機(jī)械設(shè)計論文開題報告

時間：2021-01-06 20:54:05 開題報告我要投稿

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機(jī)械設(shè)計論文開題報告

　　下面是小編為大家整理的機(jī)械設(shè)計論文開題報告，歡迎參考~

機(jī)械設(shè)計論文開題報告

　　機(jī)械設(shè)計論文開題報告

　　題目：上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)設(shè)計

　　一、課題依據(jù)及意義

　　帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸部門中主要用來運(yùn)送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。由于帶式輸送機(jī)有長距離、運(yùn)量大、連續(xù)運(yùn)輸?shù)忍攸c，其已經(jīng)成為煤礦最理想的高效連續(xù)輸送設(shè)備。帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠,易于實現(xiàn)自動化、集中化控制,特別是對高產(chǎn)高效礦井。

　　由于帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。所以選擇帶式輸送機(jī)這種通用機(jī)械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的選題，由此能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力。由于現(xiàn)在對貨物石灰比較常用，所以上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計還是很有必要的。

　　二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻(xiàn)綜述)

　　1、國外對帶式輸送機(jī)的發(fā)展研究

　　國外對帶式輸送機(jī)得研究包括多方面，比如輸送機(jī)起動的優(yōu)化理論，輸送帶橫向振動理論的發(fā)展，橡膠損耗裝置的研究，橡膠損耗裝置的研究，卸料軌跡與料流狀態(tài)研究等等。具體研究發(fā)展情況幾天如下：

　　最佳理論S—曲線起動此研究1981年開始于澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織，優(yōu)化輸送帶的起動，使瞬時應(yīng)力最小化。在啟動時，S曲線在輸送帶上產(chǎn)生一個可預(yù)測的動態(tài)應(yīng)力。

　　輸送帶振動理論的發(fā)展對正交各向異性薄板理論的研究，對運(yùn)動的輸送帶出現(xiàn)振動和彎曲現(xiàn)象有了第一次數(shù)學(xué)解釋，提供了一種準(zhǔn)確的方法預(yù)測帶式輸送機(jī)的回程段振動的能量。得出了4階偏微分方程的解，并被應(yīng)用于具體的稱為薄板的彈性邊界。得出了一種方法，對鋼絲繩芯輸送帶和織物帶，預(yù)測運(yùn)輸段和回程段帶的振動形式需應(yīng)用不同的特殊邊界條件。

　　滾動損耗的研究上世紀(jì)末，進(jìn)行了預(yù)測長距離和轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)摩擦力的新研究。

　　紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究了物料和輸送帶彎曲的影響，并且發(fā)表了許多研究成果。其他人也相繼發(fā)表了自己的研究成果，主要體現(xiàn)在對彎曲和有關(guān)滾動壓陷損耗的橡膠特點影響的理解以及壓陷損耗有關(guān)的復(fù)雜情況。

　　動力學(xué)分析有多種方法可以解決輸送帶中彈性應(yīng)力傳播的問題，包括波動模型、質(zhì)量—彈簧模型、邊界元素模型和有限元/微分方法。每一種方法都有其數(shù)學(xué)根據(jù)。例如，對于波動模型方法有必要考慮全部應(yīng)力波的傅立葉成分，而質(zhì)量—彈簧模型的解決方案取決于產(chǎn)生應(yīng)力各個模態(tài)的幅值，對于有限元模型，當(dāng)運(yùn)用大量的運(yùn)算來模擬應(yīng)力時若元素邊界錯誤就可能出現(xiàn)問題，并且元素的模數(shù)會變成臨界的模數(shù)。應(yīng)用波動模型需要較多的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而質(zhì)量—彈簧模型更易于用速度快、內(nèi)存大的計算機(jī)來處理。

　　表1 國外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) Zh_ _sxd =

　　Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas oq\_ {]7o.

　　國外300~500萬t/a高產(chǎn)高效礦井 @_jLSym Rn

　　>G主參數(shù)

　　順槽可伸縮帶式輸送機(jī)

　　大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī)

　　運(yùn)距/m

　　2000～3000

　　﹥3000

　　帶速/m.s-1

　　3.5～4

　　4～5，最高達(dá)8

　　輸送量/t.h-1

　　2500～3000

　　3000～4000

　　驅(qū)動總功率/kW

　　1200～2000

　　1500～3000，最大達(dá)10100

　　2、國內(nèi)對帶式輸送機(jī)的發(fā)展研究

　　我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施，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、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(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)了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表2所示。

　　表2 國內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

　　Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China

　　主參數(shù)

　　順槽可伸縮帶式輸送機(jī)

　　大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī)

　　運(yùn)距/m

　　2000～3000

　　﹥3000

　　帶速/m.s-1

　　3.5～4

　　4～5，最高達(dá)8

　　輸送量/t.h-1

　　2500～3000

　　3000～4000

　　驅(qū)動總功率/kW

　　1200～2000

　　1500～3000，最大達(dá)10100

　　3、國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距

　　差距一：技術(shù)性能上的對比

　　我國帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 |S _>(YWu9 從上面國內(nèi)外帶式輸送機(jī)得主要技術(shù)指標(biāo)可以了解到：

　　1. 各種輸送帶式機(jī)的最大裝機(jī)功率都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于國外的最大裝機(jī)功率。

　　2. 帶速由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國帶式輸送機(jī)帶速要比國外低上至少1m/s(我國為4m/s，國外已經(jīng)達(dá)到5m/s以上)。

　　3. 運(yùn)輸能力我國帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國外已達(dá)5500 t/h。

　　4. 工作面順槽運(yùn)輸長度我國為3000 m，國外為7300m。

　　5. 最大輸送帶寬度我國帶式輸送機(jī)為1400 mm，國外最大為1830 mm。

　　6. 自移機(jī)尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。而國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，可見差距相差甚遠(yuǎn)。

　　7. 高效儲帶與張緊裝置我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。

　　8. 輸送機(jī)品種國內(nèi)機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分的發(fā)揮其性能。而且由于我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，需要在運(yùn)輸系統(tǒng)里布置新的特殊條件，所以需有待開發(fā)專用型的運(yùn)輸機(jī)。

　　差距二：核心技術(shù)上的差異

　　1.動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)

　　動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)是長距離、大功率帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵，這種核心技術(shù)制約著大型帶式輸送機(jī)的發(fā)展。對帶式輸送機(jī)的研究中，我國在計算方法和設(shè)計規(guī)范中，使用的是剛性理論來進(jìn)行分析研究。而實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對驅(qū)動裝置的`起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。因此說我國對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)。

　　已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動態(tài)設(shè)計方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對輸送機(jī)的動張力進(jìn)行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，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。

　　2.可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù)

　　我們需要采用軟起動方式來降低輸送機(jī)制動張力，尤其是多電機(jī)驅(qū)動時，對于那種大運(yùn)量產(chǎn)距離的帶式輸送機(jī)。但對軟起動也需有所研究，軟起動分時慢時快起動以減少對電網(wǎng)的沖擊;但又要控制起動加速度0.3～0.1 m/ ，解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。各電機(jī)之間的功率平衡也應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)解決了長距離帶式輸送機(jī)的起動與功率平衡及同步性問題，但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個運(yùn)煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。

　　差距三：控制系統(tǒng)差距

　　1. 驅(qū)動方式我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。

　　2. 監(jiān)控裝置我國輸送機(jī)采用的是中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。這種可編程序控制器沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。而在國外，采用的是高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3.輸送機(jī)保護(hù)裝置我國的輸送機(jī)保護(hù)裝置相對于國外來說對于很多方面都是處于一種空白狀態(tài)，也就是說國外所設(shè)計的保護(hù)裝置，我國目前還做不到。比如國外的帶式輸送機(jī)除了安裝了輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵這些基本等保護(hù)裝置外，還開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置，如傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)、煙霧報警及自動消防滅火裝置、纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)、防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)等等。我國不但沒有這些開發(fā)，而且那些基本保護(hù)其可靠性、靈敏性、壽命都較低。

　　差距四：可靠性、壽命上的差距

　　1.輸送帶抗拉強(qiáng)度我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 \_@w_l_xWG

　　2.輸送帶接頭強(qiáng)度我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國外能夠達(dá)到母帶的70%～75%。 h-_fIO_*3

　　3. 托輥壽命我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于帶式輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。 J_\z-_Y O_

　　4. 輸送機(jī)減速器壽命我國輸送機(jī)減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 _P`uU_o(?

　　5. 帶式輸送機(jī)上下運(yùn)行時可靠性差。 a<+O`4____

　　4.現(xiàn)如今帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢

　　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)的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。

　　2. 提高元部件性能和可靠性設(shè)備開機(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，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(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)一步提

　　3. 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ�，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(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、研究內(nèi)容及實驗方案

　　通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。我此次設(shè)計的是上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)，屬于一種通用帶式輸送機(jī)，主要計算與選擇輸送帶類型，托輥類型，滾筒類型以及張緊裝置。

　　根據(jù)使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機(jī)類型情況，進(jìn)行輸送機(jī)的整體布置。主要包括驅(qū)動裝置的形式、數(shù)量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機(jī)頭、機(jī)尾布置，裝載位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動滾筒和尾部改向滾筒形成無極的環(huán)形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時，驅(qū)動滾筒通過摩擦力驅(qū)動輸送帶運(yùn)行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運(yùn)動。通常利用上股輸送帶運(yùn)送物料，并在輸送帶繞過機(jī)頭滾筒改變方向時卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機(jī)中部任意點進(jìn)行卸載。

　　四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

　　目標(biāo) 帶式輸送機(jī)得研究以及設(shè)計應(yīng)用中，我們對帶式輸送機(jī)的利用要達(dá)到效率最大化。帶式輸送機(jī)在不斷的發(fā)展，其設(shè)計理論以及開發(fā)成果基本滿足礦工業(yè)的需求，我們利用現(xiàn)代化的計算機(jī)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實地點與理論，設(shè)計出更好更有特色的帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)的應(yīng)用跟廣泛，所以在安全裝置上需要更加的用心，而且根據(jù)市場的需求，設(shè)計出性能以及質(zhì)量更能滿意的輸送機(jī)。

　　特點上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的傳送帶-流水線-傳送帶機(jī)械。礦井地面選煤廠及井下主要輸送道中，大部分采用此種輸送機(jī)。通過它我們能將物料從最初的供料點運(yùn)輸?shù)阶罱K的卸料點，其輸送路線適應(yīng)性強(qiáng)且靈活，線路長度可以短到10米，長到數(shù)十千米以上，也可以安裝到小型隧道里，甚至架設(shè)在危險地面上課。對于現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中，這是一種不可缺少的裝置。

　　工作進(jìn)度安排

　　1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯(6000字符以上)，撰寫開題報告 20xx.12.27～20xx.01.21 4周

　　2.運(yùn)動及動力參數(shù)計算 20xx.03.21～20xx.04.03 2周

　　3.總裝圖設(shè)計 20xx.04.04～20xx.04.24 3周

　　4 主要零、部件強(qiáng)度及選用計算 20xx.04.25～20xx.05.08 2周

　　5.繪制零、部件圖 20xx.05.09～20xx.05.22 2周

　　6.編寫設(shè)計計算說明書(畢業(yè)論文) 20xx.05.23～20xx.06.05 2周

　　7.畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯 20xx.06.06～20xx.06.23 2周

　　五、參考文獻(xiàn)

　　[1]孫桓等主編.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社，2001

　　[2]濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計. 北京:高等教育出版社，2001

　　[3]《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》編委會.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社.1999