水平刮板输送机设计开题报告

哈尔滨理工大学 毕业设计 (论文 ) 开 题 报 告 学生姓名 刘义伟 学 号 1330060313 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 13 指导教师 赵金涛 2017 年 3 月 17 日 课题题目及来源： 题目： 水平刮板输送机设计 题目来源： 自拟 课题研究的意义和国内外研究现状： 煤炭作为 我国主要战略性能源，在一次能源生产和消费构成中一直占 70%以上。尽管这一现实在一定程度上反映了我国能源结构上的不合理性，考虑环境污染和能源安全，我国能源政策会作出一定调整，但在可遇见的时期内，煤炭作为支撑我国经济发展的战略性第一能源的地位不会改变。由此可见，煤炭产业以及煤炭产业经济的良性发展对于我国的国民经济发展的重要意义。 我国煤矿采掘机械化自 20 世纪 50 年代开始发展。 1974 年引进发展综合机械化采煤和装备。 1990 年统配煤矿的综合机械化程度只有 综采工作面单产平均 t/a，其中高产的 百万吨工作面只有 30 余个。按全国煤炭总产量计算，全国采煤机械化程度和综合机械化程度大体只有统配的一半，所占比重很低。中国煤炭开发战略研究表明：今后随着国家经济实力、技术装备、人员素质的提高，机械化水平必将逐步提高。技术发展的整体趋向是国有重点煤矿跟踪世界发达国家，地方国有煤矿跟踪国有重点煤矿，乡镇煤矿跟踪地方国有煤矿，形成以现代化技术为先导的多层次技术结构。 综采技术是长壁采煤系统、支护、采煤、装载、运输及整体推进等作业全部机械化的生产技术，在近半个世纪的发展历程中，它创造和保持了多项世界记录，是当今世 界最先进的开采技术，近几年在新技术革命影响的牵动下，正发生着变革性的进步。目前全自动化无人采煤工作面的综采技术，是美、德等国科研工作的重要内容。综采设备是综采技术的核心部分，工作面刮板输送机是关键的综合设备之一。为迅速赶上世界综采工作面刮板输送机的现状，探讨其发展趋势，对促进工作面刮板输送机极其他综采设备的发展，有非常重要的意义。 综采刮板输送机是综采工作面的主要配套设备之一。建设一批高产、高效的现代化矿区国产重型刮板输送机在我国综合机械化采煤技术中起主导作用，在我国煤炭开发战略中的地位日益重要，从保证国民 经济发展对煤炭的需求以及发展煤炭主产地区域经济和促进社会稳定等角度出发，对我国煤炭产业经济的发展无疑具有重要的战略和现实意义。 文献综述） 刮板输送机是一种重要的矿山运输机械， 不但担负着运煤的作用，还是采煤机的运行轨道以及液压支架的推移支点。在设备使用过程中还要悬挂工作面设备的电缆、水管等。 由于它 结构简单、使用寿命长，运转可靠性高、节能高效、输送距离长、密封性能好且维修方便 ，在 冶金、建材、化工、火电、矿山等行业 里广泛使用。 (1)刮板输送机的发展大致经历了三个阶段 第一阶段：在 30代，是可拆卸的刮板输送机，它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需人工拆卸、搬移、组装。刮板链是板式，多为单链，如 V 型、 、 等小功率轻型刮板输送机。 第二阶段： 40 年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机、金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机咳适应底板不平凸凹凸不平和水平弯曲等条件，移设时不需拆卸，并且运煤量也有所增大，如当时的型号 第三阶段：进入 60 年代由于 液压支架 的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率铠装咳弯曲重型刮板输送机，如5 型、 80 型等就是属于这个阶段的产品。 出现了双链牵引和多电动机传动；也相应的使用了适应多电动机传动的液力耦合器，中部槽也有了较大的改进。 (2)国外刮板输送机的发展现状 自世界上第一台刮板输送机诞生以来， 经过半个多世纪的不断研究、试验、改进 。刮板输送机已成为煤矿运输、特别是长壁工作面运输不可取代的输送设备。 近年来，以美国、澳大利亚等发达采煤国家为代表的集约化高产高效矿井的迅速发展， 带动了综采装备向机电一体化高端技术开拓，构建了生产能力大、自动化程度高、安全可盘、工作面单产和工效成倍提高的新一代高产高效综采工作面设备，实现和推动了一矿一井一面的高度集约化生产。 随着集约化高产高效长壁工作面综采装备技术不断向高端发展，为满足生产能力大、自动化程度高、安全可靠的生产要求， 国外几家有名的刮板输送机公司不仅注重提高关键元部件材质强度以提高其使用寿 命，还非常注重刮板输送机软启动、过载保护以及带可伸缩机尾的链条自动张紧等装置的开发，提高刮板输送机机电一体化控制水平。 现在各种输送机机型所采用的软启动和过载保护形式已有限矩形液力耦合器、控传动装里、调速型液力藕合器、文流电机变频调速等，国外公司所研制的液压马达紧链和可伸缩机尾调整链条松紧度的紧链系统，既能保证超重型工作面刮板输送机紧链作业安全、可靠和便于控制，又能根据负载状况随时调节刮板链的松紧，保证了刮板链始终处于最佳运行状态，避免了因链条过松而造成的悬链和跳链事故。 (3)国内刮板输送机的发展 现状 我国煤矿长壁综采机械化始于 20世纪 70年代末，随着不断推广和发展，已经具有一定研究开发、生产制造输送机的能力，并成功地开发研制出多系列适应我国国情的综采和综放工作面输送设备，基本满足国内市场的需求。现在我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，运输量小于 1500t/h、装机功率小于 800中型和重型输送设备方面与国外的产品水平基本相当。 近年来，随着科学技术的不断进步，一些新的技术也不断应用于刮板输送机。 同时通过对引进设备的消化、吸收和国产化举措，我国也研制开发了诸如槽宽 机功率 2输能力 2500已在一些大型矿井投人使用。 其中，各种规格的交叉侧卸式机头、材质强度达 70 (4)随着综合机械化采煤生产能力的不断提高，刮板输送机主要的发展趋势是： 1、设备重型化 设备重型化是煤炭集约化生产、高强度开采、单机单产不断提高的要求 , 也是提高劳动生产率、节约投资、降低生产成本的重要途径。重型化集中表现为生产能力大 ,装机功率不断增大、重量大、电压高等。 2 、设 备自动化 设备自动化是提高劳动生产率、减轻劳动强度、保障安全的重要手段。刮板输送机的自动化主要是根据刮板输送机启动、运行中的负载状况、采煤机的截割速度、采煤机的位置随时调整输送机的运行参数，实现自我控制，保证设备的安全、可靠运行。 3、 设备智能化 设备智能化是通过一些监测和监控装置， 对刮板输送机运行过程监控，实现工况检测和故障诊断。如：通过对输送机电机电压、电流、功率及温升等的监测， 监视多电机驱动时电动功率分配及供电系统的工况，以提高故障维修率，也使排除故障的时间尽可能减少。 4、 向标准化、规范化方 向发展输送机零部件普遍标准化、规范化， 以保证设计、加工的质量和水平。所以，未来刮板输送机，在向重型化、自动化、智能化发展的同时， 必将发展出能够满足极薄煤层工作面机械化综采工艺的极薄煤层刮板输送机， 以彻底解决长期以来国内极薄煤层开采装备落后、机械化程度低、工作面效率低、经济效益差的局面。 课题研究的主要内容和方法 、 目标 ，研究过程中的主要问题和解决办法： 本设计以煤矿实际运输条件为依据，以训练 和 提高 综合设计能力为目的，在设计中尽可能采用新的设计思想和设计方法，选择更加合理 的结构和技术参数，力争提高 水平 刮板输送机 质量 ， 提高水平刮板输送机的效率 ，降低 生产 成本， 在充分吸收学习现有的刮板输送机设计经验的基础上，参考有关设计资料，查阅机械设计手册等工具书，按照机械工程设计程序、方法和技术规范进行设计。 本次设计主要研究内容有：水平刮板输送机的设计、水平刮板输送机的整体选型、 减速器的优化、刮板链的设计、液力耦合器的选型等，设计出具有实际应用要求的产品。通过这次 设计，锻炼了自己调研分析、加工与整理、运用工具手册的能力，初步掌握了机械工程设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论 分析、图表绘制、技术文件编写的能力。 解决办法： 在设计初期 ,认真学习 水平刮板 输送机的基础知识 。 阅读各类有关下运 水平输送机的中文及外文文献 ， 了解 水平刮板 输送机在国内外的发展状况及研究方向 ,为做设计打下一个良好的基础。随后通过参加毕业实习对带式输送机有一个感性的认识 ,了解刮板式输送机在现场的运转情况 ,培养自己发现问题、分析问题、解决问题的 能 力。毕业 设计 结束后，就可以自己独立的对所设计的 水平刮板输送机进行功能分析在以后的设计中也能进行系统的方案设计 。 完成这些机械设备、部件 ， 为施工打下基础。接着了解掌握 水平 输送机 各种保护的原理并选择相应的保护装置 ， 进而完成水平刮板输送机的设计。 毕业设计 会 使我学到了不少新知识和研究方法，完善了知识结构，它使我在大学里所学的基础理论知识、专业技术知识得到了融会贯通。通过做水平刮板输送设备，使我增强了解决实际生产问题的能力，让我深刻认识到了理论与实践相结合的重要性。让我了解到理论与实践相结合的重要性。以前在学习理论课、基础课的时候，自己不十分注意理论联系实际，眼高手底，忽略了很多问题。通过毕业设计 会 使我认识到只有把所学知识运用到实践中去才能发挥知识的最大魅力。毕业设计运用到了以前所学基础理论知识和专业知识，使得我们对自己所欠缺的部分得到了补充，因此毕业设计也是对以前所学知识的总结。 目标、主要特色及工作进度： 1. 开题报告、查阅资料、外文翻译 第 1 周 第 3 周 2. 刮板输送机的性能计算 第 4 周 第 6 周 3. 刮板输送机的动力学分析 第 7 周 第 9 周 4. 完成刮板输送机的总装图和零件图 第 10 周 第 13 周 5. 撰写毕业论文 第 14 周 第 16 周 6. 答辩准备及毕业答辩 第 17 周 设计步骤： 合各类刮板输送机的特点以及结构，对刮板输送机进行设计选择。对各工作机构进行设计，对刮板输送机的组成原理和性能进行分析。 对各种类型主要原件进行设计计算，并查找相关设计手册确定主要参数，并且对其进行选择。 据相关的标准，使 计软件，绘制出重要零部件图并完成装配图的绘制 ， 接下来，结合实际生产情况对零件的应力应变云图认真分析，分析危险截面出现的位置 是否与实际生产中遇到的情况相符合。然后运用机械设计理论针对那些薄弱环节进行改进设例如对应力集中问题造成的应力过大可考虑增大圆角半径方法改进。此后，再利 用 软件 修改 等到 改进后的模型， 然后再 受力分析验证所采用的改进设计方法是否科学可行。如果与预期 得到 的结果不相符 合或者得到的结果不好 ，就向相反的方向改进，直到优化设计出强度更 高能 满足 设计 要求的结果 ， 这样就可以得到一个结构和功能最好的产品。 最后按照指导老师的要求，正确完成说明书和图 纸。 写出说明书，整理译文。 由于设计工作量比较大，设计中要用到网上的资料和现实中的书籍，以及学校图书馆中的相关资料，需要搜索大量资料以备用来解决设计过程中可能出现的一切问题。目前，在学校的图书馆收藏了许多关于应届毕业生毕业设计方面的大量书籍，同时在网络上也可以在一些通过搜索刮板输送机的选择中搜索出关于刮板输送机的相关问题以及了解刮板输送机的设计思路、结构以及刮板输送机的用途等等各方面的相关资料。通过大学四年的相关专业知识的学习以及生产实习所积累到的一些经验，让我具备了一定的独立的设 计与分析的能力，在学习相关课程的时候，也让我掌握了一些基本的设计概念、设计思路、设计想法等。在指导老师的指导及同学的相互讨论中完成设计，通过自己对相关资料的收集，已具有一定的资料来帮助完成本次设计。 课题研究所需的参考文献： 1 成大先机械设计手册第四版 学工业出版社， 2002 2 李柱国机械设计与理论北京：科学出版社， 2003 3 邱宣怀机械设计 京：高等教育出版社， 1997 4黄平刘建素等 M化学工业 出版社 5 机械设计手册联合编写组编 中册 .M化学工业出版 6 申永胜 M清华大学出版社 M7 机械制造工艺学机械工业出版社，主编：王先逵 8 机械制造技术机械工业出版社，主编：吉卫喜， 9 机械制造技术基础机械工业出版社，主编：卢秉恒 ,10姜翎燕 J11J. 12i,J13a M003 14003 15of D导教师审查意见： 指导教师签字： 20 年 月 日 指导委员会意见审核意见： 组长签字： 20 年 月 日