典型部件（精选五篇）
典型部件 篇1
汽车圈里流传着一个尽人皆知的故事。1989年, 吉利汽车董事长李书福初次涉水汽车制造业。当时, 媒体问他为何要进军汽车业, 他答道:“你想想, 汽车就是四个轮子、一个方向盘、一个发动机和一个车壳, 里面两个沙发……”这番“四个轮子加两张沙发”的著名言论, 曾被不少圈内人嘲笑不懂汽车还要造汽车。
细究起来, 问题确实很多。发动机、变速器、底盘、车身这四大总成是如何工作的?又是怎样制造、装配起来的?其中又需要哪些设备和工艺?本期的策划将管中窥豹, 粗略了解一下汽车上的关键零部件制造工艺及装备, 看看汽车上除了“四个轮子加两张沙发”之外的部分是如何制造的。
李书福现已成为中国汽车业的领军人物。缔造了吉利汽车王国的他今天会对媒体说:“造汽车其实很不简单。”
典型部件 篇2
汽车中的塑料零部件，已经从普通装饰件发展到结构件、功能件，所用的材料也从普通塑料扩展到强度更高、冲击性更好的复合材料或塑料合金。主要的塑料零部件有保险杠、散热格栅、照明灯、仪表板(含副仪表板)、座椅、车门内板、顶棚、杂物箱、燃油箱等。近年来，我国轿车产销量大幅增加。从图1中可以明显看出，近两年我国轿车消费量呈阶梯式快速上升。在销量的不断攀升的同时，越来越多的汽车进入报废阶段。如按每辆汽车平均耗用塑料60kg计，年均近500万辆报废汽车产生废旧塑料高达30万t。这些废旧塑料如得不到妥善处理，将会污染我们赖以生存的自然环境，对人们健康造成严重的威胁。本文分别介绍汽车主要内外塑料零部件的国内外回收利用技术状况。
国内外乘用车典型外饰件再利用技术及专利现状
乘用车典型外饰件主要有保险杠、燃油箱、散热器格栅及车灯等。其主要成分及回收利用的特点如表1所示。
1.保险杠
图2为典型的保险杠回收工艺流程图。国内废旧汽车保险杠一般采用熔融法进行再利用，先使用化学溶剂浸泡脱除表面的漆膜，然后采用简单或复合再生法加工制作外观、性能要求不高的塑料制品。该法除漆效果及处理能力都比较低，产生的废液对环境危害较大。一些企业采用热解法进行回收利用,将回收的保险杠用于热解炼制燃油或燃气，但是其热解后的残余产物难以处置，易产生二次污染。此外，部分企业在回收的过程中加入少量化学药品改性他用。
国外汽车保险杠回收利用过程中，除了采用化学法以外，更多采用物理法。根据塑料的透光性、密度或溶解性的差异，实现不同材料分。日本东京都立大学采用密度法，对水槽内塑料片施以强磁场，根据塑料带磁性能及浮沉深度不同而分离不同保险杠材料。高效去除表面涂膜是保险杠再利用的技术难点，国外的一些机构正在从事相关研究。韩国现代汽车公司采用水射流冲击的方式去除保险杆表面的漆膜。日本Tatsuda N等在用高压水脱除漆膜后，采用双螺杆活性挤出机获得可满足制造新保险杠要求的塑料。日本SINTOKOGIO公司将保险杠粉碎至0.8mm左右，然后高速喷丸冲击塑料表面，将涂漆剥落，然后清洗回收。Yamamoto等人采用差速辊筒法去除塑料涂层回收塑料。
2.燃油箱
目前，国内报废燃油箱的回收利用主要有能量回收和热解两种方法。能量回收法是指将废旧燃油箱与煤混合后在水泥窑中焚烧生热，利用其产生的热量。热解法是指通过预处理、热裂、高温分解、冷却回收等流程处理报废塑料，获得热解燃油及燃气。这两种方法回收利用率较低，且回收过程中易产生二次污染。
近年来，国外出现了多种新的燃油箱回收再利用技术。美国J.M.YERNAUX等建立了一套报废燃油箱回收系统，回收的HDPE材料性能良好，可用于燃油箱再生产。美国Brooks等采用蒸汽爆破法回收HDPE燃油箱，将报废塑料燃油箱和木材一起转化成一种混合纤维。日本的ITOM等通过热分解，催化反应及蒸馏等一系列过程回收报废燃油箱等塑料作为石油工业的原料。德国BASF公司采用蒸馏法去除油箱表层易爆物质和油污，通过延长加热时间防止油箱塑料物性的劣化。
3.散热器格栅和车灯
散热器格栅和车灯的主要材料是ABS和PMMA，其回收技术的难点的是去除格栅表面的油漆，以及格栅和灯具中的金属、玻璃等杂质。
国内目前尚未报道专门针对散热器格栅和车灯的回收利用技术。除了焚烧及直接填埋处理外，大多用于生产低级的塑料产品或改性后他用，例如，将报废PMMA清洗、干燥、粉碎，然后加入到适量的丙酮溶液(CH2COCH2)中，可作于粘结玻璃、陶瓷、石材等的粘结材料。国外对上述两者的回收研究亦较为深入。荷兰Foma Engineering公司开发了可用于PMMA和ABS分离的离心分离系统，利用该分离系统可以获得精细分离的塑料，为生产高附加值的制品创造了条件。比利时K.Smolders等通过采用流化床进行热分解的方法将PMMA分解成MMA，使其回收率达到90%~98%。韩国的GARAMTECH公司将回收的报废车灯整体粉碎后，去除金属成分同ABS新原料混合后用于制造新的灯壳。
国内外乘用车典型内饰件再利用技术及专利现状
乘用车典型内饰件主要有仪表板、座椅、车门内板、顶棚及杂物箱等。其主要成分及回收利用的特点如表2所示。
1.仪表板
目前大多数的软质汽车仪表板由PVC外壳、反应注射PU泡沫和ABS/PC基体三部分构成。它是汽车上的重要功能件与装饰件，其组分及形状复杂，难以回收利用。国内多采用同燃油箱类似的回收方法，即能量回收和热解两种方法。国外相应的研究较多。Toshino等开发一套PP类仪表板回收再利用的技术，将废旧的PP仪表板粉碎，添加由70％~92％的石蜡聚合物和8％~30％的无机填料组成的混合物，之后加热熔融和捏炼，生产出PP占45％~65％、乙烯橡胶占10％~20％、无机填料占20％~40％的树脂合成物，将该树脂合成物用作生产新仪表板的基体。G.Ragosta等开发了一套针对具有多层结构的聚烃烯类仪表板回收再利用技术。该技术在再生过程中添加一种乙烯-丙烯共聚物和PP新料，使再生塑料的性能得到显著提高，可用于生产新的仪表板或相似的塑料部件。Botsch,M.利用风选和电选分离由ABS/PC、PU和PVC构成的仪表板，先把仪表板粉碎用风选分离出PU泡沫，然后用电选分离出ABS/PC和PVC。
2.座椅
座椅使用的塑料材料主要有表皮、骨架和缓冲垫。表皮材料一般是聚氯乙烯(PVC)人造革、各种化纤纺织品、真皮和人工皮等，缓冲材料为模压发泡的软质高弹性聚氨酯(PU)材料，骨架多为热塑性玻纤增强聚丙烯(GMT)材料。座椅的缓冲材料PU泡沫回收后可用于生产地毯衬垫等减振降噪部件。Sims等开发了一套新的回收方法，其方法是将颗粒化的废旧PU泡沫与泡沫胶布板物混合，添加MDI预聚物，生产新的泡沫塑料。Stefano Andreolli等人提出了废旧汽车座椅PU两种回收模式：闭环回收和开环回收。开发出的废旧汽车座椅PU回收工艺路线(见图3)，同时分析了回收各个阶段的费用和成品的价值，显示出废旧汽车座椅PU回收具有很高的经济价值。
3.车门内板 汽车车门内板材料一般由三层结构组成：表皮主要是TPO和PVC，中间层是PU泡沫或者PP泡沫，骨架一般为ABS和增强PP等。目前，国内外对车门内板材料回收利用研究的很少。陈铭教授领导的上海交通大学绿色设计小组正在研究用机械的方法回收车门内饰材料。部分汽车车门内板有织物，粉碎后先把织物筛选掉，然后分别用浮选、多次静电分选，得到单一成分的PP、PVC、ABS和TPO塑料。
4.顶棚
顶棚是汽车内饰件中大型及显著的装饰件之一。其主要是由PU、PP、ABS/PVC等多层不同材料复合粘接压制而成。由于顶棚材料成分复杂，且各层之间难以分离，目前国内外尚没有专门的回收利用技术，大多混同其他回收采用热解回收的方式制取燃料或燃气。
5.杂物箱及地垫等的回收利用
目前大多数轿车及中小旅行车的杂物箱材料多为PP，回收过程相对简单。国内外在回收的过程中，经过简单的清洗后同其他PP材料混合回收利用或是直接采用热解法制取化工原料、燃油和燃气等。
杂物箱垫和汽车地垫材料多为橡胶或发泡软质PVC。橡胶材料回收方法比较成熟，这里不做叙述。对于发泡软质PVC材料，由于其密度小、质量轻，一般不做单独处理，混同其他难处理塑料材料采用热解法制取化工原料或燃烧法回收能量。
我国报废汽车典型塑料部件回收系统现状及未来发展方向
欧洲、美国、日本等发达国家在报废汽车塑料回收利用方面制定了比较完善的法律法规，建立起了较为有效的社会回收与再利用系统。我国报废汽车塑料的回收利用行业相关的法律法规还不健全，尚未建立完善的社会回收系统。导致报废汽车典型塑料零部件回收行业发展滞缓的原因有很多，其根本原因有以下三方面：
1.相关机构及民众的报废汽车回收利用意识较为落后。
2.是我国的报废汽车回收过程中信息流通不畅，导致管理、监督不力。
3.相应的回收技术落后，回收成本高，企业不愿从事典型塑料零部件的回收工作。
因此，要想实现我国报废汽车回收系统的良好运行，要从以下几方面入手：
第一、建立完善的法律、法规体系。政府要从宏观上规范废旧汽车回收再利用过程，为其提供发展的方向，以保证回收体系健康顺利的成长。
第二、要保证废旧汽车车流信息有效、高效。信息是建立废旧汽车逆向物流网络规范、有序和畅通的必要条件。
第三、国家应加大对报废汽车回收利用新技术的扶持力度，保证有先进、可靠、环保及清洁的回收技术应用于实际生产过程中。
典型部件 篇3
在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪及攻螺纹时用的夹具称为钻床夹具，俗称钻模。钻模上均设置钻套和钻模板，用以导引刀具[1]。由于在机械加工中孔的加工比重较大，因此钻模在各类机床夹具中所占的比例最大。钻模设计中所用的定位元件和导向元件都已标准化和系列化，而像钻模板这样的零件，虽然没有标准化，但是同类型的钻模板在各类钻床夹具上结构具有相似性。目前在钻床夹具设计中大都采用通用CAD软件进行辅助设计，由于通用CAD软件中缺少专用零部件模型库，使得在钻床夹具的虚拟装配设计中每个设计人员在设计时都要对以上所述的零部件进行三维建模，这显然是一项重复性的劳动，所以有必要开发一个钻床夹具CAD应用软件供钻床夹具设计人员使用，以提高设计效率。
1 软件开发环境和工具的选择
SolidWorks是一个基于Windows平台的三维设计软件，它为用户提供了功能完整的API开发工具接口，用户可选择Visual Basic等开发程序对其进行二次开发[2]。本软件选择SolidWorks作为开发平台，选择Visual Basic作为开发工具，零部件参数数据库的建立选用Microsoft的Access，因为用Access建立的数据库可以在Visual Basic中使用。
2 钻床夹具典型零部件库的开发思路
本软件主要完成的任务有：基于Access的钻床夹具典型零部件参数数据库的创建；基于SolidWorks的钻床夹具典型零部件参数化模型库的建立；各种应用程序的编写。软件开发目标是：在设计人员借助于该软件进行钻床夹具的虚拟装配设计中，根据设计需要选择不同型号的典型零部件时，系统能自动产生该零部件的三维实体模型。
2.1 钻床夹具库的总体设计
钻床夹具库的总体结构框图如图1所示，它由四部分组成，各部分功能如下：
(1）用户界面：该模块负责在用户和执行模块之间进行数据交互。
(2）执行模块：该模块对输入的数据进行处理，并负责与零部件参数数据库进行交互，通过API对SolidWorks进行操作。
(3）零部件特性参数数据库：该模块为零部件的三维建模提供具体数据。
(4）零部件模型库：该模块为零部件的参数化建模提供原始模型。
由图1可知，这四个模块彼此独立，因此库的扩充性好。
2.2 零部件库中元件的分类
(1）定位元件：支承钉、支承板、定位销、V型块等。
(2）夹紧元件：螺钉、螺母、螺栓、垫圈、压板、偏心轮等。
(3）钻套：可换钻套、固定钻套、快换钻套。
(4）钻模板：固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板。
(5）滑柱式钻模（带有升降钻模板的通用可调夹具）。
3 钻床夹具典型零部件库的开发方法及步骤
零部件库中的元件是分层存放的，每个子库中的元件可以集中在同一个程序中，设计一个主控函数对其进行调用。用户通过用户界面输入初始信息后，系统会进入数据库进行相关零件的参数查询，将查询结果传给该零件的参数化绘图文件，最后画出零件的三维图形。
钻床夹具零部件库的开发步骤如下：(1)编制零部件的Access数据表格；(2)建立每个零部件的参数模型；(3)用VB语言编写操作窗口建立与数据库的连接；(4)用VB编程建立程序与SolidWorks的连接。
4 窗体的设计与编程
4.1 开始界面的窗体设计
开始界面主要是用来选择所需的零件，然后打开该零件的界面。零件选择采用菜单的形式，在开始界面中要有零部件分类的信息，还要添加图片框和命令按钮。开始界面如图2所示。
由于本界面添加了许多钻床夹具典型零部件的分类信息，编程语言过长，在此不详述。
4.2 夹具零件库窗体的设计
此零件库要实现以下功能：
(1）显示零件的预览图。在窗体的加载事件中采用loadpicture方法直接将预览图显示在窗体上。
(2）要有零件的尺寸数据库，并可以选择尺寸以生成相应的零件。数据库的显示通过ADO和Datagrit控件实现。
(3）在一些特殊情况下，如果标准尺寸无法满足设计要求时，允许手动改变尺寸。实现此功能要有Command控件。
(4）如果零件有不同的类型，可以根据不同的类型显示不同的预览图。这就要求有类型选择部分，这一部分通过单选按钮实现，选择时图形同时改变。
(5）最终要根据用户所选择的零件类型和尺寸生成零件模型。选择好类型和数据后，单击确定按钮打开SolidWorks生成零件图。
以圆柱销为例，按照以上叙述产生的零件窗体样式如图3所示。点击“返回”按钮，可以自动返回到如图2所示的开始窗体界面进行重新选择。
4.3 夹具库中零件的程序编制
限于篇幅文中仅写出圆柱销的生成程序：
5 软件运行实例
5.1 软件的启动
双击“钻床夹具典型零部件库．exe”图标，软件开始运行，在弹出的零部件库的开始界面上单击下拉式列表框选择所需要的零件，当选择了该零件后，就可以在图形预览区内看到所选的零件图。如在图2中选择了“快换钻套（GB2265-80）”后，就能在右边看到它的预览图。
5.2 软件的运行
单击图2中的“确定”按钮，将会弹出该零件的窗体。我们以固定钻套为例，通过程序所链接的固定钻套的数据表，选择内径d、外径D、高度H、倒角C的值，然后将其填入相应的位置，如图4所示。
在选择好零件的类型和尺寸后，单击“确定”将打开SolidWorks软件并按照所设定的尺寸生成零件模型。图5为SolidWorks下生成的钻套零件图。钻套的尺寸为：内径d=22 mm，外径D=30 mm，高度H=36mm，倒角C=1.5mm。程序运行后，我们可以看到在SolidWorks中所自动编辑的实体的尺寸完全符合我们所输入的数值。
6 结束语
本文介绍了一种基于SolidWorks的钻床夹具典型零部件库的开发方法，设计者使用该软件进行钻床夹具的计算机辅助设计，可以大大减少零部件的重复建模工作，缩短夹具设计周期，提高企业的市场竞争能力。
摘要：目前在钻床夹具设计中大都采用通用CAD软件进行辅助设计。通用CAD软件中缺少专用零部件模型库,使得在钻床夹具的虚拟装配设计中有大量的零部件重复建模工作,导致设计效率较低。选用SolidWorks作为开发平台,用VB编写程序,建立了参数化的钻床夹具典型零部件库。该零部件库的应用解决了钻床夹具设计中大量标准零部件的快速建模问题,缩短了设计周期。
关键词：SolidWorks,钻床夹具零部件库,开发
参考文献
[1]肖继德.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社,2006.
典型部件 篇4
1变压器安装用紧固件强度校核
1.1变压器紧固件计算的内容
变压器紧固件计算的内容包括:螺栓的疲劳强度、螺栓的应力、螺栓头部下压力、一定扭紧精度下的扭紧力矩。
1.2被连接件结构剖析
安装变压器采用普通螺栓连接(摩擦型连接), 依据普通螺栓连接的原则,在设定工况下,被连接件之间不允许有滑动。变压器上自带4个相同的安装座,通过4×4条方头螺栓,4个FTP安装板将变压器4个相同的安装座固定在车体底架变压器安装梁的承载板上。变压器每个安装座上下各采用两个橡胶柱,用以实现变压器减振。由于变压器安装采用的定位销与防落装置在螺栓不滑动条件下不受力的作用,因此在简化模型时,不考虑定位销与防落装置。图1为变压器安装结构示意图。
1.3计算工况并模拟变压器安装螺栓受力情况
1)假设变压器重心位置在变压器形心处,承载板及变压器安装梁为刚体。
2) 用Ansys对螺栓所受横向力及纵向力进行模拟计算。
3) 根据BS EN 12663-1-2010铁路应用设施- 铁路车辆车体的结构要求-机车和客用车(货运车辆的替换法)中6.5.2条的工况规定,现设定工况如下:工况1为在考虑自身重力情况下,给变压器施加纵向3g的纵向加速度;工况2为在考虑自身重力的情况下,给变压器施加横向1g的加速度; 工况3为给变压器施加1.5g的垂向加速度。
4) Ansys模拟计算螺栓受力:根据摩擦型螺栓连接特点,模拟螺栓的受力,主要是需要模拟出受力最大的螺栓所受到的横向力及轴向力。然后再根据相关标准对螺栓进行选型,并计算其他参数。
模拟步骤如下:一是导入模型,建立坐标系, x轴与机车纵向中心线平行,y轴与机车横向中心线平行,z轴垂直于轨面;二是在变压器形心处施加质量点;三是将车体底架上的承载板与变压器FTP安装板之间的接触类型由 “绑定”更改为 “无摩擦”;四是在安装橡胶柱的地方施加一个弹性体来模拟橡胶柱;五是将承载板处的螺栓在承载板与主变压器板的接触面处断开;六是划分网格;七是施加设定工况的载荷;八是对承载板的上表面施加固定约束;九是求被断开螺栓接触面上的约束反力。模拟步骤示意见图2和图3。
5)采用Ansys模拟计算变压器安装螺栓受力, 见图4。
根据在同一个装配中螺栓规格应具有统一性这一原则,只需计算出受力最大的螺栓所受的力即可,计算结果见表1。由表1可知,在工况1下(x和y方向所受力的合力),变压器紧固螺栓将最容易发生危险,故只需针对工况1进行强度核算。
1.4螺栓的预选及计算
1.4.1单个螺栓受力分析
单个螺栓受力分析及相关要素,见图5。
在图5中,被连接件总高度LK= 56.0 mm,子件1高度LK1= 4.0 mm,子件2高度LK2= 27.0 mm, 子件3高度LK3= 25.0 mm,螺栓所受的横向力TE= 15 472.0 N,螺栓所受轴向力FE= 12 144.0 N,每条螺栓所受轴向疲劳载荷FEdyn= 1.25mg/16 = 6 332.8 N。 疲劳载荷的选取参考BS EN 12663-1-2010铁路应用设施-铁路车辆车体的结构要求-机车和客用车(货运车辆的替换法)中第6.7.3条的规定。
1.4.2预选螺栓及初步设计被连接件的安装尺寸
根据变压器安装经验,预选M24的螺栓作为安装变压器的紧固件。螺栓与被连接件的各项参数见图6。
1.4.3螺栓疲劳强度计算
由于Ansys模拟过程中,未在螺栓上施加预紧力,那么Ansys将无法模拟出螺栓及被连接件在受力过程中的微量弹性形变,因此仍然需要计算螺栓刚度及被连接件的刚度,以便于更加精确地计算出螺栓所受到的轴向力。
1.4.3.1螺栓及被连接件的刚度计算
1)计算螺栓刚度KB
得出LE=22.65 mm,S3=324 mm2,KE=7.4 × 105N/mm。
2) 计算被连接件的刚度KA
得出Sm= 1 033 mm2。
得出KA= 38.7 × 105N/mm。
1.4.3.2刚度比值计算
假设力通过螺栓中心线,则
α取0.5,可以得出λ=0.1。
1.4.3.3核实螺栓疲劳强度
根据NF E25-030-1984紧固件-螺纹连接附录4规定,M18~30螺栓疲劳强度不大于40 MPa,因此疲劳强度满足设计要求。
1.4.4螺栓应力计算
1.4.4.1计算最小的预紧力
预紧力是在受到工作载荷之前,运用于摩擦型螺栓连接的预先加载在螺栓上的紧固力,此时螺栓只受到拉力作用。运用这个紧固力,被连接件被压紧,这个压紧力乘以摩擦系数就是可以抵抗的横向载荷。
最小预紧力的计算公式为
得出Tr= 88 290 N。
1.4.4.2计算最大的等效应力
计算最大等效应力,需要确定以下物理量。
1)确定最小扭矩。预紧力是工人通过扭力扳手扭紧螺母,而使得螺栓受到一个轴向力,这个轴向力就是预紧力。为了达到最小预紧力,必须要计算出最小的扭紧力矩。
已知螺纹间的摩擦系数必须取最大摩擦系数 μmax= 0.17,以确保螺纹在其他摩擦系数的情况下仍能够达到或超过最小预紧力。最小扭矩为
得出Cmin=600 N·m。
2)确定最大扭矩。变压器安装属于关键工序, 故紧固扭矩采用A级扭矩精度。最大扭矩为
3)确定最大预紧力。在最大扭矩Cmax作用下, 计算最大预紧力,必须取最小的摩擦系数 μmin= 0.13,这样可以保证在其他的摩擦系数下,预紧力不会超出最大预紧力。最大预紧力为
得出F0max= 124 859 N。
由于螺栓在扭紧过程中,将受到拉伸应力和旋转应力作用。这时需要计算出螺纹本身所承受的扭矩C'max,不包括螺栓头与被连接件所承受的扭矩。
则螺纹所承受的最大扭矩为
得出C'max= 209 N·m。
则螺栓所承受的最大旋转应力为
得出 τ0max= 112 MPa。
则等效最大应力为
得出 σeqmax= 405.6 MPa。
一般要求预紧应力不得大于其材料屈服极限的80%。由于螺栓的屈服强度为640 MPa,407/640= 0.63≤0.8,因此螺栓满足设计要求。
1.4.5螺栓头部下压力
计算出螺栓的等效最大应力后,还需要计算螺栓头部下的应力,以便于确定被连接件所受压应力是否达到材料的屈服强度。
得出 σa= 175.3 MPa。
由于被连接件材料的屈服极限为355 MPa,因此 σa未达到材料的屈服强度。
1.4.6计算扭紧力矩
平均紧固力为
得出Cs≈632 N·m。
因此笔者建议扭紧螺栓的扭矩为632 N·m。
2屏柜安装用紧固件强度校核
2.1计算步骤
首先计算被连接件所需最小预紧力,然后计算选定紧固件的最小预紧力。
2.2螺栓组布置基本形态
安装在机车机械间内的屏柜均采用“螺栓+定位销+顶侧拉板”形式进行固定,采用M16螺栓连接柜体与台架, 采用M12螺栓连接顶侧拉板。以下以屏柜安装为例,进行螺栓强度校核。图7为机车屏柜的安装示意图,其中: 螺栓1与螺栓2连接柜体与台架;螺栓3与螺栓4连接柜体上侧部与侧墙上边梁。
2.3计算工况并模拟计算屏柜安装螺栓受力
1) 安装屏柜的螺栓连接采用普通螺栓连接(摩擦型连接),依据普通螺栓连接的原则,在设定工况下,被连接件之间不允许有滑动。
2)用Ansys对螺栓所受横向力及纵向力进行模拟计算。
3)根据BS EN 12663-1-2010铁路应用设施- 铁路车辆车体的结构要求-机车和客用车(货运车辆的替换法)中6.5.2条的工况规定,设定工况如下:工况1为在考虑自身重力情况下,给屏柜施加纵向3g的纵向加速度;工况2为在考虑自身重力的情况下,给屏柜施加横向1g的加速度;工况3为给屏柜施加1.5g的垂向加速度。
4) Ansys模拟计算螺栓受力:根据摩擦型螺栓连接特点,模拟螺栓的受力,主要是需要模拟出受力最大的螺栓所受到的横向力及轴向力。然后再根据相关标准对螺栓进行选型,并计算其他参数。
模拟步骤如下:一是导入模型,建立坐标系, x轴与机车纵向中心线平行,y轴与机车横向中心线平行,z轴垂直轨面;二是在屏柜各个安装面上施加质量点;三是划分网格;四是施加设定工况的惯性载荷;五是在拉板螺栓与地脚螺栓处施加固定约束;六是求约束面上的约束反力。模拟步骤示意见图8和图9。
5) 采用Ansys模拟计算屏柜安装螺栓受力, 见图10。
连接柜体与台架采用M16螺栓的受力计算结果见表2。
连接顶侧拉板所采用M12螺栓的受力计算结果见表3。
2.4螺栓最小预紧力的计算
根据Q/DJ.J.13.539—2009紧固件连接用拧紧力矩的规定,计算M12螺栓与M16螺栓的最小预紧力。M12螺栓和M16螺栓的参数见表4。
根据Q/DJ.J.13.539—2009紧固件连接用拧紧力矩的规定,M12螺栓的平均紧固扭紧力矩为90 N· m,M16螺栓的平均紧固扭紧力矩为222 N·m。依据经验,普通屏柜安装用螺栓的扭紧精度为B级(±10%),最小预紧力公式为
得出M12螺栓的最小预紧力为31 468 N,M16螺栓的最小预紧力为57 993 N。
由于Tr≤57 993 N且Tr'≤31 468 N,因此M12的拉板螺栓及M16的地脚螺栓满足设计要求。
3结论
笔者依据BS EN 12663-1-2010铁路应用设施- 铁路车辆车体的结构要求-机车和客用车(货运车辆的替换法) 中的工况设定,通过Ansys软件模拟,可以方便准确地模拟出各个紧固件处的受力情况。再根据NF E 25-030-1-2007紧固件-螺纹连接-第1部分:设计、计算和安装条件对螺栓进行选型,从而合理地选择螺栓的规格及强度级别。
摘要：文章阐述了车下吊挂的牵引变压器、机械间安装在台架上的屏柜等典型部件安装所用紧固件强度校核的具体方法,根据相关标准设定工况,采用Ansys软件模拟计算变压器和屏柜安装螺栓受力,经过计算验证可知选定的螺栓满足设计要求,为其他安装部件紧固件选取提供了理论支持。
关键词：紧固件,强度校核,部件安装
参考文献
[1]闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]法国标准化协会.NF E 25-030-1-2007紧固件-螺纹连接-第1部分:设计、计算和安装条件[S].巴黎:法国标准化协会,2007.
典型部件 篇5
一、指导思想
针对传统教学模式无法充分调动学生学习积极性的缺陷, 我们可以采用一体化的教学模式, 体现“以行动为导向, 以任务为驱动”按贴近生产实际、贴近学生的原则进行教学。根据学生的特点、学习水平和能力, 将教学活动以喜闻乐见的形式来展开, 以激发学生的学习兴趣, 提高学生在教学活动中的参与度, 增强他们的学习自信, 结合学生的认知能力、知识储备以及生活体验来进行教学设计。
首先, 我们可以改变一下课堂的形式, 把以前的教师在前面, 学生座位分前后, 改成教师在中间、学生分组坐在周围, 这样每一位学生离老师的距离都差不多, 教师能关注到每一位学生。其次, 我们可以把教学手段适当改进一下, 将传统的老师讲、学生听, 改变为采用任务驱动法, 驱动学生主动学习, 进行小组讨论、小组学习, 教师从中跟踪引导, 教师为主导, 学生成为教学真正的主体。再次, 每个学生都有表现欲, 都想表现自己, 那我们就给他机会, 在教学过程中设置展示评价环节, 给学生提供舞台。
二、教学模式
下面我们就以工程机械零部件装配与调试中的主减速器的装配调试与检测为例, 给大家介绍如何采用一体化教学模式进行。
(一) 教学分析
教师首先要进行教学分析, 主减速器的装配调试与检测主要涉及公差配合与技术测量的相关知识, 要求学生掌握配合及配合的类型, 会使用百分表测量相关数据;要求学生有相关的操作技能, 会使用相应的工具、量具;了解工程机械典型部件的拆装的一般原则
(二) 师资力量
要上好一堂一体化课, 师资力量很重要, 一体化课程对教师要求较高, 可以分为A、B角, A主讲教师必须精通所讲课程, 还要对相关课程有较高的掌握程度。主讲教师主要负责主减速器的知识、相关操作技能的讲解, 当涉及配合及技术测量相关知识的时候还可以安排专门讲公差配合与技术测量的B老师, 让他们各有侧重点。
教学环节我们按照教学流程图来进行, 在整个授课过程中, 运用视频、课件、做游戏、拍电影等形式调动学生的学习积极性, 运用CATIA软件来播放主减速器的工作原理。
三、教学组织形式
知识型任务把学生引入教师预设的阵地, 给与学生必备的学习材料, 如驱动桥的教学视频、主减速器实物、企业装配工艺卡片, 给学生以参考, 引导学生主动学习, 教师占据主导。
应用型任务在学生掌握比较好的情况下, 也可以紧紧抓住学生好奇心强、喜欢新鲜事物的特点, 教学活动以拍电影的形式开展。
四、评价展示
学生汇报时, 教师要通过设问进行适当引导, 以便全班学生能了解解题的思路。
(一) 小组上台展示本组的任务完成情况
小组分工合作共同完成任务展示, 如展示差速器检测百分表测量过程等。这些都需要通过小组通力合作才能很好地展示出来。将主减速器的装调检测任务以各种形式展示出来, 内容形式可以任意自主设计。
(二) 学生评价
1. 先让其他组的成员对展示小组进行评价。评价内容包括该小组工作过程中的闪光点、存在的问题等。
2.再让展示小组自我评价本组的成果, 说出本组在设计的过程中出现了什么问题?是怎么解决的?哪些方面具有优势?哪些方面需要改良?
(三) 教师对各组完成情况进行点评
(1) 点评各小组工作过程中的闪光点; (2) 指出各小组工作过程中存在的问题; (3) 解决各小组工作过程中存在的问题; (4) 指出下次工作应注意的问题。
五、总结反思
采用一体化的教学模式, 学生置身于驱动桥的生产装配线上, 感受从一个新工人到能够解决实际问题的熟练工人的全过程。
在以后的教学中, 通过教师与学生的相互配合, 时时提醒督促如何正确规范地使用工具。采用一体化的教学模式, 学生兴趣浓厚, 参与度较高, 取得了较好的学习效果。
摘要：随着社会的发展, 工程机械在社会经济建设中的应用无处不在, 其重要性不言而喻。对装配专业学生而言, 学会工程机械典型零部件的装配调试与检测意义重大。区别与传统教学的枯燥乏味, 一体化教学模式有着无可比拟的优势, 以典型部件驱动桥中的核心——主减速器为例, 从现状分析、教学指导思想、教学资源、师资力量、教学组织形式上, 一步一步深入浅出、逻辑鲜明地揭开采用一体化的教学模式进行工程机械典型零部件的装配调试与检测教学的面纱。
关键词：一体化教学,工程机械典型零部件,装配调试,精度检测
参考文献
[1]蒋增福.钳工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社, 2001.