开题报告(范文)

武汉生物工程学院

毕业论文(设计)开题报告

题 目 名 称 井用提升绞车的设计 题 目 类 别 毕业设计 系 别 机电工程系 专 业 班 级 08机械设计制造本3 学 生 姓 名 指 导 教 师 严小黑 辅 导 教 师 严小黑 开题报告日期 2011年12月5日

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研究现状： 矿井提升机包括机械设备及拖动控制系统，是联系地下河地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好坏直接关系到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。“运输时矿井的动脉，提升是咽喉”形象地描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。目前，国内外对提升设备经过多年的研究，近几十年来发展的很快，尤其是提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进，在提升设备的理论和实践方面都取得了丰富的经验。 国内提升绞车发展状况：我国提升设备的设计制造，是在以后才开始的。建国初期的在党的领导下，新建和改建了许多矿山机械制造厂。1953年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式双筒提升机。1958年洛阳矿山机器厂设计制成了我国第一台2X4多绳摩擦式提升机，并于1961年开始运转，这种提升机与缠绕式提升机比较，具有重量轻、体积小、安全可靠、适合较深矿井的特点，是现代提升机的发展方向。并已在我国许多矿山中得到普及和应用。19年投产的通钢板石沟铁矿18#矿组的罐笼井采用的是上海冶金矿山机械厂生产的第二台JKD1.85 X 4多绳摩擦式提升机。1971年该厂又新设计制造了JK型新系列单绳缠绕式提升机，新系列采用了一些新结构，与老型号比较，提升能力平均提高了25%，而机器重量也相应的减少。其他如JT系列矿用绞车，JKM及JKD系列多绳提升机在采用新结构提高产品性能方面有较大改进和提高。 我国的矿用提升机其调速原理经历了电阻调速、液压调速、变频调速及行星差动调速等几次大的改进，目前国产提升机所采用的调速装置主要有两种类型：一是液压传动调速装置（液压调速），其产品形式即为现有的液压提升绞车；二是电控调速装置（变频），其产品形式即为现有的JT系列绞车。 提升机是一种重要的矿用机械，我国的提升机从世纪七十年始应用于煤矿生产，极大地提高了工作效率，但安全性能较差，极易发生爆裂；八十年代为解决井下提升机防爆难题，生产了一种液压提升机，之后又出现了运用变频调速原理生产的无级调速提升机。煤矿提升绞车是煤矿安全生产的重要设备，是安全生产的关键，它能否正常运行，直接关系着煤炭的产量、生产成本及矿井和职工的安全。随着市场经济的发展和矿井标准化建设的需要，提升绞车的运行质量越来越受到各级部门的重视。提升绞车的主要质量问题体现在：1、提升设备完好率差，存在重大事故隐患。2、制动装置可靠性差。3、绞车实际运行质量差、效率偏低。 - 2 -

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研究目的和意义： 绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。 在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量而广泛地运用着，例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。提升绞车可用于矿山竖井或斜井中物品与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。 绞车的另一个重要用途是港口机械，常见的有集装箱起重机、港口装卸门座起重机、塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械，其主要执行机构都是各种形式和结构的绞车。对于还被运用于各种线缆的存储、制造和运输，例如纺织机械中的用于存放丝线的线盘和电缆制造中用于存放各种直径缆绳的缆盘。这种情况下，绞车不光要具有一定的调速能力，而且还能够使不同直径的缆绳排列整齐，从而保证生产的顺利进行。在船用甲板机械和海洋开发领域，绞车也具有悠久的使用历史和多种多样的用途。 可以说，绞车广泛地运用于各种各样的场合，发挥着不同的作用，也具有各种各样的结构组成。为了更好地研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和绞车的分类展开探讨。 - 3 -

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研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）： 1、研究内容： 本课题是井用提升绞车的设计，根据井用提升绞车的特点，该装置的主要研究内容有： （1）电动机的选择，保证提升绞车驱动的需要; （2）减速器的设计，通过减速的同时提高输出扭矩和降低了负载的惯量来保证电机的正常运行; （3）在指导老师的帮助下，运用所有有关相关机械设计的知识，并且理论联系实际，设计出合理的绞车; （4）起重零件的设计。 2、结构框架： （1） 在指导老师的帮助下，运用所有相关机械设计的知识，确定各部分的参数，完成对整机总体结构的设计。 （2）设计出传动系统，并在能够顺利安装及工作。 3、重难点： （1）制动器必须在发生意外情况时以最快速度使绞车停止； （2）蜗杆涡轮传动必须进行热平衡校核； 4、注意问题： （1）材料的选用（强度和刚度）。 （2）零件之间的间隙和配合。 - 4 -

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研究方法、手段： 1、电动机选择 2、传动比滚筒初定 3、传动装置运动参数的计算 4、减速器的设计 5、起重零件的选择设计 其工作原理和工艺要求： 电机经减速机带动钢丝绳滚筒，收放钢丝绳，通过不同的滑轮改变方向。工艺要求主要是滚筒转速即钢丝绳运动速度和制动系统的安全可靠性。 研究进度： 1、2011年11月2日~2012年1月10日 开题报告和文献综述 2、2012年1月10日~2012年2月10日 设计准备及调研 3、2012年2月10日~2012年2月30日 分析比较并制定设计方案 4、2012年2月30日~2012年3月28日 完成设计说明书及设计图纸 5、2011年4月1日~2012年4月10日 整理设计资料及答辩准备 6、2012年4月15日~2012年4月21日 论文答辩 - 5 -

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文献综述（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等） 矿井提升机包括机械设备及拖动控制系统，是联系地下河地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好坏直接关系到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。“运输时矿井的动脉，提升是咽喉”形象地描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。目前，国内外对提升设备经过多年的研究，近几十年来发展的很快，尤其是提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进，在提升设备的理论和实践方面都取得了丰富的经验。 我国的矿用提升机其调速原理经历了电阻调速、液压调速、变频调速及行星差动调速等几次大的改进，目前国产提升机所采用的调速装置主要有两种类型：一是液压传动调速装置（液压调速），其产品形式即为现有的液压提升绞车；二是电控调速装置（变频），其产品形式即为现有的JT系列绞车。 提升机是一种重要的矿用机械，我国的提升机从世纪七十年始应用于煤矿生产，极大地提高了工作效率，但安全性能较差，极易发生爆裂；八十年代为解决井下提升机防爆难题，生产了一种液压提升机，之后又出现了运用变频调速原理生产的无级调速提升机。煤矿提升绞车是煤矿安全生产的重要设备，是安全生产的关键，它能否正常运行，直接关系着煤炭的产量、生产成本及矿井和职工的安全。随着市场经济的发展和矿井标准化建设的需要，提升绞车的运行质量越来越受到各级部门的重视。提升绞车的主要质量问题体现在：1、提升设备完好率差，存在重大事故隐患。2、制动装置可靠性差。3、绞车实际运行质量差、效率偏低。 在过去的20年中，我国从德国共进口20多套大型矿用提升机，其电控配套装置均为西门子公司的产品，其中10套式为直流电动机配套的直流电控系统，其余10多套均为交频交流电气传动电控配套装置。第一套式1994年为山西省常林矿主井提升机配套的，其调速性能非常理想，且节能效果相当明显，它代表了世界矿用提升机的先进水平，也为我们指明了走节能和无级调速的路子。 特别是随着计算机技术的飞速发展，机电一体化技术和产品在世界范围内得到了迅速发展和应用。先进采煤从采煤工作面、掘进工作面，到井下主煤流运输及辅助运输，到矿井提升及井下供电、排水等装置，均具有建立在微处理器基础上的监控和保护系统，其机电一体化的设备、性能、可靠性和功能等有大幅度提高。 - 6 -

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主要参考文献： [1] 机械设计、机械设计基础课程设计，王昆等主编，北京：高等教育出版社，1996 [2] 典型零件模具图册，何忠保、陈晓华、王秀英主编，北京：机械工业出版社，2000.11 [3] 机械设计手册/上册，《机械设计手册》联合编写组编，化学工业出版社，1979 [4] 画法几何及工程制图，中国纺织大学工程图学教研室等编，上海科学技术出版社，2001.3 [5] 机械零件设计手册(第二版)/中册，东北工学院《机械零件设计手册》编写组编，冶金工业出版社，1982.1 [6] 机械工程手册/传动设计卷(第二版)，机械工程手册电机工程手册编辑委员会编，北京：机械工业出版社，1997.7 [7] 机械零件课程设计，郭奇亮等主编，贵州人民出版社，1982.1 [8] 机械设计标准应用手册/第二卷，汪恺主编，北京：机械工业出版社，1997.8 [9] 矿山提升机械设计，潘英编，徐州：中国矿业大学出版社，2000.12 [10]机械设计(第七版)，濮良贵、纪名刚主编，北京：高等教育出版社，2001 [11]极限配合与测量技术基础，孔庆华、刘传绍主编，上海：同济大学出版社，2002.2 [12]王晓青、徐庆华．机械制图．中国地质大学出版社，2004 [13]齿轮手册(第二版)/上册，齿轮手册编委会编，北京：机械工业出版社，2000.8 [14]机械传动设计手册(修订本)/上册，江耕华、胡来瑢、陈启松主编，煤炭工业出版社，1990.10 [15]徐灏．机械设计手册．北京：机械工业出版社，1991 [16]藤森洋三(日)．机构设计实用构思图册．机械工业出版社，1990 [17]翁海珊．机械原理与机械设计课程实践教学汇编．高教出版社，2008 指导教师意见： 签字： 年 月 日 系审查意见： 签字： 年 月 日 备注： - 7 -