基于尺寸链的刚性联轴器安全防护装置研究

论文摘要

联轴器是机械传动系统的重要部件,它的防护水平反映了一个国家的工业安全程度和安全科技水平。联轴器工作时转速较高,加强联轴器的安全防护可以预防并降低绞碾、飞溅等事故的发生,实现传动系统工作环境的安全。目前国内尚没有统一的、专门针对联轴器防护的标准,防护装置的设计、制造、安装等很不规范。因此,本文采用线性回归分析和尺寸链理论相结合的方法,对标准刚性联轴器防护装置进行了研究和设计。本文在分析了联轴器危险的主要类别和安全防护存在的问题的基础上,提炼了刚性联轴器对防护装置影响的关键技术参数。通过对黑龙江省部分外企传动设备及私企进口传动设备的联轴器及其防护装置进行的实际调研,获取了106组联轴器及其防护装置的轴向和径向尺寸数据,应用线性回归分析理论对这些数据进行了分析及优化,计算出了联轴器和防护装置在外形尺寸参数上相互影响的关系方程,并利用关系方程对标准刚性联轴器防护装置的径向圆弧直径尺寸和轴向长度尺寸进行了初步设计。以Ω型防护装置为研究对象,按照长度尺寸把标准刚性联轴器划分成10组,对每一组联轴器设计一个具有轴向长度和径向尺寸的最佳防护装置,形成具有相同结构的防护装置系列,并设计了防护装置参数表,实现了防护装置的尺寸链设计。最后,应用人机工程学理论,对防护装置的安全距离、标志、色彩及人员的行为因素等进行了统一分析。国家出台的机械防护标准中很少有对防护装置的定量研究,本课题的研究对实现联轴器防护装置的定量研究具有重要意义。采用尺寸链设计方法,弥补了传统设计方法的繁琐和低效的缺点,为防护装置的快速设计提供了一种可行的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 联轴器安全防护装置研究现状及分析
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文研究方法
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第2章 刚性联轴器对防护装置的关键影响参数提取分析
• 2.1 刚性联轴器危险分析
• 2.1.1 主要危险类别
• 2.1.2 刚性联轴器安全防护分析
• 2.2 刚性联轴器的分类及标准化
• 2.2.1 刚性联轴器分类
• 2.2.2 国内外联轴器标准化概况比较分析
• 2.3 关键影响参数的选取
• 2.4 联轴器外形尺寸对防护装置影响线性回归分析
• 2.4.1 线性回归分析
• 2.4.2 基于MATLAB 的线性回归分析
• 2.4.3 外缘直径尺寸影响线性回归分析
• 2.4.4 联轴器长度线性回归分析
• 2.5 轴孔外径尺寸
• 2.6 顶端落地高度和工作转速对防护装置影响分析
• 2.7 本章小结
• 第3章 防护装置基本参数和主要尺寸设计
• 3.1 防护装置的人机工程学设计要求
• 3.2 防护装置外形尺寸设计
• 3.2.1 防护装置径向尺寸
• 3.2.2 防护装置轴向尺寸
• 3.3 防护装置类型及基本参数选取
• 3.3.1 Ω 型防护装置类型及基本参数选取
• 3.3.2 半封闭型防护装置类型及基本参数选取
• 3.3.3 全封闭型防护装置类型及基本参数选取
• 3.4 本章小结
• 第4章 刚性联轴器安全防护装置尺寸链设计
• 4.1 尺寸链设计
• 4.2 尺寸链设计技术及过程
• 4.2.1 原始模型的建立
• 4.2.2 驱动配置参数形成系列化模型
• 4.3 刚性联轴器Ω型防护装置尺寸链设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 防护装置对传动系统安全的影响
• 5.1 人机工程学理论
• 5.2 防护装置的人机工程学分析
• 5.2.1 防护安全距离
• 5.2.2 工作环境对防护装置类型的影响
• 5.2.3 工作环境对防护装置材质的影响
• 5.2.4 标志及色彩等研究
• 5.3 防护装置对传动系统的安全防护
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢