一、选题背景及依据(简述国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果(文献综述),选题目的、意义,列出主要参考文献)
(一)选题背景与依据
1、选题背景:
在航空航天、电力传输、通讯网络等领域,航空端子压接是一项至关重要的工艺,它涉及钢线缆、电缆、高压电线的连接[1]。传统的压接工具往往存在作用力不足、操作不便、体积庞大等问题,特别是在无专用设备或在无动力源的野外、山区高空作业时,这些问题尤为突出[2]。因此,开发一种具有多档位、输出作用力大、携带方便、操作灵活的手动航空端子压接钳,具有重要的现实意义和应用价值[3]。
2、选题依据:
解决实际问题:现有压接工具在特定环境下存在作用力不足、操作不便等问题,导致工作效率低下[4]。本设计旨在解决这些问题,提高压接作业的效率和可靠性。
适应性强:多档位设计能够满足不同规格线缆的压接需求,提高工具的通用性和实用性[5]。
便携性:通过优化结构设计,实现工具的轻量化和小型化,便于携带和在高空等复杂环境下使用[6]。
先进性和实用性:
气压传动:利用气压原理产生强大的压力,满足大作用力作业的要求[7]。
多档位设计:提供多种压接档位,适应不同规格和类型的线缆。
操作简便:手动操作,无需外部动力源,易于掌握和使用。
(二)国内外研究现状
1、国内研究现状
近年来,国内在气压工具的研发与应用方面取得了显著的进步,特别是在手动气压工具的创新与改进上。然而,尽管取得了这些进展,但在航空端子压接钳这一细分领域内,国内的研究仍然相对薄弱[8]。现有的航空端子压接钳产品普遍存在一些问题,如作用力不足、结构复杂导致维护困难、重量过大影响便携性等[9]。为了解决这些问题,国内的一些学者和企业开始尝试从多个角度入手,对压接钳进行改进。
他们通过改进结构设计,使得压接钳在保持足够强度的同时,更加轻便、易于操作。同时,他们也尝试优化气压系统,提高压力输出的稳定性和准确性[10]。例如,一些研究者采用高强度、轻量化的材料来制造压接钳的关键部件,从而有效地减轻了压接钳的重量。另外,他们还引入了先进的气压元件,以提高压力输出的效率和稳定性[11]。
然而,尽管这些改进在一定程度上提高了压接钳的性能,但仍然存在一些局限性和不足。例如,一些改进后的压接钳在便携性和多档位调节方面仍然有待提升。此外,由于国内在气压工具领域的研究起步较晚,因此与国际先进水平相比,仍存在一定的差距[12]。
国内顾玮琳[13]对手动气压压接钳的结构设计进行了深入的研究,提出了一种新型的气压缸结构。这种结构通过优化气压缸的内部结构和材料选择,有效地提高了压力输出的稳定性和准确性。然而,该设计在便携性和多档位调节方面仍存在一些不足,需要进一步改进和完善。
赵大明,高兴军,王月等[14]针对现有压接钳存在的问题,开发了一款便携式气压压接钳。这款压接钳通过优化结构设计和采用轻量化材料,显著减轻了重量,提高了便携性。然而,该产品在作用力输出和档位选择方面仍存在一些局限性,需要进一步优化和改进。
魏进,何子钦[15]对气压传动系统进行了全面的分析和研究,提出了一系列优化措施。这些措施包括提高气压元件的制造精度、优化气压回路设计、增强系统的稳定性和可靠性等。这些研究为改进航空端子压接钳提供了有益的参考和借鉴。
2、国外研究现状:
与国内相比,国外在气压工具领域的研究起步较早,技术相对成熟。特别是在航空端子压接钳这一领域,一些国际知名品牌已经推出了多款高性能的产品。这些产品不仅具有输出作用力大、结构紧凑、操作简便等优点,而且在实际应用中表现出色,得到了广泛的认可和应用[16]。
这些国际知名品牌通过采用先进的气压系统和优化设计,实现了高效、可靠的压接作业。例如,某国外品牌推出的一款多档位气压压接钳,通过优化气压回路设计和采用高性能的气压元件,实现了对压接力度的精确控制和调节。同时,该压接钳还具有结构紧凑、重量轻、易于携带等优点,非常适用于各种复杂的作业环境[17]。
然而,尽管这些国际知名品牌的产品在性能上表现出色,但它们的价格往往较高,使得一些用户难以承受。此外,由于国内外作业环境和需求存在差异,这些产品在国内市场的适用性也有待进一步验证和改进。
国外学者Baker B[18]对气压传动系统在手动工具中的应用进行了深入的研究,提出了一种新型的气压回路设计。这种设计通过优化气压回路的结构和材料选择,有效地提高了系统的稳定性和效率。同时,该设计还具有结构简单、易于维护等优点,为改进航空端子压接钳提供了有益的参考。
某国际知名品牌发布了一款新型多档位气压压接钳,Glockseisen T , Zinser R[19] 在文章并详细介绍了其结构设计和工作原理。这款压接钳采用了先进的气压系统和优化设计,具有出色的性能和广泛的应用前景。同时,该品牌还提供了完善的售后服务和技术支持,为用户提供了更好的使用体验。
国外学者Fowler S[20]对气压工具的材料选择进行了深入的研究和探讨。他们通过对比和分析不同材料的性能特点和应用场景,提出了一系列高强度、轻量化材料的应用方案。这些材料在提高工具性能的同时,也降低了生产成本和制造成本,为气压工具的发展和应用提供了有力的支持。
(三)研究目的及其意义
1、研究目的:
本研究旨在设计一款多档位航空端子压接钳,以解决现有压接工具在作用力、便携性、操作灵活性等方面存在的问题。通过优化结构设计、改进气压系统、采用高强度轻量化材料等手段,提高压接钳的性能和实用性。
2、研究意义:
提高生产效率:多档位设计能够满足不同规格线缆的压接需求,减少更换工具和调试时间,提高作业效率。
推动行业发展:本研究将推动气压工具在航空航天、电力传输、通讯网络等领域的广泛应用,促进相关行业的发展和进步。
提升技术水平:通过研究和开发多档位航空端子压接钳,可以积累相关技术和经验,为其他类似产品的设计和开发提供参考和借鉴。
解决实际问题:本研究将解决现有压接工具在特定环境下存在的作用力不足、操作不便等问题,提高压接作业的可靠性和安全性。
综上所述,本研究具有重要的现实意义和应用价值,将为气压工具领域的发展做出积极贡献。
(四)、主要参考文献
[1] 陈劲安.C形压接钳头的结构分析与优化设计[J].电动工具, 2024(2):13-15.
[2] 尤尔根·索尔纳,乌里奇·瓦尔特.用于在通过带有接合钳的冲压铆接装置接合至少两个工件时的过程监控的方法,以及带有被设计用于执行这种方法的控制器的装置:CN202080052100.2[P].CN202080052100.2[2024-10-16].
[3] 朱明坤,李志刚,杨毅.无牙痕套管钳钳头的设计与研究[J].机械工程师, 2023(4):41-44.
[4] 王绍螺.电缆接头磁脉冲压接工艺,性能与质量检测方法研究[D].湖南大学,2022.
[5] 黄政峰,史啸天,赵延河,等.通信口多级SPD的一体化强电磁脉冲防护模块研究[C]//2023年全国天线年会论文集(下).2023.
[6] 潘公宇,冯雅琪,刘朋,等.基于盘-块间弹簧接触动力学模型的盘式制动器抖动改进设计[J].振动与冲击, 2022, 41(17):11.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2022.17.030.
[7] 郑逢超,扶光光,李帅衡.具有钢印功能及二维码的压线钳的设计与应用探讨[J].电力设备管理, 2023(10):259-261.
[8] 刘艳梅,张东禹,陈震,等.输电线路导线自动化压接系统设计[J].沈阳航空航天大学学报, 2022, 39(6):7.DOI:10.3969/j.issn.2095-1248.2021.03.008.
[9] 陈镜聪.一种电梯对重安全钳提拉机构的设计计算[J].中国新技术新产品, 2022(19):88-90.
[10] 黄艺英,曾江.基于有限元法的谐波作用对电缆及其接头的影响研究[J].电测与仪表, 2024, 61(1):52-58.
[11] 吴志刚,严来飞,陈敏,等.压电双轴驱动柔顺微夹钳设计与控制[J].传感器与微系统, 2024, 43(6):109-112.
[12] 赵思博.锻造机器人末端夹持器设计与有限元仿真[D].江苏海洋大学,2022.
[13] 顾玮琳.钢丝绳拉力试验机夹持与拉伸机构动力学仿真及结构优化[D].济南大学,2022.
[14] 赵大明,高兴军,王月,等.基于两种柔性铰链压电陶瓷柔顺微夹钳性能分析[J].辽宁石油化工大学学报, 2022(001):042.DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2022.01.012.
[15] 魏进,何子钦.感应电机和气压制动的新能源汽车协同制动建模与设计[J].气压气动与密封, 2022(006):042.
[16] 杨伟芳,彭黄湖,褚程国,等.薄壁不锈钢管卡压连接过程仿真及密封性能分析[J].钢管, 2022, 51(6):15-21.DOI:10.19938/j.steelpipe.1001-2311.2022.6.15.21.
[17] 张伟,张刚,赵博,等.石油钻井绞车驻车盘刹系统的设计[J].气压气动与密封, 2023, 43(8):15-19.DOI:10.3969/j.issn.1008-0813.2023.08.003.
[18] Baker B .KNIPEX 9" Crimping Pliers - Four-Mandrel DT Contacts[J].Professional Tool and Equipment News: PTEN, 2023(10):34.
[19] Glockseisen T , Zinser R .Pivoting pliers jaw in a design comprising plates and crimping pliers comprising a pivoting pliers jaw:US201916377551[P].US11331777B2[2024-10-16].
[20] Fowler S .NEW PRODUCT: Laser Tools pliers and wrench[J].Auto Express, 2023(TN.1783).
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