組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計含9張CAD圖-版本3

組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計含9張CAD圖-版本3,組裝,式儲液塔,內(nèi)壁,防腐涂料,半自動,噴涂,設(shè)計,cad,版本 任務(wù)書論文(設(shè)計)題目：組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計（三）工作日期：2017年12月18日 2018年05月20日1.選題依據(jù):本題目源自生產(chǎn)實(shí)際課題，為工程設(shè)計類題目。根據(jù)國內(nèi)大型儲液塔內(nèi)壁防腐涂料噴涂要求，設(shè)計專用組裝式半自動噴涂機(jī)。所設(shè)計的專用防腐涂料組裝式噴涂機(jī)架拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊、輕便，安全可靠，便于維護(hù)。本題目研究領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)械裝備設(shè)計，研究專用裝備主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力，有較好的理論與設(shè)計實(shí)踐意義。2.論文要求(設(shè)計參數(shù)):可從直徑10m、高度10m的大型儲液（氣）塔入口（直徑0.8m）進(jìn)入塔內(nèi)的、可組裝的專用防腐涂料組裝式噴涂機(jī)半自動噴槍座，組裝時間控制在2個小時以內(nèi)，在24小時以 內(nèi)完成儲液塔內(nèi)壁防腐涂料噴涂作業(yè)。所設(shè)計的可拆式噴槍座及其輔助裝置等部件具有拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊、輕便，安全可靠，便于維護(hù)的特點(diǎn)。3.個人工作重點(diǎn):根據(jù)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和基本要求，通過資料收集與分析，完成開題報告，在此基礎(chǔ)上通過討論、論證，開展總體方案設(shè)計，同時重點(diǎn)完成可拆式噴槍座及其輔助裝置設(shè)計，并進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算與校核，完成可拆式噴槍座及其輔助裝置的主要零件（7個左 右）設(shè)計。4.時間安排及應(yīng)完成的工作:第1周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行匯總。（-4周）第2周：分析文獻(xiàn)資料并完成開題報告初稿。（-3周） 第3周：修改開題報告。（-2周）第4周：完成開題報告終稿并進(jìn)行總體方案論證。（-1周） 第5周：完成總體方案設(shè)計初稿。（第1周）第6周：完成總體方案設(shè)計終稿。（第2周） 第7周：完成噴槍座設(shè)計初步方案 （第3周） 第8周：完成噴槍座設(shè)計最終方案 （第4周） 第9周： “五一”勞動節(jié)學(xué)校放假。第10周： 完成噴槍運(yùn)動軌跡設(shè)計 （第5周）第11周：強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算與校核。（第6周） 第12周：繪制主要零件圖5-7張。（第7周）第13周：修改零件圖并完成外文文獻(xiàn)翻譯。（第8周） 第14周：完成控制系統(tǒng)設(shè)計及畢業(yè)論文初稿。（第9周） 第15周：完善畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯（第10周）5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):1、表面工程手冊（上、下），徐濱士主編，2009年7月，北京，化學(xué)工業(yè)出版社。2、機(jī)械設(shè)計手冊（1-6冊），聞邦椿主編，2014年3月，北京，機(jī)械工業(yè)出版社。3、機(jī)械制造裝備設(shè)計，關(guān)慧貞主編，2009年11月，北京，機(jī)械工業(yè)出版社。4、液壓與氣壓傳動，章宏甲主編，2001年6月，北京，機(jī)械工業(yè)出版社。5、工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ)，2008年8月，北京，北京大學(xué)出版社。6、人工智能技術(shù)導(dǎo)論，廉師友主編，2000年1月，西安，西安電子科技大學(xué)出版社。7、工業(yè)機(jī)器人，韓建海主編，2012年6月，武漢，華中科技大學(xué)出版社。8、機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，謝存禧主編，1999年10月，北京，機(jī)械工業(yè)出版社。9、數(shù)控技術(shù)，胡占齊主編，2004年5月，武漢，武漢理工大學(xué)出版社。10、機(jī)械工程師、機(jī)械工藝師、機(jī)械設(shè)計、機(jī)電控制、機(jī)械工程、化工設(shè)備類期刊。指導(dǎo)教師簽字：XX教研室主任意見：同意簽字：XX 2017年12月14日教學(xué)指導(dǎo)分委會意見：同意簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章進(jìn)度檢查表第-1周工作進(jìn)展情況查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行匯總。分析文獻(xiàn)資料并完成開題報告初稿。2018年01月09日指導(dǎo)教師意見開題報告書寫基本符合規(guī)范，建議：適當(dāng)增加文獻(xiàn)閱讀與參考數(shù)量，進(jìn)一步簡略文字內(nèi)容，按照學(xué)校開題報告書寫要求，適當(dāng)補(bǔ)充、完善相關(guān)設(shè)計內(nèi)容。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月19日第 1周工作進(jìn)展情況修改開題報告。完成開題報告終稿并進(jìn)行總體方案論證。2018年01月09日指導(dǎo)教師意見開題報告修改任務(wù)完成并上傳，可以開題?？傮w設(shè)計方案尚須完善，構(gòu)思和基本想法合理，但應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化，盡快完成設(shè)計方案草圖。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年03月16日第 3周工作進(jìn)展情況完成總體方案的初步設(shè)計，基本完成了總體方案設(shè)計的初稿。2018年03月13日指導(dǎo)教師意見總體方案論證基本合理，但需進(jìn)一步完善； 總體方案設(shè)計基本合理，草圖不夠完善，細(xì)節(jié)表達(dá)不到位。 應(yīng)多下功夫，盡快完成設(shè)計方案圖。在完成總圖草圖的基礎(chǔ)上，盡早開始可拆分組裝式載人平臺和噴槍架設(shè)計草圖。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年03月26日第 5周工作進(jìn)展情況完成總體設(shè)計方案，完善總體草圖設(shè)計并開始畫零件圖。2018年04月09日指導(dǎo)教師意見總體方案草圖基本可行，需進(jìn)一步完善細(xì)節(jié)。零件圖繪制時注意公差、粗糙度、材料選擇、尺寸標(biāo)注、比例等。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年04月11日第 7周工作進(jìn)展情況翻譯外文文獻(xiàn)，開始填寫論文，并且完成部分零件圖和裝配圖。2018年05月07日指導(dǎo)教師意見在繪制主要零件圖（7張左右）時，注意尺寸、公差、材料等的正確標(biāo)注，正確書寫技術(shù)要求和標(biāo)題欄內(nèi)容。文獻(xiàn)翻譯過程中注意專業(yè)詞匯的正確表達(dá)和語句通順。編寫論文時嚴(yán)格按照給定格式要求書寫，注意公式、物理量單位的正確使用。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月11日第 10周工作進(jìn)展情況基本完成畢業(yè)論文初稿工作；完成多張零件圖的繪制工作。2018年05月14日指導(dǎo)教師意見按照老師的建議，對總裝配圖、零件圖、外文文獻(xiàn)翻譯、論文初稿進(jìn)行進(jìn)一步修改和完善。提交相關(guān)材料以備查重，準(zhǔn)備答辯提綱。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日第 12周工作進(jìn)展情況完成裝配圖和零件圖圖紙，確定畢業(yè)論文終稿，準(zhǔn)備答辯。2018年05月23日指導(dǎo)教師意見進(jìn)一步完善畢業(yè)論文，按照學(xué)校統(tǒng)一書寫規(guī)范和格式要求進(jìn)行認(rèn)真檢查。查重通過后準(zhǔn)備答辯提綱，開展答辯前準(zhǔn)備工作。指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月24日第周工作進(jìn)展情況年月日指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師(簽字)：年月日過程管理評價表評價內(nèi)容具體要求總分評分工作態(tài)度態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)33遵守紀(jì)律自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)33開題報告內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求53任務(wù)完成按時、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)43過程管理評分合計12 過程管 理評語 該生在畢業(yè)設(shè)計過程中，能夠認(rèn)真對待畢業(yè)設(shè)計工作，工作態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，肯下功夫。從畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書下達(dá)之后，能主動查閱資料并進(jìn)行分析匯總，開拓自己的思路，主動開展調(diào)研，認(rèn)真進(jìn)行方案設(shè)計與論證，與同組其他兩名同學(xué)齊心合力，共同協(xié)作，較好的完成了總體方案設(shè)計工作；能自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，按照設(shè)定的時間節(jié)點(diǎn)開展相關(guān)工作并完成各項(xiàng)設(shè)計內(nèi)容。平時能主動聯(lián)系指導(dǎo)教師，虛心請教，接受指導(dǎo)；開題報告內(nèi)容基本全面，基本符合規(guī)范要求；按時、較好完成各項(xiàng)工作任務(wù)。指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-24指導(dǎo)教師評價表評價內(nèi)容具體要求總分評分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿54能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力53完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)106指導(dǎo)教師評分合計13 指導(dǎo)教 師評語 論文選題有一定的實(shí)際應(yīng)用價值。該生在規(guī)定時間內(nèi)完成了任務(wù)書下達(dá)的各項(xiàng)內(nèi)容，經(jīng)過16周的畢業(yè)設(shè)計工作，表明該生具有一定的綜合運(yùn)用知識能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力和計算機(jī)繪圖能力。畢業(yè)設(shè)計過程中能認(rèn)真開展相關(guān)工作，態(tài)度認(rèn)真，工作積極，但基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，思維應(yīng)進(jìn)一步拓寬。能遵守學(xué)校有關(guān)畢業(yè)設(shè)計規(guī)定，主動請教。論文書寫文題相符，概念基本準(zhǔn)確，分析、論證、計算、設(shè)計等基本正確合理，結(jié)論基本明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。同意參加畢業(yè)設(shè)計答辯。指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-24評閱人評價表評價內(nèi)容具體要求總分評分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿54能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力53完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)107評閱人評分合計14 評閱人 評語 論文選題針對組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)的噴槍座部分開展設(shè)計，有一定的實(shí)際應(yīng)用價值。主要工作包括方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度校核等，工作表明該該生具有有一定的綜合運(yùn)用知識能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力和計算機(jī)繪圖能力。論文書寫文題相符，概念基本準(zhǔn)確，分析、論證、計算、設(shè)計等基本正確合理，結(jié)論基本明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。同意參加畢業(yè)設(shè)計答辯。不足之處為部分格式?jīng)]有居中、圖片不夠清晰，參考文獻(xiàn)格式不規(guī)范等。評閱人簽字：XX評閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：2018-05-24答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名：XX專業(yè)班級：XX畢業(yè)論文(設(shè)計)題目： 組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計答辯時間：2018年05月 日 時 分 時 分答辯委員會(答 主任委員(組長)： XX辯小組)成員委員(組員)： XXX答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況問題1：機(jī)構(gòu)多重？噴槍重量？涂料重量？用完如何處理？ 回 答： 300kg；總共25kg；沒有考慮問題2：軸承在哪？ 回 答： 控制噴槍座尾問題3：500N徑向力如何得出？回 答： 是深溝球軸承承受的力；預(yù)計的。問題4：軸承受的力？回 答： 徑向力可忽略不計，所以選擇深溝球軸承問題5：推力球軸承受的力？回 答： 徑向力；在座椅處。問題6：說明書第一段“在今年10月”有問題 回 答： 修改時間或者寫明具體年限記錄人： 2018年05月24日答辯委員會評價表評價內(nèi)容具體要求總分評分自述總結(jié)思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理107答辯過程能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù)106選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿54完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)106能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力106答辯委員會評分合計29 答辯委員會評語 XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計工作期間，基本遵守各項(xiàng)紀(jì)律，表現(xiàn)一般。 能按時完成畢業(yè)設(shè)計有關(guān)任務(wù)。 論文立論正確，立論分析無原則性的錯誤，解決問題方案有一定的參考價值，結(jié)論基本正確。 論文使用的概念基本正確，語句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設(shè)計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。 能夠查閱文獻(xiàn)資料，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計算結(jié)論基本準(zhǔn)確。 答辯過程中，能夠闡述出論文的主要內(nèi)容，主要問題經(jīng)答辯教師啟發(fā)后能夠回答出來。答辯成績： 29答辯委員會主任：XX2018年05月29日成績評定 項(xiàng)目分類成績評定過程管理評分12指導(dǎo)教師評分13評閱人評分14答辯委員會評分29總分68成績等級D成績等級按“A、B、C、D、F”記載成績審核人簽章： XX學(xué)院審核人簽章： XX一、選題依據(jù) 1論文（設(shè)計）題目： 組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計（三） 2研究領(lǐng)域： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域 3論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值：隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多產(chǎn)品使用壽命在還未達(dá)到應(yīng)有設(shè)計年限就出現(xiàn)了很多問題，其中很多是由腐蝕引起的，特別像航空、汽車、建筑物的外表面以及大多數(shù)機(jī)械產(chǎn)品等。在這種情況下，噴涂技術(shù)得到了很大發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，特別是高空噴涂越來越被重視。 目前，國內(nèi)現(xiàn)用的高空作業(yè)平臺，不僅作業(yè)高度不夠，而且多采用多鉸桁架式伸縮機(jī)構(gòu)或多級伸縮液壓缸式結(jié)構(gòu)，整體笨重、占地面積大且不易搬動，滿足不了進(jìn)入狹小地形進(jìn)行作業(yè)的要求，如無法進(jìn)入大型儲液塔進(jìn)行內(nèi)部噴涂作業(yè)。這就需要一種可拆裝、靈活性高同時安全的高空作業(yè)設(shè)備。我們所設(shè)計的防腐涂料半自動噴涂機(jī)具有拆卸方便、結(jié)構(gòu)緊湊、輕便、安全可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。不僅可以適用于大量廳堂館所的高空作業(yè)要求，而且由于自身的可拆卸特性可以通過狹隘地形然后建筑內(nèi)部進(jìn)行組裝，同時利用升降機(jī)構(gòu)可使噴槍達(dá)到 10m 高度進(jìn)行作業(yè)，可移動機(jī)座可使噴槍俯仰以及搖擺使噴涂范圍覆蓋面積大并且噴涂均勻。非常適合高大建筑的內(nèi)部噴涂。4目前研究的概況和發(fā)展趨勢： 噴涂機(jī)，是采用噴涂技術(shù)的專用涂裝設(shè)備，原理是將涂料分散成霧狀噴涂于被涂物表面。噴涂機(jī)的主要工作部位為雙作用式氣動液壓增壓泵，換向機(jī)構(gòu)為特殊形式的先導(dǎo)式全氣控配氣換向裝置。進(jìn)入壓縮空氣后，活塞移動到氣缸上端部或下端部時， 使上先導(dǎo)閥或下先導(dǎo)閥動作，控制氣流瞬間推動配氣換向裝置換向，從而便氣動馬達(dá)的活塞作穩(wěn)定連續(xù)的往復(fù)運(yùn)動。由于活塞與涂料柱塞泵中的柱塞剛性連接，并且，活塞的面積比柱塞的面積大。因而使吸入的涂料增壓。被增壓的涂料，經(jīng)高壓軟管輸送到無氣噴槍，最后在無氣噴嘴處釋放液壓，瞬時霧化后噴向被涂物表面，形成涂膜層。 目前, 建筑行業(yè)中的涂飾工程仍多以手工為主, 勞動強(qiáng)度大、 操作工序多， 對較高處的施涂有時還要搭建腳手架、跳板和高凳, 給施工帶來不便, 生產(chǎn)效率低, 且采用手工涂飾，涂層厚度不均勻, 既浪費(fèi)涂料又難以保證工程質(zhì)量?，F(xiàn)有的單 (雙) 噴嘴小型噴涂機(jī)或手持式噴斗過于簡陋, 缺陷較多, 利用率不高, 在很大程度上仍依賴于人工操作, 不能滿足現(xiàn)在裝飾工程的高效率、高質(zhì)量、短工期和低消耗的要求。更無法滿足高空中大工作量的噴涂作業(yè)要求。這就需要設(shè)計專用的高空作業(yè)平臺。 高空作業(yè)平臺的發(fā)展起源于航天工業(yè)，但其應(yīng)用不不僅僅局限于此，在北美 70%的高空作業(yè)平臺用于商場、倉庫、廠房等非民用建筑市場，今后造船業(yè)仍將是高空作業(yè)平臺的主力市場 國外對高空作業(yè)平臺的研究比國內(nèi)要早，已有近百年的發(fā)展歷史，其產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)已經(jīng)具有相當(dāng)成熟的體系，生產(chǎn)企業(yè)主要集中在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，他們的作品各有各的側(cè)重點(diǎn)。 國外高空作業(yè)車經(jīng)過近百年的發(fā)展,產(chǎn)品技術(shù)水平高、規(guī)格齊全、功能多樣,其主要特點(diǎn)有: (1)型式豐富:國外高空作業(yè)車生產(chǎn)商針對不同行業(yè)的高空作業(yè)要求,除了生產(chǎn)普通類型的高空車外,還開發(fā)出了新產(chǎn)品,如高空消防車、高空絕緣車和蜘蛛式高空作業(yè)車等。作業(yè)高度最低在 10m 左右,最高超過 110m,規(guī)格齊全。 (2)設(shè)計做工精良:結(jié)構(gòu)件的制造安裝精細(xì)、臂架的布置緊湊、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、安全裝置齊全,使得高空作業(yè)車故障率低,使用壽命長。此外,為了減輕自重,臂架多采用高強(qiáng)鋼材,BISON 和 Pagliero 公司使用銷合金材料的臂架。 (3)控制智能化:采用自動控制系統(tǒng),根據(jù)不同的負(fù)載情況和作業(yè)工況,自動調(diào)節(jié) 車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、臂架的速度等,提高了燃料的利用率、操作的穩(wěn)定性和舒適性。 國內(nèi)高空作業(yè)平臺才有近半個世紀(jì)的發(fā)展歷史。雖然近幾年高空作業(yè)機(jī)械發(fā)展迅猛，但是也存在企業(yè)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品形式單調(diào)等缺點(diǎn)和不足，仍處于行業(yè)發(fā)展的上升期。首先，先從結(jié)構(gòu)形式上，我國的高空作業(yè)平臺目前主要以剪叉式、套筒油缸式為主，大高度和特殊高度作業(yè)平臺國內(nèi)還有空白，仍然以進(jìn)口為主，如高空絕緣作業(yè)車、蜘蛛式高空作業(yè)平臺等。其次從行走方式上，我國高空作業(yè)平臺的行走方式以車載式或牽引式較多，這幾大地限制了其作業(yè)機(jī)動靈活性、場地適應(yīng)性及空間通過性。隨著居民家庭生活的不斷豐富，結(jié)構(gòu)小巧緊湊的自行式將會受到更多青昧。從底盤驅(qū)動方式上，目前主要有發(fā)動機(jī)驅(qū)動、液壓馬達(dá)驅(qū)動、電機(jī)驅(qū)動、為了響應(yīng)國家節(jié)能環(huán)保，無污染、零排放等政策，電機(jī)驅(qū)動將會是今后的發(fā)展趨勢。如果從長遠(yuǎn)角度來看， 利用太陽能經(jīng)過轉(zhuǎn)化后驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行工作也不是不可能的。 國內(nèi)高空作業(yè)平臺的發(fā)展趨勢 （1）向大高度和特殊高空作業(yè)平臺發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺、蜘蛛式高空作業(yè)平臺、越野式高空作業(yè)平臺及履帶式高空作業(yè)平臺。 （2）車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結(jié)構(gòu)小巧緊湊的自行式。 （3）驅(qū)動方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機(jī)驅(qū)動或太陽能驅(qū)動。 （4）智能化控制。 5載物平臺的結(jié)構(gòu)： 本文設(shè)計的可移動噴槍座利用三腳架支撐，三腳架下端用緊固連接裝置固定在載物平臺，載物平臺可以折疊節(jié)省空間，工作時打開鎖緊裝置使載物臺完全打開，讓工人有足夠的操作空間。為了使工人在高空安全舒適的作業(yè)，載物平臺的周圍裝有圍欄以及配有座椅，為了防滑需在載物平臺上鋪上防滑鋼板。所有的結(jié)構(gòu)都屬于可拆卸便安裝，同時靈活性高。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題： （1）重點(diǎn)完成可拆式噴槍座及其輔助裝置設(shè)計，并進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算與校核，完成可拆式噴槍座及其輔助裝置的主要零件（7 個左右）設(shè)計。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）： （1）根據(jù)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和基本要求，通過資料收集與分析，完成開題報告； （2）在此基礎(chǔ)上通過討論、論證，開展總體方案設(shè)計； （3）同時重點(diǎn)完成可拆式噴槍座及其輔助裝置設(shè)計； （4）完成可拆式噴槍座及其輔助裝置的主要零件（7 個左右）設(shè)計； 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果： （1）兩張 A0 裝配圖（半自動噴涂機(jī)裝配圖及可移動基座裝配圖），7 張左右主要零件圖； （2）開題報告； （3）畢業(yè)設(shè)計論文； （4）一篇外文文獻(xiàn)翻譯。 三、論文（設(shè)計）工作安排1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； （1）研究方法 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行匯總，分析文獻(xiàn)資料并完成開題報告初稿，完成開題報告終稿并進(jìn)行總體方案論證，完成噴槍座設(shè)計初步方案，繪制主要零件圖 5-7 張， 完成外文文獻(xiàn)翻譯，完成控制系統(tǒng)設(shè)計及畢業(yè)論文。 （2）設(shè)計參數(shù) 可從直徑 10m、高度 10m 的大型儲液（氣）塔入口（直徑 0.8m）進(jìn)入塔內(nèi)的、可組裝的專用防腐涂料組裝式噴涂機(jī)半自動噴槍座，組裝時間控制在 2 個小時以內(nèi)，在 24 小時以內(nèi)完成儲液塔內(nèi)壁防腐涂料噴涂作業(yè)。2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃 第 1 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行匯總。（-4 周） 第 2 周：分析文獻(xiàn)資料并完成開題報告初稿。（-3 周） 第 3 周：修改開題報告。（-2 周） 第 4 周：完成開題報告終稿并進(jìn)行總體方案論證。（-1 周） 第 5 周：完成總體方案設(shè)計初稿。（第 1 周） 第 6 周：完成總體方案設(shè)計終稿。（第 2 周） 第 7 周：完成噴槍座設(shè)計初步方案 （第 3 周） 第 8 周： 完成噴槍座設(shè)計最終方案 （第 4 周） 第 9 周：“五一”勞動節(jié)學(xué)校放假。 第 10 周：完成噴槍運(yùn)動軌跡設(shè)計 （第 5 周） 第 11 周：強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算與校核。（第 6 周） 第 12 周：繪制主要零件圖 5-7 張。（第 7 周） 第 13 周：修改零件圖并完成外文文獻(xiàn)翻譯。（第 8 周） 第 14 周：完成控制系統(tǒng)設(shè)計及畢業(yè)論文初稿。（第 9 周） 第 15 周：完善畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯（第 10 周） 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)1 徐濱士.表面工程手冊（上、下）M.北京.化學(xué)工業(yè)出版社. 2009 年 7 月. 2 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計手冊（1-6 冊）M.北.機(jī)械工業(yè)出版社. 2014 年 3 月. 3關(guān)慧貞主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 2009 年 11 月. 4 章宏甲.液壓與氣壓傳動M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 2001 年 6 月. 5工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ)M.北京.北京大學(xué)出版社. 2008 年 8 月. 6廉師友.人工智能技術(shù)導(dǎo)論M.西安.西安電子科技大學(xué)出版社. 2000 年 1 月. 7韓建海.工業(yè)機(jī)器人M.武漢.華中科技大學(xué)出版社. 2012 年 6 月. 8謝存禧主編.機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 1999 年 10 月. 9 胡占齊.數(shù)控技術(shù)M.武漢.武漢理工大學(xué)出版社. 2004 年 5 月. 10、機(jī)械工程師、機(jī)械工藝師、機(jī)械設(shè)計、機(jī)電控制、機(jī)械工程、化工設(shè)備類期刊。 11魏強(qiáng). 多自由度粉刷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析D.哈爾濱理工大學(xué),2016.12許愛紅,葛家君.高空墻面遙控噴涂技術(shù)應(yīng)用J.建筑,2015(03):64-65. 13王飛.高空作業(yè)平臺國內(nèi)外市場發(fā)展概述J.建筑機(jī)械化,2009,30(12):34-36. 14龐俊海. 高層樓宇外墻清洗機(jī)：CN01272636.2 P. 2001-12- 01. 15彭輝,李勛,劉冀,王天笑,楊帆,王玉琳.一種高層建筑外墻噴涂機(jī)器人J.機(jī)械工程師,2016(10):96-97. 16卓韋. 高空平臺市場大 設(shè)備租賃前景好N. 中國建設(shè)報,2013-11-26(007) 17 Analysis of the Performance of Aerial Work Platform Working Device Based on Virtual Prototype and Finite Element Method Jinquan Guoa,b , Hongwen Hea,b,*,Chao Suna,b CUE2016-Applied Energy Symposium and Forum 2016 18牛文歡,張進(jìn)生,王志,葛衍冉.現(xiàn)代高空作業(yè)平臺的發(fā)展概況與趨勢J.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2013,26(02):97-100. 19賈慶祝. 高壓無氣噴涂機(jī)的設(shè)計與研究D.安徽理工大學(xué),2014. 20王鵬，李鑫，江文浩地震搜救機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計綜述J哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報， 2012，1：15-19 附：文獻(xiàn)綜述或報告文獻(xiàn)綜述1 噴涂機(jī)的背景噴涂機(jī)的發(fā)展及其重要作用近年來，噴涂在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用1。如今隨著都市的現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè),各種樣式的高樓拔地而起，從而使城市面貌整頓工作越來越重要，而建筑物的外表面形象成為了城市面貌整頓的重點(diǎn)工作之一。高層建筑的外墻粉刷是一項(xiàng)勞動強(qiáng)度高且危險的工作，目前國內(nèi)外使用的方法還是靠吊籃或升降平臺搭載粉刷工人進(jìn)行墻面的人工刷涂2。但是，這種方法用工施工周期大、用料多、質(zhì)量難保證、安全難保障，且成本高3人工作業(yè)不僅效率低下，而且具有相當(dāng)高的危險性，不僅需要工人在高溫、嚴(yán)寒、有毒的危險惡劣的環(huán)境中完成復(fù)雜的高空作業(yè)，同時，強(qiáng)氣流使工作平臺及工人都難以保持。高空作業(yè)平臺簡稱高空作業(yè)車是用來運(yùn)送工作人員和工作裝備到指定高度的一種大型工程機(jī)械設(shè)備。在建筑工程領(lǐng)域,高空作業(yè)平臺可以代替腳手架等現(xiàn)有的高空作業(yè)設(shè)備實(shí)施高空作業(yè),如高層或超高層建筑的外部裝修大廈外墻清洗煙囪安裝避雷針、航標(biāo)燈廠房、車間的玻璃安裝等。但是由于建筑施工場所等的限制,目前在我國高空作業(yè)平臺在建筑施工中的應(yīng)用仍然是個空白。然而隨著,經(jīng)濟(jì)的不斷增長, 人民生活水平不斷提高,對安全和勞動條件提出了越來越高的要求,對高空作業(yè)機(jī)械的需求量也在不斷增長4?？梢?，高層建筑外墻噴涂自動化問題亟待解決5。可以考慮使用半自動噴槍機(jī)高空作業(yè)代替工人進(jìn)行高空作業(yè)，這樣可以從根本上降低工人的勞動強(qiáng)度，提高噴涂效率及噴涂質(zhì)量6。2 高空作業(yè)平臺國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r（1）“通過創(chuàng)新或創(chuàng)造新的市場，工程機(jī)械企業(yè)就會有新的市場空間。比如高空作業(yè)平臺，在中國很少應(yīng)用，更多是靠搭腳手架。實(shí)際上，高空作業(yè)平臺就是新的產(chǎn)品空間?！边@是中聯(lián)重科董事長詹純新在今年 10 月舉行的 2013 全球工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)大會暨 50 強(qiáng)峰會上說的一番話7。 高空作業(yè)平臺是將工人送到指定位置的機(jī)械設(shè)備。在高空作業(yè)平臺工作過程中，工作人員對工作裝置進(jìn)行控制8。歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū), 高空作業(yè)機(jī)械發(fā)展起步比較早,從世紀(jì)年代就開始研制,已經(jīng)有近百年的發(fā)展歷史,產(chǎn)品技術(shù)水平高、作業(yè)高度大、規(guī)格齊全、結(jié)構(gòu)型式幾豐富、功能多樣,并且成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織,正致力于擴(kuò)大作業(yè)范圍,滿足不同作業(yè)的需要。意大利的蜘蛛型伸縮臂式高空作業(yè)平臺最大高度可達(dá) 48 米整體尺寸為 8.68x1.15x2.25mm3，該平臺具有四只獨(dú)立液壓支撐腿,可順應(yīng)環(huán)境左右擺動及屈伸,使平臺能于凹凸不平地面及樓梯上操作三組獨(dú)立動力系統(tǒng)分別為柴油發(fā)動機(jī)、交流電機(jī)和交流電機(jī),使得操作人員可以在不同場合不同工作狀態(tài)下選擇合適的動力系統(tǒng)緊急手動泵,使得在意外狀況且沒有動力來源時將工作臂和吊籃下降至地面,保證了操作人員的安全；控制系統(tǒng)采用 PLC 作為控制器,與繼電器控制相結(jié)合,主要用于安全檢測回路的控制,作為動作的約束條件, 抗干擾能力強(qiáng),可靠性高均采用模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)靈活簡便安裝維護(hù)方便9。 美國吉尼公司自行式剪型高空作業(yè)平臺可以把 227kg 的載荷最高升到 11.75m 的工作高度,并且只需 2.4x0.8mm2 占地面積,可以輕易地通過標(biāo)準(zhǔn)門道,行駛速度為 3.5km/h 且有 25%的爬坡能力。該平臺具有標(biāo)準(zhǔn)的吉尼自動平衡液壓支腿系統(tǒng),可以在斜坡上進(jìn)5。側(cè)面至側(cè)面的水平調(diào)整和 3。前面至后面的水平調(diào)整吉尼四輪制動系統(tǒng)組成的雙后輪彈簧、液壓釋放剎車,使得設(shè)備在遇到緊急情況時響應(yīng)快電氣控制系統(tǒng)采用 PLC 全控制,根據(jù)高空作業(yè)平臺液壓機(jī)構(gòu)的各種功能,對交流電機(jī)泵的流量進(jìn)行比例調(diào)速控制, 液壓機(jī)構(gòu)電磁閥的控制和安全回路可通過設(shè)計編程集成處理后進(jìn)行控制向前成角度的霍爾效應(yīng)操縱桿使用舒適并且提供了精確的控制,在平臺操作面板上的 LED 窗口顯示了節(jié)省時間的信息,包括電瓶電量指示器、隨車診斷系統(tǒng)、調(diào)速和配置設(shè)定自身具有行走、轉(zhuǎn)向驅(qū)動功能,不需要牽引,能夠在不同的工作狀態(tài)下,快速、慢速行走,只需一個操作人員便可在空中連續(xù)完成上下、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等所有動作,特別適用于機(jī)場候機(jī)樓、車站、碼頭、商場、體育場館、小區(qū)物業(yè)廠礦車間等較大范圍的作業(yè)10。但是我國工程機(jī)械與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比較以及與國內(nèi)建設(shè)要求相比還有不少差距,還有許多問題急待研究解決。隨著目前高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尤其是計算機(jī)的出現(xiàn)及其廣泛應(yīng)用,它帶動了整個工業(yè)的發(fā)展,在機(jī)械行業(yè)更為引人注目,設(shè)計上的優(yōu)化等使機(jī)器向高精密化發(fā)展,帶來了一場新的變革。當(dāng)然一向以笨重著稱的大型工程機(jī)械,更有著廣闊的發(fā)展余地。高空作業(yè)車作為一種大型的工程機(jī)械設(shè)備,目前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口貨運(yùn)等行業(yè),是新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè),有著廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)機(jī)械是在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),只有二十幾年的歷史。盡管我國在高空作業(yè)車設(shè)計制造上取得了一些成績,但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距,主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時微動性能差等問題10。借鑒國內(nèi)外高空作業(yè)平臺的現(xiàn)狀，采用先進(jìn)控制方案的工作平臺。該設(shè)計的目的是提高生產(chǎn)力和安全性11。2 高空作業(yè)平臺的發(fā)展趨勢（2）（1）向大高度和特殊高空作業(yè)平臺發(fā)展。如混合臂式高空作業(yè)平臺、蜘蛛式高空作業(yè)平臺、越野式高空作業(yè)平臺及履帶式高空作業(yè)平臺。（2）車載式或牽引式逐漸發(fā)展成結(jié)構(gòu)小巧緊湊的自行式。（3）驅(qū)動方式向無污染、零排放、節(jié)能減排的電機(jī)驅(qū)動或太陽能驅(qū)動12。（4）智能化控制。3 設(shè)計可拆式噴槍座的目的和意義（1）顧名思義可拆式噴槍座就是方便拆卸與安裝的用于承載噴槍的裝置。目前的噴槍主要由槍身、過濾器、噴嘴、密封圈、扳機(jī)和緊固件等組成，按其種類可分為手持式噴槍、自動噴槍和長桿式噴槍等多種類型。首先手持式噴槍結(jié)構(gòu)比較輕巧，方便操作， 對于各種無氣噴涂作業(yè)的場合都能很好的適應(yīng)，包括環(huán)境惡劣場所和需要來回工作的場所，但對于大工作量的噴涂作業(yè)效率低。對于自動噴槍是由尾部的氣缸來控制其關(guān)閉與啟動的，自動噴槍自動化程度較高，操作者更容易掌握，但由于價格較為品貴， 還未普遍使用。長桿式噴槍，顧名思義其噴槍桿較長,并且噴槍的前端附有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 適用于對大型工件的噴涂13。所以當(dāng)噴涂一些大型建筑物時要用到長桿式噴槍，依靠人力承載顯然不能實(shí)現(xiàn)，這時必須用到噴槍座?？刹鹗絿姌屪哂胁鹦斗奖?、結(jié)構(gòu)緊湊、輕便、安全可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。同時噴槍座的手輪傳動機(jī)構(gòu)用于調(diào)整噴槍的高度以及水平位置，可實(shí)現(xiàn)噴槍的俯仰及搖擺運(yùn)動。既擴(kuò)大了噴涂范圍又節(jié)省人力。3 可移動噴槍座的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）通過研究國內(nèi)外技術(shù)方案，可以知道壁面工作機(jī)器人一般由吸附裝置、工作裝置、移動裝置組成14,15。傳統(tǒng)的粉刷機(jī)只是對規(guī)則的平面外墻進(jìn)行粉刷作業(yè)，卻無法應(yīng)對復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)代建筑因外觀美化需要，建筑內(nèi)外墻結(jié)構(gòu)會是不規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)，而粉刷質(zhì)量的好壞決定了該技術(shù)的應(yīng)用前景。目前已有創(chuàng)新性多自由度粉刷機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜不規(guī)則的內(nèi)外墻結(jié)構(gòu)具有較高質(zhì)量粉刷。其為了應(yīng)對粉刷機(jī)在粉刷工作中從上而下進(jìn)行粉刷作業(yè)，粉刷機(jī)沿壁面的上下移動通過安裝在建筑物頂部的懸吊裝置的牽引鋼絲繩實(shí)現(xiàn)，吸附裝置提供額外的吸附力，以保證粉刷機(jī)緊緊吸附于建筑表面。一次粉刷后，粉刷機(jī)由懸吊裝置提升回建筑物頂部，然后水平移動懸吊裝置到達(dá)下次粉刷位置，進(jìn)行接下來的粉刷作業(yè)，以此類推。粉刷機(jī)本體開始自上而下移動時，前部和兩側(cè)的粉刷裝置同時工作，當(dāng)粉刷機(jī)行進(jìn)到特殊而復(fù)雜的建筑外墻結(jié)構(gòu)時，通過地面監(jiān)測控制系統(tǒng)，暫停前部粉刷裝置和懸吊裝置的工作，控制粉刷機(jī)本體兩側(cè)的多自由度粉刷機(jī)械臂對待粉刷的特殊建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全快速有效的粉刷作業(yè)， 完成粉刷作業(yè)2。但由于這種多自由度粉刷機(jī)器人成本較高不適用于普遍作業(yè)，本文所設(shè)計的半自動噴涂機(jī)仿照其原理并加以改進(jìn)，利用高空作業(yè)車把噴槍和人送到高空進(jìn)行工作。噴槍放在可移動噴槍座上可以實(shí)現(xiàn)噴槍的俯仰及搖擺兩個自由度的工作。噴涂機(jī)的上下移動依靠高空作業(yè)平臺底座上的升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，通過可移動機(jī)架實(shí)現(xiàn)不同位置的變換。小范圍的調(diào)整可通過可移動噴槍座進(jìn)行移動，從而保證噴涂質(zhì)量。兩自由度的噴槍座的結(jié)構(gòu)可以仿照車載機(jī)槍。車載機(jī)槍是車載武器重要的組成部分，屬于坦克等裝甲車輛的輔助武器，但對于某些裝甲車輛，如裝甲輸送車，它上面的武器只有機(jī)槍，則它就成為這類裝甲車輛的主要武器16。支架用于支撐各機(jī)構(gòu)，由三腳支架實(shí)現(xiàn)；手輪傳動機(jī)構(gòu)用于模擬火炮高低機(jī)、方向機(jī)及高射機(jī)槍高低、水平調(diào)整裝置， 通過轉(zhuǎn)動兩手輪，實(shí)現(xiàn)對并列機(jī)槍與高射機(jī)槍槍管軸線的初步調(diào)整；并列機(jī)槍槍架的作用是固定真實(shí)的并列機(jī)槍，效仿真實(shí)坦克上并列機(jī)槍槍架調(diào)整機(jī)構(gòu)16。參考文獻(xiàn)1 Performance Characteristic Analysis of Automated Robot Spray Painting Using Taguchi Method and Gray Relational Analysis R. Bhalamurugan S. Prabhu Arab J Sci Eng (2015) 40:16571667 DOI 10.1007/s13369-015-1628-7 2魏強(qiáng). 多自由度粉刷機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析D.哈爾濱理工大學(xué),2016. 3許愛紅,葛家君.高空墻面遙控噴涂技術(shù)應(yīng)用J.建筑,2015(03):64-65. 4王飛.高空作業(yè)平臺國內(nèi)外市場發(fā)展概述J.建筑機(jī)械化,2009,30(12):34-36. 5龐俊海. 高層樓宇外墻清洗機(jī)：CN01272636.2 P. 2001-12- 01. 6彭輝,李勛,劉冀,王天笑,楊帆,王玉琳.一種高層建筑外墻噴涂機(jī)器人J. 機(jī)械工程師,2016(10):96-97. 7卓韋. 高空平臺市場大 設(shè)備租賃前景好N. 中國建設(shè)報,2013-11-26(007). 8 Analysis of the Performance of Aerial Work Platform Working Device Based on Virtual Prototype and Finite Element Method Jinquan Guoa,b , Hongwen Hea,b,*,Chao Suna,b CUE2016-Applied Energy Symposium and Forum 2016 9徐薇薇. 車載機(jī)槍模擬校正裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計D.長春理工大學(xué),2013. 10克斯.吉尼 S(TM)-60Hc 高負(fù)載的自行式直臂型高空作業(yè)車J.工程機(jī)械,2007(07):113. 11 Engineering_Village_abstract_12-30-2017_103923897 12牛文歡,張進(jìn)生,王志,葛衍冉.現(xiàn)代高空作業(yè)平臺的發(fā)展概況與趨勢J. 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2013,26(02):97-100. 13賈慶祝. 高壓無氣噴涂機(jī)的設(shè)計與研究D.安徽理工大學(xué),2014. 14王鵬，李鑫，江文浩地震搜救機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計綜述J哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2012，1：15-19 15付宜利，李志海爬壁機(jī)器人研究進(jìn)展J機(jī)械設(shè)計，2008，25：1-4 16冒嫣蓉. 高大空間作業(yè)平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計研究D.長安大學(xué),2010. 指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱）審核意教研室主任意見見簽字：年月日簽字：年月日學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見簽字：年月日公章：組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)設(shè)計（三）摘 要目前，高空作業(yè)噴涂技術(shù)已被廣泛使用，尤其是在那些大型建筑物的表面噴涂。本課題研究的是組裝式儲液塔內(nèi)壁半自動噴涂機(jī)，是針對于儲液塔內(nèi)壁防腐涂料的噴涂設(shè)備。本文設(shè)計的是該噴涂機(jī)頂部的噴槍座部分，其主要作用是承載噴槍，并調(diào)整噴槍角度，實(shí)現(xiàn)噴槍俯仰及搖擺兩個自由度運(yùn)動，通過底部的升降機(jī)構(gòu)和移動機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)噴槍對儲液塔內(nèi)壁噴涂工作。使噴涂工作穩(wěn)定而高效地完成。本文設(shè)計的噴槍座具有拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，輕便，安全可靠，便于維護(hù)等特點(diǎn)，同時也附帶設(shè)計護(hù)欄以及旋轉(zhuǎn)座椅給作業(yè)人員提供一個安全舒適的高空作業(yè)環(huán)境。通過對已有的高空作業(yè)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究和分析，學(xué)習(xí)其多自由度結(jié)構(gòu)設(shè)計及設(shè)計方案，并針對該設(shè)計的技術(shù)要求，確定總體方案，合理完成各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對各機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和校核計算，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。 關(guān)鍵詞: 高空；半自動；噴涂IABSTRACTAt present, high-altitude spray coating technology has been widely used, especially on the surface of large buildings. The topic of this project is to study the semi-automatic spraying machine for the inner wall of the assembled liquid storage tower, which is a spraying equipment for anti-corrosion coatings on the inner wall of the liquid storage tower. What the article designed is the spray gun base that the top part of the spraying machine., its main role is to carry the gun, and adjust the gun angle, make the gun achieve pitch and swing two degrees of freedom movement, through the bottom of the lifting mechanism and moving mechanism, can achieve the gun to the reservoir Liquid tower inner wall spraying work. Make coating work stable and efficient. The spray gun base designed in this article has the characteristics of convenient assembly and disassembly, compact structure, light weight, safety and reliability, and easy maintenance. At the same time, the design of the guard rail and rotary seat also provides the operator with a safe and comfortable working environment. Through studying and analyzing the current development status of existing aerial work platforms, it learns its multi-degree-of-freedom structure design and design scheme, and according to the technical requirements of the design, it determines the overall plan and reasonably completes the design of each part of the structure, and it also Analyze and check the rationality of structural design. Keywords: high altitude; semi-automatic; spraying目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論11.1 課題研究背景11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.3 本文設(shè)計的目的及意義21.4 本文設(shè)計的主要內(nèi)容32 組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)的總體方案設(shè)計42.1 組裝式噴槍座的技術(shù)要求52.2 組裝式噴槍座總體布局及工作原理52.3 平臺的方案設(shè)計62.4 組裝式噴槍座方案設(shè)計62.5 平臺上護(hù)欄及門鎖的選擇72.6座椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計93 設(shè)計計算113.1噴槍座的設(shè)計計算及選材113.2旋轉(zhuǎn)座椅的設(shè)計計算173.3平臺的設(shè)計計算及選材184 強(qiáng)度校核204.1軸承壽命校核204.2軸的強(qiáng)度校核224.3噴槍座的強(qiáng)度校核244.4螺紋連接的強(qiáng)度校核245 結(jié)論26參考- 35 -致 謝- 36 -IV畢業(yè)設(shè)計（論文）題目1 緒論1.1 課題研究背景近年來，噴涂在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用1。如今隨著都市的現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè),各種樣式的高樓拔地而起，從而使城市面貌整頓工作越來越重要，而建筑物的外表面形象成為了城市面貌整頓的重點(diǎn)工作之一。高層建筑的外墻粉刷是一項(xiàng)勞動強(qiáng)度高且危險的工作，目前國內(nèi)外使用的方法還是靠吊籃或升降平臺搭載粉刷工人進(jìn)行墻面的人工刷涂2。但是，這種方法用工施工周期大、用料多、質(zhì)量難保證、安全難保障，且成本高3人工作業(yè)不僅效率低下，而且具有相當(dāng)高的危險性，不僅需要工人在高溫、嚴(yán)寒、有毒的危險惡劣的環(huán)境中完成復(fù)雜的高空作業(yè)，同時，強(qiáng)氣流使工作平臺及工人都難以保持。高空作業(yè)平臺簡稱高空作業(yè)車是用來運(yùn)送工作人員和工作裝備到指定高度的一種大型工程機(jī)械設(shè)備。在建筑工程領(lǐng)域,高空作業(yè)平臺可以代替腳手架等現(xiàn)有的高空作業(yè)設(shè)備實(shí)施高空作業(yè),如高層或超高層建筑的外部裝修大廈外墻清洗煙囪安裝避雷針、航標(biāo)燈廠房、車間的玻璃安裝等。但是由于建筑施工場所等的限制,目前在我國高空作業(yè)平臺在建筑施工中的應(yīng)用仍然是個空白。然而隨著,經(jīng)濟(jì)的不斷增長,人民生活水平不斷提高,對安全和勞動條件提出了越來越高的要求,對高空作業(yè)機(jī)械的需求量也在不斷增長4?？梢姡邔咏ㄖ鈮娡孔詣踊瘑栴}亟待解決5。可以考慮使用半自動噴槍機(jī)高空作業(yè)代替工人進(jìn)行高空作業(yè)，這樣可以從根本上降低工人的勞動強(qiáng)度，提高噴涂效率及噴涂質(zhì)量6。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀“通過創(chuàng)新或創(chuàng)造新的市場，工程機(jī)械企業(yè)就會有新的市場空間。比如高空作業(yè)平臺，在中國很少應(yīng)用，更多是靠搭腳手架。實(shí)際上，高空作業(yè)平臺就是新的產(chǎn)品空間?！边@是中聯(lián)重科董事長詹純新在今年10月舉行的2013全球工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)大會暨50強(qiáng)峰會上說的一番話7。 高空作業(yè)平臺是將工人送到指定位置的機(jī)械設(shè)備。在高空作業(yè)平臺工作過程中，工作人員對工作裝置進(jìn)行控制8。歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū),高空作業(yè)機(jī)械發(fā)展起步比較早,從世紀(jì)年代就開始研制,已經(jīng)有近百年的發(fā)展歷史,產(chǎn)品技術(shù)水平高、作業(yè)高度大、規(guī)格齊全、結(jié)構(gòu)型式豐富、功能多樣,并且成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織,正致力于擴(kuò)大作業(yè)范圍,滿足不同作業(yè)的需要。意大利的蜘蛛型伸縮臂式高空作業(yè)平臺最大高度可達(dá)48米整體尺寸為8.68x1.15x2.25mm3，該平臺具有四只獨(dú)立液壓支撐腿,可順應(yīng)環(huán)境左右擺動及屈伸,使平臺能于凹凸不平地面及樓梯上操作三組獨(dú)立動力系統(tǒng)分別為柴油發(fā)動機(jī)、交流電機(jī)和交流電機(jī),使得操作人員可以在不同場合不同工作狀態(tài)下選擇合適的動力系統(tǒng)緊急手動泵,使得在意外狀況且沒有動力來源時將工作臂和吊籃下降至地面,保證了操作人員的安全；控制系統(tǒng)采用PLC作為控制器,與繼電器控制相結(jié)合,主要用于安全檢測回路的控制,作為動作的約束條件,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高均采用模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)靈活簡便安裝維護(hù)方便9。美國吉尼公司自行式剪型高空作業(yè)平臺可以把227kg的載荷最高升到11.75m的工作高度,并且只需2.4x0.8mm2占地面積,可以輕易地通過標(biāo)準(zhǔn)門道,行駛速度為3.5km/h且有25%的爬坡能力。該平臺具有標(biāo)準(zhǔn)的吉尼自動平衡液壓支腿系統(tǒng),可以在斜坡上進(jìn)5。側(cè)面至側(cè)面的水平調(diào)整和3。前面至后面的水平調(diào)整吉尼四輪制動系統(tǒng)組成的雙后輪彈簧、液壓釋放剎車,使得設(shè)備在遇到緊急情況時響應(yīng)快電氣控制系統(tǒng)采用PLC全控制,根據(jù)高空作業(yè)平臺液壓機(jī)構(gòu)的各種功能,對交流電機(jī)泵的流量進(jìn)行比例調(diào)速控制,液壓機(jī)構(gòu)電磁閥的控制和安全回路可通過設(shè)計編程集成處理后進(jìn)行控制向前成角度的霍爾效應(yīng)操縱桿使用舒適并且提供了精確的控制,在平臺操作面板上的LED窗口顯示了節(jié)省時間的信息,包括電瓶電量指示器、隨車診斷系統(tǒng)、調(diào)速和配置設(shè)定自身具有行走、轉(zhuǎn)向驅(qū)動功能,不需要牽引,能夠在不同的工作狀態(tài)下,快速、慢速行走,只需一個操作人員便可在空中連續(xù)完成上下、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等所有動作,特別適用于機(jī)場候機(jī)樓、車站、碼頭、商場、體育場館、小區(qū)物業(yè)廠礦車間等較大范圍的作業(yè)10。1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國工程機(jī)械與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比較以及與國內(nèi)建設(shè)要求相比還有不少差距,還有許多問題急待研究解決。隨著目前高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尤其是計算機(jī)的出現(xiàn)及其廣泛應(yīng)用,它帶動了整個工業(yè)的發(fā)展,在機(jī)械行業(yè)更為引人注目,設(shè)計上的優(yōu)化等使機(jī)器向高精密化發(fā)展,帶來了一場新的變革。當(dāng)然一向以笨重著稱的大型工程機(jī)械,更有著廣闊的發(fā)展余地。高空作業(yè)車作為一種大型的工程機(jī)械設(shè)備,目前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口貨運(yùn)等行業(yè),是新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè),有著廣闊的發(fā)展前景。高空作業(yè)機(jī)械是在工程起重機(jī)械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),只有二十幾年的歷史。盡管我國在高空作業(yè)車設(shè)計制造上取得了一些成績,但是國內(nèi)生產(chǎn)制造的高空作業(yè)機(jī)械同國外同類型高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品相比仍有一定差距,主要表現(xiàn)為技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時微動性能差等問題10。1.3 本文設(shè)計的目的及意義我國高空建筑量很大，但目前高空作業(yè)施工大都仍采用搭設(shè)腳手架、施工平臺、卷揚(yáng)機(jī)等，高空作業(yè)過程中高空墜落事故頻頻發(fā)生不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給施工人員的安全帶來了巨大的威脅。因此建造高空噴涂作業(yè)裝備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)迫在眉睫，只有開發(fā)出新型的施工裝備才能滿足目前市場的需要，滿足施工安全的要求，增強(qiáng)參與國際市場的競爭力，提高作業(yè)效率和施工質(zhì)量并改變落后傳統(tǒng)的施工工藝。一些重大工程、重點(diǎn)工程為保證施工質(zhì)量和施工周期，不得不進(jìn)口國外先進(jìn)國家產(chǎn)品。因此，應(yīng)該盡快開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)產(chǎn)品替代進(jìn)口，參與國際競爭，并填補(bǔ)國內(nèi)該類產(chǎn)品的空白。為我國建筑業(yè)快速發(fā)展提供可靠有效的設(shè)備保障。 我國市場經(jīng)濟(jì)地位逐步確立，建筑業(yè)在快速發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，高層建筑是未來發(fā)展趨勢，高層的表面噴涂也不可或缺。由于市場需求的不斷增加，課題研究成果的日益成熟，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)，拉動整個建筑裝備行業(yè)技術(shù)長足進(jìn)步，是本課題研究的長遠(yuǎn)意義。1.4 本文設(shè)計的主要內(nèi)容針對國內(nèi)現(xiàn)有的高空作業(yè)平臺技術(shù)含量低、大型的較少、結(jié)構(gòu)笨重、作業(yè)時微動性能差等問題10。本文設(shè)計了組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)儲液塔內(nèi)壁噴涂，由于建筑物較大，噴涂時要用到長桿式噴槍，依靠人力承載顯然不能實(shí)現(xiàn)，這時必須用到噴槍座。同時，儲液塔入口很狹窄，這就需要噴涂機(jī)具有拆卸方便、結(jié)構(gòu)緊湊、輕便、安全可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。同時噴槍座可實(shí)現(xiàn)調(diào)整噴槍的高度以及水平位置，可實(shí)現(xiàn)噴槍的俯仰及搖擺運(yùn)動。既擴(kuò)大了噴涂范圍又節(jié)省人力。這就很好地滿足大型儲液塔內(nèi)壁防腐涂料的噴涂工作需求。2 組裝式儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)的總體方案設(shè)計組裝式儲液塔內(nèi)壁半自動噴涂機(jī)主要是針對于大型儲液塔內(nèi)壁防腐涂料噴涂的工作要求，包括底部移動機(jī)構(gòu)，中間升降機(jī)構(gòu)以及上部承載機(jī)構(gòu)。底部移動機(jī)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示圖2.1 移動支撐裝置示意圖底部有四個輪子（兩個萬向輪，兩個固定輪）起移動和支撐作用，同時下部有四個可收縮支腿，在工作時，可打開四個支腿，擴(kuò)大支撐面積，起到輔助支撐作用。不工作時，通過手輪調(diào)整，支腿可抬高收回，節(jié)省空間。支撐架采用可折疊方案，工作時，由四個斜桿起固定作用，不工作時，將四個斜桿取下，利用鉸鏈六個直桿可以傾斜，達(dá)到折疊目的，節(jié)省空間。中間的升降機(jī)構(gòu)采用液壓剪叉式升降機(jī)構(gòu)，采用液壓控制升降過程，液壓控制升降的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，升降平穩(wěn)，可以升到工作需要的高度，安全可靠。頂部為承載部分，包括載物平臺，噴槍座等，工作要求是工人在較安全舒適的環(huán)境下順利完成儲液塔內(nèi)壁噴涂工作本文所設(shè)計的儲液塔內(nèi)壁防腐涂料專用的半自動噴涂機(jī)具有拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，輕便，安全可靠，便于維護(hù)等特點(diǎn)。本章主要對噴槍座的設(shè)計要求，功能原理和各機(jī)構(gòu)的具體方案進(jìn)行描述。噴槍座的結(jié)構(gòu)設(shè)計會對實(shí)際工作產(chǎn)生重要影響，在確保噴涂機(jī)工作安全、穩(wěn)定的前提下，對噴槍座的各個模塊進(jìn)行設(shè)計與選擇，確保其滿足設(shè)計要求2。這三部分組裝在一起就拼裝成一個完整的噴涂機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.2所示圖2.2 組裝式噴涂機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.1 組裝式噴槍座的技術(shù)要求1）噴槍座具有調(diào)整噴槍角度以及方向，確保噴槍可噴涂一整片區(qū)域。2）噴槍工作范圍可以達(dá)到大約十米的高度。3）噴涂過程中可對不規(guī)則墻面噴涂。4）噴涂機(jī)工作時安全穩(wěn)定，不會出現(xiàn)機(jī)械故障。5）噴涂工作時不會破壞建筑物表面。2.2 組裝式噴槍座總體布局及工作原理2.2.1 組裝式噴槍座整體布局方案本文所設(shè)計的噴槍座是要求在十米高空工作，并且是對大型儲液塔內(nèi)壁噴涂，因此噴槍需要長桿槍，并且靠人工在高空操作，這就非常需要確保人在高空的安全性，因此需要一個承載人與噴槍座的平臺，確保工人安全的圍欄，讓人舒適的座椅以及盛放噴槍的噴槍座。2.2.2 儲液塔內(nèi)壁防腐涂料半自動噴涂機(jī)的工作原理本文設(shè)計的高空作業(yè)噴涂機(jī)是用于大型儲液塔內(nèi)壁的噴涂，進(jìn)入儲液塔內(nèi)部首先要通過一個狹小的入口，傳統(tǒng)的高空作業(yè)車不具有可拆裝的特性是無法進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行工作，本文所設(shè)計的半自動噴涂機(jī)具有拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，輕便，安全可靠，便于維護(hù)等特點(diǎn)，可以通過拆裝順利進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行噴涂。通過下面的升降機(jī)構(gòu)，可使噴槍達(dá)到預(yù)期高度，通過噴槍座調(diào)整噴槍角度能使噴涂工作區(qū)域覆蓋一整片區(qū)域，噴涂機(jī)下面是可移動小車，通過調(diào)整小車的不同位置，能使噴槍工作面覆蓋整個圓柱體內(nèi)表面。通過小車在地面位置調(diào)整、升降機(jī)構(gòu)上下高度循環(huán)調(diào)整、以及噴槍座角度調(diào)整可以使噴槍覆蓋整個儲液塔內(nèi)壁，完成噴涂任務(wù)。2.3 平臺的方案設(shè)計如圖2.3，噴涂機(jī)載物平臺在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下，可以選擇一塊平板，也可以選擇板下安裝橫梁框架。選一塊平板作為載物平臺，為了達(dá)到強(qiáng)度以及剛度的要求，固然需要足夠的厚度，但厚度一旦加大，平臺的重力就會增加，由于該平臺要在將近10米的高空作業(yè)，頂部越重，底部就越不穩(wěn)定。所以在考慮機(jī)器本身的穩(wěn)定性及成本上，我們選擇在平板下面安裝橫梁框架，這樣既可以承受大量載荷，又使裝置本身變得輕便使整個裝置更穩(wěn)定、安全。圖2.3 平臺裝置示意圖2.4 組裝式噴槍座方案設(shè)計噴槍座的作用是承載噴槍以及調(diào)整噴槍噴涂的角度，控制噴槍轉(zhuǎn)動和俯仰運(yùn)動，能實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動的方法有很多，如渦輪蝸桿，絲杠螺母等都可以實(shí)現(xiàn)，但這些結(jié)構(gòu)安裝在噴槍座上都比較復(fù)雜，整體重量就會加大，整體控制不方便由手動來控制，為了使結(jié)構(gòu)方便簡單易于控制，本文所設(shè)計的噴槍座機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2.4所示，利用兩個軸承來實(shí)現(xiàn)噴槍的俯仰以及搖擺運(yùn)動，首先將噴槍固定在軸1上，這樣，人可以控制長噴槍的尾部上下擺動利用軸承就可以實(shí)現(xiàn)噴槍的俯仰運(yùn)動。由于軸1是穿過軸2，軸2上帶有軸承，所以通過轉(zhuǎn)動軸1便可帶動軸2旋轉(zhuǎn)，因此工人只要轉(zhuǎn)動噴槍尾部，便可實(shí)現(xiàn)噴槍的搖擺運(yùn)動，兩個軸承通過軸肩孔隙以及端蓋3、4固定，方便安裝拆卸。由于噴槍座可以實(shí)現(xiàn)噴槍的搖擺及俯仰運(yùn)動，這既增加了噴涂面積又可提高噴涂效率，同時可大大減輕最下端移動機(jī)構(gòu)的移動的頻率。噴槍座利用螺紋連接固定在載物平臺上，工作時不會出現(xiàn)噴槍座松動而發(fā)生安全事故，噴槍座的高度為800mm，噴槍固定在噴槍座上的高度于人坐在座椅上的高度相當(dāng)，工人坐在座椅上控制噴槍，既節(jié)省體力又可提高效率。圖2.4 噴槍座裝置示意圖 2.5 平臺上護(hù)欄及門鎖的選擇2.51 護(hù)欄的安裝方案及選材為了確保工人在高空工作的安全，平臺的四周必須由護(hù)欄圍繞，并安裝一扇門方便工人出入。為了方便拆卸，護(hù)欄不能與平臺做成一體，必須通過連接固定。護(hù)欄可以選擇用螺紋豎直連接在平臺四周，但這樣護(hù)欄排列就必須要緊密，高度也要足夠高，因?yàn)椴荒茏尮と嗽诠ぷ鲿r從護(hù)欄縫隙中滑落出去。但這樣安裝護(hù)欄不僅數(shù)量多拆裝浪費(fèi)大量時間，而且自身的重量也會加大。所以本文所設(shè)計的護(hù)欄是在平臺四個角安裝4個空心矩形立柱，每相鄰兩個立柱間安裝兩根水平放置的空心矩形橫欄，兩橫欄離平臺距離分別為500mm和1100mm，保證工人不會從高空摔落。護(hù)欄材料的選擇出于質(zhì)量輕，價格低，強(qiáng)度好，耐腐蝕的要求而選擇鋁合金材料。圖2.5 護(hù)欄布局示意圖2.5.2 門鎖方案的選擇目前市場上門鎖的種類繁多，滑動插銷，掛鎖以及很多高端的電子鎖等等，但我們需要的是一個適合工作使用的門鎖，由于工人長時間工作，會出現(xiàn)疲憊的情形，在這種情形下，工人就會出現(xiàn)注意力不集中的現(xiàn)象，一旦工人忘記鎖門，就會發(fā)生從門滑落的危險，所以針對這種情況，本文設(shè)計所選用的是彈簧斜頭插銷的彈簧鎖如圖，當(dāng)工人進(jìn)門時，只要人拉緊門，門就會靠斜頭插銷自己鎖緊，不會再出現(xiàn)開門的現(xiàn)象，工人也不會因?yàn)橥涙i門而出現(xiàn)滑落的危險。圖2.6 門鎖示意圖2.6座椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計工人在高空作業(yè)時，由于建筑物較大，噴涂耗時較長，所以為了保證工人的舒適以及安全，一個可旋轉(zhuǎn)座椅是必須的。由于需要的是一把工作椅所以穩(wěn)定性是主要因素。座高在450mm，適當(dāng)?shù)淖呖墒勾笸缺３炙?，小腿垂直，雙腳平放于平臺表面。座寬為450mm，這樣能保證容納身材粗壯的人12。座深為350mm指椅面前緣到后緣的距離，保證靠背方便地支持腰椎部分。座面傾角小于3度，因噴涂作業(yè)時作業(yè)空間在身體前側(cè)，如座面過分后傾，脊椎因身體前驅(qū)作業(yè)會被拉直，形成一種費(fèi)力姿勢13。座椅的旋轉(zhuǎn)軸穿過軸承固定在下端喇叭盤上，喇叭盤底盤較大具有很好的穩(wěn)定性，將喇叭盤用螺栓固定在平臺上，因此不用擔(dān)心旋轉(zhuǎn)座椅出現(xiàn)滑動的現(xiàn)象。 3 設(shè)計計算3.1噴槍座的設(shè)計計算及選材3.1.1噴槍座軸的設(shè)計初步確定軸的最小直徑T=TW9550000pn0.2d3T （3.1）式中：T扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa; T周所受的扭矩，Nmm; WT軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 n軸的轉(zhuǎn)速，r/min; P軸傳遞的功率，KW; d計算截面處軸的直徑，mm T許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa由式（3-1）可得軸的直徑d39550000P0.2Tn=395500000.2T3Pn=A03Pn 3.2式中，A0=395500000.2T，查表3-1。對于空心軸，則dA03Pn1-4 3.3式中，=d1d，即空心軸的內(nèi)徑d1與外徑d之比，通常取0.50.6。選取軸的材料為35鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表3-1，取A0=112,。因?yàn)楣ぷ餍枰S的轉(zhuǎn)速以及功率都較低，取P=0.5KW，n=30r/min。表3.1 各材料的T 即A0值所以dmin=11230.530=28mm由于工作時手動操作噴槍，軸的功率和轉(zhuǎn)速都比較低，所以精度要求也較低。所以軸1選擇直徑為30mm材料為35鋼的實(shí)心軸。3.1.2 軸承類型的選擇根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類14。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，啟動阻力小，且因已標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤滑、維護(hù)都很方便，因此在一般機(jī)器中應(yīng)用較廣14。因此本文所選的軸承都為滾動軸承，所選滾動軸承的類型則根據(jù)表3.2選擇。表3.2 常用滾動軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)類型代號類型名稱結(jié)構(gòu)代號基本額定動載荷比極限轉(zhuǎn)速比軸向承載能力軸向限位能力性能和特點(diǎn)1調(diào)心球軸承100000.60.9中少量因外圈滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面故能自動調(diào)心。一般不宜承受純軸向力3圓錐滾子軸承290001.62.5低很大用于承受以軸向載荷為主的軸向、徑向聯(lián)合載荷，但徑向載荷不得超過軸向載荷的55%。4推力球軸承510001低只能承受單向的軸向載荷只能承受軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速很低。5雙向推力球軸承520001低能承受雙向的軸向載荷工作時必須加有一定的軸向載荷。6深溝球軸承600001高少量主要承受徑向載荷也可同時承受小的軸向載荷7角接觸球軸承70000C(=15)1.01.4高一般可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨(dú)承受軸向載荷。70000AC(=25)1.01.3較大(=40)1.01.2更大 因?yàn)楸疚脑O(shè)計的部分包括三個軸承，其中有承受徑向力的軸承一個，故選擇深溝球軸承。承受軸向力的軸承兩個，故選擇推力球軸承。實(shí)現(xiàn)噴槍俯仰運(yùn)動的軸承主要承受徑向力以及較小的軸向力，所以選擇深溝球軸承，如圖3.1。圖3.1 深溝球軸承（GB/T 276-1994）深溝球軸承的特性：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，工作期間不需要保養(yǎng)，適于高速，應(yīng)用極為廣泛15。由于選擇的深溝球軸承要與30的軸配合，所以根據(jù)表3-2選擇合適的深溝球軸承。根據(jù)表3-2，因?yàn)橐c30的軸配合，所以選擇61806型號的深溝球軸承。其基本額定載荷為4.7kN。安裝時軸肩為32,4mm，孔隙為40mm,軸承的外徑為42mm.所以軸1的長度大約設(shè)計成300mm,并且在150mm處做1.2mm高的軸肩。表3.3 深溝球軸承參數(shù)因?yàn)檩S1是穿過軸2，并在軸2中放與軸1配合的外徑為42mm的軸承，所以軸2的直徑設(shè)計為50mm，長度為300mm,材料為45鋼的實(shí)心軸。軸2軸承的選擇軸2所需軸承要承受軸向力，因此要選擇推力球軸承，如圖3.2。圖3.2 單向推力球軸承選取的軸承要與直徑為50mm的軸配合，根據(jù)尺寸查表3.4。表3.4 單向推力球軸承參數(shù)所以，選取51110型的推力球軸承，固定該軸承要求軸肩58mm，孔隙62mm，軸承外徑為70mm。所以軸2要在150mm處做4mm高的軸肩。3.1.3 噴槍座本體底座的設(shè)計噴槍座的底座為空心圓柱，在高空工作時，受到水平力最大為150N，底座的材料選擇35鋼，底座的高度為了方便工人坐在工作椅上舒服工作，設(shè)計為800mm高，所以，底座的壁厚以及內(nèi)外徑的直徑要求為=FNAb 3.4式中；FN壓應(yīng)力；A 橫截面面積；b強(qiáng)度極限。經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著），b=530MPa噴槍座承受的壓力主要是工作時噴槍的重力，噴槍的重力最大為25kg，安全系數(shù)n=1.2，所以FN=mgFN=2510=250NAFNb 3.5A2505301.210-6A2.310-6m2本文設(shè)計噴槍座立柱的外徑為100mm,則根據(jù)式（3.5）可求A=R2-r22.310-6m2R2=0.0025m2r49.9mm所以為了安全，本文設(shè)計噴槍座立柱的壁厚為5mm。所以噴槍座最終設(shè)計成：噴槍座總體高度為800mm，外徑為100mm，壁厚為5mm圓柱體。這個高度非常適合工人坐在椅子上操作噴槍，噴槍座下端由四個螺栓連接在平臺上，噴槍座本體下端是空心，這大大減輕了噴槍座本體的重量，噴槍座上端是通過兩個軸以及兩個軸承來實(shí)現(xiàn)上端固定的噴槍的俯仰以及搖擺運(yùn)動，噴槍座本體材料選用35鋼。軸的材質(zhì)選擇為35鋼，其優(yōu)點(diǎn)是具有良好的塑性和一定的強(qiáng)度。3.2旋轉(zhuǎn)座椅的設(shè)計計算旋轉(zhuǎn)座椅的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計時選用35鋼，長度為450mm,的空心軸，空心軸的外徑設(shè)計為40mm,根據(jù)式（3.5）可求其內(nèi)徑尺寸。AFNb旋轉(zhuǎn)軸承受的壓力主要是工人自身的重力大約80千克，安全系數(shù)n=1.2，所以FN=mg=8010=800N經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著），35鋼的b=530MPa。A80053010-6A1.510-6m2R2=410-4m2r19.9mm經(jīng)計算，旋轉(zhuǎn)座椅的壁厚設(shè)計為5mm。這樣既可減輕座椅的重量，又符合強(qiáng)度要求。根據(jù)表3-3，選擇合適的軸承，因?yàn)樵撦S承與直徑為40mm的軸配合，所以選取內(nèi)徑為40mm的型號為51108的推力球軸承。其固定要求的軸肩為48mm，孔隙為52mm。所以旋轉(zhuǎn)座椅的旋轉(zhuǎn)軸在一端的150mm處做4mm高的軸肩。3.3平臺的設(shè)計計算及選材如圖2-1所示，為了能進(jìn)出大型儲液塔入口，同時讓工人在高空作業(yè)時有盡量多的操作空間，設(shè)計平臺總長1800mm，寬度為800mm，厚度為10mm的防滑鋼板，鋼板下面為起支撐作用的橫梁框架，框架的截面為20x20x2mm的矩形橫梁，這樣可以大大減輕頂端的重量，又可增加平臺的強(qiáng)度。平臺鋼板選材為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，因其產(chǎn)量大，成本高低，具有一定的力學(xué)性能，非常適合做鋼板。平臺的作用是承載高空作業(yè)所學(xué)要的所有東西，包括工人本身、噴涂用的噴槍、承載噴槍的噴槍座、以及給人提供安全舒適環(huán)境的旋轉(zhuǎn)座椅以及護(hù)欄。平臺上圍有一圈護(hù)欄，護(hù)欄高度為1100mm橫截面為60602mm的空心矩形。護(hù)欄的材質(zhì)為鋁合金。鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕且柔軟同時具有就好的強(qiáng)度以及耐腐蝕性，這些特點(diǎn)非常適合高空作業(yè)需求13。所以平臺承受的壓力很大，所以對其強(qiáng)度要求較高。根據(jù)公式=FNAb 3.6平臺的面積A=1.80.8=1.44m2平臺所受的壓力為工人80千克800N,旋轉(zhuǎn)座椅的重量最大250N，一圈護(hù)欄的重量最大為100N,工作時噴槍的重量最大250N，噴槍座的質(zhì)量經(jīng)計算：噴槍座總體高度為800mm，外徑為100mm，壁厚為5mm圓柱體。噴槍座本體材料選用35鋼，35鋼的密度為7.85g/cm3,軸的材質(zhì)同樣選擇為35鋼，兩根軸的的尺寸分別為30200mm及50200mm，所以噴槍座的總體質(zhì)量大約為20kgm=52-4.52807.8510-3m=9.4kgm=1.52207.8510-3+2.52207.8510-3m=4.1kg平臺承受的總壓力最大為FN=800N+250N+100N+250N+200N=1600N由式（3.5）可求=16001.44=1111Pa=0.11MPab=375MPa所以初步設(shè)計平臺的尺寸為長1800mm寬800mm高為10mm+20mm（上面厚度為10mm的材料為35鋼的鋼板，下面厚度為20mm截面為矩形的空心支撐架）。同時四周圍上護(hù)欄。護(hù)欄的高度達(dá)到1100mm。3.4螺栓連接的受力分析平臺與剪叉式升降機(jī)構(gòu)的平板的連接選用六個M30的螺栓連接，并且采用螺栓桿與孔壁留有間隙的普通螺栓連接方式。兩板之間在升降運(yùn)動時，會有相互的錯位，這時這六個螺栓會受到橫向載荷。為了保證安全，需靠螺栓預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷?，F(xiàn)設(shè)計的這幾個螺栓共可抵抗500N的橫向力。每個螺栓所承擔(dān)的工作載荷是均勻的。所以每個螺栓所受的橫向剪力為F=Fz （3.7）式中：z為螺栓數(shù)目； F為橫向總載荷。假設(shè)各螺栓所需的預(yù)緊力均為F0，螺栓數(shù)目為z,則其平衡條件為fF0ziKsF由此得預(yù)緊力F0為F0KsFfzi （3.8）式中：f接合面的摩擦系數(shù)，見表3-4； i接合面數(shù)； Ks防滑系數(shù)，Ks=1.11.3。所以經(jīng)計算每個螺栓的預(yù)緊力為F05001.20.462=125N表3.5 連接接合面的摩擦系數(shù)4 強(qiáng)度校核4.1軸承壽命校核本文選用了兩種型號的軸承分別為61806型號的深溝球軸承和51108型的推力球軸承，61806型號的深溝球軸承所受的徑向力大約50N，軸向力幾乎為0，這樣大大少于其額定載荷的4.7kN，所以軸承的強(qiáng)度足夠。4.1.1 61806型號的深溝球軸承壽命的校核由于該軸承使用的情況屬于短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不致引起嚴(yán)重后果，所以其預(yù)期壽命在3000至8000小時14。軸承基本額定壽命的公式為Lh=10660nCP (4.1)式中為指數(shù)。對于球軸承；對于滾子軸承，=103。n為轉(zhuǎn)速，該軸承工作時轉(zhuǎn)速較低，大約30r/min.P=XFr+YFa 4.2式中，F(xiàn)a為軸向載荷，F(xiàn)r為徑向載荷,X、Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)。對于只能承受純徑向載荷的軸承P=Fr 4.3對于只能承受純軸向載荷的軸承P=Fa 4.4經(jīng)過查機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8），深溝球軸承的判斷系數(shù)e最小為0.22，由于經(jīng)計算FaFre，所以查表4-1可得X=1,Y=0。所以當(dāng)量動載荷P可求P=150+OP=50N經(jīng)查機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8）軸承額定載荷C=4.7kN，所以該軸承的壽命Lh=10660nCPLh遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于8000小時。所以該軸承壽命滿足預(yù)期壽命要求4.1.2 51108型推力球軸承壽命校核由于該軸承只承受軸向力，其大小為Fa=mg=1000N,其額定載荷為26.8kN。P=Fa=1000N同樣軸承轉(zhuǎn)速較低大約30r/min，n=30r/minLh=10660nCPLh8000h所以該軸承滿足預(yù)期壽命要求。4.2軸的強(qiáng)度校核由于噴槍座上所需要的兩支軸的工作是由工人手動控制，所以軸的轉(zhuǎn)速以及功率都比較小，所以對對軸的強(qiáng)度要求比較低。所以不需要對這兩支軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。但旋轉(zhuǎn)座椅的空心旋轉(zhuǎn)軸會受到傾覆力矩和扭轉(zhuǎn)力矩而會發(fā)生扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形。需要校核其強(qiáng)度。座椅旋轉(zhuǎn)軸所受的人施加的水平力為其標(biāo)定載荷的15%，即工人重量的15%，大約120N，受到人對中軸線的扭矩為500Nmm。軸總長450mm。最大彎矩在低端截面。扭矩T=0.5Nm彎矩M=FX彎矩Mmax=Fl按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核則1WM2+T2 （4.5）W=IZymax （4.6）對于任意平面圖形，其面積為A。y軸和z軸為圖形所在平面內(nèi)的坐標(biāo)軸15。IZ=Ay2dA （4.7） 對于截面是空心圓形時，如圖4-1，看作是由直徑為D的實(shí)心圓挖去直徑為d的同心圓所得的圖形。圖4.1 截面圖 IZ=D464-d464 （4.8）由式（4.6）和式（4.8）可求得空心圓的抗彎截面系數(shù)WW=D4-d4/64D-d/2 4.9W=0.044-0.034/640.04-0.03/2W=1.710-5m3根據(jù)式（4.5）1WM2+T2 11.710-5542+0.52=3.2106Pa經(jīng)查機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8）,材料為35鋼的屈服極限s=315MPa。所以經(jīng)計算校核，該空心軸滿足強(qiáng)度條件。4.3噴槍座的強(qiáng)度校核噴槍座整體高度800mm,其受到噴槍反作用力最大為150N，噴槍座可能會在工作中發(fā)生彎曲變形，其危險面為噴槍座底端的截面其彎矩圖如圖4-2所示；噴槍座底端截面為外徑100mm，內(nèi)徑90mm的空心圓如圖4-1所示。根據(jù)式（4.6）和式（4.8）可求其抗彎截面系數(shù)WW=0.14-0.094/640.1-0.09/2W=3.410-4m3max=MmaxW （4.10） Mmax=150N0.8m=120Nm由式（4.10）求得maxmax=MmaxWmax=1203.410-4=0.35MPa經(jīng)查機(jī)械設(shè)計手冊（機(jī)械設(shè)計手冊編委會編著機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8）,噴槍座材料為35鋼的的屈服極限s=315MPa。所以經(jīng)計算校核，該噴槍座底座滿足強(qiáng)度條件。4.4螺紋連接的強(qiáng)度校核噴槍座，座椅的低端固定都采用M10螺栓的普通螺紋連接，平臺與升降式剪插機(jī)構(gòu)平板的連接用M30螺栓的普通螺紋連接。工作時，這些螺栓都會受到剪力的作用，但這些螺栓采用螺栓桿與孔壁留有間隙的普通螺栓連接方式，靠螺栓預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷。所以要先分別求出各螺栓的預(yù)緊力F0。根據(jù)式（3.8）F0KsFfzi f接合面的摩擦系數(shù)，見表3-4； i接合面數(shù)； Ks防滑系數(shù)，Ks=1.11.3。連接噴槍座的各螺栓需加預(yù)緊力F0為F01501.20.442=57N連接旋轉(zhuǎn)座椅的各螺栓需加預(yù)緊力F0為F01201.20.442=45N平臺與剪叉式升降機(jī)構(gòu)的平板的連接的各螺栓的預(yù)緊力前文以求出為F0125N。在進(jìn)行預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度計算時，應(yīng)考慮拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。螺栓危險截面的拉伸應(yīng)力為=F04d12 （4.11）螺栓危險截面的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為=F0tan+vd2216d13=tan+tanv1-tantanv 2d2d1 F04d12 （4.12）對于M10M64普通鋼制螺栓，取tanv0.17、d2d1=1.041.08、tan0.05，由此可得0.5 （4.13）根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計算應(yīng)力為ca=2+321.3 （4.14）所以螺栓危險截面的拉伸強(qiáng)度條件根據(jù)式（4.7）和（4.10）可得ca=1.3F04d12 （4.15）式中：F0預(yù)緊力，N; d1螺栓危險截面的直徑，mm; 許用應(yīng)力,N。 經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計手冊（成大先主編.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1）選取六角頭螺栓全螺紋C級（GB/T 5781-2000）,選取螺栓M10，l為30mm,和M30，l為60mm,結(jié)合面為材料為鋼的ca=s1.25，所用螺栓的結(jié)合面材料都為35鋼s=315MPa所以螺栓的許用應(yīng)力為 =3151.25=252MPa所以各螺栓的強(qiáng)度校核為ca=1.3F04d12=1.36040.012=10MPa滿足強(qiáng)度要求。ca=1.3F04d12=1.315040.032=2.8MPa同樣滿足強(qiáng)度要求。所各螺栓都滿足設(shè)計要求，可放心使用。5 結(jié)論本課題所設(shè)計的半自動噴涂機(jī)是為大型儲液塔內(nèi)壁防腐涂料噴涂的專用設(shè)備，主要針對如今市面上大型噴涂機(jī)整體笨重，結(jié)構(gòu)較大，無法通過狹小地域工作的特性，本文設(shè)計了一款可拆式半自動噴涂機(jī)，具有拆裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，輕便，安全可靠，便于維護(hù)等特點(diǎn)。能夠很輕松的完成儲液塔內(nèi)壁的噴涂工作通過對國內(nèi)外現(xiàn)有的高空作業(yè)噴涂機(jī)的研究，針對儲液塔內(nèi)壁噴涂要求，確定了噴涂機(jī)總體方案，和總體結(jié)構(gòu)。包括移動機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)，和承載機(jī)構(gòu)。由于由三位同學(xué)各負(fù)責(zé)一個機(jī)構(gòu)，所以本文主要設(shè)計承載機(jī)構(gòu)。針對噴槍的工作要求，確定承載機(jī)構(gòu)各模塊的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核。本文雖然對各結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與穩(wěn)定性校核，但為了給高空作業(yè)人員提供安全舒適的工作環(huán)境，在載物臺上安裝了很多設(shè)備，導(dǎo)致了工人的工作空間變得狹小。- 33 -參考文獻(xiàn)1Performance Characteristic Analysis of Automated Robot Spray Painting Using Taguchi Method and Gray Relational Analysis R. 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