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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 0 8 8 1 0 5 4 2 9
學(xué) 生 姓 名 袁 小 龍
指 導(dǎo) 教 師 賀 紅 林
填表日期:2 0 1 2 年 2 月 21 日
說(shuō) 明
開(kāi)題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作,一般包括:課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述)、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫(xiě)內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫(xiě)內(nèi)容應(yīng)保持一致。
一、選題的依據(jù)及意義:
帶式輸送機(jī)是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備,它廣泛的應(yīng)用電力、糧食、冶金、化工、煤礦、礦山、建材、輕工及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。由于帶式輸送機(jī)比較經(jīng)濟(jì),操作安全、可靠具有多方面的適應(yīng)性及生產(chǎn)能力實(shí)際上不受限制等優(yōu)點(diǎn)。此外,由于帶式輸送機(jī)能完成使物料在各工序之間連續(xù)流動(dòng)的工作,因此具有多種工藝功能。帶式輸送機(jī)在環(huán)境保護(hù)方面是更令人滿意的,它既不污染空氣有沒(méi)有噪音。帶式輸送機(jī)也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備,特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井,帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開(kāi)采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。
目前,普通帶式運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)在礦山得到了普遍的應(yīng)用。但由于目前形成系列化的帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸傾角一般18°以下,使得帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用受到一定范圍的限制。而近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的各種大傾角帶式輸送機(jī)在露天、地下礦山以及其他場(chǎng)合的使用,都取得了較好的效果。而且大傾角帶式輸送機(jī)在提升高度相 同的情況下,所占地面積和空間都比使用普通帶式輸送機(jī)少,并且具有常規(guī)帶式輸送機(jī)的所有特點(diǎn),投資成本低,因而在生產(chǎn)運(yùn)輸中越來(lái)越受到重視,應(yīng)用前景十分廣闊。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述):
1.國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀
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2個(gè)方面:一方面是帶式輸送機(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)用于了帶式輸送機(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:
1.1西班牙的西撒哈拉帶式輸送機(jī)線路是世界最長(zhǎng)的長(zhǎng)距離輸送機(jī)線路,該線路長(zhǎng)達(dá)100km,用來(lái)將位于石質(zhì)高原地區(qū)的布·克拉露天礦的磷灰石礦石運(yùn)往艾汾阿雍海港。此線路于兩年半內(nèi)建成,并于1972年使用,該系統(tǒng)總投資額為2億馬克。服務(wù)年限為30年,年平均運(yùn)輸量為1000萬(wàn)噸磷灰石礦石(2000t/h)。每噸千米的運(yùn)費(fèi)為0.026法郎,整條線路由長(zhǎng)為6.9~11.8km的11臺(tái)輸送機(jī)組成。輸送機(jī)采用寬為1000mm,強(qiáng)度為3150N/mm的鋼繩芯輸送帶,帶速為4.5m/s。輸送帶的安全系數(shù)為6.7~10。輸送機(jī)設(shè)有頂棚,迎風(fēng)側(cè)裝有護(hù)板。借助聲納檢測(cè)器可以發(fā)現(xiàn)損壞的托輥。
1.2澳大利亞恰那礦20km地面帶式輸送機(jī)系統(tǒng)是代表了現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展水平的一條輸送線。該輸送系統(tǒng)由一條長(zhǎng)為10.3km的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)和一條10.1km的直線長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的曲率半徑為9km,弧長(zhǎng)為4km。兩條輸送機(jī)除線路參數(shù)外,其他參數(shù)相同,運(yùn)輸能力為2200t/h,帶寬1050mm,輸送帶抗拉強(qiáng)度為3000N/mm,安全系數(shù)為5,拉緊裝置為重錘拉緊。允許行程為25m,驅(qū)動(dòng)采用3臺(tái)700kw直流電動(dòng)機(jī),雙滾筒驅(qū)動(dòng)。該機(jī)在25℃下每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引功率小平330kW,相應(yīng)摩擦系分別為:直線輸送機(jī)0.00998,轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)為0.011。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的托輥制造和安裝技術(shù)、水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)和動(dòng)態(tài)分析技術(shù)。
1.3津巴布韋鋼鐵公司(ZISCO)15.6km水平轉(zhuǎn)彎越野帶式輸送機(jī)于1996年投入使用,是世界上單機(jī)最長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)。該輸送機(jī)將ZISCO的New Ripple Creek礦的經(jīng)過(guò)二次破碎的鐵礦石運(yùn)送到Redcliff,Zimbabwe的煉鋼廠附近。輸送量為干礦石500t/h(濕礦石600t/h)。系統(tǒng)全長(zhǎng)為15.6km,物料提升高度為90m。輸送帶采用橋石公司的鋼繩芯輸送帶,抗拉強(qiáng)度為888N/mm,運(yùn)行速度為4.25m/s。輸送帶的安全系數(shù)為5.8,當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時(shí),安全系數(shù)降到5.5,當(dāng)輸送量增加到600t/h時(shí),輸送帶安全系數(shù)降低到4.8。為了提高輸送帶的利用率,輸送帶的上、下覆蓋層采用相同的厚度,為5mm。這樣做的目的是,當(dāng)上覆蓋層磨損超過(guò)2mm時(shí),可將輸送帶翻面使用,從而達(dá)到提高輸送帶的使用壽命。輸送機(jī)采用頭部雙滾筒,尾部單滾筒的驅(qū)動(dòng)方案,整個(gè)系統(tǒng)功率為500kW。
目前,在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展,以滿足年產(chǎn)300~500萬(wàn)t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。
(2)應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控 等高新技術(shù),采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù),對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控, 大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力,設(shè)備運(yùn)行性能好,運(yùn)輸效率高。
(3)采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與 中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù),使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上 已有受限制,并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。
(4)新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。
2國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀
我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)品種、類(lèi)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)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)關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開(kāi)發(fā)都 取得了很大的進(jìn)步。從SDJ、SSJ、STJ、DT等系列發(fā)展到各種多功能特種帶式輸送機(jī)系列,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,并用動(dòng)態(tài)分析、智能化控制技術(shù)等對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā),研制成功了多種軟起動(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。但是和外國(guó)先進(jìn)型相比,國(guó)內(nèi)輸送機(jī)機(jī)型一般較小,帶速通常不超過(guò)4m/s,普遍沿用靜態(tài)設(shè)計(jì)法,設(shè)備成本偏高,運(yùn)行的可靠性低。此外,我國(guó)尚未形成元部件的大規(guī)模專業(yè)生產(chǎn)廠,設(shè)計(jì)制造水平有待提高。
帶式輸送機(jī)通常有機(jī)型(1)固定帶式輸送機(jī);(2)可伸縮帶式輸送機(jī);(3)大傾角上、下運(yùn)帶式輸送機(jī);(4)水平拐彎輸送機(jī);(5)下運(yùn)帶式輸送機(jī);(6)垂直提升帶式輸送機(jī);(7)管狀式帶式輸送機(jī);(8)壓帶式輸送機(jī)。
目前我國(guó)用剛性理論來(lái)分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)(一般取 n=10 左右),與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體,長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,而不能簡(jiǎn)單地用剛體力學(xué)來(lái)解釋和計(jì)算。已開(kāi)發(fā)了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件,在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性,從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平,并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。
3帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力
為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要,帶式輸送機(jī)輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì),也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到 3000~10000 t/h,帶速提高至5~8m/s,輸送長(zhǎng)度對(duì)于可伸縮帶式輸送機(jī)要達(dá)到6000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)需加長(zhǎng)至14000m 以上,單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到1000~2500 kW,輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到大于6000 N/mm(鋼繩芯)和31500 N/mm(整芯)。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展,隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展,原有的可伸縮帶式輸送機(jī),無(wú)論是主參數(shù),還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求,煤礦現(xiàn)場(chǎng)急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機(jī),以提高我國(guó)帶式輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,接近并趕上國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)的技術(shù)水平。其包含 7 個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù):(1)帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù);(2)軟起動(dòng)與功率平衡 技術(shù);(3)中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)(4)自動(dòng)張緊技術(shù)(5)新型高壽命高速托輥技術(shù);(6)快速自移機(jī)尾技術(shù);(7)高效儲(chǔ)帶技術(shù)。
3.2 提高元部件性能和可靠性
設(shè)備開(kāi)機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性,還要不斷地開(kāi)發(fā)研究新的技術(shù)和元部件,如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī) 尾、高速托輥等,使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。
3.3 擴(kuò)大功能,一機(jī)多用化
將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改,拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ埽龅揭粰C(jī)多用,使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.4開(kāi)發(fā)專用機(jī)型
我過(guò)煤礦的地質(zhì)條件差異很大,為了滿足特殊要求,應(yīng)開(kāi)發(fā)特殊型帶式輸送機(jī),如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。
三、研究?jī)?nèi)容:
1 帶式輸送機(jī)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)
1.1 帶式輸送機(jī)初步設(shè)計(jì)計(jì)算
布置形式的分析確定,帶速的選擇;輸送帶帶寬、類(lèi)型的選擇確定;輸送帶線質(zhì)量的計(jì)算;物料線質(zhì)量的計(jì)算;托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量的計(jì)算;各直線區(qū)段阻力計(jì)算;局部阻力計(jì)算;輸送帶各點(diǎn)張力計(jì)算及強(qiáng)度校核;變坡段曲率半徑的確定;滾筒牽引力與電機(jī)功率的計(jì)算;拉緊力與拉緊行程的計(jì)算;制動(dòng)力矩的計(jì)算。
1.2 機(jī)械裝置的選擇與確定
電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器的選擇;軟起動(dòng)裝置或制動(dòng)裝置的選擇;傳動(dòng)滾筒、改向滾筒的選擇與設(shè)計(jì);采用托輥、托輥組的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn);采用拉緊裝置的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。
2帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
2.1確定傳動(dòng)方案
在進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)常需要擬定多種方案進(jìn)行比較,以使所設(shè)計(jì)的機(jī)器盡可能具有較高的傳動(dòng)效率,且工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低廉、工藝性好,同時(shí)便于維護(hù)。
2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配
3傳動(dòng)裝置基本參數(shù)的計(jì)算
各軸轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算、功率的計(jì)算。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
(1)查閱相關(guān)資料,外文資料翻譯(6000字符以上),撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
————————————————————————————————4周
(2)擬定帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)方案確定
————————————————— ————————————————1周
(3)傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算
—————————————————————————————————1周
(5)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)三維總體裝圖設(shè)計(jì)
—————————————————— ———————————————2周
(6)帶式輸送機(jī)主要零(部)件工作圖設(shè)計(jì)
——————————————————-———————————————2周
(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)撰寫(xiě)
—————————————————————————————————3周
(8)畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯
—————————————————————————————————2周
五、參考文獻(xiàn)
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