生和定义早在年日本的机械设计杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用美国机械工程师协会于年为现代机械下了如下定义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世纪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自动化的科学技术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它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和手与肢体的延伸还是人的感官与头脑的延伸具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别二机械设计制造及其自动化的发展方向我国从世纪年代初才开始这方面的工作研究和应用研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作并取得了一定的成果但与日本等先进国家相比仍有相当差距任何一门科学都是由基础理论技术和工程系统组成的完善体系机械自动化在技术和工程系统方面已有很大的发展但基础理论方面尚在发展中还很不完备所以今后的发展方向是机电一体化机电一体化就是机械自动化的发展和延伸传统的机械产品只有向机电一体化方向发展才是机械工业发展的唯一出路智能化智能化是世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向这里所说的智能化是对机器行为的描述是在控制理论的基础上吸收人工智能运筹学计算机科学模糊数学心里学生理学和混饨动力学等新思想新方法模拟人类智能使它具有判断推理逻辑思维自主决策等能力以求得更高的控制目标诚然使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能则是完全可能而又必要的模块化模块化是一项重要而又艰巨的工程由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多研制和开发具有标准机械接口电气接口动力接口环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事如研制集减速智能减速电动机于一体的动力单元具有视觉图像处理识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置这样可利用标准单元迅速开发出新的产品同时也可扩大生产规模显然从电气产品的标准化系例化带来的好处可以肯定无论是对生产标准机械自动化单元的企业还是对生产机械自动化产品的企业模块化将给机械自动化企业带美好的前程网络化世纪年代计算机技术的突出成就是网络技术网络技术的兴起和飞速发展给科学技术工业生产政治军事教育以及人们日常生活带来了巨大的变革各种网络将全球经济生产连成一体企业间的竞争也趋于全球化机械自动化的新产品一旦研制出来只要其功能独道质量可靠很快会畅销全球由于网络化的普及基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统使人们在家里充分享受各种高技术带来的便利和快乐因此机械自动化产品无疑朝着网络化方向发展微型化微型化兴起于世纪年代末指的是机械自动化向微观领域发展的趋势国外将其称为微电子机械系统或微机械自动化系统泛指几何尺寸不超过的机械自动化产品并向微米纳米级发展微机械自动化产品体积小耗能少运动灵活在生物医疗军事信息等方面具有不可比拟的优势微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术微机械自动化产品的加工采用精细加工技术即超精密技术它包括光刻技术和蚀刻技术两类绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大的变化一方面物质丰富生活舒适另一方面资源减少生态环境受到严重污染于是人们呼吁保护环境资源回归自然绿色产品概念在这种呼声下应运而生绿色化是时代的趋势绿色产品在其设计制造使用和销毁的生命过程中符合特定的环境保护和人类健康的要求对生态环境无害或危害及少资源利用率最高设计绿色的机械自动化产品具有远大的发展前途机械自动化产品的绿色化主要是指使用时不污染环境报废后能回收利用人格化未来的机械自动化更加注重产品与人的关系机械自动化的人格化有两层含义一层是机械自动化产品的最终使用对象是人如何赋予机械自动化的智能情感人性显得越来越重要特别是对家用机器人其高层境界就是人机一体化另一层是模仿生物机理研制各种机械自动化产品实事上许多机械自动化产品都是受动物的启发研制出来的三如何发展机械制造自动化技术首先先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造技术进步的主要手段和技术发展的主要方向就如何发展机械制造自动化技术从四方面进行阐述机械自动化主要指在机械制造业中应用自动化技术实现加工对象的连续自动生产实现优化有效的自动生产过程加快生产投入物的加工变换和流动速度机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造技术进步的主要手段和技术发展的主要方向机械自动化的技术水准不仅影响整个机械制造业的发展而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响如何发展我国的机械自动化技术应实事求是一切从我国的具体国情出发做好各项基础工作走中国的机械自动化技术发展之路结合生产实际注重实用发展机械自动化技术发展投资少见效快的低成本自动化技术发展低成本自动化技术潜力大前景广投资省见效快提高自动化程度可以收到事半功倍的经济效果适合我国现阶段的发展需要和国情结合中国国情发展现代机械自动化技术实现机械自动化是一个由低级到高级由简单到复杂由不完善到完善的发展过程当机械的操作采用自动控制器后生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制传统自动化数字控制自动化计算机控制自动化只有建立了自动化工厂后生产过程才能全盘自动化才能使生产率全面提高达到自动化的高级理想阶段中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程不可能一蹴而就当前中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距在我国这种国情下普遍发展应用计算机集成制造系统的全盘自动化或高度自动化并不具备必要的基础技术经验和投资能力因此要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化技术一定要慎重行事要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发发展创新形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究以适用为前提急需什么就解决什么取得实践经验再推广应用抓好基础注重配套发展机械自动化技术发展应用机械自动化技术要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作既要发展主机也要配套发展自动化元件及控制系统总之我国机械制造业发展应用自动化技术不但要起点高瞄准世界先进水准而且必须包括各种灵活的低成本见效快的自动化技术坚持提高与普及相结合的方针我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度高质量和高效益之路四机械自动化系统的优点与效益随着机械自动化技术的快速发展机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势与传统机电产品相比机械自动化产品具有高的功能水平和附加值它将给开发生产者和用户带来社会经济效益生产能力和工作质量提高机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能其控制和检测的灵敏度精度以及范围都有很大程度的提高通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作使之不受机械操作者主观因素的影响从而实现最佳操作保证最佳的工作质量和较高的产品合格率同时由于机械自动化产品实现了工作自动化所以生产力大大提高例如数控机床对工件的加工稳定性大大提高生产效率比普通机床提高倍柔性制造系统的生产设备利用率可提高倍机床数量可减少约节省操作人员约缩短生产周期使加工成本降低左右此外由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性特别适合于多品种小批量产品的生产是缩短产品开发周期加速更新换代的重要途径使用安全性和可靠性提高机械自动化产品一般都具有自动监视报警自动诊断自动保护等功能在工作过程中遇到过载过压过流短路等电力故障时能自动采取保护措施避免和减少人身与设备事故显著提高设备的使用安全性机械自动化产品由于采用电子元器件减少了机械产品中的可动构件和磨损部件从而使其具有较高的灵敏度和可靠性故障率降低寿命得到了延长调整和维修方便使用性能改善机械自动化产品在安装调试时可通过改变控制程序来实现工作方式的改变以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中而不需要改变产品中的任何部件和零件对于具有存储功能的机械自动化主品可以事先存入若干套不同的执行程序然后根据不同的工作对象给定一个代码信号输入即可按指定的预定程序进行自动工作机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施使工作恢复正常由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示操作按钮和手柄数量显著减少使得操作大大简化并且方便简单机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥系统可重复实现全部动作高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序实现自动化最优化操作具有复合功能适用面广机械自动化产品跳出机电产品单技术单功能限制具有复合技术和复合功能使产品的功能水平和自动化程度大大提高机械自动化产品一般具有自动化控制自动补偿自动校验自动调节自动保护和智能化等多种功能能应用于不同的场合和不同领域满足用户需求应变能力较强改善劳动条件有利于自动化生产机械自动化产品自动化程度高是知识密集型和技术密集型产品是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径可以加速工厂自动化办公自动化农业自动化交通自动化甚至是家庭自动化从而可促进我国四个现代化的实现节约能源减少耗材节约一次和二次能源是国家的战略目标也是用户十分关心的问题机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构最佳的调节控制以提高设备的能源利用率可达到明显的节能效果同时由于多种学科的交叉融合机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子计算机系统另一方面从硬件系统转移到软件系统从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展减少了材料消耗所以无论是生产部门还是使用单位机械自动化技术和产品的应用都会带来显著的社会和经济效益正因为如此世界各国首先是日本美国欧洲各国都在大力发展和推动机械自动化技术五空调概述说明和操作概述在增压的机舱内空调系统保持空气适当的压力温度和新鲜度在正常情况引气系统从下列组件供气到空调系统主发动机压气机压气机高压地面空气供给组件热压缩空气冷却调节并提供到机舱然后经过放气活门排出舱外也可以经过低压地面接头提供调节空气到分配系统系统概述在增压的机身内空调系统给出令人满意的压力值温度和新鲜空气分系统空调系统含有下列分系统分配系统增压控制系统空气冷却温度调节器分配系统分配系统传递调节空气到增压的机身增压控制系统增压控制系统控制机身内的压力它全自动地操作并拥有人工备份控制压力改变比率以达到对于乘客和机组人员安全和舒适的令人满意的压力值空气冷却系统空气冷却系统降低从引气系统来的热引气的温度它也减少热引气中的水量如果在两个空调组件内有故障提供应急冲压空气缩略语说明辅助动力装置引擎交输引气温度控制系统参考温度控制系统控制提供到驾驶舱和客舱的空气温度在驾驶舱和客舱内可单独地调节温度供气量和流量分离对于正常操作和最重要的故障情况提供给驾驶舱和客舱的总气流显示在表格内所有的情况是额定值新鲜空气总量表大量流量选择流量因数客舱压力客舱温度在海平面正常的流量恒定的因素用上面的公式所得的额定值地面巡航正常流量最小流量标准标准最大流量标准标准一个组件关断标准标准这些额定流量能够有加或者减的变化新鲜空气从的总需求热天冷天常温天到接口空调系统有接口与中央故障显示系统参见系统数据集获器参见显示管理计算机参见飞行警告计算机参见电源系统参见客舱内部通信数据系统参见发动机接合面组件参见引气监控计算机参见烟雾探测控制装置参见起落架控制和接口组件参见电子控制盒参见大气数据计算机参见机翼防冰系统参见吊架防冰系统参见数据管理组件参见六飞机空调原理概述冷却系统是从气源总管得到高温空气控制流量并进行制冷决定气源空气能否进入冷却组件并控制流过的空气流量温度控制系统主要有两种可选方式一是自动方式当温度选择器位于自动方式时温度调节器感受座舱温度和分配总管温度反复调节混气活门位置控制冷热空气的混合比例使座舱温度和选择器选定温度相一致并起保护作用二是人工方式当温度选择器位于人工方式时选择器直接对混气活门定位活门位置和座舱或管道温度可由板上的指示器得到分配系统是将合适温度合适流量的空调气体分配到驾驶舱和客舱而再循环系统则是将循环之后要排出前溢流活门的空调气体收集过滤后注入空调分配总管再次分配到座舱循环可以节省引气货舱加温系统是在座舱循环之后的空调气体通过地板缝隙环绕货舱侧壁流动可以给货舱加温设备冷却系统主要是为电子电气设备舱电子飞行仪表系统板等提供冷却空气热通道较简单就是发动机引来气体中的一部分经过调节活门直接到达输送到混合腔的通路冷却系统概述图空调系统冷却系统原理图空调系统的热空气主要是来自发动机级引气当级引气不足时级引气也可提供热空气而热空气通过分四路分别至两个掺混空气系统和主热交换器主主要用来控制组件出口温度而备用其主要作用是防止涡轮出口结冰同时也作为主故障时的备用控制经过主热交换器热交换器是将周围环境中的大气从空调舱前端引入通过热量交换将高温引气中的绝大部分热量从空调舱的后端带走散发到大气中使流过气体的温度降低冷却后的气体到达的压气机端压气机对气体做功使其温度和压力小幅升高从压气机出来的气体到达第二级热交换器热量交换后气体温度再次降低降温后的气体通过水分离管道第一次进入再加热器通过再加热器热端然后进入冷凝器冷凝器属格栅式结构有两个通道一个冷空气通道和一个热空气通道这两个通道以十字交叉的形式盘旋在一起使冷热空气得到充分的热量交换将热空气中的水蒸气由不饱和状态变成饱和甚至过饱和状态湿空气离开冷凝器的热空气通道进入高压水分离器高压水分离器主要由静止的旋流器带有许多小孔的内壳体和外壳体组成含有水珠的气流通过旋流器气流在内壳体内旋转由于水珠的动能大水珠甩向带有小孔的内壳体壁面并收集起来排向热交换器的外表面由冷却空气带走干燥的空气离开水分离器到达涡轮冷却器的涡轮端气体驱动涡轮旋转同时在涡轮的收缩通道中增速减压将热能转化为机械能由热空气变成冷空气从涡轮端出来的冷空气进入冷凝器的冷空气通道通过热量交换后到达最终目的地混合室冷热空气在混合室充分混合后便可输送到驾驶舱座舱七飞机空调主要部件介绍在此对冷却系统部分重要部件进行简要介绍图空调系统的子系统流量控制关断活门图原理图原理简述当电磁阀的关闭线圈通电时作动器上腔通大气活门关闭当电磁阀的打开线圈通电时活门上游的压力经压力调节器调节后进入作动器上腔活门打开若电磁阀也通电则作动器上腔通过自动流量伺服控制器放气放气量决定了控制器上腔的压力也决定了活门的开度此开度对应的流量为若电磁阀断电则作动器上腔通过和高流量伺服控制器放气此时的放气量也决定一个活门开度此开度对应的流量为如果电磁阀断电时线圈通电则活门上游的高压被引到和高流量伺服控制器的顶端和高流量伺服控制器的放气量减少活门开度增大此开度对应的流量为随着流量的增加文氏管踩压口的静压减小下游压力口的总压增大从而使腔的压力减小腔的压力增大进而使伺服控制活门打开并将腔的压力降低减小活门开度反之则增加活门开度空气循环机图空气循环机原理简述热空气流过涡轮机时绝热膨胀将热能压力能转化为机械能带动涡轮转动自身温度大幅下降涡轮驱动压气机转动通过增压作功把能量再交给空气空气在经过次级热交换器时把热量交给冲压空气八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健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所以广大设计人员应清醒的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所以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