搬運傳輸線的機械設計開題報告.doc

江 西 理 工 大 學 本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）開 題 報 告 機電工程 學院 機械工程及自動化 專業(yè) 題 目： 搬運傳輸線的機械設計 專題題目 （ 若無專題則不填 ） ： 本課題來源及研究現(xiàn)狀： 課題來源： 21 世紀，中國正接替日本和“亞洲四小龍 而成為“世界的工廠 ，全球約一半左右的工業(yè)產品都將在中國制造。雖然我國擁有大量世界最先進的“硬件設備環(huán)境，但在質量、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) 自動化 系統(tǒng)及管理水平的制約，我國機械工業(yè)人均收入僅相當于日本的1 11。以 機械加工類的工廠為例，從原材料進廠到成品出廠，物料真正處于加工等純工藝時間往往只占生產周期的 5 -10 ，而 90 95 的時間都處于倉儲、搬運和等待狀態(tài) 1。 究其原因：均衡生產程度差，在制品停滯、堆積、間斷、時間長，設備平面 布置 不合理，增加了搬運工作量和質量缺陷。制造業(yè)發(fā)展到今天，已經(jīng)遠非當年手工作坊時代了，幾乎每個制造企業(yè)都要使用設備來完成自己的產品，尤其是技術含量高的先進制造業(yè)更加依賴設備，對設備的投資在其總投資所占的比重也非常大。因此隨著中國制造業(yè)的飛速發(fā)展，對設備管理提出了更高的要求。現(xiàn)有的設備 管理中，自動化 傳輸線 設備管理又有其特殊性并且隨著產業(yè)科技水平的提高，越來越多的自動化 生產線 設備代替了分散的人工操作的單體設備。自動化 傳輸線 設備在產品的質量和生產效率上都是原來分散的人工操作的單體設備所無法比擬的 。 近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生產企業(yè)面臨著越來越激勵的競爭，從勞動力成本到資源原料成本的競爭，從技術到設計上的競爭都呈現(xiàn)白熱化的趨勢。為了切實降低生產成本，控制產品質量，縮短工時，提高勞動生產率，從而提高經(jīng)濟效益，增強競爭力，就需要不斷的進行技術創(chuàng)新與改革2。 自動化搬運傳輸線 工 序 1 工 序 2 工 序 3。 。 。工 序 n 單一的人 工搬運生產線 工 序 1 工 序 2 工 序 3 。 。 。 工 序 n搬運搬運搬運搬運工 人 工 人 工 人工 人 工 人 圖 1.1 自動搬運生產線與人工搬運 目前我國物料搬運 傳輸 作業(yè)中存在很多問題 2 1、 普遍是人工搬運，對人的依賴性較強，自動化程度不高。企業(yè)在生產中多采用人工操作，這樣無形中增加了企業(yè)的成本，降低了工作效率，為企業(yè)利潤化帶來了較大的困擾。 2、 在搬運生產線基礎設施建設上的投入太少。一直以來，中國大部分企業(yè)并未意識到基礎設施的重要性，在搬運傳輸基礎設施上投資非常少，以致中國自動化生產線設備整體發(fā)展很緩慢。 3、 生產線的穩(wěn)定性較差，精度不高； 4、 對瓶頸工序的解決不是很完善 ，比如說可以在物料搬運過程中的瓶頸節(jié)點設置配送點或稱為緩沖區(qū)，這樣就避免了搬運工具在此節(jié)點等待。 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流水線異常，置位各控制信號以保存指令執(zhí)行結果，保證每條指令有序執(zhí)行 3。 6、 由于自動化流水線的各道工序緊密相連，各工序之間沒有緩沖或緩沖很小，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，而影響整個流水線的生產效率 4。 當前，搬運傳輸線 在機械生產中處于一個不可忽視的地位，由此可見，傳輸線 在現(xiàn)代化生產中處于不可忽視的地位，對于物暢其流起著極為重要的作用，只有重視對物料搬運問題的研究，加強對物料搬運的合理組織、科學管理，才能有效地減少物資在整個生產系統(tǒng)過程中的阻力，提高生產系統(tǒng)整體效益，使機械生產系統(tǒng)在保障有力、及時安全、優(yōu)質服務、節(jié)能經(jīng)濟四大總目標上達到最優(yōu)。目前對這一問題的研究和改進都不是很深入，探討物料搬運系統(tǒng)的優(yōu)化，具有非常重要的現(xiàn)實意義。 國內外研究現(xiàn)狀： 由于國內長期勞動力成本較低，占產品總支出的比例較小，企業(yè)缺乏對搬 運傳輸線的深入研究，科學管理的理念遠未能融入企業(yè)文化。隨著市場機制的完善和競爭的不斷加劇，企業(yè)將意識到入工成本管理的重要性，肯定會以生產為重點進行全方位的成本控制，也會隧益關注對自動化搬運傳輸線的研究和應用。我國有很多學者在裝卸搬運這塊進行研究過， 2003 年軍械工程學院教練團和石家莊陸軍學院的研究者指出裝卸搬運的供應保障作用，綜述了該過程要遵循的原則，同時提出了裝備物資優(yōu)化的方法 5； 2004 年西南交大的李濤等人明確了裝卸搬運在物流中日漸提升的地位，概括了我國裝卸搬運現(xiàn)狀，并且給出了提升我國裝卸搬運技術的 提升策略 6；同年重慶后勤工程學院的黃曉英和張劍芳等通過物料搬運系統(tǒng)地分析總結出一系列改善措施 7； 2006 年，北京交通大學的宋伯慧，王耀球對裝卸搬運設備的配置進行了研究，總結出了設備配置遵循原則和優(yōu)化模型8。 如今搬運傳輸線已經(jīng)應用到鋼鐵生產、汽車制造、醫(yī)學設備、食品包裝、物流運輸?shù)榷鄠€領域，起著不可替代的作用。我國鋼鐵企業(yè)大部分建于解放初期，設備整體比較陳舊，雖然通過技術改造提高了企業(yè)基礎及過程自動化水平，但與現(xiàn)代先進鋼鐵企業(yè)的差距還相當大。企業(yè)在鋼鐵生產過程中，管理部門若能實時掌握生產線上各類 設備、產品等信息，這對處理問題、提高產品質量起至關重要的作用 9。國內自動沖壓生產線由于還未有大型多工位壓力機的加入，自動化生產主要還是以配以常規(guī)的機械手加穿梭小車或機器人輸送系統(tǒng)的串列式?jīng)_壓線為主，生產效率和生產能力的發(fā)揮皆不理想 10。 在國外， 1907 年亨利 .福特首創(chuàng)的流水生產線在福特汽車公司開始出現(xiàn)時，采取的單一對象流水線形式，以后又出現(xiàn)了多對象的可變流水線和成組流水線。流水生產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備和工藝裝備成為可能。而專用工裝與機械化運輸裝置、 電器控制裝置相結合，很自然的向自動化發(fā)展，極大地促進了生產過程的自動化，不僅各種類型的自動化生產線成為可能，而且出現(xiàn)了自動化的車間和工廠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 公司引進的自動生產線頗受業(yè)內人士注目 12。： Thomopoulos 在 1967 年建立了關于負荷平衡的以最小總懲罰代價為目標的數(shù)學模型并用啟發(fā)式算法進行了求解； 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 Gutjahar 和 Nemhauser 單 一流水線 平衡方法的修改 13。 所有這些支持自動線的機電一體化技術的進一步發(fā)展，使得自動線功能更加齊全、完善、先進，從而能完成技術性更加復雜的操作和生產線裝配工藝要求更高的產品 14。綜合國內外現(xiàn)狀，研究出一套自動化搬運傳輸線具有劃時代的意義，可以節(jié)省勞動力，提高經(jīng)濟效益，實現(xiàn)眾多企業(yè)的核心利益。 課題研究目標、內容、方法和手段： 研究目標： （ 1）實現(xiàn)搬運傳輸?shù)淖詣踊?。對于大批量?產，工件工序間的快速傳送是提高生產率和安全性的關鍵，故進行生產線的自動化設計是必然的發(fā)展方向，特別是價格便宜、維護簡單、實用性強的生產線。 （ 2）實現(xiàn)精度控制。精度控制在搬運傳輸中起著至關重要的作用，在機械零件自動化生產中，機械手對零件停靠位置精度的要求較高，故需對精度進行縝密的設計。 （ 3）提高設備的穩(wěn)定性與可靠性。 由于各工序的生產節(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，而影響整個流水線的生產效率。 （ 4）具有較長的工作壽命。由于搬運傳輸線在生 產中長時間運轉，各部件之間接觸較多，容易發(fā)生摩擦，擠壓等現(xiàn)象，故需提高機器的工作壽命。 研究內容： 搬運傳輸線的機械設計的要求是使其能夠代替人完成物件的搬運的相關工作。我們主要研究搬運傳輸線的以下及部分內容 : 機械傳輸部分的設計。所解決關鍵的問題是機械傳輸?shù)膫鬏敺绞?，現(xiàn)擬采用鏈傳動的方式。 傳輸過程中的準確定位。本設計擬采用限位開關來實現(xiàn)精度控制，達到預期位置。 運輸物品在傳輸機上的受力分析。采用力學分析方法判斷最大承受載荷，控制受力在有效范圍內，最終有效解決傳輸線的自動控制。實 現(xiàn)機電一體化控制，使機器代替人來完成搬運操作。 選取合適的材料。材料的選取直接影響機器的壽命，故選擇合適的材料來提升機器壽命。 具體的尺寸設計以及速度設計等。研究傳輸線的運行速度，離心力等關鍵問題，進行設計。 研究方法： （ 1） 閱讀科學文獻獲得所需的知識。 （ 2） 學習相關軟件，機械部分運用 solidworks 進行繪制。 （ 3） 受力分析中采用比例因子系數(shù)法，實現(xiàn)最大力承受。 （ 4） 材料選取選擇比較法，通過對受力、價格等因素的分析，選擇最優(yōu)材 料。 （ 5） 具體尺寸設計方面，根據(jù)需求進行設計。 設計（論文 ）提綱及進度安排： 論文提綱： 摘要 第一章 緒論 1.1 課題來源 1.2 研究意義 1.3 研究現(xiàn)狀 1.4 研究目標 第二章 總體方案的設計 2.1 總體方案的確立 2.2 材料的選取 2.3 鏈傳動的設計 第三章 可靠性的設計 3.1 受力分析 3.2 強度的校核 3.3 精度的控制 第四章 總結 4.1 方案的創(chuàng)新之處 4.2 研究中的不足 結束語 致謝 參考文獻 附錄 進度安排： 第一階段（ 3 月 21 日 4 月 11 日）：搜集資料、選定 定具體工程問題，完成選題表、任務書、開題報告。 第二階段（ 4 月 12 日 4 月 30 日）：學習相關軟件并進行畢業(yè)設計總體設計，進行數(shù)據(jù)計算和草圖繪制以及受力分析。完成總圖繪制，交指導老師審核并修改。 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)指導教師 同意，打印裝訂成冊。 第六階段（ 5 月 24 日 6 月初）： 準備畢業(yè)論文答辯 主要參考文獻和書目： 1周云機械制造業(yè)物流發(fā)展綜述網(wǎng) www edit56 com 2007(9)： 51 55 2陳樹彬 .自 動 傳輸 系 統(tǒng)在 服 裝生 產 中的 應 用研 究 J.制造 業(yè) 自動 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 .自動化流水線設備管理探索 D.復旦大學 .2007:14 5物流過程中如何加強和提高搬運作業(yè)方式的初步探討閉中國論文網(wǎng) 6尚啟超，姜志峰，顧雁宏裝備物資供應保障中的裝卸優(yōu)化方法陰 J軍械工程學院學 報 ,2003(9):45 48 7李濤，張則強，陳文明裝卸搬運在物流中地位及提升策略陰 J鐵道貨運 ,2004(6)：33 35 8黃曉英，張劍芳物料裝卸搬運系統(tǒng)分析及改善措施陰 J物流技術 ,2004(6)： 30 32 9黃創(chuàng) ,夏 緒輝 ,陳飛宇等 .鋼鐵企業(yè)自動化生產線監(jiān)控系統(tǒng)的研究及其應用 J.現(xiàn)代制造工程 ,2012,12:111 10王曉強 ,霍穎 .沖壓生產線快速橫桿式自動化輸送系統(tǒng) J.鍛壓裝備與