大運(yùn)量高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)【含5張CAD圖紙】
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
姓名： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：
任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2 月 25 日 任務(wù)完成時(shí)間： 6 月 12 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：
大運(yùn)量高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)（1600t/h， 3.15m/s）
專題題目:
題目主要內(nèi)容：
1. 帶式輸送機(jī)總體方案設(shè)計(jì)。
2. 輸送機(jī)布置受力圖。包括輸送帶工作過(guò)程的受力分析，輸送帶各點(diǎn)張力的確定、帶的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算。
3. 輸送機(jī)零部件設(shè)計(jì)。包括驅(qū)動(dòng)裝置布置方案的篩選、驅(qū)動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度校核。
目的要求、主要技術(shù)指標(biāo)：
1. 運(yùn)送物料名稱：原煤
2. 運(yùn)量：1600t/h
3. 物料最大粒度：0～300mm
4. 松散密度：900kg/m3
5. 機(jī)長(zhǎng)：約200m
6. 最大傾角：12°
7. 模擬摩擦系數(shù)：0.028
8. 布置方式：機(jī)尾給料機(jī)頭卸料，一給料點(diǎn)一卸料點(diǎn)，（見(jiàn)附圖）。
9. 工作位置：地面（無(wú)防爆要求）
10. 工作環(huán)境：室內(nèi)工作，年最高溫度：40℃，冬季采暖，年最低溫度0℃
應(yīng)完成的主要任務(wù)：
1. 完成帶式輸送機(jī)總裝配圖一張（A0）；
2. 完成驅(qū)動(dòng)輪及改向輪受力圖各一張（A1）；
3. 完成中間架零件圖、機(jī)頭架、機(jī)尾架各一張（A2）；
4. 英文翻譯一份；
5. 開(kāi)題報(bào)告一份；
6. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。
主要參考文獻(xiàn)：
[1]北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所，武漢豐凡科技開(kāi)發(fā)有限公司主編.DT(II）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).冶金工業(yè)出版社，2003
[2]煤炭工業(yè)部，科學(xué)研究院上海機(jī)械研究所主編.煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).煤炭工業(yè)出版社.
[3]運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委員會(huì)編.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.
[4]宋偉鋼.通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5
指導(dǎo)教師： 系（教研室）主任
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明書(shū)
本人鄭重聲明：本人所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）《大運(yùn)量高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)》，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下取得的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成。有關(guān)教師、同學(xué)和其他人員對(duì)完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）提出過(guò)并為我在設(shè)計(jì)（論文）中采納的意見(jiàn)、建議，均已在文中作了明確說(shuō)明并表示謝意。
如本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）涉及抄襲或剽竊等行為，本人愿承擔(dān)由此而造成的一切后果及責(zé)任。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者： （簽名）
指 導(dǎo) 教 師 （已閱）： （簽名）
年 月 日
實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
目錄
1.范各莊礦業(yè)公司概況 2
2.煤礦的定義 4
3.采煤方法 4
4.六大系統(tǒng) 5
5.煤礦事故 6
5.1頂板事故 6
5.2氣體/粉塵爆炸 6
5.3氣體噴出 6
5.4 坑內(nèi)火災(zāi) 6
5.5 水災(zāi) 6
6.實(shí)習(xí)體會(huì) 8
6.1生活篇 8
6.2參觀篇 8
6.3講座篇 11
6.4下井篇 11
6.5感想篇 13
實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
1.范各莊礦業(yè)公司概況
范各莊礦業(yè)公司（下面簡(jiǎn)稱范礦如圖1-1，圖1-2）隸屬于開(kāi)灤精煤股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱集團(tuán)公司），集團(tuán)公司又隸屬于開(kāi)灤礦務(wù)局。開(kāi)灤礦務(wù)局是國(guó)有特大型企業(yè)，職工人數(shù)9.1萬(wàn)人，管理技術(shù)人員1萬(wàn)多人，高級(jí)技術(shù)人員一千多人，擁有資產(chǎn)上十億元。
范礦是建國(guó)后我國(guó)自行勘探，自行采挖，自行投產(chǎn)的國(guó)有大型煤礦，1958年動(dòng)工，1964年投產(chǎn)，1999年更名為范各莊礦業(yè)公司。該礦位于唐山市古冶區(qū)境內(nèi)，屬中青年礦井，年產(chǎn)470萬(wàn)噸，主要產(chǎn)品為凈煤。洗煤廠年洗煤量460萬(wàn)噸，可露天儲(chǔ)煤42.5萬(wàn)噸，倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)煤46.75萬(wàn)噸。
范礦是開(kāi)灤礦務(wù)局骨干型企業(yè)，也是開(kāi)灤礦務(wù)局唯一的上市公司。作為開(kāi)灤礦務(wù)局的領(lǐng)頭羊，范礦多次獲得各種榮譽(yù)，曾先后獲得河北省守信譽(yù)單位，全國(guó)文明樣本礦，全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)，中國(guó)優(yōu)秀企業(yè)獎(jiǎng)金馬獎(jiǎng)，河北煤炭行業(yè)唯一明星企業(yè)等。除此之外，范礦還率先在煤炭行業(yè)進(jìn)行了體制改革，成為該行業(yè)體制改革的帶頭人。
范礦生產(chǎn)的產(chǎn)品按用戶命名，重組后以市場(chǎng)為導(dǎo)向，依靠科技進(jìn)步，進(jìn)行節(jié)約化生產(chǎn)。范礦的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的主要客戶為寶鋼，唐鋼，鞍鋼等，出口國(guó)主要為日本，巴西，伊朗等。范礦交通便利，礦區(qū)內(nèi)有專用鐵路與全國(guó)鐵路主干線連接，陸路臨近京唐公路，京沈鐵路，水路臨近京唐港、秦皇島港等。
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圖1-1 范各莊礦業(yè)公司
圖1-2 開(kāi)灤煤礦范各莊礦業(yè)公司
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2.煤礦的定義
煤礦是人類在開(kāi)掘富含有煤炭的地質(zhì)層時(shí)所挖掘的合理空間，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機(jī)巖的一種。它是由一定地質(zhì)年代生長(zhǎng)的繁茂植物，在適宜的地質(zhì)環(huán)境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒(méi)在水底或泥沙中，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地質(zhì)時(shí)期中，以石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和第三紀(jì)的地層中產(chǎn)煤最多，是重要的成煤時(shí)代。煤的含碳量一般為46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。根據(jù)煤化程度的不同，煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四類。
3.采煤方法
采煤方法種類很多，目前世界主要產(chǎn)煤國(guó)家使用的采煤方法，總的劃分為壁式和柱式兩大類。這兩種不同類型的采煤方法，無(wú)論從采煤系統(tǒng)，還是回采工藝都有很大的區(qū)別。
壁式采煤法的特點(diǎn)是煤壁較長(zhǎng)、工作面的兩端巷道分別做為入風(fēng)和回風(fēng)、運(yùn)煤和運(yùn)料用，采出的煤炭平行于煤壁方向運(yùn)出工作面，我國(guó)多采用壁式采煤法開(kāi)采煤層。
柱式采煤法的特點(diǎn)是煤壁短呈方柱形，同時(shí)開(kāi)采的工作面數(shù)較多，采出的煤炭垂直于工作面方向運(yùn)出。
我國(guó)當(dāng)前常用的采煤方法主要有：
3.1走向長(zhǎng)壁采煤法，長(zhǎng)壁工作面沿走向推進(jìn)的采煤方法。
3.2傾斜長(zhǎng)壁采煤法，長(zhǎng)壁工作面沿傾斜推進(jìn)的采煤方法
3.3傾斜分層采煤法，厚煤層沿傾斜面劃分分層的采煤方法。
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3.4長(zhǎng)壁放頂煤采煤法，開(kāi)采6米以上緩斜后緩斜厚煤層時(shí)，先采出煤層底部長(zhǎng)壁工作面的煤，隨即放采上部頂煤的采煤方法。
3.5掩護(hù)支架采煤法。在急斜煤層，沿走向布置采煤工作面，用掩護(hù)支架將采空區(qū)和工作空間隔開(kāi)，向俯斜推進(jìn)的采煤方法。
3.6偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。在急斜煤層中，偽傾斜布置采煤工作面，用柔性掩護(hù)支架將采空區(qū)和工作空間隔開(kāi)沿走向推進(jìn)的采煤方法。
3.7倒臺(tái)階采煤方法。在急斜煤層的階段或區(qū)段內(nèi)，布置下部超前的臺(tái)階形工作面，并沿走向推進(jìn)的采煤方法。
3.8正臺(tái)階采煤法。在急斜煤層的階段或區(qū)段內(nèi)，沿偽斜方向布置成上部超前的臺(tái)階形工作面，并沿走向推進(jìn)的采煤方法。
3.9水平分層采煤法。急斜厚煤層沿水平面劃分分層的采煤方法。
3.10斜切分層采煤法。急斜厚煤層中沿與水平面成25度至30度的斜面劃分分層的采煤方法。
3.11房柱式采煤法。沿巷道每隔一定距離先采煤房直至邊界，再后退采出煤房之間煤柱的采煤方法。
3.12房式采煤法。沿巷道每隔一定距離開(kāi)采煤房，在煤房之間保留煤柱以支撐頂板的采煤方法。
3.13倉(cāng)儲(chǔ)采煤法。急斜煤層中將落采的煤 暫存于已采空間中，待倉(cāng)房?jī)?nèi)的煤體采完后，再依次放出存煤的采煤方法。
4.六大系統(tǒng)
采煤系統(tǒng)，掘進(jìn)系統(tǒng)，機(jī)電系統(tǒng)，運(yùn)輸系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“采掘機(jī)運(yùn)通”+排水系統(tǒng)。另外，我國(guó)將在全國(guó)煤礦建立完善監(jiān)測(cè)
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監(jiān)控、人員定位、緊急避險(xiǎn)、壓風(fēng)自救、供水施救和通信聯(lián)絡(luò)等井下安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)。
5.煤礦事故
5.1頂板事故
頂板災(zāi)害是煤礦最常見(jiàn)、最容易發(fā)生的事故。在煤礦五大災(zāi)害中，無(wú)論是發(fā)生次數(shù)，還是死亡人數(shù)，頂板事故都居煤礦各類事故之首。隨著工作面的開(kāi)采，煤層上面的頂板巖層失去 了支撐，原來(lái)的壓力平衡遭到破壞，煤層頂板在上覆巖層壓力的作用下，發(fā)生變形、破壞。如果我們支護(hù)不及時(shí)或支護(hù)強(qiáng)度不夠，很容易使工作面的頂板巖層發(fā)生斷裂和冒落，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)及設(shè)備的損失，這就是我們所說(shuō)的冒頂事故。
5.2氣體/粉塵爆炸
煤層中經(jīng)常伴隨沼氣（甲烷等）的存在。沼氣容易引起爆炸事故。因此在封閉的空間工作時(shí)，需要經(jīng)常監(jiān)測(cè)沼氣濃度。若氣體中有一定濃度的粉塵，也有可能因?yàn)榛鹦且鸨?。粉塵體積細(xì)小，但表面的相對(duì)比例大。若周?chē)諝庵杏谐渥愕难?，?duì)于燃燒反應(yīng)便會(huì)非常敏感。
5.3氣體噴出
沼氣本身對(duì)人體無(wú)害，但有時(shí)伴隨著一氧化碳等有毒氣體。若大量的沼氣一次噴出，通常煤氣爆炸的可能性也迅速增加。
5.4 坑內(nèi)火災(zāi)
煤礦事故中最壞的情況。與一般的火災(zāi)不同，周?chē)性S多可燃物 (煤) 大量存在。若坑道被熱及煙堵住出口，同時(shí)發(fā)生缺氧的情況，通常會(huì)造成重大的傷亡。
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5.5 水災(zāi)
在水底 (海底、湖泊或水庫(kù)附近) 的礦區(qū)坍塌時(shí)發(fā)生的事故，是比坑內(nèi)火災(zāi)更糟糕的情況，幾乎沒(méi)有生還的可能。大量洪水在很快的時(shí)間內(nèi)將坑道吞沒(méi)，造成全體工作人員死亡。通常生還者無(wú)法救援、遺體無(wú)法回收，坑道也同樣被放棄。在承壓水上采煤和小煤窯破壞區(qū)復(fù)采，也有可能發(fā)生突水、透水事故。井下突水和小煤窯透水事故遠(yuǎn)多于水體下采煤透水事故。
煤礦事故頻發(fā)，主要與瓦斯治理不好有關(guān)，氣囊式快速密閉是唐山開(kāi)灤煤礦安全專家劉熾綸的專利技術(shù)，對(duì)于巷道通風(fēng)、防止瓦斯爆炸、防止火災(zāi)有很大作用。
第 13 頁(yè) 共 13 頁(yè)
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6.實(shí)習(xí)體會(huì)
因?yàn)槲液灥木蜆I(yè)單位離學(xué)校很遠(yuǎn)，所以我的畢業(yè)實(shí)習(xí)是由學(xué)校安排跟采礦B091班一起到開(kāi)灤集團(tuán)的范各莊礦實(shí)習(xí)。我們出發(fā)去實(shí)習(xí)的那天是三月七號(hào)，交通工具是火車(chē)，到達(dá)唐山北站后轉(zhuǎn)坐面包車(chē)到開(kāi)灤集團(tuán)范各莊煤礦，雖然才兩個(gè)多小時(shí)，但由于感冒發(fā)燒還是感覺(jué)挺累的。我們是下午去的，到礦上已經(jīng)是晚上了，帶隊(duì)老師給我們安排住宿，我們?cè)诘V上的實(shí)習(xí)由第二天正式開(kāi)始。
6.1生活篇
我們到礦上是住在范礦招待所，六人間，每天都有服務(wù)員打掃衛(wèi)生，是我們幾次出去實(shí)習(xí)以來(lái)住宿條件最好的一次。吃飯是自己解決，可以在食堂吃，也可以在外面的飯店吃，在大食堂吃需要辦飯卡，所以我們都是在外面飯店吃，有時(shí)也在回民食堂吃。唐山的菜有一大特點(diǎn)，就是特咸，每一次都得和老板說(shuō)炒淡一點(diǎn)，要是忘了說(shuō)了，那一頓就特別的有味道了。范礦門(mén)口那個(gè)飯店的餃子非常的有特色，一個(gè)餃子比兩個(gè)小籠包還大，一份餃子只有十個(gè)，一般飯量的人還吃不完。
6.2參觀篇
到礦上的第二天早上，由礦上相關(guān)負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)我們參觀地面工業(yè)廣場(chǎng)，耐心的給我們簡(jiǎn)介了礦井提升、運(yùn)輸、供電等系統(tǒng)及其主要設(shè)備，介紹了礦井主副井及新井的提升方式、容器、裝卸載方式、設(shè)備組成及型號(hào)。了解地面工業(yè)廣場(chǎng)、地面主副井附近運(yùn)輸系統(tǒng)的布置，地面中央變電所、機(jī)修廠、洗煤廠等的一般情況（如圖6-1，圖6-2，圖6-3，圖6-4，圖6-5）。
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圖6-1液壓支架 圖6-2 機(jī)修廠
圖6-3 礦井提升裝置
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圖6-4 地面中央變電所
圖6-5 洗煤廠
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6.3講座篇
從第二天下午開(kāi)始，我們聽(tīng)了好多講座，由礦上各科室的負(fù)責(zé)人等領(lǐng)導(dǎo)給我們做報(bào)告，包括：（1）礦井概況（包括礦區(qū)交通地理位置、地形地貌、氣象、煤田分布等情況），（2）地質(zhì)情況（包括井下地質(zhì)條件、煤炭?jī)?chǔ)量、瓦斯、水、火、煤塵等條件），（3）管理制度，（4）入井須知及安全措施，（5）礦井各個(gè)系統(tǒng)（礦井運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、供電、排水、監(jiān)測(cè)與通訊、安全避險(xiǎn)等系統(tǒng)），（6）礦井開(kāi)拓（井筒形式、數(shù)目和位置，水平劃分及服務(wù)年限），（7）勞模講座等。
6.4下井篇
我們這次實(shí)習(xí)總的下了一次井。我們整好隊(duì)伍后由相關(guān)負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)到了更衣室，換好衣服后領(lǐng)取礦燈、自救器和定位器，佩戴完畢后來(lái)到副井乘坐罐籠下井。我們到了第一水平，井底特別豪華，巷道地面和壁邦都鋪上了瓷磚，在墻壁上還養(yǎng)得有金魚(yú)。之后我們參觀了井底車(chē)場(chǎng)、新上端頭支架進(jìn)行超前支護(hù)的采煤工作面、開(kāi)拓掘進(jìn)工作面，在采煤工作面我們還看到了采煤機(jī)滾筒正在旋轉(zhuǎn)割煤，刮板輸送機(jī)和皮帶正在運(yùn)行運(yùn)輸煤，這是以往沒(méi)有看到過(guò)的。之后我們乘坐猴車(chē)到第二水平，參觀了井底車(chē)場(chǎng)、清理斜巷、煤倉(cāng)及卸載方式，之后我們由第二水平到第三水平的暗立井乘坐罐籠到第三水平，參觀了第三水平的井底車(chē)場(chǎng)和煤倉(cāng)及卸載方式參觀完之后，我們由原路返回第一水平，從副井升井（由于下井禁止帶相機(jī)，手機(jī)等電子產(chǎn)品，所以下井圖6-6，圖6-7作為參考）。
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圖6-6 回風(fēng)巷道
圖6-7 進(jìn)風(fēng)巷道
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6.5感想篇
實(shí)習(xí)的時(shí)間快而短暫，在范礦的大力支持和老師的帶領(lǐng)下，這次實(shí)習(xí)在不知不覺(jué)間就結(jié)束了，這次實(shí)習(xí)的圓滿結(jié)束標(biāo)志著我們大學(xué)的所有課程全部結(jié)束，最后就只有畢業(yè)設(shè)計(jì)了。我們的所有課程都學(xué)習(xí)完了，但對(duì)于礦上用到的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還有很多東西待我們?nèi)W(xué)習(xí)，這需要我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦幸_踏實(shí)地切記好高騖遠(yuǎn)，充分認(rèn)識(shí)理論、實(shí)踐和自身素質(zhì)與工作的關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不僅加深了對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，還增長(zhǎng)自己的閱歷。井下工作條件惡劣，必須樹(shù)立正視困難、不怕困難、解決困難的勇氣和信心，有了這種堅(jiān)定的信心與意念，我們都會(huì)將在井下遇到的各種困難一一解決掉。
通過(guò)這次實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，時(shí)間雖然短暫，我們打開(kāi)了視野，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，為我們以后進(jìn)入社會(huì)走向工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我有信心在將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中更好地完成任務(wù)。
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班 級(jí)：
實(shí)習(xí)名稱：
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：
實(shí)習(xí)時(shí)間：
實(shí)習(xí)評(píng)語(yǔ)：
考核成績(jī)：
指導(dǎo)教師： 張偉杰
屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
論文題目： 大運(yùn)量高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
院 (部)： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
年 3月 5 日
開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求
1. 開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開(kāi)始前完成，指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)、教研室審查后生效；
2. 學(xué)生應(yīng)按照統(tǒng)一要求（從教務(wù)處網(wǎng)站下載開(kāi)題報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)格式電子文檔）填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，其中：字體小4號(hào)宋體，行距20磅，日期的填寫(xiě)一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)，如“2006年1月17日”或“2006-01-17”；
3. 根據(jù)專業(yè)的具體情況，學(xué)生應(yīng)查閱一定數(shù)量的參考文獻(xiàn)（不包括辭典、手冊(cè)）；
4. 完成后及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。
屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
1.課題背景
帶式輸送機(jī)自1795年被發(fā)明以來(lái)，經(jīng)歷了兩個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，其現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)。特別是第二次工業(yè)革命帶來(lái)了新材料、新技術(shù)的采用，使帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入一個(gè)新紀(jì)元。當(dāng)今，無(wú)論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來(lái)衡量，它已經(jīng)可以同火車(chē)、汽車(chē)運(yùn)輸相抗衡，成為三足鼎立局面，并成為各國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展的行業(yè)。
2.研究意義
帶式輸送機(jī)因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，并能適應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作，包括潮濕、泥濘、粉塵多等，所以它已經(jīng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、銷(xiāo)售的周期，使它更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。
目前，帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中重要的組成部分。為了更好的研究帶式輸送機(jī)的工作組成原理，發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)其不足之處，本課題所研究的是大傾角、下運(yùn)帶式輸送機(jī)。此次研究的主要問(wèn)題在于系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)件布置、軟啟動(dòng)和制動(dòng)問(wèn)題。帶式輸送機(jī)向下運(yùn)送物料時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)的運(yùn)行工礦有別于一般的帶式輸送機(jī)。由于運(yùn)轉(zhuǎn)上的需要，在結(jié)構(gòu)上有特點(diǎn)，控制上有特殊需求。下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動(dòng)裝置及其控制技術(shù)尤為關(guān)鍵。
如何實(shí)現(xiàn)制動(dòng)與自動(dòng)張緊，逐漸向智能化、自動(dòng)化、人性化方向發(fā)張，是目前帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向，也是本課題的研究目的和意義所在。相信隨著課題的不斷深入，對(duì)帶式輸送機(jī)將會(huì)有更深入的了解，為以后的學(xué)習(xí)也能打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。
3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過(guò)國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī) 成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究額產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研究成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。
國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面帶式帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開(kāi)發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。國(guó)外已經(jīng)使用或已經(jīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的幾條典型長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)輸送線。
二、 本課題的主要內(nèi)容和擬采用的研究方法或措施
1.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
帶式輸送機(jī)總體方案設(shè)計(jì)
輸送機(jī)布置受力圖；包括輸送帶工作過(guò)程的受力分析，輸送帶各點(diǎn)張力的確定、帶的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算。
輸送機(jī)零部件設(shè)計(jì)；包括驅(qū)動(dòng)裝置布置方案的篩選、驅(qū)動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度校核。
總體方案：帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的開(kāi)始，首先要對(duì)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)，接著對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)各個(gè)受力的計(jì)算，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的選擇確定，確定其電動(dòng)機(jī)、減速帶、聯(lián)軸器以及拉緊裝置的選擇，然后對(duì)系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)綜合保護(hù)，軟啟動(dòng)裝置。
2.研究方法或措施：
第一步，明確設(shè)計(jì)要求，找出研究的重難點(diǎn)。
第二步，實(shí)地觀摩，大量收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，吸取專家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
第三步，初步確定設(shè)計(jì)方案。
第四步，在老師的指導(dǎo)下完成本次的設(shè)計(jì)。
三、 應(yīng)完成的主要任務(wù)
完成帶式輸送機(jī)總裝配圖一張（A0）
完成驅(qū)動(dòng)輪及改向輪受力圖一張（A1）
完成中間架零件圖、機(jī)頭架、機(jī)尾架各一張（A2）
英文翻譯一份
開(kāi)題報(bào)告一份
實(shí)習(xí)報(bào)告一份
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份
四、 本課題的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期工作
重點(diǎn)：帶式輸送機(jī)機(jī)械設(shè)備選擇，電氣控制系統(tǒng)的可編程控制，系統(tǒng)綜合保護(hù)，對(duì)軟啟動(dòng)的裝備控制。
難點(diǎn)：機(jī)械設(shè)備的合理布局及各設(shè)備的選擇確定和電氣控制系統(tǒng)的有效整合。
前期已開(kāi)展工作：完成對(duì)課題的選擇；利用圖書(shū)館或網(wǎng)絡(luò)資源搜集帶式輸送機(jī)設(shè)備和可編程控制相關(guān)理論；仔細(xì)研究現(xiàn)有帶式輸送機(jī)的特征及操作并選取合適的研究方法及時(shí)與導(dǎo)師進(jìn)行聯(lián)系和交流；構(gòu)思部分設(shè)計(jì)草圖；根據(jù)任務(wù)書(shū)要求安排畢業(yè)論文進(jìn)程；查閱相關(guān)英文文獻(xiàn)資料，構(gòu)思開(kāi)題報(bào)告。
五、 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)目錄
1.緒論
2.帶式輸送機(jī)概述
2.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
2.2 帶式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn)
2.3 帶式輸送機(jī)的類型及發(fā)展?fàn)顩r
2.3.1帶式輸送機(jī)的類型
2.3.2帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
2.4 帶式輸送機(jī)的計(jì)算原理
2.4.1帶式輸送機(jī)的工作原理
2.4.2帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)理論
2.5 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式
2.5.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)
2.5.2 帶式輸送機(jī)的布置方式
3.DTII（A）型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 工作條件及原始數(shù)據(jù)
3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程
3.2.1 輸送帶運(yùn)輸能力核算
3.2.2 輸送帶寬度的核算
3.3 圓周驅(qū)動(dòng)力
3.3.1 計(jì)算公式
3.3.2 主要阻力計(jì)算
3.3.3 主要特種阻力計(jì)算
3.3.4 附加特種阻力計(jì)算
3.3.5 傾斜阻力計(jì)算
3.4傳動(dòng)功率計(jì)算
3.4.1 傳動(dòng)軸功率（Pa）計(jì)算
3.4.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
3.5 輸送帶張力計(jì)算
3.5.1 輸送帶不打滑條件校核
3.5.2 輸送帶下垂度校核
3.5.3 各特性點(diǎn)張力計(jì)算
3.6 傳動(dòng)滾筒、改向滾筒合張力計(jì)算
3.6.1 改向滾筒合張力計(jì)算
3.6.2 傳動(dòng)滾筒合張力計(jì)算
3.7 傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算
3.8 拉緊力計(jì)算
3.9繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算
4.驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì)
4.1 電機(jī)的選用
4.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
4.2.2 液力偶合器
4.2.3 聯(lián)軸器
5.帶式輸送機(jī)部件的選用
5.1 輸送帶
5.1.1 輸送帶的分類
5.1.2 輸送帶的連接
5.2 傳動(dòng)滾筒
5.2.1 傳動(dòng)滾筒的作用及類型
5.2.2 傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì)
5.2.3 傳動(dòng)滾筒的直徑驗(yàn)算
5.3 托輥
5.3.1 托輥的作用與類型
5.3.2 托輥的選型
5.3.3 托輥的校核
5.4 制動(dòng)裝置
5.4.1 制動(dòng)裝置的作用
5.4.2 制動(dòng)裝置的種類及選型
5.5 改向裝置
5.6拉緊裝置
5.6.1 拉緊裝置的作用
5.6.2 張緊裝置在使用中應(yīng)滿足的要求
5.6.3 拉緊裝置在過(guò)渡工況下的工作特點(diǎn)
5.6.4 拉緊裝置布置時(shí)應(yīng)遵循的原則
5.6.5 拉緊裝置的種類及特點(diǎn)
6.其他部件的選用
6.1 機(jī)架
6.2 給料裝置
6.2.1 對(duì)給料裝置的基本要求
6.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸
6.3 卸料裝置
6.4 清掃裝置
6.5 頭部漏斗
6.6 電氣及安全保護(hù)裝置
7. 結(jié)論與展望
8. 致謝
屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
六、畢設(shè)進(jìn)度安排
第1-2周 畢設(shè)實(shí)習(xí)，收集資料、查找參考文獻(xiàn)
第3-4周 撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告、英文翻譯和開(kāi)題報(bào)告
第4-5周 完善開(kāi)題報(bào)告，撰寫(xiě)畢設(shè)大綱
第6-8周 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的整體計(jì)算
第8-9周 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第9-12周 繪制帶式輸送機(jī)裝配圖、總體裝配圖及重要零件的零件圖
第12-13周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)論文
第14周 上交設(shè)計(jì)論文初稿，指導(dǎo)教師審閱，修改設(shè)計(jì)論文初稿
第15周 整理論文，準(zhǔn)備答辯
第16周 進(jìn)行畢設(shè)論文答辯
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師（簽字）：
年 月 日
系（教研室）審查意見(jiàn)：
系（教研室）主任（簽字）：
年 月 日
屆
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)(論文)題目： 大運(yùn)量高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)
專 題 題 目 ：
姓 名 ：
專 業(yè) 班 級(jí) ：
指 導(dǎo) 教 師 ：
NC Technology
1.Research current situation of NC lathe in our times
Research and development process to such various kinds of new technologies as numerical control lathe , machining center , FMS , CIMS ,etc. of countries all over the world, linked to with the international economic situation closely. The machine tool industry has international economy to mutually promote and develop, enter 21 alert eras of World Affairs, the function that people's knowledge plays is more outstanding , and the machine tool industry is regarded as the foundation of the manufacturing industry of the machine, its key position and strategic meaning are more obvious. Within 1991-1994 years, the economic recession of the world, expensive FMS, CIMS lowers the temperature, among 1995-2000 years, the international economy increases at a low speed, according to requisition for NC lathe and the world four major international lathes exhibition in order to boost productivity of users of various fields of present world market (EMO , IMTS , JIMTOF , China CIMT of Japan of U.S.A. of Europe), have the analysis of the exhibit, there are the following several points mainly in the technical research of NC lathe in our times:
1.1 Pay more attention to new technology and innovation
Worldwide , are launching the new craft , new material , new structure , new unit , research and development of the new component in a more cost-effective manner, developmental research of for instance new cutter material , the new electric main shaft of main shaft structure , high speed , high-speed straight line electrical machinery ,etc.. Regard innovating in improvement of the processing technology as the foundation, for process ultra and hard difficult to cut material and special composite and complicated part , irregular curved surface ,etc. research and develop new lathe variety constantly.
1.2 Improve the precision and research of machine tooling
In order to improve the machining accuracy of the machining center , are improving rigidity of the lathe , reduction vibration constantly, dispel hotly and out of shape, reduce the noise , improve the precision of localization of NC lathe , repeat precision , working dependability , stability , precision keeping, world a lot of country carry on lathe hot error , lathe sport and load out of shape software of error compensate technical research, take precision compensate , software compensate measure improve , some may make this kind of error dispel 60% already. And is developing retrofit constantly, nanometer is being processed.
1.3 Improve the research of the machine tooling productivity
World NC lathe, machining center and corresponding some development of main shaft , electrical machinery of straight line , measuring system , NC system of high speed, under the prerequisite of boosting productivity.
1.4 What a lot of countries have already begun to the numerical control system melt intelligently, openly, study networkedly
1.4.1 elligent research of the numerical control system
Mainly showing in the following aspects: It is intelligent in order to pursue the efficiency of processing and process quality, the self-adaptation to the processing course is controlled, the craft parameter produces research automatically; Join the convenient one in order to improve the performance of urging and use intelligently, to the feedback control , adaptive operation , discerning automatically load selects models automatically , since carries on research whole definitely ,etc. of the electrical machinery parameter; There are such research of the respect as intelligent automatic programming , intelligent man-machine interface , intelligence diagnosing , intelligent monitoring ,etc..
1.4.2 The numerical control system melts and studies open
Mainly showing in the following aspects: The development of the numerical control system is on unified operation platform, face the lathe producer and support finally, through changing, increasing or cutting out the structure target(numerical control target ), form the seriation, and can use users specially conveniently and the technical know-how is integrated in the control system, realize the open numerical control system of different variety , different grade fast, form leading brand products with distinct distinction. System structure norm of the open numerical control system at present, norm , disposing the norm , operation platform , numerical control systematic function storehouse and numerical control systematic function software developing instrument ,etc. are the core of present research to pass through.
1.4.3 Meeting the manufacture system of the production line , demand for the information integration of the manufacturing company networkedly greatly of numerical control equipment, it is a basic unit of realizing the new manufacture mode too.
2. Classification of the machining center
2.1 Process according to main shaft space position when it classifies to be as follows, horizontal and vertical machining center.
Horizontal machining center, refer to the machining center that the axis level of the main shaft is set up . Horizontal machining center for 3-5 sport coordinate axis, a common one three rectilinear motion coordinate axis and one turn the coordinate axis of sports round (turn the workingbench round), it can one is it is it finish other 4 Taxi processing besides installing surfaces and top surfaces to insert to install in work piece, most suitable for processing the case body work piece . Compared with strength type machining center it, the structure is complicated, the floor space is large, quality is large, the price is high.
Vertical machining center, the axis of the main shaft of the vertical machining center, in order to set up vertically, its structure is mostly the regular post type, the workingbench is suitable for processing parts for the slippery one of cross, have 3 rectilinear motion coordinate axis generally , can find a room for one horizontal numerical control revolving stage (the 4th axle ) of axle process the spiral part at workingbench. The vertical machining center is of simple structure, the floor space is small, the price is low, after allocating various kinds of enclosures , can carry on the processing of most work pieces .
Large-scale gantry machining center, the main shafts are mostly set up vertically, is especially used in the large-scale or with complicated form work piece , is it spend the many coordinate gantry machining center to need like aviation , aerospace industry , some processing of part of large-scale steam turbine.
Five machining centers, this kind of machining center has function of the vertical and horizontal machining center, one is it after inserting , can finish all five Taxi processing besides installing the surface to install in work piece, the processing way can make form of work piece error lowest , save 2 times install and insert working, thus improve production efficiency , reduce the process cost.
2.2 Classify by craft use
Is it mill machining center to bore, is it mill for vertical door frame machining center , horizontal door frame mill the machining center and Longmen door frame mill the machining center to divide into. Processing technology its rely mainly on the fact that the door frame is milled, used in case body, shell and various kinds of complicated part special curve and large processes , curved surface of outline process, suitable for many varieties to produce in batches small.
Complex machining center, point five times and compound and process mainly, the main shaft head can be turned round automatically, stand, lie and process, after the main shaft is turned round automatically, realize knowing that varies in the horizontal and vertical direction.
2.3 Classify by special function
Single workingbench , a pair of workingbench machining center;
Single axle , dual axle , three axle can change machining center , main shaft of case;
Transfer vertically to the tower machining center and transfer ;
One hundred sheets of storehouses adds the main shaft and changes one one hundred sheets of machining centers;
One hundred sheets of storehouses connects and writes hands to add the main shaft and change one hundred sheets of machining centers;
One hundred sheets of storehouses adds the manipulator and adds one pair of main shafts to transfer to the tower machining center.
3.Development trend of the current numerical control lathe
At present, the advanced manufacturing technology in the world is rising constantly, such application of technology as ultrafast cutting , ultraprecision processing ,etc., the rapid development of the flexible manufacturing system and integrated system of the computer one is constant and ripe, have put forward higher demand to the process technology of numerical control. Nowadays the numerical control lathe is being developed in several following directions.
3.1 The speed and precision at a high speed , high accuracy are two important indexes of the numerical control lathe , it concerns directly that processes efficiency and product quality. At present, numerical control system adopt-figure number, frequency high processor, in order to raise basic operation speed of system. Meanwhile , adopt the super large-scale integrated circuit and many microprocessors structure, in order to improve systematic data processing ability , namely improve and insert the speed and precision of mending operation. Adopt the straight line motor and urge the straight line of the lathe workingbench to be servo to enter to the way directly, it is quite superior that its responds the characteristic at a high speed and dynamically. Adopt feedforward control technology , make it lag behind error reduce greatly , thus improve the machining accuracy cut in corner not to track.
For meet ultrafast demand that process, numerical control lathe adopt main shaft motor and lathe structure form that main shaft unite two into one, realize frequency conversion motor and lathe main shaft integrate , bearing , main shaft of electrical machinery adopt magnetism float the bearing , liquid sound pigeonhole such forms as the bearing or the ceramic rolling bearing ,etc.. At present, ceramic cutter and diamond coating cutter have already begun to get application.
3.2 Multi-functional to is it change all kinds of machining centers of organization (a of capacity of storehouse can up to 100 of the above ) automatically to furnished with, can realize milling paring , boring and pares , bores such many kinds of processes as paring , turning , reaming , reaming , attacking whorl ,etc. to process at the same time on the same lathe , modern numerical control lathe adopt many main shaft , polyhedron cut also , carry on different cutting of way process to one different position of part at the same time. The numerical control system has because adopted many CPU structure and cuts off the control method in grades, can work out part processing and procedure at the same time on a lathe , realize so-called " the front desk processes , the backstage supporter is an editor ". In order to meet the needs of integrating the systematic one in flexible manufacturing system and computer, numerical control system have remote serial interface , can network , realize data communication , numerical control of lathe, can control many numerical control lathes directly too.
3.3 Intelligent modern numerical control lathe introduce the adaptive control technology, according to cutting the change of the condition, automatic working parameter, make the processing course can keep the best working state , thus get the higher machining accuracy and roughness of smaller surface , can improve the service life of the cutter and production efficiency of the equipment at the same time . Diagnose by oneself , repair the function by oneself, among the whole working state, the system is diagnosed, checked by oneself to CNC system and various kinds of equipment linking to each other with it at any time. While breaking down , adopt the measure of shutting down etc. immediately , carry on the fault alarm, brief on position , reason to break down ,etc.. Can also make trouble module person who take off automatically , put through reserve module , so as to ensure nobody demand of working environment. For realize high trouble diagnose that requires , its development trend adopts the artificial intelligence expert to diagnose the system.
3.4 Numerical control programming automation with the development of application technology of the computer, CAD/CAM figure interactive automatic programming has already get more application at present, it is a new trend of the technical development of numerical control. It utilize part that CAD draw process pattern , is it calculate the trailing punishing to go on by cutter orbit data of computer and then, thus produce NC part and process the procedure automatically, in order to realize the integration of CAD and CAM. With the development of CIMS technology , the full-automatic programming way in which CAD/CAPP/CAM integrates has appeared again at present, it, and CAD/CAM systematic programming great difference their programming necessary processing technology parameter needn't by artificial to participate in most, get from CAPP database in system directly.
3.5 The dependability of the dependability maximization numerical control lathe has been the major indicator that users cared about most all the time . The numerical control system will adopt the circuit chip of higher integrated level , will utilize the extensive or super large-scale special-purpose and composite integrated circuit, in order to reduce the quantity of the components and parts , to improve dependability . Through the function software of the hardware, in order to meet various kinds of demands for controlling the function, adopt the module , standardization , universalization and seriation of the structure lathe noumenonn of the hardware at the same time , make not only improve the production lot of the hardware but also easy to is it produce to organize and quality check on.. Still through operating and starting many kinds of diagnostic programs of diagnosing , diagnosing , diagnosing off-line online etc. automatically, realize that diagnoses and reports to the police the trouble to hardware , software and various kinds of outside equipment in the system. Utilize the warning suggestion, fix a breakdown in time; Utilize fault-tolerant technology, adopt and design the important part " redundantly ", in order to realize the trouble resumes by oneself; Utilize various kinds of test , control technology , exceed Cheng , one one hundred sheets of damages , interfering , cutting out ,etc. at the time of various kinds of accidents as production, carry on corresponding protection automatically.
3.6 Control system miniaturization systematic miniaturization of numerical control benefit and combine the machine , electric device for an organic whole. Adopt the super large-scale integrated component , multi-layer printed circuit board mainly at present, adopt the three-dimensional installation method , make the electronic devices and components must use the high density to install, narrow systematic occupying the space on a larger scale. And utilize the new-type slim display of colored liquid crystal to substitute the traditional cathode ray tube, will make the operating system of numerical control miniaturize further. So can install it on the machine tool conveniently, benefit the operation of the numerical control lathe correctly even more.
本文出處：Shigley J E. Mechanical Engineering Design. New York: McGraw-Hill, 1998
數(shù)控技術(shù)
1.當(dāng)前世界NC機(jī)床的研究現(xiàn)狀
世界各國(guó)對(duì)數(shù)控機(jī)床、加工中心以至FMS、CIMS等各種新技術(shù)的研究與發(fā)展進(jìn)程，是與世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)緊密相連的。機(jī)床工業(yè)有世界經(jīng)濟(jì)相互促進(jìn)和發(fā)展，進(jìn)入21世界知識(shí)機(jī)警時(shí)代，人們的知識(shí)所起的作用更加突出，而機(jī)床工業(yè)作為機(jī)器制造業(yè)的基礎(chǔ)，其重點(diǎn)地位與戰(zhàn)略意義也更加明顯。在1991—1994年間，世界經(jīng)濟(jì)衰退，昂貴的FMS，CIMS降溫，1995—2000年間，世界經(jīng)濟(jì)在低速增長(zhǎng)，根據(jù)當(dāng)前世界市場(chǎng)各方面用戶為提高生產(chǎn)率對(duì)NC機(jī)床的要求以及世界四大國(guó)際機(jī)床展（歐洲的EMO、美國(guó)的IMTS、日本的JIMTOF、中國(guó)的CIMT）上展品的分析，當(dāng)前世界NC機(jī)床的技術(shù)研究主要有以下幾點(diǎn)：
1.1更加重視新技術(shù)和創(chuàng)新
在世界范圍內(nèi)，對(duì)新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)、新單元、新元件的研究開(kāi)發(fā)工作正在大力開(kāi)展，如新的刀具材料、新的主軸結(jié)構(gòu)、高速電主軸、高速直線電機(jī)等的開(kāi)發(fā)研究。以加工工藝的改進(jìn)創(chuàng)新為基礎(chǔ)，為加工超硬、難切削材料及特殊復(fù)合材料及復(fù)雜零件、不規(guī)則曲面等在不斷研究開(kāi)發(fā)新機(jī)種。
1.2提高機(jī)床加工的精度和研究
為了提高加工中心的加工精度，不斷提高機(jī)床的剛度、減少振動(dòng)，消除熱變形，降低噪聲，提高NC機(jī)床的定位精度、重復(fù)精度、工作可靠性、穩(wěn)定性、精度保持性，世界很多國(guó)家都在進(jìn)行機(jī)床熱誤差、機(jī)床運(yùn)動(dòng)及負(fù)載變形誤差的軟件補(bǔ)償技術(shù)研究，并采取精度補(bǔ)償、軟件補(bǔ)償?shù)却胧┘右愿纳?，有的已?jīng)可以使此類誤差消除60%。并在不斷開(kāi)發(fā)精細(xì)加工，納米加工。
1.3提高機(jī)床加工生產(chǎn)率的研究
世界NC機(jī)床、加工中心及相應(yīng)的高速點(diǎn)主軸、直線電機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、NC系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，均以提高生產(chǎn)率為前提。
1.4許多國(guó)家都已經(jīng)開(kāi)始對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化研究
1.4.1數(shù)控系統(tǒng)的智能化的研究
主要表現(xiàn)在：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，對(duì)加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成進(jìn)行研究；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，對(duì)反饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等進(jìn)行研究；還有智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面、智能診斷、智能監(jiān)控等方面的研究。
1.4.2數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化研究
主要表現(xiàn)在：數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終擁護(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控對(duì)象），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通行規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
1.4.3數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式的基礎(chǔ)單元。
2.加工中心的分類
2.1按主軸加工時(shí)的空間位置分類有：臥式和立式加工中心。
臥式加工中心，是指主軸軸線水平設(shè)置的加工中心。臥式加工中心一般具有3—5個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，常見(jiàn)的是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸（回轉(zhuǎn)工作臺(tái)），它能在工件一次裝夾完成除安裝面和頂面以外的其余4個(gè)面的加工，最適合加工箱體類工件。它與力式加工中心相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，質(zhì)量大，價(jià)格高。
立式加工中心，立式加工中心主軸的軸線為垂直設(shè)置，其結(jié)構(gòu)多為固定立柱式，工作臺(tái)為十字滑臺(tái)，適合加工盤(pán)類零件，一般具有3個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，并可在工作臺(tái)上安置一個(gè)水平軸的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)（第4軸）來(lái)加工螺旋類零件。立式加工中心結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格低，配備各種附件后，可進(jìn)行大部分工件的加工。
大型龍門(mén)式加工中心，主軸多為垂直設(shè)置，尤其使用于大型或形狀復(fù)雜的工件，像航空、航天工業(yè)及大型汽輪機(jī)上的某些零件的加工都需要用這類多坐標(biāo)龍門(mén)式加工中心。
五面加工中心，這種加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，在工件一次裝夾后，能完成除安裝面外的所有五個(gè)面的加工，這種加工方式可以使工件的形狀誤差降到最低，省去二次裝夾工作，從而提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。
2.2按工藝用途分類有：
鏜銑加工中心，分為立式樘銑加工中心、臥式樘銑加工中心和龍門(mén)樘銑加工中心。其加工工藝以樘銑為主，用于箱體，殼體以及各種復(fù)雜零件特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工，適合多品種小批量生產(chǎn)。
復(fù)合加工中心，主要指五面復(fù)合加工，主軸頭可自動(dòng)回轉(zhuǎn)，進(jìn)行立，臥加工，在主軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)后，在水平和垂直方向?qū)崿F(xiàn)知道變換。
2.3按特殊功能分類有：
單工作臺(tái)、雙工作臺(tái)加工中心；
單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心；
立式轉(zhuǎn)塔加工中心和臥式轉(zhuǎn)塔加工中心；
刀庫(kù)加主軸換刀加工中心；
刀庫(kù)接寫(xiě)手加主軸換刀加工中心；
刀庫(kù)加機(jī)械手加雙主軸轉(zhuǎn)塔加工中心。
3.當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)：
目前，世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
3.1高速度、高精度化速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。同時(shí)，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。并采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的直線伺服進(jìn)給方式，其高速度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性相當(dāng)優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù)，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。
為適應(yīng)超高速加工的要求，數(shù)控機(jī)床采用主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了變頻電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸一體化，主軸電機(jī)的軸承采用磁浮軸承、液體動(dòng)靜壓軸承或陶瓷滾動(dòng)軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開(kāi)始得到應(yīng)用。
3.2多功能化配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)(刀庫(kù)容量可達(dá)100把以上)的各類加工中心，能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車(chē)削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削，即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級(jí)中斷控制方式，即可在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制，實(shí)現(xiàn)所謂的“前臺(tái)加工，后臺(tái)編輯”。為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。
3.3智能化現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過(guò)程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復(fù)功能，在整個(gè)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時(shí)，立即采用停機(jī)等措施，并進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)，而接通備用模塊，以確保無(wú)人化工作環(huán)境的要求。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢(shì)是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。
3.4數(shù)控編程自動(dòng)化隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，目前CAD／CAM圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，再經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理，從而自動(dòng)生成NC零件加工程序，以實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD／CAPP／CAM集成的全自動(dòng)編程方式，它與CAD／CAM系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫(kù)獲得。
3.5可靠性最大化數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來(lái)提高可靠性。通過(guò)硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示，及時(shí)排除故障；利用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。
3.6控制系統(tǒng)小型化數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)?？s小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管，將使數(shù)控操作系統(tǒng)進(jìn)一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上，更便于對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作使用。
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