畢業設計（論文）開題報告題目大型啟閉機液壓缸設計完成日期 2021年 01月 15日大型啟閉機液壓缸設計1課題來源本課題是在啟閉機液壓缸近幾十年的發展成就和現階段工程應用要求的基礎上提出的。在我國水利水電工程中，液壓啟閉機最早應用于官廳水庫高壓閘門中，很長時間以來，受國內外工業技術水平的不高，啟閉機液壓缸的發展和應用受到了多種因素的制約，發展緩慢，造價是最重要的制約因素。改革開放后，一方面，國內外工業技術水平的快速發展；另一方面，國外先進技術和液壓元器件產品大量進入國內外市場，加速了液壓啟閉機技術的發展，也更加拓寬了其應用的前景。2O世紀7O年代末，采用厚壁無縫鋼管作坯料，經拉鏜滾壓一次加工成形液壓缸內孔工藝的成功實踐，使液壓缸總成的自重大幅度減輕，從而使液壓啟閉機方案的技術經濟指標大大優化，在工程中應用的優勢驟增，工程實踐經驗的積累又較大的促使了該項技術的發展。如今，由于液壓啟閉機與其他種類的啟閉機相比有以下優點：技術先進，工藝合理，結構緊湊，經濟性好；液壓傳動效率高；可實現無級調速；運行平穩、安全、可靠，維修方便；便于集中控制和自動化操作；有利于優化水工建筑物的總體布置。因此，液壓啟閉機在水利水電工程中的得到了更廣泛的應用，幾乎所有型式的閘門都可以用相應的液壓啟閉機來操作。但隨著工程應用的規模的擴大，特別是大型水利水電工程，對大型啟閉機液壓缸設計提出了迫切的需要，要求啟閉機液壓缸朝著大尺寸、高承載力方向發展。在液壓啟閉機的構件中，液壓缸是其核心部件，故液壓缸的設計好壞直接關系到液壓啟閉機制造質量的優劣。2研究目的和意義研究目的：如今液壓啟閉機的應用工程，特別是對于水利水電工程，都朝著大規模、重載荷的方向發展，因此對大型啟閉機液壓缸的設計和應用有著迫切需求。在液壓啟閉機的構件中，液壓缸是其核心部件，故液壓缸的設計好壞直接關系到液壓啟閉機制造質量的優劣。為滿足現在工程應用的需要，此課題旨在在先前啟閉機液壓缸的研發和應用基礎上，從設計參數出發，根據液壓啟閉機的使用工況，結合所學的液壓傳動與機械設計相關知識，從由缸體、端蓋、活塞、活塞桿等零件入手，重點分析密封與緩沖裝置，設計出結構合理、高承載力、安全適用的大型啟閉機的液壓缸，以滿足大規模工程應用的需要。研究意義：在滿足大規模工程應用需求、減小工程預算、促進水利水電工程的發展等方面具有具有重要的意義。3國內外外液壓缸研究現狀和發展趨勢3.1文獻綜述通過閱讀國內外相關文件，對啟閉機液壓缸的設計進行全面的了解，現就對所閱讀的一部分文獻進行分析和概括：（1）三峽船閘人字門啟閉機液壓缸的撓度與縱壓穩定性計算_郭應龍、常蘇華該論文主要是針對水利電力建設中經常會遇到的細長油缸因為過大的撓度將會導致缸頭密封及活塞與缸壁的過度磨損，從而引起油液的外泄或油缸出力的下降和穩定性的不足造成液壓缸的整體失穩、撓曲，而帶來更加嚴重的后果等問題，旨在探討啟閉機液壓缸的撓度與縱壓穩定性計算方法，這些問題已日益引起人們的普遍關注，并成為這類液壓缸設計中必須驗算的重要項目之一。（2）三峽船閘人字門啟閉機液壓缸撓曲與穩定性試驗研究_郭應龍、陶亦壽本論文主要還是在討論液壓缸撓度問題，介紹了細長臥式液壓缸的撓曲與穩定性試驗的情況與試驗結果，驗證了作者的有關計算方法與計算結果，提出了一些新的問題和處理問題的原理與方法。迄今為止，大量有關液壓缸整體穩定性的研究都只是限于理論分析。由于模型比尺較小，未曾考慮自重撓度及其對液壓缸整體穩定性的影響。這一點，在三峽啟閉機中卻是不容忽略的。因此，針對三峽船閘啟閉機特定的液壓缸進行模擬試驗，是具有重要意義的。（3）小浪底工程啟閉機械設計_行少阜該論文具體介紹了小浪底工程啟閉機械設計。小浪底工程獨特的水工建筑物總體布置格局和調洪、調沙運用的特殊要求，決定了閘門啟閉機械設計品種上的多樣性和技術上的復雜性。在液壓啟閉機密封裝置設計中，引入了無泄漏油缸的概念，采用了蓄能保壓系統。（4）液壓啟閉機中液壓缸的設計_趙瑞花該論文主要針對啟閉機的核心部件液壓缸的設計。液壓缸主要由缸體、端蓋、活塞、活塞桿、緩沖及密封裝置等組成，因此，本文即從以上等零件的設計展開，結合各啟閉機液壓缸的工作條件，對啟閉機液壓缸各組成部分的作用進行了分析及對主要尺寸進行了精確的分析計算。（5）液壓缸結構設計及通用程序_王雨露該論文針對目前啟閉機液壓缸常常過早破壞的問題，分析了其主要原因（①工程設計使用的液壓缸設計方法不理想，大都是根據設計者的直觀經驗及簡單的力學經驗公式，人為假一些幾何參數，以校核通過為準，故很難保證質量。②液壓缸常規設計中的校核分析公式計算誤大無法計算法蘭及缸底過渡區的應力場，而癱是這兩個部位應力最高，是破壞的主要發生部位）。并且，將傳統設計方法與優化設計理論相結合，提出了一種工程實用的液壓缸結構設計方法及程序，使得計算簡便準確，適合于一般法蘭和缸底支承液壓缸的結構設計。（6）液壓缸結構設計及運行特性分析_劉曉明該論文結合了液壓缸的靜態結構設計和動態運行特性，包括液壓缸參數計算、液壓缸強度校核、液壓缸緩沖裝置、建立液壓缸活塞運動數學模型和液壓缸速度特性曲線。（7）液壓缸穩定性計算公式算法探討_李維嘉該論文主要在探討液壓缸穩定性計算公式算法。因為設計過程中，尤其是對于行程較大的液壓缸的設計，穩定性校核是一項很重要的內容。當液壓缸承受的負載力超過穩定臨界力時，即喪失穩定。本文討論了液壓缸設計過擇中常用的穩定性計算的兩個公式，給出了一種簡便、有效的迭代算法，從而避免了傳統的查圖表的繁瑣工作。（8）液壓缸設計中的幾個主要問題的簡述_閆寶芳該論簡要文闡述了液壓缸設計中的幾個主要問題，即設計步驟及參數的確定和主要零部件的設計和參數的選取。（9）液壓缸復合型緩沖結構及緩沖過程的分析_武曉鳳該論文討論了液壓缸設計中的一個重要問題，即緩沖。介紹了多種緩沖裝置并且解釋了其工作原理，分析各種裝置的特點及其應用場合。（10）液壓缸間隙密封流場仿真分析_鄢勇該論文討論了液壓缸設計中的一個重要問題，即密封。介紹了多種密封裝置并且解釋了其工作原理，分析各種裝置的特點及其應用場合。（11）三峽水利樞紐中的液壓啟閉機_董必欽該論文主要討論的是：①液壓啟閉機在三峽水利樞紐中的地位與需求②液壓啟閉機國內外、外技術發展概況③三峽液壓啟閉設備的關鍵技術。文章對液壓啟閉機在水利工程應用中的地位、發展狀況及關鍵技術做了簡要的闡述。通過大量閱讀國內外外關于液壓啟閉機的文獻和參考相關書籍，對液壓啟閉機的國內外發展現狀和發展趨勢有了一定的了解。每篇文章都是對液壓缸設計中的某個方面問題進行了深入的分析研究，包括液壓缸各組成部分的結構設計、尺寸計算、強度和其穩定性校核及其校核公式探討等各個方面。3.2國內外液壓缸研究現狀液壓傳動相比機械、電氣傳動具有許多優越性，液壓傳動容易獲得大的力或力矩；輸出相同功率，電動機的慣量要比液壓馬達大50倍；獲得相同加速度，電動機所需起動功率要比液壓馬達高出25%；液壓馬達所占空間是電動機的1/2，而重量卻是它的1/10；液壓傳動設備具有體積小重量輕的特點；易于實現無級調速和過載保護、傳動平穩、噪音低、自潤滑性能好、磨損小、只要定期查驗與保持系統清潔度，就可長期穩定運行。因此液壓傳動有取代機械傳動的趨勢，在三峽水利樞紐工程中廣泛采用了不同規格的液壓啟閉設備。液壓杠是液壓機器最早采用的液壓元件之一，表面看來似乎沒有什么變化，實際上已有很大的發展。這不僅表現在液壓缸結構的改進、工作范圍的擴大、品種規格的增多和工作性能的提高，而且還表現在對液壓缸的研究正在逐步深化，設計、計算的理論正在逐步完善。從國內外的技術資料和專利中可以看出，各種結構新穎的液壓缸不斷出現，其共同特點是液壓缸結構復合化。例如以液壓缸為主體，將電機、泵、閥和其它元件組裝為一體，構成獨立的液壓部件；將氣缸和液壓缸裝在一起，使用氣體動力推動液壓缸工作；將擺動液壓缸和推力液壓缸組裝在一起，實現多自由度的動作要求；將若干不同行程的液壓缸串聯起來，經過不同的動作組合，進行各種不同長度的點位控制；將液壓缸分成三個工作油腔，利用差動工作原理，實現六種不同速度的運動；將步進電機和帶有反饋機構的滑閥與液壓缸裝配成電液步進液壓缸，用于數字程序控制的機床和其它機械設備等等，這樣不僅緊湊了機械設備的結構，而且使用方便。除此以外，還出現了不少特殊結構的液壓缸，如鋼索缸，它用包覆尼龍外皮的鋼絲繩代替活塞桿傳遞動力，能借助洽輪任意改變動力的傳遞方向；缸筒能卷曲的液壓缸，能減少工作時所占用的空間；帶有自鎖裝置的液壓缸，能防止在停止運動時外力作用而發生竄動等等。

另外，近年來國內外發表的不少論文中，研究了液壓缸的穩定性、強度和局部應力以及液壓缸的壽命等問題，研究了液壓缸的運動特性和緩沖理論。由于電子計算機應用，用有限元法計算液壓缸的強度，以重量及成本為目標函數的優化設計也日益增多。但是，與機械傳動零件相比較，液壓缸的結構和強度設計理論還處于較低級的階段。例如對齒輪的研究就相當深，很多看來是非常細小的問題都有專文論述，并形成較成熟的計算方法。然而，在液壓缸的設計工作中，常用的某些基本公式目前尚不盡合理，只能用來作粗略的計算。有時則采用保守的計算方法，或選取較大的安全系數，以彌補計算中的某些不足。例如在校核液壓缸穩定性時，將液壓缸看作為等截面整體桿而直接引用歐拉公式進行計算，其結果比較保守，’致使材料消耗、體積、重量都有所增加。另一方面，由于對液壓缸復的受力情況估計不足，選取的安全系數雖較大，但仍難免會出現不安全的情況。因而，今后有必要進行大最的實驗研究工作，進一步完獸液壓缸的設計理論。80年代初，德國力士樂公司開發了cERAMAx(謝拉赫斯)油缸，此產品具有較好的耐腐蝕和耐磨損性能，使用壽命長。這是一種將cIMs(行程測量系統)與陶瓷保護層結合在一起的新型產品，累積同步精度為士1mm。據該公司介紹可提供19種規格的水工機械專用油缸?；钊麠U的最大行程可達24m，缸體內徑從小125mm到小1000mm，活塞桿外徑從中90mm到小720mm。國外的技術資料可以看出，液壓缸在以下方面取得了很大的進步：①在防護技術方面活塞桿表面采用陶瓷保護層。過去在美國，活塞桿的制造都是較廣泛地采用抗腐蝕金屬、表層不銹鋼殼、鎳鉻鍍層等來制造。80年代初，德國力士樂公司成功研制了特制陶瓷保護層，它具有較高的硬度和足夠的彈性和良好的耐腐蝕、耐磨損特性，它的耐沖擊能力強，抗彎強度高，承載能力強，使用壽命長，其性能價格比優于鎳鉻鍍層。②在測控技術方面。為了保證液壓啟閉機的正常運行，需對液壓缸位移和速度測量。根據視用戶的要求和啟閉機的工況，國外廠商研制出不同技術途徑來滿足。例如:德國Ba11naff公司曾在液壓缸內腔中安裝超聲波傳感器，來進行在線測量；我國在液壓缸行程測量中，常用的是自整角機系統，或一套差動變壓器安裝在液壓缸內。這些裝置受環境影響大，精度較低，可靠性也較差。如今，水利工程所用的液壓啟閉設備，主要工作機構是大直徑、大行程的液壓缸。對行程顯示和速度控制都有要求，為此必須設計出相應的位移和速度測量顯示裝置，以滿足各類啟閉機對閘門的各種啟閉特性要求。③在液壓系統方面從國內外水工程采用的液壓啟閉機的技術特點來看，液壓系統設計較以前有較大進步。液壓泵與缸之間的連接大都采用不銹鋼材質材料焊接而成；在油箱的設計方面，非常注意液壓系統的清潔；油監視預警裝置，可及時顯示出事故，提高系統運行安全；液壓泵大都是采用伺服變量泵或比例變量泵；通過液壓缸的在線測量裝置測量行程速度等④在安全可靠，延長壽命方面先啟閉機在安全運行方面，已有了很大的進步。無論處在何種工況和負載下，都能把液壓缸鎖緊，以保證運行中不安全。在一般情況下，通常是在管路中安裝隔離閥或是與溢流閥所構成的液壓系統回路來達到上述目的。3.3國內外液壓缸發展趨勢液壓缸發展的主要趨勢有以下幾個方面：⑴高壓化。目前液壓缸的最大工作壓力已超過140MPa以上。高壓化是減小液壓缸徑向尺寸的有效方法。一臺工作壓力為70MPa的30噸壓力機，能制造得象臺鉆一樣精巧。2021-3000噸液壓機若采用100MPa以上的超高壓液壓缸，則比普通高壓液壓機可減輕1/2~2/3的重量。

⑵液壓缸工作性能地提高。目前超高性能液壓缸在極低的速度下能穩定地工作，高速性能已超過1500mm/s。工作溫度的范圍擴大到-60～+200℃。壽命最長的液壓缸要求運行6000km以上不發生任何事故或零件損壞。為了改善液壓缸的工作特性，避免行程終端的換向沖擊，對級沖裝置進行了研究。近幾年，國外很多廠家已采用了勻減速平穩制動的緩沖結構，如拋物線環晾節流、階梯環隙節流、笛孔節流緩沖裝置等。

⑶節約能源。能源危機的出現，迫使工業界不得不重視能源消耗問題，這對液壓機械不可避免地將產生深刻的影響。因為液壓機械不僅需要動力，而且需要液壓油作為傳遞動力的工作介質，因而如何提高效率、節省能源，也是液壓缸研究中的重要課題之一。此外，對避免污染、減少噪聲、降低成本以及提高可靠性等方面，也正在進行大量的研究。4主要內容4.1設計任務⑴結合液壓啟閉機使用工況和設計參數，選擇恰當的液壓缸類型；⑵從由缸體、端蓋、活塞、活塞桿等零件入手，確定缸筒與端蓋的連接形式、活塞與活塞桿的連接形式，重點分析密封、緩沖和排氣裝置；⑶液壓缸各組成部分設計完成后，完成總體結構設計，繪制裝配圖；⑷選材并計算主要尺寸，最后校核。4.2設計思路⑴明確液壓啟閉機工作原理；⑵明確設計要求和設計參數，簡單布置啟閉機液壓缸工作形式，選擇液壓缸類型；⑶從由缸體、端蓋、活塞、活塞桿等零件入手，確定缸筒與端蓋的連接形式、活塞與活塞桿的連接形式，重點設計密封、緩沖和排氣裝置，完成裝配圖；⑷選材，計算，最后校核。4.3設計特點設計內容全面，從零件的選材和技術要求，到液壓缸各組成部分結構設計，再到整個裝配圖，并且進行了嚴格的技術和強度校核。中液壓缸各組成部分裝置的設計中，對多種結構進行了特性分析和比較，然后在根據工況、設計要求和使用場合，最終確定其結構。每一個結構確定都進行了嚴密地分析，都有確鑿的依據。所設計的結構力求簡單，并且承受的載荷盡量大。5設計成果的應用價值近年來，隨著國外液壓技術的飛速發展，在大型水電工程中，各類閘門的啟閉已逐步由液壓傳動替代了機械驅動，在三峽水利樞紐工程中也不例外。該工程中選用的液壓啟閉機具有規格大、數量多、技術水平高、制造難度大等特點，這些啟閉機安裝在本樞紐工程泄洪、發電、通航等關鍵部位，它們運行的安全可靠性和穩定性將影響三峽工程總體效益的發揮。液壓啟閉機在三峽水利樞紐中的地位與需求三峽工程是一項具有防洪、發電、航運等巨大綜合效益的水利樞紐工程，因此，其工程質量和運行的安全可靠性是至關重要的。而液壓啟閉機在完成上述任務中處于極端重要的地位，起著決定性的作用。這些液壓啟閉機的可靠運行是確保長江航運通暢的關鍵之一。在垂直式升船機中，上、下閘首處的臥倒門采用液壓啟閉機。船廂的防撞設施、安全鎖定裝置，鋼絲繩平衡系統也采用了液壓傳動。因此，大型啟閉機液壓缸由很重大的應用價值。6工作的主要階段、進度進度及要求起止日期要求完成的內容及質量2021年11月28日至2021年5月22日完成課題的起止總時間2021年11月28日下達任務書，學習畢業設計（論文）要求及有關規定。2021年11月29日至2021年1月17日閱讀指定的參考資料及文獻(包括5-10萬個印刷符號與課題或本專業相關的外文資料)，整理收集資料，明確課題任務，完成兩大件：開題報告（含文獻綜述）和外文翻譯2021年2月17日至2月28日畢業實習，撰寫實習報告2021年3月3日至5月16日完成畢業設計（論文）正文：即設計計算，建模編程、調試程序，繪圖，編寫畢業設計說明書、完成論文結構的設計和撰寫論文，提交初稿及修改論文，包括：論文提綱、理論分析及計算等；2021年5月17至5月22日整理畢業設計（論文）資料，完善并提交成果2021年5月23至5月29日教師批閱、評閱畢業設計（論文）成果2021年6月3至6月6日畢業答辯7最終目標及完成時間完成啟閉機液壓缸各組成部分的結構設計，繪制液壓缸總體結構設計圖，進行主要尺寸計算，確定主要零件的材料選取及技術要求，進行強度和穩定性校核。達到設計出結構合理，安全適用，滿足大規模、重載荷應用場合的大型啟閉機液壓缸的目標。完成時間：2021,06,01參考文獻郭應龍,陶亦壽.三峽船閘人字門啟閉機液壓缸的撓度與縱壓穩定性計算[J].水利電力機械,1996,(5):7-10。郭應龍,陶亦壽.三峽船閘人字門啟閉機液壓缸撓曲與穩定性試驗研究[J].水利電力機械,2021,(2):8-12。行少阜.小浪底工程啟閉機械設計[J].人民黃河,2021,21,(5):15-17。趙進平.二濰水電站液壓啟閉機的布置及設計特點[J].金屬結構,2021,(2):28-37。趙瑞花.液壓啟閉機中液壓缸的設計[J].山西水利,2021,22,(6):81,111。王雨露.液壓缸結構設計及通用程序[J].東北重型機械學院，1989,(06)。劉曉明.液壓缸結構設計及運行特性分析，沈陽工業大學電氣工程學院，2021,（07）。李維嘉.液壓缸穩定性計算公式算法探討，華中理工大學，1990，(04）。閆寶芳.液壓缸設計中的幾個主要問題的簡述，涿鹿高壓容器，2021,(10)。武曉鳳.液壓缸復合型緩沖結構及緩沖過程的分析(D).浙江:浙江大學,2021。鄢勇.液壓缸間隙密封流場仿真分析(D).武漢:武漢科技大學自動化學院及控制研究所,2021。劉偉林.三峽樞紐工程中的液壓啟團機關鍵技術研究[D];太原理工大學,2021年劉波.液壓缸緩沖結構和緩沖過程的研究[D];浙江大學;2021,03

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教師見習報告總結期待已久的見習已經結束了，在龍巖三中高中部見習聽課，雖然只是短短的兩個星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學生坐在課室聽課，和現在作為一名準教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺自己學到了一些在平時課堂上學不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經驗上的收獲，更多是教學管理，課堂教學等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習實踐過程：聽課。教育見習的主要目的是讓學生在指導教師的引導下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習的主要內容。我院規定在一周的見習中需完成至少6課的見習任務。我在教師的安排指導下，分別對高一、高二物理專業課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動的完成了聽課任務，收到良好的效果。我聽的第一節課是高二（8）班，這是一個平衡班，水平不如實驗班高。在上課前。科任老師已經跟我說了這個班的紀律是比較差的，而且成績也不是很好。在我聽課期間，確實有幾個學生在課堂上說話，但是我發現了一個有趣的現象，這個現象我在往后的幾個班都發現了，就是絕大部分的學生的學習熱情都好高漲，積極舉手發言，積極參與課堂活動。我跟老師們提起這個現象的時候，科任老師就跟我說，一個班里不可能所有的學生都能全神貫注地聽完一節課，所以作為一名教師，應該想辦法吸引學生的注意力，調動的積極性，比如可以以小組為單位，以搶答計分的形式調動學生的積極性，這樣課堂氣氛就會活躍起來了。

在為期兩周的見習工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經從一名學生向一名教師靠近，走在校園里，每當有學生叫我一聲老師，我在感到無比自豪的同時，還感受到了自己的責任。見習工作結束了，我要回到學校繼續我的學習了，但是我會好好記住我從**中學學到的一切，并應用于我的專業學習中去。一、教學管理理念

在龍巖三中，從領導階層到一位普通的科任老師，都秉承以學生為主體的宗旨進行學校的管理，進行教學工作的開展。作為一個課程改革的示范學校，一個教育實驗基地。這所學校鼓勵著老師做各種研究，各種改革。每個班主任都有著自己的管理經驗與管理宗旨。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創造與進步。在我見習的班集體中，班主任對他的學生說：“我要讓你們成為學習型的管理者，也是管理型的學習者。”這樣一句簡單的話，讓我感到這里老師進行班級管理的良苦用心。他們關心的不只是學生的學習，更多的是從一個完整的人的概念出發，去培養學生多方面的素質。二、教學理念

在見習期間，借著錄課的機會，我聽了很多的市級，校級的公開棵，還有理科實驗班的課。在這些課堂上，讓我看到教學改革正在悄然進行，有意識的老師正在努力體會“以學生為主體”的課堂模式。學生的創造也逐步成為教師追求的教學效果。其次，這里的老師也都在適應著多媒體