毕业设计(论文)开题报告

1 文献综述

防锈技术是防止金属制品裸露面在加工、储存、运输过程中因受环境影响而锈蚀的技术。对保证金属制品表面质量和使用性能有着重大意义。工业发达国家每年腐蚀造成的损失，约占国民生产总值的2%-4%。美国年腐蚀损失约1700亿美元，我国年腐蚀损失至少达100多亿元。其原因是多方面的，除了对防锈材料的研究不够，整体水平不高，各介质之间不能互用，脱脂困难之外，一个主要的原因是防锈工艺装备差，自动化程度低，造成防锈油的涂覆严重不均匀。另外各行业防锈技术发展不平衡，许多生产大型板、带材的钢厂，防锈技术比较落后，仍沿用传统的涂油方式进行涂油，防锈效果差，污染环境。与不涂防锈油相比，钢板表面防锈油涂覆不均，会促使暴露点更严重的腐蚀，从而造成重大经济损失。综上所述，开发出高质量的防锈介质涂覆设备是提高防锈技术的关键。

1.1 国内外研究概况

20世纪70年代初英国学者Donald R.Henry提出静电涂油的概念，利用高压静电使油液加速并雾化，然后喷涂在钢板上，这样可以使涂油设备与钢板不直接接触，涂油后的油膜薄而且均匀，防锈效果好。利用这一技术，英国的Peabody公司和德国的DUMA公司开展了静电涂油机的研制工作并取得初步成果，研制了多台静电涂油机，在德国、英国的钢厂应用，并出口到世界各地，效果良好。美国UAS公司与日本TRINITY公司也于90年代初着手研制静电涂油机，先后造出多台静电涂油机用于本国钢铁企业并少量出口。从报道看，发达国家的各种金属板、带材连续生产线如酸洗线、平整线、重卷线、热镀锡线、电镀锌线、连续退火线、横切线、纵切线、冲裁冲压线等，都有应用静电涂油机的报道。

因为静电涂油机涂油质量好，经济效益显著，国内多家冷轧薄板厂为提高产品质量，急需使用静电涂油机。有些厂家从国外购进了几台静电涂油机，但设备价格太高，加上要用价格很高的进口油，会大大增加产品生产成本。因此，国内用户迫切希望有质量好、价格低的国产静电涂油机面世。

武汉科技大学冶金设备研究所静电涂油机课题组(以下简称武科大课题组)从89年开始静电应用方面的研究。武科大课题组经过无数次的实验，于93年成功研制出静电涂

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油机的核心部件— 涂油刀梁，掌握了静电喷涂的关键技术。通过随后的实验室研究，于19xx年成功试制出第一台具有自己特点的国产静电涂油机，安装在上海宝钢益昌薄板有限公司纵切线上，使用效果良好，得到厂家充分肯定，填补了国产静电涂油机的空白。从国内各大中型钢铁企业的生产应用状况来看，除少量几台进口涂油机外，所使用的静电涂油机全部由武汉科技大学研制生产。该校产品由于具有较高的质量价格比，倍受国内用户喜爱。

1.2 静电喷涂技术的发展趋势

静电喷涂技术已经有50多年的发展历史,现在随着该技术在各行各业的广泛应用, 已经开发出由计算机控制的能复杂运转的自动喷涂装置、机器人携带用的静电喷涂装置等。而且随着在静电喷涂中对静电雾化技术的不断探索, 利用静电雾化技术, 先后研究了静电喷墨技术、液体燃料的静电雾化技术、电推进技术、荷电水雾除尘技术、静电农药喷洒技术、电喷雾电离质谱技术、悬浮体溶液的静电调制技术、静电微粒化技术、荷电水雾消雷技术、水雾灭火技术等等。研究液体或粉末状固体的实验原理和雾化机理也就成为静电喷涂技术研究的重点,所以在研究静电喷涂技术的同时, 今后应将研究的重点集中在以下几个方面：

（1）研究合适的喷涂介质和喷涂器械。 针对不同的喷涂对象选择合适的固体或液体喷涂介质, 而针对不同的喷涂介质又要研究出不同的喷头或者是喷嘴形状, 其结构将影响喷嘴附近的电场强度和喷涂介质的荷电量,从而影响雾化效果和整个喷涂的质量, 所以良好的喷涂介质和喷涂器械是保证优越的喷涂技术的前提条件。

（2）继续完善静电喷涂中雾化机理的研究,这是整个静电喷涂技术的核心所在。通过建立合适的数学模型,分析静电场对喷涂粉末或液滴厚度、表面张力和黏附强度的影响,回归出数学公式,从理论上找出影响喷涂介质的静电雾化的主要因素。

（3）加强静电喷涂中实验原理和实验现象的研究,采取先进的实验手段和实验方法,对喷涂微粒的厚度、均匀性、沉积效率等主要雾化指标进行测量,为喷涂技术提供微测试技术,这样可更好地从实验中论证理论的正确性。

（4）不断完善静电喷涂技术的工艺流程,使得喷涂作业线简单、高效。同时确定最佳的喷涂效果参数,譬如电压、喷涂距离、喷涂介质的流量或压力等等,这样从宏观上对研究静电喷涂技术大有裨益。

1.3 静电涂油机的基本结构和工

作原理：

武科大课题组研制的静电涂油机借

鉴、吸收了国外多台静电涂油机的结构长

处，对涂油室内喷油梁、导板做了重大改进，

增加了喷油梁接油盘与外壳集油槽;

对供油

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系统管路也做了较大改进，增加了给喷油梁冲洗、给循环加热油箱补油的功能;在高压电路上增加了放电限制装置与油液加速雾化装置，生产出的涂油机具有低油耗、低故障、低价格、高质量等优点，受到厂家的充分肯定。

武科大课题组所研制的静电涂油机主要由涂油室、供油系统、高压直流电源、低压电控装置四部分构成。涂油室内装有喷油梁及其支吊小车、导板等部件，供油系统包括供油泵站、循环加热泵站、回收油箱等部件，高压直流电源由高压控制柜与变压器组成，低压电控装置由低压控制柜与操作台组成。

其工作原理如图1所示。供油系统依据控制系统所给信号将源源不断的防锈油定量地供给涂油室内的涂油刀梁涂油刀梁与高压发生器的负极相接，行进中的带钢(或钢板、钢辊等)接正极。涂油刀梁的刃口沿梁身开有很长的缝隙供防锈油流出。当高压发生器无高压翰出时，供油系统供给涂油刀梁的油液会从刀梁的狭缝中滴落(上刀梁)。随着高压发生器输出的直流电压的增高，涂油刀梁和带钢之间将建立由弱变强的直流高压静电场，油液将从滴落变为喷射。一旦高压达到某一电压值，涂油刀梁的刃口部位将产生尖端放电，涂油刀梁中的油液受高压静电场的作用和尖端放电的影响，会从刃口间隙喷出并迅速雾化，吸附于钢材表面而形成匀薄的油膜，以使钢材达到防锈的目的。

1.4 涂油刀梁对油液雾化的影响

当高压电源输出电压一定时，涂油刀梁与钢带(板)之间的距离越大，油液雾化能力越低，从涂油刀梁刃口喷出的油线越稀疏，吸附于钢带(板)上的油粒直径越大，油粒之间的距离越远但均匀性越好。此时，若想获得较好的雾化效果，应相应的提高电压值，但太高的电压不利于高压系统的稳定和整个涂油机的安全使用;涂油刀梁与钢带(板)之间的距离越小，油液雾化能力越高，从涂油刀梁刃口喷出的油线越密集，吸附于钢带(板)上的油粒直径越小。但是太近的距离具有以下弊端:(1)易造成高压闪烁和不稳定;(2)从涂油刀梁刃口喷出的油液没有足够的时间和空间电离、碰撞、扩散就吸附于钢带(板)上，会在钢带(板)上形成条状油粒，不可能获得好的雾化效果。因此，涂油刀梁与钢带(板)之间的距离应根据试验确定一较佳值。

(1) 参考文献：

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组合机床与自动化加工技术

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2 课题主要研究内容

对静电涂油机的涂油室进行总体的设计，同时对相应的零部件进行设计，对核心部件刀梁进行设计。对刀梁的移出机构进行设计，移出机构增加了对刀梁进行检修的方便性；刀梁采用悬挂的方式，因此要对刀梁两端的挂板进行强度计算，以选择合适的设计尺度。因为涂油室内部的工作电压高达30—70kv，因此从安全角度考虑，要在涂油室内增加绝缘护板。在整体的设计中，还要考虑内部电缆的线路以及油路的设计等。

刀梁是涂油机的核心部件，也是涂油室设计的重点。在对刀梁进行设计时，要考虑供油口的位置。其可设计的位置有两种，一种可以开口在刀梁的一端，另一种则开在中间。从涂油均匀，检修方便，以及节约材料等方面考虑，并对各个设计方案进行比较，以选出最佳方案。涂油刀梁的刀口缝隙一般为0.1-0.2mm，在供油开口位置不同时，结合流体力学和静电力学的知识，进行比较计算，确定最佳方案，以达到涂油均匀的效果。

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在上刀梁的设计中，增加了隔油板，在不工作的时候，隔油板可以防止油液滴落到钢板上。下刀梁的设计中，要采用斜喷技术，如此可以防止运行中的钢板上的脏物，落到涂油刀口或者刀侧，引起静电场的不均匀，导致油雾开叉，导致钢板的下表面漏涂；下刀梁的斜喷，可以更好的保护刀口，增加使用寿命。

考虑到工作环境温度的变化，在涂油室中增加加热油路。因为在温度不同时，油的粘度会有变化。因此在工作环境温度偏低的时候，由于油的粘度增大，油的流动性变差，导致涂油不均匀，因此在刀梁中增加了加热油路，在需要时对刀梁进行加热。

主要的设计参数为：（1）涂油宽度为：1700mm，（2）涂油量为：0.3-2g/m2（3）机组速度为：30—320m/min。

3 研究方法

通过翻阅资料、小组讨论、现场观察、向指导老师请教等方法，确定出静电涂油机涂油室的合理、有效的整体设计以及相应的零部件的最优设计方案，完成对核心部件的设计。

4 预期成果

设计出一种较为完善的静电涂油机涂油室，完成毕业设计说明书、毕业设计手册各1份，绘制相关图纸，折合A1图纸6张（其中手工绘A21张）。

5 课题进度计划

2007-4-1——2007-4-20 查阅文献，完成开题报告

2007-4-21——2007-4-30完成设计方案及相关文字说明

2007-5-1——2007-5-15 设计计算、校核，绘出重要零部件的结构草图

2007-5-16——2007-5-25 施工图绘制(折合6张A1图纸，其中A2手绘一张)

2007-5-26——2007-6-10 设计说明书编写

2007-6-11——2007-6-20 准备答辩

指导教师意见：

指导教师签字＿＿＿＿＿＿＿＿

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年 月 日

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第二篇：“支架”零件毕业设计开题报告

开 题 报 告