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哈爾濱理工大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 開 題 報 告 學生姓名 劉義偉 學 號 1330060313 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械 13 指導教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來源： 題目： 水平刮板輸送機設計 題目來源： 自擬 課題研究的意義和國內外研究現狀： 煤炭作為 我國主要戰(zhàn)略性能源，在一次能源生產和消費構成中一直占 70%以上。盡管這一現實在一定程度上反映了我國能源結構上的不合理性，考慮環(huán)境污染和能源安全，我國能源政策會作出一定調整，但在可遇見的時期內，煤炭作為支撐我國經濟發(fā)展的戰(zhàn)略性第一能源的地位不會改變。由此可見，煤炭產業(yè)以及煤炭產業(yè)經濟的良性發(fā)展對于我國的國民經濟發(fā)展的重要意義。 我國煤礦采掘機械化自 20 世紀 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 綜采工作面單產平均 t/a，其中高產的 百萬噸工作面只有 30 余個。按全國煤炭總產量計算，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：今后隨著國家經濟實力、技術裝備、人員素質的提高，機械化水平必將逐步提高。技術發(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，形成以現代化技術為先導的多層次技術結構。 綜采技術是長壁采煤系統(tǒng)、支護、采煤、裝載、運輸及整體推進等作業(yè)全部機械化的生產技術，在近半個世紀的發(fā)展歷程中，它創(chuàng)造和保持了多項世界記錄，是當今世 界最先進的開采技術，近幾年在新技術革命影響的牽動下，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，是美、德等國科研工作的重要內容。綜采設備是綜采技術的核心部分，工作面刮板輸送機是關鍵的綜合設備之一。為迅速趕上世界綜采工作面刮板輸送機的現狀，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備之一。建設一批高產、高效的現代化礦區(qū)國產重型刮板輸送機在我國綜合機械化采煤技術中起主導作用，在我國煤炭開發(fā)戰(zhàn)略中的地位日益重要，從保證國民 經濟發(fā)展對煤炭的需求以及發(fā)展煤炭主產地區(qū)域經濟和促進社會穩(wěn)定等角度出發(fā)，對我國煤炭產業(yè)經濟的發(fā)展無疑具有重要的戰(zhàn)略和現實意義。 文獻綜述） 刮板輸送機是一種重要的礦山運輸機械， 不但擔負著運煤的作用，還是采煤機的運行軌道以及液壓支架的推移支點。在設備使用過程中還要懸掛工作面設備的電纜、水管等。 由于它 結構簡單、使用壽命長，運轉可靠性高、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，它在工作面內只能直線鋪設，隨工作面的推進，需人工拆卸、搬移、組裝。刮板鏈是板式，多為單鏈，如 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、金屬支架配合實現了機械化采煤。這種刮板輸送機咳適應底板不平凸凹凸不平和水平彎曲等條件，移設時不需拆卸，并且運煤量也有所增大，如當時的型號 第三階段：進入 60 年代由于 液壓支架 的出現，為了適應綜采的需要，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品。 出現了雙鏈牽引和多電動機傳動；也相應的使用了適應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)展現狀 自世界上第一臺刮板輸送機誕生以來， 經過半個多世紀的不斷研究、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開拓，構建了生產能力大、自動化程度高、安全可盤、工作面單產和工效成倍提高的新一代高產高效綜采工作面設備，實現和推動了一礦一井一面的高度集約化生產。 隨著集約化高產高效長壁工作面綜采裝備技術不斷向高端發(fā)展，為滿足生產能力大、自動化程度高、安全可靠的生產要求， 國外幾家有名的刮板輸送機公司不僅注重提高關鍵元部件材質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、調速型液力藕合器、文流電機變頻調速等，國外公司所研制的液壓馬達緊鏈和可伸縮機尾調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，又能根據負載狀況隨時調節(jié)刮板鏈的松緊，保證了刮板鏈始終處于最佳運行狀態(tài)，避免了因鏈條過松而造成的懸鏈和跳鏈事故。 (3)國內刮板輸送機的發(fā)展 現狀 我國煤礦長壁綜采機械化始于 20世紀 70年代末，隨著不斷推廣和發(fā)展，已經具有一定研究開發(fā)、生產制造輸送機的能力，并成功地開發(fā)研制出多系列適應我國國情的綜采和綜放工作面輸送設備，基本滿足國內市場的需求。現在我國中、小功率刮板輸送機已具備成型技術，并有成熟的制造能力，運輸量小于 1500t/h、裝機功率小于 800中型和重型輸送設備方面與國外的產品水平基本相當。 近年來，隨著科學技術的不斷進步，一些新的技術也不斷應用于刮板輸送機。 同時通過對引進設備的消化、吸收和國產化舉措，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、材質強度達 70 (4)隨著綜合機械化采煤生產能力的不斷提高，刮板輸送機主要的發(fā)展趨勢是： 1、設備重型化 設備重型化是煤炭集約化生產、高強度開采、單機單產不斷提高的要求 , 也是提高勞動生產率、節(jié)約投資、降低生產成本的重要途徑。重型化集中表現為生產能力大 ,裝機功率不斷增大、重量大、電壓高等。 2 、設 備自動化 設備自動化是提高勞動生產率、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刮板輸送機啟動、運行中的負載狀況、采煤機的截割速度、采煤機的位置隨時調整輸送機的運行參數，實現自我控制，保證設備的安全、可靠運行。 3、 設備智能化 設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、 向標準化、規(guī)范化方 向發(fā)展輸送機零部件普遍標準化、規(guī)范化， 以保證設計、加工的質量和水平。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極薄煤層開采裝備落后、機械化程度低、工作面效率低、經濟效益差的局面。 課題研究的主要內容和方法 、 目標 ，研究過程中的主要問題和解決辦法： 本設計以煤礦實際運輸條件為依據，以訓練 和 提高 綜合設計能力為目的，在設計中盡可能采用新的設計思想和設計方法，選擇更加合理 的結構和技術參數，力爭提高 水平 刮板輸送機 質量 ， 提高水平刮板輸送機的效率 ，降低 生產 成本， 在充分吸收學習現有的刮板輸送機設計經驗的基礎上，參考有關設計資料，查閱《機械設計手冊》等工具書，按照機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范進行設計。 本次設計主要研究內容有：水平刮板輸送機的設計、水平刮板輸送機的整體選型、 減速器的優(yōu)化、刮板鏈的設計、液力耦合器的選型等，設計出具有實際應用要求的產品。通過這次 設計，鍛煉了自己調研分析、加工與整理、運用工具手冊的能力，初步掌握了機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范，提高工程設計計算、理論 分析、圖表繪制、技術文件編寫的能力。 解決辦法： 在設計初期 ,認真學習 水平刮板 輸送機的基礎知識 。 閱讀各類有關下運 水平輸送機的中文及外文文獻 ， 了解 水平刮板 輸送機在國內外的發(fā)展狀況及研究方向 ,為做設計打下一個良好的基礎。隨后通過參加畢業(yè)實習對帶式輸送機有一個感性的認識 ,了解刮板式輸送機在現場的運轉情況 ,培養(yǎng)自己發(fā)現問題、分析問題、解決問題的 能 力。畢業(yè) 設計 結束后，就可以自己獨立的對所設計的 水平刮板輸送機進行功能分析在以后的設計中也能進行系統(tǒng)的方案設計 。 完成這些機械設備、部件 ， 為施工打下基礎。接著了解掌握 水平 輸送機 各種保護的原理并選擇相應的保護裝置 ， 進而完成水平刮板輸送機的設計。 畢業(yè)設計 會 使我學到了不少新知識和研究方法，完善了知識結構，它使我在大學里所學的基礎理論知識、專業(yè)技術知識得到了融會貫通。通過做水平刮板輸送設備，使我增強了解決實際生產問題的能力，讓我深刻認識到了理論與實踐相結合的重要性。讓我了解到理論與實踐相結合的重要性。以前在學習理論課、基礎課的時候，自己不十分注意理論聯系實際，眼高手底，忽略了很多問題。通過畢業(yè)設計 會 使我認識到只有把所學知識運用到實踐中去才能發(fā)揮知識的最大魅力。畢業(yè)設計運用到了以前所學基礎理論知識和專業(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)設計也是對以前所學知識的總結。 目標、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. 答辯準備及畢業(yè)答辯 第 17 周 設計步驟： 合各類刮板輸送機的特點以及結構，對刮板輸送機進行設計選擇。對各工作機構進行設計，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計計算，并查找相關設計手冊確定主要參數，并且對其進行選擇。 據相關的標準，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，結合實際生產情況對零件的應力應變云圖認真分析，分析危險截面出現的位置 是否與實際生產中遇到的情況相符合。然后運用機械設計理論針對那些薄弱環(huán)節(jié)進行改進設例如對應力集中問題造成的應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計方法是否科學可行。如果與預期 得到 的結果不相符 合或者得到的結果不好 ，就向相反的方向改進，直到優(yōu)化設計出強度更 高能 滿足 設計 要求的結果 ， 這樣就可以得到一個結構和功能最好的產品。 最后按照指導老師的要求，正確完成說明書和圖 紙。 寫出說明書，整理譯文。 由于設計工作量比較大，設計中要用到網上的資料和現實中的書籍，以及學校圖書館中的相關資料，需要搜索大量資料以備用來解決設計過程中可能出現的一切問題。目前，在學校的圖書館收藏了許多關于應屆畢業(yè)生畢業(yè)設計方面的大量書籍，同時在網絡上也可以在一些通過搜索刮板輸送機的選擇中搜索出關于刮板輸送機的相關問題以及了解刮板輸送機的設計思路、結構以及刮板輸送機的用途等等各方面的相關資料。通過大學四年的相關專業(yè)知識的學習以及生產實習所積累到的一些經驗，讓我具備了一定的獨立的設 計與分析的能力，在學習相關課程的時候，也讓我掌握了一些基本的設計概念、設計思路、設計想法等。在指導老師的指導及同學的相互討論中完成設計，通過自己對相關資料的收集，已具有一定的資料來幫助完成本次設計。 課題研究所需的參考文獻： [1] 成大先．機械設計手冊．第四版 學工業(yè)出版社， 2002 [2] 李柱國．機械設計與理論．北京：科學出版社， 2003 [3] 邱宣懷．機械設計 京：高等教育出版社， 1997 [4]黃平劉建素等 M]化學工業(yè) 出版社 5] 《機械設計手冊》聯合編寫組編 中冊 .[M]化學工業(yè)出版 [6] 申永勝 M]清華大學出版社 [M]7] 《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社，主編：王先逵 [8] 《機械制造技術》機械工業(yè)出版社，主編：吉衛(wèi)喜， 9] 《機械制造技術基礎》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]導教師審查意見： 指導教師簽字： 20 年 月 日 指導委員會意見審核意見： 組長簽字： 20 年 月 日