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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目名稱(chēng)
帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
孔存陽(yáng)
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
08機(jī)設(shè)2班
學(xué)號(hào)
0828070072
一、 選題的目的和意義：
帶式輸送機(jī)是用于散料輸送的重要設(shè)備之一。其結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，耗能低，對(duì)環(huán)境污染小，便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，管理和維護(hù)方便，在連續(xù)裝載的條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，因此，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)特別是煤炭和礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。由于其適用范圍的不斷擴(kuò)大和對(duì)其需求量的不斷增加，帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也有了長(zhǎng)足發(fā)展。傳動(dòng)滾筒作為帶式輸送機(jī)的重要部件，其作用更是舉足輕重。傳動(dòng)滾筒是一種驅(qū)動(dòng)裝置，它主要應(yīng)用于固定式和移動(dòng)式的帶式輸送機(jī)設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)和工作原理對(duì)帶式輸送機(jī)整體特性影響很大。
滾筒的失效會(huì)給人身安全和整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，使企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是在復(fù)雜惡劣的工礦下，如何改進(jìn)滾筒結(jié)構(gòu)、提高工效、延長(zhǎng)壽命，一直是科研人員所關(guān)注的課題。目前，在國(guó)內(nèi)對(duì)于中小型滾筒一般采用近似公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)于重型滾筒近似公式已不再適用，這就使得設(shè)計(jì)計(jì)算具有較大的盲目性。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的滾筒和工程實(shí)際有一定的差距，它的安全性和可靠性難以保證。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通常是采用增大尺寸的方法來(lái)解決，但是這樣做并沒(méi)有解決實(shí)際性的問(wèn)題。不但浪費(fèi)材料增加成本，還不能達(dá)到預(yù)期的目的，隨著帶式輸送機(jī)的大型化，合理的設(shè)計(jì)制造出大型滾筒已成為帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，我國(guó)設(shè)計(jì)的滾筒盡管可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，但是由于缺乏研究，相同規(guī)格的滾筒與國(guó)外相比多消耗材料，使產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此選擇該課題的目的就在于對(duì)大型滾筒進(jìn)行力學(xué)分析及設(shè)計(jì)，找到合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：
隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)水平的不斷發(fā)展，滾筒的結(jié)構(gòu)、加工、安裝等方面發(fā)生著日新月異的變化。由于焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接強(qiáng)度的可靠性得到保證，雖然多數(shù)大型滾筒采用鑄焊結(jié)構(gòu)，但焊接結(jié)構(gòu)也有所增加。輪轂和主軸的聯(lián)結(jié)方式也由鍵槽連接向脹套連接轉(zhuǎn)變。原來(lái)的輻板采用加強(qiáng)筋，現(xiàn)在直接用鋼板制成。
過(guò)去國(guó)內(nèi)外在設(shè)計(jì)滾筒的各零部件時(shí)，常采用基于經(jīng)典彈性力學(xué)理論導(dǎo)出的簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)于大直徑滾筒的設(shè)計(jì)方法作了多方面的探索。東北工學(xué)院于升忠等人于1980 年用有限元半解析法對(duì)一合拉力為13.6 噸的雙輻板結(jié)構(gòu)滾筒進(jìn)行了有限元分析。由于分析過(guò)程中忽略了輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒間摩擦力的作用，因此結(jié)果與實(shí)際相差較大。因?yàn)檩斔蛶c滾筒之間的摩擦力是滾筒扭曲變形的重要因素。西安冶金建筑學(xué)院的陸鴻生選擇新的力學(xué)模型，根據(jù)圓柱體彎曲的有矩理論，分別推導(dǎo)出傳動(dòng)滾筒和改向滾筒在外載荷作用下殼體內(nèi)的位移、內(nèi)力和應(yīng)力的計(jì)算公式，為精確計(jì)算提供了理論依據(jù)，在一定程度上揭示了筒體直徑、兩輻板間距和拉力與應(yīng)力之間的關(guān)系。存在的問(wèn)題是其力學(xué)模型條件苛刻，將筒體與輻板分開(kāi)考慮，這對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性有較大的影響。因?yàn)檩棸宓男螤?、厚度?duì)筒體的應(yīng)力和變形有不可忽視的影響[4]。
西安交通大學(xué)曾經(jīng)運(yùn)用SAP5對(duì)驅(qū)動(dòng)滾筒做有限元分析，對(duì)驅(qū)動(dòng)滾筒的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行了分析并得出:摩擦力是滾筒扭曲變形的重要團(tuán)素；從應(yīng)力與變形兩個(gè)方面說(shuō)明，輻板的加強(qiáng)筋，在滾筒非臨界狀態(tài)下，對(duì)局部變形與筒體應(yīng)力分布影響不大，只是在臨界狀態(tài)下能提高滾筒的整體穩(wěn)定性；滾筒的徑向最大變形在滾筒中部。通過(guò)分析，對(duì)筒體厚度進(jìn)行了優(yōu)化，達(dá)到節(jié)省材料的目的。
煤炭科學(xué)研究總院上海分院曾經(jīng)做過(guò)強(qiáng)力滾筒的有限元分析，對(duì)滾筒各點(diǎn)的受力、變形大小進(jìn)行分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有限元計(jì)算滾筒受力的可靠性。西安科技學(xué)院劉金依等人采用大型有限元分析軟件ANSYS，對(duì)英國(guó)安德森——梅沃公司順槽可伸縮帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算，得出了應(yīng)力分布圖，并找到危險(xiǎn)區(qū)域，從理論上對(duì)滾筒的常見(jiàn)破壞形式進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步改進(jìn)滾筒的受力狀況，實(shí)現(xiàn)滾筒的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了必要的理論依據(jù)[5]。他們對(duì)滾筒的理論研究和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)本課題有十分重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元方法得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，有限元應(yīng)用也擴(kuò)展到機(jī)械、電子等領(lǐng)域。事實(shí)證明對(duì)帶式輸送機(jī)滾筒進(jìn)行有限元分析是十分合理和有效的。
國(guó)外從20 世紀(jì)60 年代就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、強(qiáng)度分析、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。關(guān)于這方面的研究從總體上分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是Lang、Schmolzi、Das [6][7]等對(duì)滾筒用半解析法進(jìn)行研究；第二類(lèi)是Linder、Vodstrsi、Siva [8][9]等使用了有限元方法。但絕大多數(shù)的研究人員都把滾筒看作各個(gè)零件的組合，而不是把滾筒當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)分析。盡管也有一些有限元法已經(jīng)把滾筒當(dāng)成整體來(lái)考慮，但迄今為止還沒(méi)有關(guān)于滾筒受到非對(duì)稱(chēng)載荷系統(tǒng)的研究。
三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
1. 圖書(shū)館查閱相關(guān)資料。
2. 在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料。
3. 在工廠(chǎng)的實(shí)踐畢業(yè)實(shí)習(xí)。
4. .老師和工程師的指導(dǎo)。
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
[1] 于勵(lì)民 王得勝 劉鋼華編著.帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)原理與選型設(shè)計(jì) 2003
[2] 濮良貴 紀(jì)名剛編著. 機(jī)械設(shè)計(jì) . 高等教育出版社 2007
[3] 孫桓 陳作模 葛文杰主編. 機(jī)械原理 . 高等教育出版社 2006
[4] 孔慶華 劉傳紹 主編. 極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)出版社 2002
[5] 劉金依.帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒的應(yīng)力分析.煤礦機(jī)械 2001
[6] 徐灝主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 1991
[7] 辛一行主編 . 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 2000
[8] 顧崇銜 主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1999
[9] 耿躍海.帶式輸送機(jī)滾筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算.起重運(yùn)輸機(jī)械 2002
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）：
第一，二周：確定題目，收集相關(guān)資料；
第三周：確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
第四周：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)；
第五周：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒的選擇和計(jì)算；
第六周：機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)的確定；
第七周：傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)；
第八周：軸的設(shè)計(jì)；
第九周：主要零部件的設(shè)計(jì)；
第十周：設(shè)計(jì)基本完成；
第十一，二周：進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)審查，修改設(shè)計(jì)圖紙；
第十二，三周：設(shè)計(jì)圖基本完成，設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)完成；
第十四，五周：修改完善，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
五、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日