毕业设计我帮你

调压阀装配测试生产线设计-测试设备结构设计

设计总说明

    随着现代化工业的不断进步和发展，对天然气等气体的需求量越来越多，因而对其安全输送要求也越来越高.为保证气体在管道传送运输的过程中不出现问题，前提是将调压阀输出端气体的压力控制在一定的范围内.同时为了确保调压阀本身及其输出端的安全，使调压阀的上下游的压力差维持在安全限度以内，当达到特定的压力值时调压阀必须可以有力地将其控制住，以确保气体的输送和使用过程的安全性.因此，调压阀的装配质量与测试精度对产品性能及工作的安全可靠性至关重要.本课题来源于生产实际，与上海史备测自动化设备有限公司合作完成调压阀装配与测试生产线的设计工作，在该项目中我负责工位1的结构设计.内容上包括总体方案设计、测试设备的结构设计，可帮助学生深入理解和掌握所学专业理论知识并加以综合应用，提高分析和解决工程实际问题的能力. 

设计标准：将阀球座、膜片、弹簧座压装到一起，结构紧凑不松动工装压装过程中阀球座定位准确，压装过程中膜片不能有损伤，不能压伤弹簧座和阀球座，工装考虑使用寿命，上下工装要考虑到对中性和快换，能控制压力、位移、保压时间，保证铆边直径为，采用伺服缸（3T）.使用双手按钮，对于不合格品通道，要安装传感器，只有当检测到不合格品通过该通道以后，工装才能第二次动作，工装下方设工装放置平台，用于快换工装的放置，人机界面.设计作品保证可以生产出合格的产品，尽可能节约成本，基本满足客户需求.

主要技术资料有：《MISUMI冲压模具用零件》、《机械原理》、《机械设计》、《现代设计方法》、《机械设计图册》、《机械设计课程设计手册》、《机械系统设计》、 《机械原理》、《 材料力学》、《自动机械设计》、 《机械设计手册》、《机械制造装备设计》、《液压与气压传动》、《冲压工艺与模具设计》

    研究内容：本课题根据调压阀装配测试生产线的设计要求，主要进行其中的测试设备结构设计，本课题针对企业自动化需求，设计开发一条调压阀装配测试生产线.整条线包括7台设备：工位01-05为装配设备，主要由一台伺服压机和压装夹具构成，需要监控压力和位移；工位06-07为测试设备，主要由气密测试仪和气密夹具构成，控制系统基于Simens PLC & LabView.本毕业设计课题为其中的一个子课题：进行测试设备的结构设计，对工位1进行结构设计.内容包括：（1）现场调研、需求分析、调压阀装配测试生产线总体方案设计、论证；（2）测试设备的方案设计、论证，必要的设计分析、模拟仿真；（3）测试设备的机械结构设计，要求完成3D总装图、2D工程图；（4）测试设备的测控方案设计；完成毕业设计说明书

关键词 ：调压阀；装配测试；方案设计 ；工位1

 

目录

第一章  绪论1

 1.1  课题来源1

 1.2  国内外发展概况1

 1.3  本课题指导思想2

 1.4  本文主要内容2 

第二章 工位1总体方案设计3

 2.1  概述3

   2.1.1  调压阀简介3

   2.1.2  调压阀生产线简介4

 2.2  实际生产的设计要求5

   2.2.1  工位1装配零件5

   2.2.2  实际生产的设计要求6

 2.3  总体设计8

   2.3.1  装配工序8

   2.3.2  总体结构8

第三章   上下料系统设计13

 3.1  吸膜片结构 13

 3.2  真空发生器 13

 3.3  导向结构 14

 3.4  气缸 15

第四章  压装工装设计 17

  4.1  上工装18

  4.2  下工装座18

  4.3  传感器19

  4.4  伺服压机的选用20

第五章  气动系统设计及元器件选型 22

   5.1  气动控制系统组成 22

      5.1.1  气源22

      5.1.2  开关阀22

      5.1.3  过滤式减压阀23

      5.1.4  气源安全启动阀23

      5.1.5  分气块24

      5.1.6  可调式压力开关24  

   5.2 阀岛组件25

      5.2.1  电磁阀25

      5.2.2  空位板26

      5.2.3  消音器26

第六章 结论与展望27

    6.1  结论27

    6.2  不足之处及未来展望27

参考文献 28

致谢 29

附录 30

 

第一章 绪论

1.1  课题来源和研究意义

    随着现代化工业的不断进步和发展，对天然气等气体的需求量越来越多，因而对其安全输送要求也越来越高.调压阀在实现流量及压力控制中作用非同小可，在中国技术已经纯熟，满足生产实际所需要求，现已在全国各地大中小城市中广泛使用.调压阀应用于市场已有十多年的历史，受到广泛使用者的普遍好评.将来供水区域将随着城市范围扩大，工程要求将会提高以及自动化程度也会增强，调流调压阀的发展应用必将变得更为广泛.

    为保证气体在管道传送运输的过程中不出现问题，前提是将调压阀输出端气体的压力控制在一定的范围内.同时为了确保调压阀本身及其输出端的安全，使调压阀的上下游的压力差维持在安全限度以内，当达到特定的压力值时调压阀必须可以有力地将其控制住，以确保气体的输送和使用过程的安全性.因此，调压阀的装配质量与测试精度对产品性能及工作的安全可靠性至关重要.

本课题来源于生产实际，应导师课题要求到上海史贝测自动化设备有限公司参与研究项目.项目为一条调压阀装配与测试生产线设计，在该项目中我被分配到装配与测试生产线的工位1的结构设计任务.工位1所需要完成的任务是对阀球座进行铆边，从而将依次放置的阀球座、膜片、弹簧座压装到一起，为后续装配与测试打下基础.

    对本课题的研究，可帮助学生深入理解和掌握所学专业理论知识并加以综合应用，提高分析和解决工程实际问题的能力.

1.2  国内外发展概况

我国的调压阀相对国际起步较晚，但是随着科技的不断发展，国内生产厂家、研发机构的不断探讨研究，现如今中国调压阀市场正呈平稳向上趋势，调压阀制造行业发展情况尤为乐观，国内外对调压阀的需求量也逐步增大.

受经济急速发展、政策鼓舞及较低的原资料和劳动力成本等要素的影响，近几年中国等发展中国家调压阀行业发展迅速，产品出口及市场占有率不断扩大，而且不时替代欧美日等国家和地域，成为行业的主要出产基地和主产物发卖市场.在行业出口方面，发达国家各类调压阀生产率有萎缩趋势，第一发达国家及中国周边日本、韩国等国家调压阀产量逐年削减，中国调压阀成品扩展出口正面临极好时机.劳动力成本等要素的限制，使调压阀在全球的制造基地正不断向亚洲等发展中国家转移，中国也将逐步发展成为世界级的阀门制造业基地.优势明显的珠江三角地区特别是广东，未来有望发展成为世界阀门生产中心.

国内企业技术水平与国际差距较大受行业整体发展程度限制，当前国产调压阀和进口产品相比还有不小差距，主要体现在外漏、内漏、外观设计欠佳、寿命短、操作不灵敏以及调压阀电动安装和气动安装不可靠等缺陷，部分产品只相当于上世纪80年月初国际水平，导致下流使用在给排水工程中，开关频频及一些要害部位的调压阀，仍采用国外进口产物.

我国调压阀行业中企业很多，小规划、缺乏中心竞争力的生产企业往往经过低价竞争等伎俩获取市场，而且国内调压阀企业集中度低，难以在国际市场上发生影响力，在很大程度上制约了调压阀行业的良好开展.

1.3  本文主要内容

本设计针对调压阀装配与测试生产线的工位1进行设计，文中对本次在上海史备测自动化设备有限公司所参与的项目内容及回校后的工作进行了较为详细的介绍总结，对设计过程进行分析，尽可能详细的展现自己的设计思路，选材选型，研究过程等等.主要内容如下：

总体方案设计

    （1）确定整个工位1有哪些装配工序，对工位1的整体进行布局，划分功能模块，使整体构造合理，符合设计要求，达到预期目的.

（2）上下料系统设计

考虑工位1的上下料系统，尽可能使上下料方便快捷，不影响生产节奏.

   （3）压装工装设计

    对工位1中零件装配的主体部分进行设计，确定压装部分的结构.

 

参考文献

[1]孙桓，陈作模,葛文杰.机械原理[M].7版.北京：高等教育出版社，2001.

[2]邱宣怀.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004年5月.

[3]梅顺齐.现代设计方法[M].华中科技大学出版社，2009.

[4]成大先.机械设计图册. 北京：化学工业出版社，2000.

[5]吴宗泽，罗胜国.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2006.5.

[6]侯珍秀. 机械系统设计[M]. 哈尔滨工业大学出版社. 第八版

[7]孙桓，纪名刚. 机械原理[M]. 高等教育出版社. 第七版

[8]刘鸿文. 材料力学[M]. 高等教育出版社. 第四版

[9]尚久浩. 自动机械设计[M]. 中国轻工业出版社. 第二版

[10]王文斌. 机械设计手册. 机械工业出版社. 

[11]关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计[M].3版北京.机械工业出版社.2014.6

[12]王积伟，章宏甲，黄谊.液压与气压传动[M].2版.北京：机械工业出版社.2005

[13]姜奎华.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社.2011.2

[14] 李哲,魏志军,张平.  调压阀内流场数值模拟及动态特性分析[J]. 北京理工大学学报. 2007(05)

[15] 黄明亚.  我国阀门行业的现状与发展趋势[J]. 阀门. 2002(01)

[16] 刘忠德.  国内外仪表阀门及管件现状分析[J]. 阀门. 2000(05)

[17] 李哲,魏志军,张平.  调压阀内流场数值模拟及动态特性分析[J]. 北京理工大学学报. 2007(05)

[18] QUAN Long, XU Xiaoqing, YAN Zheng, and ZHANG Xiaojun Institute of Mechatronics Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China.  A New Kind of Pilot Controlled Proportional Direction Valve with Internal Flow Feedback[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(01)

[19] HOU Xiao-ting,LI Chang-hua.  Research on the Three-dimensional Modeling and Optimization of a Virtual Tower Crane Based on 3DS Max, Solidworks and EON Professional[J]. International Journal of Plant Engineering and Management. 2013(01)

[20] WILIAM C Dunn.Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control. . 2005