文獻閱讀報告

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東北師范大學研究生文獻閱讀報告

報告題目稀土離子摻雜TiO2納米晶的上轉化光催化作用課程名稱

姓名李偉萍學號10201*01*21649專業(yè)分析化學年級201*級院、所化學學院年月日201*-5-9

研究生文獻閱讀報告評價標準

指標文獻論證觀點規(guī)范能力豐富。評價內容是否是本專業(yè)的重要文獻；閱讀量是否思路是否清晰；邏輯是否嚴密；結構是否嚴謹；論證是否充分。評價等級（分值）ABCD5-05-05-05-05-0得分20-1615-1110-620-1615-1110-6是否正確理解文獻；是否有自己的觀點。20-1615-1110-6文字表達是否準確、流暢；體例是否規(guī)范；是否符合學術道德規(guī)范。是否體現了文獻搜集與整理能力；是否體現了文獻綜述與分析能力。年月日20-1615-1110-620-1615-1110-6評閱教師簽名：總分：東北師范大學研究生院制

稀土離子摻雜TiO2納米晶的上轉換光催化作用

發(fā)光是指物體內部以某種方式吸收的能量不經過熱階段，直接轉化為非平衡輻射的現象。也就是說，發(fā)光是物質中能量的吸收、存儲、傳遞和轉換的結果。根據激發(fā)方式的不同，通常將發(fā)光又分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、光釋發(fā)光、熱釋發(fā)光和x射線發(fā)光等.

光致發(fā)光材料中，先吸收長波然后輻射出短波的材料稱為上轉換材料。上轉換材料主要是摻稀土元素的固體化合物，利用稀土元素的亞穩(wěn)態(tài)能級特性，可以吸收多個低能量的長波輻射，經過光子加和后發(fā)出高能的短波輻射，從而可使人眼看不見的紅外光變?yōu)榭梢姽�。由于上轉換發(fā)光所吸收的光子能量低于所發(fā)射的光子能量，這種現象違背stokes定律，因而又稱為反stokes發(fā)光。這一特征可使對長波靈敏度差的紅外探測器的功能得到進一步發(fā)揮，因此上轉換材料可作為紅外光的顯示材料，如夜視系統(tǒng)材料、紅外量子計數器、發(fā)光二極管以及其他激光材料等，在國民經濟和國防建設領域有較大的應用潛力.此外，稀土摻雜材料的上轉換技術也是實現緊湊型短波長全固態(tài)激光器的有效途徑之一。尤其是近年來紅外半導體激光二極管的迅速發(fā)展及商品化，提供了較為豐富的泵浦光源，使稀土離子的上轉換發(fā)光又重新受到重視并得到廣泛研究。基于稀土摻雜固體材料而研制的上轉換激光器，可以在“可見到紫外”較寬的波段內實現受激輻射，并且在一定范圍內可調諧，從而彌補了半導體激光器向短波長方向發(fā)展的不足與困難。短波長全固態(tài)激光器在高密度存儲、生物醫(yī)療診斷、信息顯示、光纖通訊等技術領域都有重要的應用價值。因此，對這種發(fā)光材料的研究不僅具有重要的理論意義，而且也有很多實用價值。

上轉換材料的發(fā)展大致可分為三個階段:第一個階段是從發(fā)現上轉換現象到上轉換機制的研究，建立了三種最基本的上轉換機制，即基態(tài)吸收/激發(fā)態(tài)吸收、基態(tài)吸收/交叉弛豫、雪崩交叉弛豫機制。第二個階段是各種上轉換材料產生的階段，對上轉換材料的組成及其特性作了系統(tǒng)的研究，得到了各種類型的優(yōu)質上轉換材料。第三個階段是新的上轉換機制以及上轉換性能與材料組成、結構、形成工藝條件的對應關系的研究，這一階段正處在發(fā)展時期，包括過渡金屬離子摻雜上轉換特性、室溫寬波長上轉換、材料與上轉換性能的對應理論以及低環(huán)境條件下上轉換材料制備工藝等的研究和開發(fā).在20世紀40年代以前，人們就發(fā)現有一類磷光體能在紅外光的激勵下發(fā)射可見光，人們將此定義為上轉換發(fā)光，但這并不是真正意義上的上轉換發(fā)光，而是紅外釋光。在1959年，出現了上轉換發(fā)光的報道，當時是用960nm的紅外光激發(fā)多晶ZnS，觀察到了525nm的綠色發(fā)光。1962年，此種現象又在硒化物中得到了進一步的證實，將紅外光轉換成可見光的效率達到了相當高的水平。1966年，Auzel在研究鎢酸臆鈉玻璃時，意外發(fā)現，當基質材料中摻入Yb3+離子時，Er3+、Ho3+和Tm3+離子在紅外光激發(fā)時，可見光的發(fā)射強度幾乎提高了兩個數量級，由此正式提出了“上轉換發(fā)光”的觀點，并引起了人們的注意，開始了對上轉換發(fā)光的研究。在此后的十幾年內，上轉換發(fā)光材料的發(fā)展成為了一種把紅外光轉變?yōu)榭梢姽獾挠行Р牧�，并且達到了實用水平。例如，與其發(fā)紅外光的si-GaAs發(fā)光二極管(LED)配合，能夠得到綠光，其效率可以與GaP發(fā)光二極管媲美，可以說這是一個很大的突破。上轉換材料的發(fā)展也因此迎來了它的第一次高峰。然而，隨著其它發(fā)光材料的發(fā)展，上轉換材料面臨著如何進一步提高發(fā)光效率的問題。當時最好的材料的上轉換發(fā)光效率不超過0.1%。并且由于發(fā)光二極管的發(fā)射峰與上轉換材料的激發(fā)峰值匹配不甚理想，因此，在當時的水平下進一步提高上轉換發(fā)光材料的效率變得十分困難，以致上轉換材料的發(fā)展陷入了停滯不前的局面。

20世紀90年代初，上轉換材料迎來了它的第二次發(fā)展高峰。這與大功率LD的出現及其日益成熟不無關系。并且，與前次目的不同，此次是以實現室溫激光輸出為最終目標的。經過不懈的努力，利用上轉換材料實現激光輸出獲得了令人振奮的成果:不僅低溫下(液氮溫度)，在光纖中實現了激光運轉，而且室溫下，在氟化物晶體中也成功地獲得了激光運轉，光一光轉換效率超過1%，高達1.4%。在短短的幾十年里，上轉換材料得到了長足的發(fā)展，特別是近年來，隨著激光技術的不斷改進和新激光材料的不斷出現，激光泵浦產生的頻率

上轉換發(fā)光在全固態(tài)緊湊可見光激光器、光纖放大器等方面的應用，引起了人們極大的興趣，并取得了很大的進展。1994年Stanford大學和mM公司合作研究了上轉換應用的新生長點一雙頻上轉換立體三維顯示，并被評為1996年物理學最新成就之一。與此同時，稀土離子上轉換發(fā)光機制，特別是敏化問題也是這個時期的研究熱點。1995年Xie等在ZBLAN:Pr，Yb光纖中提出了敏化雪崩機制，目前最好的上轉換光纖激光器就是利用該種泵浦機制和材料得到的。同年，zhang等報道了以780nm激發(fā)Tm3+時，Yb3+和Tm3+共摻氟化物晶體中由于Yb3+和Tm3+相互間的能量傳遞導致的強烈的藍色上轉換發(fā)光。這兩個發(fā)現是Yb3+敏化上轉換機制的重要擴展，對上轉換激光器的發(fā)展意義重大。201*年chen等研究了Er/Yb:FOG氟化物玻璃和Er/Yb:FOV釩鹽陶瓷的上轉換特性，后者的上轉換是前者的10倍，前者發(fā)光存在特征飽和想象，提出了上轉換發(fā)光機制為擴散轉移的新觀點。近幾年，Gudel等及Balda等對上轉換材料的組成與其上轉換特性的對應關系作了系統(tǒng)的研究，得到了一些優(yōu)質的上轉換材料。

稀土離子由于具有豐富4f的電子結構，不但表現出許多光、電、磁的特性，而且還表現強烈的上轉換發(fā)光特性，這種特性已越來越受到人們的重視。所謂上轉換發(fā)光，是指稀土離子吸收兩個或兩個以上的低能光子后，發(fā)射出一個高能光子的現象，通常是指將紅外光轉換成可見光。一般來說，稀土離子上轉換發(fā)光所用介質是晶體或玻璃態(tài)物質通過激發(fā)態(tài)吸收或各種能量傳遞過程，稀土離子被激發(fā)至高于泵浦光子能量的能級，向下躍遷而發(fā)射上轉換熒光。目前，稀土離子上轉換發(fā)光幾乎覆蓋了可見光的各個波段。因此，研究稀土離子上轉換發(fā)光對于上轉換材料的應用具有重要的意義。

上轉換發(fā)光所發(fā)射的光子的能量比所吸收光子的能量高，因為發(fā)射的高能量光子是通過吸收多個低能量光子激發(fā)而產生的，把這種過程稱作上轉換發(fā)光。稀土離子上轉換發(fā)光是基于稀土元素4f電子間的躍遷。每種稀土離子都有其確定的能級位置，不同稀土離子的上轉換過程不同。稀土離子的發(fā)光過程可分為三步：①基質晶格吸收激發(fā)能②基質晶格將吸收的激發(fā)能傳遞給激活離子，使其激發(fā)；③被激發(fā)的稀土離子發(fā)出熒光而返回基質。

納米TiO2是一種性能優(yōu)越的寬帶隙半導體材料，在紫外光的照射下具有良好的殺菌作用，因其作用效果迅速、殺菌力強、徹底的殺滅性、良好的適用性和化學穩(wěn)定性等特點成為人們的研究熱點。從目前的研究成果看，TiO2光催化殺菌反應多數是紫外光激發(fā)下的反應，而太陽光中可利用的這部分紫外光不到5%，而且過量的紫外光照射特別是在PDT治療過程中會對人類造成傷害。因此如何通過對納米TiO2的摻雜改性，以有效地拓展激發(fā)光到可見光或近紅外光部分，降低TiO2光生e--h+對的復合幾率,提高其光催化效率仍是今后研究的重點。另外，通常認為銳鈦礦型TiO2比金紅石型具有更高的光催化活性，那么如何提高熱力學穩(wěn)定相金紅石的光催化殺菌特性也是我們需要研究的問題。而稀土離子的上轉換發(fā)光特性，可以拓寬TiO2的吸光范圍，提高光子的利用率，很可能有利于提高TiO2的光催化效率，但將稀土離子的上轉換發(fā)光應用于TiO2光催化領域的研究少有報道。因此，以TiO2為基質既能實現稀土離子上轉換發(fā)光，又能充分發(fā)揮TiO2的光催化等作用，對合成新型光催化材料，探索光催化機理，拓展TiO2光催化劑的使用領域具有重要意義。

納米TiO2是基于光催化反應使有機物分解而具有抗菌效果的。其殺菌具有如下特點：抗菌與殺菌迅速，殺菌力強；同時具有抗菌和殺菌效應；徹底的殺滅性；具有防霉效應；適用性和穩(wěn)定性；需要光的照射等。光激發(fā)TiO2首先破壞細胞壁和細胞膜，然后和細胞內的組成成分發(fā)生生化反應，導致功能單元失活而使細胞死亡。TiO2光催化殺滅微生物細胞有兩種不同的生化機理：首先，光激發(fā)TiO2和細胞的直接反應，即光生電子和空穴直接和細胞壁、細胞膜或細胞的組成成分反應。另一機理則是光激發(fā)二氧化鈦與細胞的間接反應，即光生電子和空穴與水或水中的溶解氧反應，形成氫氧自由基和過氧化氫自由基等活性氧類。這些活性氧類都可與生物大分子如脂類、蛋白質、酶類以及核酸大分子反應，直接或通過一系列氧化鏈式反應而對生物細胞結構引起廣泛的損傷性破壞。也就是說，光生電子和光生空穴及在TiO2表面形成的OH、O2-、HO2、H2O2與細胞壁、細胞膜或細胞內的組成成分反應，而殺死細胞。特別是在懸浮液體系中，TiO2顆�；蛭�附于微生物細胞的表面，或被微生物細胞吞噬而在細胞內聚集，在光的激發(fā)下產生的光生空穴和活性氧類均能有效地殺滅細菌及人體惡性腫瘤細胞。光激發(fā)TiO2顆粒具有強的殺菌性能和顯著的抗瘤性，可望應用于室內消毒殺菌，水處理和水污染綜合治理以及光動力學療法.

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學院：機械工程學院專業(yè)年級：機械設計制造及其自動化07姓名：丁紅賀班級學號：1-01指導教師：王開寶

二零一一年三月二十二日

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我國沖壓設備的現狀與發(fā)展

研究和推廣應用旨在提高生產率和產品質量，降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種沖壓新工藝是沖壓發(fā)展的重要趨勢。目前，國內外涌現并迅速用于生產的先進工藝有精密沖壓，柔性模（軟模）成形，超塑性成形，無模多點成形，爆炸和電磁等高能成形，高效精密沖壓技術以及冷擠壓技術等等。這些沖壓先進技術在實際生產中已經取得并將進一步取得良好的技術經濟效果。

精密沖壓（精沖）既是提高沖壓件精度的有效方法，又是擴大沖壓加工范圍的重要途徑。目前精密沖裁的精度可達IT6-IT7，板料厚度可達25mm。精沖方法不但可以沖裁，還可以成形（精密彎曲，拉深，翻邊，冷擠，印壓和深孔等）。柔性模成形還能夠成形出以普通沖壓成形難以成形的材料和復雜形狀的零件，并可以大為改善成形條件，提高極限變形程度。我國自主研制的具有國際領先水平的無模多點成形設備與無模多點成形計算機系統(tǒng)，可以根據需要改變邊形路徑與受力狀態(tài)，提高材料的成形極限，快速經濟地實現三維曲面的自動化成形。各種高能成形方法可以快速生產批量小，形狀復雜，強度高的板料，在航天，國防工業(yè)中具有重要的使用價值。利用金屬在特定條件下具有超強的塑性，一次成形能替代多次常規(guī)成形工序，在提高生產率和產品精度，解決一些特殊產品的生產方面具有重要意義。冷擠壓和溫擠壓在實現少無切削加工，提高生產率和產品質量方面具有顯著的技術經濟成果。國內外研究并在沖壓生產中應用計算機模擬技術，預測，分析和解決板料成形過程中的問題，優(yōu)化沖壓成形工藝，這是沖壓成形技術中特別應該注意的發(fā)展方向。激光快速成形工藝及快速制模技術為新產品開發(fā)和快速制模開拓了廣闊的發(fā)展前景。

鍛壓機床作為工業(yè)基礎裝備的重要組成部分之一,在航空航天、汽車制造、交通運輸、冶金化工等重要工業(yè)部門得到廣泛應用。尤其是近年來,以汽車為龍頭的制造業(yè)的飛速發(fā)展,大大推動了我國沖壓生產的進步。國產大型精密高效的成套設備、自動化生產線、等高新技術,以及高附加值的沖壓裝備正在裝備著我國的制造業(yè)。

一、沖壓設備現狀

在汽車、航空航天、電子和家用電器領域,需要大量的金屬板殼零件,特別是汽車行業(yè)要求生產規(guī)�；�、車型個性化和覆蓋件大型一體化。進人世紀,我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展,面對這一形勢,我國的板材加工工藝及相應的沖壓設備都有了長足的進步。

汽車覆蓋件是標志汽車質量的最重要飯金零件,是大型沖壓件的典型件,其生產目前主要有兩種方法一是由多臺大重型機械壓力機配以自動化機械手,組成自動化柔性沖壓生產線二是應用大型多工位壓力機生產。

單機連線自動化沖壓生產線為滿足自動化沖壓生產線的需要,國內知名壓力機生產企業(yè)在世紀末期,就大力進行了高性能單機連線壓力機的研制生產的自動化沖壓生產續(xù)其有大噸位、大行程、大臺面,以及大噸位機械手自動上下料

系統(tǒng)、全自動換模系統(tǒng)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng),生產速度快、精度高。

大型多工位壓力機在覆蓋件沖壓領域,大型多工位壓力機是最先進、最高效的沖壓設備,是高自動化、高柔性化的典型代表。該機采用電控同步、電子伺服三坐標送料、多連桿、全自動換模、模具保護及現場總線控制等多項國際先進技術,具有遠程診斷、遠程控制和網絡通信等多種自動化功能,適用于汽車制造中薄板件的拉深、彎曲、沖裁和成形等冷沖壓工藝是我國迄今為止出口的噸位最大、技術含量最高、自動化程度最高的沖壓成套設備。

數控沖剪復合機是由數控沖和數控角剪集合而成,板料的沖孔、成形和剪切可在其上一次完成,最適合后序有彎折工序的板件加工。多工序共用一套數控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和送料機械手,與數控沖和角剪機單機連線比較,不僅可以降低設備投資,節(jié)省占地面積,減少故障率,而且還可以作為主機組成沖剪復合柔性加工線。

數控折彎機成熟的工藝軟件、自動編程功能及彩屏顯示,可實現多種折彎工件的工藝存儲及輪番生產采用動態(tài)壓力補償系統(tǒng)、側梁變形補償系統(tǒng)、厚度及反彈在線檢測及修正系統(tǒng)、溫度補償系統(tǒng),提高了工作臺與滑塊的相對位置的精確性.數控框架板料沖壓液壓機在常規(guī)結構液壓機的基礎上,匯聚了觸摸調控彩色顯示屏、二通邏輯插裝閥、可編程序控制器、高靈敏度壓力傳感器、微米級磁柵尺和無級調控比例控制閥等多項先進技術。

無模多點成形壓力機多點成是將柔性成形技術和計算機技術結合為一體的先進技術。它利用多點成形裝備的柔性與數字化制造特點,無需換模就可完成板材不同曲面的成形,從而實現無模、快速和低成本生產。該工藝目前已在高速列困皿車流線型車頭制作、船舶外板成形、建筑物內外飾板成形及醫(yī)學工程等領域得到廣泛應用。

高速壓力機隨著電子工業(yè)的發(fā)展,小型電子零件的需求日趨高漲,促進了高精度、高效率的高速壓力機的發(fā)展。目前日本已成為高速壓力機技術的領軍,在壓力、沖程下,滑塊速度可達次。我國金豐、江蘇揚鍛、高將精機、江蘇揚力、徐鍛和西安通力等公司都有高速壓力機產品。年已開發(fā)出了速度達次的系列一型開式高速精密壓力機。其他還有開式、卯閉式系列高速壓力機。這些壓力機廣泛應用于電子和微電子行業(yè),全面提高了行業(yè)技術裝備水平,替代了大量的進口機床。

激光切割加工的成本主要有氣體、電力損耗和設備折舊維修費。它不需要模具,適合小批量、復雜零件生產中替代沖壓加工,其運轉成本低于數控沖床。

1冷沖壓技術概述

冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸的零件的壓力加工方法。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。

2冷沖壓的特點

能沖壓出其他加工工藝難以加工或無法加工的形狀復雜的制件，例如，從儀表儀器小型零件到汽車覆蓋件、縱梁等大型零件。沖壓質量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成形，模具制作精度高，使用壽命長，故沖壓件質量穩(wěn)定，

制件互換性好。生產效率高。例如，汽車覆蓋件這樣的大型沖壓件的生產效率，可達每分鐘數件高速沖壓小型制件，每分鐘可達到上千件。材料利用率高。一般為75％～85％，因此沖壓加工能實現少廢料，甚至無廢料生產。在某些情況下，邊角余料也可充分利用。易于實現機械化與自動化生產。由于沖壓加工所用毛坯多為條料或帶料，又是冷態(tài)加工，大批量生產時易于實現機械化和自動化。冷沖壓的缺點是模具制造周期長、制造成本高，故不適于單件小批量生產。另外，冷沖壓生產多采用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，手工操作時，勞動強度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產、安全管理以及采取必要的安全技術措施。

3冷沖壓基本工序

冷沖壓基本工序按板料沖壓的變形特點，可分為分離工序和變形工序兩大類。金屬板料在沖壓力的作用下，其應力超過其強度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔、切斷、切邊、剖切、切口和剪切等；金屬板料在沖壓力的作用下，其應力超過其屈服強度極限但低于強度極限而產生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序，變形工序又可分為彎曲、拉延、翻邊、翻孔、脹形、擴孔、縮Vl和旋壓等。

二、常用的沖壓設備

曲柄壓力機

曲柄壓力機是主要的沖壓設備。它能進行沖裁、彎曲、拉延和擠壓等沖壓工藝。曲柄壓力機又有曲軸壓力機和偏心壓力機兩種。曲柄有不同的噸位大小和形狀，它們的基本結構是由傳動系統(tǒng)、工作機構、床身三部分組成。

摩擦壓力機

摩擦壓力機是一種螺旋壓力機，通過螺桿相對于螺母旋轉帶動滑塊沿導軌做上下往復運動。螺桿的旋轉力矩是靠飛輪與摩擦盤之間的摩擦力獲得的。摩擦壓力機有單盤式、雙盤武、三盤式等幾種，其中雙盤式壓力機應用最廣泛。此種壓力機由傳動部分、工作部分、床身部分和附屬裝置四部分組成。

液壓機

液壓機是進行拉延、彎曲、成形和擠壓等工藝的重要裝備，液壓機雖有多種規(guī)格，但其工作原理是一致的。液壓機的基本工作原理是液體靜壓力傳遞原理。液壓由本體部分、動力部分和操縱部分三部分組成。

曲柄壓力機在鍛壓裝備中最多，占到全部的50％以上，是板料沖壓生產的主打設備。它們主要用于沖裁、落料、切邊、彎曲、拉延和成形等加工工序，在汽車、農機、電子、電器儀表、國防工業(yè)及日用品等行業(yè)有廣泛的市場。

三、曲柄壓力機分類

傳動系統(tǒng)分類曲柄壓力機為了適應于各領域的加工工藝需其傳動系統(tǒng)都做了相應的調整。其分類方法很多，主要有以下幾種。

3.1上傳動／下傳動

將傳動系統(tǒng)布置在工作臺之上稱為上傳動，反之為下傳動（見圖1）。下傳動壓力機有如下優(yōu)點：①壓力機的重心低，運轉平穩(wěn)，能減少振動和噪聲，勞動條件較好；②壓力機地面高度較小，適宜于高度較矮的廠房；③從結構上看，有增加滑塊高度和導軌長度的空間，因而易于提高滑塊的運動精度，延長模具的壽命，改善工件質量；④潤滑系統(tǒng)布置于工作臺下，潤滑油不會沾到工件上。它的缺點是：壓力機平面尺寸較大，而總高度和上傳動相差不多，故壓力機總重量比上傳動的約大10％～20％；檢修傳動部件時，不便于使用車間內的吊車；放置傳動部件的地坑深，地基龐大；總體造價較高。目前，市場上以上傳動壓力機居多，但下傳動壓力機在個別領域仍占有優(yōu)勢，如食品、橡膠等行業(yè)。

圖1

3.2曲軸橫放／縱放

壓力機傳動系統(tǒng)的曲軸平行于壓力機正面的為曲軸橫放，垂直于正面的為曲軸縱放。一般在中大型壓力機上采取曲軸縱放(偏心齒輪結構)，甚至在個別小型壓力機上也采取這種型式。曲軸橫放主要適用于大臺面壓力機(通常為雙點壓力機)

四、傳動方式

高速壓力機不僅會對鄰近的設備和建筑物等產生振動和噪聲危害，而且易降低設備精度、受力零件和模具壽命，因此，在高速壓力機中設置動平衡機構至關重要。設計壓力機等驅動滑塊運轉的連桿數最好為偶數（即雙點或5點），這樣可使水平慣性力得到很好抵消，消除機身產生的扭轉傾覆力矩F5G。高速壓力機采用兩個旋轉方向相反的曲軸則更為理想（見圖2）。

圖2

五、曲柄壓力機上主電機功率的確定

5.1問題的提出

曲柄壓力機的工作特點是一個工作循環(huán)內，在沖壓、拉伸等工況時負荷非常大，其他大部分時間空行程狀態(tài)，負荷又相對非常小。單獨使用電機不可能滿足工作扭矩急劇變化的需要，所以，根據這個特點，曲柄壓力機一般都設有飛輪。工作時，飛輪通過降低轉速輸出部分儲存的能量；在空行程時，再由電機加速飛輪，以恢復能量的儲備。飛輪輸出能量：

121J(122)（1）

2式中：J--飛輪的轉動慣量，kgm；

2--飛輪的初始速度，弧度／s；

2--廣飛輪降低轉速后的速度，弧度/s。

5.2主電機功率的確定

飛輪在壓力機中只起著儲存和釋放能量的作用，壓力機工作所消耗的能量，歸根結底都是由電機供給的。所以，電機的功率完全取決于壓力機在一次行程中所消耗的能量和一次行程所需要的時間。

電機功率的計算式：W電機E2（2）T式中：2壓力機一次行程完成工藝所需要的能量，J；

一總機械效率；

T一次行程需要的時間，s。

總機械效率的大小主要取決于從電機到滑塊的整個傳動系統(tǒng)(包括滑塊導軌、曲柄連桿、兩級齒輪傳動和一級皮帶傳動及離合器制動器)。在壓力機行程中克服滑塊導軌摩擦和曲柄連桿機構摩擦需要消耗部分能量，齒輪傳遞能量的效率很高，一級皮帶傳動的效率也較高，離合器制動器在壓力機工作中會損失較多的能量，因離合器制動器種類繁多，具體在此不做詳細的分析，總的來說，根據經驗，總機械效率取75％是基本上符合實際情況的。

5.3分析壓力機一次行程完成工藝所消耗的能量：

E2PShPDS（3）KD式中：P一壓力機公稱力，N；

Sh壓力機公稱力行程，mm；S壓力機的滑塊行程，mm；PD一壓力機的氣墊力，N；

KD氣墊能力系數。

六、飛輪轉動慣量大小的確定

壓力機主電機通過皮帶驅動飛輪，飛輪的速降率基本上等于電機的速降率．飛輪的降速率：S121根據電機的特性曲線，電機的轉速在下降開始時，工作電流和扭矩都跟著增大，這將促使飛輪迅速恢復轉速，這是理想狀況。但當電機的轉速超過一定的限度，工作電流迅速增大，扭矩下降，這種情況就意味著電機開始超載了，在這種工況下，電機極易發(fā)熱而導致損壞。所以，飛輪的速降率必須控制在一定范圍內。根據生產實踐經驗，壓力機主電機的速降率可以取0．14左右。那么根據式(1)，在能量一定的情況下，要確定飛輪轉動慣量的大小，首先要確定好飛輪的轉速。飛輪轉速的平方和飛輪轉動慣量成反比，飛輪轉速越高，飛輪就可以做的越小。但是飛輪的轉速過高，將會引起噪聲、振動、發(fā)熱等不利情況，也會導致制動器的工作狀況惡化。所以，飛輪的轉速盡量控制在250~min～350Nmin左右，具體轉速可根據制動器的性能和傳動比的要求確定。

飛輪的轉動慣量為

J2E121222(10.14)1

七、結點偏置機構運動分析

7.1運動簡圖

曲柄滑塊機構結點布置的幾種形式(圖3)。o點曲柄旋轉中心，A點連桿與曲柄的接點，B點連桿與滑塊的連接點，OA曲柄半徑，B連桿長度，e偏置距離。圖中，曲柄以角速度∞作旋轉運動，通常設順時針方向為正。

圖3

7.2坐標系建立

按曲柄滑塊機構工作狀態(tài)建立坐標系：滑塊位移Js以下死點為坐標原點，方向向上為正；在同一個直角坐標系中，速度向下為正(同工作方向一致)，加速度a的正方向與速度方向相同。曲柄的轉角口以下死點時為0。，按順時針方向遞增。

公式推導

結點正偏置滑塊位移、速度和加速度方程為：

S(RL)2e2RcosL2(Rsine)2

VR(sincos（Rsine）)

22L(Rsine)Recos2sin)LL結點負偏置曲柄滑塊機構的位移、速度、加速度方程，只需將式中的e改為一e即可。

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