轴支架课程设计总结范文

轴支架课程设计总结篇1

本文介绍结构设计、系统刚度研究等方面关键技术。

系统采用A-E型双轴转台的通用结构形式，方位轴、俯仰轴可以自由转动，俯仰轴承载一个支撑座，天线、IMU及其控制电路安装在支撑座上。天线极化方向通过控制馈源旋转解决。

系统采用等刚度设计原则，为了提高结构刚度，降低重量，选用比强度和比刚度高的材料；优化设计结构形状，合理布置各搭载部件的位置，减小转动体的转动惯量；对转动轴进行静平衡设计，使质心落在轴心，减少配重块的质量；采用合理的散热措施，避免赋形环焦天线局部受热变形。

关键词：“动中通”；稳定平台；自动跟踪；刚度

1.概述

1.1国内外研究动态

“动中通”天线自动跟踪系统，在车辆运动或静止时，控制天线实时跟踪同步地球卫星，实现运动车辆和同步地球卫星信号传输。

“动中通”系统工作原理是，车辆在移动过程中，由于其运动姿态和地理位置发生变化，会引起卫星天线偏离卫星，使通信信号减弱甚至中断，因此必须对车体的这些变化进行隔离，同时通过卫星上信标信号完成天线漂移修正，使天线始终对准通讯卫星，实现移动状态下的不间断通讯[1] [2]。

目前国内外研究和生产动中通的单位较多，主要研制单位有：重庆航天新世纪卫星应用技术有限责任公司、重庆巴山仪器厂、中电集团第39研究所、航天恒星科技股份有限公司、北京爱科迪信息通讯技术有限公司等。

1.2 系统组成

“动中通”天线自动跟踪系统由赋型环焦天线、稳定平台、控制部分组成。里程计信息、GPS信息由总体提供。赋型环焦天线安装在稳定平台上。

稳定平台对于“动中通”系统是至关重要的，必须严格隔离车体角运动，隔离程度越高越好。

稳定平台采用A-E两轴结构，包括方位环和俯仰环，每个环上装有旋转变压器和力矩电机。方位环在外面，加装导电滑环，可以方位360°任意角度转动；俯仰环在里面，天线安装在俯仰环支撑座上，可以自由俯仰，角度范围13°～95°。

系统的惯性测量组件（IMU）包括三个光纤陀螺仪和三个加表，安装在俯仰环支撑座上。天线也安装在俯仰环支撑座上，因此IMU与天线固联，可以使用同一坐标系。

光纤陀螺仪电路简单，直接输出数字量，无需交流电源和力反馈等外置电路，方便系统调试和维修。光纤陀螺仪模型简单，在倾斜状态下寻北精度可以达到±0.3°。相对机械陀螺，光纤陀螺仪可靠性高，平均无故障时间达20000小时，适合于长时间工作；光纤陀螺仪抗震性能良好，适合与车载越野环境[3] [4]。

系统馈源轴装有旋转变压器和力矩电机，用于控制天线馈源的位置。工作过程中，馈源轴处于位置伺服状态，系统根据横滚陀螺仪Gy和X加表测量车体横滚运动，稳定馈源轴。

2.结构概述

2.1 组成

结构设计分为天线组件、方位环架、俯仰环架、惯性测量组件（IMU）等部分组成。

系统采用双轴转台的结构形式。俯仰轴承载一个支撑座，赋形环焦天线、IMU及其控制电路安装在支撑座上。方位轴、俯仰轴可以自由转动，通过稳定平台可以隔离车体角运动。通过计算和控制，这种双轴转台可以实现双轴稳定平台，从而实现天线电轴指向和对准卫星。天线极化方向可以通过控制馈源旋转解决，而不必通过天线整体旋转的方法解决。根据卫星信号的极化方向调整馈源轴，使赋形环焦天线的极化方向与卫星保持一致。

2.1.1惯性测量单元（IMU）

惯性测量单元（IMU）由支架、三只光纤陀螺、三个加表、一只温度传感器等组成。支架上留有安装基准或销钉，便于安装在支撑座上，并保证互换性。三个光纤陀螺正交放置在支架上，光纤陀螺的插件和输出电缆应符合电磁兼容要求，电缆首先进入支架内部，再由IMU插件转接到外部伺服控制组合。支架采用中空结构，内部安装加表支架，加表支架上安装三个加表，信号线也由IMU插件转接到外部伺服控制组合，有利于加表的电磁兼容。用金属盖板把支架封闭，统一设计一只IMU插件，陀螺、加表、温度传感器的信号都通过插件转接到外部伺服控制组合。

2.1.2支撑座

支撑座是一个装配平台，赋形环焦抛物面天线、惯性测量单元、伺服控制组合、微波器件等装在支撑座上。支撑座内侧采用平底碟形结构，赋形环焦天线组件通过法兰固连在支撑座上。支撑座外侧安装两个半轴，通过轴承与U形方位框架连接。支撑座采用铝合金材料。为了增加支撑座的结构刚度和减轻重量，综合考虑支撑座的质量分布，布置支撑座上的加强筋。

由于安装在支撑座上方的天线组件较重，为了减少配重，设计支撑座的质量分布，把加强筋放在上部，这样也符合支撑座的受力情况。上部承受压应力，下部承受拉应力。

在设计波导管时，尽可能减少波导管的折弯次数，减小波导管的长度，能够减少微波在传递过程中的损失。

2.2 基准设计

2.2.1方位基准及方位电机旋变的零位对准

在底座侧面的小平面上和U形方位框架上分别安装对准工装，通过光学仪器调整底座和U形方位框架上的两个基准面平行，通过工装使U形方位框架和底座固连。调节方位电机和方位旋变的零位。调整完毕后固定方位电机和旋变。

2.2.2俯仰基准及俯仰电机旋变的零位调整

在图5所示轴端安装调试工装，可通过光学仪器对准，使支撑架水平或与水平面45°夹角（零位），调整俯仰电机和旋变的零位，然后安装固定。

2.3 静平衡设计

根据控制要求，需要对俯仰轴、方位轴等，进行静平衡设计。馈源轴是一个回转体，轴上装配的元器件均为环形对称结构，只需进行静平衡测试即可。

3.结构刚度研究

3.1 结构刚度概述

车辆在行驶的过程中，会受到路面的影响，而产生冲击和振动，车内发动机、车载其它设备和乘员等也可能产生周期性或随机的冲击和振动。

结构在动载荷作用下，总要产生一定的振动响应，结构振动常是结构损坏、环境恶化、设备精度和可靠性降低等工程事故的主要原因[5]。因此研究结构的动力特性和动力强度，已日益成为结构设计中的重要课题。

本课题研究时，用有限元法对平台系统中的关键件的结构谐振频率进行仿真分析。

3.2 结构刚度分析

3.2.1惯性测量单元（IMU）组件的振动模态

IMU组件是系统的核心，垂直正交装有三个高精度光纤陀螺和三个加速度计，其刚度直接影响到系统的精度和平台的稳定，一阶谐振频率为953Hz，其它阶次的谐振频率均比一阶高，能够满足系统要求。

3.2.2支撑座

支撑座是稳定平台的载体，赋形环焦天线、IMU组件、伺服控制组合等组件均装在支撑座上。其一阶谐振频率为786Hz。

3.2.3赋形环焦天线

赋形环焦天线的谐振频率较低，可根据试验情况决定是否采取减振措施，以防随系统共振。

3.2.4 U形方位框架

U形方位框架连接方位轴和俯仰轴，其结构刚度直接影响系统的支撑刚度。为了提高结构刚度，减小重量，采用比刚度高的铝合金材料，采用中空结构形式，在合适的位置设置加强筋，同时考虑铸造的工艺性，采用分体式结构。

经过多次优化设计，该组件的最低谐振频率大于300Hz，能够满足设计要求。

3.2.5装配体的模态分析

用模拟负载法对整机进行简化，进行了振动分析，见图8简化的整机仿真模型。用一个模拟负载代替赋形环焦天线组件，重量和赋形环焦天线组件相同。一阶谐振频率为97Hz。

通过分析和计算，装配体在不安装赋性环焦天线和微波组件时的最低谐振频率应在80～100Hz之间，能够满足稳定系统对结构的刚度要求。装配赋形环焦天线后，系统的最低谐振频率大于60Hz。能够满足微波通讯的要求。

4.结论

本文主要研究了动中通天线自动跟踪系统的关键问题：结构及刚度。结构形式决定结构刚度，小型化及轻量化是结构设计永远的追求目标。刚度提高也有助于系统精度的提高。精确控制阻力矩，能够使结构更优化，降低系统的转动惯量，提高系统的精度，减少响应时间，满足使用要求。

参考文献

[1]牛传峰，杜彪，韩国栋.等.低轮廓动中通天线 中国电子科学研究院学报，2013年4月.第2期149～155

[2]姜军，陈庆伟，郭健.等.两种动中通自稳定结构比较研究 南京理工大学学报 ，2011年10月 第35卷.第5期 681～686.

[3]吴文敬，谷志慧，高悦.小型动中通应急指挥车的设计与实现 现代电信科技， 2013年5月第5期 35～42

[4]许道峰，何纬.载体运动对动中通天线指向影响 指挥信息系统与技术 2012年6月 第3卷. 第3期 59～62.

轴支架课程设计总结篇2

关键词：PKPM；设计；学习；应用

Abstract: a series of PKPM developed by the China Academy of Building Analysis hospital software is now the most widely used domestic structure calculation software one, most domestic design institute structural design is completed after the software has become a structural designer must correctly grasp the skilledapplication of basic skills. But when in actual applications, often because of the lack of practice and practice, resulting in a lot of analysis of differential leakage brought trouble to the engineering parameters and quality of the project, this article on PKPM Series software learning the essentials and the practical application of the analysis, intended to illustrate the engineering staff to constantly learning and constantly test exercises based on learning, and the gradual consolidation of the learning content and make good use of what they learn.Keywords: PKPM; design; learning; application

中图分类号： J916.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

PKPM是一套集建筑设计、结构设计、设备设计及概预算、施工软件等于一体的大型建筑工程综合CAD系统，这个系统的特点就是不断根据专业和实际需要进行取舍，因此没有必要介绍PKPM所有的功能和命令。

一、回顾PKPM课程的学习

1. PKPM课程的针对性

针对建筑工程设计专业，在学习过程中，最主要的四大课程教学内容是：（1）：结构平面计算机帮助设计（PMCAD）；（2）：框排架计算机帮助设计（PK）；（3）：结构空间有限元研究设计软件（SAT－8）；（4）：基础工程计算机帮助设计（JCCAD）。在PKPM实践教学这一阶段，可以以不一样种类的工程项目为载体，如砖混结构、框架结构等，学习应用PMCAD进行结建立模，然后接力SAT－8进行有限元计算，再把上部结构模型数据传到JCCAD进行基础设计，最后采用施工图设计模块对智能化生成的施工图进行后处理并转换为AutoCAD图形进行编辑，从而完成一套工程项目的结构施工图。

2. PKPM课程的实践练习性

在学习过程中，参照实际工程项目的设计要求，以实际数据为依据来对本身所做项目的设计参数进行选取，如对结构的抗震等级、结构体系的部署方式、不一样用途房间的活荷载、构件的截面尺寸、材料的强度等级、钢筋的强度等级和采用的直径等的选取。并采用正确的检查方法以包管结构设计信息、计算信息等输入的正确性。如经过对整楼模型的仔细观察，检查构件部署是否正确；经过平面荷载表现校核这一模块中的荷载图，来研究荷载输入的正确性等。验证这些提前定的参数经过计算后是否合理，将直接影响结构的安全和经济。

经过这个反复试算的整个过程，掌握模型优化的具体方法和操纵本领。结构模型优化完成后，在进行施工图绘图的时候,正确选择和应用结构施工图的绘图软件，可以快速准确地绘出施工图。并强调施工图绘制与结构制图知识（知识是人类生产和生活经验的总结）的联合，避免在绘制结构施工图时出现很多不规范绘图难题，从而包管施工图的完整性和正确性和图面质量。在这个实践教学整个过程中会全面运用到大量以前所学的混凝土结构、建筑抗震、地基基础、工程制图等知识，处理实际难题的本领，都会觉得本身的专业技能。

3. PKPM课程的有效考核

我们要求在一定时间内快速完成相应的结构施工图的绘制。实践证明，这种考核方式，能比力客观的考查总体知识和技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）的掌握情况，能更好地刺激引发学生的学习积极性和主动性。在平时作业的要求方面，可适当放宽时间，但一定要求本人动手去做，不可以眼高手低，真正应用时才发现不会操纵。并且在今后的课程里面要增设计算机帮助设计（PKPM）的课程设计（指拟订一门课程的组织形式和组织结构），也作为整个课程考核中的一部分。

二、PKPM结构设计软件应用

1.抗震分析

抗震分析,更是作了具体明确的要求,设计人员在运用软件进行结构计算时,对软的功能要有切实的了解,才能正确运用,并且对计算结果要进行判别,确认其合理有效后,方能在设计中使用,千万不可盲目依赖于计算软件。随着软件功能的日益完善,相当一部分结构设计人员应用软件时不够重视其技术条件与相关规范、标准规定的相符性。PKPM 系软件在结构设计中应用较广泛。

2.结构计算振型数的确定

采用振型分解反应谱法进行结构水平地震作用计算时, 《抗规》 第 5. 2. 2 条规定:不进行扭转耦联计算的结构,确定水平地震作用标准值的效应,可只取前2～3 个振型,当基本自振周期大于115 s 或房屋高宽比大于 5 时,振型个数应适当增加。《高层建筑混凝土结构技术规程》 (以下简称《高规》 )第 3. 3. 10 条规定:对于不考虑扭转耦联振动影响的结构,结构计算振型数规则结构可取 3 ;当建筑较高、结构沿竖向刚度不均匀时,可取 5～6。上述规范的条文说明均要求振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量 90 %所需的振型数。

结构抗震计算时,考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数不应小于 15 ;对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的 9 倍 ,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90 %。TAT 在 TAT -4. out 文件、SATWE 在WZQ. out 文件、PMSAP 在工程名- TB. RPT 文件中查看 X , Y 向的有效质量系数。我们都知道,结构计算振型数增加,水平地震作用效应增大,即内力和变形增大;振型数如取少了,后续振型产生的地震作用效应未能计入,导致计算结果不安全,所以,振型数要尽量取得多。但对大型结构,过多的振型数,导致运算时间过长,并对计算机的内存也要求大,而最后的那些高振型对结构地震作用贡献也不大,因此,也不必所有的振型都计算,当有效质量系数超过 0. 9,就意味着计算振型数够了;如果小于0. 9,说明后续振型产生的地震作用效应不能忽略,应增加振型数重算。需要注意的是,振型数也不能超过结构固有振型总数,否则,会引起计算的混乱,以致造成严重的分析错误。结构固有振型总个数等于结构自由度总数。对于有 n 个独立的水平块刚性楼板的结构,独立于刚性楼板的弹性节点数为m ,则结构的自由度数为(3 n + 2 m)。所以,当结构存在大量弹性楼板、越层柱、大开洞错层时如空旷的错层工业厂房、体育馆等 ,按常规的以楼层数为基数来确定振型数 ,有时很可能远不够。所以,检查计算结果时,有效质量系数是否超过 0. 9,是必须检查项目之一。

3.周期比控制及调整方法

《高规》 第 4. 3. 5 条对结构位移比、 周期比作出了具体控制要求。在实际工作中, 位移比可以从输出文件中直接检查,而周期比需要先根据振型的平动系数、扭转系数区分各振型是平动振型还是扭转振型 ,然后从中分别找出周期最长的扭转振振型,得到对应的第一扭转周期Tt,第一侧振周期 T1,计算出 Tt/ T1,看其是否符合规程要求。需要注意的是,周期比针对的是高层建筑整体振动效应,要在“刚性楼板假定”前提下来分析,多层建筑不必控制周期比。多塔结构验算周期比时,不是在同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构分别验算。周期比主要控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,即抗侧力构件平面布置的合理性 ,避免结构出现过大的扭转效应。当周期比不满足求时,说明结构扭转刚度相对于侧移刚度偏小,这时单纯增加结构尺寸,往往收效甚微,通应通过整体调整结构布置,来获取良好的改善效果。如加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加连梁的高度、削弱内筒的刚度等措施。

4.进行位移比、位移角验算时关联选项的确定

判断结构是否属扭转不规则时,楼盖计算,即对结构位移比、位移角的控制要求均为在“刚性楼板假定”条件下的计算值。《抗规》第 3. 4. 2 条的条文说明已明确应按刚性《抗规》表 3. 4. 2 -1 规定:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移) ,大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值112 倍为扭转不规则。扭转不规则结构进行水平地震作用计算时,应计及扭转影响。《高规》第3. 3. 3 条规定:“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响……”《抗规》第 5. 2. 3 条第 1 款规定:“规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的 2 个边榀其地震作用效应应乘以增大系……”因此,在应用软件验算位移比时,总是要考虑偶然偏心。一般偶偏心对位移比的影响还比较明显。《高规》第 4. 6. 3 条规定:层间位移角的计算不考虑偶然偏心的影响,因此,程序操作时应分 2 次进行。

5.结构整体性能控制

1)位移控制：新高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.3倍。

2)周期控制：新高规的4.3.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.850。

3）层刚度比控制：新抗震规范附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2；新高规的4.4.3条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%；新高规的5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍:新高规的10.2.6条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录D的规定。

4)、框剪结构中框架承担的倾覆力矩计算；新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架一剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。

6.结构构件设计计算

1）柱轴压比计算：新抗震规范6.3.7条、高规的6.4.2条和混凝土规范的11.4.16条,都规定了柱轴压比的限值,并规定建造于IV类场地且较高的高层建筑柱轴压比限值应适当降低。柱轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比:可不进行地震计算的结构,取无地震作用组合的轴压力设计值。

2)剪力墙轴压比计算：新抗震规范6.4.6条、高规的7.2.14条和混凝土规范的11.7.13条,都规定了剪力墙轴压比的限值。目前新规范程序给出各个墙肢的轴压比。

3)剪力墙强区：底部加新抗震规范和新高规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同,分别定义如下:新抗震规范6.1.10条规定,部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的l/8二者的较大值,且不大于15m,其它结构的抗震墙,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值,且不大于15m。新高规的7.1.9条规定,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部二层高度二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。新高规的10.2.5条规定,带转换层的高层建筑结构,剪力墙结构底部加强部位可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。

4)剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件：新高规的7.2.15条规定,抗震设计时,一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件,一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。

5结论

相比操纵性强的PKPM课程的教学和学习，合理的选择教学主要内容，运用综合的考试考核方式，掌握计算机帮助设计的真本事，努力应用好PKPM结构设计，协助工程建设更好发展。

参考文献：

［1］王娜，靳元峻.PKPM建筑结构设计软件课程教学方法的研究［J］．河北广播电视大学学报，2006（5）：46—47．

［2］欧新新，崔钦淑.建筑结构设计与PKPM系列程序应用［M］．北京：机械工业出版社，2005．130—131．

轴支架课程设计总结篇3

【关键词】网架；支承结构

tablet oblique grid and supporting structure

jin lan

（new energy nuclear engineering nuclear industry co.， ltd taiyuan shanxi 030012）

【abstract】engineering examples， describes the situation affecting the selection and support of grid selection.

【key words】grid；supporting structure

1. 概述

1.1 随着改革开放的进一步深化，我国建设市场也出现了前所未有的繁荣景象，特别是一些文化、体育等公共设施，在建筑风格、平面及造型上日新月异，千变万化，给结构工程师提出了许多新的课题。目前，许多大跨度、大空间的建筑大多都采用了网架结构。为了最大限度的满足建筑平面与功能上的要求，美化人民生活，网架结构已越来越多的被应用于各种建筑中。

1.2 网架作为空间结构的一种形式，具有以下一些特点。

（1）结构构件的尺寸与结构整体尺寸相比很小，具有大致相同的网格或单元，力流能够均衡地向各方向传递，充分利用了钢材的耐拉优势。

（2）可以提高建筑空间规模，满足大跨度建筑的要求，以及形体的自由变化。

（3）结构轻型化，构件体积小，重量轻，便于操作、运输，施工安装。

（4）工业化生产，生产效率高，成本低。

（5）可以使结构具有明暗对比，有韵律性，体现“韵律美”，得到其它结构所不能得到的观感效果。

1.3 网架结构是把力学的合理性与生产的经济性相结合，建筑美与结构美相结合的结构。为建造合理形体，大跨度、大空间结构提供了可能性和广阔性。

2. 本工程的特点

布龙湖游乐园之夏威夷馆是整个游乐中心的场馆之一，建筑风格独特，平面复杂，立面起伏变化，具有一定的特点。建筑物的平面基本上由三个扇形组合而成，建筑面积3200m2，网架总覆盖面积2738m2。主馆半径为45m，圆心角为90度的扇形，屋面与水平面的夹角为11.91度。侧馆分布在主馆两侧，为半径40m，圆心角为45度的两个轴对称扇形。根据建筑平面、立面及功能上的特点要求，设计中支承结构采用钢筋混凝土结构，屋盖采用网架结构，特别是主馆网架与一般的矩形平板网架的不同之处在于：

（1）网架平面为扇形。

（2）网架所在平面与水平面倾斜达11.91度。

（3）支承点呈非规则性。

（4）局部活荷载达500kg/m2。

3. 网架选型和支承结构方案比较

3.1 网架选型涉及的因素很多，如具体工程的平面形状和尺寸大小，网架的支承方式，荷载的种类及其量级，屋面构造和材料，建筑功能要求，以及网架的制作安装方法等。

网架是由杆件和节点组成的空间结构，具有一定的刚度、延性。普通的平板网架与水平面成0度角，故根据平衡条件，支座处杆件在x方向内力自平衡，支座一般在垂直荷载的作用下均没有水平推力。而本工程的网架结构由于与水平面成一夹角（11.91度），且因网架在受力状态下有一定的容许变形，故支座处x方向的杆件内力之合力不为零，这就需要支座提供水平反力使节点平衡，于是网架就产生了对支座的水平推力。支座水平推力的大小对网架支承结构的设计有很大的影响。

3.2 根据本工程的平面形状，结构所能提供的支承位置，荷载的特殊性及建筑要求等。本工程主馆采用四角锥螺栓球节点网架，网格布置：圆弧方向10x2.3m，5x2.4m，半径方向每4.5度辐射布置，网格为梯形，最大网格2.35x3.543m，网架上弦荷载90kg/m2，下弦荷载100kg/m2，局部下弦荷载500kg/m2。

3.3 在本工程设计中，我们在上述条件不变的情况下，仅对网架在两种不同的支承方式下进行了两种方案的计算分析，计算的主要数据见表1。

3.3.1 方案（一）中，杆件的最大拉、压力相差较大，单位用钢量也较高，尤其是在c轴处支座在x方向的水平推力给下部支承结构的设计带来了很大的困难， c轴处支承结构为一道14m高，14m宽的混凝土墙。

尽管在墙体的两顶点设置了一根与混凝土墙体成45度的斜梁来协调墙体的变形，但因斜梁的刚度很小，只能起连系作用。虽然，支座处在x方向的水平推力之合力为零，但每一点的水平力变化很大，单靠混凝土墙体本身来抵抗水平力，所需墙体厚度很大，但受

力状态不明确，也给建筑设计带来了较大的困难。因此，方案（一）显然是不太合理，不可取的。

3.3.2 方案（二）中，杆件的最大拉、压力相差较小，单位用钢量也较小，尤其是支座处在x方向的水平推力及挠度的大大减小，解决了方案（一）中因水平推力过大而带来的一系列问题。但方案（二）中，也存在几个小问题：

（1）最大支座压力集中在②轴圆弧段的两个支座处。

（2）最大支座拉力达36.2t，普通的螺栓球支座承受力不够，不能满足设计要求。设计中，采取的解决办法是：第一，在②轴圆弧段采用落地混凝土墙体来解决竖向力过大的问题。第二，由原来的螺栓连接支座改为焊接十字板连接支座，以抵抗支座拉力。

3.4 通过分析比较方案（一）、（二）的各种因素，虽然，方案（二）较方案（一）增加了六个支座及一道混凝土墙体，使现场工作量加大，但方案（二）较方案（一）合理可行，具有更好的效益。这是因为：

（1）方案（二）解决了方案（一）中网架支承结构不易解决的问题。

（2）网架高度由2.8m降为2.0m，降低了0.8m。

（3）杆件的最大内力由97t将为90t，降低了8%，杆件的拉压力之差由12t变为4t，拉压杆的内力比由0.87提高为0.95，基本上达到了拉压杆平衡，使网架的受力状态更加合理。

（4）最大挠度值降低了40%。

（5）用钢量由85 kg/m2降为64kg/m2，降低了32%，使网架的总用钢量大大减少，节约钢材33t，节省投资20多万元，取得了较好的经济效益。

（6）支座水平推力大大降低，使下部支承结构的安全度得以提高。

4. 结束语

通过对本工程实例的分析比较，可以看出，复杂平面下平板斜网架的支座设置，直接影响下部支承结构的优化设计和网架设计的经济合理性。在条件许可的情况下，充分运用建筑平面所能提供的有利因素，通过调整支座的位置及数量，来实现网架支承结构和网架本身的最优化设计，改善网架与支承结构的受力状态，尽可能的减小对结构的各种不利因素，使两者有机的结合起来。

参考文献

[1] 《建筑结构荷载规范》gb5009-2012.

[2] 《建筑抗震设计规范》gb50011-2010.

[3] 《钢结构设计规范》gbj50017-2003.

[4] 《空间网格结构技术规程》jgj7-2010.

轴支架课程设计总结篇4

关键词： 教学支架 高三总复习 物理教学

1.问题的提出

低效的高三总复习教学有三个共性：①教师思维与学生思维脱节；②教师的思维“绑架”了学生思维；③解题过程的思维运行被过度加工。如何使高三总复习教学摆脱低效现状？在教学中使用“教学支架”可以改善低效的高三总复习教学。

2.教学支架的理论依据

“教学支架”是指教师为学习者搭建向上发展的平台，引导教学，使学习者掌握、内化所学习的知识与技能，并为下一阶段的进一步学习建构辅助平台。著名心理学家维果斯基认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的水平，也就是通过教学所获得的潜在水平。二者之间的差异就是最近发展区，即在学生独自活动的情况下不能解决，但在他人的帮助下能够完成的那一类任务。维果斯基和皮亚杰都认为教师在帮助学生获取知识的过程中扮演着提供经验、引导讨论、提供支持的角色。因此，教师在高三物理总复习中运用支架可以帮助学生跨越最近发展区。

3.在总复习中常用的教学支架

3.1示范支架

这里所说的示范主要指教师演示操作方法或技能。在高中物理中有打点计时器的使用、游标卡尺测物体长度、受力分析、力的合成与分解等技能类知识。由于此类知识学生缺乏体验或经验的支撑，没有教师的帮助可以说无从着手，因此教师的示范是必要的且是有效的。

3.2范例支架

范例又称样例，是指有完整解决方案的例子。学生在第一次学习某种内容时，范例的运用尤为有效。教师可以展示前届学生的作品范例，也可以自己从学生的视角出发制作范例来展示，好的范例在技术和主题上都会对学生的学习起到引导作用。

3.3问题支架

问题支架是教学中使用频率较高的教学支架，教师通过关键环节的提出问题可以为学生指明思考方向。对于疑难内容更可利用系列问题逐步解决。例如在探究加速度跟力、质量关系的实验设计时，教师可运用以下提问协助学生完成任务。

问题1：所研究的力是哪个力？由谁提供？这有什么好处？如何测量这个力？

问题2：为什么要平衡摩擦力？如何平衡？如何判断已经平衡摩擦力？

问题3：加速度用什么来测量？有无更简便的方法？

3.4提示支架

提示是指教师在师生互动过程中提供的暗示性帮助。在学生探究过程出现困惑时，教师给予启发性暗示，促使学生顺利地逾越思维障碍。例如在利用F-s图像求功时，教师可提示学生：我们以前是如何用s-t图像求位移的。

3.5向导支架。向导亦可称为指南，是问题、建议等片段性支架根据某个主题的汇总和集合，关注整体性较强的绩效。如观察向导可以避免学生错过关键细节；采访向导可以帮助学生收集特定信息；陈述向导可以帮助学生组织思维，等等。例如运用楞次定律判断感应电流方向时，教师阐述了如下思维过程：穿过闭合回路的原磁场方向……由于……使闭合回路的磁通量……根据楞次定律可知感应电流的磁场方向……根据安培定则判定感应电流的方向……

3.6图表支架

图表包括各种图式和表格。许多物理问题情景具体而复杂，有时会超出学生临时记忆的容量。此时，教师通过突出主要因素、忽略次要因素，抽象出物理本质建立物理模型，以示意图的形式呈现在学生面前，这样有利于减轻学生的记忆负担。例如，运动学中的位置示意图、力学中的受力示意图、电学中的电路图、光学中的光路图等。

3.7认知学徒制

认知学徒制是指教师与个别学生互动时提供的指导与协助。它可能包含有示范、提问、提示等教学支架，所以它是一种综合性支架。例如，在课堂上对个别学生产生的思维障碍或疑问的处置。这种支架对于学习能力较弱的学生往往能收到较好的效果。

4.教学支架在高三复习中应用的案例研究

流程：【了解学生】【搭建支架】【独立探究、合作学习】

案例展示：如图1所示，在斜面顶端的A点以速度v沿水平方向抛出一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，不计空气阻力。以下判断正确的是（ ）

【了解学生】学生的学习是在利用原有知识及经验的基础上解决问题的过程。因此，教师在习题讲评课之前可以通过作业反馈、当面批改、调查问卷、课堂提向等方式了解学生已有的知识经验，尤其是要了解学生的知识漏洞、方法缺陷、解题手段是否先进等问题，只有这样教师在讲评时才能做到有的放矢。

通过作业反馈、课堂提问等方式了解学生情况。该题涉及平抛运动模型，学生已经知道怎样的运动属于平抛运动，知道会用运动的分解处理平抛运动，学生最近发展区是能对简抛运动进行处理。

【搭建支架】教师了解学生的“最近发展区”之后，就要想办法促进问题的解决，教师必须在学生最近发展区和潜在发展区之间搭建桥梁支架，而教学中的实验、范例、问题、建议、工具、图表等都可以充当高三总复习习题讲评的教学支架。

支架1：问题充当支架

问题是指在一定的情境中，人们为了满足某种需要或达到某一目标所面临的未知状态。教学中，以学生自主学习和小组合作讨论相结合的方式，教师通过精心选择与学生水平能力相适应的问题，多层次、多角度搭建递进性问题支架，引导学生学习的逐步深入。

问题示例：

（1）题目提供小球初速度方向如何？

（2）小球受力情况怎样？

（3）能否判断小球的运动情况？

（4）怎样处理这类问题？

（5）怎样求水平方向的位移和竖直方向的位移？

（6）题目中“落到斜面上”隐含什么条件？

支架2：建议充当支架

当学生在自主学习或小组合作学习中遇到困难时，教师恰当的建议用以帮助学生走出困境的过程叫建议支架。当我们把某些问题支架的疑问句改为陈述句时，问题支架就变成了建议支架，与问题支架相比建议支架更具针对性。有时候，教师恰到好处的点拨，能使学生产生柳暗花明、豁然开朗的感觉。

例题中学生的困惑是小球落到斜面上时可确定位移方向还是速度方向？可以建议：过落点B作水平辅助线与竖直线交于D点（如图2），能否从ABD中确定哪一段是水平位移？哪一段是竖直位移？怎样利用斜面倾角跟这些物理量联系起来？

支架3：数学工具充当支架

数学是一门重要的基础学科。物理概念的建立、规律的发现及物理问题的解决都离不开数学知识与数学方法的应用。普通高中物理考试说明对运用数学知识处理物理问题的能力也提出了明确要求。

【独立探究、合作学习】支架式教学的特点是强调教师指导干预的逐步减少和学生自主学习能力的逐步增加。因此，在师生共同探究的基础上，教师应逐步放手让学生独立解决问题，通过一题多变或连续扫描的方式引导学生抓住物理问题的本质，提高学生解决物理问题的能力，促进认知结构的提升，使学生更易获得成就感。

本课题继续设置以下题组进行训练：

拓展1：（多体平抛问题）如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处。不计空气阻力，下列说法正确的是（BC）

A.a和b初速度相同 B.b和c运动时间相同

C.b的初速度是c的两倍 D.a运动时间是b的两倍

拓展2：（相遇问题）如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h（l、h均为定值）。将A向B水平抛出的同时，B自由下落。A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则（AD）

A.A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度

B.A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰

C.A、B不可能运动到最高处相碰

D.A、B一定能相碰

拓展3：（与斜面结合问题）一水平抛出的小球落在一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（D）

拓展4：（类平抛运动问题）在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法正确的是（D）

5.反思与结语

支架式教学运用于高三物理总复习习题讲评课，以教师精心创设的一系列支架为切入点，通过师生互动、合作或学生独立探究，使学生真正成为课堂学习的主体，缩短学生原有知识水平与既有目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。在教学中，必须注意以下几点：①教师通过动态评估了解学生是否处在“最近发展区”，从而决定学生是否需要应用教学支架来协助；②根据教学内容的类型与学生学习能力的高低灵活地采用合适的支架；③在课堂上不断进行动态评估，根据学生的反馈情况了解学生当前的学习水平，及时决定是否中止使用支架。因此，教师应加强理论学习，使支架式教学与其他教学方式有机融合，提高课堂教学效率。

在“支架式教学”过程中，教师要通过挖掘知识内涵，为学生提供合适的教学支架，充分利用学生之间的活动与讨论，合理运用师生之间的互动与帮助，依靠学生的学习经验，让学生成为课堂的主人，让学生不断缩短原有水平与学习目标之间的距离，最终完成对所学知识的意义建构。因此，支架式教学模式对科学教学具有十分积极的指导意义，对它的探索和研究应该成为科学教育、教学研究的一项重要内容。

参考文献：

[1]左祥胜.“支架式教学”在习题讲评课中的应用[J].中学物理教学参考，2015（11）：44-45.

[2]钱荣根.教学支架在师生互动中应用探讨[J].物理教师，2014（2）：24-26.

轴支架课程设计总结篇5

[关键词]材料力学;案例;教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0165-03

材料力学是机械类专业的一门重要技术基础课程，主要研究变形体受力后发生的变形，及由于变形引起的附加内力及应力，和由此而产生的失效。其任务是在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，为设计既安全又经济的构件，提供必要的理论基础和计算方法。[1]教学中要注重理论和方法的实际应用，因此除了完成基本的直接应用公式求解的教材例题和习题外，需要还原教材上例题或习题的原貌，其中结合实际案例展开教学是有效的途径，这不仅开阔学员的视野，更重要的是加深基础理论的理解，掌握理论指导实践的思路，提高学员运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题的能力，为专业课程的学习、毕业综合设计打好基础。本文介绍在教学中引入案例时应把握的五个步骤，并选择武器和生活中的两个案例进行具体设计。

一、案例的设计思路

案例来源于生活、工程、武器装备等领域[2]，教学中主要分为课堂分析案例和课下学员自行分析案例两类。教员在课堂上展开分析的案例，结合教学内容，分析要全面透彻，引导学员理解各个环节;请学员分析的案例，要在开课时就给出，让学员根据自己的兴趣至少选择一例，带着问题进入课程的学习，根据教学进度进行具体分析，到结课时给出自己的分析答案，具体成绩计入平时分。

教学中学员对案例很感兴趣，但是要真正进行建模分析时，又会遇到困难而失去积极性，为此教学中选择好案例后，设计时要逐步推进，每个案例一般要把握好五个步骤，具体如下：

第一步：案例背景

通过查阅相关专业书籍、关注新闻报道，浏览网络资源等途径，发现问题整理案例，主要利用文字、图片、照片、视频等形式，来阐明案例的发生及其危害，使学员感到问题的真实性，来激发学员的兴趣点。

第二步：问题提出

为了克服由于问题太难而打消学员的积极性，所提问题要由易到难，逐步分层进行。因为提出问题往往比解决问题更重要，也可增加学员自己提出问题的环节，如感到所给问题有难度，自己可以给出相关的简单一些的问题;也可给出所提问题分析后，提出其他相关题目，供大家探讨分析，若所提问题很好要给予鼓励，计入平时分。总之，问题的设计是要学员从一个案例的分析中理解多一些、全一些。

第三步：建立模型

分析案例的特点和问题的要点，抓住主要因素，忽略次要因素，画出力学简图，将问题和所学理论建立联系，应用相关知识、公式、方法，进行理论分析或计算。

第四步：分析原因

由理论分析结果定性分析案例问题发生的可能原因，提出避免事故发生、设计或使用维护时应该采取的措施。

第五步：扩展内容

提供相关的扩展阅读内容，或者提出深层次的问题等等，供学员进一步深入思考或探索，目的是培养学员的问题意识，逐步养成发现新问题，提出新想法的思维习惯。

二、案例：空调外机支架的安全性分析

（一）案例背景

据了解，我国第一波空调安装高峰期大约在20世纪90年代中后期，2000年开始在城市全面普及。空调及外机的安全使用年限约为10年，支架一般在5-6年后就应更换，而现实情况却令人担忧。几乎每年都有空调支架出现问题的报道。

2002年12月12日，湖南省邵阳市……;2008年6月10日晚，福州平潭……;2014年7月，因空调支撑架断裂，一维修工人在上海某小区维修空调时从3楼坠亡！图1是出现问题的某空调支架。

（二）问题提出

1.常见空调支架如图2，根据空调及支架的受力情况，简化力学模型，分析支架横梁和立柱连接螺钉的应力。

2.从图3上不难看出，在高高悬起的支架上，随着时间的推移，用来固定空调室外机的支架与墙面不能完全贴合，并且连接墙面的螺钉也发生弯曲变形。（1）试简化模型分析图片中螺钉的应力;（2）提出安装空调外机及支架的合理建议。

（三）建立模型

问题1的模型如图4（a），设三个螺钉的直径均为d。

将载荷向螺钉群截面形心简化为一个力F′和一个力偶M，其中M=Fl。

力F′由三个螺钉平均分担，各螺钉承受的竖向剪力均为Fa1=Fb1=Fc1=。

力偶M使三个螺钉产生切向剪力，由直角三角形各边的比例关系和力矩的静力学关系，可解得各螺钉的切向剪力分别为Fa2=Fc2=，Fb2=0，方向如图4（b）。

各螺钉的总剪力分别为：Fa=Fc=，Fb=，剪力方向如图4（b）。显然最上和最下螺钉的剪力最大，其切应力也最大。

问题2的模型如图5，两个螺钉将支架的立柱与墙体连接。

两个螺钉内为拉应力，下侧支架立柱与墙体之间产生压应力，设受压长度为x，若下部有螺钉，螺钉也不受力，所以实际立柱上有孔也不安装螺钉。假设单个螺钉上的受力均匀，螺钉群应力分布为直线规律，如图5，中性轴处应力为0。

设螺钉的横截面面积为A，按应力分布假设可知，中性轴以下没有螺钉。

上侧螺钉的拉应力最大，为：

其中M是空调重量引起的力矩。

支架立柱与墙体的最大压应力在下边缘，为：

（四）分析原因

问题1的理论分析告诉我们，若是间距相同的三个螺钉，其中最上和最下螺钉的切应力最大，那么危险性也就最大。为避免事故发生，一定要选择符合要求的螺钉，按要求安装足够的螺钉个数。

问题2的理论分析告诉我们，支架立柱与墙体间的螺钉中最上边的螺钉受力最大，因此看到最上边的螺钉比下边的螺钉松动的要严重。

实际中由于空调支架在室外，若是铁架或不合格产品，时间长了容易生锈，这也是造成空调支架断裂的原因之一。

（五）扩展内容

1.为什么有的空调支架上在中间部位可以挖有圆孔，如图6，圆孔的大小应满足什么条件？

2.推荐电视台关于“旧空调支架牢不牢”的实验视频，或电视台制作的关于“空调外机支架安全吗？”节目，供学员观看，进一步了解支架的安全情况。

3.实际生活中，如何做才能避免“祸从天降”呢？

2012年4月19日，中国家电服务维修协会了《空调器室外机安装用支架规范》。其中对空调外机支架的厚度、防锈度、紧固件规范以及支架检测规范都做出了具体规定，如支架使用的材料必须是3毫米以上的角钢或镀锌钢板、空调支架的承载能力不能低于空调器机组自重的4倍，并明确指出，支架使用寿命不得低于空调本身的使用寿命，即10-12年。……

三、结语

案例教学是将理论用于实践的有效教学模式，案例的选择是长期性的工作，案例的编写设计是保证教学效果的关键，必须要注意由浅入深，挖掘问题内涵，逐步建模分析得出案例的可能原因。另外案例的完成需要教员的努力，更需要学员的参与，相信经过师生的共同探索、研讨、完善，会建成丰富的材料力学案例库，材料力学的案例教学会将材料力学的教学改革推向深入。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘鸿文.材料力学第5版[M].北京：高等教育出版社，2011：1.

轴支架课程设计总结篇6

一、零件图的分析

该工件表面由内外椭圆面、内孔及内外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标柱完整，符合数控加工尺寸标柱要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。

1、结构工艺性分析

零件的公艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构便于加工成型。在数控车床上加工零件时，应该根据数控车削的特点，认真审视零件结构的合理性。本次研究课题就应该使用多把车刀，以及其它辅助装置来完成零件的车削加工。

2、尺寸标注方法分析

零件图上尺寸标注方法应适应车床加工的特点。本零件图的尺寸标注能够直观的分析出各部分的尺寸，尺寸标注没有不合理的部分。

3、精度及技术要求分析

对被加工零件的精度及技术要求进行分析，是零件工艺分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。精度及技术要求分析的主要内容如下：

（1）分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理。

（2）分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若答不到，需要采取其它措施弥补时，则应给后续工序留有余量。

（3）找出图样上有位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成。

（4）对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速度切削。

4、轮廓几何要素分析

在分析零件图时，要分析几何要素的给定条件是否充分。本零件图几何要素充分，圆弧与圆弧相切，内外螺纹紧密配合，总长度等于各段长度，符合轮廓几何要素要求。

二、车削过程要注意的问题：

1、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度。

2、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在支持尖间卡住。因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。

三、中心架支撑细轴使用过程：

在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有：1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。

四、使用跟刀架支撑细长轴的方法：

跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了，因车刀给工件的切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。

五、车削细长轴的车刀的选择：

1、刀片材料为YT15硬质合金。

2、切削用量：粗车时，切削速度vc=50～60m/min；进给量f=0..3～0.4mm/r；切削深度ap=1.5～2mm。精车时，切削速度vc=60～100m/min；进给量 f=0.08～0.12mm/r ；切削深度ap=0.5～1mm.。

3、采用乳化液作切削液。

4、适用范围：适用于车削光杠、丝杆等细长轴。

六、合理选择车刀的几何形状：

车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时主要考虑以下几点：

1、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素，在不影响刀具强度情况下，应尽量增大车刀主偏角。车刀的主偏角取kr=80°～93°。

2、为减少切削烟力和切削热，应该选择较大的前角，取r0=15°～30°。

3、车刀前面应该磨有R11.5～3的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。

4、选择正刃倾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。

5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要经常保持锋利。

6、为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re

轴支架课程设计总结篇7

关键词：游梁式抽油机 安装 安全 维修

一、引言

游梁式抽油机是重型机械设备，以其性能可靠、结实耐用、结构简单，维修保养方便，适合长期野外工作等特点，在全国各大油田得到了广泛应用。游梁式抽油机的安装工程包含着众多安全隐患，在安装前期，确认施工现场，确保其安装条件和操作空间；安装过程中，按章操作，加强风险防范，提高安全意识。并根据其安装工序的不同，进行危害识别从而制定风险控制措施以及故障维修工作，以在提高安装和维修效率的同时，确保施工的安全可靠性。

二、抽油机安装策略及安全问题与防范措施

游梁式抽油机的安装从工序上分，可包括活动基础的安装、底座及减速箱总成的安装、曲柄平衡块的安装、支架的安装、游梁总成的安装、附件的安装、电动机及控制系统的安装等。针对多种安全隐患，要加强安全教育，遵守吊装安全操作规程，做好施工工序的危害识别，加强风险防范控制措施。

1.底座及减速器

安装策略：抽油机安装时应以井口为中心，按设计要求在基础平面上弹出纵向中心线和支架中心线。安装抽油机底座时，应垫高20-30mm，安装的垫组铁组相邻间距不大于500mm，每根地脚螺栓处不少于1 组，垫铁放置位置应整齐平稳，相互接触严密。垫铁每组不超过3 块，高度不超过50mm ，垫铁组伸入底座深度应超过螺栓孔，外露10-30mm，底座找正找平后将垫铁点焊。

减速器安装：按减速器和底座标志进行找正，保证减速器被动轴处于水平状态，减速器中心线与底座中心线应重合，然后用螺栓连接。

安全隐患：游梁式抽油机底座及减速箱总成的安装是抽油机最大的一个安装部件，其质量大、安装调整难度高，存在着吊绳断脱、重物碰撞、挤压伤害等危害因素。

防范措施：检查员绳安全状况，挂牢员环，吊平设备，专人指挥吊装工作。起吊后人与吊装物保持中够安全距离，注意起重物下落情况。测量安装尺寸、扶正设备，切勿将手、脚置于抽油机底座下方，防止起重物压伤。

2.支架及游梁安装

安装策略：支架的安装包括支架附件的安装和主体的安装。将支架吊到底座上，穿好连接螺栓，悬挂铅垂仔细调整使支架顶平面处于水平位置，并使铅垂对准底座中心。

游梁总成的安装是在地面上将驴头横梁和连接杆同游梁连接好，并把连接螺栓坚固，然后将组合件吊起安装在支架上，并将游梁和中央轴承连接好，调整中央轴承座，使悬绳器中心寻准井口中心，抽油机停在上、下死点位置时，在抽油机侧面观察，两连杆应重合成一条直线，且两连杆内侧到曲柄加工面对应点的距离应相等。

安全隐患：支架和游梁总成的安装存在着高空坠落、吊绳断脱、吊环失效、重物碰撞、挤压伤害、高空落物等危害因素。

防患措施：吊绳应挂于支架主体结构上，严禁利用支架附件作为设备吊挂部位；连杆下接头与曲柄销的连接时严禁用手抓住连杆下接头的内安装面，应用手扶助外安装面，谨防挤压伤害；设备就位后，去除吊绳时应注意下方人员及设备，谨防伤害；检查爬梯及操作平台的质量及安全性能；施工人员要按规定做好高空作业相关安全防范措施。

3.附件

安装策略： 游梁式抽油机附件的安装，包括转动部件安全防护装置的安装、悬绳器的安装、刹车装置的安装及调整、抽油机主体的调整。刹车装置应安装牢固，操作灵活，刹车带张合均匀，保证曲柄在任何位置时刹车时平稳可靠。

安全隐患：附件的安装存在着高空坠落、重物碰撞、高空落物、曲柄转动伤人、刹车不灵等危害因素。

防患措施：检查调整刹车，确保刹车灵活可靠；工具的使用注意用力要均匀，避免用力过猛，造成人员伤害；操作人员统一指挥、听从分配。

4.电动机

安装策略：根据冲次选好电机胶带轮，调节好三角胶带张紧度，使大小胶带轮的端面处于同一平面，电机轴应平行于减速器皮带轮轴，最后紧好紧定螺栓。

安全隐患：电动机及控制系统的安装主要存在着触电、高空坠落、高空落物等危害因素。

防患措施：设备接线规范；检查敷设电缆的质量，确保没有损伤，电缆应符合使用载荷的需求，埋地深度不小于700mm；安装人员具备岗位资格证书及电工操作证。按规定做好验电、保护接地工作；专人监护，其他人员禁止靠近电源开关，挂好“禁止合闸”和“禁止闲人靠近”、“线路有人作业”标志牌；电动机安装注意皮带轮转动伤人；登高前检查登高设备，确保结实耐用；启动、停止抽油机要清理周围人员，注意曲柄转动伤人。

三、抽油机的维修

抽油机长期在野外连续工作，对机器的耐用性要求较高。适当的故障维修及处理方法，可以延长抽油机的使用寿命，提高工作效率。比较常见的两种有：

1.曲柄销

常见故障：从抽油机大型事故统计来看，曲柄销断裂的事故概率较高，曲柄销是用来链接曲柄和连杆以传递动力和运动的，它同时受到曲柄锥套的连接力和连杆的拉力。其失效形式也包括脱扣、磨损等。

维修方法：提前采取相应的预防措施以减少故障的发生，如提高曲柄销和锥套的质量，增加曲柄销月垫片之间的接触面积，在组装曲柄销时注意螺纹的旋向正确与否等。故障发生后，首先要对故障发生的原因进行准确判断，在检查时需注意抽油机的剪刀差，纵向及横向的水平率，连杆的长度，或是冲程孔内是否存在杂质等细节。对于存在问题的项目逐个进行改造，使其严格符合规定。

2.抽油机减速箱

常见故障：减速箱是抽油机作业中传动系统的主要组成部分，需要承受较大的负荷，最常见的问题是减速箱的油渗漏。

维修方法：针对轴承端盖和箱体之间过于紧密结合而造成的泄漏，应制作专门的石棉垫工具，并将其毛边适当修整，同时清理干净箱体与端盖的接触部分，确保油孔对齐。当轴套与端盖处发生泄漏的时，则先检查回油孔状态，将其疏通，严重时则要更换密封装置。若是由于减速箱上下箱体之间的密封松紧度问题而造成的渗漏，要用对称紧固的方法做出相应处理。

参考文献

[1]黄秀华，韩志昌，丁建国等. 游梁式抽油机[ M]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001.18- 19.

轴支架课程设计总结篇8

前言

此次生产实习是我们机制专业学生在已进行过金工实习，并已学完基础课，基本学完技术基础课和已经开始专业课学习之际进行的一次重要的实践性教学环节。通过它让我们巩固、验证已学过各技术基础课(如机械制图、材料成形技术、互换性与技术测量、机械设计、材料成形原理、控制工程基础等)所获得的基本理论及基本知识及其在生产实际中的应用。

通过对机械产品的制造过程的观察、了解，让我们初步掌握机械制造技术(包括设备、工艺、刀具、液压等)方面的基本知识及所要解决的基本问题，为今后的专业课学习和课程设计打下良好的基础。

通过现场实习、观察，我们每个人的知识面扩大了。实习使我们获得了基本生产的感性知识，同时又锻炼和培养了我们大学生吃苦耐劳的精神，也我们接触社会、了解机械行业状况、了解就业行情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，并且让我们初步了解企业管理的基本方法和技能;体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。

根据学校的实习安排，我们总共去了四个机械类的公司，它们分别是：江淮xx汽车，xx集团，xx恒升机床厂，xx工业有限公司。实习时间：

① 江淮xx汽车-------------4月14日上午。

② xx集团-------------4月16日上午。

③ xx恒升机床厂-------------4月16日上午。

④xx有限公司-------------4月19日上午。

二 实习内容

第一天：我们的首站是江淮汽车有限公司，由于它是在合肥的公司，因此4月14号早上六点，我们机制专业的全体学生就坐上了去合肥的汽车，在经过了两个多小时的行车之后，我们在雨中来到了目的地。

带着激动和兴奋的心情我们下了车，在公司工作人员的带领下我们首先来到了江淮商用车公司的前桥一车间，它主要是加工转向节的，转向节食汽车转向桥上的主要零件之一，一般载货汽车多以前桥为转向桥。转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。转向节形状比较复杂，集中了轴、套、盘环、叉架等四类零件的结构特点，主要由支承轴颈、法兰盘、叉架三大部分组成。支承轴颈的结构形状为阶梯轴，其结构特点是由同轴的外圆柱面、圆锥面、螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩、过渡圆角和端面组成的回转体;法兰盘包括法兰面、均布的连接螺栓通孔和转向限位的螺纹孔;叉架是由转向节的上、下耳和法兰面构成叉架形体的。

它的加工工艺路线：

工序 设备

(1)铣两耳四平面 专用铣床

(2)钻、镗主销孔，倒角 数控机床

(3)拉主销孔 卧式拉床

(4)铣杆部以及凹窝 专用双面组合铣床

(5)铣两耳外侧面 专用双面组合铣床

(6)打中心孔 专用中心孔钻床

(7)粗车轴颈 数控车床

(8)粗车端面 数控车床

(9)半精车端面、轴颈 专用液压仿形车床及数控车床

(10)精车轴颈 数控车床

(11)精车端面 专用液压仿形车床及数控车床

(12)粗磨端面、轴颈 双砂轮端面外圆磨床

(13)钻法兰螺栓孔 卧式钻、扩组合机床

(15)攻螺纹 钻孔、攻螺纹组合机床

(16)清洗 专用清洗机

(17)淬火 中频淬火机

(18)半精磨端面、轴颈 双砂轮端面外圆磨床

(19)铣耳环侧面 特种铣床

(20)钻铰锥孔 立式六工位钻铰组合机床

(21)钻孔攻螺纹 钻孔、攻螺纹组合机床

(22)拉键槽 卧式拉床

(23)铣两耳内侧面 专用组合铣床

(24)压衬套，并拉套孔 单柱液压校正机

(25)精磨端面、轴颈 双砂轮端面外圆磨床

(26)车螺纹轴颈 数控车床

(27)滚压螺纹 螺纹滚丝机

(28)铣螺纹平面 数控铣床

(29)探伤 紫外线探伤机

(30)打标记 数控打标机

(31)清洗 清洗机

经过以上的几十道工序，转向节才算是制作完成。在参观的过程中，我们可以看到一个个崭新的转向节整齐的摆放在固定的位置，被叉车运往指定的位置。

一车间还生产前轴：汽车前轴是长杆类对称零件，在整车中承担承重，支承，转向的作用，属于汽车上的重要零件，作为汽车的关键之一，前轴的机加工精度要求高。而江淮汽车作为我国的自主产权的汽车集团在前轴的生产上做到了最好，工人尽可能的精益求精，因此前轴的质量也有了保障。

参观完一车间，我们紧接着来到了二车间，在二车间进行的主要是一些特殊工序的处理，比如前轴总成的涂装，喷涂，安全处理。每个工人在指定的位置配合机器对转轮链上悬挂的前轴和转向节臂进行喷涂。工作人员告诉我们有些工序还得要工人带着防毒面具进行，在喷涂的过程中工人主要注意的是控制油漆的粘度，保证每个工件上的油膜厚度。

随后我们又来到了车架厂纵梁车间，在这个车间里我见到了油压机，交流电焊机，空压机，卷扬机，风动工具，电动平板车，堆焊机，机械压力机，砂轮机，摇臂钻床，数控冲床等好多的机械，这个车间加工的内容包括：成型和制孔。工人们将车架置于压弯模具中进行压弯。压弯的模具示意图

：

制孔的方式又分为冲孔加工和钻孔加工。一般纵梁由主梁和加强梁组成，梁的形状为u型，加强梁装在主梁内，用柳钉连接，根据车型的不同纵梁又分为直梁式和曲梁式。

最后我们来到了江淮汽车的总装车间，这里生产的是威铃轻卡，整个车间内一片忙碌的景象，在生产线上每个工人各司其职。机器的轰鸣声不绝于耳。威铃的装配线主要分以下几步：

1.底盘上线

2.安装电气设备

3.安装传动轴和工作板

4.安装气缸和后桥

5.安装前桥，连接传动轴

6.翻转车身

7.安装车头，调试灯光

8.安装油箱和轮胎

9.检查调试

经过以上几步的装配之后，汽车的各道工序也就基本结束了，当我还在沉浸在对汽车生产的惊讶中时，从我的身后传来了清脆的汽车喇叭声，我回头一看，一辆崭新的威铃轻卡从生产线上缓慢的开出，我亲眼见证了新车的下线，长久以来我一直不是特别清楚汽车的制造工艺，今天终于了解了，虽然有的细节还不是了解的很细致，但是对我来说收获已经很大了。结束了在总装车间的实习后我们此次的江淮之行也就告一段落了。在雨中我们乘坐汽车回到了学校。第一天的实习结束了。

第二天：我们要去的第二个厂是华星集团，在坐车经过几个小时的颠簸后我们来到了位于芜湖县湾沚的华星集团的一个加工厂，据工作人员介绍：这个加工厂主要是生产美的空调的机壳和冷凝器等产品。机壳的加工分为落料，冲压，喷涂及焊接。

顺着这个顺序我们首先见到了落料阶段的设备：电动剪板机。电动剪板机采用抵抗键形式离合器结构和开式齿轮传动，并采用较先进电器(脚踏开关、手动开关)操作，噪音小操作维护方便。采用全钢焊接结构，结构简单，操作简便，造型美观，能耗低。广泛用于冶金、轻工、机械、五金、电机、电器、汽车维修、五金制造及其它金属薄板加工行业。

接着是冲压阶段的设备：锻压机床(四柱液压机yt6245000).在每台锻压机的四方有四个工人他们负责将钢材置于压机上，冲压的工序分为上料，切边，冲孔，冲压。在观察的过程中我见到了开式固定台压力机和高密锻压机床，其中的一台参数为：公称压力250t，公称压力行程11mm，滑块行程400mm,滑块行程次数17次/分，最大装模高度510mm,装模高度调节量250mm,导轨间的距离2620mm,滑块底面尺寸前后为1000mm,工作台板尺寸前后1250mm,左右2770mm,气垫压紧力51t,气垫顶出力45t,气垫行程200mm.据华星集团的工作人员介绍;在冲压加工中所采用的四柱液压机是计算机机构设计，它所用的三梁四柱式结构既简单又经济实用。在机床的工作过程中其液压控制采用插装阀集成系统，动作可靠，使用寿命长，冲击小。机子采用了独立的电气控制系统让使用更加安全。

机壳制造的最后一个工序是喷涂及焊接。工人们将已经加工成型的工件悬挂在转轮链上，用机器进行喷涂，喷涂的工序分别是：预脱脂，主脱脂，水洗1，水洗2，自来水直喷，表调，磷化，水洗3，水洗4，纯水。工人师傅告诉我们工件在喷涂完成后要进行风干，紧接着又要用叉车将工件运到指定地点进行焊接。在课本上我们了解了常用的焊接方法可分为三大类：熔化焊、压力焊、钎焊。熔化焊中又分为气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊等。焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常，气体是不导电的，但是在一定的电场和温度条件下，可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下，将电弧空间的气体介质电离，使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子(或负离子)，这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动，使局部气体空间导电，而形成电弧。

手工电弧焊是利用电弧产生的热量熔化被焊金属的一种手工操作焊接方法。由于它所需的设备简单，操作灵活，对空间不同位置、不同接头形成的焊缝均能方便地进行焊接，因此，目前它仍被广泛使用。而我们今天所到的华星集团在加工空调机壳的过程中也应用了一些手工电弧焊。但是更加主要的焊接还是采用了埋弧自动焊，埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。 大大的节省了时间和工人的工作量。

埋弧自动焊过程如图2-11所示。

焊剂2由漏斗3流出后，均匀地堆敷在装配好的工件1上，焊丝4由送丝机构经送丝滚轮5和导电嘴6送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。

焊接过程是通过操作控制盘上的按钮开关来实现自动控制的。焊接过程中，在工件被焊处覆盖着一层30-50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。如图2-12所示。未熔化的焊剂可回收使用。焊丝和焊剂在焊接时的作用与手工电弧焊的焊条芯、焊条药皮一样。焊接不同的材料应选择不同成分的焊丝和焊剂。如焊接低碳钢时常用h08a焊丝，配用高锰高硅型焊剂hj431等。焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器

在参观过程中我们见到了不少的焊接设备，比如：(1) 手弧焊设备。手弧焊使用的设备简单、方法简便灵活、适应性强，但对焊工操作要求高。手弧焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料的焊接。(2) 埋弧焊设备。埋弧焊设备由焊接电源、埋弧焊机[和辅助设备构成。其电源可以用交流、直流或交直流并用。埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。① 半自动埋弧焊机。② 自动埋弧焊机。(3) co2气体保护焊设备 半自动co2气体保护焊设备主要由焊接电源、供气系统、送丝机构和焊枪等组成。(4) 惰性气体保护焊设备 手工惰性气体保护焊设备包括焊枪、焊接电源与控制装置，供气和供水系统四大部分。(5) 等离子弧焊设备 等离子弧焊设备主要包括焊接电源、控制系统、焊枪、气路系统和水路系统。

其中由株洲电焊机厂生产的点焊机在空调机壳的生产中应用尤为广泛，它的参数为：型号dn2-150,初级电压380v,相数1，初级电流395a，额定级数15，重量850公斤，额定容量150千伏安，周率50周/秒，负载持续率20%。最大焊件厚度40+10.。

在快要结束这次华星之行的时候我又意外的在华星的一个车间内见到了在学校的金工实习时用过的车床，看着工人师傅们熟练的操作车床，用麻花钻钻孔，内心很是兴奋和激动，车床和麻花钻对于我来说算是比较熟悉的，它的简图如下：