万能材料试验机设计计算书(DOC)
万能材料试验机设计计算书
编制:刘泽永
审核:
批准:
2014.12.26 北京
目录
一、绪论
1.1 背景及意义
1.2万能材料试验机的发展和趋势
1.3本次设计的内容以及主要技术指标
二、万能材料试验机的总体设计
2.1 加载方案的设计与选择
2.2 传动方案的设计与选择
2.3 总体结构的设计
三、设计计算与说明
3.1 电动机的选择
3.2 传动比的分配与选择
3.3 锥齿轮的设计计算
3.4 蜗轮蜗杆的设计计算
3.5 滚珠丝杆机构的设计计算
一、绪论
1.1背景及意义
材料试验机是对材料、零件和构件进行机械性能和工艺性试验的设备。产品好坏，除了从结构设计、加工工艺、处理规范诸方面去考虑以外，合理选择材料也是一个重要方面，例如金属、非金属、各种新型的高温合金、高分子化合物及复合材料等要达到物尽其用，就必须知道材料的性能；在研究新材料、新工艺，也需测定材料的机械性能；对新型机器或设备的受力部件，特别是大型构件(如桥梁、船体等)有时还需进行整机试验，以考虑所用材料及工艺设计是否合理等，都需要各种专门的材料试验机来测量相关参数。
材料受载后表现出弹性、塑性、断裂三个变型过程，并且在各个过程已有相关技术标准(规范)规定出相关性能的技术指标，这些性能指标的具体测定必须在试验机上来完成。试验机的功能和计量特性指标是否满足预期使用要求，是材料机械性能试验的关键。材料试验机不仅是研究材料机械性能理论的基本手段和依据，也是企业、事业单位目前生产检验的基本手段之一。
国外，在工业比较发达的国家中，对于试验机的研制和生产，都是比较重视的。这是因为，材料试验机作为一个基础工业部门，对于工业生产和科研工作有直接的不容忽视的影响。
实际上，对于工业生产和各种工程设计来说，材料试验机是确保各种机器，车辆，船舶和结构物的合理设计与安全运行的重要测试设备。因为，为了既经济又安全可靠地从事各种工程设计，必须根据材料的机械性能选取合适的材料。否则，可能造成浪费，或者导致发生严重的事故。而要获得准确的材料机械性能数据，只有使用材料试验机。
在工业生产特别是军事工业生产中，为了保证产品质量，常常需要对各种材料和零部件或整机进行检定和测试。许多重要性的热处理零部件，如轧钢机的钢辊，机器的主轴和汽车的连杆等，都要百分之百的进行硬度检定。
在冶金工业生产中，随着科学技术的飞速发展，也提出了许多新问题。例如现代技术的发展，需要一些具有特殊性能的，能在高温，低温，高压，高速以及各种复杂条件下工作的材料，因此必须研制新型材料与合金。钢铁厂生的的钢材，也需要随时检验。显而易见，所有这些研究和检验工作，离开材料试验机是无法进行的。
1.2、万能材料试验机的发展和趋势
1.2.1、国外万能材料试验机的发展
国外电子万能试验机经过四十年的发展，先后推出四代产品，即：第一代为电子管与晶体管模拟时代，第二代为集成电路模拟时代，第三代为数字时代，第四代为计算机时代。比较有代表性的厂家有英国的英斯特朗公司和日本岛津制作所。英斯特朗公司生产的第一代产品是l 110系列．第二代产品是1190系列，第三代产品是1100、600O袅列。第四代产品是4500系列(精密型)和40(H)(4200、4300)系列(标准型)。岛津制作所生产的第一代产品是1s系列．第二代产品是DSS系列．第三代产品A GA、B、C系列，第四代产品
是AG—E系列。
图 1 英斯特朗产品
图 2 岛津AGS-X产品
1.2.3、本次设计的内容以及主要技术指标
本次设计主要设计万能材料试验机的机械部分，机械部分分为加载部分、传
动部分和执行部分。设计的重点在材料试验机的结构设计以及关键零件的强度和
刚度的校核。
本次设计主要达到的技术指标有：
1、最大试验力：100kN
2、横梁速度范围：0.005mm/min～500mm/min无级；任意设定
3、试验空间宽度：600mm
4、外形尺寸（长×宽×高）：1520mm×840mm×2125mm
5、整机形式：立式
二、万能材料试验机的总体设计
2.1 加载方式：
加载方式可以选用以下几种方式：
液压加载
机械加载
现在分别讨论：
液压加载：
采用如下图所示的液压传动，它具有以下特点：
①当电磁换向阀5置于中位时，液
压缸位置保持不动；
②当电磁换向阀5置于左位时，液
压缸处于工进状态；
③当电磁换向阀5置于右位时，液
压缸处于快退状态；
④同时，储能元件4能及时吸收多
余的能量，并在原动件能量提供不足时
释放能量，与溢流阀2配合保持系统的
恒压；
⑤可变液压泵1能根据使用要求
提供数值上连续的压力油
⑥若要生成扭转运动可以使用摇
摆式液压缸，若要生成直线运动则可以
使用柱塞式液压缸
机械加载
用于生成上下直线运动的方案：
凸轮传动，如下图所示：
图2-1 凸轮机构加载方案图
优点：结构简单,紧凑
缺点：由于点线接触,易磨损，从动件行程不易过大曲柄滑块机构
图2-3曲柄滑块机构加载方案图
特点：曲轴双端支承，受力好；滑块行程较大，行程不可调。大型曲轴锻造困难，受弯、扭作用，制造要求高。
滚珠丝杆机构：
当丝杆传动时带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成的循环返回滚道，从而形成滚珠流动的闭合通道。
图2-4 滚珠丝杆机构加载方案图
特点：摩擦阻力矩小，传动效率高，轴向刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长。
用于生成扭转运动的方案：
齿轮传动
图2-5 齿轮加载方案图
特点：能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命
长，结构紧传动速度和功率范围广。但需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。
②涡轮蜗杆传动
图2-6 涡轮蜗杆加载方案图
特点：
1）结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80。
2) 工作平稳无噪音
3) 传动功率范围大
4）可以自锁
5）传动效率低
③齿轮齿条机构：
图2-7 齿轮齿条加载方案图
特点：这样的机构可以反向驱动，也就是齿条做直线运动来带动齿轮旋转，适合大距离的传递，如机床导轨底下带动托板箱移动的就是齿轮齿条传动，齿轮齿条机构需要外加锁紧装置，因为齿轮齿条机构不能自锁。
2.2 传动方案的设计
①同步齿式带传动，其特点有：
1、无打滑现象，传动比稳定不变
2、可以用于速度较高的场合
3、传动效率较高
4、结构紧凑，耐磨性好
②齿轮传动，其特点如前所述
③链传动，其特点有：
1、无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；
2、所需张紧力小，作用于轴上的压力小；
3、能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。
4、仅能用于两平行轴间的传动；
5、成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。
2.3 总体结构设计方案选择
综上加载方案和传动方案的选择，可以设计以下几种总体结构方案：
①电动机产生动力后通过减速箱带动带运动，由带轮的转动带动丝杠转动。与此同时与丝杠配合的丝杠螺母则带动上横梁上下运动。下夹具通过离合器与减速箱电动机连在一起产生扭转运动，而上夹具则是固定在试验台上。
该方案具有下述特
点：
（1）传动精度高，
运动平稳，无爬行现象
滚动丝杠传动基本上是
滚动摩擦，摩擦阻力小，
摩擦阻力的大小几乎与
运动速度完全无关，这样
就可以保证运动的平稳
性，且不会出现爬行现象
（其静摩擦系数与动摩
擦系数相差极小）。
（2）有可逆性滚
珠丝杠摩擦损失小，可以
从旋转运动转换为直线
运动，也可以从直线运动
转换为旋转运动。
（3）成本高滚珠
丝杠和螺母等元件的加
工精度要求较高，光洁度
要求也较高，故制造成本高。
（4）丝杆机构不能自锁特别是垂直丝杠，由于自重惯性力的关系，运动部件在运动停止后不能自锁，需加制动装置。
（5）带传动不能保持恒定的传动比。
②电动机产生动力后通过减速箱，再经过涡轮蜗杆的传动，带动圆锥齿轮运动，由圆锥齿轮的转动带动丝杠转动。与此同时与丝杠配合的丝杠螺母则带动上横梁上下运动。下夹具通过离合器与减速箱电动机连在一起产生扭转运动，而上夹具则是固定在试验台上。
该方案采取了圆锥齿轮传动，可以使丝杆机构实现自锁，运动过程中冲击较小。
③液压系统带动上横梁上下运动。下夹具通过离合器与减速箱电动机连在一起产生扭转运动，而上夹具则是固定在试验台上。
该方案由于采用了
液压驱动，故有以下特
点：
（1）液压传动能够
实现无级变速，工作平
稳；同功率时液压装置体
积小、质量轻；
（2）液体为工作介
质易泄露，造成污染；油
液可压缩故传动比不准
确；传动过程中损失较
大，效率较低；
（3）液压传动对油
温和负载变化极为敏感，
对外部环境要求较高；
（4）液压元件精度
高，造价高；
（5）液压传动一旦
出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。
综合考虑上述方案，并综合市场上主流选择，我采用方案二作为最终选择。
三、设计计算与说明
3.1 电动机的选择：
由设计要求有最大试验力为100kN 以及横梁速度最大为500mm/min ，求得有效功率
P=F ×V ＝100×103
×60
10500-3
?=833W
式中：P ——有效功率，W ；F ——试验机输出力，N ；V ——丝杠速度，m/s 电机功率在传递过程中必然有一定的损失。参阅机械工程手册可知，丝杠与丝杠螺母间传动效率为0.9，锥齿轮传动效率为0.94，涡轮蜗杆传动效率为0.9，其他联结件传动效率为0.9。故
η总=η蜗η丝杆η齿η其他=0.9×0.9×0.94×0.9=0.677 所以
P 电机=
总
ηP
=
677
.0833
=1230W 上式中 P ——试验机有效功率 P 电机——试验机所需功率 η总——试验机总效率
而设计要求试验机实现无级调速，故可采用三相异步电动机，查询设计手册，选择变频调速三相异步电动机，型号为YVP90L-4
该电机的主要参数为： 额定功率 P=1.5 Kw ；额定电流 3.8 A ； 额定转矩 10 N?m ； 同步转速 1500 r/min ； 3.2 传动比的分配与选择：
查询机械设计手册，选择螺距为10mm 的普通丝杆 则丝杆传动螺杆最大转速为： n w =P V =10
500=50r/min
而前面选择电动机的转速为1500r/min,则总传动比为：
i=
w
n n =501500=30 又有：i= i 箱i 蜗i 齿
综合考虑各传动比合理范围，不妨选择i 箱 =2，i 蜗=10，i 齿=1.5
3.3 锥齿轮的设计计算：
由设计要求可以知，
锥齿轮最大输入功率 P 2=P 3=
4
.90417
=443.6W 锥齿轮输入转速 n 2=n 3=75r/min
传动比 i=1.5 预定使用时间 5年
3.3.1 选材、热处理、选齿数
①查询《机械设计》，可以选取小齿轮材料为45钢，调质至230HBS ；大齿轮45钢，正火至190HBS ，均取8级精度。
②确定齿数z
(1)选z1=35,z2=1.5×35=52.5,取z2=53； (2)计算u=z1/z2=53/35=1.51；
(3) Δi=.5
1.5
1-.511=0.0067<0.05，符合要求
3.3.2 按接触强度计算1d
查询《机械设计》，接触疲劳强度计算公式为
3
2
2
1t 1][)5.01(u 4d ）（H
H E R R Z Z T K σφφ-≥ 以下计算公式中各参数： 1．计算1T T 1=9.5575
44
.40106?
?=5.6×104N.mm 2．计算K A v K K K K β= (1)由《机械设计》选取使用系数K A =1.0 (2)试选动载荷系数K v 记K vt 试选K vt =1.18 (3)取ΦR =0.3值, 则
Φdm =1
b m d =R R u φφ-+212=0.32
(4)由图4-45，查《机械设计》得齿向载荷分布系数K β=1.1 (5)计算1 1.18 1.1 1.29t A v K K K K β==??=
3．弹性系数E Z 由《机械设计》查得Z E =189.8a MP 4．节点系数H Z 查得Z H =2.5 5．许用应力H
m H H S 1
li ][σσ=
K HN
(1)由所选材料，查机械设计手册得1li m H σ=570MPa,
2li m H σ=460MPa
(2)由已知条件计算
N1=60n 1t=60×75×5×300×24=1.62×108
N2u
N
1==1.07×108
(3)查得寿命系数K HN1=1.02 K HN2=1.04 (4)查得安全系数S H =1 (5)计算得==
11
lim 1][HN H
H H K S σσ592MPa
MPa K S HN H
H H 478][22
lim 2==
σσ
代入小值计算。 (6)计算1d
3
2
2
1t 1][)5.01(u 4d ）（H
H E R R Z Z T K σφφ-≥=64.48mm 6．由于K vt 为试选所得，下面对前面所得到的d 1进行检验。 （1）模数 m=
1
1d z t =3548.64=1.84 查机械设计手册取m=2mm
（2）按几何关系计算d 1 d 1t =mz 1=2×35=70mm d m1=d 1(1-0.5ΦR )=59.5 mm （3）圆周速度m v v m =
100060d 1
1?n m π=
10006075
5.59???π=0.23m/s
查得K V =1.10 （4）校对d 1：
d 1=t Vt V d K K 13
=?318
.110.170=68.38mm 与d 1t 相差不大，不需要重算。
3.3.3 按齿根弯曲强度校核
查《机械设计》得计算公式：
3
22
121
][u 1)5.01(4m F
Sa
Fa R R Y Y Z KT σφφ+-≥ 下面计算式中的参数：
1．计算当量齿数
832.01
5.11.51
u c 2
2
1=+=
+=
u os δ
则：1δ=33.7o
而：2δ=90 o-1δ=56.3 o 所以：=2c δos 0.555 那么当量齿数：1
1
1cos δZ Z v =
=42.07 2
2
v2cos δZ Z =
=95.50 2．由当量齿数v Z 查《机械设计》得 齿形系数8.321=Fa Y 、2Fa Y =2.19，
齿根应力修正系数7.611=Sa Y 、9.712=Sa Y 。 3．确定m
(1)查《机械设计》得 1lim F σ=420MPa 、2lim F σ=380MPa (2)查得K FN1=0.89, K FN2=0.87 (3)取安全系数1F S =.2 (4)计算11
lim 1][FN F
F F Y S σσ=
=311.5MPa
22
lim 2][FN F
F F K S σσ=
=282MPa
(5)分别计算大小齿轮的
F
Sa
Fa Y Y ][σ值 小齿轮
111][F Sa Fa Y Y σ=0.01276，大齿轮2
22][F Sa Fa Y
Y σ=0.01390 比较，有
111][F Sa Fa Y Y σ>2
2
2][F Sa Fa Y Y σ 故取大齿轮值代入计算
3
22
121
][u 1)5.01(4m F
Sa
Fa R R Y Y Z KT σφφ+-≥=1.66mm 这说明m=2mm 符合齿根弯曲疲劳强度条件。
3.3.4 几何尺寸计算 1．分度圆直径d d 1=mz 1=70mm
d 2=mz 2=106mm 2．节锥角δ 832.01
5.11.51
u c 2
2
1=+=
+=u os δ
则：1δ=33.7o
而：2δ=90 o-1δ=56.3 o 3．节锥距R R=
1
1
sin 2d δ=7.33sin 270=63.68mm 4．齿宽b b=ΦR R=18.9mm
就近取整，取b=20 mm 5．齿顶高h a1=m=2 mm 6．齿根高h f1=1.2m=2.4mm 7齿顶圆直径a d
da1=d1+2ha1cos δ1=70+2×2×0.823=73.3mm da2=d2+2ha2cos δ2=106+2×2×0.555=108.2mm
3.4 涡轮蜗杆的设计计算
由设计要求可以知，
涡轮蜗杆最大输入功率 P=
.9
0443.6
=492.9W 涡轮最大转速 n 2=75 r/min 蜗杆最大转速 n 1=750r/min 传动比 i=10
预定使用时间 5年（36000工时）
3.4.1 选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085-1998的推荐，采用渐开线涡轮 3.4.2 涡轮蜗杆材料的选择
考虑到蜗杆速度不大，选择蜗杆材料为45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故将其淬火至50HRC 。涡轮材料为铸造锡青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造。
3.4.3 按齿面接触疲劳强度计算
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。查询《机械设计》，传动中心距计算公式为：
a 32
2)]
[(
H E Z Z KT σρ≥ 以下确定各个参数：
1、确定作用在涡轮上的转矩T2 按Z 1=4，估取效率η=0.9，则
T 2=9.55×106
×2
2n P =9.55×106
×754436.0=5.65×104N.mm
2、确定载荷系数K=K βK A K V
因工作载荷较稳定，故取载荷分配不均系数K β=1，查《机械设计》选取使用系数K A =1.15，又因转速不太高，冲击不大，取动载系数K V =1.08
则：K=K βK A K V =1×1.15×1.08=1.242 3、确定弹性影响系数
因选取铸造锡青铜与45钢的配合，故Z E =160MPa
4、确定接触系数Z ρ
先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a 的比值d 1/a=0.35，从《机械设计》中可查得接触系数Z ρ=2.9
5、确定许用接触应力[σ]H
根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSnlOP1，金属模铸造，蜗杆硬度>45HRC,可查得铸锡青铜蜗轮的基本许用应力[σ]H '=268MPa 。
应力循环系数 N=60jn 2L h =1.62×108
寿命系数 K HN =88
71062.110
?=0.0.71
则[σ]H =[σ]H ' K HN =189.21MPa 6、计算中心距 a 322)][(
H E Z Z KT σρ≥=32
4)21
.1899.2160(1065.5242.1????=75.01mm 查表取中心距a=100mm ，又根据 i=6，查询《机械设计》取模数m=4mm ，蜗
杆分度圆直径d 1=40mm ，分度圆导程角γ=21°48′05″。这时d 1/a=0.4，查得接触系数Z ρ'=2.7，因为Z ρ' 3.4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 1、蜗杆主要参数与几何尺寸 轴向齿距Pa=πm=12.56mm ； 直径系数q=10mm ； 齿顶圆直径da1=d 1+2m=48mm ； 齿根圆直径df1=d 1-2.4m=30.4mm ； 蜗杆轴向齿厚sa=2 1 πm =6.28mm 。 蜗杆齿宽：b1≥(12.5+0.1z1)m=51.6mm,取b1=52mm 2、蜗轮主要参数与几何尺寸 蜗轮齿数z 2=41； 蜗轮分度圆直径 d 2=mz 2=164mm 变位系数x 2=m d d 2a 22 1--=-0.5 蜗轮喉圆直径 da 2=d 2+2(m-0.5) =168mm 蜗轮齿根圆直径 d f2=m(z 2-2.4)=148.8 mm 蜗轮咽喉母圆半径 r g2=a-2 1 d a2= 16mm 蜗轮齿宽B<0.67da1=32.16mm,取B=30mm 3.4.5校核齿根弯曲疲劳强度 计算公式][m 53.12212 F Fa F Y Y d d KT σσβ≤= 1、当量齿数Z v2= 。31.1132 Cos Z =。 31.11413Cos =43.48 根据x 2=-0.5,，Z v2=43.48，查《机械设计》得齿形系数Y Fa =2.36。 2、螺旋角系数 919.01401=- =ο βγ Y 3、查《机械设计》得 由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力[δF ]’=56MPa 。 寿命系数K FN =97 610 62.110 ?=0.73 那么：[δF ]=[δF ]’ K FN =41.10MPa 4、代入计算公式中算得 δ F = βY Y m d d KT Fa 2212 53.1= =??????919.036.241644056500242.153.18.87MPa 弯曲强度是满足的。 3.4.6验算效率: 查《机械设计》有，效率公式为：) tan(t 96.0~95.0v an ?γγ η+=） （ 已知：γ=21°48′05″，而v ?与相对滑动速度v s 有关。 98 .010******* 40cos 100060v 1 1????= ?= πγ πn d s =1.6m/s 查《机械设计》得 f v =0.024，v ?=1°22′，代入式中得η=0.89，与原估计值差别不大，因此不需要重新计算重算。 3.5 滚珠丝杆机构的设计计算 3.5.1 计算工作压强： 1、螺母的轴向位移： 22l s px ??ππ == (3-14) 式中： φ是螺杆转角，rad ；s 是导程，mm ； p 是螺距，mm ；x 是螺纹线数； 令该螺纹为单双线螺纹，则x ＝1； 由于试验机整体高度为2125mm ，故取丝杠移动距离为968mm ，又要留下一定的余量，可令螺纹长度L ＝810mm ； 设计使螺纹移动l=810 mm 时，手轮转动81圈，即： ?=π?281=π162 p= x ?πl 2=1 81162 2??ππ=10 由此可知：s=px=10 mm 2、选取螺杆-螺母材料分别为钢-青铜 查询《机械设计手册》，螺纹中径应满足： d2p 8 .0P F ψ≥ 式中： Ψ是螺母形式参数，整体式螺母取1.2~2.5，分体式螺母取2.5~3.5,取Ψ=2 p p 是螺纹副许用压强，N/mm 2,可取p p =9； 带入数据，有：d2p 8.0P F ψ≥=9 2101008.03 ??=59.63mm 故取d 2=65mm ； 3、螺母高度： H=Φd 2=130mm 4、旋和圈数：n= p H =10 130=13∈（12,16），符合要求 5、基本牙型高度：H 1=0.5P=5mm 6、工作压强：P=n 12H d F π=13 565101003????π=7.54 工作压强满足要求。 7、查表得其摩擦系数f 为0.08~0.10 为了保证自锁，螺纹升角: ≤γ 4.57° 8、螺纹牙根部的宽度：b=0.65p=6.5mm 3.6.2静载荷计算 查询《机械设计手册》得基本额定静载荷特性值K0计算公式： K0= ) )((74 .2721122211ρρρρ++W D 其中：11ρ=22ρ= W D 2 12ρ=S γ1 21ρ= ββ cos 2 2cos w m D d - 式中：D W 为钢球直径，取D W =4mm ； S γ为螺杆滚道曲率半径，取=7.14mm ； β是接触角，取β=45°； d m 是滚动螺旋公称直径，取d m =8mm 。 查《机械设计手册》，有基本额定静载荷公式： C 0a =K 0iD w sin β 代入计算有C 0a =8.2×106 静载荷条件C 0a ≥K F K H F=1.2×1.67×200×106=4×108 上不等式满足，故合格。 3.5.3 螺杆的强度计算 T=9.55×106×n P =9.55×106×5044 .0=8.4×104 N.mm 则根据第四强度理论： 2 3 4223232222 2 2 )652.0104.8(365101004)2.0(3d 43??+???=+=+=）（）（ππτσσd T F ca =40.13MPa 查表得[σ]=40~60MPa 符合强度要求。 3.5.4寿命计算 Ca F K K K K K H F n 1h ≥ 以下计算各参数： 1、螺母接触系数 f M = W D R n =0.76 2、螺杆接触系数f s = W D R S =0.81 3、寿命系数K h =11.3)500(31 =h L 4、转速系数Kn=61.1)3.33(3 1 =n 5、查《机械设计手册》有：载荷系数K F =1.2, 硬度影响系数K H =1.67，短行程系数K 1=1.06。 6、代入计算公式有： Ca F K K K K K H F n 1h ≥ =4.1×105 N ＜965400N 故满足寿命条件。 3.6 圆柱齿轮的设计计算 3.6.1 选择精度等级、材料、齿数 （1）该试验机为一般工作机，选择7级精度 （2）查询《机械设计》，选取小齿轮材料为40Cr ，调质处理至硬度为280HBS,大齿轮为45钢，调质处理至240HBS (3)选择小齿轮齿数为19，由传动比i=2有：z 2=iz1=38,取z 2=37,则实际传 动比i ’=37/19=1.95,误差为2 5 .91-2=0.025<0.05符合要求 3.6.2 按齿面接触强度计算 3 2 11)] [(132.2d H E d t Z u u KT σφ+≥ (1)确定公式里的各参数值 试选载荷系数K t =1.3 计算小齿轮的转矩 mm .1005.715009.023.11055.9n 105.594611 61N P T ?=???=?= 由于小齿轮呈悬臂状，查《机械设计》选取齿宽系数d φ=0.51 查表选取材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 查表有小齿轮的接触疲劳强度极限1lim,H σ=600MPa,大齿轮为2lim H σ=550MPa 计算应力循环次数： N 1=60n 1jL h =60?1500?1?5?300?24=3.24?109 N 2= i 1N =1.62?109 根据上面所得查表选取接触疲劳强度寿命系数K HN1=0.91, K HN2=0.94 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1.05，则： S H H 1lim HN11K ][σ σ==520MPa S H H 2lim HN22K ][σ σ==448MPa (2)计算 1、代入公式计算小齿轮分度圆直径d 1t 32 11)] [(132.2d H E d t Z u u KT σφ+≥=3 24 )4488.189(2125.01005.73.132.2+??=85.10mm 2、计算圆周速度v v=100060d 11?n t π=100060150085.1014.3???=6.68m/s 3、计算齿宽b b=d φt 1d =42.55mm 4、计算齿宽与齿高之比h b 模数m t = 1 1d z t =1910.85=4.47mm 齿高h=2.25m t =10.08mm 则h b =08 .1042.55=4.22 5、计算载荷系数 根据v=6.68m/s,7级精度，查《机械设计》得动载系数Kv=1.16 直齿轮 K αH =K αF =1 查表得使用系数K A =1，插值法查得7级精度，b=42.55mm,小齿轮悬臂布置时，K βH =1.351 由 h b =4.22，K βH =1.351查得K βF =1.21，故实际载荷系数 K=K A K V K αH K βH =1?1.16?1?1.351=1.57 6、按实际载荷系数校正所得的分度圆直径 d 1=3 t 1t d K K =3 1.3 57.110.85?=90.63mm 7、计算模数m 一、万能材料试验机使用基本步骤 1、使用前认真阅读产品说明书，了解设备的量程范围、结构； 2、通电，确认机器是否正常供电和显示； 3、根据要求准备要测试材料和样品，并且用配备的夹具把样品夹好； 4、根据测试要求、设定测试方法，（例如：拉伸还是压缩）、设定测试速度（例如：50mm/min）设定 测试单位（例如力单位：N、gf、Lbf、Kgf、KN ，变形单位：mm、cm、inch、等等）提醒每个厂 家的操作系统是不一样的： 5、开始测试，观察测试过程样品的变化； 6、测试完成，输出测试报告，判断是否合格； 7、测试结束，关闭机器电源，清理卫生； 8、常规保养； 二、万能材料试验机故障排除与维修 机械系统一般性故障 三、万能材料试验机应用 拉力试验机又名拉力测试机、万能材料试验机。拉力试验机是对各种材料进行静载、拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能的试验设备，适用于各种材料物理力学测试。是物性试验、教学研究、质量控制等不可缺少的检测设备，主要应用于：金属材料，橡塑胶材料，复合型材料，纺织材料，薄膜材料，胶粘制品，电线电缆，绳索，焊接，弹簧，安全带，成品，半成品等领域。依照国家标准GB2792-2014之规定设计制造，另符合ASTM D903、GB/T16491、GB/T1040、GB/T8808、GB13022、GB/T 2790/2791/2792、CNS-11888、JIS K6854, PSTC-7等多项国内国际测试标准。 万能材料试验机厂家哪家好我们建议根据测试要求和费用预算综合可虑 1、如果有足够费用预算可以选择例如：英国英特斯朗，美特斯工业系统（中国）有限公司、高铁仪器检 测公司、日本岛津、等进口品牌。 2、如果预算一般可以选择国内做的较好的品牌例如: 恒邦仪器等品牌。 四、恒邦仪器厂家万能材料试验机选型指南 万能材料试验机设计方案 第一章概述 1.1材料试验机概述 材料试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器，可以对材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。 材料试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。按加荷方法分类: 静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。其中静态试验机一个主要组成部分万能试验机又可分为液压万能试验机、电液伺服万能试验机和电子万能试验机。 1.国材料试验机的现状 中国材料试验机的现状验机制造行业在旧中国是空白，中华民国成立后，党和政府十分重视我国计量检测事业的历史悠久，但试计量检测技术的发展，采取了许多重要措来发展仪器仪表工业。经过五十多年的努力，我国材料试验机的制造，从无到有从小到大，从单参数到多参数，从静态到动态，逐步发展成初具规模，具有能生产静负荷试验机（如拉、压万能试验机、扭转试验机、松弛试验机、持久强渡试验机、蠕变试验机、复合应力试验机等）和动负荷试验机（如冲击试验机和疲劳试验机等）的能力，有效地促进了国民经济建设和国防建设的发展。长期以来，试验机也一直是欧美对我国尖端科研课题限制出口的产品。我国的国防科技工业和其它部门的科产业，就必须走自主创新的道路。在新三思集团研院所不能直接进口某些关键材料试验的仪器设备。所以，要发展中国的试验机公司为首的中国试验机民营企业的不断努力下，中国试验机的技术水平得到了长足的进步，国与国外的试验机技术水平的差距正在逐步的缩小。 本文章归新三思集团公司及原作者所有，必究。 百贺仪器科技（下图1-1为公司的产品） 课程设计说明书 题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计 2014年6月28 日 一、题目 12MW凝汽式汽轮机热力设计 二、目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识，训练学生的实际应用能力、理论和实践相结合能力的一个重要环节。通过该课程设计的训练，学生应该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法、汽轮机基本结构和零部件组成，系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，达到理论和实际相结合的目的。 重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 主要技术参数： 额定功率：12MW ；设计功率：10.5MW ； ；新汽温度：435℃； 新汽压力：3.43MP a ；冷却水温：20℃； 排汽压力：0.0060MP a 给水温度：160℃；机组转速：3000r/min ； 主要内容： 1、确定汽轮机型式及配汽方式 2、拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算 3、确定调节级形式、比焓降、叶型及尺寸等 4、确定压力级级数，进行比焓降分配 5、各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实 际热力过程曲线 6、整机校核，汇总计算表格 要求： 1、严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计；设计共计二周。 2、按照统一格式要求，完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确。 3、完成通流部分纵剖面图一张（一号图） 4、计算结果以表格汇总 四、工作内容、进度安排 1、通流部分热力设计计算（9天） （1）熟悉主要参数及设计内容、过程等 （2）熟悉机组型式，选择配汽方式 （3）蒸汽流量的估算 （4）原则性热力系统、整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 （5）调节级选型及详细热力计算 （6）压力级级数的确定及焓降分配 （7）压力级的详细热力计算 （8）整机的效率、功率校核 2、结构设计（1天） 进行通流部分和进出口结构的设计 3、绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张（一号图）（2天） 4、编写课程设计说明书（2天） 五、主要参考文献 《汽轮机课程设计参考资料》.冯慧雯 .水利电力出版社.1992 《汽轮机原理》（第一版）.康松、杨建明编.中国电力出版社.2000.9 《汽轮机原理》（第一版）.康松、申士一、庞立云、庄贺庆合编.水利电力出版社.1992.6 《300MW火力发电机组丛书——汽轮机设备及系统》（第一版）.吴季兰主编.中国电力出版社.1998.8 指导教师下达时间 2014 年6月 15 日 指导教师签字：_______________ 审核意见 系（教研室）主任（签字） 30吨电子万能试验机 一、简介： WDW-300E是新一代30吨电子万能试验 机。主要用于各种金属、非金属及复合材 料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕 裂等力学性能指标的测试。系统采用微机 闭环控制，具有宽广准确的加载速度和测 力范围，对载荷、位移的测量和控制有较 高的精度和灵敏度。该设备适用于金属、 胶粘剂、管材、型材、航空航天、石油化 工、防水卷材、电线电缆、纺织、纤维、 橡胶、陶瓷、食品、医药包装、土工布、 薄膜、木材、纸张等制造业以及各级产品质量监督部门，同时还适用于大中专院校进行教学演示工作。 30吨电子万能试验机主机的设计具有外形美观、操作方便、性能稳定可靠的特点，无污染、噪音低、效率高。辅具的设计与主机相匹配，结构为楔型平动式、手动旋转夹紧，试样不受附加力。夹持方便、可靠、不滑移。 30吨电子万能试验机采用调速精度高、性能稳定的日本松下公司数字式交流伺服调速系统与电机作为驱动系统；特别设计的同步齿型带减速系统和滚珠丝杠副带动试验机的移动横梁运动；以Windows为操作平台的基于数据库技术的控制与数据处理软件采用了虚拟仪器技术代替传统的数码管、示波器，实现了试验力、试验力峰值、横梁位移、试样变形及试验曲线的屏幕显示，所有的试验操作均可以在计算机屏幕上以鼠标输入的方式完成，具有良好的人机界面，操作方便；插装在PC机内的双通道全数字程控放大器实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验力测量的自动换档、调零和标定，无任何模拟调节环节，控制电路高度集成化，完全取消了电位器等机械调整器件，结构简单，性能可靠。上述各项技术的综合应用，保证了该机可以实现试验力、试样变形和横梁位移等参量的闭环控制，可实现恒力、恒位移、恒应变、等速度载荷循环、等速度变形循环等试验。用户可以使用PC机专家系统自主设置恒应力、恒应变、恒位移等控制模式，各种控制模式之间可以平 液压万能试验机的使用说明及工作原理 液压万能试验机使用说明方法： 1. 使总开关接通电源。 2. 根据试样，选用测量范围，在摆杆上挂上或取下摆铊并调整缓冲阀手柄，对准标线。 3. 根据试样形状及尺寸把相应的夹头装入上下钳口座内。 4. 在描绘器的转筒上，卷压好记录纸(方格纸)，此项只是需要时才进行。 5. 开动油泵电动机，拧开送油阀使试台上升纸10毫米，然后关闭油阀，如果试台已在升起位置时则不必先开油泵送油，仅将送油阀关好即可。 6. 将试样一端夹于上钳口中。 7. 开动油泵调整指针对准度盘零点。 8. 开动下钳口电动机，将下钳口升降到适当高度，将试样另一端夹在下钳口中，须注意使试样垂直。 液压万能试验机机器各系统及工作原理： 1、主机：主机由高度可调可支撑框架(由机座，丝杠及移动横梁组成)和工作油缸、活塞、工作台、光杠及上横梁组成)这两部分组成. 其工作原理是由高压油泵向工作油缸供油，通过活塞运动，推动工作台和上横梁与移动横向上运动，推动工作台和上横梁向上运动，进行试验的拉伸或压缩试验。而试验空间的调整主要是通过驱动机构使移动横梁升降达到。 2、工作油缸活塞： 工作油缸活塞与活塞为主机的主要部分，油缸固定在机座上，活塞与工作台之间设置球头，回程是靠自重将活塞压回，压力油的密封是利用油缸与活塞之间的油膜进行密封，并以油缸的内表面导向，由于球头的调心作用，减少了由于侧向力引起的油缸与活塞之间的摩擦力。 3、移动横梁和驱动机构: 移动横梁通过传动螺母支撑在丝杠上，丝杠可正，反两个方向旋转，丝杠是靠装在底座的驱动机构来实现其转动。 驱动机构由减速电机，链轮、链条组成，减速电机通过链轮、链条带动两根丝杠同步旋转。 万能材料试验机的工作原理 点击次数：290 发布时间：2009-11-6 14:49:46 万能材料试验机的工作原理 万能材料试验是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物，是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。 万能材料试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑（电脑系统型拉力试验机）等结构组成。 一.万能材料试验机的测量系统 1.力值的测量 通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。 所谓应变片式传感器，就是由【应变片】、弹性元件和某些附件（补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成），能将某种机械量变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。 从材料力学上得知，在小变形条件下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变形成正比。以S型传感器为例，当传感器受到拉力P的作用时，由于弹性元件表面粘贴有应变片，因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可通过测出其输出电压，从而测出力的大小。 对于传感器，一般采用差动全桥测量，即将所粘贴的应变片组成桥路， R1、R2、R3、R4，实际为阻值相等的4片（或8片）应变片，即R1=R2=R3=R4，当传感器受到外力（拉力或压力）作用时，传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化，其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4，结果原来平衡的电桥，现在不平衡了，桥路就有电压输出，设△E 则△E=[R1R2/（R1+R2）2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U 式中U为外电源供给桥路的电压 进一步简化有 汽轮机课设心得总结 经过两个星期的汽轮机课设,对我们而言收获颇丰。整个过程我们都认真完成，其中不免遇到很多问题，经过大家的齐心协力共同克服了它们，不仅从中熟悉了汽轮机的工作原理及流程，而且还获得了许多心得体会。 汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的回转式原动机，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电。在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。 就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。 除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。 在设计刚进行时，我们也参考了从研究生那里借来的《设计宝典Xp》，但在使用过程中发现此软件只适用于单列级的计算而不适用于双列级，虽然如此，但我们在计算时也参考了其中的部分步骤。我们这次在设计之前又重新温习了《汽轮机原理》中所学的知识，因为汽轮机的热工转换是在各个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮机工作原理的基础，而级的定义是有一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅构成的工作单元。在第一章第七节介绍了级的热力计算示例，书上是以国产N200-12.75/535/535型汽轮机某高压级为例，说明等截面直叶片级的热力计算程序，主要参考了喷嘴部分计算、动叶部分计算、级内损失计算和级效率与内功率的计算。为了保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率就必须把汽轮机设计成多 华东交通大学第二届双基大赛混凝土配合比设计实验设计书 学院：土木建筑学院 班级：10级土木二班 指导老师：赵碧华 小组成员：祝波王富民 冷伟林薛亮 2011年11月18日 目录 一：设计要求 (3) 二：原材料基本信息 (3) 三：仪器设备 (3) 四：设计过程 (4) 五：价格计算 (6) 六：参考资料 (7) 一：设计要求 以设计C40混凝土强度等级为标准，应满足100年、T2、H2环境的使用要求，该混凝土主要用于在建的高速客运专线高架桥桥墩的墩身，该桥墩墩身一次性需浇筑的混凝土量约为350立方米左右。要求以最新的相关技术规程为原材料、设计、试验依据，配制的混凝土坍落度为180±20mm；；需要列举铁路客运专线混凝土设计试验过程中所需测定的相关试验项目。另外，新拌混凝土的表观密度和硬化后的混凝土立方体试块的密度值为最小；7d强度值以最接近试配强度值为最优，以最低造价成本，最简便的操作及成型工艺为佳。 二：原材料基本信息 现场施工材料为：粗骨料是江西省丰城段赣江产的卵石，最大粒径为25mm，粗骨料的表观密度为2600 kg/m3，堆积密度1600 kg/m3，紧密堆积密度为1680 kg/m3，价格定位100元/ m3；细骨料是江西省南昌段赣江产的中砂，细骨料的表观密度为2620 kg/m3，堆积密度1610 kg/m3，紧密堆积密度为1700 kg/m3，价格定位80元/m3，细度模数为2.6；胶凝材料为水泥为PO 42.5级,密度为3100kg/m3，价格定位420元/吨；可提供的化学外加剂为聚羧酸，减水率为28-30%；推荐参量为0.8～1.2%，含固量为22%，价格定位4500元/吨；矿物外加剂为Ⅱ粉煤灰，密度为2100kg/m3，价格定位200元/吨 三：仪器设备 坍落度及捣棒，拌板，铁锹，小铲，钢尺，容量筒，台秤，振动台， 热力发电厂课程设计 指导老师:连佳 姓名:陈阔 班级:12-1 600MW 凝汽式机组原则性热力系统热经济性计算 计算数据选择为A3，B2，C1 1.整理原始数据的计算点汽水焓值 已知高压缸汽轮机高压缸进汽节流损失：δp 1=4%，中低压连通管压损δp 3=2%, 则 ）（MPa 232.232.24)04.01('p 0=?-=; p ’4=(1-0.02)x0.9405=0.92169; 由主蒸汽参数：p 0=24.2MPa ，t 0=566℃，可得h0=3367.6kJ/kg; 由再热蒸汽参数：热段： p rh =3.602MPa ，t rh =556℃， 冷段：p 'rh =4.002MPa ，t 'rh =301.9℃， 可知h rh =3577.6kJ/kg ，h'rh =2966.9kJ/kg ，q rh =610.7kJ/kg 。 1.2编制汽轮机组各计算点的汽水参数（如表4所示） 1.1绘制汽轮机的汽态线，如图2所示。 1.3计算给水泵焓升： 1.假设给水泵加压过程为等熵过程； 2.给水泵入口处水的温度和密度与除氧器的出 口水的温度和密度相等； 3.给水泵入口压力为除氧器出口压力与高度差产生的静压之和。 2.全厂物质平衡计算 已知全厂汽水损失：D l =0.015D b （锅炉蒸发量），锅炉为直流锅炉，无汽包排污。 则计算结果如下表：（表5） 3.计算汽轮机各级回热 抽汽量 假设加热器的效率η=1 （1）高压加热器组的计算 由H1，H2，H3的热平衡求α1，α2，α3 063788.0) 3.11068.3051()10791.1203(111fw 1=--?==ητααq 09067.06 .9044.2967)6.9043.1106(063788.0/1)1.8791079(1h h -212fw 221=--?--?=-=q d w d w ）（αηταα154458 .009067.0063788.0212=+=+=αααs 045924 .02.7825.3375) 2.7826.904(154458.0/1)1.7411.879(h h -332s23fw 3=--?--=-=q d d w w ）（αηταα200382 .0154458.0045924.02s 33=+=+=αααs （2）除氧器H4的计算 进除氧器的份额为α4’；176 404.0587.43187.6) 587.4782.2(200382.0/1)587.4741.3(h h -453s34fw 4=--?--=-=q w w d ）（’αηταα 进小汽机的份额为αt 根据水泵的能量平衡计算小汽机的用汽份额αt 目次 1 主要用途与适用范围 (1) 2主要技术指标 (1) 3 工作条件 (1) 4 结构特征与工作原理 (2) 4.1试验机外观结构 (2) 4.2工作原理 (2) 5 安装与调整 (3) 6 使用与操作 (4) 7 维护与保养 (5) 8常见故障及其排除方法 (6) 9附电气原理图 (6) 承蒙您选用WDW-20D型微机控制电子式万能试验机，本公司深表感谢。在使用本机前，请认真阅读《使用说明书》，在充分理解后，方可开机使用，请您爱护本机，正确使用，以便使该机永远保持较高的精度和良好运行状态。 1 主要用途与适用范围 该机广泛用于金属和非金属的拉伸、压缩、弯曲等力学性能试验。适用于质量监督、教学科研、航空航天、钢铁冶金、汽车、橡胶塑料、编织材料等各种试验领域，是生产制造企业、建筑施工单位、产品质量监督检验所及建材产品检测部门必备的检测设备，也适于高等院校为学生做演示试验。 2 主要技术指标 最大试验力：20kN； 试验力准确度：±1%； 试验力测量范围：200N～20kN，全程自动换档； 位移测量精度：±0.5%； 速度范围：0.05mm/min～500mm/min，无级调速； 速度准确度：±1%； 最大拉伸行程：700mm； 最大压缩行程：700mm； 试验空间宽度：370mm； 外形尺寸（宽×长×高）：720×500×1680mm； 主机重量：400Kg； 电源：1KW 单相220V； 拉伸与压缩：主机结构为双试验空间，上空间为拉伸空间，下空间为压缩、弯曲空间。 3 工作条件 3.1 室温10―35℃。 3.2 相对湿度≤80%。 3.3 周围无振动，无腐蚀性介质，无强磁场干扰。 3.4 电源电压波动不超过额定电压的±10%。 3.5 在稳固的基础上水平安装，水平度不大于0.2/1000。 万能材料试验机技术指标 电子万能材料试验机适用于橡胶、塑料、纺织物、防水材料、电线电缆、网绳、金属丝、金属棒、金属板等材料的拉伸试验，增加附具可做压缩、弯曲、环刚度试验。 一、主机规格 A. 高精度力量传感器：5000N 力量精度在±0.8 %以内。 B. 容量分段：全程四档：0.25/0.5/0.75/1采用高精度16 bits A/D C. 动力系统：台湾交流变频电机+台湾变频器＋台湾减速机＋T型丝杆＋光杆直线轴承＋同步带传动。 D. 控制系统：采用外部控制方式使控制更精准 速度控制范围15~500 mm/min。 中联板调整具有快速粗调与慢速微调功能。 测试后自动返回、自动储存。 E．显示方式：8段LED数码管显示。 F．打印方式：彩色喷墨打印机打印数据曲线（激光打印机选购）。G．I测试空间：测试宽度约350 mm（标准规格） 联板行走空间950 mm（不含夹具） （标准规格） I. 大变形两点延伸计：解析度1/100，准确度±1mm J．安全装置：过载紧急停机装置、上下行程限定装置、自动断点停机功能。 二、软件功能介绍： A. 测试标准模块化功能：集成使用者设定所需应用的测试 标准设定、拉伸方、拉伸圆（含管材）、撕裂、剥离、帘线、帆布等。 B. 试品资料：提供使用者设定试品数据，有宽度、厚度、直径、面积、标距等。 C. 报表形式：多数据打印多曲线对比，提供取中值、取平均值，供测试者选择 D. 图形曲线尺度自动最佳化(Auto Scale)，可使图形以最佳尺度显示。E．测试结束自动存档，测试完毕自动求算最大力量、屈服强度、抗拉强度、抗压强度、任意点定伸长强度、任意点定负荷延伸、延伸率、剥离强度等等。 三、附件 A.一年保固书及中文操作说明书各一份。 B. 随机赠送标准拉力夹具一组（其他夹具选购）。 四、万能材料试验机主要计数指标 A．荷重元：5000N区间选配 B．力量解析度：1/1000（5-100N）、1/100（250-1000N）、1/10（5000-10000N） C．力量准确度：≤0.8％ E．大变形引伸计准确度：±1mm F．速度范围：15－500mm/min（特殊测试速度亦可依客户需求定制）G．行走空间：950mm（不含夹持器、特殊测试空间亦可依客户需求 1000吨试验机机架优化设计分析计算 1 前言试验机机架是试验机承载试验样品的基础结构，工程上有严格的刚强度要求。已设计的1000 吨试验机要求在1000 吨试验载荷下强度满足的同时最大变形不能超过3mm。本文利用ANSYS 有限元程序对其进行了静态刚度和强度校核。另外，根据要求，在现有结构分析计算的基础上，对某些结构参数进行了优化设计，达到节约成本的目的。 2 试验机结构及材料参数试验机机架主要由底座、横梁、立柱组成，底座和横梁由4 根立柱连接在一起。其中底座和横梁箱体内由加强筋作支撑。主横梁和主底座厚度320mm，上箱体加强筋厚度110mm，下箱体加强筋厚度110mm，立柱直径280mm。试验机立柱采用45#钢，其余用A 3 钢焊接。本文计算时采用线弹性材料模型，材料参数选 取如下：弹性模量：210GPa；泊松比：0.3； 3 有限元计算本试验机结构复杂，理论和工程计算都无法对部件复杂的应力状态进行有效分析，因此采用有限元分析的方法对试验机的刚度和强度进行分析。 3.1 计算结构模型考虑到试验机结构的对称性，建立整个结构的1/4 模型。立柱和横梁、立柱底部螺 母和底座的下底板都简化为固接。同时底座上的一些小的螺栓孔及横梁框架上的四个Φ200的孔忽略不计。考虑到实际结构中底座下底板不能和底座的加强筋焊接，故建模时下底板与加强筋留了3mm 的空隙，即加强筋比实际尺寸小 了3mm；同样横梁的加强筋与上盖板也留了3mm 的空隙。计算模型如图1 所示。图1 计算模型图和网格划分图 3.2 计算工况条件由于采用均质弹性材料，而且总体结构对称，因此在满载荷试验状态下，无论是拉伸试验还是压缩试验，底座与横梁的受力大小相等、方向相反。而且在拉伸试验中，立柱参与变形的长度要比压缩试验的短，所以，拉伸试验中的垂直变形比压缩试验的小，而应力水平相当。因此只要压缩试验 热 力 发 电 厂 课 程 设 计 指导老师:连佳 姓名:陈阔 班级:12-1 600MW 凝汽式机组原则性热力系统热经济性计算 计算数据选择为A3，B2，C1 1.整理原始数据的计算点汽水焓值 已知高压缸汽轮机高压缸进汽节流损失：δp 1=4%，中低压连通管压损δp 3=2%, 则 ）（MPa 232.232.24)04.01('p 0=?-=; p ’4=(1-0.02)x0.9405=0.92169; 由主蒸汽参数：p 0=24.2MPa ，t 0=566℃，可得h0=3367.6kJ/kg; 由再热蒸汽参数：热段： p rh =3.602MPa ，t rh =556℃， 冷段：p 'rh =4.002MPa ，t 'rh =301.9℃， 可知h rh =3577.6kJ/kg ，h'rh =2966.9kJ/kg ，q rh =610.7kJ/kg 。 1.2编制汽轮机组各计算点的汽水参数（如表4所示） 1.1绘制汽轮机的汽态线，如图2所示。 1.假设给水泵加压过程为等熵过程； 2.给水泵入口处水的温度和密度与除氧器的出 口水的温度和密度相等； 3.给水泵入口压力为除氧器出口压力与高度差 产生的静压之和。 2.全厂物质平衡计算 已知全厂汽水损失：D l=0.015D b（锅炉蒸发量），锅炉为直流锅炉，无汽包排污。 则计算结果如下表：（表5） 3.计算汽轮机各级回热抽汽量 假设加热器的效率η=1 （1）高压加热器组的计算 由H1，H2，H3的热平衡求α1，α2，α3 063788.0) 3.11068.3051() 10791.1203(111fw 1=--?== ητααq 09067 .06 .9044.2967)6.9043.1106(063788.0/1)1.8791079(1h h -2 12fw 22 1 =--?--?= -= q d w d w ）（αηταα154458 .009067.0063788.0212=+=+=αααs 045924 .02 .7825.3375) 2.7826.904(154458.0/1)1.7411.879(h h -3 32s23fw 3=--?--= -= q d d w w ）（αηταα200382.0154458.0045924.02s 33=+=+=αααs （2）除氧器H4的计算 进除氧器的份额为α4’； 176 404.0587.4 3187.6) 587.4782.2(200382.0/1)587.4741.3(h h -4 53s34fw 4=--?--= -= q w w d ）（’αηταα 进小汽机的份额为 αt 根据水泵的能量平衡计算小汽机的用汽份额αt 1 .31)(4t =-pu mx t h h ηηα 即 056938 .09 .099.0)8.25716.3187(1 .31=??-=t α 0.1011140.0569380.044173t 44=+=+=ααα’ 根据除氧器的物质平衡，求αc4 αc4+α’4+αs3=αfw 则αc4=1-α’4-αs3=0.755442 表6 小汽机参数表 万能试验机测量材料的 拉伸力学性能实验 一、实验目的 1、了解试验设备――万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用注意事项。 2、测定低碳钢的屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ和断面收缩率ψ； 3、测定铸铁的强度极限b σ； 4、观察拉伸过程中的各种现象（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段、断裂特征等），并绘制拉伸图（σ－ε曲线）； 5、比较塑性材料和脆性材料力学性质特点。 二、实验设备 1、RGM －4100100KN 万能试验机 2、游标卡尺 3、直尺 三、试件 试件一般制成圆形或矩形截面，圆形截面形状如下图所示，试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度o l 称为“标距”。两端较粗部分是头部，为装入试验机夹头内部分，试件头部形状视试验机夹头要求而定，可制成圆柱形（a ）、阶梯形（b ）、螺纹形（c ）。 试件的尺寸和形状对杆件的强度和变形影响很大，也就影响按其均值表示的材料强度和塑性指标。为了能正确地比较材料的机械性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。据此，对圆截面试样，标距为：d l 10=和d l 5=。对矩形截面试样，标距为：A l 3.11=和A l 65.5=四、实验原理 将划好刻度线的标准试件，安装在万能试验机的上下夹头内。开启试验机，由于机械作用便带动活动平台上升。因下夹头和蜗杆相连，一般固定不动。上夹头在活动平台里，当活动平台上升时，试件便受到拉力作用，产生拉伸变形。力和变形的大小以及P-?L 曲线可以通过试验机的配套电脑软件直接显示出来。 低碳钢是典型的塑性材料，试样依次经过弹性、屈服、强化和局部变形四个阶段。 对于低碳钢试件，在比例极限内，力与变形成线性关系，拉伸图上OA 是一段斜直线（实际上试件开始受力时，头部在夹头内有一点点滑动，故拉伸图最初一段是曲线）此阶段称为弹性阶段。拉伸图上BC 呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这一现象称为屈服，此阶段则称为屈服阶段。试件经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程不断发生强化，因而试样中的抗力不断增长（拉伸图上CD 曲线）。此阶段称为强化阶段。试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低（拉伸图上DE 曲线），此时可以看到试样某一段内的横截面面积显著地收缩，这一现象称为“缩颈”现象。在试样继续伸长的过程中，由于“缩颈”部分的横截面面积急剧缩小，因此，荷载读数反而降低，一直到试样被拉断。此阶段称为局部变形阶段。 铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷而突然发生断裂，这时没有屈服和颈缩现象，是典型的脆性材料。 低碳钢拉伸图铸铁拉伸图 微机控制电子万能材料试验机厂家 微机控制电子万能材料试验机采用单立柱主体结构，广泛适用于金属合金、非金属材料试样的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等试验，以及一些产品的特殊试验。可靠性高，并且容易操作，同时满足GB、ISO、JIS、ASTM、DIN等多种标准要求，并可根据用户需求编辑试验软件，定制试验附具，是各类产品和材料制造商、高等院校、科研单位和各级产品质量监督部门必备的精密仪器。 微机控制电子万能材料试验机自动采集处理试验数据，绘制多种曲线并打印试验报告。主机与辅具的设计借鉴了国外的先进技术，具有较宽的调速范围。采用微机控制并结合先进的电子控制技术，实行标准化、单元化设计，具有控制准确、测量精度高、配置灵活，可轻松实现附件互换，极易售后服务等。 微机控制电子万能材料试验机可对橡胶、塑料、塑胶、薄膜、纺织、纤维、纳米材料、高分子材料、复合材料、包装带、纸张、电线电缆、光纤光缆、安全带、保险带、皮革皮带、鞋类、胶带、进行拉伸、撕裂、90度剥离、180度剥离、剪切、粘合力、拔出力、延伸伸长率等试验。 微机控制电子万能材料试验机技术参数： 1. 产品规格： MX-0580（单臂） 2．精度等级： 0.5级(以内） 3．额定负荷： 1N 5N 10N 20N 50N 100N 200N 500N 1000N 2000N 3000N 5000N（可配多只） 4．有效测力范围：0.1/100-99.9999 5．试验力分辨率，负荷±500000码；内外不分档，且全程分辨率不变。 6．有效试验宽度：120mm 7．有效试验空间：800mm 8．试验速度:：0.001~500mm/min(任意调) 9. 速度精度：示值的±0.5以内； 10．位移测量精度：示值的±0.5以内； 11．变形测量精度：示值的±0.5以内； 12．应力控速率范围： 0.005～6FS/S 13．应力控速率精度：速率＜0.05FS/S时，为设定值的±1%以内；速率≥0.05％FS/S时，为设定值的±0.5以内； 14．应变控速率范围： 0.002～6FS/S 15．应变控速率精度：速率＜0.05FS/S时，为设定值的±2以内；速率≥0.05FS/S时，为设定值的±0.5以内； 16. 恒力/位移/变形测量范围：0.5～100FS 17．恒力/位移/变形测量精度：设定值＜10FS时, 为设定值的±1以内；设定值≥10FS时, 为设定值的±0.1以内； 18．试台升降装置：快/慢两种速度控制，可点动； 19．试台安全装置：电子限位保护 20．试台返回：手动可以高速度返回试验初始位置，自动可在试验结束后自动返回； 21．试验定时间自动停车,试验定变形自动停车,试验定负荷自动停车 22．超载保护：超过大负荷10时自动保护； 拉力试验机测试结果计算公式 1*哑铃状试验片之截面积＝厚度（cm）×平行部分宽度（cm）1KG≠9.8N 2*拉力强度TB（Kg／cm2）＝最大拉力（Kg）F/试片截面积（c㎡）A 拉力强度Mpa（N／mm2）＝最大拉力（N）F/试片截面积（m㎡）A 3*伸长率EB（%）＝（）断裂时标点距离L1-原标点距离L0）/原标点距离L0×100% 4*撕裂强度TS（Kg／cm2）＝最大拉力（Kg）F/试样厚度（cm）t 撕裂强度TS（N／mm2）＝最大拉力（N）F/试样厚度（mm）t 5*粘着强度TF（Kg／c㎡）＝剥离的最大力（Kg）F/试片宽（cm）b 粘着强度TF（N／m㎡）＝剥离的最大力（N）F/试片宽（mm）b 6*拉应力Mn（Kg／cm2）＝特定伸长率时之荷重（N）F/试片截面积（m㎡）A 拉应力Mn（N／mm2）＝特定伸长率时之荷重（N）F/试片截面积（m㎡）A （此处Mn之n系表示特定伸长率（%），例如M300系表示伸长率300%时之拉应力）。 7*伸长率（%）=伸长量/原长（夹口间距）*100% 8*试验结果之数目：试验片规定4个，但不足时，可采用3个，甚至2个，在此情况下，须要注明试片数。 9*拉力机计算公式： 抗拉强度与伸长率：抗拉强度与伸长率，依测定值之大小顺序排列。 其为S1、S2、S3及S4，而依照下列计算： a.试验片4个时：TB或EB=0.5S1 0.8S2 0.1（S3 S4） b.试验片3个：TB或EB=0.7S1 0.2S2 0.1S3 c.试验片2个：TB或EB=0.9S1 0.1S29.3抗应力：拉应力由测定值之平均值表示之。 记录：在试验结果表上，必须记录下列各项： A.抗拉强度（Kg／cm2）、伸长率（%）、拉应力（Kg／cm2）。 B.试验机之能力（容量）。 C.试验片之形状及试验片号。 D.试验温度。 E.其它必要事项。 热力发电厂 课程设计计算书 题目: 600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 专业: 火电厂集控运行 班级: 火电062班 学号: 姓名: 王军定 指导教师: 周振起 目录 1.本课程设计的目的..................... 错误!未定义书签。 2.计算任务............................. 错误!未定义书签。 3.计算原始资料......................... 错误!未定义书签。 4.计算过程............................. 错误!未定义书签。 4.1全厂热力系统辅助性计算........... 错误!未定义书签。 4.2原始数据整理及汽态线绘制......... 错误!未定义书签。 4.3全厂汽水平衡..................... 错误!未定义书签。 4.4各回热抽汽量计算及汇总........... 错误!未定义书签。 4.5汽轮机排汽量计算与校核........... 错误!未定义书签。 4.6汽轮机汽耗量计算................. 错误!未定义书签。 5.热经济指标计算....................... 错误!未定义书签。 5.1.汽轮机发电机组热经济性指标计算 .. 错误!未定义书签。 5.2.全厂热经济指标计算.............. 错误!未定义书签。 6.反平衡校核........................... 错误!未定义书签。 7.参考文献............................. 错误!未定义书签。 技术方案书 WDW-100E微机控制电子式万能试验机济南时代试金仪器有限公司 一、制造标准： 产品满足GB/T16491-1996《电子万能试验机》标准，满足国家标准 GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T7314-2005《金属材料 室温压缩试验方法》，GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》的要求，符 合GB、ISO多种标准的数据处理。 二、外观照片：（请参考样本，以实物为准） 三、产品描述： 1、主机： 产品采用双空间门式结构，上空间拉伸，下空间压缩、弯曲。主机部分由两根导向立柱、上横梁、中横梁、工作台组成落地式框架，调速系统安装在工作台下部。具有调速精度高、范围宽、性能稳定的日本松下交流伺服电机通过同步齿形带减速系统带动滚珠丝杠副旋转，滚珠丝杠副驱动中横梁，带动拉伸辅具（或压缩、弯曲等辅具）上下移动，实现试样的加荷与卸载。该结构保证机架有足够的刚度，同时实现高效、平稳传动。 2、附具： 标准配置：楔型拉伸附具、压缩附具、弯曲附具各一套。 3、电气系统： （1）采用日本松下公司交流伺服驱动器和交流伺服电机，性能稳定、可靠，具有过流、过压、超速、过载等保护装置。调速比可达1:100000。 （2）具有过载、过流、过压、位移上下限位和紧急停止等保护功能。 （3）电气控制线路参照国际标准，符合国家试验机电气标准，抗干扰能力强，保证了控制器的稳定性，实验数据准确性。 4、软件主要功能特点描述： 5. 软件主要功能特点描述 该测控软件用于微机控制电子万能试验机进行各种金属及非金属（如，人造板等）的试验，按照相应标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出等各种功能。 (1)分权限管理，不同级别的操作者有不同的操作权限，可操作的菜单等内容也不同，既使普通操作者操作简单、方便、快捷，又有效的保护了系统； (2)实时测量与显示试验力及峰值、位移、变形等各信号；实现了Win2000、WinXP等NT模式平台下的实时采集与控制；并实现了精确定时，高速采样； (3)实现了负荷-变形，负荷-位移等多种试验曲线的实时屏幕显示，可随时切换观察，曲线的放大与缩小非常方便； (4)具备试验参数的计算机存储、设定、加载等功能，调零、标定等操作都从软件上进行，各参数可方便的进行存储和调入，从而使一台主机带多个传感器时可以方便的切换，而且没有数目限制； (5)支持多种控制方式，包括开环等速位移及等速力、等速应力等多种闭环控制方式；并在高级操作者调试闭环参数过程中给出标准参考曲线，从而使用户实际观察到各参数对闭环效果产生的影响。 (6)具有试验过程控制模式智能设置专家系统，提供给专业用户自动程控编程器。用户可以根据实际需要，按照规则灵活组合多种控制方式及控制速度，编制适合自己需要的控制程序。测控软件会自动按照用户设置自动控制试验过程。 (7)采用人机交互方式分析数据。处理方法满足应用广泛的《GB/T 228-2002金属材料室温拉伸试验方法》要求，可自动计算弹性模量、屈服强度、规定非比例延伸强度等各种性能参数，也可人工干预分析过程，提高分析的准确度；也可以根据用户提供的标准进行其他的数据处理。 (8)试验数据以文本文件存贮，以方便用户查询，以及利用任何通用商业报表、字处理软件对试验数据进行再处理，同时方便联网传递数据； (9)可记录、保存试验全过程的数据曲线，并具有演示功能，实现试验曲线再现。还可以进行曲线叠加对比，便于对比分析； (10)可按用户要求格式打印试验报告。用户可以自己选择报告输出基本信息和试验结果及试验曲线的内容，满足各种需要； ElectroPuls E1000全电子式疲劳测试系统 简介：ElectroPuls E1000全电子式疲劳测试系统是在动静态试验领域为材料和部件测试而设计的最先进的电子材料试验机。 主要特点：具有专利的无油源设计，线性马达技术，满足清洁及安静的测试环境需求；为各种材料和部件的动静态测试而设计；大于100Hz的高动态测试性能；±1000N动态载荷能力和±710N的静态载荷能力；由单相电源提供电能，无需液压伺服或气压提供动能；高硬度，作动器精确对齐上衡量加载双立柱；可用于常规和非常规样品的通用T字槽台面；紧凑机型，框架空间需要小于0.15平方米 主要参数： 动态测试能力：±1000 N (±225 lbf) 静态测试能力：±710N（±160lbf） 加载称量精度：设定值的±5%或载荷传感器容量（1-100%）的0.005%，取较大值 线性作动器行程：60mm（2.36in.） 压板间距：610mm（24in.） 配置：作动缸安装于双立柱上端横梁中间 装配：台式，垂直安装 升降与锁定装置：电动升降并有手动限位装置 载荷传感器：安装在底座的±2kN DynaceII 重量：机架重93kg，控制器重38kg 电源：单项220-240V，50/60Hz 冷却：空气冷却 工作温度：+10-+30°C 简介：ElectroPuls E3000电子万能材料试验机系统是在动静态试验领域为材料和部件测试而设计的最先进的电子材料试验机。 主要特点：具有专利的无油源设计，线性马达技术，满足清洁及安静的测试环境需求；为各种材料和部件的动静态测试而设计；大于100Hz的高动态测试性能；±3000N动态载荷能力和±2100N的静态载荷能力；由单相电源提供电能，无需液压伺服或气压提供动能；温控空气冷却系统；作动器与上端横梁高硬度双立柱架载精确对齐；可用于常规和非常规样品的通用T字槽台面；紧凑机型，框架空间需要小于0.3平方米 主要参数： 动态测试能力：±3000 N (±675 lbf) 静态测试能力：±2100N（±472lbf） 加载称量精度：设定值的±5%或载荷传感器容量（1-100%）的0.005%，取较大值 线性作动器行程：60mm（2.36in.） 压板间距：855mm（33.6in.） 配置：作动缸安装于双立柱上端横梁中间 装配：台式，垂直安装 升降与锁定装置：电动升降并有手动限位装置 载荷传感器：安装在底座的±5kN DynaceII 重量：机架重200kg，控制器重38kg 电源：单项220-240V，50/60Hz 冷却：空气冷却 工作温度：+10-+30°C万能材料试验机操作规程
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