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最新版机械类毕业论文范文40382814
高压线机械除冰车的设计
DesignofMechanicalDe-icingVehicleForHigh-VoltageLines
摘要
近年来
我国南方部分地区频繁发生雨雪冰冻灾害
导致输电线表面结冰、重力增大
高压输电线路大面积受损
为了避免高压线被压坏
保证电力输送的正常进行
就需要将高压线覆冰及时消除
在通过分析现有除冰技术各种利弊后
提出本文的机械除冰车方案
本文的目的是设计并制造一种新型的高压线机械除冰车
论文首先提出了除冰车的整体方案设计及所需解决的主要问题
包括悬挂问题、传动及驱动方式、除冰刀、行走轮和驱动轮的设计
然后进行了包括轴和除冰刀的设计计算、锁紧机构和调节机构设计的机械部分设计计算以及控制部分的设计
并给出了轴和除冰刀的加工工艺
论文最后总结了本设计的创新点及特点
并展示了部分实物及试验照片
本文设计的高压线除冰车不仅除冰方式独特、除冰效率高
而且其自动调节的结构可以减少除冰车在除冰时对高压线的损伤
其体积小
方便人工携带
操作简单
具有广阔的应用前景
关键词:
高压线机械除冰车机械设计控制设计
Abstract
Inrecentyears
snowandicestormsoccurfrequentlyinpartsofsouthernChina.transmissionlineswerecoveredby
另外
要保证锁紧轮耐磨
选择超耐磨材料
3.4.3锁紧轴系的估算
图3-7锁紧轴零件图
(1)锁紧轴最小直径的估算
由上述后轮轴的估算校核后得到
而锁紧轮轴的转速是由后轮轴传递过来的
所以锁紧轮的转速
则
选取轴的材料为45钢
调质处理
查阅《机械设计第八版》表15-3
取
得:
最小直径是用来安装轴承
为满足链轮的轴向固定
采用轴肩定位(定位轴肩的高度一般取为)
圆整取
(2)轴承的选择
因轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的作用
故选用角接触球轴承
按照工作要求
安装轴承处的直径即可
选取0基本游隙组、标准精度级角接触球轴承
其尺寸
故取
右端角接触球轴承采用轴肩定位
故:
安装车轮处左端采用轴用弹性挡圈定位
当轴径时
选用的轴用弹性挡圈直径为
而安装轴用弹性挡圈处轴径
安装锁紧轮的
考虑到直径为的高压电缆需要从除冰车的两侧板间穿过而且轮子凹槽与高压线接触较好
定
右端用轴肩定位
最右端安装轴承处
(3)轴上零件的轴向定位
锁紧轮与轴间的轴向定位采用平键连接
按查表得平键截面
键槽用键槽铣刀加工
长为
为了保证车轮与轴配合有良好的对中性
故选用车轮轮觳和轴的配合为
链轮与轴间的轴向定位用螺母固定
充分利用两者间的摩擦力
(4)轴的校核
截面2、A、3、4、B、5、6、7只受扭矩作用
虽然键槽、轴肩、过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳强度
但由于轴的最小直径是按扭转弯曲疲劳强度较为宽裕确定的
所以上述截面均无需校核
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看
截面8
9处过盈配合引起的应力集中最严重
且形式相近
但其截面均不受扭矩
同时轴径很大
故不必校核
从受载的情况看
截面C上的应力虽然最大
但是应立集中不大
且这里轴的直径相当大
故截面C也不用校核
经多次试验亦合格
3.5调节机构
3.5.1方案比较
方案I:
手动调节
如图3-8所示
其优点是调节方便
结构简单
不会明显增大除冰车的质量
在除冰刀的支撑板上可以通过调节丝杆来调节除冰刀的相对位置
从而实现除冰刀位置的确定
但由于悬挂在两塔之间的高压线是有一定绕度的
且各个点的绕度不一样
所以当绕度改变时
除冰刀与高压线的初始相对位置就会发生改变
当其位置改变且小于初始的相对位置时
除冰刀在除冰的过程中很可能会损害高压线
图3-8除冰刀调节结构方案I
方案II:
电动推杆调节
如图3-9、3-10所示
通过两个支撑座把12V的电动推杆固定在悬臂板和电机支撑板上
通过远程控制模块
通过遥控手柄控制电动推杆伸出量
从而实现高压线和除冰刀相对位置的确定
但其控制和结构相对手动调节复杂
图3-9调节机构方案II(原始状态)
图3-10调节机构方案II(极限状态)
分析后
选择方案I与II相结合
因为这样除冰车具有以下几个优点:
(1)可以随时调节除冰刀与高压线的相对位置
避免在除冰的过程中对高压线的损害;
(2)不会使得除冰车的整体质量明显增大
而影响除冰车的电机的选择;
(3)两种调整机构的结合
可以尽可能保证由高压线的绕度来确定除冰刀调整的极限位置
使得除冰刀在调整的时候更加方便和准确;
(4)除冰刀附近装有摄像头
使操作者可在室内控制除冰车
随时观察除冰动态及电线破损情况
从而通过遥控手柄调节电动推杆的伸出量
此外在除冰车的上部还装有夜视灯
可以在夜间和雾霾天气下作业
3.5.2调节结构的工作原理
根据高压线的绕度计算
确定其最大的极限位置
电动推杆的举力均为15KG
满足强度要求
其绕铰链的旋转量大约为10°左右
电动推杆的电路图如图3-11所示
图3-11电动推杆的电路图
结论
本次毕业设计期间
作者通过现有除冰技术的分析和比较
提出了一种新的机械除冰方案
并将其加工制造成实物
该除冰车采用两侧对称结构
下方悬挂较重的蓄电池和电动机
解决了除冰车正在高压线上的悬挂问题
采用两个的蓄电池为两个直流电机和两个电动推杆提供电能
并通过链转动来驱动除冰车的行走及除冰刀的转动
并通过无线遥控方式控制除冰车的工作过程
同时
除冰车还设有锁紧机构和调节结构
保证除冰车运行时能够与高压线紧密贴合并随时调整与高压线的相对位置
更好的完成除冰任务
另外
由于考虑到高压线上的磁场可能对无线遥控系统造成一定程度的影响
所以本设计还采用简单的继电器和限位开关来控制电机的工作
在设计方案完善后
作者将附录中所有工程图中零件实际加工出来
并完成了装配
制造出来的除冰车在冰库中进行了模拟除冰
基本达到了预期效果
毕业设计主要收获和体会如下:
第一
学到了产品设计的方法
产品设计过程是创造性劳动的过程
产品的设计应按科学程序进行
一般包括课题调研、拟定设计方案、总体设计、零部件设计、技术资料整理、产品试制、改进设计等过程
一个产品进过多次改进
才能完善和成熟
第二
提高了综合应用各门知识的能力
以前课程设计接触课程知识比较窄
而且时间有限
即使发现了问题也不能及时改进
借用这次机会再次把专业知识做了系统的了解
特别是制造工艺和电气方面的知识
第三
巩固了计算机绘图能力
以前所绘制的工程图
标注配合公差都标注不完整
这次毕业设计不仅提高了自己的作图能力
更是培养了自己细致作图的习惯
第四
提高了收集资料和查阅能力
收集资料是做毕业设计的前期准备工作
资料是否全面、可靠
关系到整个毕业设计的进程
查阅手册是设计过程中随时要做的事情
只有广泛收集有用的资料才能设计出比较好的产品
第五
明确了设计必须与产品生产实际相结合
产品才有生命力
因此在设计过程中
一定下企业调查
要虚心听取老师和工程技术售货员的意见
不断发行设计
完善设计
第六
培养了严谨的科学作风
科学工作来不得半点虚假
在设计过程中每个结构、零件、材料、尺寸、公差都反映在图纸上
每一个错误都会造成经济损失
因此
在设计过程中必须要有高度的责任心
要有严肃认真的工作态度
总之
对我们每个学生来说
经过这次毕业设计
为今后从事生产第一线的技术发行工作、技术管理工作有非常大的帮助
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附录相关工程图
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I
20
人生最大的幸福,是发现自己爱的人正好也爱着自己。
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