水平刮板輸送機設(shè)計開題報告

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哈爾濱理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 開 題 報 告 學(xué)生姓名 劉義偉 學(xué) 號 1330060313 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械 13 指導(dǎo)教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來源： 題目： 水平刮板輸送機設(shè)計 題目來源： 自擬 課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 煤炭作為 我國主要戰(zhàn)略性能源，在一次能源生產(chǎn)和消費構(gòu)成中一直占 70%以上。盡管這一現(xiàn)實在一定程度上反映了我國能源結(jié)構(gòu)上的不合理性，考慮環(huán)境污染和能源安全，我國能源政策會作出一定調(diào)整，但在可遇見的時期內(nèi)，煤炭作為支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略性第一能源的地位不會改變。由此可見，煤炭產(chǎn)業(yè)以及煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的良性發(fā)展對于我國的國民經(jīng)濟發(fā)展的重要意義。 我國煤礦采掘機械化自 20 世紀(jì) 50 年代開始發(fā)展。 1974 年引進發(fā)展綜合機械化采煤和裝備。 1990 年統(tǒng)配煤礦的綜合機械化程度只有 綜采工作面單產(chǎn)平均 t/a，其中高產(chǎn)的 百萬噸工作面只有 30 余個。按全國煤炭總產(chǎn)量計算，全國采煤機械化程度和綜合機械化程度大體只有統(tǒng)配的一半，所占比重很低?！吨袊禾块_發(fā)戰(zhàn)略研究》表明：今后隨著國家經(jīng)濟實力、技術(shù)裝備、人員素質(zhì)的提高，機械化水平必將逐步提高。技術(shù)發(fā)展的整體趨向是國有重點煤礦跟蹤世界發(fā)達國家，地方國有煤礦跟蹤國有重點煤礦，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦跟蹤地方國有煤礦，形成以現(xiàn)代化技術(shù)為先導(dǎo)的多層次技術(shù)結(jié)構(gòu)。 綜采技術(shù)是長壁采煤系統(tǒng)、支護、采煤、裝載、運輸及整體推進等作業(yè)全部機械化的生產(chǎn)技術(shù)，在近半個世紀(jì)的發(fā)展歷程中，它創(chuàng)造和保持了多項世界記錄，是當(dāng)今世 界最先進的開采技術(shù)，近幾年在新技術(shù)革命影響的牽動下，正發(fā)生著變革性的進步。目前全自動化無人采煤工作面的綜采技術(shù)，是美、德等國科研工作的重要內(nèi)容。綜采設(shè)備是綜采技術(shù)的核心部分，工作面刮板輸送機是關(guān)鍵的綜合設(shè)備之一。為迅速趕上世界綜采工作面刮板輸送機的現(xiàn)狀，探討其發(fā)展趨勢，對促進工作面刮板輸送機極其他綜采設(shè)備的發(fā)展，有非常重要的意義。 綜采刮板輸送機是綜采工作面的主要配套設(shè)備之一。建設(shè)一批高產(chǎn)、高效的現(xiàn)代化礦區(qū)國產(chǎn)重型刮板輸送機在我國綜合機械化采煤技術(shù)中起主導(dǎo)作用，在我國煤炭開發(fā)戰(zhàn)略中的地位日益重要，從保證國民 經(jīng)濟發(fā)展對煤炭的需求以及發(fā)展煤炭主產(chǎn)地區(qū)域經(jīng)濟和促進社會穩(wěn)定等角度出發(fā)，對我國煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展無疑具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。 文獻綜述） 刮板輸送機是一種重要的礦山運輸機械， 不但擔(dān)負(fù)著運煤的作用，還是采煤機的運行軌道以及液壓支架的推移支點。在設(shè)備使用過程中還要懸掛工作面設(shè)備的電纜、水管等。 由于它 結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，運轉(zhuǎn)可靠性高、節(jié)能高效、輸送距離長、密封性能好且維修方便 ，在 冶金、建材、化工、火電、礦山等行業(yè) 里廣泛使用。 (1)刮板輸送機的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段 第一階段：在 30代，是可拆卸的刮板輸送機，它在工作面內(nèi)只能直線鋪設(shè)，隨工作面的推進，需人工拆卸、搬移、組裝。刮板鏈?zhǔn)前迨?，多為單鏈，?V 型、 、 等小功率輕型刮板輸送機。 第二階段： 40 年代前期由德國制造出可彎曲刮板輸送機，它與采煤機、金屬支架配合實現(xiàn)了機械化采煤。這種刮板輸送機咳適應(yīng)底板不平凸凹凸不平和水平彎曲等條件，移設(shè)時不需拆卸，并且運煤量也有所增大，如當(dāng)時的型號 第三階段：進入 60 年代由于 液壓支架 的出現(xiàn)，為了適應(yīng)綜采的需要，刮板輸送機發(fā)展到了第三階段，研制出大功率鎧裝咳彎曲重型刮板輸送機，如5 型、 80 型等就是屬于這個階段的產(chǎn)品。 出現(xiàn)了雙鏈牽引和多電動機傳動；也相應(yīng)的使用了適應(yīng)多電動機傳動的液力耦合器，中部槽也有了較大的改進。 (2)國外刮板輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀 自世界上第一臺刮板輸送機誕生以來， 經(jīng)過半個多世紀(jì)的不斷研究、試驗、改進 。刮板輸送機已成為煤礦運輸、特別是長壁工作面運輸不可取代的輸送設(shè)備。 近年來，以美國、澳大利亞等發(fā)達采煤國家為代表的集約化高產(chǎn)高效礦井的迅速發(fā)展， 帶動了綜采裝備向機電一體化高端技術(shù)開拓，構(gòu)建了生產(chǎn)能力大、自動化程度高、安全可盤、工作面單產(chǎn)和工效成倍提高的新一代高產(chǎn)高效綜采工作面設(shè)備，實現(xiàn)和推動了一礦一井一面的高度集約化生產(chǎn)。 隨著集約化高產(chǎn)高效長壁工作面綜采裝備技術(shù)不斷向高端發(fā)展，為滿足生產(chǎn)能力大、自動化程度高、安全可靠的生產(chǎn)要求， 國外幾家有名的刮板輸送機公司不僅注重提高關(guān)鍵元部件材質(zhì)強度以提高其使用壽 命，還非常注重刮板輸送機軟啟動、過載保護以及帶可伸縮機尾的鏈條自動張緊等裝置的開發(fā)，提高刮板輸送機機電一體化控制水平。 現(xiàn)在各種輸送機機型所采用的軟啟動和過載保護形式已有限矩形液力耦合器、控傳動裝里、調(diào)速型液力藕合器、文流電機變頻調(diào)速等，國外公司所研制的液壓馬達緊鏈和可伸縮機尾調(diào)整鏈條松緊度的緊鏈系統(tǒng)，既能保證超重型工作面刮板輸送機緊鏈作業(yè)安全、可靠和便于控制，又能根據(jù)負(fù)載狀況隨時調(diào)節(jié)刮板鏈的松緊，保證了刮板鏈?zhǔn)冀K處于最佳運行狀態(tài)，避免了因鏈條過松而造成的懸鏈和跳鏈?zhǔn)鹿省? (3)國內(nèi)刮板輸送機的發(fā)展 現(xiàn)狀 我國煤礦長壁綜采機械化始于 20世紀(jì) 70年代末，隨著不斷推廣和發(fā)展，已經(jīng)具有一定研究開發(fā)、生產(chǎn)制造輸送機的能力，并成功地開發(fā)研制出多系列適應(yīng)我國國情的綜采和綜放工作面輸送設(shè)備，基本滿足國內(nèi)市場的需求。現(xiàn)在我國中、小功率刮板輸送機已具備成型技術(shù)，并有成熟的制造能力，運輸量小于 1500t/h、裝機功率小于 800中型和重型輸送設(shè)備方面與國外的產(chǎn)品水平基本相當(dāng)。 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，一些新的技術(shù)也不斷應(yīng)用于刮板輸送機。 同時通過對引進設(shè)備的消化、吸收和國產(chǎn)化舉措，我國也研制開發(fā)了諸如槽寬 機功率 2輸能力 2500已在一些大型礦井投人使用。 其中，各種規(guī)格的交叉?zhèn)刃妒綑C頭、材質(zhì)強度達 70 (4)隨著綜合機械化采煤生產(chǎn)能力的不斷提高，刮板輸送機主要的發(fā)展趨勢是： 1、設(shè)備重型化 設(shè)備重型化是煤炭集約化生產(chǎn)、高強度開采、單機單產(chǎn)不斷提高的要求 , 也是提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約投資、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。重型化集中表現(xiàn)為生產(chǎn)能力大 ,裝機功率不斷增大、重量大、電壓高等。 2 、設(shè) 備自動化 設(shè)備自動化是提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度、保障安全的重要手段。刮板輸送機的自動化主要是根據(jù)刮板輸送機啟動、運行中的負(fù)載狀況、采煤機的截割速度、采煤機的位置隨時調(diào)整輸送機的運行參數(shù)，實現(xiàn)自我控制，保證設(shè)備的安全、可靠運行。 3、 設(shè)備智能化 設(shè)備智能化是通過一些監(jiān)測和監(jiān)控裝置， 對刮板輸送機運行過程監(jiān)控，實現(xiàn)工況檢測和故障診斷。如：通過對輸送機電機電壓、電流、功率及溫升等的監(jiān)測， 監(jiān)視多電機驅(qū)動時電動功率分配及供電系統(tǒng)的工況，以提高故障維修率，也使排除故障的時間盡可能減少。 4、 向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方 向發(fā)展輸送機零部件普遍標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化， 以保證設(shè)計、加工的質(zhì)量和水平。所以，未來刮板輸送機，在向重型化、自動化、智能化發(fā)展的同時， 必將發(fā)展出能夠滿足極薄煤層工作面機械化綜采工藝的極薄煤層刮板輸送機， 以徹底解決長期以來國內(nèi)極薄煤層開采裝備落后、機械化程度低、工作面效率低、經(jīng)濟效益差的局面。 課題研究的主要內(nèi)容和方法 、 目標(biāo) ，研究過程中的主要問題和解決辦法： 本設(shè)計以煤礦實際運輸條件為依據(jù)，以訓(xùn)練 和 提高 綜合設(shè)計能力為目的，在設(shè)計中盡可能采用新的設(shè)計思想和設(shè)計方法，選擇更加合理 的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)，力爭提高 水平 刮板輸送機 質(zhì)量 ， 提高水平刮板輸送機的效率 ，降低 生產(chǎn) 成本， 在充分吸收學(xué)習(xí)現(xiàn)有的刮板輸送機設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參考有關(guān)設(shè)計資料，查閱《機械設(shè)計手冊》等工具書，按照機械工程設(shè)計程序、方法和技術(shù)規(guī)范進行設(shè)計。 本次設(shè)計主要研究內(nèi)容有：水平刮板輸送機的設(shè)計、水平刮板輸送機的整體選型、 減速器的優(yōu)化、刮板鏈的設(shè)計、液力耦合器的選型等，設(shè)計出具有實際應(yīng)用要求的產(chǎn)品。通過這次 設(shè)計，鍛煉了自己調(diào)研分析、加工與整理、運用工具手冊的能力，初步掌握了機械工程設(shè)計程序、方法和技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、理論 分析、圖表繪制、技術(shù)文件編寫的能力。 解決辦法： 在設(shè)計初期 ,認(rèn)真學(xué)習(xí) 水平刮板 輸送機的基礎(chǔ)知識 。 閱讀各類有關(guān)下運 水平輸送機的中文及外文文獻 ， 了解 水平刮板 輸送機在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及研究方向 ,為做設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。隨后通過參加畢業(yè)實習(xí)對帶式輸送機有一個感性的認(rèn)識 ,了解刮板式輸送機在現(xiàn)場的運轉(zhuǎn)情況 ,培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的 能 力。畢業(yè) 設(shè)計 結(jié)束后，就可以自己獨立的對所設(shè)計的 水平刮板輸送機進行功能分析在以后的設(shè)計中也能進行系統(tǒng)的方案設(shè)計 。 完成這些機械設(shè)備、部件 ， 為施工打下基礎(chǔ)。接著了解掌握 水平 輸送機 各種保護的原理并選擇相應(yīng)的保護裝置 ， 進而完成水平刮板輸送機的設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計 會 使我學(xué)到了不少新知識和研究方法，完善了知識結(jié)構(gòu)，它使我在大學(xué)里所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)技術(shù)知識得到了融會貫通。通過做水平刮板輸送設(shè)備，使我增強了解決實際生產(chǎn)問題的能力，讓我深刻認(rèn)識到了理論與實踐相結(jié)合的重要性。讓我了解到理論與實踐相結(jié)合的重要性。以前在學(xué)習(xí)理論課、基礎(chǔ)課的時候，自己不十分注意理論聯(lián)系實際，眼高手底，忽略了很多問題。通過畢業(yè)設(shè)計 會 使我認(rèn)識到只有把所學(xué)知識運用到實踐中去才能發(fā)揮知識的最大魅力。畢業(yè)設(shè)計運用到了以前所學(xué)基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，使得我們對自己所欠缺的部分得到了補充，因此畢業(yè)設(shè)計也是對以前所學(xué)知識的總結(jié)。 目標(biāo)、主要特色及工作進度： 1. 開題報告、查閱資料、外文翻譯 第 1 周 — 第 3 周 2. 刮板輸送機的性能計算 第 4 周 — 第 6 周 3. 刮板輸送機的動力學(xué)分析 第 7 周 — 第 9 周 4. 完成刮板輸送機的總裝圖和零件圖 第 10 周 — 第 13 周 5. 撰寫畢業(yè)論文 第 14 周 — 第 16 周 6. 答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 第 17 周 設(shè)計步驟： 合各類刮板輸送機的特點以及結(jié)構(gòu)，對刮板輸送機進行設(shè)計選擇。對各工作機構(gòu)進行設(shè)計，對刮板輸送機的組成原理和性能進行分析。 對各種類型主要原件進行設(shè)計計算，并查找相關(guān)設(shè)計手冊確定主要參數(shù)，并且對其進行選擇。 據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，使 計軟件，繪制出重要零部件圖并完成裝配圖的繪制 ， 接下來，結(jié)合實際生產(chǎn)情況對零件的應(yīng)力應(yīng)變云圖認(rèn)真分析，分析危險截面出現(xiàn)的位置 是否與實際生產(chǎn)中遇到的情況相符合。然后運用機械設(shè)計理論針對那些薄弱環(huán)節(jié)進行改進設(shè)例如對應(yīng)力集中問題造成的應(yīng)力過大可考慮增大圓角半徑方法改進。此后，再利 用 軟件 修改 等到 改進后的模型， 然后再 受力分析驗證所采用的改進設(shè)計方法是否科學(xué)可行。如果與預(yù)期 得到 的結(jié)果不相符 合或者得到的結(jié)果不好 ，就向相反的方向改進，直到優(yōu)化設(shè)計出強度更 高能 滿足 設(shè)計 要求的結(jié)果 ， 這樣就可以得到一個結(jié)構(gòu)和功能最好的產(chǎn)品。 最后按照指導(dǎo)老師的要求，正確完成說明書和圖 紙。 寫出說明書，整理譯文。 由于設(shè)計工作量比較大，設(shè)計中要用到網(wǎng)上的資料和現(xiàn)實中的書籍，以及學(xué)校圖書館中的相關(guān)資料，需要搜索大量資料以備用來解決設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的一切問題。目前，在學(xué)校的圖書館收藏了許多關(guān)于應(yīng)屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計方面的大量書籍，同時在網(wǎng)絡(luò)上也可以在一些通過搜索刮板輸送機的選擇中搜索出關(guān)于刮板輸送機的相關(guān)問題以及了解刮板輸送機的設(shè)計思路、結(jié)構(gòu)以及刮板輸送機的用途等等各方面的相關(guān)資料。通過大學(xué)四年的相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)以及生產(chǎn)實習(xí)所積累到的一些經(jīng)驗，讓我具備了一定的獨立的設(shè) 計與分析的能力，在學(xué)習(xí)相關(guān)課程的時候，也讓我掌握了一些基本的設(shè)計概念、設(shè)計思路、設(shè)計想法等。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)及同學(xué)的相互討論中完成設(shè)計，通過自己對相關(guān)資料的收集，已具有一定的資料來幫助完成本次設(shè)計。 課題研究所需的參考文獻： [1] 成大先．機械設(shè)計手冊．第四版 學(xué)工業(yè)出版社， 2002 [2] 李柱國．機械設(shè)計與理論．北京：科學(xué)出版社， 2003 [3] 邱宣懷．機械設(shè)計 京：高等教育出版社， 1997 [4]黃平劉建素等 M]化學(xué)工業(yè) 出版社 5] 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組編 中冊 .[M]化學(xué)工業(yè)出版 [6] 申永勝 M]清華大學(xué)出版社 [M]7] 《機械制造工藝學(xué)》機械工業(yè)出版社，主編：王先逵 [8] 《機械制造技術(shù)》機械工業(yè)出版社，主編：吉衛(wèi)喜， 9] 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》機械工業(yè)出版社，主編：盧秉恒 ,10]姜翎燕 J]11]J]. 12]i,J]13]a M]003 [14]]003 [15]of D]導(dǎo)教師審查意見： 指導(dǎo)教師簽字： 20 年 月 日 指導(dǎo)委員會意見審核意見： 組長簽字： 20 年 月 日