機械工程研究生論文

　　隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升,我國的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度也十分客觀,在機械工程行業(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械工程研究生論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　機械工程研究生論文篇1

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

　　0 引言

　　水力機械設(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。水力機械能否良好地運行不僅直接與水電站的運行狀況相聯(lián)系，還關(guān)系到整個電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的穩(wěn)定性和運營效益。相關(guān)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)目前運營中的水電站，半數(shù)以上都存在水力機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，既對電力生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴重的影響又造成了大量的人力、物力、財力的浪費。因此，提高水力機械的運行可靠性，延長其使用壽命，是當(dāng)前亟待解決的問題。

　　1 材料的汽蝕機理

　　水力機械的金屬材料出現(xiàn)磨損和汽蝕現(xiàn)象時，其損傷程度因其材料性能和運行環(huán)境而異。根據(jù)有關(guān)實驗研究表明，涂層材料和整體材料在抗汽蝕機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理。對于金屬材料來說，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。隨著金屬屈服強度的變化，汽蝕凹坑數(shù)也呈現(xiàn)出同樣的變化趨勢。

　　對相關(guān)研究成果進行分析，發(fā)現(xiàn)：整體材料的汽蝕過程可以在大體上分成四個步驟，即孕育、升高、穩(wěn)定及衰退階段。對于熱噴涂層來說，其涂層結(jié)構(gòu)多孔、呈層狀、粒子會發(fā)生氧化作用。氧化物和孔隙對于裂紋的產(chǎn)生和擴展會起到促進作用，如果熱噴涂層的層次與層次之間沒有足夠的結(jié)合強度，裂紋就會一層一層逐步擴展直至脫落，最終導(dǎo)致材料報廢，造成一部分經(jīng)濟損失。

　　2 表面涂層防護技術(shù)在水力機械中的應(yīng)用

　　2.1 高速火焰噴涂防護技術(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水力機械進行抗汽蝕表面防護是近幾年發(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)合強度比較高的優(yōu)點。高速火焰噴涂工藝能夠使機械設(shè)備的熱變形控制在較小的范圍內(nèi)，汽蝕率也比較低，也不會影響到基體材料的結(jié)構(gòu)組織。建材市場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)用在水力機械的抗汽蝕防護中，對水力機械起到了非常好的保護作用。

　　2.2 電鍍涂層防護技術(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械中后，使其工作壽命比之前延長了2倍。電鍍涂層在常溫下即可加工，涂層表面光滑，硬度達到了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，就是鍍層比較薄，即使經(jīng)過14-16個小時的電鍍，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)，將水力機械進行熱處理，即低溫淬火和低溫回火之后，可以提高其抗磨損能力。另外，水力機械進行滲氮和滲鋁處理之后，其部件的抗汽蝕性可以翻倍提高。但是其缺點是必須要整體進行滲氮和滲鋁處理，不適合現(xiàn)場加工，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)進行處理。

　　2.4 涂刷高分子材料

　　現(xiàn)在的水力機械部件防護涂層中應(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;施工過程比較簡單，對技術(shù)的要求比較低;需要的溫度較低，不會引發(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、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)場工作增加了難度。

　　2.5 噴熔

　　我國早在1985年左右就開始使用噴熔技術(shù)來提高水力機械的抗汽蝕功能了。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)勢在于：投資少、設(shè)備比較簡單、效率比較高，適合現(xiàn)場進行修復(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，在進行高溫重熔之后，水力機械會產(chǎn)生比較嚴重的熱變形。

　　為了避免產(chǎn)生熱變形，一般會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，在機械的運行過程中這些部位容易形成裂紋并成為汽蝕源，汽蝕極易向基體進行擴展，從而造成嚴重損失。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，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，其脆性大，韌性也比較差，價格比較貴，表面打磨也比較困難。而且在人工實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，比較常用的水力機械抗汽蝕表面防護技術(shù)是堆焊法。其主要優(yōu)勢是現(xiàn)場施工比較方便、技術(shù)成熟、設(shè)備較為簡單。缺點：其焊層比較厚、不均勻，且沖淡率較大，加工余量也比較大;要求水力機械的基體材料必須要有比較高的可焊性;工期比較長，費用較高，打磨與焊接的強度、難度比較大;易使轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生熱變形，對轉(zhuǎn)輪原有尺寸、外形造成影響;補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，水力機械的抗汽蝕表面防護技術(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)該具備一定的強度，只有滿足這幾點要求，水力機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滿足這幾項要求。

　　納米材料是介于宏觀與微觀中間的介觀材料，所以有著其獨特的性能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對納米材料獨特的性能有了更進一步的認識，有很多國家的研究人員都把研究重點放在了納米材料和納米材料的實際生產(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

　　水力機械的抗汽蝕表面防護技術(shù)有很多，在這些技術(shù)的實際操作應(yīng)用中都有其優(yōu)勢也有其劣勢。如何高效利用其優(yōu)點，減少其缺點帶來的影響，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)該得到進一步的研究與應(yīng)用。

　　機械工程研究生論文篇2

　　試談機械自動化技術(shù)的應(yīng)用

　　眾所周知，在科技的逐步發(fā)展與前進下，機械自動化技術(shù)逐漸走入人們的視線。并且因為它有著高效快捷、容錯率高、功能多樣，較為可靠的優(yōu)點所以受到廣泛關(guān)注。在機械制造中，運用機械自動化技術(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。同時也可以促進社會經(jīng)濟發(fā)展，使得國民經(jīng)濟穩(wěn)定攀升。我們相信，機械自動化將有著良好的發(fā)展前景。下面本文將對機械自動化技術(shù)的應(yīng)用研究進行一定的分析，同時也會進一步向大家介紹機械自動化技術(shù)的發(fā)展前景。

　　1 發(fā)展歷史

　　1.1 機械自動化的優(yōu)勢

　　機械自動化――顧名思義是指機器設(shè)施在沒有人為命令的情況下按照計算機系統(tǒng)或機械已經(jīng)設(shè)定過的程序執(zhí)行命令。其優(yōu)點在于機械設(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，實現(xiàn)機械自動化促進我國經(jīng)濟的健康穩(wěn)定提升，促進社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高人民生活水平，同時解放了勞動力，降低勞動強度?？梢灶A(yù)見，自動化技術(shù)將會成為機械工業(yè)方面的未來研究方向，將成為機械領(lǐng)域的中流砥柱。

　　1.2 機械及自動化的研究歷史

　　機械的發(fā)展歷史最早可以追溯到石器時代，那時人類使用石器皮具以及木頭制作的簡單工具。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?，使用的動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，蒸汽機的發(fā)明促使機械取得較大的進步。制作機械的材料也變?yōu)橛捕雀吣途枚雀叩慕饘俨牧稀４藭r，機械制造工業(yè)成為工業(yè)領(lǐng)域的一大重頭發(fā)展業(yè)。而機械工程也從原先松散的、憑借技師個人水平的技術(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。也因為機械工程技術(shù)的不斷進步，促使工業(yè)革命的發(fā)展。在工業(yè)革命之前，機械制造業(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，零件所需的精度也就無法保證。在工業(yè)革命之后，蒸汽機的發(fā)明使得大型機器廣泛運用于機器生產(chǎn)中，比如金屬冶煉、輪船、蒸汽火車的建造等等。這時需要金屬零件的設(shè)備就出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。因此，機械加工技術(shù)走進人們視線，滿足了人們對加工金屬零件數(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)取得了一定的進步，機械加工技術(shù)因此迅速提高。而后，電力動力機以其輕便高效的優(yōu)勢取代了蒸汽機，成為大型機械的驅(qū)動動力設(shè)備。而后，又出現(xiàn)了水輪機、內(nèi)燃機，大大促進了機械水平的進步。

　　我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展時間較晚，起點較低，技術(shù)水平尚不夠成熟較之世界發(fā)達國家還有很大的距離，并且在我國的發(fā)展效果不夠好。對于機械自動化技術(shù)進行研究，對我國該技術(shù)的提升與進步有所幫助。

　　2 國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的情況

　　在改革開放之后，我國工業(yè)技術(shù)水平取得了一個質(zhì)的飛越。其中，機械自動化技術(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、引進國外先進設(shè)備、研發(fā)新型技術(shù)上我國都取得了很大的成績。當(dāng)然，我國機械發(fā)展起點低、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。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低，大多以低端密集手工勞動產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)科技含量偏低，污染較為嚴重，高耗能低成本，產(chǎn)品質(zhì)量低。而先進的科研產(chǎn)業(yè)偏少，這種產(chǎn)業(yè)技術(shù)高，環(huán)保設(shè)施先進，資源消耗量較少。我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈不夠完善，導(dǎo)致機械制造企業(yè)發(fā)展不夠平衡，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量偏低。而且我國雖然提倡機械自動化產(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)別人國家的產(chǎn)品，卻沒有技術(shù)自主生產(chǎn)的水平。所以，我國機械自動化的發(fā)展研究還有很多需要學(xué)習(xí)進步的地方。要多學(xué)習(xí)其他國家領(lǐng)先的核心技術(shù)，取其精華，舉一反三，運用到我們自己國家的科研事業(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 如何提高我國機械自動化水平

　　3.1 提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次

　　我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次偏低，并且大多以低端密集手工勞動產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量偏低，污染較為嚴重，高耗能低成本，產(chǎn)品質(zhì)量低，技術(shù)不夠硬。高端先進科研產(chǎn)業(yè)則較少，這種產(chǎn)業(yè)技術(shù)高，環(huán)保設(shè)施先進，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產(chǎn)業(yè)的數(shù)量，對于該種產(chǎn)業(yè)污染較嚴重的情況勒令整改;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)是一個長期努力的過程，不可能僅靠一朝一夕就能成功。需要國家和企業(yè)共同努力，攜手提高我國機械自動化的發(fā)展。

　　3.2 將綠色高效放在首位

　　我國是資源大國，但是事實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，不能因為給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 將大型自動化產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為小型

　　現(xiàn)如今自動化技術(shù)運用的范圍較為廣泛，大多運用于工業(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，機械自動化在我國發(fā)展空間較大，且擁有一定的國家資金支持，可以說發(fā)展前景一片光明。盡管我國在技術(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)見我國機械自動化技術(shù)一定會更上一層樓。