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I 摘 要 隨著城市的發(fā)展 越來(lái)越多的公交車(chē)被用于城市交通線路上 為了能讓乘 客在發(fā)生危險(xiǎn)是能即使的逃離封閉的汽車(chē) 一種小巧輕便的汽車(chē)玻璃安全錘被 廣泛的用在公交車(chē) 但是 這種傳統(tǒng)的安全錘因?yàn)樾∏煞奖?容易拿取 很容 易被人順手牽羊 現(xiàn)今人們對(duì)安全問(wèn)題越來(lái)越重視 汽車(chē)做為人們出行的交通 工具更是被廣泛關(guān)注 而安全錘的發(fā)展變的越來(lái)越多樣化 從傳統(tǒng)的手動(dòng)使用 到現(xiàn)在的自動(dòng)擊打 從原理的簡(jiǎn)單機(jī)械式到現(xiàn)在的氣動(dòng)式 液壓式 電磁式 爆破式 和復(fù)雜的機(jī)械式 本設(shè)計(jì)的安全錘采用氣動(dòng)式 利用公交車(chē)現(xiàn)有的氣源做動(dòng)力 并且將安全 錘固定于安全玻璃窗的最佳著力點(diǎn) 該安全錘解決了傳統(tǒng)安全錘容易丟失 打 擊的著力點(diǎn)不準(zhǔn) 打擊困難等缺陷 操作簡(jiǎn)單只需駕駛員按下電磁閥開(kāi)關(guān)按鈕 便自動(dòng)擊碎安全玻璃 以便乘客及時(shí)逃生 關(guān)鍵詞 安全玻璃 安全錘 空氣動(dòng)力 II Abstract As cities grow more and more buses for urban lines on the road in order to allow passengers in the event of danger even if the escape from a closed car a compact and lightweight automotive glass safety hammer is widely used in the bus However this traditional safety hammer small and convenient easy to pick up it is easy to be pilfering People more and more attention to security issues Car as a means of transport for people to travel more attention Safety hammer becomes more and more diverse From the traditional manual to automatic hit From the principle of a simple mechanical to pneumatic hydraulic electromagnetic blasting and complex mechanical The design of the safety hammer with pneumatic gas source bus powered and the safety hammer fixed on the best focus point of the safety glass windows Defects are not allowed by the safety hammer to solve the traditional security the hammer easily lost and combat the focal point simple operation just the driver presses the solenoid valve switch button will automatically shattered safety glass so that the passengers to escape in time Key words safety glass safety hammer aerodynamic III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 緒 論 1 1 1 課題來(lái)源背景 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 3 第二章 鋼化玻璃特點(diǎn)分析 5 2 1 鋼化玻璃的種類(lèi) 5 2 2 鋼化玻璃的應(yīng)用范圍 5 2 3 鋼化玻璃的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 5 2 4 鋼化玻璃優(yōu)缺點(diǎn) 6 2 4 1 鋼化玻璃的優(yōu)點(diǎn) 6 2 4 2 鋼化玻璃的缺點(diǎn) 6 2 5 應(yīng)急方法 7 2 6 未來(lái)發(fā)展 8 第三章 方案論證 9 3 1 課題要求 9 3 2 方案一 傳統(tǒng)機(jī)械式安全錘 9 3 2 1 方案說(shuō)明 9 3 2 2 可行性分析 9 3 3 方案二 炸藥動(dòng)力源式安全錘 10 3 3 1 方案說(shuō)明 10 3 2 2 可行性分析 10 3 4 方案三 彈簧動(dòng)力源式安全錘 11 3 4 1 方案說(shuō)明 11 3 4 2 可行性分析 11 3 5 方案四 空氣動(dòng)力源式安全錘 12 3 5 1 方案說(shuō)明 12 3 5 2 可行性分析 12 IV 第四章 安全錘的設(shè)計(jì) 14 4 1 車(chē)窗的載荷計(jì)算 14 4 1 1 車(chē)窗玻璃的應(yīng)力 14 4 1 2 車(chē)窗的破碎要求 14 4 2 安全錘設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4 3 安全錘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 第 五 章 氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 5 1 氣壓傳動(dòng)概述 17 5 1 1 氣壓傳動(dòng)的組成及工作原理 17 5 1 2 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 17 5 2 氣動(dòng)系統(tǒng)元件的選擇 19 5 2 1 公交車(chē)氣源的特點(diǎn) 19 5 2 2 控制元件的選擇 19 5 2 3 確定管道直徑 20 5 2 4 驗(yàn)算壓力損失 20 5 3 氣動(dòng)原理圖 24 結(jié) 語(yǔ) 25 致 謝 26 參考文獻(xiàn) 27 1 第一章 緒 論 1 1 課題來(lái)源背景 每當(dāng)乘坐公交車(chē)時(shí) 都可以看到車(chē)上配有安全錘 安全錘 是一種封閉艙 室里的輔助逃生工具 它一般安裝于汽車(chē)等封閉艙室內(nèi)容易取到的地方 在發(fā) 生車(chē)內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)或汽車(chē)落入水中等緊急情況下 可以方便取出并砸碎玻璃窗門(mén) 以順利逃生 汽車(chē)安全玻璃分為夾層玻璃 鋼化玻璃和區(qū)域鋼化玻璃三種 汽 車(chē)前擋風(fēng)玻璃普遍采用安全性更好的夾層玻璃 除前擋風(fēng)之外 汽車(chē)玻璃均為 鋼化玻璃 鋼化玻璃又稱(chēng)強(qiáng)化玻璃 加熱到一定溫度后迅速冷卻的方法 或是化學(xué)方 法進(jìn)行特殊處理的玻璃 它的特性是強(qiáng)度高 其抗彎曲強(qiáng)度 耐沖擊強(qiáng)度比普 通平板玻璃高 3 5 倍 安全性能好 有均勻的內(nèi)應(yīng)力 呈網(wǎng)狀裂紋 主要用于 門(mén)窗 間隔墻和櫥柜 鋼化玻璃還在耐酸 耐堿 鋼化玻璃又稱(chēng)強(qiáng)化玻璃 加熱到一定溫度后迅速冷卻的方法 或是化學(xué)方 法進(jìn)行特殊處理的玻璃 它的特性是強(qiáng)度高 其抗彎曲強(qiáng)度 耐沖擊強(qiáng)度比普 通平板玻璃高 3 5 倍 安全性能好 有均勻的內(nèi)應(yīng)力 呈網(wǎng)狀裂紋 主要用于 門(mén)窗 間隔墻和櫥柜 玻璃還在耐酸 耐堿 隨著城市的不斷發(fā)展 人口的膨脹 以及公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的推行 越來(lái) 越多的人選擇公共交通出行 而公共交通工具上人員眾多 空間狹窄擁擠 出 口較小 存在著較多的安全隱患 普通的用于公交車(chē)上的輔助逃生工具安全錘 容易被盜 安全錘在使用時(shí)存在空間限制問(wèn)題 且緊急情況下 乘客很難在短 時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用 現(xiàn)在都市中公共交通已經(jīng)成為人們出行的重要方式 大巴 地鐵 高速列 車(chē) 先進(jìn)的公共交通系統(tǒng) 大多采用密閉空調(diào)技術(shù) 在為人們的出行提供舒適 和便利同時(shí) 也留下了巨大的安全隱患 由于密封的公交車(chē)出口有限 在意外 發(fā)生時(shí) 慌亂的乘客很難快速撤離 雖然大部分公交車(chē)上都裝有用于意外發(fā)生 時(shí)擊碎玻璃的安全錘 但乘客往往驚慌失措而找不到安全錘 現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中 更容易出現(xiàn)各種司機(jī)無(wú)法控制的情況 由于這種安全錘多采用全場(chǎng)開(kāi)設(shè)的擺設(shè) 2 但容易丟失 因而在意外發(fā)生時(shí) 人們無(wú)法及時(shí)敲碎車(chē)窗 嚴(yán)重影響了乘客的 逃生最佳時(shí)機(jī) 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 自有汽車(chē)以來(lái)全世界死于道路交通事故的人數(shù)為 3600 多萬(wàn) 人 比第二次世界大戰(zhàn)死亡的人數(shù)還多 造成的財(cái)務(wù)損失也十分巨大 以美國(guó) 為例 1994 年因汽車(chē)交通事故死亡的人數(shù)達(dá) 43536 人 約占各種事故造成的死 亡人數(shù)總數(shù)的一半 我國(guó)的交通事故隨汽車(chē)逐年增加基本呈震蕩上升態(tài)勢(shì) 70 年代起增長(zhǎng)速度明顯加快近年來(lái) 由于汽車(chē)擁有量的快速增長(zhǎng) 交通事故的增 幅更大 后果更為嚴(yán)重 1997 年全國(guó)共發(fā)生交通事故 304217 起 死亡 73861 人 受傷 190128 人 直接經(jīng)濟(jì)損失 19 0l 億元 1998 年事故 346129 起 死 78067 人 傷 222721 人 損失 19 29 億元 1999 年事故 412860 起 死 83529 人 傷 286080 人 直接經(jīng)濟(jì)損失 21 24 億元 與改革開(kāi)放初的 1978 年相比 1999 年事故次數(shù)為 3 85 倍 死亡人數(shù)為 4 37 倍 受傷人數(shù)為 3 70 倍 直 接經(jīng)濟(jì)損失為 37 93 倍 由于道路所處環(huán)境和自身技術(shù)條件的不同 交通事故 表現(xiàn)出不同的事故形態(tài)特點(diǎn) 進(jìn)入 80 年代 我國(guó)的汽車(chē)安全性問(wèn)題開(kāi)始變得十 分嚴(yán)峻 與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比 我國(guó)的交通事故發(fā)生率 單位公里死亡人數(shù)等 相對(duì)數(shù)據(jù)均高出了一個(gè)數(shù)量級(jí) 汽車(chē)安全水平甚至落后于許多發(fā)展中國(guó)家 汽 車(chē)安全已經(jīng)成為阻礙我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)和汽車(chē)工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的因素之一 該作品的設(shè)計(jì)背景是源于傳統(tǒng)安全錘的不可靠性與易丟失性 其目的在于設(shè) 計(jì)出可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有效擊打破碎玻璃的新型自動(dòng)安全錘 使得在緊急情況下 使破窗的工作由人手揮動(dòng)擊打變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng)擊打 能夠定點(diǎn) 自動(dòng) 快 速的擊破玻璃 使人員迅速逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng) 3 1 2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 隨著城市的不斷發(fā)展 人口的膨脹 以及公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的推行 為了 在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能讓乘客迅速破窗逃生 在公交的適當(dāng)?shù)胤蕉寂渲昧税踩N 當(dāng) 前配備的安全錘基本上是一樣的 這種傳統(tǒng)型安全錘小巧輕便 易于摘取 很 容易被一些人順手牽羊 經(jīng)常出現(xiàn)剛裝好幾天就全部 消失 的狀況 2009 年 6 月成都的公交車(chē)燃燒事件就有力證明了傳統(tǒng)安全錘防盜方面的缺 陷 為解決傳統(tǒng)安全錘易丟失的問(wèn)題 寧波龍格爾儀表有限公司設(shè)計(jì)了 DSC 智 能防盜逃生錘 本逃生錘具有聲光報(bào)警功能 其在支架上正常固定放置時(shí)報(bào)警 功能關(guān)閉 當(dāng)逃生錘脫離支架時(shí) 逃生錘被觸發(fā)發(fā)出聲光同步報(bào)警 只有將逃 生錘重新放回支架 報(bào)警才會(huì)停止 這樣 及時(shí)的提醒和制止了人為的誤動(dòng) 起到了防丟失的作用 但其本質(zhì)仍是人手用力揮動(dòng)安全錘敲打玻璃 當(dāng)緊急情 況出現(xiàn)時(shí) 由于乘客情緒緊張 心情急躁 很難在短時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到 合適擊打點(diǎn)正確使用 同時(shí) 如遇翻車(chē)等事故 乘客活動(dòng)受到空間的限制 特別是一些老弱病殘 人群 更不容易施力揮動(dòng)錘子 則安全錘也很難有效使用 目前在國(guó)內(nèi)有兩種 非人手揮動(dòng)的安全錘 一種是當(dāng)前安裝在成都 650 路公交車(chē)上的一種新型環(huán)保 錘 它采用 嵌入式 設(shè)計(jì) 改變了安全錘的安裝位置和擊打方式 車(chē)窗右上 角有一個(gè)紅色按鈕 按鈕里面是安全錘 遇到危險(xiǎn)的時(shí)候 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)環(huán)保錘 90 度 然后掌擊環(huán)保錘 通過(guò)里面設(shè)置的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金 就能破碎玻璃逃生 另一種是杭州公交集團(tuán)退休職工吳寶發(fā)研制的一種新型彈力逃生錘 它比 可樂(lè)罐略小 罐 里有壓縮彈簧與撞錘 罐 外有拉環(huán)和封蓋 在緊急情況 下 人只要揭開(kāi)封蓋 拉動(dòng)拉環(huán) 壓縮彈簧就會(huì)驅(qū)動(dòng)撞錘 擊碎玻璃 它可以 安裝在車(chē)窗邊緣 通過(guò)擊打鋼化玻璃的應(yīng)力點(diǎn)打碎整幅玻璃 這種固定在上面 的安全錘不易取走 可以避免傳統(tǒng)安全錘因?yàn)閬G失造成無(wú)法應(yīng)急的問(wèn)題 本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目的是為了在汽車(chē)發(fā)生事故時(shí) 在乘客不能順利的從汽車(chē)逃離 的情況下所設(shè)計(jì)的 通過(guò)自動(dòng)擊破車(chē)窗 使人員安全迅速的逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng) 通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)今公交車(chē)上所配備的安全錘是一種小巧 輕便的安全錘 該安全錘雖使用廣泛 但存在的很大的缺陷 因?yàn)樾∏煞奖?容易拿取 很容 4 易被人順手牽羊 因此 經(jīng)常出現(xiàn)丟失現(xiàn)象 而且 經(jīng)實(shí)驗(yàn)這種安全錘并不容 易敲碎車(chē)窗 需要成年人全力多次擊打同一點(diǎn)才能擊碎車(chē)窗 不能使乘客在第 一時(shí)間就逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng) 所以研究出能夠定點(diǎn) 自動(dòng) 快速的擊碎玻璃的安全 錘就變的非常重要 隨著城市的發(fā)展 越來(lái)越多的公交車(chē)被用于城市交通線路上 為了能讓乘 客在發(fā)生危險(xiǎn)是能即使的逃離封閉的汽車(chē) 一種小巧 輕便的汽車(chē)玻璃安全錘被 廣泛的用在公交車(chē) 但是 這種傳統(tǒng)的安全錘因?yàn)樾∏煞奖?容易拿取 很容 易被人順手牽羊 因此 經(jīng)常出現(xiàn)丟失現(xiàn)象 2009 年 6 月成都的公交車(chē)燃燒事件 2012 年 7 月的北京 洪水事件 就 證明了傳統(tǒng)安全錘防盜方面的陷 為解決這種事情 寧波龍格爾儀表有限公司 設(shè)計(jì)了 DSC 智能防盜逃生錘 本逃生錘具有聲光報(bào)警功能 其在支架上正常固 定放置時(shí)報(bào)警功能關(guān)閉 當(dāng)逃生錘脫離支架時(shí) 逃生錘被觸發(fā)發(fā)出聲光同步報(bào) 警 只有將逃生錘重新放回支架 報(bào)警才會(huì)停止 這樣 及時(shí)的提醒和制止了 人為的誤動(dòng) 起到了防丟失的作用 但其本質(zhì)仍是人手用力揮動(dòng)安全錘敲打玻 璃 當(dāng)緊急情況出現(xiàn)時(shí) 由于乘客情緒緊張 心情急躁 很難在短時(shí)間內(nèi)拿到 安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用 另一種是杭州公交集團(tuán)退休職工吳寶發(fā)研制的一種新型彈力逃生錘 它比 可樂(lè)罐略小 罐 里有壓縮彈簧與撞錘 罐 外有拉環(huán)和封蓋 在緊急情況 下 人只要揭開(kāi)封蓋 拉動(dòng)拉環(huán) 壓縮彈簧就會(huì)驅(qū)動(dòng)撞錘 擊碎玻璃 它可以 安裝在車(chē)窗邊緣 通過(guò)擊打鋼化玻璃的應(yīng)力點(diǎn)打碎整幅玻璃 這種固定在上面 的安全錘不易取走 可以避免傳統(tǒng)安全錘因?yàn)閬G失造成無(wú)法應(yīng)急的問(wèn)題 而 2011 年 4 月河北科大老師王軍發(fā)明的新型汽車(chē)玻璃安全錘我個(gè)人認(rèn)為是最好的 因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)的安全錘還小巧 可以當(dāng)作裝飾物乖在車(chē)能 且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 不易 出現(xiàn)意外事情 現(xiàn)今人們對(duì)安全問(wèn)題越來(lái)越重視 汽車(chē)做為人們出行的交通工具更是被廣 泛關(guān)注 而安全錘的發(fā)展變的越來(lái)越多樣化 從傳統(tǒng)的手動(dòng)使用到現(xiàn)在的自動(dòng) 擊打 從原理的簡(jiǎn)單機(jī)械式到現(xiàn)在的氣動(dòng)式 液壓式 電磁式 爆破式 和復(fù) 雜的機(jī)械式 甚至在外國(guó)有些安全錘所擊碎的也不在是車(chē)窗玻璃 而是破壞固 定車(chē)窗玻璃的固定結(jié)構(gòu) 使車(chē)窗玻璃能夠整體掉落 所以 預(yù)測(cè)以后的安全錘 5 并不只是擊碎車(chē)窗玻璃 它會(huì)向著多樣化發(fā)展 第二章 鋼化玻璃特點(diǎn)分析 2 1 鋼化玻璃的種類(lèi) 鋼化玻璃按形狀分為平面鋼化玻璃和曲面鋼化玻璃 平面鋼化玻璃厚度有 3 4 5 6 8 10 12 15 19mm 八種 曲面鋼化玻璃厚度也有 3 4 5 6 8 10 12 15 19mm 八種 但曲面 即彎鋼化 鋼化玻璃對(duì)每種厚 度都有個(gè)最大的弧度限制 即平常所說(shuō)的 R R 為半徑 鋼化玻璃按其外 觀 分為 平鋼化 彎鋼化 2 2 鋼化玻璃的應(yīng)用范圍 隨著產(chǎn)品的種類(lèi)及加工技術(shù)的不斷更新 現(xiàn)在鋼化玻璃的應(yīng)用范圍也隨之 變的越來(lái)越廣泛 通常鋼化玻璃可以應(yīng)用在以下幾個(gè)行業(yè) 1 建筑 建筑模板 裝飾行業(yè) 例 門(mén)窗 幕 墻 室內(nèi)裝修等 2 家具制造行業(yè) 玻璃茶幾 家具配套等 3 家電制造行業(yè) 電視機(jī) 烤箱 空 調(diào) 冰箱等產(chǎn)品 4 電子 儀表行業(yè) 手機(jī) MP3 MP4 鐘表等多種數(shù)碼產(chǎn)品 5 汽車(chē)制造行業(yè) 汽車(chē)風(fēng)擋玻璃等 6 日用制品行業(yè) 玻璃菜板等 7 特種行業(yè) 軍工用玻璃 由于鋼化玻璃破碎后 碎片會(huì)破成均勻的小顆粒并且沒(méi)有普遍玻璃刀狀的 尖角 從而被稱(chēng)為安全玻璃而廣泛用于汽車(chē) 室內(nèi)裝飾之中 以及高樓層對(duì)外 開(kāi)啟的窗戶(hù) 2 3 鋼化玻璃的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 平鋼化玻璃加工規(guī)格 加工厚度 3 19mm 最大尺寸 3300mm 14000 mm 最小尺寸 80 mm 50mm 彎鋼化玻璃加工規(guī)格 加工厚度 3 19mm 最大尺寸 2440 mm 5000mm 最小尺寸 600mm 400mm 最小曲率半徑 300mm 質(zhì)量 6 符合 GB15763 2 2005 中 國(guó) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 2 4 鋼化玻璃優(yōu)缺點(diǎn) 2 4 1 鋼化玻璃的優(yōu)點(diǎn) 1 強(qiáng)度較之普通玻璃提高數(shù)倍 抗彎 同等厚度的鋼化玻璃抗沖擊強(qiáng)度是 普通玻璃的 3 5 倍 抗彎強(qiáng)度是普通玻璃的 3 5 倍 2 使用安全 其承載能力增大改善了易碎性質(zhì) 即使鋼化玻璃破壞也呈無(wú) 銳角的小碎片 對(duì)人體的傷害極大地降低了 鋼化玻璃的耐急冷急熱性質(zhì)較 之普通玻璃有 3 5 倍的提高 一般可承受 250 度以上的溫差變化 對(duì)防止熱炸 裂有明顯的效果 是安全玻璃中的一種 為保障高層建筑提供合格材料安全性 作保障 3 熱 穩(wěn) 定 性 好 鋼化玻璃具有良好的熱 穩(wěn) 定 性 能承受的溫差是普通玻璃 的3倍 可承受200 的溫差變化 用途 平鋼化 彎鋼化玻璃屬于安 全 玻 璃 廣泛應(yīng)用于高層建筑門(mén)窗 玻 璃 幕 墻 室 內(nèi) 隔 斷 玻璃 采光頂棚 觀光電梯通 道 家 具 玻璃護(hù)欄等 2 4 2 鋼化玻璃的缺點(diǎn) 1 鋼化后的玻璃不能再進(jìn)行切割 和加工 只能在鋼化前就對(duì)玻璃進(jìn)行加 工至需要的形狀 再進(jìn)行鋼化處理 2 鋼化玻璃強(qiáng)度雖然比普通玻璃強(qiáng) 但是鋼化玻璃在溫差變化大時(shí)有自爆 自己破裂 的可能性 而普通玻璃不存在自爆的可能性 鋼化玻璃在無(wú)直接機(jī)械外力作用下發(fā)生的自動(dòng)性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆 自爆是鋼化玻璃固有的特 性 之一 產(chǎn)生自爆的原因很多 簡(jiǎn)單地歸納以下幾種 玻璃質(zhì) 量 缺 陷 的影響 A 玻璃中有結(jié)石 雜質(zhì) 玻璃中有雜質(zhì)是鋼化玻璃的薄弱點(diǎn) 也是應(yīng)力 集中處 特別是結(jié)石若處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致炸裂的重要因素 結(jié)石 存在于玻璃中 與玻璃體有著不同的膨脹系數(shù) 玻 璃 鋼 化后結(jié)石周?chē)鸭y區(qū)域 的應(yīng)力集中成倍地增加 當(dāng)結(jié)石膨脹系數(shù)小于玻璃 結(jié)石周?chē)那邢驊?yīng)力處于 7 受拉狀態(tài) 伴隨結(jié)石而存在的裂紋擴(kuò)展極易發(fā)生 B 玻璃中含有硫化鎳結(jié)晶物 硫化鎳夾雜物一般以結(jié)晶的小球體存在 直徑在 0 1 2 外表呈金屬狀 這些雜夾物是 NI3S2 NI7S6 和 NI XS 其 中 X 0 0 07 只有 NI1 XS 相是造成鋼化玻璃自發(fā)炸碎的主要原因 已 知理論上的 NIS 在 379 C 時(shí)有一相變過(guò)程 從高溫狀態(tài)的 a NIS 六方晶系轉(zhuǎn) 變?yōu)榈蜏貭顟B(tài) B NI 三 方 晶 系 過(guò)程中 伴隨出現(xiàn) 2 38 的體積膨脹 這一結(jié)構(gòu) 在室溫時(shí)保存下來(lái) 如果以后玻璃受熱就可能迅速出現(xiàn) a B 態(tài)轉(zhuǎn)變 如果這些 雜物在鋼化玻璃受張應(yīng)力的內(nèi)部 則體積膨脹會(huì)引起自發(fā)炸裂 如果室溫時(shí)存 在 a NIS 經(jīng)過(guò)數(shù)年 數(shù)月也會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變到 B 態(tài) 在這一相變過(guò)程中體積緩慢 增大未必造成內(nèi)部破裂 C 玻璃表面因加工過(guò)程或操作不當(dāng)造成有劃痕 炸口 深爆邊等缺陷 易造成應(yīng)力集中或?qū)е落摶Ａё员?鋼化玻璃中應(yīng)力分布不均勻 偏移 玻璃在加熱或冷卻時(shí)沿玻璃厚度方 向產(chǎn)生的溫度梯度不均勻 不對(duì)稱(chēng) 使鋼化制品有自爆的趨向 有的在激冷時(shí) 就產(chǎn)生 風(fēng)爆 如果張應(yīng)力區(qū)偏移到制品的某一邊或者偏移到表面則鋼化玻璃 形成自爆 鋼化程度的影響 實(shí)驗(yàn)證明 當(dāng)鋼化程度提高到 1 級(jí) 時(shí)自爆數(shù)達(dá) 20 25 由此可見(jiàn)應(yīng)力越大鋼化程度越高 自爆量也越大 3 鋼化玻璃的表面會(huì)存在凹凸不平現(xiàn)象 有輕微的厚度變薄 變薄的原因 是因?yàn)椴Ａг跓崛圮浕?在經(jīng)過(guò)強(qiáng)風(fēng)力使其快速冷卻 使其玻璃內(nèi)部晶體間 隙變小 壓力變大 所以玻璃在鋼化后要比在鋼化前要薄 一般情況下 4 6MM 玻璃在鋼化后變薄 0 2 0 8MM 8 20MM 玻璃在鋼化后變薄 0 9 1 8MM 具體程 度要根據(jù)設(shè)備的來(lái)決定 這也是鋼化玻璃不能做鏡面的原因 2 5 應(yīng)急方法 安全捶 一種封閉艙室里的輔助逃生工具 它一般安裝于于汽車(chē)等封閉艙 室內(nèi)容易取到的地方 在發(fā)生車(chē)內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)或汽車(chē)落入水中等緊急情況下 可 以方便取出并砸碎玻璃窗門(mén)以順利逃生 用途 主要用于緊急情況下敲碎玻璃逃生用錘子敲擊玻璃手柄尾部刀片用 8 于割斷安全帶逃生 范圍 主要用于大巴 客運(yùn)車(chē)輛 火車(chē)等車(chē)輛配置 使用方法 安全錘主 要是利用其圓錐形的尖端 由于尖頭的接觸面積很小 因此當(dāng)用錘砸玻璃時(shí) 該接觸點(diǎn)對(duì)玻璃的壓強(qiáng) 不是壓力 而是單位面積上的壓力 相當(dāng)大 這個(gè)跟 圖釘?shù)脑碛悬c(diǎn)相似 膜很容易就被刺破 且使車(chē)玻璃在該點(diǎn)受到很大的外作 用力而產(chǎn)生輕微開(kāi)裂 而對(duì)于鋼化玻璃而言 一點(diǎn)點(diǎn)的開(kāi)裂就意味著整塊玻璃 內(nèi)部的應(yīng)力分布受到了破壞 從而在瞬間產(chǎn)生無(wú)數(shù)蜘蛛網(wǎng)狀裂紋 此時(shí)只要輕 輕的用錘子再砸?guī)紫戮湍軐⒉Ａ槠宄?另外 鋼化玻璃的中間部分是最 牢固的 四角和邊緣是最薄弱的 最好的辦法是用安全錘敲打玻璃的邊緣和四 角 尤其是玻璃上方邊緣最中間的地方 一旦玻璃有了裂痕 就很容易將整塊 玻璃砸碎 2 6 未來(lái)發(fā)展 居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí) 鼓勵(lì)企業(yè)自主創(chuàng)新 新 農(nóng) 村 建 設(shè) 和城鎮(zhèn)化進(jìn)程等 都將保證國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)玻璃產(chǎn)品的中長(zhǎng)期需求增長(zhǎng)趨勢(shì)不變 隨著建筑 汽車(chē) 裝飾裝修 家具 信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)生活空間環(huán)境要求的提 高 安全玻 璃 節(jié)能中 空 玻 璃 等功能性加工產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用 平板玻璃的供 求格局和消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化 玻璃行業(yè)的發(fā)展與國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的許多行 業(yè)都存在著聯(lián)系 玻璃行業(yè)對(duì)推動(dòng)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都起著積極作用 因此 十一五 規(guī)劃中也對(duì)玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了具體要求 也頒布了各項(xiàng)法律法規(guī) 來(lái)規(guī)范玻璃行業(yè)的健康發(fā)展 在新的形勢(shì)下 玻璃工業(yè)必須按照科學(xué)發(fā)展觀的 要求 轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式 有效調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 才能促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展 9 第三章 方案論證 3 1 課題要求 現(xiàn)今人們對(duì)安全問(wèn)題越來(lái)越重視 汽車(chē)做為人們出行的交通工具更是被廣 泛關(guān)注 而安全錘的發(fā)展變的越來(lái)越多樣化 從傳統(tǒng)的手動(dòng)使用到現(xiàn)在的自動(dòng) 擊打 從原理的簡(jiǎn)單機(jī)械式到現(xiàn)在的氣動(dòng)式 液壓式 電磁式 爆破式 和復(fù) 雜的機(jī)械式 甚至在外國(guó)有些安全錘所擊碎的也不在是車(chē)窗玻璃 而是破壞固 定車(chē)窗玻璃的固定結(jié)構(gòu) 使車(chē)窗玻璃能夠整體掉落 所以 預(yù)測(cè)以后的安全錘 并不只是擊碎車(chē)窗玻璃 它會(huì)向著多樣化發(fā)展 如汽車(chē)車(chē)門(mén)整體破壞 汽車(chē)車(chē) 頂破壞等多樣化發(fā)展 1 操作簡(jiǎn)單 適用 2 安裝方便 適用于各種車(chē)輛 3 1 秒鐘能夠擊碎 5mm 厚度的鋼化玻璃 4 對(duì)周?chē)荒墚a(chǎn)生二次傷害 3 2 方案一 傳統(tǒng)機(jī)械式安全錘 3 2 1 方案說(shuō)明 傳統(tǒng)的機(jī)械式安全錘當(dāng)基本上是一樣的 由尖銳的金屬垂頭加手柄組成 通常放置在車(chē)窗旁邊 方案一為傳統(tǒng)的機(jī)械式安全錘如圖 3 1 10 圖 3 1 傳統(tǒng)機(jī)械式安全錘 3 2 2 可行性分析 這種傳統(tǒng)型安全錘小巧輕便 易于摘取 但很容易被一些人順手牽羊 經(jīng) 常出現(xiàn)剛裝好幾天就全部 消失 的狀況 而且 經(jīng)實(shí)驗(yàn)這種安全錘并不容易 敲碎車(chē)窗 需要成年人全力多次擊打同一點(diǎn)才能擊碎車(chē)窗 不能使乘客在第一 時(shí)間就逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng) 3 3 方案二 炸藥動(dòng)力源式安全錘 3 3 1 方案說(shuō)明 方案二為利用火藥在密閉的空間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生巨大的熱能 從而使 殼體內(nèi)的空氣受熱膨脹 壓強(qiáng)增大 推動(dòng)打擊桿打擊玻璃 整體示意圖如圖 3 2 1 打開(kāi)控制開(kāi)關(guān) 7 線路通電 使底火 5 后面的高電阻金屬發(fā)熱 2 產(chǎn)生的熱引燃底火里的藥劑 藥劑被引燃后 會(huì)使載藥殼 8 里的火 藥 4 引燃 3 火藥 4 的燃燒會(huì)使載藥殼 4 內(nèi)的空氣膨脹 產(chǎn)生巨大的壓力 壓力 會(huì)推動(dòng)擊打桿 3 沿著殼體 2 內(nèi)部通道快速向前移動(dòng) 4 擊打桿 3 的尖端部分會(huì)沖擊玻璃 通過(guò)強(qiáng)大的沖擊力將玻璃擊碎 5 彈性擋板 1 的緩沖作用不會(huì)使擊打桿飛射出去造成二次傷害 1 擋板 2 殼體 3 擊打桿 4 火藥 5 底火 6 電線 7 控制開(kāi)關(guān) 8 載藥殼 圖 3 2 炸藥動(dòng)力源式安全錘 3 2 2 可行性分析 11 本產(chǎn)品利用的原理是火藥在密閉的空間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生巨大的熱能 從而使殼體內(nèi)的空氣受熱膨脹 壓強(qiáng)增大 推動(dòng)打擊桿打擊玻璃 因?yàn)榛鹚幉?需要空氣就可燃燒產(chǎn)生氣體 且火藥燃燒能施放大量的氣體 燃燒的瞬間溫度 能達(dá)到 1000 C 以上 能在短時(shí)間內(nèi)使密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外界壓強(qiáng) 產(chǎn)生巨大的壓力從而推動(dòng)打擊桿打擊玻璃 但是該爆炸能量控制困難 容易對(duì)玻璃外側(cè)的行人等造成二次傷害 而且 通常公交車(chē)都在市區(qū)行駛 爆炸聲音容易對(duì)周?chē)腥嗽斐煽只庞绊懯袇^(qū)秩序 3 4 方案三 彈簧動(dòng)力源式安全錘 3 4 1 方案說(shuō)明 該安全錘利用了彈簧的儲(chǔ)能原理 依靠彈簧提供打擊力 該破窗器主要由 殼體 沖擊桿 壓縮彈簧 啟動(dòng)拉手四部分組成 通過(guò)啟動(dòng)拉手使壓縮狀態(tài)的 彈簧產(chǎn)生沖擊力 從而帶動(dòng)沖擊桿完成打擊 示意圖如圖 3 3 圖 3 3 彈簧動(dòng)力源式安全錘 1 殼 體 2 沖 擊 桿 3 壓 縮 彈 簧 4 螺 栓 5 擋 板 6 拉 手 3 4 2 可行性分析 由于這種車(chē)輛應(yīng)急擊碎車(chē)窗玻璃的機(jī)構(gòu)的彈力裝置是設(shè)置在車(chē)體的上端 它的發(fā)力運(yùn)動(dòng)空間不受限制 當(dāng)意外情況發(fā)生時(shí) 車(chē)廂內(nèi)的乘客只需伸手將置 于車(chē)體內(nèi)的啟動(dòng)拉手往下拉動(dòng) 利用彈簧的儲(chǔ)能原理 將車(chē)體上端由鎖閉裝置 鎖閉的玻璃沖擊桿 頂起突破其約束區(qū)域 彈發(fā)裝置的強(qiáng)勁彈發(fā)力的此時(shí)暴發(fā) 12 玻璃沖擊桿借力彈起 產(chǎn)生的巨大沖擊力一舉就能將車(chē)窗玻璃擊碎 這一過(guò)程 的時(shí)間將在瞬間完成 從而給車(chē)內(nèi)逃生的乘客贏得極為寶貴的時(shí)間 因此該機(jī) 構(gòu)具備有優(yōu)異的應(yīng)急安全逃生條件 但是該裝置占用空間大 且放置與公交車(chē)等公共設(shè)施上容易被乘客把啟動(dòng) 拉手拉動(dòng)導(dǎo)致不必要的損失 3 5 方案四 空氣動(dòng)力源式安全錘 3 5 1 方案說(shuō)明 該安全錘采用氣動(dòng)式 利用公交車(chē)現(xiàn)有的氣源做動(dòng)力 并且將其固定于安 全玻璃窗邊上的最佳著力點(diǎn) 當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)駕駛員或乘客只需按下置于駕駛室 內(nèi)的氣 動(dòng) 電 磁 閥 開(kāi) 關(guān) 按 鈕 壓 縮 空 氣 便 通 過(guò) 管 道 迅 速 進(jìn) 入 活 塞 無(wú) 桿 腔 由 于 壓 縮 氣 體 流 速 和 壓 力 均 很 高 因 此 快 速 推 動(dòng) 沖 擊 活 塞 撞 擊 安 全 玻 璃 安 全 玻 璃 瞬 間 受 到 很 大 沖 擊 應(yīng) 力 層 破 壞 而 擊 碎 示意圖如圖 3 4 圖 3 4 彈簧動(dòng)力源式安全錘 1 玻 璃 窗 框 2 安 全 玻 璃 3 擋 板 4 沖 擊 活 塞 5 殼 體 6 氣 動(dòng) 電 磁 閥 7 管 路 3 5 2 可行性分析 該安全錘采用氣動(dòng)式 利用公交車(chē)現(xiàn)有的氣源做動(dòng)力 并且將其固定于安 全玻璃窗的最佳著力點(diǎn) 可應(yīng)用在普通公共交通工具 私家車(chē) 商場(chǎng) 寫(xiě)字樓 13 和住宅等地 緊急情況下 使破窗的工作由人手揮動(dòng)擊打變?yōu)樽顑?yōu)點(diǎn)固定自動(dòng) 擊打 能夠定點(diǎn) 自動(dòng) 快速的擊破玻璃 使人員迅速逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng) 不僅解 決了傳統(tǒng)安全錘易丟失問(wèn)題 而且操作簡(jiǎn)單 方便靈活 只需駕駛員按下電磁 閥開(kāi)關(guān)按鈕便自動(dòng)擊碎安全玻璃 這一過(guò)程的時(shí)間將在瞬間完成 從而給車(chē)內(nèi) 逃生的乘客贏得極為寶貴的時(shí)間 因此該機(jī)構(gòu)具備有優(yōu)異的應(yīng)急安全逃生條件 并且造價(jià)低廉 具有極高的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景 因此 本次課題選用此方案 14 第四章 安全錘的設(shè)計(jì) 4 1 車(chē)窗的載荷計(jì)算 4 1 1 車(chē)窗玻璃的應(yīng)力 根據(jù) GB9656 2003 安全玻璃材料的統(tǒng)一規(guī)定 查詢(xún) 表 4 1 鋼化玻璃表面應(yīng)力表 種類(lèi) 適用部位 試驗(yàn)后狀態(tài) 風(fēng)窗鋼化玻璃 風(fēng)窗以外 表面壓應(yīng)力 105 表 4 2 安全玻璃強(qiáng)度值 安全玻璃強(qiáng)度值 玻璃的強(qiáng)度值類(lèi)型 厚度 大面上的強(qiáng)度 mpa 邊緣強(qiáng)度 mpa 普通玻璃 5 28 19 5 5 12 28 0 19 5 浮法玻璃 15 19 20 0 14 0 5 12 84 0 58 8 鋼化玻璃 15 19 59 0 41 3 夾層玻璃 6 10 21 0 14 7 表 4 3 夾層玻璃及塑玻復(fù)合材料的邊緣應(yīng)力 種類(lèi) 適用部位 邊緣應(yīng)力 mpa 風(fēng)窗夾層玻璃 塑玻復(fù)合材料 風(fēng)窗以外 邊緣張應(yīng)力 7 邊緣壓應(yīng)力 4 根據(jù)上表所述車(chē)窗應(yīng)力 車(chē)窗玻璃邊緣的張應(yīng)力和壓應(yīng)力比較小 在受力 時(shí)變形小脆性比較高 所以車(chē)窗破碎器安裝在車(chē)窗的玻璃的邊緣地方 4 1 2 車(chē)窗的破碎要求 根據(jù)玻璃破碎器玻璃破碎器的的設(shè)計(jì)要求 破碎后的玻璃不能對(duì)人體產(chǎn)生 15 二次傷害 由此查詢(xún) GB9656 2003 安全玻璃材料的統(tǒng)一規(guī)定 如圖表 4 4 表 4 4 鋼化玻璃的碎片狀態(tài) 種類(lèi) 碎片狀態(tài) 鋼化玻璃 1 在任一 50mm 50mm 的正方形內(nèi) 碎片數(shù)不少于 40 塊 但不多于 400 塊 若厚度不大于 3 5mm 則碎片數(shù)在 40 塊以上 450 塊以下 2 在上述規(guī)定中 橫跨正方形邊部的碎片應(yīng)計(jì)作半塊 3 制品邊緣 20mm 范圍內(nèi)的碎片不作檢查 以沖擊點(diǎn)為圓心半徑 75mm 圓內(nèi)的碎片也不作檢查 4 除上述第 3 條規(guī)定的部位外 不允許有超過(guò) 3mm2的碎片 5 允許有少量長(zhǎng)條形碎片 其長(zhǎng)度不超過(guò) 75mm 且具端部不是刀 刃狀 延伸至玻璃邊緣的長(zhǎng)條形碎片與邊緣形成的角度不得大于 45 由上表可得車(chē)窗玻璃在一個(gè)點(diǎn)破碎后 其他地方會(huì)沿著這個(gè)點(diǎn)延伸破裂 破碎后的玻璃會(huì)粘附在玻璃中間層上 破碎后的玻璃不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生二次傷害 4 2 安全錘設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)根據(jù) GB9656 2003 查得打破玻璃需要 15MPa 的力 即 15MPa 150 公斤 150 公斤 1500N 即 安全錘活塞撞擊玻璃時(shí)的沖擊力 取 NF150I t2 05s 2t 安全錘活塞撞擊玻璃時(shí)的動(dòng)量變化 sNmv 17 I11 安全錘活塞撞擊玻璃前瞬間的速度 mIa 3025 t 安全錘活塞加速度 Fa1 查有關(guān)參數(shù) 公交車(chē)氣源壓力 0 8MPa 6 0 安全錘活塞推力 2014P dA 16 安全錘活塞撞擊玻璃前加速時(shí)間 ast2 1 安全錘活塞質(zhì)量 g25 0Km 以上求得 smdassIv 2011 4P2t 7502 所以求得 3 94md 取安全錘活塞行程 s0 則安全錘活塞直徑 4 3 安全錘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 4 1 氣動(dòng)原理圖 1 殼體 2 錘頭 3 擋板 4 螺釘 5 螺釘 6 接頭 17 18 第 五 章 氣動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 1 氣壓傳動(dòng)概述 5 1 1 氣壓傳動(dòng)的組成及工作原理 氣 壓 傳 動(dòng) 是 以 壓 縮 空 氣 為 工 作 介 質(zhì) 進(jìn) 行 能 量 傳 遞 和 信 號(hào) 傳 遞 的 一 門(mén) 技 術(shù) 氣 壓 傳 動(dòng) 的 工 作 原 理 是 利 用 空 壓 機(jī) 把 電 動(dòng) 機(jī) 或 其 它 原 動(dòng) 機(jī) 輸 出 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 空 氣 的 壓 力 能 然 后 在 控 制 元 件 的 作 用 下 通 過(guò) 執(zhí) 行 元 件 把 壓 力 能 轉(zhuǎn) 換 為 直 線 運(yùn) 動(dòng) 或 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 形 式 的 機(jī) 械 能 從 而 完 成 各 種 動(dòng) 作 并 對(duì) 外 做 功 由 此 可 知 氣 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 和 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 類(lèi) 似 也 是 由 四 部 分 組 成 的 它 們 是 1 氣 源 裝 置 是 獲 得 壓 縮 空 氣 的 裝 置 其 主 體 部 分 是 空 氣 壓 縮 機(jī) 它 將 原 動(dòng) 機(jī) 供 給 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 變 為 氣 體 的 壓 力 能 2 控 制 元 件 是 用 來(lái) 控 制 壓 縮 空 氣 的 壓 力 流 量 和 流 動(dòng) 方 向 的 以 便 使 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 完 成 預(yù) 定 的 工 作 循 環(huán) 它 包 括 各 種 壓 力 控 制 閥 流 量 控 制 閥 和 方 向 控 制 閥 等 3 執(zhí) 行 元 件 是 將 氣 體 的 壓 力 能 轉(zhuǎn) 換 成 機(jī) 械 能 的 一 種 能 量 轉(zhuǎn) 換 裝 置 它 包 括 實(shí) 現(xiàn) 直 線 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 氣 缸 和 實(shí) 現(xiàn) 連 續(xù) 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 或 擺 動(dòng) 的 氣 馬 達(dá) 或 擺 動(dòng) 馬 在 等 4 輔 助 元 件 是 保 證 壓 縮 空 氣 的 凈 化 元 件 的 潤(rùn) 滑 元 件 間 的 連 接 及 消 聲 等 所 必 須 的 它 包 括 過(guò) 濾 器 油 霧 器 管 接 頭 及 消 聲 器 等 5 1 2 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 氣 動(dòng) 技 術(shù) 在 國(guó) 外 發(fā) 展 很 快 在 國(guó) 內(nèi) 也 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 機(jī) 械 電 子 輕 工 紡 織 食 品 醫(yī) 藥 包 裝 冶 金 石 化 航 空 交 通 運(yùn) 輸 等 各 個(gè) 工 業(yè) 部 門(mén) 氣 動(dòng) 機(jī) 械 手 組 合 機(jī) 床 加 工 中 心 生 產(chǎn) 自 動(dòng) 線 自 動(dòng) 檢 測(cè) 和 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 等 已 大 量 涌 現(xiàn) 它 們 在 提 高 生 產(chǎn) 效 率 自 動(dòng) 化 程 度 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 工 作 可 靠 性 和 實(shí) 現(xiàn) 特 殊 工 藝 等 方 面 顯 示 出 極 大 的 優(yōu) 越 性 這 主 要 是 因 為 氣 壓 傳 動(dòng) 與 機(jī) 械 電 氣 液 壓 傳 動(dòng) 相 比 有 以 下 特 點(diǎn) 1 氣 壓 傳 動(dòng) 的 優(yōu) 點(diǎn) 19 1 工 作 介 質(zhì) 是 空 氣 與 液 壓 油 相 比 可 節(jié) 約 能 源 而 且 取 之 不 盡 用 之 不 竭 氣 體 不 易 堵 塞 流 動(dòng) 通 道 用 之 后 可 將 其 隨 時(shí) 排 人 大 氣 中 不 污 染 環(huán) 境 2 空 氣 的 特 性 受 溫 度 影 響 小 在 高 溫 下 能 可 靠 地 工 作 不 會(huì) 發(fā) 生 燃 燒 或 爆 炸 且 溫 度 變 化 時(shí) 對(duì) 空 氣 的 粘 度 影 響 極 小 故 不 會(huì) 影 響 傳 動(dòng) 性 能 3 空 氣 的 粘 度 很 小 約 為 液 壓 油 的 萬(wàn) 分 之 一 所 以 流 動(dòng) 阻 力 小 在 管 道 中 流 動(dòng) 的 壓 力 損 失 較 小 所 以 便 于 集 中 供 應(yīng) 和 遠(yuǎn) 距 離 輸 送 4 相 對(duì) 液 壓 傳 動(dòng) 而 言 氣 動(dòng) 動(dòng) 作 迅 速 反 應(yīng) 快 一 般 只 需 0 02 0 3s 就 可 達(dá) 到 工 作 壓 力 和 速 度 液 壓 油 在 管 路 中 流 動(dòng) 速 度 一 般 為 1 5m s 而 氣 體 的 流 速 最 小 也 大 于 10m s 有 時(shí) 甚 至 達(dá) 到 音 速 排 氣 時(shí) 還 達(dá) 到 超 音 速 5 氣 體 壓 力 具 有 較 強(qiáng) 的 自 保 持 能 力 即 使 壓 縮 機(jī) 停 機(jī) 關(guān) 閉 氣 閥 但 裝 置 中 仍 然 可 以 維 持 一 個(gè) 穩(wěn) 定 的 壓 力 液 壓 系 統(tǒng) 要 保 持 壓 力 一 般 需 要 能 源 泵 繼 續(xù) 工 作 或 另 加 蓄 能 器 而 氣 體 通 過(guò) 自 身 的 膨 脹 性 來(lái) 維 持 承 載 缸 的 壓 力 不 變 6 氣 動(dòng) 元 件 可 靠 性 高 壽 命 長(zhǎng) 電 氣 元 件 可 運(yùn) 行 百 萬(wàn) 次 而 氣 動(dòng) 元 件 可 運(yùn) 行 2000 4000 萬(wàn) 次 7 工 作 環(huán) 境 適 應(yīng) 性 好 特 別 是 在 易 燃 易 爆 多 塵 埃 強(qiáng) 磁 輻 射 振 動(dòng) 等 惡 劣 環(huán) 境 中 比 液 壓 電 子 電 氣 傳 動(dòng) 和 控 制 優(yōu) 越 8 氣 動(dòng) 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 成 本 低 維 護(hù) 方 便 過(guò) 載 能 自 動(dòng) 保 護(hù) 2 氣 壓 傳 動(dòng) 的 缺 點(diǎn) 1 由 于 空 氣 的 可 壓 縮 性 較 大 氣 動(dòng) 裝 置 的 動(dòng) 作 穩(wěn) 定 性 較 差 外 載 變 化 時(shí) 對(duì) 工 作 速 度 的 影 響 較 大 2 由 于 工 作 壓 力 低 氣 動(dòng) 裝 置 的 輸 出 力 或 力 矩 受 到 限 制 在 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 相 同 的 情 況 下 氣 壓 傳 動(dòng) 裝 置 比 液 壓 傳 動(dòng) 裝 置 輸 出 的 力 要 小 得 多 氣 壓 傳 動(dòng) 裝 置 的 輸 出 力 不 宜 大 于 10 40kN 3 氣 動(dòng) 裝 置 中 的 信 號(hào) 傳 動(dòng) 速 度 比 光 電 控 制 速 度 慢 所 以 不 宜 用 于 信 號(hào) 傳 遞 速 度 要 求 十 分 高 的 復(fù) 雜 線 路 中 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 遙 控 也 比 較 20 困 難 但 對(duì) 一 般 的 機(jī) 械 設(shè) 備 氣 動(dòng) 信 號(hào) 的 傳 遞 速 度 是 能 滿(mǎn) 足 工 作 要 求 的 4 噪 聲 較 大 尤 其 是 在 超 音 速 排 氣 時(shí) 要 加 消 聲 器 表 5 1 壓 傳 動(dòng) 與 其 它 傳 動(dòng) 的 性 能 比 較 類(lèi) 型 操 作力 動(dòng) 作 快慢 環(huán) 境 要 求 構(gòu) 造 負(fù) 載 變 化影 響 操 作 距 離 無(wú) 級(jí) 調(diào) 速 工 作壽 命 維 護(hù) 價(jià) 格 氣 壓 傳 動(dòng) 中 等 較 快 適 應(yīng) 性 好 簡(jiǎn) 單 較 大 中 距 離 較 好 長(zhǎng) 一 般 便 宜 液 壓 傳 動(dòng) 最 大 較 慢 不 怕 振 動(dòng) 復(fù) 雜 有 一 些 短 距 離 良 好 一 般 要 求高 稍 貴 電 氣 中 等 快 要 求 高 稍 復(fù) 雜 幾 乎 沒(méi) 有 遠(yuǎn) 距 離 良 好 較 短 要 求 較 高 稍 貴電 傳 動(dòng) 電 子 最 小 最 快 要 求 特 高 最 復(fù) 雜 沒(méi) 有 遠(yuǎn) 距 離 良 好 短 要 求 更 高 最 貴 機(jī) 械 傳 動(dòng) 較 大 一 般 一 般 一 般 沒(méi) 有 短 距 離 較 困 難 一 般 簡(jiǎn) 單 一 般 5 2 氣動(dòng)系統(tǒng)元件的選擇 5 2 1 公交車(chē)氣源的特點(diǎn) 5 2 2 控制元件的選擇 電磁閥在選型時(shí)應(yīng)遵循的原則 適用性 管路中的流體必須和選用的電磁 閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致 包括溫度 粘度和工作壓差等因素 可靠性 電磁閥分為常閉和常開(kāi)兩種 一般選用常閉型 但在開(kāi)啟時(shí)間很長(zhǎng)而關(guān)閉時(shí)很 短時(shí)要選用常開(kāi)型 動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式 大口徑選用快 速系列 安全性 一般電磁閥不防水 在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型 電磁閥 的最高標(biāo)定公稱(chēng)壓力一定要超過(guò)管路內(nèi)的最高壓力 否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn) 生其它意外情況 有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型 強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑 料王 SLF 電磁閥 爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品 經(jīng)濟(jì)性 有很多電 磁閥可以通用 但在能滿(mǎn)足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品 本設(shè)計(jì)中選用二位二通電磁換向閥能滿(mǎn)足要求 因氣缸要求壓力 流量 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 0 5pMa 30 451Qms 查表 5 2 得 選換向閥的通徑為 3 表 5 2 21 5 2 3 確定管道直徑 本設(shè)計(jì)按各管徑和氣動(dòng)元件通徑相一致的原則 初定各段管徑 考慮到上 漿機(jī)構(gòu)氣缸和吹掃機(jī)構(gòu)氣缸不同時(shí)工作的特點(diǎn) 由 可導(dǎo)出24Qdv 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 3mm 213dm 5 2 4 驗(yàn)算壓力損失 由于車(chē)中存氣罐到玻璃窗的管道較長(zhǎng)故需驗(yàn)算壓力損失 1 沿程壓力損失 y o 段的沿程壓力損失 1 由式 2lvpdg 式中 沿程壓力損失l d 管內(nèi)徑 d 0 003m l 管長(zhǎng) l 0 4m v 管中流速 v QA 320 451 47ms 沿程阻力系數(shù) 由雷諾數(shù) 和管壁相對(duì)粗糙度 確定 eRd 根據(jù)溫度 查表得運(yùn)動(dòng)粘度02C521 70ms 253 476 31evdR 0 22 由雷諾數(shù) 和管壁相對(duì)粗糙度 查有關(guān)手冊(cè)得 0 0165eRd 溫度 壓力 0 5Mp 時(shí) 值為 02C 32730 5139 8170 5g Nm 2260 43 165 94 lp NmMpa o e 段的沿程壓力損失 2 1vQA 320 4 47s 2153 06 31071edR 10 4 由雷諾數(shù) 和管壁相對(duì)粗糙度 查有關(guān)手冊(cè)得 0 0165eRd 226113 470 650 1536 73 710 98lp NmMpa e x 段的沿程壓力損失 3 2vQA 32 4 470s 2253 76 3101edR 20 4 由雷諾數(shù) 和管壁相對(duì)粗糙度 查有關(guān)手冊(cè)得 0 0165eRd 23 22621 93 470 650 155018lp NmMpa 由 y x 的所有沿程損失 4 6123 4llllpMpa 2 局部壓力損失 流經(jīng)管路中的局部壓力損失 1 21rvpg yefijx 各局部阻力系數(shù) 入口局部阻力系數(shù) 0 5 y 三通管局部阻力系數(shù) 2 g g 流經(jīng)截止閥處局部阻力系數(shù) 3 1f f 彎頭局部阻力系數(shù) 0 29 eij eij 出口局部阻力系數(shù) 1x x 22 213 473 473 47 05 1 0 92 1 0 1598898p 23 6 60NmMpa 流經(jīng)元 輔件的壓力損失 2 流經(jīng)減壓閥的壓力損失較小可忽略不計(jì) 其余損失 2bdgpp 式中 流經(jīng)分水濾氣器的壓力損失b 流經(jīng)油霧器的壓力損失d 流經(jīng)換向閥的壓力損失gp 查表得 0 01Mpa 0 015 Mpa 0 025 Mpabp dpgp 0 05 Mpa2bg 24 總局部壓力損失 3 12pp 0 05 0 0503 Mpa30 6 3 總壓力損失 30 810 5 1lppMpa 考慮到排氣口消聲器等未計(jì)入的壓力損失 jpK 取 1 1pK 1 05 3p 則 1 05 62jp Mpa 從 的計(jì)算可知 壓力損失主要在氣動(dòng)元 輔件上 所以在不要求精 確計(jì)算的場(chǎng)合 可不細(xì)算 只要在安全系數(shù) 中取較大值就可以了 pK 執(zhí)行元件需工作壓力 p 0 5Mpa 壓力損失 供氣壓力0 562jpa 為 說(shuō)明供氣壓力滿(mǎn)足了執(zhí)行元件需要的工作壓0 70 57jMpapMa 力 顧以上選擇的通徑和管徑是可以的 25 5 3 氣動(dòng)原理圖 圖 5 1 氣動(dòng)原理圖 1 壓縮機(jī) 2 存氣罐 3 快速放氣閥 4 氣動(dòng)二位二通電磁閥 5 管路 6 接頭 7 安全錘 26 結(jié) 語(yǔ) 為期二個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了 在這一個(gè)月里我在同學(xué)和老師的幫 助下完成了玻璃破碎器的動(dòng)力設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為綜合性的設(shè)計(jì) 它不同于以 前教學(xué)中的實(shí)驗(yàn) 課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié) 以前的所做的一些設(shè)計(jì)主要是根據(jù)相 關(guān)的課本及老師所給資料去完成的 有一定的參照性 所以相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單 不能完全達(dá)到鍛煉自己動(dòng)手能力的目的 而畢業(yè)設(shè)計(jì)則是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合的訓(xùn)練及考核 是對(duì) 所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐技能相結(jié)合的全面的檢驗(yàn) 并 對(duì)我們?nèi)绾胃鶕?jù)要做的課題對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運(yùn)用的能力的考核 真正 做到了理論聯(lián)系實(shí)際 把以前所學(xué)的知識(shí)綜合貫通進(jìn)行實(shí)踐 并在實(shí)踐中不斷 學(xué)習(xí)和自我完善 從剛確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題以來(lái) 我首先是查找一些相關(guān)的書(shū)籍及資料 然后 分析設(shè)計(jì) 并根據(jù)實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案 從而達(dá)到優(yōu)化方案 在研究設(shè)計(jì)彈 簧動(dòng)力時(shí) 最難的是計(jì)算和畫(huà)圖了 但在老師和同學(xué)的幫助下 完成的設(shè)計(jì)達(dá) 到了預(yù)定的要求 同時(shí) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我們?cè)诟鱾€(gè)方面都有了很大的提 高 特別是在理論和實(shí)踐結(jié)合方面使我們受益匪淺 使大學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識(shí) 在根本上得到一次最完整的實(shí)踐和提高 也為我即將面臨的工作奠定了很好的 基礎(chǔ) 同時(shí) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中深深認(rèn)識(shí)到自己的各個(gè)方面的不足之處 本著提 高動(dòng)手能力以及檢測(cè)四年所學(xué)知識(shí)的目的 我嚴(yán)格要求自己 每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真 對(duì)待 定期向知道老師報(bào)告進(jìn)展情況和請(qǐng)教不懂的地方 得以完成任務(wù) 在以 后的工作中 我們必須進(jìn)一步深化在實(shí)踐中去豐富理論 完善知識(shí)結(jié)構(gòu) 由于 環(huán)境條件的影響 理論與實(shí)踐還是有一定的差距 這也要求我們?cè)趯?shí)踐中注意 檢驗(yàn)的積累 27 致 謝 四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào) 而于我的人生卻只是一個(gè) 逗號(hào) 我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始 四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng) 親友的大力支持下 走得辛苦卻也收獲滿(mǎn)囊 在 論文即將付梓之際 思緒萬(wàn)千 心情久久不能平靜 偉人 名人為我所崇拜 可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人 我的導(dǎo)師 我不是您 最出色的學(xué)生 而您卻是我最尊敬的老師 您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn) 學(xué)識(shí)淵博 思想深邃 視野雄闊 為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍 授人以魚(yú)不如授人以漁 置身其 間 耳濡目染 潛移默化 使我不僅接受了全新的思想觀念 樹(shù)立了宏偉的學(xué) 術(shù)目標(biāo) 領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式 從論文題目的選定到論文寫(xiě)作的指導(dǎo) 經(jīng)由您 悉心的點(diǎn)撥 再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟 常常讓我有 山重水復(fù)疑無(wú)路 柳暗花明又一村 感謝我的爸爸媽媽 焉得諼草 言樹(shù)之背 養(yǎng)育之恩 無(wú)以回報(bào) 你們永 遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿 在論文即將完成之際 我的心情無(wú)法平靜 從開(kāi) 始進(jìn)入課題到論文的順利完成 有多少可敬的師長(zhǎng) 同學(xué) 朋友給了我無(wú)言的 幫助 在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境 最后再一次感謝所有 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué) 以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考 的論著的作者 28 參考文獻(xiàn) 1 鞏云鵬 田萬(wàn)祿等主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 沈陽(yáng) 東北大學(xué)出版社 1989 2 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