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開題報(bào)告
題目名稱
掘進(jìn)機(jī)截齒三向力測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
題目來源
A
題目類型
2
導(dǎo)師姓名
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
一、課題背景和意義
掘進(jìn)機(jī)分為兩種：開膛式掘進(jìn)機(jī)和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎石運(yùn)走。截齒是一種加工的道具，主要用于煤礦開采和巷道、隧道、地面開溝等工程的掘進(jìn)。是掘進(jìn)機(jī)上易破損的主要部件，需要測(cè)量截齒在工作時(shí)所承受的力。
本課題是掘進(jìn)機(jī)截齒三向力測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)用來測(cè)試截齒在工作過程中所承受的力，對(duì)于改進(jìn)截齒的形狀和材質(zhì)以及剛度、強(qiáng)度的要求以及收集整理數(shù)據(jù)都有一定的作用。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
近年來，隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，與之唇齒相依的煤機(jī)行業(yè)也日益受到重視。在煤炭行業(yè)綱領(lǐng)性文件《關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見》中，在全國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上以及國家發(fā)改委出臺(tái)的煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策中，都涉及到發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備等內(nèi)容。
掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國家的方針是：采掘并重，掘進(jìn)先行。煤礦巷道的快速掘進(jìn)是煤礦保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)幾百萬噸級(jí)、甚至千萬噸級(jí)超級(jí)工作面，使年消耗回采巷道數(shù)量大幅度增加，從而使巷道掘進(jìn)成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關(guān)鍵性技術(shù)。
我國煤巷高效掘進(jìn)方式中最主要的方式是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)線，也稱為煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，在我國國有重點(diǎn)煤礦得到了廣泛應(yīng)用，主要掘進(jìn)機(jī)械為懸臂式掘進(jìn)機(jī)。
我國煤巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研制和應(yīng)用始于20 世紀(jì)60 年代，以30～50kW 的小功率掘進(jìn)機(jī)為主，研究開發(fā)和生產(chǎn)使用都處于試驗(yàn)階段。80 年代初期，我國淮南煤機(jī)廠（現(xiàn)重組為凱盛重工）引進(jìn)了奧地利奧鋼聯(lián)公司AM50 型掘進(jìn)機(jī)、佳木斯煤機(jī)廠（現(xiàn)隸屬于國際煤機(jī)）引進(jìn)了日本三井三池制作所S-100 型掘進(jìn)機(jī)，通過對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，推動(dòng)了我國綜掘機(jī)械化的發(fā)展。但當(dāng)時(shí)引進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)技術(shù)屬于70 年代的水平，設(shè)備功率小、機(jī)重輕、破巖能力低及可靠性差，僅適合在條件較好的煤巷中使用，加之國產(chǎn)機(jī)制造缺陷，在使用中暴露了很多問題。國內(nèi)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)引進(jìn)機(jī)型的消化吸收工作，積極研制開發(fā)了適合我國地質(zhì)條件和生產(chǎn)工藝的綜合機(jī)械化掘進(jìn)裝備。經(jīng)過近30 年的消化吸收和自主研發(fā)，目前，我國已形成年產(chǎn)1000 余臺(tái)的掘進(jìn)機(jī)加工制造能力，研制生產(chǎn)了20 多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，其截割功率從30kW 到200kW ，初步形成系列化產(chǎn)品，尤其是近年來，我國相繼開發(fā)了以EBJ-120TP 型掘進(jìn)機(jī)為代表的替代機(jī)型，在整體技術(shù)性能方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。基本能夠滿足國內(nèi)半煤巖掘進(jìn)機(jī)市場(chǎng)的需求，半煤巖掘進(jìn)機(jī)以中型和重型機(jī)為主，能截割巖石硬度為f＝6～8，截割功率在120kW 以上，機(jī)重在35t 以上。煤礦現(xiàn)用主流半煤巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)以煤科總院太原研究院院生產(chǎn)的EBJ-120TP 型、EBZ160TY 型及佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的S150J 型三種機(jī)型為主，占半煤巖掘進(jìn)機(jī)使用量的80％以上。
然而，國內(nèi)目前巖巷施工仍以鉆爆法為主，重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)用于大斷面巖巷的掘進(jìn)在我國處于試驗(yàn)階段，但國內(nèi)煤炭生產(chǎn)逐步朝向高產(chǎn)、高效、安全方向發(fā)展，煤礦技術(shù)設(shè)備正在向重型化、大型化、強(qiáng)力化、大功率和機(jī)電一體化發(fā)展，新集能源股份公司、新汶礦業(yè)集團(tuán)、淮南礦業(yè)集團(tuán)及平頂山煤業(yè)集團(tuán)公司等企業(yè)先后引進(jìn)了德國WAV300、奧地利AHM105、英國MK3 型重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。全巖巷重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)代表了巖巷掘進(jìn)技術(shù)今后的發(fā)展方向。
雖然三一重裝去年推出了國內(nèi)第一臺(tái)EBZ200H 型硬巖掘進(jìn)機(jī)，但國產(chǎn)重型掘進(jìn)機(jī)與國外先進(jìn)設(shè)備的差距除總體性能參數(shù)偏低外，在基礎(chǔ)研究方面也比較薄弱，適合我國煤礦地質(zhì)條件的截割、裝運(yùn)及行走部載荷譜沒有建立，沒有完整的設(shè)計(jì)理論依據(jù)，計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真等方面還處于空白；在元部件可靠性、控制技術(shù)、在截割方式、除塵系統(tǒng)等核心技術(shù)方面有較大差距。
一、 三、課題主要內(nèi)容
用于刀形齒實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。它是有龍門刨床改制成的，有兩個(gè)垂直刀架，截齒的水平進(jìn)給、垂直進(jìn)給動(dòng)作以及工作臺(tái)的往返運(yùn)動(dòng)，分別由液壓缸驅(qū)動(dòng)，而且速度可調(diào)。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)屬于多向力動(dòng)態(tài)測(cè)量，它由安裝在刀體上的雙八角環(huán)測(cè)力儀（該測(cè)力儀能將截割過程中載荷產(chǎn)生的應(yīng)變按切向、法向和側(cè)向分別轉(zhuǎn)換成電量）和測(cè)試放大器以及記錄分析儀器表組成。
整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)用模擬量法收集數(shù)據(jù)，記錄采用紙筆記錄和磁帶記錄儀兩種方式。記錄在磁帶中的信號(hào)，可以通過重放，利用信號(hào)分析儀對(duì)波形進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和信號(hào)處理。
四、日程安排
第1~2周：收集相關(guān)資料，調(diào)研國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；
第3~4周：論證設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；
第5~14周：繪制總裝配圖、主要零件圖，翻譯相關(guān)英文資料；
第15~16周：撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
五、參考文獻(xiàn)
[1] 《龍門刨床自動(dòng)控制系統(tǒng)》 李恩林編著 科學(xué)出版社
[2] 《刨工必讀》 天津第一機(jī)械工業(yè)局主編 機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 《刨工技術(shù)》 國防工業(yè)出版社
[4] 《刨插工基礎(chǔ)》 湖南人民出版社
[5] 《刨工應(yīng)知會(huì)》 江蘇科學(xué)基礎(chǔ)出版社
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日
學(xué)院意見
學(xué)院院長(簽字): 年 月 日
填表說明: 題目類型: 1、工程設(shè)計(jì)； 2、應(yīng)用研究； 3、理論研究； 4、其它；（選1、2、3、4）。
題目來源: A、自擬課題； B、民用科研課題；C、國防科研課題；（選A、B、C）。
開題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)。
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