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成品油顺序输送管道设计毕业论文

发布时间:2024-07-03 14:15:52

成品油顺序输送管道设计毕业论文

城市集中供热管网设计之浅见 [内容摘要] 通过分析城市集中供热管网设计中问题,对管网布置、直埋敷设等提出自己粗浅的看法 [主 题 词] 城市集中供热管网、布置类型、直埋敷设、补偿器应用、水力平衡 随着经济发展和居民生活质量的提高,城市集中供热因其易控制、能源利用率高,供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量,也产生了一系列的问题。对城市集中供热管网设计也提出了更高的要求。本文就供热管网设计的几个技术问题进行分析。 一、城市集中供热管网布置类型 城市集中供热管网布置与热媒种类、热源与热用户相互位置有一定的关系,其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时,通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性,在规划设计时就将热网象市政给水管网一样成网格状布置,但这样存在一定的问题,热网水力工况和控制的十分复杂,同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时,有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置,用户管网是从大环网上接出的枝状管网,这种布置方式具有供热的后备性能,运行安全可靠,但热网水力工况和控制的也比较复杂,投资很高。 在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下,笔者认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时,根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线,在实施过程中根据供热能力和热用户情况,逐步完善不同的主干线。当城市供热主干线骨架形成后,适当敷设连通管,在正常工作时连通管上的阀门关闭,当主干线某段出事故时,可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展,如果一条干管供热能力不够,敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决,以达到供热管网输配能力最优化,不必象环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。 二、热力管道直埋敷设 供热管网直埋敷设由于占地面积小、工程造价低、施工周期短、保温性能好等特点,在实际工程中得到了广泛应用。正确认识热力管道直埋原理,合理选择敷设方式是很关键的。热水管道直埋与架空或管沟敷设主要不同之处在于直埋敷设的供热管道保温结构与周围土壤直接接触,管道热胀冷缩的过程受到土壤摩擦力约束,此时管道处于锚固状态,在热胀冷缩过程中产生的位移势能,被储存在管道壁上,使管道受力复杂化。管道直埋敷设方式可分为:无补偿直埋敷设、一次性补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设三大类。 热力管道的敞开预热无补偿直埋敷设是一种“冷紧”式直埋。工艺过程是在管道焊接完毕后 ,对一定长度管道进行预热,管道受热产生变形,释放一部分热应力,同时对管沟进行回填夯实,利用土壤摩擦力将管道嵌固。这种敷设方式不需要设补偿器和固定支墩,其工程造价最低。但这种方法不仅施工复杂,而且管线预热只能改变管线的热态应力水平,而不能改变它的全补偿值,从管材疲劳的角度来看,在实际采用时应仔细斟酌。 一次性补偿直埋也是一种“冷紧”型直埋。工艺过程是:在管道焊接完毕沟槽回填后,对管道进行预热,管道热伸长被“一次性补偿器”吸收,此时立即将“一次性补偿器外壳和管道 焊死,使其不能再次伸缩,这样预热结束后,管道由于温降产生的热应力在管道中表现为拉应力,用以克服管道再次受热时的热应力。 有补偿直埋是目前应用最多的敷设方式,因其施工方便,所以得到广泛采用。实际工程中应尽量合理布置补偿器,使管道的补偿器分段长度接近最大安装长度,(管段由于移动所产生的土壤摩擦力在管道截面上产生的应力和材料许用应力相等,这个管段长度即最大安装长度)同时应保证补偿器在固定支墩两侧 对称布置,以减小固定支墩受力,降低支墩土建费用。另外对直线段“驻点”位置的固定支墩应考虑取消,以降低造价。对于小区二次热网,如果仅是为集中空调或地板辐射采暖服务,热媒温度65℃以下,实际工作温度较低,热应力较小,因此热网设计中可根据管网柔性考虑非预热的无补偿直埋敷设。 直埋敷设管线最大安装长度Lmax计算如下: Lmax=(ƒ[δ]20-pdi/4s)A/(πDoFf) m 式中:A--管道横截面积 mm2 Ff--管道外表面摩擦力 N/ m2 ƒ--应力范围的减小系数 di--管道内径 mm p--设计压力 MPa [δ]20--钢材许用应力 MPa Do--保温管直径 m s--管道壁厚 mm 供热管网直埋敷设应注意下列有关事项:直埋管道尽可能直线敷设,管道自然弯曲应限制在5º以内;从主干线引出的分支干线处,应设“L”、”Z”型弯管;水平弯管处应力集中,受力较大,应增加弯头壁厚、加大弯头的曲率半径;在土壤下沉性属于二级或高于二级地区,直埋敷设要采取一定的措施。 三、波纹管补偿在热力管网中的应用 在热力管网敷设中,补偿器是保证管道安全运行的重要部件。波纹管补偿以其体积小、重量轻、节省钢材、占地面积小、流动阻力小、不易渗漏,已开始占有举足轻重的地位,而且很有发展前景。目前波纹管制造突破了传统的材料和工艺,采用高弹性金属管经滚压一次成型,并采用多层金属结构,从而提高了其补偿能力和承压能力,应用新技术制造的波纹管补偿为其在热力管网中的应用提供了可靠的保证。 尽管波纹补偿器有很多优点,但它也有自身的缺点。例如轴向型波纹补偿器对主固定支架产生压力推力,管壁较薄不能承受扭力,设备投资高等。许多设计人员对波纹补偿器的认识还不够全面,因此在设计中存在计算和补偿管系选定不合理问题。 波纹管补偿器根据位移形式可基本分为轴向、横向、角向三类,每一类都有各自的优点和缺点,所以必须根据不同的使用条件,恰当地选用才能使波纹补偿器正常工作,做到波纹补偿器设计选型经济、合理。 轴向补偿 直管段上的膨胀节对沿膨胀节及管段的轴向方向拉伸与压缩进行补偿。膨胀节给出的额定补偿量包括拉伸、压缩位移的总和。轴向型补偿器。这是应用最多的也是最基本的型式。在工作时主要是利用其波纹部分的轴向变形来吸收管道的轴向位移。 横向补偿 是在“L”、“Z”、“Ⅱ”型管道中的补偿形式。通过成对的波纹管弯曲变形实现直线补偿。 角向补偿 管路补偿需要膨胀节作弯曲变形,它们往往是两个或三个角向式膨胀节组合使用,实现直线补偿。 铰链型补偿器 在结构上由波纹管、活动铰链、销轴组成。该补偿器可在同一平面内作角向偏转,因此可吸收管道在同一平面内的角位移。 万向铰链型补偿器 在结构上由波纹管、铰链和万向铰链组成。它可以在任意平面内作角向偏转,从而可吸收管道的任意平面内的角位移(空间角位移)。 波纹管的产品性能有两大类:其中一种是为满足使用必须保证的性能,如耐压、耐温、耐疲劳和弹性补偿等;另一类,如刚度、有效面积、材质等,它们不是使用所需要的,但它们对管系的设计及补偿器的使用有重要影响,所以对它们都要有充分的认识。 波纹补偿器的补偿能力源于波纹管的弹性变形,有拉伸、压缩、弯曲及它们的组合变形。补偿能力的大小,由设计者根据需要确定规定的额定补偿量,即表示在一定条件下具有的最大补偿能力。热力管网两固定点之间的最大长度是由管道失稳条件决定的,它与管径的大小及补偿器的补偿能力有关,一条管线无论如何复杂都可以通过设置固定支座将其分割成若干形状相对简单的独立管段,如直管段,L形管段,Z形管段等。波纹管补偿器的计算应从以下几方面着手。 (1)热力管道的热伸长量通常按下式计算: Δx=α(t1-t2)L 其中:Δx —— 管道的热伸长量,mm; α —— 钢管的线膨胀系数,mm/(m ℃), t1 —— 管内介质温度,℃,管内介质指蒸汽、热水、过热水等; t2 —— 管道安装时的温度,℃, L —— 管道计算长度,m。 计算管道热伸长量,是为了确定补偿器的所需补偿量,或验算管道因热伸长而产生的压缩应力,所以对于管道的热伸长量应计算其最大值,即取冷态安装条件的最低温度和热态运行条件的最高温度之间的最大温差。由于管网安装的气候条件差异很大,因此t2不应有统一的取值,应根据当时的气候条件和施工环境,确定适当的管道安装温度。 (2)安装轴向型补偿器的管道轴向推力F,按下式计算: Fx=Fp+Fm+Fs N 式中: Fp——内压力产生的推力, N FS——波纹管补偿的弹性反力 N Fm——管道活动支架的摩擦力 N 计算固定支架推力时,应按管道的具体敷设方式,参考上述公式按支架两侧管道推力的合力计算。 (3)管道应力验算 补偿器在内压作用下的失稳包括两种情况,即平面失稳和轴向柱状失稳。 A、 平面失稳 表现为一个或几个波纹的平面相对于波纹管轴线发生转动而倾斜,但其波平面的圆心基本在波纹管的轴线上。这是由于内压产生的子午向弯曲应力和周向薄膜应力的合力超过材料屈服强度,局部出现塑性变形所致。 B、 柱失稳 波纹管的波纹连续地横向偏移,使波纹管偏移后的实际轴线成弧形或S形(在多波情况下呈S形)。这种情况多数是因为波纹数太多,波纹管有效长度L跟内径d之比(L/d)太大造成的。为避免失稳情况发生,对管道应进行应力验算。 管道在工作状态下,由内压产生的折算应力按下式计算: σeq=P[-Y(s-α)]/ s-α ≤[σ]t MPa P-设计压力 MPa do-管线外径 mm s-管线设计壁厚 mm Y-温度对计算管线壁厚的修正系数 α-腐蚀裕量 mm [σ]t-设计温度下的许用应力 Mpa 四、推广使用水力平衡元件,提高水输送系数 在供热系统中,热媒介质由闭式管路系统输送至各用户。对于一个设计合理,并能够按设计工况运行的供热管网,其各用户应均能获得相应的设计流量,以满足其负荷要求。但在实际运行当中,由于缺乏消除环路剩余压头的水力平衡元件,大部分管网系统近段环路的剩余压头只能靠管线管径的变化来消除,而且目前管网上控制阀门既无调节功能,又没有流量显示,使得部分环路及末端用户的流量,并不按设计要求输配。水力失调直接导致热力失调,供热系统存在的冷热不均现象,主要原因就是系统的水力失调亦即流量分配不均所致。 水力失调度计算如下:水力失调度X=实际流量G’/设计流量Gsj 当水力失调度X 远远大于1 时,根据散热器性能曲线可以看出,此时平均室温的增长缓慢;当X远远小于1时,平均室温的减少幅度明显增加。热力工况失调形成了“大流量,小温差”的运行方式。实际上大流量运行方式并没有从根本上消除系统的水力失调,反而带来了能耗的增加。即大流量要求大水泵,增加了电耗;大流量形成了大热源,热源低负荷运行降低了热源热效率,管网小温差运行增加了输送能耗,还影响了散热器的散热效率。除此之此,大流量还降低了系统的可调性,即系统流量过大,近端多余的流量无法调剂到末端,甚至出现回水温度过高的假象。结果增加了整个供热系统的热耗,降低了输水系统的热效率。 规范中规定“设计中应对采暖系统进行水力平衡计算,确保各环路水量符合设计要求。在室外各环路及建筑物入口处采暖供水管(或回水管)路上应安装平衡阀或其它水力平衡元件,并进行水力平衡调试”。为搞好管网的初调节,在一、二次管网的各个分支处和各热力入口处装置调节性能好的平衡调节阀,以保证各环路水量符合设计要求。 目前市场水力平衡元件主要有手动调节阀(平衡阀)和自动调节阀(自力式调节阀)两大类,其具体选用应结合系统运行方式的不同,分别对待。对于手动调节阀来说,流量G=KV ∆P,式中K V为手动调节阀阀口的流量系数,∆P为手动调节阀阀口两侧的压差。K V的大小取决于开度,开度固定,K V即为常数,那么只要∆P 不变,则流量G不变,安装后可替代原有管网控制阀门。而自力式调节阀从结构上说,是一个双阀组合,由手动孔板和自动孔板组成一个有机的整体,手动孔板是按设计流量进行调控的锁定机构,自动孔板是保证设计流量恒定的控制机构。当流经手动孔板流量大于设计流量时,自动孔板的阀瓣上移,减少自动孔板的断面,从而减少通过调节阀的流量,使其与设计流量相符。反之亦然。 当系统的运行调节为质调节时,可以采用自力式调节阀,因为这种调节方式只改变供水温度,而与系统的水力工况无关,即在不改变系统的水力工况的情况下,把调节传达到每个用户和设备。采用自力式流量控制阀,可以吸收网路的压力波动,维持被控负载的流量恒定。采用自力式压差控制阀可以吸收网路的压力波动,以维持施加于被控环路上的压差恒定。 当系统的运行调节采用集中量调节(水泵的变频调节等)时,不能采用自力式调节阀。因为这种调节是通过改变水量实现的,因而调节时改变了系统的水力工况,所以若采用自力式调节阀,势必造成出现流量分配的混乱。显然,由于自力式调节阀的存在而造成了系统集中调节的不能实现。这时若采用手动调节阀(比如平衡阀),则系统总流量增减时,各支路、各用户的流量可以同比例增减,即系统的集中调节可以传达至每一个末端装置。当系统采用分阶段改变流量的质调节时,虽然每个阶段流量不变。但若采用自力式调节阀,每个流量阶段要对控制流量或控制压差进行设定,给运行管理带来很大不便,所以不宜采用。 五、结束语 热力管线工程运行是否正常直接关系到居民生活质量,在设计过程中应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则,作为一项系统工程,从管网的设计到管道的 制造、安装及管网的启动运行,每个环节都直接影响着工程的成败。而一项好的设计可以使产品的性能得以充分发挥,可以最大限度地减少施工中的困难,可以降低工程造价。因此,我们的设计一定要做到严谨合理,为工程的成功提供可靠的前提保证,如若不然,不仅增加工程造价,同时还由于设计不当而削弱了热力管线运行的安全性和可靠性。

油气储运工程论文

古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。以下是我整理的油气储运工程论文,希望能够帮助到大家!

摘要: 针对油气储运工程专业旧有的专业课程设置及教学内容存在的问题,提出了该专业课程模块化设置的构想,根据油气储运工程专业特点将专业课程划分为油品输送和储存技术、天然气输送和储存技术和专业通用技术三大模块,以此为基础构成完整的课程体系框架。本文内容是对油气储运工程专业课程设置改革的一点探讨,起到抛砖引玉的作用。

关键词: 油气储运工程 课程体系 模块化

一、油气储运工程专业概况及专业特点

油气储运工程专业的培养目标是培养具备工程流体力学、物理化学、油气储运工程等方面知识,能在国家与省、市的发展计划部门、交通运输规划与设计部门、油气储运与销售管理部门等从事油气储运工程的规划、勘查设计、施工项目管理和研究、开发等工作,适应社会主义现代化建设需要,全面掌握油气储运工程领域各方面知识,具有开拓、创新精神、较强的动手能力和协调能力的高级工程技术人才。 油气储运顾名思义就是油和气的储存与运输,从油气储运工程的主要任务可以归纳得出:油气储运工程专业方向可以划分为两大方向,即油品(包括原油和成品油)输送和储存技术、天然气输送和储存技术。由于石油产品和天然气其物性参数有其共性又有其各自的特性,因此造成油气储运工程两大专业方向有共通处,又有其各个方向的独立性,两者即独立又有机的结合,这就是油气储运工程专业其独有的专业特色。

二、国内油气储运工程专业课程设置调研

我国的油气储运工程学科是从20世纪四、五十年代起借鉴前苏联的办学经验而建立起来的[1]。近二十年来,随着我国油气储运业的兴旺发展,对从事油气储运工作的专业技术人才的需求也不断增大,我国开办油气储运专业的大学已从原来的两所增加到20多所。其中具有代表性的大学除了江苏工业学院外,主要还有:石油大学、西南石油大学、辽宁石油化工大学和后勤工程学院。笔者调研了这几所高校的油气储运工程专业课程的设置情况,有如下认识:

总体上各高校的油气储运工程专业课程设置架构大体相同,都兼顾了油和气两个方向,开设的专业课程主要有:油气集输工程、油库设计与管理、专业英语、储运防腐技术、泵与压缩机、油料学、储运仪表自动化、城市配气、管罐强度设计、油气管道输送、储运焊接和施工等。但由于各高校所处位置和专业定位的不同,其课程设置也有其各自的侧重点。石油大学位于北京和山东,辽宁石油化工大学位于东北地区,主要面向油田和长输管道以研究原油的储存和运输为主,其课程设置偏重于油品的输送和储存技术。西南石油大学位于四川,主要面向气田以研究天然气的储存和运输为主,其课程设置偏重于天然气的输送和储存技术。后勤工程学院位于重庆,主要研究对象是野战油库和管线的工艺和设备问题,其课程设置偏重于军用油品的储存和输送技术。江苏工业学院位于经济发达的长江三角洲,由于长江中下游地区是我国重要的石油化工基地,以此为依托,该院的油气储运工程专业主要以炼厂油品及成品油的储存和运输技术为特色,课程设置也以此为基础。

通过调研以及在学生中的调查我们发现目前国内油气储运工程专业课程设置主要存在以下问题:

(1)油品和天然气的课程散乱设置,课程设置繁琐复杂,未突出专业的方向性,使学生在学习过程中无法理清思路,形成清晰、完整的专业链条,找不准专业的研究方向和重点。

(2)某些课程教学内容重复,比如:油气集输中天然气矿场集输、输气管道设计与管理、燃气输配课程中的天然气物性参数、水力计算、常用设备和管材等教学内容都存在重复,油气集输中原油矿场集输和输油管道设计与管理课程中也存在类似现象。此种重复极大的浪费了学时,降低了教学效率。

(3)无论是油品输送系统还是天然气输送系统都是由矿场集输处理系统、干线输送系统、城市终端配送和储存系统所构成的一个产、供、销一体化的大系统。而现行的课程设置却是人为的将整个油气储运大系统分割成前述的三个子系统分别进行讲授,使学生无法形成大系统的工程概念,也无法了解各个系统间的相互联系和影响,这是同系统论和大工程观的教学理念相悖的。

进入21世纪以来,大力发展天然气工业是我国的基本国策,未来的'全国天然气总体布局中,30%多的工程涉及江苏省。天然气利用在江苏省及其全国的大力发展,必将需要大量的天然气输送和储存技术的专门人才,因此加强油气储运工程学科天然气输送和储存技术的研究是储运学科发展的大势所趋。江苏工业学院油气储运工程专业为了在坚持原有特色的基础上有更大的发展,针对储运学科专业课程设置中存在的问题以及储运学科发展的大趋势,有必要在专业课程设置上作出改革和创新,因此我们在此方面做了以下探讨。

三、油气储运工程专业课程模块化设置构想

在坚持原有通识教育平台课程和专业基础平台课程体系的基础上,主要对专业课程体系进行模块化设置,按专业方向将专业课程划分为油品输送和储存技术、天然气输送和储存技术和专业通用技术三大模块。主要构想如下:

1、专业通用技术模块

该模块课程设置主要为油品和天然气两个专业方向都需要的通用技术课程,以储运防腐技术、储运仪表与控制工程、储运焊接与施工、油气计量技术、油气储运实验技术、油罐与管道强度设计为主要必修课程。

随着石油天然气工业和油气储运学科的发展,越来越多的新技术、新设备、新理论应用于油气储运系统,油气储运学科的理论内涵和外延越越来越多的与其他相关学科进行交叉和渗透。例如随着SCADA技术、地理信息系统(GIS)、虚拟现实技术、智能管道机器人等尖端技术在油气储运工程上的应用,使得油气管道输送系统的自动化、信息化、智能化水平越来越高,这就使得从事油气管道设计和管理的专业人员必须具备自动化、计算机、智能机械等相关学科领域的相应知识;同时,随着世界各国经济发展对油气资源需求的进一步增长,国际油气营销市场的行情将会愈加变化莫测,各国都在通过建立一套完善的油气储运系统来预防国际油价、天然气价格波动给本国经济带来的不利影响。而随着我国加入WTO后油气工业国际化经营战略的实施,建成一套调度灵活的国内油气储运系统和数条与国际油气市场接轨的跨国油气输送干线的发展步伐必然加快。这一发展动向不仅会给包括油气储运业在内的相关产业带来一次很好的发展机会,同时也给油气储运学科提出了一些亟待解决的新课题,即如何规划好这样一个庞大的全国油气储运系统以及如何解决好调度管理、营销决策等方面的技术难题[2]。这就需要我们的油气储运技术人才具有一定的技术经济、工商管理和市场营销的相关知识;此外,近年来,国家大力倡导建设节约型、环保型社会,因此油气管道输送系统的节能环保技

术也将是本学科重点研究的方向。随着油气管道完整性,可靠性管理技术的应用,对油气输送系统进行完整性管理是油气管道系统的发展趋势,将大大提高油气输送和储存系统的安全性和可靠性,这也需要油气储运技术人员具备安全工程、可靠性、节能环保的相应知识。为了适应储运学科的发展趋势并遵循“厚基础、宽专业、高素质、能力强、复合型、重德育”型的人才指导思想,专业通用技术模块应注意以下三个方向的学科交叉和扩展。

(1)与自动化和计算机学科的交叉:在该方向拟开设自动控制原理、计算机网络技术、虚拟仪表和虚拟技术、GIS技术及应用、SCADA技术、智能清管技术等选修课程,以培养学生的计算机、自动控制和智能化等新技术的运用能力。

(2)同工商管理和市场营销学科的交叉:在该方向拟开设石油工业技术经济学、油气营销、石油法规与国际石油等选修课程,增强学生工程经济方面的知识水平和经济全球一体化的的应对意识和能力

(3)同节能环保,安全,可靠性方面的交叉:在该方向拟开设油气管道节能工艺技术、油气管道安全工程、油气管道风险评价与完整性管理等选修课程,培养学生安全、环保、节能管理和设计的能力,以满足建设节约型社会的人才需要。

通过这一系列课程的设置,在专业通用技术模块中将构成以必修课程为主,三个交叉子模块为辅的完整结构。学生可根据自身兴趣和发展方向,选择相应交叉子模块中的选修课程,以扩展自身的知识面,体现“厚基础”的指导思想。

2、油品输送和储存技术模块

在该模块中以油品输送和储存这一大系统为主链条,以输油管道设计与管理、油田集输工程、油库设计与管理为核心课程,构建完整统一的油品输送和储存技术课程群。在该模块中,为坚持江苏工业学院油气储运学科以炼厂油品及成品油的储存和运输技术为特色,继续开设炼厂管线设计、液化气站与加油站设计、油气回收与环保技术等选修课程,以适应炼化和销售企业的用人需要。

3、天然气输送和储存技术模块

(1)在该模块中以天然气输送和储存这一大系统为主链条,以输气管道设计与管理、气田集输工程、燃气输配为核心课程,构建完整统一的天然气输送和储存技术课程群。并根据天然气输送和储存技术的新发展和新动向,开设天然气水合物、天然气管道减阻内涂技术、液化天然气技术、地下储气库设计与管理、CNG加气站设计与管理等选修课程。

(2)按照天然气从产出到用户需经过矿场集输处理系统、干线输送系统、城市终端配送和储存系统这样一个完整、连续并相互影响的工艺流程,将输气管道设计与管理、气田集输工程、燃气输配三门课程整合成天然气管路输送一门课程,避免以前三门课程中部分内容的重复,并从大系统观的角度来加以讲授,使学生既了解三个子系统的区别,又了解了它们之间的联系和相互影响性,形成大工程观的概念。

(3)为适应天然气工业和天然气管道运输业的大发展,我们需适当加大天然气输送和储存技术课程模块的建设,除了完善天然气输送和储存技术的理论课程结构外,还需在实验、课程设计及毕业设计、实习三个方面加以建设。

①实验建设:在江苏工业学院原有油气储运省重点技术实验室的基础上,集中力量建设燃气储运实验平台和储运安全与防护系统,打造由燃气储运实验平台、油品储运实验平台和储运安全与防护系统三大平台为主体的江、浙、沪地区乃至国内先进的油气储运综合工程实验中心。逐步开设天然气输送、燃气物性测试、天然气水合物机理研究等相关实验,形成天然气输送和储存技术理论讲授和实验相结合的教学模式。

②课程设计和毕业设计建设:江苏工业学院油气储运工程专业原有的课程设计和毕业设计都偏重于油品输送和储存方向,天然气方向的课程设计和毕业设计较为薄弱,因此在天然气管路输送大课程的基础上,拟增设天然气集输、干线输气管道、城市燃气输配三个方向的课程设计题目,学生可任选一个方向进行课程设计。对于毕业设计,应增加天然气方向的毕业设计选题,为学生提供与工程实际结合,技术先进、难度适中的天然气方向的课题,使毕业设计选题更加多样化,体现专业方向和特色。

③实习基地建设:针对原有的实习基地主要以让学生了解炼油厂生产工艺流程、炼厂油品装卸工艺流程、油库工艺流程,炼厂和油库常用设备为主,实习基地类型较单一,缺少较大型的天然气输配技术实习基地的现状,我们需紧抓西气东输管网在长江三角洲大力发展的大好机遇和“十五规划”中的五大储气库之一——东南储气库将建在江苏工业学院所在地—常州金坛这一良好条件,积极联系和沟通相关企业,力争西气东输常州分输站、金坛储气库,西气东输管线上海终控中心等单位能成为本专业的实习基地,以完善本专业的实习基地类型,加强学生对天然气输送和储存工艺的实践认知。

本文的内容只是对油气储运工程专业课程设置改革的一点探讨,起到抛砖引玉的作用,希望能对油气储运工程学科建设有所贡献。

参考文献:

[1]严大凡。油气储运专业回顾与展望[J]。油气储运,2003,22(9):1—3

[2]姚安林。我国油气储运学科的发展机遇[J]。油气储运,1999,18(2):6—10

[3]张光明,汪崎生。石油工程专业课程体系及教学内容改革与实践[J]。江汉石油学院学报(社科版),2001,3(1):33—36

油气储运工程就业方向分析

油气储运工程专业是研究油气和城市燃气储存、运输及管理的一门交叉性高新技术学科,是石油和天然气工业的主干专业。

1、油气储运工程专业研究方向

该专业所包含的研究方向有:01油气长距离管输技术02多相管流及油气田集输技术03油气储运与城市输配系统工程04油气储存与液化天然气技术05油气储运安全工程。

2、油气储运工程专业培养目标

本专业培养研究生具备油气集输、油气管输、油气储存、油气储运工程施工与管理、城市配气等方面知识,获得油气储运工程师的基本训练。具有较宽广坚实的专业理论基础,掌握较系统深入的油气储运工程技术知识,了解国际上有关领域的新动态,能正确地运用所学知识解决工程技术问题,具备独立开展专业技术工作和从事相关科学研究的能力,并具有继续学习、创新和提高的能力。具有较强的外语应用能力,能熟练运用一种主要外语阅读本学科的文献资料、撰写专业论文,具有较好的听说能力。

3、油气储运工程专业就业方向

本专业毕业生主要在油气田企业、油气管道的规划设计、建设、运营管理单位、石油化工企业、石油销售企业、城市燃气公司、建筑公司、部队和民航的油料公司、设计院以及国家物资储备部门等领域从事工程规划、勘测设计、施工、监督与管理、科学研究与技术开发工作以及油气储运设备运营等方面的技术管理、研究开发等工作。

这应该到让威客来做,这里肯定不行了。

某成品油管道设计毕业论文

管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。下面是我收集整理的管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理,希望对您有所帮助!

摘要: 近年来,随着管道事业的快速发展,为满足石油、天然气长距离移动运输方需求,开发一种新的管道运输方式——长输管道。由于长输管道的使用范围很广,因此长输管道建设安全管理工作也受到越来越多的关注,如何做好长输管道监理安全管理也工作显得尤为重要。只有对长输管道可能出现的风险进行合理的管理,才能提高企业经济效益以及保障人类生活安全。本文从多个方面对长输管道进行了研究和分析,提出了长输管道的风险及相关管理措施,以期为日后工作提供些许帮助。

关键词 :油气管道、风险管理、措施

一、前言

长输管道系统是一个复杂的系统工程,涉及上游的气田、输气站场、管道、储气库和下游的各个用户。任何一处出现问题都将影响整个系统的运行,特别是一旦出现事故不能向下游正常供气时,将影响到千家万户的正常生活。再加上油气的易燃易爆及其毒性等特点,一旦管道系统发生事故,将很容易产生重大火灾事故甚至是爆炸、中毒、污染环境、人员伤亡等恶性后果,尤其是在人口稠密的地区,往往会造成严重的人员伤亡及重大经济损失,在某种程度上增加了城市的不安全因素。所以,为了使油气真正造福于民,造福于社会,长输管道的安全设计及安全运行是十分重要的。

二、长输管道的特点

1、距离长、消耗大。长输管道,顾名思义是距离较长的运输管道。因此,在铺设管道过程中,将会消耗大量的人力、物力和财力,并且在工程建设当中会伴有不确定的各种安全因素。

2、管理系统复杂。由于工程建设过程中,该工程设计的施工技术以及施工范围大,就导致了该工程管理系统的发砸星。

3、技术要求高。由于长输管道的特殊性,其对各个方面的要求都很高,如果在技术层面上出现失误,就会带来严重的后果。因此在输送管道建设时期,应加强管理方面的管理实施,尽量降低事故的发生率。

三、管道设计要求

一条长输管道能否长期安全运行,特别是一旦发生事故后使其造成的后果和影响最小,设计工作是非常重要的一个环节,主要有以下几个方面的要点。

1、管道设计应符合当地总体规划要求,遵循节约用地和经济合理的原则

根据《石油天然气管道保护法》(以下简称《保护法》)规定,管道建设选线设计方案应符合城乡规划,经当地规划主管部门审核通过的管道选线方案,将依法纳入当地城乡规划中,管道建设用地在规划实施中应予以控制预留。这项规划编制中要将确定的管道方案落实到规划中,以便于在保证管道路由用地及安全的情况下对城镇各项建设进行资源配置协调及建设进程策划的总体控制性安排。按照长输管道的使用性质和相关保护规定,管道用地及管道周围土地在管道使用期间将被长期占用,然而随着社会的不断发展,城乡建设的不断扩大,就有可能将这些被输送管道所占用的土地也将划为建设区,这样就会导致土地资源紧张,出现交通拥挤空间不足等问题。因此在设计管道铺设时应尽量节约土地,避免占用建设土地。根据我国法律规定,依法建设的.管道通过的土地而影响该土地的使用的,应给与该土地所属者的使用者,应当按照管道建设时土地的用途给予补偿。同时,不同地区的补偿方式也不尽相同,其补偿原则是规定将管道用地与土地价值结合起来,在管材强度使用和安全距离上进行综合考虑,更有利于实现城镇土地资源的合理利用,提高综合效益,做出经济合理的线路走向方案。为更好节约用地,长输管道路尽量沿公路、市政道路、绿化地等公共线性地下空间布置,这样可增加管道与建筑物的距离,对两侧建设用地的影响较小,也更经济合理。

2、现场详细勘察,与当地道路、河道、电力、市政管道等基础设施专项规划及行业管理规定衔接

目前利用航拍正射影像图进行管道设计是较为合理的做法,因其具有很强的现实性及准确性特点而受到广泛欢迎。但是由于在大片植被覆盖区域航拍影像图不能对其进行准确的航拍。因此在这些区域需要设计人员沿线深入踏勘、调研,详细了解管线经过区域的地面形状、待建项目及地下设施情况等,以提高线位的可实施性,及时掌握与道路、河道、电力、市政管道等基础设施交叉或并行敷设的情况。这些行业管理部门都有各自行业的发展建设规划及特殊的使用和安全要求,设计中应充分掌握相关专项规划及行业管理规定等,进行仔细研究,满足国家相关技术要求,尽量避免设计时的交叉连接。如果管道在设计时与规划道路交错时,应考虑到修路时碾压过程,因此在管道铺设是应采用预埋套管方式,另外为保证管道的安全性,还应在套管基础用碎石压实处理。

3、应当符合管道保护的要求,设计中要加强多重安全防护措施

从国内和国外的实践看,造成管道事故的主要原因是:外力作用下的损坏,管材、设备、施工缺陷,管道腐蚀等因素。其中,就目前调查显示,管道由于受到第三方影响而破坏的事接近百分之五十,这就提醒我们在长输管道设计时应特别注意这点。在保护管道方面,大致有以下几方面措施:(1)增加材料的硬度,例如采用高厚度的管道以此来提高管道自身安全系数。(2)适当控制建筑物与管道之间的距离,这样就能降低事故的发生率从而确保管道的安全性。(3)采用新型材料避免管道被其他物质腐蚀,另外亦可采用化学方法保护管道,比如阴极保护法。(4)增加管道上方覆盖层的厚度或在管道上方设置隔板,避免管道遭到非法开挖。⑤采用先进的自控系统,分段阀门采用遥控或自动控制。

四、管道维护与改造

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。管道公司通常会采用多种方式监控系统运行状态,以判断系统是否在高效区运行,制定最优维护、维修计划。美国的管道公司会定期维护和更换易损件,如压缩机阀等。对于往复式压缩机站,压缩机阀的损毁是造成其非计划停运的最大原因。管道公司计划、非计划停运往复式压缩站的最主要原因,就是更换压缩机阀。另外,管道公司还会考虑以下技术改造措施,以提高系统运行的可靠性。

1、调整离心式压缩机的叶轮直径。对于运行条件已经远远偏离原来的设计条件,造成离心式压缩机效率很低,可以通过调整压缩机叶轮直径,使其适应新的工况条件。这一技术方法有时是为了适应一年之内不同季节气量的变化,有时是为了适应较长时期的供需变化。在这方面,英国MSE公司积累了丰富的经验,曾经为BP、Marathon、HESS等公司提供服务,以适应气田产量降低、集输气系统压力变化大等情况。

2、更换往复式压缩机的柱塞。为了适应更高的压力需求或负荷变化,用改进后的新柱塞替换复式压缩机的现有柱塞。

3、设计先进的压缩机脉动控制系统。运用先进的压缩机脉动控制系统,在降低脉动的同时还能够提高运行效率,降低能量消耗。

4、对电机拖动压缩机进行调速控制。调整电机拖动压缩机转速,使其适应气量变化,达到较高的运行效率。但由于此项改造比较复杂,改造费用较高,此项技术应用较少。

五、结束语

合理的线路走向、优秀的设计方案,加强长输管道的工程质量和技术管理,规范施工管理,完善有关法律和法规,可为控制投资和工程顺利投产创造良好的条件,是系统运行可靠性、安全性和经济性的重要保证。

参考文献:

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郑贤斌. 油气长输管道工程人因可靠性分析[J]. 石油工业技术监督. 2007(06)

赵忠刚,姚安林,赵学芬,薄英. 油气管道风险因素的权重赋值方法研究[J]. 天然气工业. 2007(07)

刘瑞凯,吴明. GIS技术在长输油气管道风险分析与决策中的应用[J]. 当代化工. 2011(09)

油气储运工程论文

古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。以下是我整理的油气储运工程论文,希望能够帮助到大家!

摘要: 针对油气储运工程专业旧有的专业课程设置及教学内容存在的问题,提出了该专业课程模块化设置的构想,根据油气储运工程专业特点将专业课程划分为油品输送和储存技术、天然气输送和储存技术和专业通用技术三大模块,以此为基础构成完整的课程体系框架。本文内容是对油气储运工程专业课程设置改革的一点探讨,起到抛砖引玉的作用。

关键词: 油气储运工程 课程体系 模块化

一、油气储运工程专业概况及专业特点

油气储运工程专业的培养目标是培养具备工程流体力学、物理化学、油气储运工程等方面知识,能在国家与省、市的发展计划部门、交通运输规划与设计部门、油气储运与销售管理部门等从事油气储运工程的规划、勘查设计、施工项目管理和研究、开发等工作,适应社会主义现代化建设需要,全面掌握油气储运工程领域各方面知识,具有开拓、创新精神、较强的动手能力和协调能力的高级工程技术人才。 油气储运顾名思义就是油和气的储存与运输,从油气储运工程的主要任务可以归纳得出:油气储运工程专业方向可以划分为两大方向,即油品(包括原油和成品油)输送和储存技术、天然气输送和储存技术。由于石油产品和天然气其物性参数有其共性又有其各自的特性,因此造成油气储运工程两大专业方向有共通处,又有其各个方向的独立性,两者即独立又有机的结合,这就是油气储运工程专业其独有的专业特色。

二、国内油气储运工程专业课程设置调研

我国的油气储运工程学科是从20世纪四、五十年代起借鉴前苏联的办学经验而建立起来的[1]。近二十年来,随着我国油气储运业的兴旺发展,对从事油气储运工作的专业技术人才的需求也不断增大,我国开办油气储运专业的大学已从原来的两所增加到20多所。其中具有代表性的大学除了江苏工业学院外,主要还有:石油大学、西南石油大学、辽宁石油化工大学和后勤工程学院。笔者调研了这几所高校的油气储运工程专业课程的设置情况,有如下认识:

总体上各高校的油气储运工程专业课程设置架构大体相同,都兼顾了油和气两个方向,开设的专业课程主要有:油气集输工程、油库设计与管理、专业英语、储运防腐技术、泵与压缩机、油料学、储运仪表自动化、城市配气、管罐强度设计、油气管道输送、储运焊接和施工等。但由于各高校所处位置和专业定位的不同,其课程设置也有其各自的侧重点。石油大学位于北京和山东,辽宁石油化工大学位于东北地区,主要面向油田和长输管道以研究原油的储存和运输为主,其课程设置偏重于油品的输送和储存技术。西南石油大学位于四川,主要面向气田以研究天然气的储存和运输为主,其课程设置偏重于天然气的输送和储存技术。后勤工程学院位于重庆,主要研究对象是野战油库和管线的工艺和设备问题,其课程设置偏重于军用油品的储存和输送技术。江苏工业学院位于经济发达的长江三角洲,由于长江中下游地区是我国重要的石油化工基地,以此为依托,该院的油气储运工程专业主要以炼厂油品及成品油的储存和运输技术为特色,课程设置也以此为基础。

通过调研以及在学生中的调查我们发现目前国内油气储运工程专业课程设置主要存在以下问题:

(1)油品和天然气的课程散乱设置,课程设置繁琐复杂,未突出专业的方向性,使学生在学习过程中无法理清思路,形成清晰、完整的专业链条,找不准专业的研究方向和重点。

(2)某些课程教学内容重复,比如:油气集输中天然气矿场集输、输气管道设计与管理、燃气输配课程中的天然气物性参数、水力计算、常用设备和管材等教学内容都存在重复,油气集输中原油矿场集输和输油管道设计与管理课程中也存在类似现象。此种重复极大的浪费了学时,降低了教学效率。

(3)无论是油品输送系统还是天然气输送系统都是由矿场集输处理系统、干线输送系统、城市终端配送和储存系统所构成的一个产、供、销一体化的大系统。而现行的课程设置却是人为的将整个油气储运大系统分割成前述的三个子系统分别进行讲授,使学生无法形成大系统的工程概念,也无法了解各个系统间的相互联系和影响,这是同系统论和大工程观的教学理念相悖的。

进入21世纪以来,大力发展天然气工业是我国的基本国策,未来的'全国天然气总体布局中,30%多的工程涉及江苏省。天然气利用在江苏省及其全国的大力发展,必将需要大量的天然气输送和储存技术的专门人才,因此加强油气储运工程学科天然气输送和储存技术的研究是储运学科发展的大势所趋。江苏工业学院油气储运工程专业为了在坚持原有特色的基础上有更大的发展,针对储运学科专业课程设置中存在的问题以及储运学科发展的大趋势,有必要在专业课程设置上作出改革和创新,因此我们在此方面做了以下探讨。

三、油气储运工程专业课程模块化设置构想

在坚持原有通识教育平台课程和专业基础平台课程体系的基础上,主要对专业课程体系进行模块化设置,按专业方向将专业课程划分为油品输送和储存技术、天然气输送和储存技术和专业通用技术三大模块。主要构想如下:

1、专业通用技术模块

该模块课程设置主要为油品和天然气两个专业方向都需要的通用技术课程,以储运防腐技术、储运仪表与控制工程、储运焊接与施工、油气计量技术、油气储运实验技术、油罐与管道强度设计为主要必修课程。

随着石油天然气工业和油气储运学科的发展,越来越多的新技术、新设备、新理论应用于油气储运系统,油气储运学科的理论内涵和外延越越来越多的与其他相关学科进行交叉和渗透。例如随着SCADA技术、地理信息系统(GIS)、虚拟现实技术、智能管道机器人等尖端技术在油气储运工程上的应用,使得油气管道输送系统的自动化、信息化、智能化水平越来越高,这就使得从事油气管道设计和管理的专业人员必须具备自动化、计算机、智能机械等相关学科领域的相应知识;同时,随着世界各国经济发展对油气资源需求的进一步增长,国际油气营销市场的行情将会愈加变化莫测,各国都在通过建立一套完善的油气储运系统来预防国际油价、天然气价格波动给本国经济带来的不利影响。而随着我国加入WTO后油气工业国际化经营战略的实施,建成一套调度灵活的国内油气储运系统和数条与国际油气市场接轨的跨国油气输送干线的发展步伐必然加快。这一发展动向不仅会给包括油气储运业在内的相关产业带来一次很好的发展机会,同时也给油气储运学科提出了一些亟待解决的新课题,即如何规划好这样一个庞大的全国油气储运系统以及如何解决好调度管理、营销决策等方面的技术难题[2]。这就需要我们的油气储运技术人才具有一定的技术经济、工商管理和市场营销的相关知识;此外,近年来,国家大力倡导建设节约型、环保型社会,因此油气管道输送系统的节能环保技

术也将是本学科重点研究的方向。随着油气管道完整性,可靠性管理技术的应用,对油气输送系统进行完整性管理是油气管道系统的发展趋势,将大大提高油气输送和储存系统的安全性和可靠性,这也需要油气储运技术人员具备安全工程、可靠性、节能环保的相应知识。为了适应储运学科的发展趋势并遵循“厚基础、宽专业、高素质、能力强、复合型、重德育”型的人才指导思想,专业通用技术模块应注意以下三个方向的学科交叉和扩展。

(1)与自动化和计算机学科的交叉:在该方向拟开设自动控制原理、计算机网络技术、虚拟仪表和虚拟技术、GIS技术及应用、SCADA技术、智能清管技术等选修课程,以培养学生的计算机、自动控制和智能化等新技术的运用能力。

(2)同工商管理和市场营销学科的交叉:在该方向拟开设石油工业技术经济学、油气营销、石油法规与国际石油等选修课程,增强学生工程经济方面的知识水平和经济全球一体化的的应对意识和能力

(3)同节能环保,安全,可靠性方面的交叉:在该方向拟开设油气管道节能工艺技术、油气管道安全工程、油气管道风险评价与完整性管理等选修课程,培养学生安全、环保、节能管理和设计的能力,以满足建设节约型社会的人才需要。

通过这一系列课程的设置,在专业通用技术模块中将构成以必修课程为主,三个交叉子模块为辅的完整结构。学生可根据自身兴趣和发展方向,选择相应交叉子模块中的选修课程,以扩展自身的知识面,体现“厚基础”的指导思想。

2、油品输送和储存技术模块

在该模块中以油品输送和储存这一大系统为主链条,以输油管道设计与管理、油田集输工程、油库设计与管理为核心课程,构建完整统一的油品输送和储存技术课程群。在该模块中,为坚持江苏工业学院油气储运学科以炼厂油品及成品油的储存和运输技术为特色,继续开设炼厂管线设计、液化气站与加油站设计、油气回收与环保技术等选修课程,以适应炼化和销售企业的用人需要。

3、天然气输送和储存技术模块

(1)在该模块中以天然气输送和储存这一大系统为主链条,以输气管道设计与管理、气田集输工程、燃气输配为核心课程,构建完整统一的天然气输送和储存技术课程群。并根据天然气输送和储存技术的新发展和新动向,开设天然气水合物、天然气管道减阻内涂技术、液化天然气技术、地下储气库设计与管理、CNG加气站设计与管理等选修课程。

(2)按照天然气从产出到用户需经过矿场集输处理系统、干线输送系统、城市终端配送和储存系统这样一个完整、连续并相互影响的工艺流程,将输气管道设计与管理、气田集输工程、燃气输配三门课程整合成天然气管路输送一门课程,避免以前三门课程中部分内容的重复,并从大系统观的角度来加以讲授,使学生既了解三个子系统的区别,又了解了它们之间的联系和相互影响性,形成大工程观的概念。

(3)为适应天然气工业和天然气管道运输业的大发展,我们需适当加大天然气输送和储存技术课程模块的建设,除了完善天然气输送和储存技术的理论课程结构外,还需在实验、课程设计及毕业设计、实习三个方面加以建设。

①实验建设:在江苏工业学院原有油气储运省重点技术实验室的基础上,集中力量建设燃气储运实验平台和储运安全与防护系统,打造由燃气储运实验平台、油品储运实验平台和储运安全与防护系统三大平台为主体的江、浙、沪地区乃至国内先进的油气储运综合工程实验中心。逐步开设天然气输送、燃气物性测试、天然气水合物机理研究等相关实验,形成天然气输送和储存技术理论讲授和实验相结合的教学模式。

②课程设计和毕业设计建设:江苏工业学院油气储运工程专业原有的课程设计和毕业设计都偏重于油品输送和储存方向,天然气方向的课程设计和毕业设计较为薄弱,因此在天然气管路输送大课程的基础上,拟增设天然气集输、干线输气管道、城市燃气输配三个方向的课程设计题目,学生可任选一个方向进行课程设计。对于毕业设计,应增加天然气方向的毕业设计选题,为学生提供与工程实际结合,技术先进、难度适中的天然气方向的课题,使毕业设计选题更加多样化,体现专业方向和特色。

③实习基地建设:针对原有的实习基地主要以让学生了解炼油厂生产工艺流程、炼厂油品装卸工艺流程、油库工艺流程,炼厂和油库常用设备为主,实习基地类型较单一,缺少较大型的天然气输配技术实习基地的现状,我们需紧抓西气东输管网在长江三角洲大力发展的大好机遇和“十五规划”中的五大储气库之一——东南储气库将建在江苏工业学院所在地—常州金坛这一良好条件,积极联系和沟通相关企业,力争西气东输常州分输站、金坛储气库,西气东输管线上海终控中心等单位能成为本专业的实习基地,以完善本专业的实习基地类型,加强学生对天然气输送和储存工艺的实践认知。

本文的内容只是对油气储运工程专业课程设置改革的一点探讨,起到抛砖引玉的作用,希望能对油气储运工程学科建设有所贡献。

参考文献:

[1]严大凡。油气储运专业回顾与展望[J]。油气储运,2003,22(9):1—3

[2]姚安林。我国油气储运学科的发展机遇[J]。油气储运,1999,18(2):6—10

[3]张光明,汪崎生。石油工程专业课程体系及教学内容改革与实践[J]。江汉石油学院学报(社科版),2001,3(1):33—36

油气储运工程就业方向分析

油气储运工程专业是研究油气和城市燃气储存、运输及管理的一门交叉性高新技术学科,是石油和天然气工业的主干专业。

1、油气储运工程专业研究方向

该专业所包含的研究方向有:01油气长距离管输技术02多相管流及油气田集输技术03油气储运与城市输配系统工程04油气储存与液化天然气技术05油气储运安全工程。

2、油气储运工程专业培养目标

本专业培养研究生具备油气集输、油气管输、油气储存、油气储运工程施工与管理、城市配气等方面知识,获得油气储运工程师的基本训练。具有较宽广坚实的专业理论基础,掌握较系统深入的油气储运工程技术知识,了解国际上有关领域的新动态,能正确地运用所学知识解决工程技术问题,具备独立开展专业技术工作和从事相关科学研究的能力,并具有继续学习、创新和提高的能力。具有较强的外语应用能力,能熟练运用一种主要外语阅读本学科的文献资料、撰写专业论文,具有较好的听说能力。

3、油气储运工程专业就业方向

本专业毕业生主要在油气田企业、油气管道的规划设计、建设、运营管理单位、石油化工企业、石油销售企业、城市燃气公司、建筑公司、部队和民航的油料公司、设计院以及国家物资储备部门等领域从事工程规划、勘测设计、施工、监督与管理、科学研究与技术开发工作以及油气储运设备运营等方面的技术管理、研究开发等工作。

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输气管道工艺设计毕业论文

燃气输配课程教学改革与实践论文

摘要:

燃气输配是建筑环境与能源应用工程专业的核心课程,结合西南石油大学土建学院情况,针对燃气输配课程教学的局限性,对教学内容、教学方法及手段改革与实践进行了探讨。

关键词:

燃气输配;教学改革;虚拟仿真

我校建筑环境与能源应用工程专业2001年开设,下设“城市燃气工程”和“供热通风与空调工程”两个方向。其中,“城市燃气工程”方向是本专业的特色与优势。燃气输配是建筑环境与能源应用工程专业的主干专业课程,设置的目的是培养学生的工程设计和管理能力。通过课堂教学等环节,使学生系统掌握燃气输配系统的构成和基本理论、城市燃气管网水力计算与工况分析,了解各种常用设备的工作原理及设备选择依据,培养学生能够进行城市燃气管网规划设计、燃气输配系统的设计,以及燃气输配工程施工、管理的能力。研究和探讨燃气输配课程教学改革,进一步提高教学质量、提升毕业生的专业技术素养已成为必然选择。

一、目前教学中存在的问题

(一)教材建设不足

目前燃气输配教材存在一定问题,如内容落后,新技术、新理论偏少,与工程实践联系不紧密,某些章节部分内容不够全面和深入,某些设计规范中的重要条文未做介绍;计算例题不够多;某些章节计算方法不详细,计算公式偏少等。管网优化、模拟理论及技术是现在管网规划设计、运行管理的重要手段,教材基本未做介绍。用气量预测、储气量模拟计算、管网流量分配计算、管网水力计算、水力工况分析计算等内容侧重基本原理,与实际工程差别较大;计算例题与工程实际脱节,难以达到工程训练的要求。行业法律法规、设计规范等介绍甚少,部分章节未引用最新版本的相关规范。教材是学生学习重要的工具,系统性强、结构严谨、体系完整、内容全面、理论联系实际的教材对教学的促进作用是不言而喻的,而内容不全,知识陈旧,不能反映新理论新技术的教材会影响教学效果。

(二)教学方法单一

现在燃气输配一般采用讲授法作为主要的教学手段,教师满堂灌,往往讲得热火朝天,学生侧耳听,通常听得昏昏欲睡。教师抱怨学生听课不认真,学生反映教师讲课不生动。教与学都达不到应有的效果。

(三)教学手段落后

多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影像的特点,是课堂上常用的教学手段,但是通常情况教师仅使用其中的幻灯片功能,把教材搬到屏幕上,最多加一些动画来体现教师的讲课思路,或者补充一些图片,把多媒体设备当作图片播放器。落后的教学手段很难提起学生的兴趣,使得学生在课堂上始终保持思维的活跃性,自然影响教学效果。

二、教学内容改革

(一)明确学习目的与要求

以强化学生工程设计能力和培养管理能力为目的,确定燃气输配课程的.学习目的与要求为:了解燃气管网运行的基本规律;了解管材及附属设备;能够进行用气量、储气量、管道流量等计算;理解水力计算原理、方法;能够进行枝状管网、环状管网的计算;理解“事故工况”的概念,了解管网运行的水力工况变化规律;掌握调压、计量、储存的基础知识;能够进行相关的设计,包括管网及站场。

(二)优化课程体系

根据学习目的与要求,优化教学内容和课程体系,舍弃与学习要求联系疏松的章节,按照学习目的与要求对授课内容重新编排和整理,打破章节限制,将内容分类讲授。去掉了长距离输送系统、管网的技术经济计算、CNG供应、LNG供应、LPG供应等章节。燃气用户与燃气需用量、管段小时计算流量、储气量、枝状管网流量分配、环状管网、室内管网流量计算等关于流量的内容集中讲解,以便于对比分析,加深理解。将枝状管网、环状管网水力计算原理一起讲解,将这两种管网的水力计算方法及步骤一起讲解,有利于学生对比理解这两种管网的水力特征,并掌握其水力计算过程与步骤。将高压储罐、高压管道、长输管道末端等高压储气设施的储气原理及储气容积计算方法集中讲解,并引申出来教材未提及的高压钢瓶、高压储气井,指明其工作原理一样,计算思路相同,起到触类旁通的作用,也避免重复讲解,节约了课时。通过对课程体系和教学内容的优化,教材内容变得调理清楚,简洁明了,既易于掌握,又易于复习。

(三)适当补充教材内容

补充了燃气输配工程建设项目概况,用气量预测计算方法,周调峰储气容积计算,环网流量分配计算方法,变工况管网水力工况分析实例,场站设计实例、管网规划实例、管网完整性管理概况等内容,并按照行业现行法律法规、设计规范补充修改了教材相关内容。

三、教学方法和手段改革

(一)综合应用多种教学方法

改变“讲听式”的教学模式,运用启发式教学法、研讨问题教学法、直观演示教学法、自主学习法、案例教学法等多种教学方法,与讲授法紧密结合,融为一体,充分发挥学生的主体作用,培养学生研究和创新能力。

(二)积极应用对比式教学

燃气输配课程很多内容可以采用对比式的教学方法。如室外和室内管道小时计算流量方法对比、枝状管网和环状管网水力特征对比、枝状管网和环状管网水力计算原理对比、枝状管网和环状管网水力计算方法及步骤对比、枝状管网和环状管网变工况分析对比、高压储罐与低压储罐工作原理对比等。对比式教学可以让学生清楚地看到各对比内容之间的差别,加深对内容的理解。

(三)充分利用虚拟仿真技术

了解管网运行规律,变工况下能够判断水力参数的变化趋势是燃气输配课程的教学目标之一,传统教学方式难以简洁直观地全面展示城市管网的运行规律和工况变化过程及相关设备、站场工作原理、工艺流程等,借助虚拟仿真手段可有效解决这一问题。燃气管道仿真是对管道系统的特性进行描述的一种手段,它是通过计算机程序来完成的。它可自动地将系统的压力、流量与管线各截面的流动特性联系起来,在设计阶段用做方案比较和优化设计。进行燃气管道稳定流动的模拟时一般在几秒或几十分钟内就可知道整个管网及各分气点的压力、流量、温度等参数,非常适合在设计中用来确定方案、进行水力计算、分析变工况参数等。目前常采用的管网仿真模拟软件有英国ESI公司的PIPELINESTUDIOTGNET、美国STONER公司的SPS、由中国市政工程华北设计研究总院与北京赛远科技发展有限公司共同开发的燃气管网分析软件G-NET等。TGNET和SPS动态模拟功能强,G-NET静态模拟功能强,课堂教学中选择G-NET做主要模拟软件。利用机房安装的G-NET网络版,教师完成管网的流量分配、水力计算、工况变化等计算过程,学生可直观看到计算结果,并进行分析讨论。可完成的变工况包括气源点数量位置改变、气源点供气压力改变、一个或多个点管径变化、一个或多个调压站故障等。教师备课时,要选择一个合适的工程项目,预先完成水力计算前的准备工作,如管网方案、用气量预测、储气量计算、确定储配站位置、确定环流量等,并提前绘制计算草图。上机时输入环流量、管径等参数,即可得到相应的水力计算参数。为了保证上机时能很快计算出结果,该工程项目不能太大,管网也不能太特殊。相比传统教学方法,引入虚拟仿真手段后,学生对管网流量、管径、压力等各水力参数的变化有了更深的认识,更容易理解管网的基本运行规律。通过上机及工程实例分析,将传统教学方法只能完成的定性分析变为了定量分析,提高了课堂教学效果。

(四)布置课外小组专题学习

任务驱动法是教师给学生布置探究性的学习任务,学生查阅资料,对知识体系进行整理,再选出代表进行讲解,最后由教师进行总结。教师布置任务要具体,其他学生要极积提问,以达到共同学习的目的。基于任务驱动法基本理论,布置了布置课外小组专题学习。将全班学生每7~8人分成一个学习小组,在课堂学习的不同阶段,根据课堂内容布置多个课外学习专题任务。学习任务以小组为单位,小组全体学生协同合作,共同完成任务。成果有大作业、调研报告、方案比选报告、上机计算等多种方式,其中方案比选、水力计算分析等难度较大、工作量较大的任务还需要经过汇报才能获得成绩。成绩按小组评定,小组每个学生的成绩都一样,课外学习专题任务成绩作为平时成绩的一部分,计入总成绩。任务驱动教学法可以让学生在完成“任务”的过程中,培养分析问题、解决问题的能力,培养学生独立探索及合作精神。

四、结束语

燃气输配课程经过上述教学内容、教学方法及手段等方面的改革后,提高了教学质量,增强了学生的工程设计及管理能力,更加符合高等学校建筑工程与设备工程学科专业指导委员会的培养本专业需要的复合型工程技术应用人才的要求。

参考文献

[1]刘新文,黄辉,等《.燃气输配》课程教学改革与反思[J].宁波工程学院学报,2014(12).

[2]王许涛.建筑环境与设备专业“燃气输配”课程教学研究[J].中国电力教育,2014(3).

[3]吴晓南,王怡佳,等.虚拟仿真在城市燃气教学中的应用与实践[J].石油教育,2013(5).

[4]谭洪艳,王婷婷,等《.燃气输配》课程的教学改革[J].黑龙江科技信息.

管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。下面是我收集整理的管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理,希望对您有所帮助!

摘要: 近年来,随着管道事业的快速发展,为满足石油、天然气长距离移动运输方需求,开发一种新的管道运输方式——长输管道。由于长输管道的使用范围很广,因此长输管道建设安全管理工作也受到越来越多的关注,如何做好长输管道监理安全管理也工作显得尤为重要。只有对长输管道可能出现的风险进行合理的管理,才能提高企业经济效益以及保障人类生活安全。本文从多个方面对长输管道进行了研究和分析,提出了长输管道的风险及相关管理措施,以期为日后工作提供些许帮助。

关键词 :油气管道、风险管理、措施

一、前言

长输管道系统是一个复杂的系统工程,涉及上游的气田、输气站场、管道、储气库和下游的各个用户。任何一处出现问题都将影响整个系统的运行,特别是一旦出现事故不能向下游正常供气时,将影响到千家万户的正常生活。再加上油气的易燃易爆及其毒性等特点,一旦管道系统发生事故,将很容易产生重大火灾事故甚至是爆炸、中毒、污染环境、人员伤亡等恶性后果,尤其是在人口稠密的地区,往往会造成严重的人员伤亡及重大经济损失,在某种程度上增加了城市的不安全因素。所以,为了使油气真正造福于民,造福于社会,长输管道的安全设计及安全运行是十分重要的。

二、长输管道的特点

1、距离长、消耗大。长输管道,顾名思义是距离较长的运输管道。因此,在铺设管道过程中,将会消耗大量的人力、物力和财力,并且在工程建设当中会伴有不确定的各种安全因素。

2、管理系统复杂。由于工程建设过程中,该工程设计的施工技术以及施工范围大,就导致了该工程管理系统的发砸星。

3、技术要求高。由于长输管道的特殊性,其对各个方面的要求都很高,如果在技术层面上出现失误,就会带来严重的后果。因此在输送管道建设时期,应加强管理方面的管理实施,尽量降低事故的发生率。

三、管道设计要求

一条长输管道能否长期安全运行,特别是一旦发生事故后使其造成的后果和影响最小,设计工作是非常重要的一个环节,主要有以下几个方面的要点。

1、管道设计应符合当地总体规划要求,遵循节约用地和经济合理的原则

根据《石油天然气管道保护法》(以下简称《保护法》)规定,管道建设选线设计方案应符合城乡规划,经当地规划主管部门审核通过的管道选线方案,将依法纳入当地城乡规划中,管道建设用地在规划实施中应予以控制预留。这项规划编制中要将确定的管道方案落实到规划中,以便于在保证管道路由用地及安全的情况下对城镇各项建设进行资源配置协调及建设进程策划的总体控制性安排。按照长输管道的使用性质和相关保护规定,管道用地及管道周围土地在管道使用期间将被长期占用,然而随着社会的不断发展,城乡建设的不断扩大,就有可能将这些被输送管道所占用的土地也将划为建设区,这样就会导致土地资源紧张,出现交通拥挤空间不足等问题。因此在设计管道铺设时应尽量节约土地,避免占用建设土地。根据我国法律规定,依法建设的.管道通过的土地而影响该土地的使用的,应给与该土地所属者的使用者,应当按照管道建设时土地的用途给予补偿。同时,不同地区的补偿方式也不尽相同,其补偿原则是规定将管道用地与土地价值结合起来,在管材强度使用和安全距离上进行综合考虑,更有利于实现城镇土地资源的合理利用,提高综合效益,做出经济合理的线路走向方案。为更好节约用地,长输管道路尽量沿公路、市政道路、绿化地等公共线性地下空间布置,这样可增加管道与建筑物的距离,对两侧建设用地的影响较小,也更经济合理。

2、现场详细勘察,与当地道路、河道、电力、市政管道等基础设施专项规划及行业管理规定衔接

目前利用航拍正射影像图进行管道设计是较为合理的做法,因其具有很强的现实性及准确性特点而受到广泛欢迎。但是由于在大片植被覆盖区域航拍影像图不能对其进行准确的航拍。因此在这些区域需要设计人员沿线深入踏勘、调研,详细了解管线经过区域的地面形状、待建项目及地下设施情况等,以提高线位的可实施性,及时掌握与道路、河道、电力、市政管道等基础设施交叉或并行敷设的情况。这些行业管理部门都有各自行业的发展建设规划及特殊的使用和安全要求,设计中应充分掌握相关专项规划及行业管理规定等,进行仔细研究,满足国家相关技术要求,尽量避免设计时的交叉连接。如果管道在设计时与规划道路交错时,应考虑到修路时碾压过程,因此在管道铺设是应采用预埋套管方式,另外为保证管道的安全性,还应在套管基础用碎石压实处理。

3、应当符合管道保护的要求,设计中要加强多重安全防护措施

从国内和国外的实践看,造成管道事故的主要原因是:外力作用下的损坏,管材、设备、施工缺陷,管道腐蚀等因素。其中,就目前调查显示,管道由于受到第三方影响而破坏的事接近百分之五十,这就提醒我们在长输管道设计时应特别注意这点。在保护管道方面,大致有以下几方面措施:(1)增加材料的硬度,例如采用高厚度的管道以此来提高管道自身安全系数。(2)适当控制建筑物与管道之间的距离,这样就能降低事故的发生率从而确保管道的安全性。(3)采用新型材料避免管道被其他物质腐蚀,另外亦可采用化学方法保护管道,比如阴极保护法。(4)增加管道上方覆盖层的厚度或在管道上方设置隔板,避免管道遭到非法开挖。⑤采用先进的自控系统,分段阀门采用遥控或自动控制。

四、管道维护与改造

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。管道公司通常会采用多种方式监控系统运行状态,以判断系统是否在高效区运行,制定最优维护、维修计划。美国的管道公司会定期维护和更换易损件,如压缩机阀等。对于往复式压缩机站,压缩机阀的损毁是造成其非计划停运的最大原因。管道公司计划、非计划停运往复式压缩站的最主要原因,就是更换压缩机阀。另外,管道公司还会考虑以下技术改造措施,以提高系统运行的可靠性。

1、调整离心式压缩机的叶轮直径。对于运行条件已经远远偏离原来的设计条件,造成离心式压缩机效率很低,可以通过调整压缩机叶轮直径,使其适应新的工况条件。这一技术方法有时是为了适应一年之内不同季节气量的变化,有时是为了适应较长时期的供需变化。在这方面,英国MSE公司积累了丰富的经验,曾经为BP、Marathon、HESS等公司提供服务,以适应气田产量降低、集输气系统压力变化大等情况。

2、更换往复式压缩机的柱塞。为了适应更高的压力需求或负荷变化,用改进后的新柱塞替换复式压缩机的现有柱塞。

3、设计先进的压缩机脉动控制系统。运用先进的压缩机脉动控制系统,在降低脉动的同时还能够提高运行效率,降低能量消耗。

4、对电机拖动压缩机进行调速控制。调整电机拖动压缩机转速,使其适应气量变化,达到较高的运行效率。但由于此项改造比较复杂,改造费用较高,此项技术应用较少。

五、结束语

合理的线路走向、优秀的设计方案,加强长输管道的工程质量和技术管理,规范施工管理,完善有关法律和法规,可为控制投资和工程顺利投产创造良好的条件,是系统运行可靠性、安全性和经济性的重要保证。

参考文献:

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郑贤斌. 油气长输管道工程人因可靠性分析[J]. 石油工业技术监督. 2007(06)

赵忠刚,姚安林,赵学芬,薄英. 油气管道风险因素的权重赋值方法研究[J]. 天然气工业. 2007(07)

刘瑞凯,吴明. GIS技术在长输油气管道风险分析与决策中的应用[J]. 当代化工. 2011(09)

Abstract: The pipeline is between production pipeline design, construction and pipeline officially put into operation after the previous process. This paper first introduces the pipeline (including crude oil pipeline, pipeline and heating pipes) and the commissioning of gas pipeline technology; then each of the production process of submarine pipelines and oil pipelines plateau production process, for example, designed and optimized for both pipeline under special circumstances a reasonable production process; finally tells the pipeline transportation of natural gas production technology changes. Meanwhile, the paper also start the production process and production pipeline in the process of precautions have also been illustrated in detail. Keywords: pipe production, technology, research, oil pipelines, gas pipelines, submarine gas pipeline

带式输送机设计毕业论文

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简单的毕业设计有:

1、可伸缩带式输送机结构设计。

2、AWC机架现场扩孔机设计 。

3、ZQ-100型钻杆动力钳背钳设计 。

4、带式输送机摩擦轮调偏装置设计。

5、封闭母线自然冷却的温度场分析 。

毕业论文有:

1、撑掩护式液压支架总体方案及底座设计 。

2、支撑掩护式液压支架总体方案及立柱设计 。

3、膜片弹簧的冲压工艺及模具设计 。

4、带式输送机说明书和总装图 。

机械专业毕业论文开题报告范文(精选6篇)

在生活中,报告与我们愈发关系密切,要注意报告在写作时具有一定的格式。那么什么样的报告才是有效的呢?下面是我整理的机械专业毕业论文开题报告范文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

论文题目:

MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告

本课题的研究内容

本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作:

1、调研一个加工中心,了解其无机械手换刀刀装置和结构。

2、参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图,要有方案分析,不能照抄现有机床。

3、设计该刀库的一个重要部分,如刀库的转位机构(包括定位装置,刀具的夹紧装置等),画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。

4、撰写设计说明书。

本课题研究的实施方案、进度安排

本课题采取的研究方法为:

(1)理论分析,参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。

进度安排:

收集相关的毕业课题资料。

完成开题报告。

完成毕业设计方案的制定、设计及计算。

完成刀库的设计

完成毕业设计说明书。

毕业设计答辩。

主要参考文献

[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,

[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社

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[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书

[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,

[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,

1 课题提出的背景与研究意义

课题研究背景

在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦,这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗,降低了运动精度和使用寿命,增加了运动噪声和发热,甚至可能使精密部件变形,限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系,特别是在低速微进给情况下,这种非线性关系难以把握,可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象,严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此,把消除或减少摩擦的不良影响,作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中,即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义,且社会应用前景广阔。

课题研究的意义

机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合,受摩擦磨损的影响,传统的滚动轴承的寿命一般比较短,而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足,磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点,将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术,它以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削,必须要解决许多关键技术,其中最主要的就是高速切削主轴系统,而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中,磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于,系统开环不稳定,需要实施主动控制,而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品,对其精确的分析研究是一项相当困难的工作,如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难,在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法,主要从理论上进行研究,利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。

2 本课题国内外的研究现状

磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点,主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年,Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起,国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议,交流和研讨该领域的最新研究成果;1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题,同年教授提出了数字控制问题;1998年瑞士联邦理工学院的和等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年,瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高,并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中,电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会,磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆(HTR-10GT)、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚,对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。

1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机;1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法,建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型,这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究;1998年,上海大学开发了磁力轴承控制器(600W)用于150m制氧透平膨胀机的控制;2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作,实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前,国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验,当转速60000r/min、法向磨削力100N左右时,精度达到小于8m的水平,精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月,南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定,向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备,在济南第四机床厂做磨削试验,成功磨制出一个内圆孔工件,这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来,由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展,磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。

从总体上看,磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展:

(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析,更多地运用非线性理论对主动

磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析;更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。

(2)注重系统的整体优化设计,不断提高其可靠性和经济性,以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。

(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求,控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性,各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。

(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如:无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外,磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如:高洁净钢材Z钢和EP钢的引入;陶瓷滚动体,重量比钢球轻40%;润滑技术的开发,对于高速切削液的主轴,油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴;保持架的开发,聚合物保持架具有重量,自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看,磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘,而它本身也未达到替代其它轴承的水平,设计理论,控制方法等都有待研究和解决。

3 课题的研究目标与研究内容

研究目标

控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心,因此正确选择控制方案和控制器参数,是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统,其结构简单,性能评判相对容易、研究周期短,并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点,该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。

主要研究内容

(1)阐述课题的研究背景与意义,对国内外相关领域的研究状况进行综述。

(2)对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析,并将其数值化、离散、解耦和降阶等,为后续研究

1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)

本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。

对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节,这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号,适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中,如果发现钢坯的质量有问题,就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息,及早的发现并解决生产设备中存在的问题。

目前,在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号,虽然其辅助设备较多,价格较贵,但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内,除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机,大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。

实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一,钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量,而且打断了生产的自动化进程,从而致使生产效率降低,生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高,有强烈的热辐射,同时还有大量的水蒸气和粉尘,因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大,并且对身体是一种摧残,容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。

作为一个大学生,毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会,也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣,我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说,钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。

2、基本内容和技术方案

本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯,用切割机割成定长,由300mm宽的输出通道送出。

1.基本内容

先拟定钢坯喷号机的总体方案,然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数,最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。

2.系统技术方案

(1)工作过程:启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置,按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC),控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件,行走部件带动喷头靠近钢坯表面,然后喷头进行喷号),喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。

(2)要求实现的功能:行走部件功能(喷号机整体左右的移动,喷号部件的上下前后移动,喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号,清洗号码牌,号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字,号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm,号码间距为5mm。

(3)实现方案:

行走功能的实现:由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位,所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件,并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动,下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动,滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动,并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动,右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。

喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。

3、进度安排

3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识,并翻译英文文献

5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计

8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数

10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图

14-15周 准备并进行毕业答辩

1. 设计(或研究)的依据与意义

十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。

相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:

1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大提高。

2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。

3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。

4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料的利用率,从而使零件成本大大降低。

2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述

利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。

采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,提高产品质量和生产效率:

(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30﹪;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30﹪;

(2)锻件质量显着提高,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍;

(3)由于一次性挤压成型,生产率提高25%.

数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。

目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。

3. 课题设计(或研究)的内容

1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。

2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4)相关英文资料翻译。

4. 设计(或研究)方法

1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。

2)写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4)查阅20篇以上与课题相关的文献。

5)完成12000字的论文。

6)翻译10000个以上英文印刷符号。

5. 实施计划

04-06周:文献检索,开题报告。

07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。

11-13周:进行数值模拟。

14-16周:撰写毕业论文。

17周:进行答辩。

一、毕业设计题目的背景

三级圆锥—圆柱齿轮减速器,第一级为锥齿轮减速,第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。

二、主要研究内容及意义

本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了齿轮、减速器等的相关内容;在技术路线中,论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便。

本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会,也是最专业的一次锻炼,它将使我们更加了解实际工作中的问题困难,也使我对专业知识又一次的全面总结,而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解,我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。

三、实施计划

收集相关资料:20XX年4月10日——4月16日

开题准备: 4月17日——4月20日

确定设计方案:4月21日——4月28日

进行相关设计计算:4月28日——5月8日

绘制图纸:5月9日——5月15日

整理材料:5月15日——5月16日

编写设计说明书:5月17日——5月20日

准备答辩:

四、参考文献

[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.

[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.

[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.

[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.

[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.

[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008

1. 设计(或研究)的依据与意义

十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。

相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:

1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大增强。

2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。

3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。

4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,增强材料的利用率,从而使零件成本大大降低。

2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述

利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。

采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,增强产品质量和生产效率:

(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30%;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30%;

(2)锻件质量显着增强,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍;

(3)由于一次性挤压成型,生产率增强25%.

数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。

目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。

3. 课题设计(或研究)的内容

1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。

2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4)相关英文资料翻译。

4. 设计(或研究)方法

1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。

2)毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。

3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。

4)查阅20篇以上与课题相关的文献。

5)完成12000字的论文。

6)翻译10000个以上英文印刷符号。

5. 实施计划

04-06周:文献检索,开题报告。

07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。

11-13周:进行数值模拟。

14-16周:撰写毕业论文。

17周:进行答辩。

皮带输送机毕业论文设计

本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。首选胶带输送机作了简单的概述:接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法;然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计;接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,机尾和导回装置,中部机架,拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前,胶带输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一中。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词:带式输送机,选型设计,主要部件以上资料来自“三人行设计网” 我只是复制了一部分给你看 但愿能对你有所帮助 他的还算比较全 你可以去看看 呵呵

我有带式输送机设计书,发你邮箱!邮箱多少?

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一、传动方案拟定第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。(2) 原始数据:滚筒圆周力F=;带速V=;滚筒直径D=220mm。 运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率:(1)传动装置的总效率:η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=××××(2)电机所需的工作功率:Pd=FV/1000η总=1700×× =、确定电动机转速:滚筒轴的工作转速:Nw=60×1000V/πD=60×1000×π×220=根据【2】表中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=(6~20)×符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表查出有三种适用的电动机型号、如下表方案 电动机型号 额定功率 电动机转速(r/min) 传动装置的传动比 KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮1 Y132s-6 3 1000 960 3 Y100l2-4 3 1500 1420 3 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y100l2-4。其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/、分配各级传动比(1) 取i带=3(2) ∵i总=i齿×i 带π∴i齿=i总/i带=四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=nm/i带=1420/3=(r/min)nII=nI/i齿=(r/min)滚筒nw=nII=(r/min)2、 计算各轴的功率(KW) PI=Pd×η带=× PII=PI×η轴承×η齿轮=××、 计算各轴转矩Td=וm TI=入/n1 =•m TII =入/n2=•m 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算(1) 选择普通V带截型由课本[1]P189表10-8得:kA= P=×据PC=和n1=由课本[1]P189图10-12得:选用A型V带(2) 确定带轮基准直径,并验算带速由[1]课本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×()= mm由课本[1]P190表10-9,取dd2=280带速V:V=πdd1n1/60×1000=π×95×1420/60×1000 =在5~25m/s范围内,带速合适。(3) 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2×500+(95+280)+(280-95)2/4×450=根据课本[1]表(10-6)选取相近的Ld=1600mm确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+()/2=497mm (4) 验算小带轮包角α1= ×(dd2-dd1)/a=×(280-95)/497=>1200(适用) (5) 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得 P1=≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=查[1]表10-3,得Kα=;查[1]表10-4得 KL= PC/[(P1+△P1)KαKL]=[() ××]= (取3根) (6) 计算轴上压力由课本[1]表10-5查得q=,由课本式(10-20)单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV[(α)-1]+qV2=[()]+ =则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×()=、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3确定有关参数如下:传动比i齿=取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= ×20=取z2=78 由课本表6-12取φd=(3)转矩T1T1=×106×P1/n1=×106וmm(4)载荷系数k : 取k=(5)许用接触应力[σH][σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得:σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njtn 计算N1=60××10×300×18= /×108查[1]课本图6-38中曲线1,得 ZN1=1 ZN2=按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=故得:d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3= 模数:m=d1/Z1=取课本[1]P79标准模数第一数列上的值,m=(6)校核齿根弯曲疲劳强度σ bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=×20mm=50mm d2=mZ2=×78mm=195mm齿宽:b=φdd1=×50mm=55mm取b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得:YFS1= (8)许用弯曲应力[σbb]根据课本[1]P116:[σbb]= σbblim YN/SFmin由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa校核计算σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=< [σbb1]σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=< [σbb2]故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=××50/60×1000=因为V<6m/s,故取8级精度合适. 六、轴的设计计算 从动轴设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知: σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa 2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为: d≥C 查[2]表13-5可得,45钢取C=118 则d≥118×()1/3mm= 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取d=35mm 3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩:T=×106P/n=×106× N 齿轮作用力: 圆周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N 径向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N 4、轴的结构设计 轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系结构草图。 (1)、联轴器的选择 可采用弹性柱销联轴器,查[2]表可得联轴器的型号为HL3联轴器:35×82 GB5014-85 (2)、确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置 在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位,联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位 (3)、确定各段轴的直径将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配(如图),考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取第二段直径为d2=40mm齿轮和左端轴承从左侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴处d3应大于d2,取d3=4 5mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm. (4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm. (5)确定轴各段直径和长度Ⅰ段:d1=35mm 长度取L1=50mmII段:d2=40mm 初选用6209深沟球轴承,其内径为45mm,宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:L2=(2+20+19+55)=96mmIII段直径d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmⅣ段直径d4=50mm长度与右面的套筒相同,即L4=20mmⅤ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm(6)按弯矩复合强度计算①求分度圆直径:已知d1=195mm②求转矩:已知T2=•m③求圆周力:Ft根据课本P127(6-34)式得Ft=2T2/d2=2×④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得Fr=Ft•tanα=×tan200=⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=48mm(1)绘制轴受力简图(如图a)(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力:FAY=FBY=Fr/2=由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=×96÷2=•m截面C在水平面上弯矩为:MC2=FAZL/2=×96÷2=•m(4)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MC12+MC22)1/2=()1/2=•m(5)绘制扭矩图(如图e)转矩:T=×(P2/n2)×106=•m(6)绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=,截面C处的当量弯矩:Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[(×)2]1/2=•m(7)校核危险截面C的强度由式(6-3)σe=×453=< [σ-1]b=60MPa∴该轴强度足够。主动轴的设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知: σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa 2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为: d≥C 查[2]表13-5可得,45钢取C=118 则d≥118×()1/3mm= 考虑键槽的影响以系列标准,取d=22mm 3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩:T=×106P/n=×106× N 齿轮作用力: 圆周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N 径向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N 确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置 在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定 ,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位, 4 确定轴的各段直径和长度初选用6206深沟球轴承,其内径为30mm,宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。(2)按弯扭复合强度计算①求分度圆直径:已知d2=50mm②求转矩:已知T=•m③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得Ft=2T3/d2=2×④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得Fr=Ft•tanα=×⑤∵两轴承对称∴LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=(2) 截面C在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=×100/2=19N•m(3)截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=×100/2=•m(4)计算合成弯矩MC=(MC12+MC22)1/2=(192+)1/2=•m(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=[MC2+(αT)2]1/2=[(×)2]1/2=•m(6)校核危险截面C的强度由式(10-3)σe=Mec/()=(×303)=<[σ-1]b=60Mpa∴此轴强度足够(7) 滚动轴承的选择及校核计算 一从动轴上的轴承根据根据条件,轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h (1)由初选的轴承的型号为: 6209, 查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=, 基本静载荷CO=, 查[2]表可知极限转速9000r/min (1)已知nII=(r/min)两轴承径向反力:FR1=FR2=1083N根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力FS= 则FS1=FS2=(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3)求系数x、yFA1/FR1=682N/1038N = =根据课本P265表(14-14)得e=48000h ∴预期寿命足够二.主动轴上的轴承: (1)由初选的轴承的型号为:6206 查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,基本额定动载荷C=,基本静载荷CO=, 查[2]表可知极限转速13000r/min 根据根据条件,轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h (1)已知nI=(r/min)两轴承径向反力:FR1=FR2=1129N根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力FS= 则FS1=FS2=(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端FA1=FS1= FA2=FS2=(3)求系数x、yFA1/FR1= = =根据课本P265表(14-14)得e=48000h ∴预期寿命足够 七、键联接的选择及校核计算1.根据轴径的尺寸,由[1]中表12-6高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为:键8×36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为:键 14×45 GB1096-79轴与联轴器的键为:键10×40 GB1096-792.键的强度校核 大齿轮与轴上的键 :键14×45 GB1096-79b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm圆周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=挤压强度: =<125~150MPa=[σp]因此挤压强度足够剪切强度: =<120MPa=[ ]因此剪切强度足够键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核,并且符合要求。八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~1、减速器附件的选择通气器由于在室内使用,选通气器(一次过滤),采用M18×油面指示器选用游标尺M12起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳.放油螺塞选用外六角油塞及垫片M18×根据《机械设计基础课程设计》表选择适当型号:起盖螺钉型号:GB/T5780 M18×30,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8X12,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8×20,材料Q235螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235箱体的主要尺寸:: (1)箱座壁厚z=× 取z=8 (2)箱盖壁厚z1=× 取z1=8 (3)箱盖凸缘厚度b1=×8=12 (4)箱座凸缘厚度b=×8=12 (5)箱座底凸缘厚度b2=×8=20 (6)地脚螺钉直径df = ×(取18) (7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<250) (8)轴承旁连接螺栓直径d1= =×18= (取14) (9)盖与座连接螺栓直径 d2=()df =× 18= (取10) (10)连接螺栓d2的间距L=150-200 (11)轴承端盖螺钉直d3=()df=×18=(取8) (12)检查孔盖螺钉d4=()df=×18= (取6) (13)定位销直径d=()d2=×10=8 (14)至外箱壁距离C1 (15) (16)凸台高度:根据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准。(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1+C2+(5~10)(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离:> mm (19)齿轮端面与内箱壁间的距离:=12 mm (20)箱盖,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm (21)轴承端盖外径∶D+(5~5.5)d3 D~轴承外径(22)轴承旁连接螺栓距离:尽可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉为准,一般取S=D2.九、润滑与密封1.齿轮的润滑采用浸油润滑,由于为单级圆柱齿轮减速器,速度ν<12m/s,当m<20 时,浸油深度h约为1个齿高,但不小于10mm,所以浸油高度约为36mm。2.滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑。3.润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。4.密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。十、设计小结课程设计体会课程设计都需要刻苦耐劳,努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧,而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重,挫折不断到一步一步克服,可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关;最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气!课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固,许多计算方法、公式都忘光了,要不断的翻资料、看书,和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦,有时还会有放弃的念头,但始终坚持下来,完成了设计,而且学到了,应该是补回了许多以前没学好的知识,同时巩固了这些知识,提高了运用所学知识的能力。十一、参考资料目录[1]《机械设计基础课程设计》,高等教育出版社,陈立德主编,2004年7月第2版;[2] 《机械设计基础》,机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版

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