多功能施肥機的設計【含10張CAD圖紙+PDF圖】

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近些年來，由于國家對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越重視，糧食生產(chǎn)產(chǎn)量從而得到穩(wěn)步提升。但是在很多地方，人們?nèi)粤晳T采用傳統(tǒng)的耕作方式進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成春冬季節(jié)地表的長期裸露，這樣就會導致我國許多地區(qū)耕地的土壤表層有機物質(zhì)和水分的嚴重流失，從而加劇土壤貧瘠化和生態(tài)環(huán)境惡化。同時，由于長期對土地營養(yǎng)物質(zhì)的大肆吸收，導致農(nóng)田土壤肥力日趨下降，土地得不到很好的休養(yǎng)生息，進而導致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)逐漸惡化，嚴重制約我國糧食產(chǎn)量的進一步提高。 作為一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基本方向。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷改革深入，小型農(nóng)機現(xiàn)在已經(jīng)無法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，合理有效地組裝各種功能的工作部件和裝置形成的多功能整地機越來越成為研究方向，這樣，整機結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，機動性、操作性好，能提高經(jīng)濟效益。多功能整地機一次下地能完成多項作業(yè)，減少了機具下地作業(yè)次數(shù)，避免壓實土壤和破壞土壤結(jié)構(gòu)，利于土壤水分和養(yǎng)分吸收，降低能耗，節(jié)省時間和燃油的開支，從而降低了作業(yè)成本，具有很強的實用性。例如SGTN210 型滅茬旋耕聯(lián)合整地機，該機具一次下地就能夠完成滅茬、旋耕、鎮(zhèn)壓、起壟、施肥等作業(yè),實用性強、應用范圍廣、碎土能力強,在各種土壤條件下均可一次作業(yè)后達到待播狀態(tài), 降低了土地耕作的成本,顯著提高作業(yè)效率, 又減少了對土壤的壓實和破壞。將多功能整地機應用于耕作中，能夠加深土地的耕作深度，使作物根系深扎充分吸收水分和養(yǎng)料，為農(nóng)作物的正常生長創(chuàng)造良好的土壤條件；適當規(guī)律的間隔深松建立了虛實并存的土壤層構(gòu)造，能實現(xiàn)用地養(yǎng)地的良好結(jié)合；滅茬、深松、起壟等能將作物根茬粉碎還田使用，增加了土壤有機物質(zhì)的含量；作業(yè)次數(shù)少能有利于保護土壤的團粒結(jié)構(gòu)，降低了土壤的程度，而作業(yè)的高效率也緩解了農(nóng)忙整地的緊張狀況，能降低各方面的生產(chǎn)成本，增加糧食產(chǎn)量和收益。 總之，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)要適應我國的農(nóng)業(yè)與國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，積極創(chuàng)新。應用保護性的耕作機械化技術(shù)，采用多功能整地機，對保護農(nóng)田土壤和生態(tài)環(huán)境，提高水資源和養(yǎng)分的利用率，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推動糧食生產(chǎn)產(chǎn)量的大幅提升有著十分積極的意義，并將產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。2. 本選題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢：國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的小型農(nóng)機耕整機具在山區(qū)、水田等廣大農(nóng)村生產(chǎn)中仍發(fā)揮著主力作用，同時大中型整地機并存。大型整地機由于具有搶農(nóng)時、省能耗、減少機具下地次數(shù)等優(yōu)點，在國內(nèi)得到了較快的發(fā)展。全國各地根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展情況研制的多功能整地機已有多種。國內(nèi)采用驅(qū)動工作部件的多功能整地機，大多是以旋耕機為主要工作部件發(fā)展起來的，能夠?qū)崿F(xiàn)旋耕、深松、起壟、鎮(zhèn)壓、滅茬、施肥 等作業(yè)中的兩個或者多個項目的聯(lián)合作業(yè)。多數(shù)產(chǎn)品的動力在36.8kw以上，現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)與132kw拖拉機配套的耕作農(nóng)具，大型機具開始向?qū)挿咚侔l(fā)展，但是從整體技術(shù)水平來看，我們還與國際水平有很大的差距。由于受拖拉機技術(shù)條件的制約和配套機具本身的研究水平限制，一些國際先進結(jié)構(gòu)還未能得到完全使用：快速掛接器、耕深和水平自控調(diào)節(jié)、短尺寸廣角萬向節(jié)傳 動軸、寬幅工作部件液壓折疊裝置、快速換刀結(jié)構(gòu)等等。同時多功能整地機還在一定程度上還不能很好的滿足農(nóng)藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且我國的耕整技術(shù)發(fā)展緩慢，電子、自動控制、智能化技術(shù)還處于剛剛起步的階段，還有很大的提升空間。 國外研究現(xiàn)狀 20世紀50年代一來開始研制推廣多功能整地機，西歐地區(qū)氣候復雜多變，適播期短，因而在德、法、英等國生產(chǎn)和使用多功能整地機比較普遍，而美國也開始推出寬幅、高效型的配套大功率拖拉機的多功能整地機，而日本、韓國等地，因地小而使用多功能聯(lián)合整地機也比較多。從機型功能上講，美國、加拿大、澳大利亞主要以發(fā)展少、免耕播種機為方向，而美國、德國主要以聯(lián)合作業(yè)為方向。由于國外田間拖拉機的功率達到了360kw以上，使得與之配套的整地機也隨之大型化，寬幅機械的生產(chǎn)率高，單位幅寬的成本低，能便于采用先進的生產(chǎn)技術(shù)，提高田間作業(yè)速度和效率、改善作業(yè)性能。大型整地機具已達20m以上，為便于其行走，采用機架折疊或縱向運輸，實現(xiàn)寬幅作業(yè)窄幅運輸。并且耕地速度為815km/h，整地達到1020km/h,播種達到815km/h。電子監(jiān)控系統(tǒng)能保證實現(xiàn)一人操作，減少了各種調(diào)整，連接等輔助工作時間，提高了生產(chǎn)效率。同時，國外整地機的產(chǎn)品功能相比國內(nèi)更加完善，材料和制造工藝水平較高，外觀漂亮，平均使用壽命比我國高出1/3以上，但是價格相對較貴，為國產(chǎn)的10倍左右。3. 主要研究內(nèi)容： 本課題根據(jù)現(xiàn)有施肥機械的不足，利用機械施肥機構(gòu)結(jié)構(gòu)特征，設計一種能夠提高工作效率，并且能夠保證施肥質(zhì)量的多功能播種機。 了解現(xiàn)有的施肥機的優(yōu)缺點，利用已經(jīng)有的施肥機械設計一種多功能施肥機，使作物與肥料能精量的進入土壤中而保住墑。設計過程中要用到農(nóng)業(yè)機械學、機械制造、機械設計、材料力學、動力傳動裝置設計等課程方面的知識。 調(diào)查研究查資料動力源的選擇開溝器的設計牽引桿的設計動力牽引裝置設計排種施肥機構(gòu)、穴播機構(gòu)、傳動機構(gòu)和覆土機構(gòu)等裝置的設計繪制播種機總裝圖及零件圖撰寫設計說明書4.完成論文的條件、方法及措施，包括實驗設計、調(diào)研計劃、資料收集、參考文獻等內(nèi)容。 多功能施肥機先由開溝機的開溝功能，排肥槽的排肥功能和覆土器的覆土功能等，從而實現(xiàn)整個開溝深施肥全程自動化機械作業(yè)的過程。為了滿足田間勞作的強動力消耗，該機具的動力來源采用拖拉機牽引力，變速箱內(nèi)部的動力進行齒輪傳動， 傳動后的一部分動力通過皮帶輪和皮帶(即帶傳動)傳輸?shù)窖b有開溝器的軸上，帶動該軸的轉(zhuǎn)動，進而帶動開溝器的旋轉(zhuǎn)，完成開溝過程。另一部分動力通過地輪和皮帶(帶傳動)傳輸?shù)皆撦S上的動力通過鏈傳動傳遞到排肥器內(nèi)部的軸上，帶動排肥器內(nèi)軸的轉(zhuǎn)動，裝在排肥器內(nèi)的肥料在自身重力和機械振動雙重作用下落入開出的溝中，實現(xiàn)施肥過程。覆土器懸掛在開溝深施肥機的尾部，在整個機器前行時可以實現(xiàn)均勻覆土功能。本設計（論文）計劃進度：3月6日-3月8 日 畢業(yè)實習3月11日-3月14日 實習報告，開題報告，外文翻譯3月16日-3月20 日 設計計算3月21日-5月15 日 施肥機結(jié)構(gòu)設計，撰寫說明書5月18日 - 畢業(yè)答辯5.參考文獻1 孫桓，陳作模主編.機械原理.第六版，高等教育出版社，2000.82 楊可楨，程光蘊，李仲生主編.第五版，高等教育出版社，2005.103 劉鴻文主編材料力學第四版，高等教育出版社，200494 機械工程手冊編輯委員會主編機械工程手冊76北京：機械工業(yè)出版社5 張晉國，高煥文免耕播種機新型防堵裝置的研究FJ農(nóng)業(yè)機械學報，2000，31(4)：33356 2李海明，文佳，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械裝備M，北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社，2004117 詹友剛，洪亮，(ProENGINEER中文野火版2O產(chǎn)品設計通用教程M，北京：清華大學出版社，200598 陳立平，張云清，任衛(wèi)群，機械系統(tǒng)動力學分析及ADAMS應用教程M，北京：清華大學出版社，200519 邱宣懷主編機械設計【M】北京：高等教育出版社，198910 北京農(nóng)業(yè)工程大學主編農(nóng)業(yè)機械學聊 E京旅業(yè)出版社，198911 日本農(nóng)機學會主編農(nóng)業(yè)機械手冊【hI】北京：機械工業(yè)出版社199112 (俄)卡那沃依斯基編，吳春江等譯收獲機械【hI】北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社198313 (日)江崎春雄著，姜頡雄譯割捆機和聯(lián)合收割機【hI】北京：機械工業(yè)出版社19805.指導教師意見及建議：簽字： 年 月 日目錄一、實習目的及意義1三、實習時間1四、實習地點1五、實習企業(yè)概況1六、實習內(nèi)容7七、實習感想9一、實習目的及意義 畢業(yè)實習作為大學期間最后一次實習，對我們即將畢業(yè)的大學生來說意義重大。首先通過對企業(yè)的實地參觀可以讓我們對本專業(yè)所涉及的行業(yè)有所了解，初步了解自己進入社會之后到底能從事什么樣的工作。其次，在具體的了解機械設備和設備運轉(zhuǎn)，能夠使我們通過觀察機械的實際運轉(zhuǎn)來和我們所學的知識相結(jié)合，以達到理論與實際相結(jié)合。最后，通過到企業(yè)的參觀實習，也給我們今后找工作提供一些信息和機會，在學生和企業(yè)之間搭起一座平臺。因此學校安排了我們的這次畢業(yè)實習，以為我們以后進入社會做好準備，在學校學到的知識想要運用到生產(chǎn)生活中還是需要有一個過渡過程的，而畢業(yè)實習恰恰給了我們這個過渡的機會。實習是我們跨入社會進行的一個熱身運動。畢業(yè)后，我們就會邁入一個新的起點。我們需要迎接新的挑戰(zhàn)，實習其實就是把我們學到的知識用到平時實際工作中去，在實習中不斷磨練自己，增加一些實踐經(jīng)驗，從中我們可以找出自己的不足之處，虛心學習一些實用的知識，在學習中不斷學習，反復推敲，事事總結(jié)，從中積累自己的一些實用經(jīng)驗。二、實習任務 本次實習地點有兩個，焦作風神輪胎廠和河南新飛電器有限公司。本次實習的任務就是深入到這兩個企業(yè)的生產(chǎn)車間，了解具體的生產(chǎn)流程。熟悉每個生產(chǎn)流程所用的機器設備機器運轉(zhuǎn)情況，以及了解成產(chǎn)的工藝和工序。在實習過程中，我們會遇到一些問題，我們要用自己所學的知識來解決這些問題，以達到學有所用。是我們養(yǎng)成理論與實踐相結(jié)合的好習慣，為今后到工作崗位之后，用所學的知識解決實際問題做好準備。三、實習時間2015年3月22日焦作風神輪胎廠，2015年4月1日河南新飛電器有限公司四、實習地點焦作風神輪胎廠和河南新飛電器有限公司五、實習企業(yè)概況焦作風神輪胎廠公司簡介風神輪胎股份有限公司，簡稱“風神股份”，是由中國化工集團公司控股的上市公司。風神輪胎股份有限公司是世界輪胎20強，中國最大的全鋼子午線輪胎重點生產(chǎn)企業(yè)之一和最大的工程機械輪胎生產(chǎn)企業(yè)。圖1 公司標志公司是國內(nèi)輪胎行業(yè)前十強中唯一一家中央企業(yè)控股的上市公司，中國輪胎出口基地，中國輪胎行業(yè)首家也是唯一一家獲得出口免驗資格的企業(yè)，海關(guān)保稅工廠、國家海關(guān)總署AA類企業(yè)（中國海關(guān)最高信用等級）。公司是國家高新技術(shù)企業(yè)，先后通過了ISO9001質(zhì)量體系、TS16949體系、E-MARK、美國DOT認證、歐盟ECE等14項認證，是國內(nèi)輪胎行業(yè)極少數(shù)通過以上認證的企業(yè)之一。榮獲河南省省長質(zhì)量獎、首屆焦作市市長質(zhì)量獎。公司黨委書記、總經(jīng)理王鋒榮獲“全國質(zhì)量工作先進個人”稱號。公司是國內(nèi)首家實現(xiàn)子午胎系列產(chǎn)品100%綠色制造的企業(yè)，是“十一五”全國石油和化學工業(yè)節(jié)能減排先進單位，“十一五”全國石化工業(yè)環(huán)境保護先進單位，河南省節(jié)能減排科技創(chuàng)新示范企業(yè)，河南省綠色企業(yè)，被推薦入選國家工信部“兩型”企業(yè)試點單位，行業(yè)率先通過能源管理體系認證和測量管理體系認證。公司是中國信息化建設500強第223位，擁有國內(nèi)行業(yè)首創(chuàng)、具有國際先進水平并取得計算機著作權(quán)保護的輪胎全壽命管理系統(tǒng)（TLCM）；全國石油和化工行業(yè)兩化融合優(yōu)秀企業(yè)，中央企業(yè)先進集體，全國六西格瑪管理推進先進企業(yè)。公司是中國企業(yè)社會責任100強，中國25家最受尊敬上市公司，連續(xù)8年被世界品牌實驗室評為中國500最具價值品牌，品牌價值已達59.17億元。風神輪胎擁有博士后科研工作站和國家級企業(yè)技術(shù)中心，主持、參與國家標準制定16項，有40多個規(guī)格品種填補過國內(nèi)空白?！帮L神”商標是中國馳名商標，主導產(chǎn)品“風神”牌全鋼載重子午胎蟬聯(lián)中國名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品暢銷世界140多個國家和地區(qū)。2011年，風神輪胎在中國化工集團公司和中國化工橡膠總公司的正確領(lǐng)導和大力支持下，全面深入推進風神世界級制造(AWCM)和持續(xù)改進工作（CI），企業(yè)發(fā)展邁入由生產(chǎn)經(jīng)營型向經(jīng)濟效益型強勢轉(zhuǎn)變的新征程。全年銷售收入突破百億大關(guān)，成為焦作市首家銷售收入突破百億的制造業(yè)企業(yè)；實現(xiàn)出口創(chuàng)匯5.55億美元，同比增長40%，繼續(xù)保持河南省工業(yè)企業(yè)第一名?！笆濉逼陂g，風神輪胎將在中國化工集團公司和中國化工橡膠總公司的正確領(lǐng)導和大力支持下，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，大力弘揚以“創(chuàng)新、信心、激情、回報”為核心的企業(yè)文化，創(chuàng)建一流企業(yè)，打造一流品牌，推動世界級制造再上新臺階、內(nèi)涵式發(fā)展再攀新高峰，努力把風神打造成為卓越運營、受人尊敬的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型中國輪胎樣板企業(yè)和國際知名企業(yè)，為集團公司“2215”戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)做出新的更大的貢獻!1滬市上市日期：2003-10-21日，證券代碼：600469，輪胎制造業(yè)，注冊地址：河南省焦作市焦東南路48號，法人代表、董事長：王鋒，經(jīng)營范圍：輪胎生產(chǎn)和銷售、輪胎的研制、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營及輪胎進出口業(yè)務。公司發(fā)展公司是經(jīng)河南省人民政府批準，由河南輪胎集團有限責任公司作為主發(fā)起人，聯(lián)合中國神馬實業(yè)有限責任公司、豫港(河南)開發(fā)有限公司、焦作市投資公司、焦作市鋅品廠、江陰市創(chuàng)新氣門嘴 圖2 風神輪胎股份有限公司廠(現(xiàn)更名為江陰市創(chuàng)新氣門嘴有限公司)、封丘縣助劑廠六家發(fā)起人，以發(fā)起設立方式組建的股份有限公司。公司于1998年12月1日在河南省工商行政管理局注冊登記。河南輪胎股份有限公司于2003年3月20日經(jīng)批準更名為風神輪胎股份有限公司。2007年加入中國化工集團。風神輪胎股份有限公司是世界輪胎20強，中國全鋼子午線輪胎重點生產(chǎn)企業(yè)之一和最大的工程機械輪胎生產(chǎn)企業(yè)，中國輪胎出口基地，海關(guān)保稅工廠，河南省百戶、焦作市18戶重點企業(yè)，河南省首批科技創(chuàng)新型試點企業(yè)，高新技術(shù)企業(yè)，上市公司。全國首批“守合同重信用”企業(yè)，全國百家“質(zhì)量管理先進企業(yè)”，第三批全國知識產(chǎn)權(quán)工作試點單位，全國首批76家“高校畢業(yè)生見習示范基地”，全國16家最具影響力企業(yè)，中國25個最受尊敬的上市公司。擁有博士后科研工作站和國家級企業(yè)技術(shù)中心?！帮L神”商標是中國馳名商標。主導產(chǎn)品“風神”牌全鋼載重子午胎是中國名牌產(chǎn)品。主要產(chǎn)品公司主要生產(chǎn)“河南”牌、“風神”牌8大系列660多個規(guī)格品種的斜交工程機械輪胎、 全鋼工程子午胎、全鋼載重子午胎、全鋼輕卡子午胎、斜交載重汽車輪胎、特種輪胎、農(nóng)用輪胎、工業(yè)輪胎，具有年產(chǎn)500多萬套，銷售收入60多億元的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品暢銷全國并遠銷歐、美等110多個國家和地區(qū)。公司多次被東風汽車公司、龍工、柳工、廈工及美國TBC公司等國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客商評為“最佳供應商”、“優(yōu)秀供方”。工作方針近年來，公司按照董事長曹朝陽先生提出的“一個提高，兩個調(diào)整”（提高經(jīng)濟效益，調(diào)整產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)、資本結(jié)構(gòu)）的工作方針，大力實施項目帶動戰(zhàn)略，全力打造企業(yè)核心競爭力，先后建成了80萬套、120萬套全鋼載重子午胎生產(chǎn)線，70萬套輕卡子午胎生產(chǎn)線，以及優(yōu)勢產(chǎn)品15萬套斜交工程胎生產(chǎn)線。高新技術(shù)產(chǎn)品子午胎和傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)品工程胎的銷售收入占公司總銷售收入的比重已由2000年的21%提高到2006年的85%，企業(yè)呈現(xiàn)出了高速發(fā)展的良好勢頭。資產(chǎn)總額由2000年的9億元增長到去年的31億元；銷售收入由2000年的7.7億元增長到去年的50億元；出口創(chuàng)匯由2000年的1486萬美元增長到去年的2.46億美元。到目前為止，公司已申報專利95項，被國家專利局授權(quán)56項，有效地保護了公司的知識產(chǎn)權(quán)。投資方式公司采用多元化投資的方式，建設了熱電綜合利用項目，現(xiàn)已投入運行，企業(yè)周邊環(huán)境得到了進一步改善，二氧化硫和煙塵排放量分別比以前下降30.16%、31.5%。另外，公司投入3200萬元，建成了污水處理能力為500噸/小時的水資源綜合利用項目，不僅實現(xiàn)了污水“零排放”，而且每年還能節(jié)約水費685萬元。同時，公司通過加強能源管理，控制生產(chǎn)過程消耗及開展與行業(yè)先進企業(yè)對標等工作，使公司上半年萬元能耗同比下降了14.9%，遠遠高于國家“十一五”規(guī)劃年度節(jié)能4%的目標，為公司爭創(chuàng)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，實現(xiàn)又好又快的發(fā)展目標邁出了堅實的一步。戰(zhàn)略投資為了進一步做強、做大企業(yè)，公司根據(jù)河南省委、省政府倡導的深化國有企業(yè)改革，“大力引進戰(zhàn)略投資者”的總體要求和焦作市委、市政府“以股權(quán)換發(fā)展”，實現(xiàn)“工業(yè)強市”的工作思路，2006年12月，在省、市領(lǐng)導的大力支持和推動下，公司成功引入了戰(zhàn)略投資者中國昊華化工（集團）總公司，為公司利用央企平臺，實施產(chǎn)品市場與資本市場兩輪驅(qū)動，實現(xiàn)企業(yè)跨越式發(fā)展奠定了基礎。2008年2月中國化工集團對旗下的橡膠、輪胎企業(yè)進行整合成立了中國化工橡膠總公司。2010年1月12日，經(jīng)國資委批準，同意中國昊華化工（集團）總公司將所持有的公司股份（占總股本的42.58%）劃轉(zhuǎn)給中國化工橡膠總公司，此次股份劃轉(zhuǎn)后，中國化工橡膠總公司持有公司股本42.58%。公司榮譽2012年風神股份以15.862億美元的銷售收入，首次闖入世界輪胎二十強。2011年10月榮獲河南省省長質(zhì)量獎（省長質(zhì)量獎是河南省最高質(zhì)量榮譽獎，共有10家企業(yè)獲獎）。2010年，銷售額11.99億美元，居2011年度全球輪胎75強第23位。 2009年，銷售額8.271億美元，居2010年度全球輪胎75強第25位。2008年，銷售額8.758億美元，居2009年度全球輪胎75強第25位。2007中國化工500強評選，風神輪胎居第24位2006年，銷售額6.58億美元，居2007年度全球輪胎75強第23位。2007年10月22日被河南省工商局、河南省合同管理協(xié)會聯(lián)合授予2006年度“河南省守合同重信用企業(yè)”榮譽稱號2007年08月17日公司入選河南省首批科技創(chuàng)新型試點企業(yè)2007年06月05日入選2006年河南省工業(yè)企業(yè)專利申請20強評選揭曉2007年04月公司被河南省商務廳首批推薦“中國出口名牌”單位2006年11月公司被國家人事部批準為首批“高校畢業(yè)生見習示范基地”2006年05月公司被國家知識產(chǎn)權(quán)局評為第三批全國企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)工作試點單位（全國輪胎行業(yè)唯一一家）2005年12月公司被中國商業(yè)聯(lián)合會、中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會評為“全國名優(yōu)產(chǎn)品售后服務先進單位”2005年10月公司技術(shù)中心被國家發(fā)展和改革委員會認定為國家級企業(yè)技術(shù)中心2005年07月公司被河南省科學技術(shù)廳評為高新技術(shù)企業(yè)2005年07月公司“風神”商標被認定為中國馳名商標2005年04月公司被中國橡膠工業(yè)協(xié)會授予科技進步先進企業(yè)河南新飛電器有限公司河南新飛電器股份有限公司是一家生產(chǎn)經(jīng)營家用電器、信息安全、專用汽車、工程塑料等多個相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品的跨地區(qū)、跨所有制的現(xiàn)代化大型國有控股集團公司。它是以冰箱、冷柜、空調(diào)為主導產(chǎn)品的現(xiàn)代化白色家電制造企業(yè)，中國最大的綠色冰箱生產(chǎn)基地，中國冰箱、冷柜行業(yè)前兩強，因出色的無氟與節(jié)能技術(shù)而被公認為中國家電綠色品牌。黨和國家領(lǐng)導人多次視察新飛，對新飛所取得的成績給予了充分的肯定和高度評價，勉勵新飛要在高科技發(fā)展的道路上再攀新高峰，再創(chuàng)新業(yè)績。新飛集團他以精益生產(chǎn)、降低成本、增加效率為宗旨，大力推進5S、QPP、IE等長效機制，降低制造費用，提高工時，從而實現(xiàn)了總體線體平衡率85%以上的目標值。 5S即“清掃、清潔、整理、整隊、素養(yǎng)”， 通過規(guī)范現(xiàn)場、現(xiàn)物，營造一目了然的工作環(huán)境，培養(yǎng)員工良好的工作習慣。在新飛的無氟冰箱生產(chǎn)基地、無氟冷柜生產(chǎn)基地等廠區(qū)，無處不見5S看板，每時每刻都在提醒新飛的每一位員工，在這些廠區(qū)內(nèi)，每種物料都有自己的對方位置，整齊劃一，走道清潔干凈，的確，在這些廠區(qū)里，感受到了5S的魅力；在現(xiàn)場，新飛的5S可視化管理通過：市場調(diào)研產(chǎn)品開發(fā)采購工藝部門生產(chǎn)制造檢驗和試驗包裝盒儲存銷售維修服務，嚴格把關(guān)。QPP是一個全員參與、共同提高的過程，它是需要有一個認知、認同、參與、融入等階段的，它是新飛的一種主流文化，是新飛的一種生活方式。目前，各工段班組成果綜合情況設立QPP專欄，每月展示本部門QAT小組活動情況，普及QPP知識，形成資源和信息共享，成果互相交流的目的。IE即工業(yè)工程，在新飛，工業(yè)工程應用的相當不錯，在無氟冰箱生產(chǎn)基地二樓，有這樣一個大條幅，“IE的三化原則：簡單化、專業(yè)化、標準化。”吸引了我的眼球，這三個字精煉的將工業(yè)工程的精髓包含其中，在廠區(qū)內(nèi)，無處沒有工業(yè)工程的精神。新飛到目前位置以及那個得到了ISO9000、3C認證、UL認證、CE認證。新飛本著“以人為本，銳意進取，追求卓越”的原則，通過采用PDCA、老七種工具、新七種工具等質(zhì)量改進手段，嚴格把守新飛產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)，采用“原材料檢驗過程控制出廠檢驗ROSE檢測”對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗，通過“檢驗過程控制全面質(zhì)量管理階段”三階段對質(zhì)量過程進行控制，通過“產(chǎn)品開發(fā)的控制原材料的檢驗生產(chǎn)過程的控制產(chǎn)品出廠的檢驗”對產(chǎn)品質(zhì)量進行控制；為保證產(chǎn)品質(zhì)量，對不良品進行控制，通過產(chǎn)品的顧客和營銷能力、專業(yè)的能力、采購的能力、原材料進廠的檢驗等10個方面對供應商進行審核。六、實習內(nèi)容 去焦作風神輪胎廠廠里參觀實習時，我們被接待人員帶領(lǐng)著參觀了廠里幾個加工生產(chǎn)車間，主要是輪胎的內(nèi)芯及胎圈部分，每一部分都有相應的機械設備，從外表看是看不出什么的，但在接待人員的講解下，我們能明白其中所運用的機械原理了。參觀過程中拍攝的圖片： 圖3 施工設備 圖4 工作車間在實習中遇到了許多在課本上沒有見過的問題，在解決這些問題時我都查閱了相關(guān)的資料文獻，認真分析了問題的原因和解決辦法。通過自己的查閱和現(xiàn)場的實踐操作我達到現(xiàn)學現(xiàn)賣的水平，發(fā)現(xiàn)了拿著理論知識再實踐操作一下，能夠使我很快的融會貫通所學的知識，是一個快速有效的學習辦法。這些都是在這次實習中才真正體會到的，不是這次實習我可能不會發(fā)現(xiàn)實踐和理論相結(jié)合的重要性。在河南新飛電器有限公司我們主要參觀了冰箱門殼的生產(chǎn)車間，了解了冰箱門殼成型生產(chǎn)的全部流程。七、實習感想 通過這次實習，我也明白了在工作中要有良好的學習能力，要有一套學習知識的系統(tǒng)，遇到問題自己能通過相關(guān)途徑自行解決能力，才能成為一名合格的企業(yè)型人才。因為在工作中遇到問題各種各樣，并不是每一種情況都能把握，在這個時候要想把工作做好一定要有良好的學習能力，通過不斷的學習從而掌握相應技術(shù)，來解決工來中遇到的每一個問題，這樣的學習能力，一方面來自向師傅們的學習，向工作經(jīng)驗豐富的人學習；另一方面就是自學的能力，在沒有另人幫助的情況下自己也能通過努力，尋找相關(guān)途徑來解決問題。 通過這次實習也發(fā)現(xiàn)自己有很多不足的地方。例如：缺乏實踐經(jīng)驗，缺乏對相關(guān)技能知識的標準掌握等。所在我常提醒自己一定不要怕苦怕累，在掌握扎實的理論知識的同時加強實踐，做到理論聯(lián)系實際；另一方面要不斷的加強學習，學習新知識、新技術(shù)更好的為人民服務。 經(jīng)過這次實習，我對未來充滿了美好的憧憬，在未來的日子，我將努力做到：繼續(xù)學習，不斷提升理論素養(yǎng)；努力實踐，自覺進行角色轉(zhuǎn)化；提高工作積極性和主動性。 馬上就要畢業(yè)了。展現(xiàn)在自己面前的是一片任自己馳騁的沃土，也分明感受到了沉甸甸的責任。在今后的工作和生活中，我將繼續(xù)學習，深入實踐，不斷提升自我，做好畢業(yè)設計，努力創(chuàng)造價值，為社會做出更多的貢獻。教師評語 實習成績： 教師簽名：2015年05月7日11指導記錄表系別專業(yè)班級姓名學號論文（設計）題目多功能施肥機畢業(yè)論文指導情況指導次數(shù)指導日期指導內(nèi)容學生出勤情況指導教師簽字1201312.25布置課題、安排寒假畢設任務：查閱譯文原文，收集看問題相關(guān)資料22014 2.24檢查寒假設計任務完成情況確定翻譯內(nèi)容、安排實習320143.3檢查實習情況，布置實習報告撰寫任務420143.10檢查實習報告完成情況布置翻譯任務及要求520143.17檢查譯文進度總體方案討論620143.24布置開題報告繪制傳動簡圖及方案720143.31反饋譯文、實習報告存在問題檢查開題報告820144.7確定最終總體設計方案920143.14對已確定最終總體設計方案進行結(jié)構(gòu)設計1020144.18具體結(jié)構(gòu)設計注：此表由系（部）存檔指導記錄表畢業(yè)論文指導情況指導次數(shù)指導日期指導內(nèi)容學生出勤情況指導教師簽字1120144.21結(jié)構(gòu)設計檢查提出修改意見1220144.24具體結(jié)構(gòu)設計1320144.28結(jié)構(gòu)設計檢查提出修改意見1420145.5總裝圖結(jié)構(gòu)設計、零件設計1520145.8總裝配圖、零件圖檢查提出修改意見1620145.16檢查修改結(jié)果布置設計說明書撰寫要求1720145.19對所有設計內(nèi)容進行全面檢查1820145.26布置答辯注：此表由系（部）存檔中期檢查表-學生 機械工程 系（部） 檢查時間 2015 年 5月10日論文題目多功能施肥機指導教師學生姓名專業(yè)班級學號目前已完成的任務1. 定稿方案研究與優(yōu)選2. 動力源的選擇3. 開溝器的設計4. 牽引桿的設計5. 排肥機設計6.排肥器的主要參數(shù)確定是否符合任務書要求的進度 是 否尚需完成的任務1. 排肥器的主要參數(shù)確定2. 車廂橫梁和縱梁的選取3. 傳動鏈和鏈輪的設計能否按期完成任務 能 不能存在的問題及擬采取的辦法肥料成塊無法下落，堵塞出肥口。要在施肥前檢查肥料，及時打碎成塊的肥料。排肥稀少不均?？赡苁遣圯啽欢氯蚴遣圯喺{(diào)節(jié)不當。應及時檢查槽輪的輪槽，以及槽輪的位置，及時疏通和正確調(diào)節(jié)。 在初定方案過程中，由于自己所見實物過少，零部件的尺寸不能確定，許多都是在詢問與比劃中得到的結(jié)果，因此有些尺寸在實際應用中可能存在較大的偏差。對于計算部分，由于本設計是靠地輪傳動施肥，所以設計大都是靠自己參照實際生產(chǎn)定的尺寸。對于其中零部件的基本尺寸，結(jié)果與實際生產(chǎn)加工肯定存在著偏差，具體請教老師，下一步進行完善數(shù)據(jù)。對指導教師的建議學生（簽名）：年 月 日注：1.中期檢查要講求實效，主要是找問題，找差距。對中期檢查不合格的學生提出警告。2.此表一式二份，一份學生留存，一份交系（部）存檔。中期檢查表教師 系（部） 檢查時間 年 月 日論文題目指導教師學生姓名專業(yè)班級學號指導情況共指導（ ）次指導方式郵件( )次 電話( )次 現(xiàn)場( )次 其它( )次工作進度完成情況 提前完成 按計劃完成 延期完成 沒有完成質(zhì)量評價（學生前期已完成工作的質(zhì)量情況） 優(yōu) 良 中 差工作態(tài)度情況（學生對畢業(yè)論文的認真程度、紀律及出勤情況） 認真 較認真 一般 不認真結(jié) 論（對學生前期任務整體完成情況的評價） 合格 基本合格 不合格選題是否有變化 有 無選題變化原因 對該同學階段性工作的評價指導教師（簽名）： 年 月 日注：1.中期檢查要講求實效，主要是找問題，找差距。對中期檢查不合格的學生提出警告。2.此表一式二份，一份學生留存，一份交系（部）存檔。3.在相應填寫或打雙軸拉伸試驗機的設計 S.A.Kurkin, V.F.Lukyanov, M.N.KrumbolDT當加載內(nèi)部壓力時，焊接薄板結(jié)構(gòu)及其外殼將受到雙向拉伸的張力。在這種情況下，往往有一個靈敏度增加的金屬片，由于局部應力集中的存在或者由于與制造工藝相關(guān)的金屬的機械性能的局部改變，從而導致結(jié)構(gòu)的強度明顯下降。因此，在至關(guān)重要的薄板結(jié)構(gòu)的材料和制造工藝的選擇時，平時所進行的單軸試驗所獲得的數(shù)據(jù)是不夠的。這就需要測試的大量的組裝件和最大限度地反映實際工作條件下的金屬基材和焊接接頭的模型。這樣的測試對檢查其生產(chǎn)的最后階段的結(jié)構(gòu)強度是很重要的，但他們是相當昂貴的，并且作為一項慣例，由于過早失敗，傳達的信息也不足。在這方面，我們應該進行測試，測試應該充分地反映機構(gòu)在實際工作條件下，并且在實驗室調(diào)查的方法將適用。參考薄板結(jié)構(gòu)我們應該考慮到這樣的測試：a）應力狀態(tài)（主應力分量下的雙向平等或不平等）；b）載荷特性（靜態(tài)或反復加載不同周期的靜態(tài)）；c）環(huán)境的影響；d）工作溫度的影響這些試驗設備應該容易設計，并提供一份高輸出的調(diào)查。在本文中我們將描述在雙向應力的狀態(tài)下，測試金屬和焊接接頭機器的設計實驗。在 1，2 的分析中表明，通過靜壓彎曲的方法，金屬和薄板結(jié)構(gòu)的焊接接頭的工作條件在測試中被體現(xiàn)得最充分。在這種情況下，標本是安全的，并且負載了液壓。 圖1 產(chǎn)生雙向拉伸的加載方案應力狀態(tài)的金屬所產(chǎn)生的力取決于試樣的形狀和模具(圖1)。因此，支持在一個平面標本靜態(tài)荷載壓力情況下對管芯圓輪廓進行，雙向彎曲產(chǎn)生的張力和標本的外表面的凸出面的相當多的部分受到的張力與平等的組成部分張力均為1 =2（圖1a）。如果平面標本被可靠的固定在管芯圓輪廓上，雙向拉伸將被取代為雙向彎曲。在加載的情況下，不是一個平面標本，而是一個模具的孔的直徑和標本的厚度的比率足夠大的球形標本，彎曲的部分是小的，并且我們可以認為試樣的中心部分受到的雙向拉伸為2/1=1。比率在2/1 = 1.0-0.75之內(nèi)的不等組件的雙向拉伸張力，可通過使用了具有橢圓孔的模型的標本的屈曲來根據(jù)給出的圖表1b得出。進一步的減小比例在2/1（0.7-0.3）的雙向拉伸張力是通過在圖1c所示的計劃方案得到的，在此比例中，由法蘭部份抑制圓柱之間的模具和沖壓圓柱形式的圓柱面板形狀的標本加載靜水壓力3。工作壓力下薄板結(jié)構(gòu)的兩種特征載荷的類型：單（靜態(tài)）和低循環(huán)（重復靜態(tài)）。第一，使用計劃A和B是有用的（見圖1）。根據(jù)試驗計劃，靜態(tài)加載可以做到在平面形式的標本，以及在預成球形部分的標本上4，5。薄板是可取的，因為他們的制造耗時少。在球形段形成固定標本許可減少對輪廓試樣的邊緣效應的影響；然而，這些標本的制備要求塑性變形，從而會導致改變材料的組織和性能，并不總是可求的力學性能的變。所有這三個方案如圖1可用于在低周反復荷載條件下進行測試。然而，根據(jù)方案a應優(yōu)先考慮雙向彎曲，因為后者允許更大的測試厚度。加強與應力均勻分布的區(qū)域，標本的輪廓可以被鉸接到死點。根據(jù)方案b和c(參閱圖1)，低周載荷測試在一個球形或圓柱形面板形式的預成標本上進行。必須考慮到,在相當大的彎曲應力的標本的附件的地方，超過了應力在樣板中心的彎曲應力。周圍介質(zhì)在一個長期和反復的靜態(tài)測試下，具有特別是強烈的效果。引起我們極大的興趣的是，在腐蝕性環(huán)境中反復加載靜載荷情況下的材料壽命。從環(huán)境影響角度來看，后者可以被用來作為壓力下的標本的工作流體。在這種情況下,現(xiàn)在的任何試驗方案都被使用了。為了防止主系統(tǒng)和機械零件腐蝕，腐蝕性液體放置于標本之下并且被從主要工作流體與活塞密封裝備分開。位于下腔試樣的彈性膜起到著同樣的作用。這個方案的主要缺點是不能觀察斷裂的過程。因此，在這些情況下的沒有壓力的腐蝕性介質(zhì)是沒有益處的，強腐蝕性的介質(zhì)應放置在標本上面，其更換應該容易，因為它是污染腐蝕產(chǎn)物，并通過視覺和靜止畫面攝影手段觀察斷裂的過程。為防止上板腐蝕可以涂上一層環(huán)氧樹脂漆,或圓形橡膠防止腐蝕介質(zhì)超出了被測試樣品的極限，可以粘在標本的局部，限制擴散層。在與上述標本中的腐蝕試驗情況下，加載的方案建議如圖1a所示。溫度是確定測試結(jié)果的一個重要因素。調(diào)查的數(shù)據(jù)6表明負溫度降到-196o，在靜載荷（通過用液氮或蒸汽局部冷卻的試樣）的條件下可以得到。在長期試驗的情況下，把它放置在一個冷卻室來冷卻整個機器的方法是合適的。加熱的溫度約200-250o，標本可以通過上述試樣放在電熱器上。為了更好的熱交換應該有應該有一層以上的標本，在測試過程中試樣油層是激烈運動的。本機設計的初步數(shù)據(jù)是板材的機械性能，是在厚度范圍內(nèi)進行測試，并是在加載的條件下得到的。這種機器的設計和操作的10年經(jīng)驗表明，在一個單一的靜態(tài)負荷情況下，在液壓系統(tǒng)的最大壓力應不超過600-700測量atm，并且在反復加載的情況下，它不應該超過150-200測量atm。主要參數(shù)是模型2r的孔的尺寸，這確定著機器的尺寸和結(jié)構(gòu),而這又取決于標本厚度t。我們將考慮不同測試方案的r/t的比值的選擇。在方案a（見圖1），r/t的比值的增加是伴隨著薄膜應力和標本彎曲應力的對比的增加而增加的，這是不可取的，因為薄膜應力影響較大的裂縫發(fā)生率，因此可以阻礙了測試結(jié)果的分析。此外,壓力測試所需的標本的增加是隨著r/t比值的減小的?？紤]到上述表示的考慮，我們建議選擇符合的比率是在模具半徑R和試樣厚度t的不等式：其中y是材料的屈服點; E為彈性模量; P是標本下的最大壓力。在標本的靜態(tài)試驗中，對輪廓的克制（圖1，方案B）的比值R / T是按以下方式確定的。實驗數(shù)據(jù)表明，標本的中心部分的拉伸張力產(chǎn)生的彎曲由表達式描述，其中是對數(shù)縮頸單軸拉伸變形斷裂。 其中的最好的斷裂時間的值不超過0.03，為此滿足其中的不等式:是非常必要的。此外，有相當多的壓力P對試樣在R /T為小比值的情況下的斷裂是有必要的。利用Tomlenov7，Sandier和Khodulin 8的研究，我們可以推薦一對強度，材料可塑性，壓力P為試樣斷裂比率關(guān)系:其中的sk是真正的抗斷裂數(shù)。從(3)和(4)的關(guān)系可得出，我們必須采取更大的r/t的比值?？紤]到在測試試樣的曲率半徑，不僅可以減少由于金屬變形的結(jié)果，而且可以減少由于緊固法蘭的延誤，我們必須增加10-15的比例獲得。為了防止法蘭被拖進模型,法蘭寬度部分標本應不少于模型直徑的0.25-0.3。在一個預成球臺形式標本的測試中，半徑段R應選為符合不平等式：從而減少了邊緣效應的影響。為測試方案c(見圖1),我們用一種形式為圓柱面板的標本。圓筒狀弧形板應該在斷面上,并且有一個中央的角度不少于120-160o。該面板長度(沒有法蘭部分)不應小于2.5-3其截面的半徑。為了增加其數(shù)值，模具應在一個橢圓形，其主要軸線與面板的母線重合。圖2 雙向拉伸試驗機的設計對檢測機的模型的孔的尺寸設計，參考了莫斯科東北鮑曼高等工業(yè)學校（MVTU）和農(nóng)業(yè)機械建設研究所（RISKHM）的羅斯托夫設計試驗機，上述表示的考慮皆按照表1。各種各樣設備的主要不同之處在于裝配設計上面，比如鎖定裝配1,模型2和液壓鉗3在檢測中是用于固定標本4的。液壓鉗被用于確保標本的輪廓。當根據(jù)方案b和c(參閱圖1)測試，標本的一個可靠約束的法蘭部分必須予以提供。該模具對試樣的壓力N，模型的孔2R的直徑與標本之下的壓力P有以下關(guān)系：鎖緊裝置防止模具和液壓鉗的相互位移。標本在測試時，鎖緊裝置吸收了相當大的負載（由200至5000噸）,因而對組裝設計必須給予特別注意。 最簡單的鎖定設備的設計如圖2c所示。液壓鉗和模具是固定在均勻布置有螺栓的圓周上。然而,這種設計不提供標本的迅速附件。只有在其長期試驗的情況下才使用,例如,在反復的靜態(tài)測試。圖2a顯示鎖定元素的設計是在液壓下進行的。設計很簡單,并允許使用標準的設備,但它是麻煩的,特別重要的是,在檢測中液壓鉗的上部位置限制標本的接近。鎖定裝置如圖2b所示，它是根據(jù)插銷栓的操作原則來制作的。模型和液壓鉗的外殼被固定住，這是當鎖止環(huán)彎曲到與其設計的一致的時候。 帶螺紋千斤頂?shù)脑O備9是用于解除上盤（當緊固和拆卸標本時）。這種方式使得結(jié)構(gòu)緊湊和高效率的工作。這個方案，建議適用緊固力在1000噸以下的標本。在圖2e所示的設計，鎖定裝置具有塊的結(jié)構(gòu)。該框架的計算，使他們的垂直元素與一個很小的組成部分承受彎曲張力。設計緊湊，并且塊體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)大大方便了機器的組裝。在機器中，標本是懸掛在模具上的，可移動的塊框架在一個特殊的運輸裝置上起到阻擋的作用10。使用從1000至5000噸的鎖緊力的鎖定裝置是便利的。鎖定元素在一個環(huán)的形式（見圖2d）11允許與該鎖定元素重量大大減少，其重量比按前面的方案作出規(guī)劃。該標準密封在這種情況下使用不提供所需的松緊度。可接受的密封件的設計應該考慮以下內(nèi)容。為活塞直徑小于500毫米和活塞直徑大于500毫米的液壓夾具的設計分別如圖3a和圖3b所示。該鉗的鉸鏈的組裝也如圖3c所示。在第一種情況下，活塞6是在磁盤的一個中心孔處，其中缸瓦1的導桿和密封圈也放置在該處。該桿的作用是消除活塞的初始失調(diào)，并用來傳遞流體進入標本下面的腔體?；钊c缸壁之間是通過一個圓截面的橡膠圈和一個T形截面2的鋼墊圈來實現(xiàn)密封的?；钊M裝后，橡膠圈的預緊是通過固定栓5的方法實現(xiàn)的。在測試過程中，活塞下的流體壓力的增加使得墊圈變緊，這保證了活塞的密封是可靠的。橡膠圈4防止流體通過固定栓的孔流出。這種密封設計提供了方便的密封液壓鉗的密封圈，甚至允許活塞下腔有0.3-0.5ram的間隔。橡膠密封圈的截面應不小于100平方毫米。當活塞的直徑超過500mm的時候，它應該設計為環(huán)形（見圖3b），這種情況下密封組件的設計是比照上述。橡膠密封圈的截面不應超過150-200平方毫米。 圖3 標本液壓鉗的設計參考文獻1Ya.B.Fridman等人.雙向拉伸下板材的習性.合金和有色金屬的研究俄羅斯，4號（1963）2W.E.Copper.壓力容器設計的拉伸試驗的意義.焊接J.36 ，2號（1956）3S.A.Kurkin和N.S.Meshaikin.圓柱面靜壓屈曲下的板材和焊接接頭的測試.Svarochnoe Proizvodstvo，7號（1970）4S.A.Kurkin 和 V.F.Lukyanov.基于雙向拉伸條件下的測試結(jié)果的焊接薄壁容器設計的評價.Svarochnoe Proizvodstvo,9號(1965).5B.A.Drozdovskii等人.碳含量對張力狀態(tài)下鋼板結(jié)構(gòu)強度的影響.Obrabotka Metallov,5號(1964).6S.A.Kurkin和D.I.Umarov.雙向拉伸試驗機板材和在高低溫度條件下的焊接接頭.IZV，VUZ,Mashinostroenie,2號(1968).7A.D.Tomlenov.塑料的受壓狀態(tài)和擴展過程的穩(wěn)定性.金屬的壓力成形問題俄羅斯，Izd.AN SSSR,莫斯科(1958). 8N.I.Sandler和A.K.Khodulin.薄板金屬雙向拉伸的測驗儀器.Zavod.Lab,12號(1951). 9S.A.Kurkin等人.焊接薄壁容器的模擬式雙向拉伸試驗機.Svarochnoe Proizvodstvo,5號(1965). 10V.F.Lukyanov等人.作者的證書號：254177，Byul.Otkr,Izobr, Prom.Obr,Tov.Zn,31號(1969). 11S.A.Kurkin等人.作者的證書號：261745，板材和焊接接頭的雙向拉伸試驗機.應用于1968年11月27日，Byul.Otkr,Izobr,Prom.Obr,Tov.Zn,5號(1970).DESIGN OF BIAXIAL TENSILE TESTING MACHINESS.A.Kurkin, V.F.LukWyanov, and M.N.KrumbolDTWelded sheet structures and shells experience biaxial tension when loaded with an internal pressure.Under these conditions there is often an increased sensitivity of the sheet metal to the presence of stress raisers or to a local change of he mechanical properties of the metal related with the manufacturing process, which can lead to a marked decrease of the strength of the structure. Therefore, when selecting the material and manufacturing process of crucial sheet structures the data obtained in the usual uneasily tests of specimens are insufficient. This necessitates testing large full-scale assemblies and mock-ups of articles maximally reflecting the real operating conditions of the base metal and welded joints. Such tests are of interest for checking the strength of structure at the final stage of its manufacture, but they are quite expensive and as a rule convey insufficient information on the causes of premature failure. In this connection we should conduct tests which would most fully reflect the real working conditions of structure and in which laboratory methods of investigation would be applicable.With reference to sheet structures we should take into account in such tests:a) The state of stress (biaxial with equal or unequal components of the principal stresses); b) Character of loading (static or repeated static with different cycles); c) Effect of the ambient medium; d) Effect of operating temperature. The equipment for the tests should be simple in design and provide a high output of investigations.In this article we will present the experience of designing machines for testing metal and welded joints in a state of biaxial stress. An analysis conducted in 1, 2 showed that the working conditions of metal and welded joints in sheet structure are reproduced most fully in testing by the hydrostatic buckling method. In this case the specimen is secured about the contour and loaded by a hydraulic pressure.Fig.1 loading schemes for producing biaxial tensionThe stressed state arising in the metal depends on the shape of the specimen and die(Fig.1).Thus, in the case of hydrostatic pressure loading of a plane specimen supported about the contour of the round hold of the die, biaxial bending occurs and a considerable part of the outer convex surface of the specimen experiences uniform tension with equal components1=2(Fig.la).If the plane specimen is reliably fixed about the contour of the hole of the die, biaxial tension is superposed on biaxial bending. In the case of loading, not a plane specimen, but a spherical segment(Fig.lb) with a sufficiently large ratio of the diameter of the hole of the die to the thickness of the specimen, the bending component is small, and we can consider that the central part of the specimen experiences biaxial tension with2/1=1.Biaxial tension with unequal components within the ratio 2/1 = 1.0-0.75 can be produced by buckling the specimens according to the scheme given in Fig.lb with the use of dies having elliptic holes. A further decrease of the ratio 2/1(0.7-0.3)is achieved by means of the scheme shown in Fig.1c, where a specimen in the form of a cylindrical panel restrained by a flange part between the cylindrical die and cylindrical punch is loaded by hydrostatic pressure 3. For sheet structures working under pressure two types of loading are characteristic: single (static) and low cycle (repeated static).For the first it is expedient to use schemes a and b (see Fig.1). Testing according to scheme a under a static load can be done both on specimens in the form of plane sheets and in the form of reshaped spherical segments 4, 5. Sheets are preferable, since their manufacture is less timeconsuming.Specimens in the form of spherical segments permit reducing the influence of the edge effect from securing the specimen about the contour; however, the preparation of such specimens requires plastic deformation, and this can lead to a change of the mechanical properties of the material which is not always rectifiable even by subsequent heat treatment. All three schemes shown in Fig.1 can be used in tests under low-cyclic loading conditions.However, preference should be given to biaxial bending according to scheme a, since the latter permits testing greater thickness. To increase the zone with uniform distribution of stresses, the contour of the specimen can be hinged to the die. Tests by low-cyclic loading according to schemes b and c(see Fig. 1) are conducted only on reshaped specimens in the form of a spherical segment or cylindrical panel. It is necessary to take into account that at the place of attachment of such specimens considerable bending stresses, exceeding the stresses in the center of the specimen, occur.The ambient medium has an especially strong effect on the results of long-term and repeated static tests. Of great interest is the life of materials in the case of repeated static loading in corrosive environments. From the standpoint of the effect of the environment, the latter can be used as the working fluid acting on the specimen under pressure. In this case any of the present test schemes is used. To prevent corrosion of the main systems and parts of the machine, the corrosive fluid is placed under the specimen and is separated from the main working fluid by a partitioning piston equipped with seals. The same role can be played by an elastic membrane located in the cavity under the specimen. The main shortcoming of this scheme is the impossibility of observing the process of fracture.Therefore,in those cases where the action of the corrosive medium without pressure is of interest, the corrosive medium should be placed over the specimen, which permits its easy replacement as it is contaminated by the corrosion products and also observation of the course of fracture visually and by means of still and motion-picture photography.For protection against corrosion the upper plate can be coated with a layer of epoxy resin or lacquer, or a circular rubber molding preventing the spread of the corrosive medium beyond the limits of the part of the specimen being tested can be glued on the specimen. In the case of corrosion tests with the medium above the specimen the loading scheme shown in Fig.la is recommended.The temperature is an important facto determining the test results. The data of investigations6 showed that negative temperatures down to -196can be obtained in static loading( by local cooling of the specimen with liquid nitrogen or its vapors).In the case of long-time tests it is expedient to cool the entire machine by placing it in a cooling chamber.Heating the specimen to temperatures 200-250can be done by electric heaters placed above the specimen. For better heat exchange there should be a layer of mineral oil above the specimen which is intensely agitated during testing.The initial data for designing the machine are the mechanical properties of the sheet metal, range of thicknesses to be tested, and the loading conditions.The 10-year experience of the design and operation of such machines indicates that in the case of a single static load the maximum pressure in the hydraulic system should not be above 600-700 gauge atm and in the case of repeated static loading it should not exceed 150-200 gauge atm.The main parameter determining the dimensions and construction of the machine is the size of the hole of the die 2r, which depends on the thickness t of the specimen. We will consider the selection of the value of the ratio r/t for the different test schemes. For scheme a (see Fig.1) an increase of the ratio r/t is accompanied by an increase of membrane tresses in comparison with the stresses in the specimen from bending, which is undesirable, since membrane stresses affect considerably the rate of development of fracture and can hamper an analysis of the test results. In addition, the pressure under the specimen required for testing increases with a decrease of the ratio r/t.Taking into account the considerations expressed above, we recommend selecting the ratio between the radius r of the die and the thickness t of the specimen in conformity with the inequalitywhere y is the yield point of the material; E is the modulus of elasticity; P is the maximum pressure under the specimen.In static tests of specimens restrained about the contour (Fig.1, scheme b) the ratio r/t is determined in the following way.The experimental data showed that the bending component of strain in the central part of the specimen is characterized by the expressionwhere b is the logarithmic necking deformation in fracture by uneasily tension. It is desirable that by the time of fracture the value of ebend does not exceed 0.03, for which fulfillment of the inequalityis required. Moreover, a considerable pressure P is necessary for fracture of the specimen in the case of small values of the ratio r/t. Using the studies of Tomlenov 7, Sandier and Khodulin 8, we can recommend a dependence of the ratio r/t on strength, plasticity of the material, and pressure P for fracture of the specimen:where Sk is the true resistance to breaking.From relationships (3) and (4) we must take the larger r/t.Taking into account that during the test the radius of curvature of the specimen can decrease not only as a consequence of deformation of the metal but also due to slippage of the flange part in the fastening, we must increase the ratio obtained by 10-15%.To prevent the flange from being pulled into the die, the width of the flange part of the specimen should be not less than 0.25-0.3 of the diameter of the die.In testing specimens in the form of a reshaped spherical segment the radius of the segment R should be selected from the inequalitywhich lessens the influence of the edge effect 8.For testing by scheme c (see Fig.1) we use a specimen in the form of a cylindrical panel. The cylindrical panel should form an arc in the cross section with a central angle not less than 120-160.The length of the panel (without the flange part) should be not less than 2.5-3 radii of its cross section. To increase, the working zone of the specimen, the die should be made in the form of an oval whose major axis coincides with the generatrix of the panel.Fig.2 Designs of machines for biaxial tension testingThe dimensions of the hole of the dies of the testing machines designed at the N.E.Bauman Moscow Higher Technical School (MVTU) and Rostov-on-Don Institute of Agricultural Machine Construction (RISKHM) in accordance with the considerations expressed above are presented in Table 1.Various devices(Fig.2) differing mainly in the design of such assemblies as the locking assembly 1, die 2,and hydraulic clamp 3 are used for fastening the specimen 4 during the test. The hydraulic clamp is used to secure the specimen about the contour. When testing according to schemes b and c(see Fig. 1) a reliable restraint of the flange part of the specimen must be provided.The force N of pressing the specimen against the die is assigned in relation to the diameter of the hole 2r of the die and pressure P under the specimen: The locking device prevents mutual displacement of the die and hydraulic clamp. During testing of the specimens the locking device absorbs considerable loads(from 200 to 5000 tons),and therefore special attention must be given to the design of this assembly.The simplest design of the locking device is shown in Fig.2c. The hydraulic clamp and die are fastened by bolts uniformly arranged about the circumference. However, this design does not provide quick attachment of the specimen. Its uses expedient only in the case of long term tests, for example, in repeated static tests. Figure 2a shows the design of a locking element made in the manner of a hydraulic press. The design is simple and allows using standard equipment, but it is cumbersome and, what is especially important, the upper location of the hydraulic clamp limits access to the specimen during the test.The locking device shown in Fig.2b is made according to the operating principle of a bayonet lock. The die and the housing of the hydraulic clamp have pin projections which after twisting the lock ring rest against the corresponding projections of this ring.A device with screw jacks 9 is used for lifting the upper plate (when fastening and removing the specimen).Machines made in this manner are compact and highly productive. The use of this scheme can be recommended in the case of a fastening force of the specimen less than 1000 tons.In the design shown in Fig. 2e the locking device has the form of a block of frames. The frames are calculated so that their vertical elements experience tension with an insignificant bending component. The design is compact and the block system greatly facilitates assembly of the machine. In the machine the specimen is suspended from the die, which can be moved out of the block of frames on a special carriage 10. It is expedient to use this locking device for fastening forces from 1000 to 5000 tons. The locking element made in the form of a ring (see Fig.2d) 11permits a considerable reduction of its weight in comparison with the weight of the locking element made according to the preceding scheme. In addition, this scheme simplifies considerably the testing of specimens in the form of a cylindrical panel.Fig.3 Designs of hydraulic clamp of the specimenThe hydraulic clamp has some special design features. To provide compactness of the machines the working stroke of the hydraulic cylinder is limited to the minimum value (40-60ram) sufficient for convenience of loading and unloading the specimen. Therefore, the ratio of the height of the piston to its diameter is so small that the danger of misalignment and jamming of the piston during operation. Jamming can be eliminated by increasing the gap between the piston and cylinder. The use of standard seals in this case does not provide the required tightness. Acceptable designs of seals are considered below.The designs of hydraulic clamps for a piston diameter less than 500 mm are shown in Fig.3a and for a piston diameter greater than 500 mm in Fig.3b.The clamp of the hinge assemblies also shown there (Fig.3c).In the first case the piston 6 is made in the form of a disk with a central hole in which the guide rod of tile cylinder 1 and the seal are located. The rod serves for eliminating initial misalignments of the piston and is used for delivering the fluid into the cavity under the specimen. The seal between the piston and cylinder wall is accomplished by means of a rubber ring