船舶电子电气专业毕业论文范文

摘要：电气自动化在水电站中的应用主要体现在水电站的自动化方面，本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容，并进一步分析了设备选型及自动化设计。　　关键词：电气自动化 水电站 应用　　一、引言　　随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化在水电站中也得到了广泛应用，这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分，是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”，它担负自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模，电站的型式及主要机电设备的性能。　　水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志，同时，自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。　　二、水电站自动化的内容　　水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。　　(一)完成对水轮发电机组运行方式的自动控制　　一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。　　(二)完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视　　如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时。迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。　　(三)完成对辅助设备的自动控制　　包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。　　(四)完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。　　(五)完成对水工建筑物运行工况的控制和监视　　如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护(指引水式电站)等。中心

渤海船舶职业学院原隶属于中国船舶工业总公司，是我国北方唯一一所以培养船舶工业高素质技能型专门人才为主、 国有公办、省市共建、面向全国招生的全日制国家骨干高等职业学院。新校园位于辽宁省兴城市龙兴路，首山国家森林公园东侧，占地面积728亩，建筑面积20万平方米；设有船舶工程、动力工程、电气工程、机电工程、材料工程、信息工程、管理科学、师范教育8个系，基础、体育、成人教育、电大等4个部，开设了船舶制造技术、计算机网络技术等20个专业。学院有在校生人数近8000人。学院坚持“依托船舶、服务地方”的办学定位，坚持“突出特色、提高质量、改革创新、内涵发展”的办学方针，坚持“厚德笃学，知行合一”的办学理念，致力于培养“综合素质高、实践能力强、成长能力好”的优秀人才。2008年，学院被辽宁省教育厅确定为省首批示范性高等职业院校建设单位。2010年，学院被教育部、财政部确定为国家骨干高职院校立项建设单位。学院开设了船舶工程技术等43个专业及专业方向 ，其中船舶工程技术、船舶动力装置技术、船舶电气技术、数控技术、焊接技术及自动化五个专业群，均属国家重点支持的产业集群范围。船舶CAD/CAM为国家精品课程，船舶辅机、船舶柴油机、模拟电子技术、焊接结构、数控编程与加工等10门课程为辽宁省精品课程。学院现有各类实验室、实训中心80个，拥有国防科技工业职业教育实训基地、国家级数控技术实训基地、国家级电工电子及自动化实训基地。学院积极开展国际交流与合作，与韩国巨济大学等院校建立了友好学校，开展了“校校企”合作办学。特色专业船舶工程技术、电力系统自动化技术和轮机工程技术3个专业为省级示范专业。船舶工程技术、数控技术、焊接技术及自动化、建筑工程技术（钢结构制造技术）、电气自动化、机械设计制造（船机制造与维修技术）、理化测试及质检技术（焊接质量检测技术）7个专业为辽宁省品牌专业。焊接技术及自动化专业、船舶电气工程技术专业被评为全国机械行业特色专业。师资力量学院拥有一支结构合理、素质一流的“双师型”教师队伍。学院专任教师453人，其中，正高级职称45人、副高级职称212人；省级以上专家10人；辽宁省教学名师4人；百千万人才工程百人层次1人，千人层次1人；省级优秀教学团队5个。学院教师主持、参与国家、省部级课题210项，发表论文1100篇；完成科技服务项目30项，专利授权5项。校企合作各专业实行“多证制”，学生在获得毕业证书的同时还获得钳工、管工的相应专业职业技能证书 。轮机工程技术等专业毕业生深受社会各界青睐，连年毕业率保持在95%以上 。

1、对蜗杆传动的类型进行选择利用GB-T10085-1988中数据的条件，本次蜗杆利用蜗杆（ZI）。2、对蜗杆和蜗轮材质的选择蜗轮采用模具铸造而成，材质采用锡磷青铜。围绕着保护环境节约价值高的材料，因此齿圈利用青铜铸造而成，而轮芯则采用材质更好的灰铸铁铸造而成。蜗杆与蜗杆之间传动的能量一般，之间传动的速度并不是很快，蜗杆采用45钢；并在蜗杆螺旋表面做淬火处理。采用45钢可以增强效率和耐磨性，提高韧性，加强强度。3、对齿根弯曲疲劳强度检验和对接触疲劳强度设计传动之间的中心距为 （4-6）1）计算T2的大小根据Z1=8，估计选择效率η1=85，则T2=55×106=55×106=55×106=932）确定载荷系数K蜗轮和蜗杆的转速并不是很高，他们之间冲撞不是很高，因此选择系数为Kv=05;则K=KβKAKv=1×1×05=15。蜗轮蜗杆载荷比较稳定，因此载荷系数为Kβ=1;在利用12-5[8]中数据可以知道帮并选择系数KA=1。3）对ZE的确定蜗轮的材质ZCuSn10PI和钢蜗杆匹配，所以 弹性影响系数为160。 4）对于Zp的选择首先预先估计d1/a=35，然后利用图12-13[8]中的数据可以知道Zρ=9。5） 对于[σH]的选择依照蜗轮的材质采用ZCuSn10PI构成并由模具压铸而来，因此螺旋齿面的硬度应该超过45HRC，然后可以利用表12-7[8]中数据可以知道蜗轮 [σH]＇等于245MPa N=60jn2Lh=60×1×20×12000/5=67×107 KHN==8845则 a≥=75mm6）计算中心距预先定其中心距为220mm，又根据i=5，所以可以利用表12-2[8]中数据可以知道模数为8mm可以确定分度圆直径大小为70mm。这时d1/a=4，再次利用表12-18[8]中数据可以知道Zρ＇等于65，得出Zρ＇小于Zρ，所以以上假设成立，可以使用。。4、对于蜗杆和蜗轮的各种具体数字准确的计算1）蜗杆首先对蜗杆的轴向齿距和轴向齿厚大小进行判断得出Pa=133mmSa=5664mm;然后对直径的系数大小和齿顶圆齿根圆以及分度圆导程角q=10；da1=96mm; df1=8mm; γ=11°18´36"。2）蜗轮对于蜗轮主要对蜗轮的分度圆直径d2，齿根圆和喉圆直径df2，da2；以及蜗轮的齿数z2和变位系数x2和对传动比的验证iz2=40;x2=-5;i=40/8=5；d2=mz2=8×40=320mm；da2=d2+2ha2=320+2×8=336mm；df2=d2-2hf2=320-2×2×8=8mm；rg2=a- da2/2=200-5×336=32mm。5）、对齿根圆强度的校核 齿数为 zv2===08因为x2=-5， zv2=08，所以利用12-14[8]中数据可以知道YFa2=87 Yβ=1-=9192许用应力[σF]= [σF] ＇KFN。利用12-8[8]中数据可以知道并得出铸锡磷青铜制造的蜗轮的弯曲应力 [σF]＇=56MPa。由以上数据可以得出其寿命的系数为 KFN==985其强度满足实际要求，合理。 6）、蜗杆蜗轮的精度根据GB/T10089-1988这个，可以从其中圆柱形蜗杆，蜗轮的精度等级为8级，侧隙的种类为f，因此标注是8f GB/T10089-1988，以上都是选择都是由于蜗杆属于通用机械减速器。4 链传动设计 已知链传动传动比i=5，输入功率P=86W。 1 选择链轮齿数z1,z2 假定链速υ=3～8m/s,由表9-8[8]选取小链轮齿数z1=22，从动链轮齿数z2=iz1=5×22=55。2 计算功率Pca查得工作情况系数KA=2，故Pca=2×86=83W3 确定链条链节数Lp初定中心距a0=40p,则链节数为Lp==[]节 =12节，最终确定Lp=124节。4 对链条节数的选择和确定利用9-10[4]中数据可以查询知道齿数的系数大小为Kz=11; KL=06;利用9-13[8]中数据可以对小链轮的转速进行预先估计，因为链板有可能会发生疲劳破坏，这是由于链板在功率曲线顶点左侧。链板选择用单排链，利用9-11[8]中数据可以查询知道多排链的系数为KP=1,因此功率为是P0===4W为了验证上面预计的链的工作的点在功率曲线的顶点的左侧是否是对的，利用n1=04r/min和P0=4W，再根据9-13[8]中数据查询并选择单排链。因此上述假设成立。再根据9-1[8]中数据可以查询知道节距p=875mm。5 计算链长和中心距L===97ma= =mm =642mm（002～004）a=（002～004）×642mm =3～6mma＇=a-△a=642-(3～6)mm=7～4mm取 a＇=640mm6 验算带速υ==m/s=5m/s，满足实际要求。利用9-4[8]中数据可以知道小链轮毂孔直径dkmax=59mm, 并大于电动机的轴径大小，因此比较满足要求。8对压轴力的计算和确定 圆周力的的计算==30N将其依照水平方向安置取，因此其系数为KFP=15,所以=40N5 齿轮传动设计根据已知功率输入为P=79W，小齿轮转速 n1=15转/分传动比i=2。 1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）选择直齿圆柱齿轮 2）齿轮速度中等不是很快，因此选择7级精度 3）对齿轮的材质进行选择。利用10-1[5]表中数据选择小齿轮材料的选择为40 Cr，并且做出调质处理，与此同时可以得出其硬度为280HBS；和上一个一样的道理大齿轮所用材质是45钢，并知道其硬度为240HBS。4）对小齿轮的齿数进行选择z1=25,对大齿轮的齿数的选择和计算z2=iz1=2×25=50。 2 对齿轮的设计用接触疲劳强度来设计 先根据计算公式来计算，即 1）弄清公式中各个代表的数值大小； (a) 首先对载荷系数的确定Kt=2； (b) 对其传动的转矩大小进行确定=5×105×44679/15Nmm=845×105N·mm (c) 由表10-7[9]选取齿宽系数ød=1 (d) 利用10-6[9]中数据可以知道其材质的ZE大小；ZE=8MPa1/2 (e) 利用10-21d[9]中数据可以查询到其齿面硬度的接触疲劳强度σHlim1=600MPa;同理也可以查询到大齿轮的强度为σHlim2=550MPa； (f) 根据10-13[9]中的公式来计算循环次数 N1=60n1jLh=60×15×1×(2×8×300×15)=65×109 N2=N1/i=65×109 /2=325×109 (g) 利用10-19[9]中数据可以知道KHN1=90;KHN2=95； (h) 对其应力的计算利用（10-12）[9]中数据可以得到 2）计算 (a) 对分度圆直径的计算，将其代[σH]入中最小的值 d1t≥==50mm (b) 计算圆周速度υ (c) 对齿宽的计算 (d) 计算b/h的大小 mt=d1t/z1=50/25=78 h=25mt=25×78=505 mm b/h=50/505=11 (e) 对载荷的系数的计算因为υ=07422m/s，所以精度等级为7，在利用10-8[9]中数据可以查询知道KV=12；预先估计KAFt/b＜100N/m。在利用表10-3[9]中数据可以查询知道KHα=KFα=2；再利用10-2[9]中数据可以知道系数KA=1；再次利用10-4[9]中数据可以知道精度等级为7级、两个小齿轮不是相互对称安装时相对支撑时，KHβ=12+18（1+6）+23×10-3b把上述数值代到下面可以得到KHβ=12+18（1+6×）×+23×10-3×5=425；由b/h=11，KHβ=425；再利用10-13[9]中数据可以查询得到KFβ=35；因此得到 =1×12×425×35=918。（f）对分度圆直径的验证，根据（10-10a）[9]中数据可以知道===49 mm（g）对模数的确定m=d1/z1=49/25=42 mm3 对其强度计算弯曲强度设计公式为 （4-9）1）对计算中强度极限和寿命安全系数的确定（a）σFE1=500 MPa,σFE2=380 MPa；（b）KFN1=85, KFN1=88；（c）S=4；[σF]1==85×500/4 MPa=57 MPa；[σF]2==88×380/4 MPa=86 MPa；（d）对载荷系数的确定K=KAKVKFαKFβ=1×12×2×35=814（e）查取齿行系数=65，=226。（f）查取应力校正系数=58，=764。（g）计算大小齿轮的并加以比较==01379，==01644大齿轮数值大。2）设计计算=98就近取m=4，d1=49，算出小齿轮齿数z1= d1/m=49/4=27，z2=i z1=2×27=54。4 对其具体尺寸的计算1）齿轮分度圆的直径的计算d1=z1 m=27×4=108 mm, d2=z2 m=54×4=216 mm2）计算中心距 a=(d1+d2)/2==(108+216)/2=162mm3）对齿轮的宽度进行计算 b==1×108=108mm,取b1=108mm,b2=113mm5 验算 Ft=2T1/d1=2×845×/108=52 N ==73 N/mm＜100 N/mm，合适。5互感器线圈绝缘包纸机工作执行部分设计设计一个机械设备的最终目的是能让所设计的设备投入实际生产，并要达到生产的要求。设计包纸机的目的是它的工作部分能实现包纸，并达到所要求的技术参数[10]。互感器线圈绝缘包纸机工作执行部分由包纸轮、放纸架和一个压紧装置组成。包纸轮的材料是45钢，轮体加工后进行抛光处理，表面镀铬，结构如图2。由电动机经带传动带动包纸轮转动，同时纸从上方的放纸架上包在包纸轮上。包纸轮上有槽，纸包在轮上的同时经过槽再包在需要包纸的线圈上。线圈在包纸轮内部，并和它同轴转动。 图2存放待用纸的地方是放纸架。放纸架由电木盘、放纸架支架、尼龙滚、星形电木杆很多部件构成。因为放纸架所受载荷不大，其各个部件的材料为酚醛布板、尼龙棒等。压紧结构示意图在图三所展示。保证包纸的紧凑性就是利用这个装置，工作时通过旋转外面的轮盘，通过一个蜗轮蜗杆传动带紧一根橘皮带，橘皮带再带紧正在进行包扎的纸，从而达到工作目的。 图3结 论综上所述，互感器线圈绝缘包纸机性能优越，完全能满足现在社会工业发展的要求。它在工作时具有以下优点：（1） 互感器线圈绝缘包纸机在工作时能够通过压紧装置，经过人工简单的操作使包纸紧凑；（2） 从电机到实现包纸只经过了两次带传动，传动过程简洁合理； （3）互感器线圈绝缘包纸机的直线行走部分行走范围达3000mm，能实现较长距离包纸；另外，互感器线圈绝缘包纸机具有高效率、稳定的可靠性以及耐用持久等特点，而这些都是机械设备的基本要求。其次是成本低，无论是制造、运营还是维修，互感器线圈绝缘包纸机的成本相比同类设备来说都降低了不少；然后是该设备的环保性能好。随着社会的发展，环保将会是机械设备最基本的要求。而此次设计的包纸设备完全不同于以往的包纸机，它的噪音、废弃物污染都降到了最低程度；最后是互感器线圈绝缘包纸机的操作和使用非常便利简单易于维修，对人体没有危害。综上所述，互感器线圈绝缘包纸机将会有良好的前景，当然，随着科学技术的发展，相信包纸设备将会进一步改进。致 谢毕业设计马上就要结束了。随之四年的大学生活也接近尾声，在这一学期的毕业设计时间里，非常感谢老师给予的指导，和同学们对我的帮助，非常感谢大家对我的指导和监督。在毕业设计过程中，我的指导老师从始至终都认认真真、勤勤恳恳地指导我进行设计，在他身上我不仅学到一些本科专业知识，还学到了他对工作认真负责的态度，这些都是我终身受益的，他们在我毕业设计过程中给予了我鼓励和帮助，感谢他们的耐心指导，祝老师，身体健康，在各自的工作岗位上创出良好的佳绩。还有一同设计的同学们，在共同相处的一学期里，我感到非常愉快，没有他们给予的帮助，我无法如此顺利的完成设计任务。同时，也感谢各位评审老师。毕业答辩是我大学的最后一次考核，为了我们顺利毕业，各位老师在这炎热的六月坚守岗位，尽职尽责。祝各位评审老师工作顺利。我向那些曾经给予我巨大帮助和鼓励的老师和16级机自2班的全体同学表示感谢，谢谢他们四年里对我无微不至的关怀和照顾，祝他们身体健康，前途无量！参考文献[1] 石娜 一种简易实用的引线包纸机 [J]变压器 ,1998 ,(01): 9—[2] 刘力,周伟组合导线联合包纸机设计[J]变压器 ,2004 ,(07): 12—[3] 胡来榕,陈启松机械传动手册[M] 北京: 煤炭工业出版社 ,[4] 王凤兰, 宗振奇 机械设计学[M] 长春: 吉林科学技术出版社, 2[5] 成大先 机械设计手册[M] 北京: 化学工业出版社 ,[6] 余梦生,吴宗泽机械零部件手册[M]北京: 机械工业出版社 ,[7] 张富洲轴承设计手册[M] 北京: 机械工业出版社 ,[8] 濮良贵, 纪名刚 机械设计[M] 北京: 高等教育出版社, 12[9] 朱孝录齿轮传动设计手册[M] 北京 : 化学工业出版社 ,[10] 成大先 机械设计图册[M] 北京: 化学工业出版社 ,[11] 孙振权 电子式电流器互感器研发现状与应用前景[J] 高压电器 ,2004 ,(12）: 8—[12] 司徒东语 红外光技术在组合导线包纸机上的应用 [J] 变压器 ,2001 ,(11）: 31—[13] 郎沪勇 一种新颖高效的包纸设备[J] 变压器 ,2001 ,(01): 24—[14] 张贵芳 滑动轴承[M] 北京: 高等教育出版社 ,[15] 吴宗泽 机械设计课程设计手册（第二版）[M] 北京: 高等教育业出版社 ,[16] Orlov P Fundamentala of Machine D Moscow: Mir P ,

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