搬運(yùn)傳輸線的機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告 機(jī)電工程 學(xué)院 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 題 目： 搬運(yùn)傳輸線的機(jī)械設(shè)計(jì) 專題題目 （ 若無(wú)專題則不填 ） ： 本課題來(lái)源及研究現(xiàn)狀： 課題來(lái)源： 21 世紀(jì)，中國(guó)正接替日本和“亞洲四小龍 而成為“世界的工廠 ，全球約一半左右的工業(yè)產(chǎn)品都將在中國(guó)制造。雖然我國(guó)擁有大量世界最先進(jìn)的“硬件設(shè)備環(huán)境，但在質(zhì)量、成本、效率、效益等方面的整體差距依然十分巨大，由于受到企業(yè) 自動(dòng)化 系統(tǒng)及管理水平的制約，我國(guó)機(jī)械工業(yè)人均收入僅相當(dāng)于日本的1 11。以 機(jī)械加工類的工廠為例，從原材料進(jìn)廠到成品出廠，物料真正處于加工等純工藝時(shí)間往往只占生產(chǎn)周期的 5 -10 ，而 90 95 的時(shí)間都處于倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)和等待狀態(tài) 1。 究其原因：均衡生產(chǎn)程度差，在制品停滯、堆積、間斷、時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備平面 布置 不合理，增加了搬運(yùn)工作量和質(zhì)量缺陷。制造業(yè)發(fā)展到今天，已經(jīng)遠(yuǎn)非當(dāng)年手工作坊時(shí)代了，幾乎每個(gè)制造企業(yè)都要使用設(shè)備來(lái)完成自己的產(chǎn)品，尤其是技術(shù)含量高的先進(jìn)制造業(yè)更加依賴設(shè)備，對(duì)設(shè)備的投資在其總投資所占的比重也非常大。因此隨著中國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)設(shè)備管理提出了更高的要求?，F(xiàn)有的設(shè)備 管理中，自動(dòng)化 傳輸線 設(shè)備管理又有其特殊性并且隨著產(chǎn)業(yè)科技水平的提高，越來(lái)越多的自動(dòng)化 生產(chǎn)線 設(shè)備代替了分散的人工操作的單體設(shè)備。自動(dòng)化 傳輸線 設(shè)備在產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率上都是原來(lái)分散的人工操作的單體設(shè)備所無(wú)法比擬的 。 近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)面臨著越來(lái)越激勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)，從勞動(dòng)力成本到資源原料成本的競(jìng)爭(zhēng)，從技術(shù)到設(shè)計(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)都呈現(xiàn)白熱化的趨勢(shì)。為了切實(shí)降低生產(chǎn)成本，控制產(chǎn)品質(zhì)量，縮短工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，就需要不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與改革2。 自動(dòng)化搬運(yùn)傳輸線 工 序 1 工 序 2 工 序 3。 。 。工 序 n 單一的人 工搬運(yùn)生產(chǎn)線 工 序 1 工 序 2 工 序 3 。 。 。 工 序 n搬運(yùn)搬運(yùn)搬運(yùn)搬運(yùn)工 人 工 人 工 人工 人 工 人 圖 1.1 自動(dòng)搬運(yùn)生產(chǎn)線與人工搬運(yùn) 目前我國(guó)物料搬運(yùn) 傳輸 作業(yè)中存在很多問(wèn)題 2 1、 普遍是人工搬運(yùn)，對(duì)人的依賴性較強(qiáng)，自動(dòng)化程度不高。企業(yè)在生產(chǎn)中多采用人工操作，這樣無(wú)形中增加了企業(yè)的成本，降低了工作效率，為企業(yè)利潤(rùn)化帶來(lái)了較大的困擾。 2、 在搬運(yùn)生產(chǎn)線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上的投入太少。一直以來(lái)，中國(guó)大部分企業(yè)并未意識(shí)到基礎(chǔ)設(shè)施的重要性，在搬運(yùn)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施上投資非常少，以致中國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備整體發(fā)展很緩慢。 3、 生產(chǎn)線的穩(wěn)定性較差，精度不高； 4、 對(duì)瓶頸工序的解決不是很完善 ，比如說(shuō)可以在物料搬運(yùn)過(guò)程中的瓶頸節(jié)點(diǎn)設(shè)置配送點(diǎn)或稱為緩沖區(qū)，這樣就避免了搬運(yùn)工具在此節(jié)點(diǎn)等待。 5、 流水線異常是指使流水線平衡破壞的各種因素，主要包括流水線硬件資源沖突、外界中斷等，流水線控制邏輯電路響應(yīng)流水線異常，置位各控制信號(hào)以保存指令執(zhí)行結(jié)果，保證每條指令有序執(zhí)行 3。 6、 由于自動(dòng)化流水線的各道工序緊密相連，各工序之間沒(méi)有緩沖或緩沖很小，所以要求上下工序之間的銜接要非常好。而且由于各工序的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，所以上下工序的傳送要同步，不然很容易造成混亂，而影響整個(gè)流水線的生產(chǎn)效率 4。 當(dāng)前，搬運(yùn)傳輸線 在機(jī)械生產(chǎn)中處于一個(gè)不可忽視的地位，由此可見(jiàn)，傳輸線 在現(xiàn)代化生產(chǎn)中處于不可忽視的地位，對(duì)于物暢其流起著極為重要的作用，只有重視對(duì)物料搬運(yùn)問(wèn)題的研究，加強(qiáng)對(duì)物料搬運(yùn)的合理組織、科學(xué)管理，才能有效地減少物資在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)程中的阻力，提高生產(chǎn)系統(tǒng)整體效益，使機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)在保障有力、及時(shí)安全、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、節(jié)能經(jīng)濟(jì)四大總目標(biāo)上達(dá)到最優(yōu)。目前對(duì)這一問(wèn)題的研究和改進(jìn)都不是很深入，探討物料搬運(yùn)系統(tǒng)的優(yōu)化，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 由于國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期勞動(dòng)力成本較低，占產(chǎn)品總支出的比例較小，企業(yè)缺乏對(duì)搬 運(yùn)傳輸線的深入研究，科學(xué)管理的理念遠(yuǎn)未能融入企業(yè)文化。隨著市場(chǎng)機(jī)制的完善和競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，企業(yè)將意識(shí)到入工成本管理的重要性，肯定會(huì)以生產(chǎn)為重點(diǎn)進(jìn)行全方位的成本控制，也會(huì)隧益關(guān)注對(duì)自動(dòng)化搬運(yùn)傳輸線的研究和應(yīng)用。我國(guó)有很多學(xué)者在裝卸搬運(yùn)這塊進(jìn)行研究過(guò)， 2003 年軍械工程學(xué)院教練團(tuán)和石家莊陸軍學(xué)院的研究者指出裝卸搬運(yùn)的供應(yīng)保障作用，綜述了該過(guò)程要遵循的原則，同時(shí)提出了裝備物資優(yōu)化的方法 5； 2004 年西南交大的李濤等人明確了裝卸搬運(yùn)在物流中日漸提升的地位，概括了我國(guó)裝卸搬運(yùn)現(xiàn)狀，并且給出了提升我國(guó)裝卸搬運(yùn)技術(shù)的 提升策略 6；同年重慶后勤工程學(xué)院的黃曉英和張劍芳等通過(guò)物料搬運(yùn)系統(tǒng)地分析總結(jié)出一系列改善措施 7； 2006 年，北京交通大學(xué)的宋伯慧，王耀球?qū)ρb卸搬運(yùn)設(shè)備的配置進(jìn)行了研究，總結(jié)出了設(shè)備配置遵循原則和優(yōu)化模型8。 如今搬運(yùn)傳輸線已經(jīng)應(yīng)用到鋼鐵生產(chǎn)、汽車制造、醫(yī)學(xué)設(shè)備、食品包裝、物流運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域，起著不可替代的作用。我國(guó)鋼鐵企業(yè)大部分建于解放初期，設(shè)備整體比較陳舊，雖然通過(guò)技術(shù)改造提高了企業(yè)基礎(chǔ)及過(guò)程自動(dòng)化水平，但與現(xiàn)代先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的差距還相當(dāng)大。企業(yè)在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，管理部門若能實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)線上各類 設(shè)備、產(chǎn)品等信息，這對(duì)處理問(wèn)題、提高產(chǎn)品質(zhì)量起至關(guān)重要的作用 9。國(guó)內(nèi)自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線由于還未有大型多工位壓力機(jī)的加入，自動(dòng)化生產(chǎn)主要還是以配以常規(guī)的機(jī)械手加穿梭小車或機(jī)器人輸送系統(tǒng)的串列式?jīng)_壓線為主，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力的發(fā)揮皆不理想 10。 在國(guó)外， 1907 年亨利 .福特首創(chuàng)的流水生產(chǎn)線在福特汽車公司開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，采取的單一對(duì)象流水線形式，以后又出現(xiàn)了多對(duì)象的可變流水線和成組流水線。流水生產(chǎn)的組織大大提高了工作的專業(yè)化水平，使各工序采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備成為可能。而專用工裝與機(jī)械化運(yùn)輸裝置、 電器控制裝置相結(jié)合，很自然的向自動(dòng)化發(fā)展，極大地促進(jìn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，不僅各種類型的自動(dòng)化生產(chǎn)線成為可能，而且出現(xiàn)了自動(dòng)化的車間和工廠11。例如 日本的低噪聲深溝球軸承的制造水平在世界名列前茅，所以從日本東洋 NTN 公司和日本不二越 NACHI 公司引進(jìn)的自動(dòng)生產(chǎn)線頗受業(yè)內(nèi)人士注目 12。： Thomopoulos 在 1967 年建立了關(guān)于負(fù)荷平衡的以最小總懲罰代價(jià)為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型并用啟發(fā)式算法進(jìn)行了求解； Roberts 建立了求解混流線平衡的整數(shù)規(guī)劃模型，這種模型是對(duì) Gutjahar 和 Nemhauser 單 一流水線 平衡方法的修改 13。 所有這些支持自動(dòng)線的機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得自動(dòng)線功能更加齊全、完善、先進(jìn)，從而能完成技術(shù)性更加復(fù)雜的操作和生產(chǎn)線裝配工藝要求更高的產(chǎn)品 14。綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，研究出一套自動(dòng)化搬運(yùn)傳輸線具有劃時(shí)代的意義，可以節(jié)省勞動(dòng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)眾多企業(yè)的核心利益。 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段： 研究目標(biāo)： （ 1）實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)傳輸?shù)淖詣?dòng)化。對(duì)于大批量生 產(chǎn)，工件工序間的快速傳送是提高生產(chǎn)率和安全性的關(guān)鍵，故進(jìn)行生產(chǎn)線的自動(dòng)化設(shè)計(jì)是必然的發(fā)展方向，特別是價(jià)格便宜、維護(hù)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的生產(chǎn)線。 （ 2）實(shí)現(xiàn)精度控制。精度控制在搬運(yùn)傳輸中起著至關(guān)重要的作用，在機(jī)械零件自動(dòng)化生產(chǎn)中，機(jī)械手對(duì)零件?？课恢镁鹊囊筝^高，故需對(duì)精度進(jìn)行縝密的設(shè)計(jì)。 （ 3）提高設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性。 由于各工序的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，所以上下工序的傳送要同步，不然很容易造成混亂，而影響整個(gè)流水線的生產(chǎn)效率。 （ 4）具有較長(zhǎng)的工作壽命。由于搬運(yùn)傳輸線在生 產(chǎn)中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，各部件之間接觸較多，容易發(fā)生摩擦，擠壓等現(xiàn)象，故需提高機(jī)器的工作壽命。 研究?jī)?nèi)容： 搬運(yùn)傳輸線的機(jī)械設(shè)計(jì)的要求是使其能夠代替人完成物件的搬運(yùn)的相關(guān)工作。我們主要研究搬運(yùn)傳輸線的以下及部分內(nèi)容 : 機(jī)械傳輸部分的設(shè)計(jì)。所解決關(guān)鍵的問(wèn)題是機(jī)械傳輸?shù)膫鬏敺绞剑F(xiàn)擬采用鏈傳動(dòng)的方式。 傳輸過(guò)程中的準(zhǔn)確定位。本設(shè)計(jì)擬采用限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)精度控制，達(dá)到預(yù)期位置。 運(yùn)輸物品在傳輸機(jī)上的受力分析。采用力學(xué)分析方法判斷最大承受載荷，控制受力在有效范圍內(nèi)，最終有效解決傳輸線的自動(dòng)控制。實(shí) 現(xiàn)機(jī)電一體化控制，使機(jī)器代替人來(lái)完成搬運(yùn)操作。 選取合適的材料。材料的選取直接影響機(jī)器的壽命，故選擇合適的材料來(lái)提升機(jī)器壽命。 具體的尺寸設(shè)計(jì)以及速度設(shè)計(jì)等。研究傳輸線的運(yùn)行速度，離心力等關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 研究方法： （ 1） 閱讀科學(xué)文獻(xiàn)獲得所需的知識(shí)。 （ 2） 學(xué)習(xí)相關(guān)軟件，機(jī)械部分運(yùn)用 solidworks 進(jìn)行繪制。 （ 3） 受力分析中采用比例因子系數(shù)法，實(shí)現(xiàn)最大力承受。 （ 4） 材料選取選擇比較法，通過(guò)對(duì)受力、價(jià)格等因素的分析，選擇最優(yōu)材 料。 （ 5） 具體尺寸設(shè)計(jì)方面，根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)（論文 ）提綱及進(jìn)度安排： 論文提綱： 摘要 第一章 緒論 1.1 課題來(lái)源 1.2 研究意義 1.3 研究現(xiàn)狀 1.4 研究目標(biāo) 第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 總體方案的確立 2.2 材料的選取 2.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 第三章 可靠性的設(shè)計(jì) 3.1 受力分析 3.2 強(qiáng)度的校核 3.3 精度的控制 第四章 總結(jié) 4.1 方案的創(chuàng)新之處 4.2 研究中的不足 結(jié)束語(yǔ) 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 進(jìn)度安排： 第一階段（ 3 月 21 日 4 月 11 日）：搜集資料、選定 定具體工程問(wèn)題，完成選題表、任務(wù)書、開(kāi)題報(bào)告。 第二階段（ 4 月 12 日 4 月 30 日）：學(xué)習(xí)相關(guān)軟件并進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和草圖繪制以及受力分析。完成總圖繪制，交指導(dǎo)老師審核并修改。 第三階段（ 5 月 1 日 5 月 16 日）： 基本零件圖繪制，交指導(dǎo)老師審核并修改。 第四階段（ 5 月 17 日 5 月 23 日）：完成畢業(yè)論文（定稿），經(jīng)指導(dǎo)教師 同意，打印裝訂成冊(cè)。 第六階段（ 5 月 24 日 6 月初）： 準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯 主要參考文獻(xiàn)和書目： 1周云機(jī)械制造業(yè)物流發(fā)展綜述網(wǎng) www edit56 com 2007(9)： 51 55 2陳樹(shù)彬 .自 動(dòng) 傳輸 系 統(tǒng)在 服 裝生 產(chǎn) 中的 應(yīng) 用研 究 J.制造 業(yè) 自動(dòng) 化 ,2012,34 (4): 151 3張其富，李文江，張耀輝 .一種系統(tǒng)化流水線控制方法 J.2012,28（ 2）： 155 4張銳 .自動(dòng)化流水線設(shè)備管理探索 D.復(fù)旦大學(xué) .2007:14 5物流過(guò)程中如何加強(qiáng)和提高搬運(yùn)作業(yè)方式的初步探討閉中國(guó)論文網(wǎng) 6尚啟超，姜志峰，顧雁宏裝備物資供應(yīng)保障中的裝卸優(yōu)化方法陰 J軍械工程學(xué)院學(xué) 報(bào) ,2003(9):45 48 7李濤，張則強(qiáng)，陳文明裝卸搬運(yùn)在物流中地位及提升策略陰 J鐵道貨運(yùn) ,2004(6)：33 35 8黃曉英，張劍芳物料裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)分析及改善措施陰 J物流技術(shù) ,2004(6)： 30 32 9黃創(chuàng) ,夏 緒輝 ,陳飛宇等 .鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用 J.現(xiàn)代制造工程 ,2012,12:111 10王曉強(qiáng) ,霍穎 .沖壓生產(chǎn)線快速橫桿式自動(dòng)化輸送系統(tǒng) J.鍛壓裝備與