摘 要:大型螺旋桨工装设计是针对大型螺旋桨加工过程中需要翻转而设计的翻转机构。是集机械设计、液压设计和电气设计为一体的综合设计。

本文是针对企业在加工过程中为了解决大型螺旋桨翻转问题而提出的课题。传统做法是用钢索吊起螺旋桨，然后进行空中翻转，问题是钢索使用寿命仅此一次，还有就是翻转周期长，空中作业不稳定，也不安全，另外自动化程度低。故而企业为了改变现状，解决问题，提出设计新的自动化程度高效益好的翻转机构。

机械结构部分，设计过程中，首先了解企业加工螺旋桨的规格参数和设计要求，然后查找相关资料，提出合理的方案（机械结构部分），这里，机械结构将被这样描述：翻砖头置于左右两部小车上，中间有一根打有螺钉孔的光轴，左边小车接收水平（桨轴线垂直）螺旋桨，然后通过旋转头旋转至水平，然后右边小车跟进加紧光轴，左边旋转头内的加紧机构松开，光轴传递到右边旋转头，左边小车退出一定距离后，右边旋转头旋转，实现了桨的翻转。当然，对于大型翻转机构，重要的是要进行应力分析。

液压部分，根据整个翻转过程中的8个过程（螺旋桨落下，第一次翻转，跟进，加紧，松开，退出，第二次翻转，吊起螺旋桨），合理设计液压原理图，根据负载，确定液压缸的参数，进而选择合适的液压元器件，选择合适的液压泵、带动电机等，最后对液压缸等进行强度校核。可能的话进行理论和实际调试。

电气控制系统设计，采用可编程控制器PLC作为整台机器的控制器，并对PLC的工作过程进行了介绍，对PLC及相关元件进行了选型，同时绘制了PLC控制系统的输入、输出接线图，即电气原理图，实现了整机的自动化。

关键词：螺旋桨；翻转机构；液压电气；有限元分析；模拟仿真

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

第1章 绪 论-1

1.1 概况和发展趋势-1

1.1.1 螺旋桨的起源-1

1.1.2 船用螺旋桨在国内外的发展-1

1.2 课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求-2

1.2.1 课题的科学意义和研究范围：（机电液一体化的结合）-2

1.2.2 目的与技术要求：-3

1.3 本课题解决的问题：-3

第2章 总体方案的确定-5

2.1 设计依据-5

2.2 确定机械结构的设计方案-5

2.3 确定液压系统的设计方案-5

2.4 确定电气控制系统的设计方案-5

第3章 机械结构设计-7

3.1 概述-7

3.2 国内外翻转螺旋桨的方式比较-7

3.2 机械结构的设计和校核-7

3.2.1 轴的设计与校核-7

3.2.2 加紧块的设计与校核-9

3.2.3 旋转头的设计与校核-10

3.2.4 拉杆头的设计与校核-12

3.2.5 机架的设计与校核-13

3.2.6 滚轮部装的设计与校核-14

第4章 液压系统的设计及其校核-17

4.1 液压系统的组成-17

4.2 液压系统的设计-17

4.2.1 油路循环方式确定-17

4.2.1调速方案的分析与选择-18

4.2.2 液压系统原理图-18

4.3 加紧液压缸设计与校核-19

4.4 拉力液压缸的设计与校核-22

4.5 液压马达的选型-24

4.6 液压站油泵与电机的选型-25

4.7 液压阀的选择-26

4.8 液压辅助元件的设计与选择：-28

4.9集成块设计：-29

4.10 液压系统元件清单-30

第5章 控制系统的设计-31

5.1 PLC的特点-31

5.2 PLC与微型计算机-31

5.3 PLC的高可靠性-31

5.4 PLC安装-32

5.5 PLC维护-33

5.6 电气原理的设计-33

5.6.1 电气控制电路-33

5.6.2 电磁换向阀控制端-34

5.6.3 PLC的I/O接线图-34

第6章 UG的有限元分析-35

6.1 有限元简介-35

6.2 UG有限元分析过程-35

第7章UG运动仿真-39

7.1 UG运动仿真简介-39

7.2 运动仿真截面-39

7.3 运动过程部分帧数：-42

第8章 结论与展望-43

8.1 结论-43

8.2 不足之处及未来展望-43

参考文献-44

致谢-45