機(jī)械工程研究生論文

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升,我國(guó)的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度也十分客觀,在機(jī)械工程行業(yè)內(nèi)容發(fā)展成果也十分明顯。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的機(jī)械工程研究生論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　機(jī)械工程研究生論文篇1

　　談水力機(jī)械抗汽蝕表面防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

　　0 引言

　　水力機(jī)械設(shè)備是構(gòu)成水電站的主要裝置，可以將水力能源轉(zhuǎn)化為電力能源。水力機(jī)械能否良好地運(yùn)行不僅直接與水電站的運(yùn)行狀況相聯(lián)系，還關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性和運(yùn)營(yíng)效益。相關(guān)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)目前運(yùn)營(yíng)中的水電站，半數(shù)以上都存在水力機(jī)械的過流部件尤其是轉(zhuǎn)輪的磨損和汽蝕的問題。汽蝕破壞縮短了檢修周期，使檢修工作量增加了，既對(duì)電力生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響又造成了大量的人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。因此，提高水力機(jī)械的運(yùn)行可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，是當(dāng)前亟待解決的問題。

　　1 材料的汽蝕機(jī)理

　　水力機(jī)械的金屬材料出現(xiàn)磨損和汽蝕現(xiàn)象時(shí)，其損傷程度因其材料性能和運(yùn)行環(huán)境而異。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明，涂層材料和整體材料在抗汽蝕機(jī)理方面存在著較大的差異性;不同整體材料也有不同的抗汽蝕機(jī)理。對(duì)于金屬材料來說，其金屬屈服極限加大，汽蝕凹坑的平均深度會(huì)變淺。屈服極限高的金屬材料，沖擊脈沖能量主要消耗于彈性變形;屈服極限低的金屬材料，沖擊脈沖能量主要消耗于塑性變形。隨著金屬屈服強(qiáng)度的變化，汽蝕凹坑數(shù)也呈現(xiàn)出同樣的變化趨勢(shì)。

　　對(duì)相關(guān)研究成果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：整體材料的汽蝕過程可以在大體上分成四個(gè)步驟，即孕育、升高、穩(wěn)定及衰退階段。對(duì)于熱噴涂層來說，其涂層結(jié)構(gòu)多孔、呈層狀、粒子會(huì)發(fā)生氧化作用。氧化物和孔隙對(duì)于裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展會(huì)起到促進(jìn)作用，如果熱噴涂層的層次與層次之間沒有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，裂紋就會(huì)一層一層逐步擴(kuò)展直至脫落，最終導(dǎo)致材料報(bào)廢，造成一部分經(jīng)濟(jì)損失。

　　2 表面涂層防護(hù)技術(shù)在水力機(jī)械中的應(yīng)用

　　2.1 高速火焰噴涂防護(hù)技術(shù)

　　高速火焰噴涂可以制成高質(zhì)量的涂層，采用這種工藝方法對(duì)水力機(jī)械進(jìn)行抗汽蝕表面防護(hù)是近幾年發(fā)展起來的。高速火焰噴涂而成的涂層具有接近鑄態(tài)組織、材料氧化少、孔隙率低、基體結(jié)合強(qiáng)度比較高的優(yōu)點(diǎn)。高速火焰噴涂工藝能夠使機(jī)械設(shè)備的熱變形控制在較小的范圍內(nèi)，汽蝕率也比較低，也不會(huì)影響到基體材料的結(jié)構(gòu)組織。建材市場(chǎng)中有一種金屬陶瓷應(yīng)用十分廣泛，其涂層主要由高速火焰噴涂制作而成。目前這種涂層也廣泛應(yīng)用在水力機(jī)械的抗汽蝕防護(hù)中，對(duì)水力機(jī)械起到了非常好的保護(hù)作用。

　　2.2 電鍍涂層防護(hù)技術(shù)

　　稀土鉻合金是電鍍涂層的主要應(yīng)用成分。電鍍涂層在應(yīng)用到水電站的水力機(jī)械中后，使其工作壽命比之前延長(zhǎng)了2倍。電鍍涂層在常溫下即可加工，涂層表面光滑，硬度達(dá)到了HV1000，不存在變形的問題。所以，電鍍涂層擁有良好的抗磨蝕性和抗汽蝕性?？蛊g電鍍涂層也有一定的缺點(diǎn)，就是鍍層比較薄，即使經(jīng)過14-16個(gè)小時(shí)的電鍍，其厚度仍舊在0.025-0.035厘米左右。電鍍涂層在泥沙含量和水流量比較大的地方的使用性能仍舊不理想。

　　2.3 熱處理和滲氮和滲鋁

　　相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，將水力機(jī)械進(jìn)行熱處理，即低溫淬火和低溫回火之后，可以提高其抗磨損能力。另外，水力機(jī)械進(jìn)行滲氮和滲鋁處理之后，其部件的抗汽蝕性可以翻倍提高。但是其缺點(diǎn)是必須要整體進(jìn)行滲氮和滲鋁處理，不適合現(xiàn)場(chǎng)加工，受到了加工設(shè)備和空間的限制，只能在制造廠的車間內(nèi)進(jìn)行處理。

　　2.4 涂刷高分子材料

　　現(xiàn)在的水力機(jī)械部件防護(hù)涂層中應(yīng)用比較廣泛的高分子材料主要有陶瓷、橡膠、環(huán)氧樹脂、復(fù)合尼龍、聚氨脂等。高分子材料在涂層中的使用比較有利的一面是：其韌性比較好，本身就具備著很好的抗汽蝕性;施工過程比較簡(jiǎn)單，對(duì)技術(shù)的要求比較低;需要的溫度較低，不會(huì)引發(fā)熱變形，從而避免發(fā)生雙金屬腐蝕。不利的一面是：基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度比較低，高分子材料涂層比較容易脫落，從而影響其使用效果。高分子材料涂層比較容易脫落，所以在其吊運(yùn)、拆裝的過程中都要采取相應(yīng)的措施防止退層的脫落，給現(xiàn)場(chǎng)工作增加了難度。

　　2.5 噴熔

　　我國(guó)早在1985年左右就開始使用噴熔技術(shù)來提高水力機(jī)械的抗汽蝕功能了。噴熔所采用的材料主要是司太立合金和Ni基合金等合金粉末，也有少數(shù)的材料是金屬陶瓷。

　　噴熔合金粉末擁有的優(yōu)勢(shì)在于：投資少、設(shè)備比較簡(jiǎn)單、效率比較高，適合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)施工;如果噴熔的質(zhì)量比較好，那么基體與噴熔涂層的結(jié)合程度就會(huì)比較好，涂層表面也比較均勻，光滑平整，硬度也較高。

　　噴熔合金粉末擁有的劣勢(shì)在于：質(zhì)量和熱變形不穩(wěn)定。 噴熔的過程分為噴粉和重熔，在進(jìn)行高溫重熔之后，水力機(jī)械會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的熱變形。

　　為了避免產(chǎn)生熱變形，一般會(huì)采用分塊噴熔的方法，結(jié)果導(dǎo)致了塊與塊之間結(jié)合的程度較差，在機(jī)械的運(yùn)行過程中這些部位容易形成裂紋并成為汽蝕源，汽蝕極易向基體進(jìn)行擴(kuò)展，從而造成嚴(yán)重?fù)p失。金屬陶瓷主要由粘結(jié)金屬相和金屬碳化物構(gòu)成，金屬陶瓷擁有陶瓷與金屬的雙重特點(diǎn)，耐高溫，彈性和硬度都比較大，抗磨損性和抗汽蝕性的效果都比較好。但是，金屬陶瓷涂層也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，其脆性大，韌性也比較差，價(jià)格比較貴，表面打磨也比較困難。而且在人工實(shí)施氧乙炔噴熔方式制作的金屬陶瓷涂層，其致密性與連續(xù)性比較低，涂層中的產(chǎn)生的孔隙比較容易導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，而且其質(zhì)量和熱變形也很難控制。

　　2.6 堆焊

　　在我國(guó)，比較常用的水力機(jī)械抗汽蝕表面防護(hù)技術(shù)是堆焊法。其主要優(yōu)勢(shì)是現(xiàn)場(chǎng)施工比較方便、技術(shù)成熟、設(shè)備較為簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：其焊層比較厚、不均勻，且沖淡率較大，加工余量也比較大;要求水力機(jī)械的基體材料必須要有比較高的可焊性;工期比較長(zhǎng)，費(fèi)用較高，打磨與焊接的強(qiáng)度、難度比較大;易使轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生熱變形，對(duì)轉(zhuǎn)輪原有尺寸、外形造成影響;補(bǔ)焊部位的金屬晶體比較容易變粗，并形成雙金屬效應(yīng)處理區(qū)，產(chǎn)生汽蝕。

　　3 納米材料涂層的發(fā)展前景

　　通過分析產(chǎn)生磨損及汽蝕的原因，我們可以知道，水力機(jī)械的抗汽蝕表面防護(hù)技術(shù)的要求是：第一，表面涂層應(yīng)該具備一定的耐腐蝕性;第二，表面涂層應(yīng)該具備一定的顯微硬度;第三，表面涂層應(yīng)該具備一定的韌性;第四，表面涂層應(yīng)該具備一定的強(qiáng)度，只有滿足這幾點(diǎn)要求，水力機(jī)械才能夠具備良好的抗汽蝕效果。但是，目前的單一金屬材料很難做到同時(shí)滿足這幾項(xiàng)要求。

　　納米材料是介于宏觀與微觀中間的介觀材料，所以有著其獨(dú)特的性能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)納米材料獨(dú)特的性能有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，有很多國(guó)家的研究人員都把研究重點(diǎn)放在了納米材料和納米材料的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用上。其中，有些學(xué)者的研究結(jié)果表明，納米材料能夠同時(shí)提高金屬材料的韌性與硬度，這一特性滿足了抗汽蝕材料的要求。

　　4 結(jié)語

　　水力機(jī)械的抗汽蝕表面防護(hù)技術(shù)有很多，在這些技術(shù)的實(shí)際操作應(yīng)用中都有其優(yōu)勢(shì)也有其劣勢(shì)。如何高效利用其優(yōu)點(diǎn)，減少其缺點(diǎn)帶來的影響，是當(dāng)前有關(guān)人員需要解決的問題。就目前來說，高速火焰噴涂納米材料涂層的抗汽蝕效果比較優(yōu)良，應(yīng)該得到進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。

　　機(jī)械工程研究生論文篇2

　　試談機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

　　眾所周知，在科技的逐步發(fā)展與前進(jìn)下，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)逐漸走入人們的視線。并且因?yàn)樗兄咝Э旖?、容錯(cuò)率高、功能多樣，較為可靠的優(yōu)點(diǎn)所以受到廣泛關(guān)注。在機(jī)械制造中，運(yùn)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以提高技術(shù)水平，提高制造質(zhì)量，節(jié)約人力物力資源，節(jié)省成本。同時(shí)也可以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使得國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定攀升。我們相信，機(jī)械自動(dòng)化將有著良好的發(fā)展前景。下面本文將對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)行一定的分析，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步向大家介紹機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景。

　　1 發(fā)展歷史

　　1.1 機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

　　機(jī)械自動(dòng)化――顧名思義是指機(jī)器設(shè)施在沒有人為命令的情況下按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或機(jī)械已經(jīng)設(shè)定過的程序執(zhí)行命令。其優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械設(shè)備可以不用通過人力生產(chǎn)接連不斷地執(zhí)行指令，高效快速地生產(chǎn)被加工的機(jī)器、零件、裝備，降低了投資成本，提高了工作效率。從大體上來說，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定提升，促進(jìn)社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高人民生活水平，同時(shí)解放了勞動(dòng)力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度?？梢灶A(yù)見，自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為機(jī)械工業(yè)方面的未來研究方向，將成為機(jī)械領(lǐng)域的中流砥柱。

　　1.2 機(jī)械及自動(dòng)化的研究歷史

　　機(jī)械的發(fā)展歷史最早可以追溯到石器時(shí)代，那時(shí)人類使用石器皮具以及木頭制作的簡(jiǎn)單工具。期間經(jīng)過不斷地發(fā)展，使用的工具從石頭、木材、皮革等純天然材料演變?yōu)槿嗽觳牧?，使用的?dòng)力資源也由原先的人力資源發(fā)展為水力、電力、風(fēng)力等等。而后，蒸汽機(jī)的發(fā)明促使機(jī)械取得較大的進(jìn)步。制作機(jī)械的材料也變?yōu)橛捕雀吣途枚雀叩慕饘俨牧?。此時(shí)，機(jī)械制造工業(yè)成為工業(yè)領(lǐng)域的一大重頭發(fā)展業(yè)。而機(jī)械工程也從原先松散的、憑借技師個(gè)人水平的技術(shù)逐步發(fā)展成為有完整體系、有理論依據(jù)的工業(yè)科目。也因?yàn)闄C(jī)械工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，促使工業(yè)革命的發(fā)展。在工業(yè)革命之前，機(jī)械制造業(yè)大多是以手工木制材料為支架構(gòu)建的原材料，以金屬銅器鐵器等為制造設(shè)備器械的小型工件。

　　其中以金屬為材料的小型工件的加工大多依賴于工匠的技術(shù)，當(dāng)工匠技術(shù)不夠優(yōu)秀時(shí)，零件所需的精度也就無法保證。在工業(yè)革命之后，蒸汽機(jī)的發(fā)明使得大型機(jī)器廣泛運(yùn)用于機(jī)器生產(chǎn)中，比如金屬冶煉、輪船、蒸汽火車的建造等等。這時(shí)需要金屬零件的設(shè)備就出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。因此，機(jī)械加工技術(shù)走進(jìn)人們視線，滿足了人們對(duì)加工金屬零件數(shù)量大、精度高的需求。這也使得大批量生產(chǎn)技術(shù)――流水線加工技術(shù)取得了一定的進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)因此迅速提高。而后，電力動(dòng)力機(jī)以其輕便高效的優(yōu)勢(shì)取代了蒸汽機(jī)，成為大型機(jī)械的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備。而后，又出現(xiàn)了水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)，大大促進(jìn)了機(jī)械水平的進(jìn)步。

　　我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展時(shí)間較晚，起點(diǎn)較低，技術(shù)水平尚不夠成熟較之世界發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的距離，并且在我國(guó)的發(fā)展效果不夠好。對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)我國(guó)該技術(shù)的提升與進(jìn)步有所幫助。

　　2 國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的情況

　　在改革開放之后，我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平取得了一個(gè)質(zhì)的飛越。其中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也取得了很大的提高。在產(chǎn)品設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)制造、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備、研發(fā)新型技術(shù)上我國(guó)都取得了很大的成績(jī)。當(dāng)然，我國(guó)機(jī)械發(fā)展起點(diǎn)低、發(fā)展歷史較晚的問題使得我們的技術(shù)中還是存在一定的不足之處。我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低，大多以低端密集手工勞動(dòng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)科技含量偏低，污染較為嚴(yán)重，高耗能低成本，產(chǎn)品質(zhì)量低。而先進(jìn)的科研產(chǎn)業(yè)偏少，這種產(chǎn)業(yè)技術(shù)高，環(huán)保設(shè)施先進(jìn)，資源消耗量較少。我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈不夠完善，導(dǎo)致機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展不夠平衡，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量偏低。而且我國(guó)雖然提倡機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，但目前來說，手工制作的情況還是占大多數(shù)，使得產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。我國(guó)缺少自主研發(fā)的技術(shù)，無法學(xué)習(xí)到核心技術(shù)，只能做到生產(chǎn)別人國(guó)家的產(chǎn)品，卻沒有技術(shù)自主生產(chǎn)的水平。所以，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展研究還有很多需要學(xué)習(xí)進(jìn)步的地方。要多學(xué)習(xí)其他國(guó)家領(lǐng)先的核心技術(shù)，取其精華，舉一反三，運(yùn)用到我們自己國(guó)家的科研事業(yè)中。不但要學(xué)習(xí)企業(yè)技術(shù)，還要學(xué)習(xí)企業(yè)管理的模式。

　　3 如何提高我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化水平

　　3.1 提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次

　　我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低，并且大多以低端密集手工勞動(dòng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量偏低，污染較為嚴(yán)重，高耗能低成本，產(chǎn)品質(zhì)量低，技術(shù)不夠硬。高端先進(jìn)科研產(chǎn)業(yè)則較少，這種產(chǎn)業(yè)技術(shù)高，環(huán)保設(shè)施先進(jìn)，資源消耗量較少。為了提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次，我們需要減少低端手工勞動(dòng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)量，對(duì)于該種產(chǎn)業(yè)污染較嚴(yán)重的情況勒令整改;扶持高端現(xiàn)金科研產(chǎn)業(yè)，加大科研力度。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)長(zhǎng)期努力的過程，不可能僅靠一朝一夕就能成功。需要國(guó)家和企業(yè)共同努力，攜手提高我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展。

　　3.2 將綠色高效放在首位

　　我國(guó)是資源大國(guó)，但是事實(shí)上人均資源卻是十分匱乏。為了解決資源短缺的問題，就需要節(jié)約資源、綠色環(huán)保。在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展中需要以低碳環(huán)保為先，不能因?yàn)榻o人類帶來便易就忽略了可持續(xù)發(fā)展。要以低資源消耗獲得最大的生產(chǎn)效率收益，以成本低、收益大、見效快的方法研發(fā)技術(shù)。

　　3.3 將大型自動(dòng)化產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為小型

　　現(xiàn)如今自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的范圍較為廣泛，大多運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)、建筑行業(yè)中。但是如果要想取得更一步的發(fā)展就需要轉(zhuǎn)化為小型自動(dòng)化產(chǎn)品，才能在軍事、航天技術(shù)等方面應(yīng)用。但是這些領(lǐng)域需要對(duì)產(chǎn)品的大小有著一定的限制，所以未來我們需要克服一些技術(shù)上的問題，縮小產(chǎn)品體積，滿足產(chǎn)品需要。

　　4 結(jié)語

　　目前，機(jī)械自動(dòng)化在我國(guó)發(fā)展空間較大，且擁有一定的國(guó)家資金支持，可以說發(fā)展前景一片光明。盡管我國(guó)在技術(shù)、企業(yè)管理、產(chǎn)業(yè)結(jié)果鏈等方面還有著一定的不足。但是經(jīng)過，國(guó)家和企業(yè)以及科研人員的共同努力，我們可以預(yù)見我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)一定會(huì)更上一層樓。