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冶金 铸造 桥式起重机 结构设计

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冶金铸造双梁桥式起重机结构设计,冶金,铸造,桥式起重机,结构设计

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河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师： 秦歌 职称： 副教授 所在系部（单位）：机械与动力工程学院 教研室（研究室）： 机制系 题 目冶金铸造双梁桥式起重机结构设计学生姓名王伟专业班级08机制3班学号0828070112一、选题质量（主要从以下四个方面填写：1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求；2、题目难易程度；3题目工作量；4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度）所选的题目与书本学习知识联系紧密,比较贴近生产实际情况，比较有代表性;设计题目在日常学习和实习中都有遇到，设计机械型号可选范围大，具有非常大的发挥空间和巧活多样的设计思路，对于本科机制专业的学生来说，题目难度适中;课题对学生的专业素质要求较高，并且该题目由该同学单独完成，工作量大，需要同学认真查阅资料，扎实学好专业知识，与任课老师，相关的技术人员沟通，认真完成毕业论文;选题完全符合专业培养目标， 对即将毕业的学生的再学习有较好的指引作用,综合训练的要求也得到充分的体现二、开题报告完成情况开题报告已经完成。从适合实际工作环境出发，确定了明确的课题设计方向，并对冶金铸造双梁桥式起重机结构设计在使用中经常出现的问题有一定的研究；对双梁桥式起重机的结构和工作过程已经有了一定的认识了解。已经对课题进行了设计、分析，并有了突破性的进展。同时，已完成了对相关资料的查阅，对课题有了总体的分析，开题报告完成质量较高。三、阶段性成果1、本次设计的开题报告已经完成，总体布置方案和主要结构参数已确定，并完成一些标准件的选型及和大多数零部件的设计计算工作。2、部分零件图的绘制已经基本完成，设计说明书已经开始整理。3、英文翻译工作已经基本完成，现在正对一些结构设计进行校核。四、存在主要问题由于专业基础知识学习不够深入，设计经验欠缺，参考资料收集有限，设计主题思路把握不够，简单问题解决不够灵活；另外没有仿真软件的支持，无法确定设计是否有应有的设计效果，并且有较多的专业相关知识的综合运用，所遇需要进一步更多细致耐心的工作。 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师： （签名） 年 月 日Portal powerChinas rapid economic growth in the past decade has resulted in a big increase in freight traffic through the countrys seaports . Old ports are being expanded and new ports built to handle the large growth in container and bulk cargo traffic all along the Chinese coastline.Chinas port expansion programme has provided a strong boost to the domestic port equipment industry, which has enjoyed a strong increase in demand for port cranes of various types, including container cranes and portal cranes along with bulk cargo handling equipment.State-run China Harbour Engineering (group) Corporation Ltd, established under the ruling State Council, is Chinas largest supplier of port cranes and bulk cargo handling equipment. The organization controls both Shanghai Zhenhua Port Machinery Co Ltd (ZPMC),the worlds largest manufacturer of quayside container cranes, and Shanghai Port Machinery Plant (SPMP), which specializes in the manufacturer of portal cranes and other cranes used in ports along with dry bulk cargo handling equipment.SPMPs main market is China, although the company is looking to expand its overseas sales. Although less well known than its associate ZPMC, SPMP also operates large manufacturing facilities, and is due to move part of its production shortly to Changxing Island near Shanghai where ZPMC already operates a large container crane fabrication plant.Portal and other harbour cranes are SPMPs major production item. During the past two years, the corporation has won contracts for 145 portal cranes from port authorities throughout China, both from new ports under construction and ports undergoing expansion.In recent years, SPMP has also supplied portal cranes to the United States, Iraq,and Myanmar.The port Rangoon of Myanmar in has purchased a 47m,40t portal crane while BIW of the United States has purchased three cranes-15t,150t, and 300t portal cranes. Elsewhere, SPMP has supplied 12 portal cranes to several ports in Iraq since the end of the Saddam regime. In China, SPMPs recent major orders for portal cranes include eight 40t, 45m radius cranes for Tianjin Overseas Mineral Terminal, while Yan Tai Port Bureau in Guangdong in southern China has purchased six 40t, 45m radius cranes. Other large orders include seven 10t, 25m radius cranes for Zhenjiang Port Group and an order of 1025t, 33m radius cranes from Fangcheng Port Bureau, while the Yingkou Port Group has ordered 1325t,35m radius cranes along with two 40t, 44m radius port cranes.MANY CRANES BUILT TO ORDERSPMP also supplies other cranes used in ports and harbours, many of which are built to order for clients. Quayside container cranes have been supplied to a number of foreign clients including Bangkok Port in Thailand, Kaohsiung Port in Taiwan, and Port of Vancouver in Canada. In China, SPMP has supplied quayside container cranes to Shanghai Port, Tianjin Port, Yin Kou Port, Yan Tai Port and others. The company also supplies rubber-tyred container gantry cranes to domestic and overseas clients.Customers for other cranes used in ports include Guangzhou Port in Guangdong, which purchased a 25t floating crane while Zhonggang Port has bought two double trolley 125/63t gantry cranes, along with a700t overhead crane, In 2003 Zhonggang Port awarded a contract to SPMP for a 2,600t floating crane, whichi is the largest crane the company has made in recent years.Other customers include Zhongyuan Nanytong Shipyard of Jiangsu Province has purchased two 300t goliath cranes for use in its shipyard, while Shanghai Waigaoqiao Shipyard uses two of SPMPs 600t goliath cranes for its shipbuilding operations. SPMP has two factories. The Shanghai plant employs 2,000 workers while a factory in Jiangsu Province employs 1,500 workers. The combined total of 3,500 workers includes 800 technical and management staff involved in designing, developing, and building portal and other cranes along with dry bulk cargo loading and unloading equipment.Currently, SPMP is preparing to vacate its Shanghai factory site as the companys existing plot of land is part of a riverside area earmarked by the Shanghai Expo in 2010. SPMPs Shanghai factory will close at the end of 2006, and move to a new site on nearby Changxing Island.“The new factory will be much bigger than the present plant,” Li said. “Phase 1 will be ready for us when we move at the end of 2006.”In addition to moving the Shanghai factory to a new site, SPMP expects future business operation with ZPMC.Officials at China Harbour Engineering (Group) Corporation are understood to have told SPMP of plants for SPMP and ZPMC to co-operate more in bidding for projects in future. Both companies are expected to retain their individual manufacturing capability, however, with precise details of future co-operation still some way from being finalised.Meanwhile, SPMP associate company ZPMC is strengthening its position as the worlds largest manufacturer of ship-to-shore container cranes, supplying slightly more than half the annual international container crane market. In addition to operating four crane production complexes for its crane manufacturing and other businesses.ZPMCs full range of products includes quayside container cranes, rubber-tyred gantry cranes, bulk material ship loaders and unloaders, bucket-wheel stackers and reclaimers, portal cranes, floating cranes, and engineering vessels. The company has also diversified into manufacturing other large steel structures including large steel bridges.ZPMC EXPANDING PRODUCTIONZPMCs cranes and other products are in use at over 150 shipping terminals in 37 countries and regions worldwide. By the end of December 2005, ZPMC had supplied 705 quayside container cranes, and had orders in hand to deliver another 128 quayside container cranes in 2006. In addition, at the end of 2005 ZPMC had delivered 1,148 rubber-tyred gantry cranes to customers worldwide and had orders in hand to deliver 308 rubber-tyred gantry cranes to customers in 2006.ZPMC is expanding production facilities in expectation that the volume of orders will grow in future. The company owns four crane production complexes in Shanghai and the surrounding area at Jiangyin, Changzhou, Zhangjiang and Changxing Island.The Changxing production site, which was completed in 2001, covers one million sq m, and has a 3.5km coastline. The facility is capable of manufacturing 160 quayside ship-to-shore container cranes each year along with 300 rubber-tyred gantry cranes and 200,000 metric tons of large steel bridge structures.Plans call for a futher 3 million sq m of land to be reclaimed at Changxing, which ZPMC will develop to become its largest production centre.港口起重机中国经济在过去的高速增长已经大幅增加了本国港口货流量，以至于不断扩大老港口以及不断修建新的港口以应对快速增长的集装箱业务以及大宗货物的流通。中国的港口扩展进程对本国港口装备行业的发展产生了强烈的刺激，这一进程强烈需要大量的各种各样的港口起重机的迅猛增加，包括集装箱起重机、桥门式起重机以及其他能够处理散料货物的装卸设备。由国资委掌控的中国港口工程集团有限公司是中国最大的港口起重机和散料装卸设备的供应商。该集团包括世界最大的港口集装箱起重机生厂商振华港口机械有限公司（ZPMC）和精于生产用于港口的桥门式起重机以及干散货物的装卸设备的上海港口机械厂（SPMP）。上海港口机械厂主要市场是中国本地，虽然它在寻求扩大海外销售。尽管它没有同行振华港口机械有限公司出名，上海港口机械厂拥有很多的大型生产设施，它计划不久将一部分生产线转移到上海附近的长兴岛。振华港口机械有限公司已经在那里建立了一个大型集装箱起重机组装厂。上海港口机械厂主要的生产项目是桥门式起重机和其它用途的港口起重机。在过去的两年里，该公司已经获得了来自全国港务局的的145份桥门式起重机的合同，这其中包括正在建设的新港口和正在扩张的港口。最近几年，上海港口机械厂已经向美国，伊拉克以及缅甸提供桥门式起重机。缅甸的仰光港口购买了一座跨度为47米，起重量为40吨的桥门式起重机，然而美国的BIW购买了三台起重量分别为15t,150t, 和 300t起重机。另外，自从萨达姆下台后上海港口机械厂已向伊拉克的一些港口提供了12台起重机。在中国，上海港口机械厂最近的主要订单是桥门式起重机，这其中包括天津海外矿产航运码头的8台起重量为40t，回转半径为45m的起重机，然而，位于中国南部的广东盐田港务局已经购买了6台这样的起重机。其它一些大的订单包括镇江港务集团的7台起重量为10t，回转半径为25m的起重机和防城港务局的10台起重量为25t，回转半径为33m的起重机，而营口港务局已经13台起重量为25t，回转半径为35m和2台起重量为40t，回转半径为44m的桥门机。许多起重机按照订单在建上海港口机械厂也提供港口和海湾其它用途的起重机，这些大多数按照客户的要求建造。它已经向许多国外客户提供岸边集装箱起重机，这其中包括泰国的曼谷港，台湾的高雄港和加拿大的温哥华港。在中国国内，该公司已向上海港，天津港，烟台港以及其他的一些港口提供岸边集装箱起重机。该公司也向国内外客户提供轮胎式龙门起重机。订购其它港口起重机的公司包括广东的广州，它购买了一台25t的浮吊，而中港港口已购买了两台125/63t双小车龙门起重机和一台700t的桥式起重机。2003年，中港港口与上海港口机械厂签订一台2600t的浮吊合同，这是该公司近些年做的最大吨位的起重机。其它的一些用户包括江苏省的中原南通造船厂，它已经购买了两台300t用于船坞的戈利亚特起重机，而上海外高桥船厂已将上海港口机械厂的两台600t戈利亚特起重机用于船舶建造中。上海港口机械厂有两个厂区。在上海的厂区有2000名工人，江苏的厂区有1500名工人。在这3500名工人中，有800名技术人员和管理人员从事于设计，开发，建造港口类和其它类起重机以及大宗干散货物的装卸设备。目前，该公司正准备迁出它在上海的厂区，因为该区是预留给2010上海世博会的一块滨水区。该公司的上海分厂将于2006年年底关闭，它将迁移到一个在上海附近长兴岛的新厂区。“新厂区将比现有的厂区大，”李说，“当2006年年底我们迁出时，我们将做好第一阶段的准备工作。”除了将上海的厂区迁移到新址外，该公司希望将来能与振华在业务上合作。中国港湾建设（集团）总公司的高层们被人们认为他们已经告诉上海港口机械厂它将与振华在招标项目上有更多合作。两家公司希望保持各自的制造能力，然而，将来合作的精确细节仍没有确定。另外，上海港口机械厂的合作公司振华正在加强其作为世界最大的船岸集装箱起重机生产商的地位，生产量几近世界集装箱起重机市场年产量的一多半。另外，它还经营着四个起重机生产综合体和一些其他的业务。振华的产品系列包括集装箱起重机，轮胎式龙门起重机，干散货物船用装卸设备，斗轮堆取料机，门式起重机，浮吊以及工程船只。该公司还扩展到生产包括大型钢桥的大型钢结构。振华扩大生产全世界有37个国家和地区超过150个航运码头正在使用振华的起重机和其它的产品。振华已经提交了705台集装箱起重机，按照手头的订单将于2006年交付另外的128台集装箱起重机。除此之外，截止2005年底，振华已经向世界各地的客户交付了1148台轮胎式龙门起重机，按照手头的订单将于2006年交付308台轮胎式龙门起重机。振华正在扩大生产设施，预计不久订单数将会增加。该公司拥有四个起重机生产综合体在上海及周边地区，江阴，常州，湛江和长兴岛。长兴岛生产基地将于2001年完成，占地面积100万平方米，有3.5千米的海岸线。该基地每年能够生产160台船岸集装箱起重机和300台轮胎式龙门起重机以及20，0000吨的大型钢桥结构。其计划在长兴岛进一步填海3百万平方米，届时它将成为振华最大的生产中心。- 9 -本科毕业设计（论文）开题报告题目名称冶金铸造双梁桥式起重机结构设计学生姓名专业班级学号一、选题的目的和意义：起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。双梁桥式起重机作为物料搬运机械中的一种，在各行各业中得到广泛的应用，起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都有很广泛的应用，在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。因此对其进行研究、改进使其结构更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。通过对冶金铸造双梁桥式起重机的研究和创新设计，能够让我很好的掌握结构力学、材料力学在金属结构件和起重机运输中的运用。作为毕业设计的一大课题，在融合贯通机械专业的同时，更能很好的使自己所学专业知识全面化、系统化。 桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。 此次设计的冶金铸造双梁桥式起重机结构设计，安装于冶金工程厂房内，用于冶金过程供吊运铁水注入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车调运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作，对桥式起重机的载荷要求较高，所以对减速器性能要求较高。本次设计不仅是对专业知识的考察，更能体现自己对待生活和学习的态度，通过这次全面的锻炼，希望能为今后真正走上工作岗位，踏实工作奠定坚实的基础。二、国内外研究综述：2011年由武桥重工制造的我国最大的一台龙门起重机该起重机跨度为230米，为国内最大跨度，标准载重为900吨，实际载重可以达到1500吨。随着我国基本建设高峰的逐渐到来，造船、风力发电安装、石油化工(包括煤化工)建设、冶金建设、火电(包括核电)建设、市政等等的发展，使大型起重机吊装市场出现供不应求的“火暴”现象。国外制造大型厂商主要有美国的Paceco、德国的Noell、英国的Morris、芬兰的Valmet、韩国的三星和现代，以及日本的三菱、三井、住友等。这些企业在设计团队、经费、设计思想、设计经验方面都有着国内无法抗衡的优势。目前世界上比较先进的机型其堆高已达78层、吊具下的起重量已达45t、满载起升速度达30m/min、小车速度超过50m/min、大车运行速度超过120m/min。研究成果主要体现在以下几点：1)新装置的研制和新零部件的采用三合一减速器、新型径向棒销联轴器、新型电力液压块式制动器、钳式制动器、电线滑车、滑接输电装置等等行装置的采用,使起重机的启动、传动、制动等方面的性能都有了很大的提高。2)新设计工具和思想的应用Proe、ANSYS、APDL语言等方便快捷的设计和测试等计算机软件的开发和运用大大提高了新产品的研发能力，缩短了研发周期。门式起重机进行了按静强度、静刚度、动刚度等多项控制指标的综合分析优化设计,从单机优化到系列优化设计理论方面的开拓和探索都已进入实用阶段。再加上模块单元化设计等等整个起重机行业的技术、生产和管理水平、新产品的研发速度都将大大加快。3) 自动纠偏技术跨度大于40 m的龙门起重机在实际使用中由于众多因素的影响，刚、柔腿运行一段时间后会产生快慢不一的现象，常用电气自动纠偏的方法通常有计算脉冲编码器输入PLC的脉冲、通过安装在柔腿顶部的角位移传感器 、用橡胶摩擦轮带动旋转编码器的闭环控制等4)啃轨现象的改善啃轨，就是起重机运行过程中车轮轮缘与钢轨侧面压触，发生强烈的磨损。严重的啃轨，使车轮与轨道剧烈磨损，并且大大增加附加载荷，运行阻力比正常状态时增大3.5 倍左右，一般中型工作类型的龙门起重机车轮的使用寿命约810年，若有啃轨现象，寿命可降为12年，甚至几个月。在实际生产中最常用而且最有效的方法是调整和移动车轮，消除过大的误差横向力。5)控制元件的研发采用转角码盘、齿轮链、激光头等装置,使定位精度可到1mm。接收器、控制器遥控系统应用节省人力,提高工作效率,而且使操作者的作业条件得到改善。在距离检测方面,采用无线电信号型防撞装置来监控起重机前端行驶距离,在发出警告信号后,大车车速将减小到50%,最后切断电机电源,将大车制动。起重机的刹车系统也应用微机进行控制和监视工作。我国工程起重机发展状况 我国工程起重机行业已经历了5年的快速发展。近一两年全行业新产品的开发力度很大，不断有新产品涌现，繁荣并迎合了市场的需求。目前起重机的配套件是关键问题，这已成为生产大型起重机和扩大出口的瓶颈。由于液压泵、阀、马达、高端传动部件、发动机、高强度钢材，基本上依靠进口，不但价格高，而且供货时间长，制约力大型起重机的研发和生产，并给企业带来了风险。国外工程起重机发展状况：1） 完备的载荷型谱 国外吊装业已非常成熟与完善，其吊装用起重机也随之得到了长足发展。目前工程起重机的设计与制造主要集中在德国、美国与日本。其产品的型谱的覆盖面很大，且非常细致。2） 扩大作业空间的新结构为了最大限度的使用起重机，要求起重机既能满足大起重量要求，又能满足作业空间的需要。因此大起升高度、大幅度时的起重量也就逐渐成为衡量起重机的一个重要指标。三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：本次设计为60T冶金铸造双梁桥式起重机，结构较复杂，在满足疲劳强度、刚度和稳定性的前提下，尽可能节约材料设计出符合满足要求使用性能的起重机结构。从本次毕业设计的选题、构思以及将来冶金铸造双梁桥式起重机的研究和发展方向为出发点，所用到的研究方法主要有经验总结法、比较研究法、文献资料法等。借鉴前人对起重机结构设计的成熟经验，结合目前冶金铸造双梁桥式起重机所存在的缺点及不足进行起重机的创新性结构设计。通过搜集大量书籍资料和向专业人士和老师请教相结合的方法，完成起重机复杂结构的设计和大量计算。特别是两主梁的结构设计和载荷计算以及主梁与端粱的连接方式等。在课题设计过程中，经查阅相关起重机图书的理论知识和从毕业实习的实践经验着手，同时参阅大量关于起重机方面的书籍和从互联网中获得的起重机的最新发展方向，最后综合起来加以完成。比较研究法可以理解为是根据一定的标准，对两个或两个以上有联系的事物进行考察，寻找其异同，探求普遍规律与特殊规律的方法。具体要求：A 本设计中要注意的问题是结构较复杂，在满足疲劳强度、刚度和稳定性的前提下，尽可能节约材料；计算量较多。B 预期效果：通过本次设计，熟练掌握结构力学、材料力学在金属结构件和起重机运输中的运用。C 完成校院要求的工作量和毕业设计论文的撰写。四、主要参考文献与资料获得情况：1万力 徐格宁，等-GB3811-08起重机设计规范.北京：国家标准局出版社，2008.2 张志文 王金诺等，起重机设计手册M. 北京.中国铁道出版社，1998.3 王金诺 于兰峰，起重机金属机构.北京：中国铁道出版社.2002.4徐格宁，机械装备金属结构的设计M.北京，机械工业出版社，2009.3-290.5 陈道南 盛汉中，等起重机课程设计.北京：冶金工业出版社，2000.191-2906陈国璋 孙桂林 金永懿 孙学伟 徐秉业，等起重机设计实例.中国铁道出版社，1985.12.7材料力学 M.北京：高等教育出版社.8结构力学 M.北京：高等教育出版社,9 徐格宁、智浩.铸造起重机桥架空间结构分析与疲劳计算.太原重机学院学报.1993年第四期第14卷，1993五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）第一到四周：毕业实习、写毕业实习报告、熟悉毕业题目内容，查资料，定几种方案第五到十周：各种方案分析，定具体方案，需要计算的，再此期间完成计算，翻译英文第十一到十四周：画草图修改最终图第十五到十六周：撰写毕业设计说明书第十七周：答辩（一般会是在6月初或者是6月中旬）六、指导教师审批意见： 指导教师： 年 月 日 7毕业实习报告1毕业实习报告实习单位：滦平建龙矿业有限公司学校：万方科技学院专业：机械设计制造及自动化班级：机制 08-3 班学号：0828070112姓名：王伟毕业实习报告2指导老师：秦歌目录目录一、实习目的.3二、公司简介.4三、实习内容.53.1 露天开采工艺 .53.1.1 露天开采四个工艺 .5 3.1.1.1 穿孔.53.1.1.2 爆破作业.10 3.1.1.3 采装运输.183.1.1.4 排岩工程.24四、实习总结.28毕业实习报告3一、实习目的一、实习目的与实习要求与实习要求1 1实习目的：实习目的： 本次毕业实习为时 4 周，我来到滦平建龙矿业有限公司进行实习。在此期间，我主要对铁矿露天开采和矿石运输环节进行学习。 通过本次实习，我首先要对以前学过的有关方面的知识进行一个系统的总结与更深的了解，将课本上的知识与工作实际联系起来，是我对知识掌握得更加深刻，理解得更为透彻。其次，本次实习是对生产过程进行观察研究，为毕业设计收集材料，以便我们在以后毕业设计过程中能够少走弯路，得心应手。最后，通过实习中与技术员、工人师傅的交流以及在企业中的所见所闻，为我毕业后进入工厂工作打下基础，使我提前适应了今后的工作环境。2 2实习要求：实习要求：1、明确实习任务，认真学习实习大纲，提高对实习的认识，做好思想准备。2、认真完成实习内容，按规定记实习笔记，撰写实习报告，收集相关资料。3、虚心向技术人员学习，尊重知识，尊重他人，甘当小学生。及时整理实习报告等。不断提高分析问题、解决问题的能力。4、自觉遵守学校、实习单位的有关规章制度，培养良好的风气。毕业实习报告4二、二、公司简介公司简介北京华夏建龙矿业科技有限公司创建于 2003 年，是一家集矿业采选技术研究、矿产资源勘探、矿山设计、矿山投资开发、矿产品加工、销售于一体的集团化企业。公司通过自我勘探与合作勘探，拥有铁、锌、铅、铜、钼等资源的探矿权，采矿权，三十余家子公司遍布河北、吉林、辽宁、黑龙江、内蒙、湖北、新疆等省市。公司通过并购重组和业务拓展，实现公司裂变、递进式快速发展。截止2010 年底，公司累计销售收入 135.69 亿元，利润总额 42.95 亿元，上缴税金25.02 亿元。截止到今年九月止，2011 年累计销售收入 22.84 亿元，净利润8.83 亿元。滦平建龙矿业有限公司位于河北省滦平县。东距承德市 50 公里，北距隆化县城 28 公里，交通便利。公司成立于 2003 年 6 月 9 日，拥有矿石地质储量超 6820 万吨，原矿平均品位 11%以上，为钒钛铁矿。选厂设计生产能力 28 万吨。年处理矿量 240 万吨，现有总资产 1.39 亿元。经过多年的不懈努力，曾获得省市安全、环保、管理几十项荣誉，每年被评为县工业十强企业，市工业五十强企业，始终保持良好地发展，与时俱进，发扬团队精神，不断向同行业一流企业迈进。 毕业实习报告5三、三、 实习内容实习内容3.13.1露天矿开采工艺露天矿开采工艺3.1.13.1.1 露天开采四个工艺露天开采四个工艺穿孔、爆破作业、采装运输、排岩工程3.1.1.13.1.1.1 穿孔穿孔1 1 穿孔方法与穿孔设备穿孔方法与穿孔设备穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。2 2 牙轮钻机牙轮钻机目前，80%的露天金属矿山使用牙轮钻机穿孔。牙轮钻机的优点：穿孔作业效率高、作业成本低、机械化程度高、适用于各种硬度的矿岩中穿孔。2.12.1 牙轮钻机的工作原理牙轮钻机的工作原理 牙轮钻机如图 3-1 所示，它是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将空地岩粉吹出孔外，从而形成炮孔。 毕业实习报告6图图 3-13-1 牙齿轮钻机原理图牙齿轮钻机原理图2.22.2 牙轮钻机的钻具牙轮钻机的钻具牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。钻杆长度一般为 9.2 或 9.9m。稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。2.32.3 牙轮钻机的工作参数牙轮钻机的工作参数牙轮钻机的主要工作参数：钻压、钻具转速、排渣风量与风压 。合理使用这些参数可以提高凿岩效率延长钻头寿命。1） 、钻压:根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不同的钻压，如表 3-1。(1040t)表表 3-13-1 不同岩石硬度系数钻压选用表不同岩石硬度系数钻压选用表f直径190mm直径250mm直径310mm81012.315.91012.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.7钻压超过岩石的抗压强度，岩石被压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿命长。2） 、钻速与钻具的转速：如图3-2。在不同的轴压下钻头钻进速度V与钻具转速n的关系。由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。 原因：转速快，齿轮与孔底岩石的作用时间短（小于0.03秒）未能充分发挥齿对岩石的破坏作用，且加速了钻杆的震动和钻头磨损。 根据经验，得出表3-2的最佳转速。表表3-23-2转速表转速表钻机类型轻型钻机中型钻机重型钻机岩石硬度系数F8F=10-14F=15-20毕业实习报告7转速r/min80-12060-10050-80图图3-23-2转速转速n n对钻速的影响对钻速的影响3） 、排渣风速与风量：经验表明：排渣风量不足时，岩渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻杆的磨损作用也将显著增大。排渣风量Q: D 钻孔直径；m d 钻杆直径；m VH 回风速度； m/min Q排渣风量，m/min。为了便于排渣，(D-d) 应大于20mm。目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头的使用寿命和钻孔速度。当炮孔直径为310mm时，钻杆直径为270mm,要求的排渣风速为20m/s，排渣风量为4m/s。表表3-33-3演示容重与排渣风速演示容重与排渣风速岩石容重（t/m）3.23.2有裂隙的岩石HVdDQ4)(22毕业实习报告8排渣风速（m/s）25-3040-50502.42.4 牙轮钻机的生产能力牙轮钻机的生产能力即台班生产能力和台年综合生产能力1） 牙轮钻机的台班生产能力即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。Vb = 0.6 v Tb Vb 牙轮钻机台班生产能力，米/台班v 牙轮钻机的钻进速度， cm/min,Tb 班工作时间，h, 班工作时间利用系数，0.40.5经验公式 v=3.75Pn/(9800Df)=3.75400000150/(9.810002512) = 76cm/min=0.76m/min=45.6m/hr P轴压，N，n钻速，m/min，D直径，cm，f普氏系数 2） 钻机的台年综合生产能力钻机的台年综合生产能力（2300033000m/a）由于管理和钻机本身故障引起的停机原因，牙轮钻机的年综合生产能力，如表3-4。表表3-43-4钻机年综合生产能力钻机年综合生产能力 矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）矿山矿岩硬度系数f1994年1995年1996年南芬露天矿818317802868834320水厂铁矿814358773170535220歪头山铁矿1215260572717229352齐大山铁矿12183073824012231602.52.5 牙轮钻机的需求数量牙轮钻机的需求数量钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计年综合生产能力与每米炮孔的爆破量。毕业实习报告9 N 所需要的钻机数量，台， Q 矿山设计年采剥总量，t/a, L 每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a, q 每米炮孔的爆破量，t/m, （D=250mm,q=90130t/m) e 废孔率，% 。2.62.6 提高牙轮钻机的穿孔效率提高牙轮钻机的穿孔效率一方面改进牙轮钻机本身的技术性能，提高钻头的工作强度与使用寿命，另一方面，在牙轮钻机作业过程中，合理配置好各种参数，协调生产组织管理，提高钻机的工作时间利用系数。目前，两种工作制度：（1）高轴压（3060t） ，低转速(150r/min)（2）低轴压（1020t） ，高转速(300r/min)应该从中寻找到合理的轴压和转速。根据经验, HY-250c 型和KY-310型钻机的轴压分别为32t 和45t ,转速分别为100r/min 以内比较合适。3 3 潜孔钻机潜孔钻机潜孔钻机适用于中小型矿山。该种型号的钻机的工作原理是冲击回转式风动凿岩。如图3-3潜孔钻机实物图)1 (eqLQN毕业实习报告10图图3-33-3 潜孔钻机实物图潜孔钻机实物图3.1.1.23.1.1.2 爆破作业爆破作业爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装作业提供工作条件。爆破成本约占1520%，对爆破工作的要求： 毕业实习报告11 适当的爆破储备量，以满足挖掘机连续作业的要求，一般要求每次爆破的矿岩量应能满足挖掘机510昼夜的采装量。 有合理的矿岩块度，以提高后续工序的作业效率，是开采总成本最低。 爆堆堆积形态好，前冲量小；无上翻，无根底； 无爆破危害。在矿山生产期间，爆破作业主要有三种：1 1 基建剥离爆破基建剥离爆破露天矿基建期，为了剥离矿体上覆岩石，平整作业场地、开挖公路或铁路通常进行的大爆破，既基建剥离爆破。基建剥离爆破方式：（1）破碎松动爆破特点：爆破后岩体大部分破碎在原地形成爆堆，少部分岩体产生位移。（2）抛掷爆破。特点：岩体经爆破破碎后发生较大的位移。并且在装药硐室处形成爆破漏斗。根据抛掷程度有：抛扬爆破、抛塌爆破；根据抛掷方向有：定向爆破。大爆破设计原则及要求： 经济合理性原则。 爆破设计要求。尽量为后续工作创造良好条件 爆破质量要求。爆堆形态及分布符合要求，大块率低。 爆破安全要求。 1）爆破作用指数n 爆破作用指数n 是工程爆破中经常应用 的一个重要参数， 通常以爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值来表征爆破作用指数n的大小。n=R/W对弱松动爆破，爆破作用指数n小于0.75。 对强松动爆破，爆破作用指数n为0.751之间。对于抛掷爆破，爆破作用指数参考表3-5中的经验值。表表3-53-5 爆破作用指数爆破作用指数n n抛掷率%47.550556064687276毕业实习报告12爆破作用指数n0.750.80.91.01.11.21.31.42）最小抵抗线W 如图3-4所示。 由药包中心指向其相邻地表的有向最短的线段的长度即为该药包的最小抵抗线。硐室爆破药包布置图 W单侧单排作用药包 W单侧双排作用药包图图3-33-3药包布置形式及最小作用线药包布置形式及最小作用线3）药包的间距S 硐室爆破的药包间距通常根据最小抵抗线和爆破作用指数来定，在其他条件一定时，岩石越软，药包之间的距离应越大，反之，岩石越硬，药包之间的距离应越小。松动爆破： S = (0.81.2)W毕业实习报告13加强松动爆破： S = (11.34) nW抛掷爆破： S = 0.5(1+n)WnW4）装药量计算 装药量计算根据标准炸药单耗、爆破作用指数和最小抵抗线进行计算。2 2 生产台阶正常爆破生产台阶正常爆破生产台阶正常采掘爆破是在每一个生产台阶分区依次进行的爆破。1）生产台阶正常采掘爆破方法 (1)浅孔爆破、 (2)深孔爆破、 (3)药壶爆破 (4)外敷爆破。浅孔爆破：在小型矿山的台阶爆破和大型矿山的辅助性爆破，如开出入沟、修路、处理根底及不合格大块等，其直径在50mm左右。药壶爆破：可以克服较大的底盘抵抗线，减少钻孔工作量，通常在工作困难的条件下使用外敷爆破：不钻孔进行的大块二次爆破或根底处理。深孔爆破：露天矿台阶正常采掘爆破常用的方法。该方法分为：(1)齐发爆破、(2)毫秒迟发爆破，(3)微差爆破。根据台阶前是否有渣堆，台阶采掘爆破又可以分为：(1)清渣爆破(2)压渣爆破。2）台阶正常采掘爆破参数及爆破设计露天台阶爆破通常采用多排孔齐发爆破或多排孔间隔起爆方式。具体设计参数：1、炮孔底盘抵抗线 如图3-4毕业实习报告14 cL1DLBWPhH图图3-43-4炮孔底盘抵抗线炮孔底盘抵抗线炮孔底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的最小距离（WP)。根据经验有： WP = (2545) D D 炮孔直径；边沿距：第一排炮孔的孔位距台阶边沿之间的距离C，因此，底盘抵抗线Wp应满足约束条件： WP H(ctg ctg )+C C 边沿距； H 台阶高度； 台阶坡面角； 炮孔倾角； 压碴爆破时, 适当减小底盘抵抗线。 减小值 Wn = 0.4 d/k d压渣厚度，m; k松散系数(1.31.5） 2、布孔方式与布孔参数两种布孔方式：排间之列布孔（也叫方形布孔） ；排间错列布孔（三角形布孔）布孔参数：排间距、孔间距、炮孔邻近系数m.1）孔间距。简称孔距。同排两相邻炮孔中心的距离。qHWQaP毕业实习报告15Q 炮孔装药量kg；WP 炮孔底盘抵抗线m，(前排孔底盘抵抗线,后排孔为排距)，q炸药单耗，kg/m2）排间距。简称排距。平行于台阶坡顶线方向上两排炮孔之间的距离。b = (0.80.9) WP 3) 炮孔邻近系数m。也叫炮孔密集系数，即孔间距与排距之间的比值。前排孔：后排孔：每一个炮孔负担面积为a * b。目前，矿山广泛在用大孔距，小抵抗线的布孔方式。以改善爆破质量。m= 38。3、炮孔规格与超深 目前，炮孔直径有：80，100，150，170，200，250，310 mm等。现代采矿广泛采用大孔径爆破，大型装载设备与破碎设备，节省成本。 炮孔超深h：炮孔超过台阶底盘的垂直深度， 作用是降低装药中心的高度，克服台阶底盘的阻力。以避免出现根底。h= (0.150.35)WP 4、装药量与装药结构台阶爆破时，每一炮孔的装药量大小与岩石的坚固性、岩体中节理及裂隙的发育状态、爆破条件、自由面状态、爆破作用指数、炮孔所负担崩落的矿岩量有关。1）炸药单耗q。爆破每一立方米或一吨矿岩平均所用的炸药量。炸药单耗低，爆破成本低，但大块率增加，使后续作业成本增加。2）装药量Q。Q= q WP a H PWam 1bam 2毕业实习报告16Q 炮孔装药量，公斤，q 单位炸药消耗量，公斤/立方米(0.451)WP 台阶底盘抵抗线，米a 孔间距，米， H台阶高度， 米采用多排孔爆破时，后排孔应加大炮孔装药量。前排孔： Q= q WP a H 后排孔： Q= q b a H t其中： b 炮孔排距， t 后排孔的装药增加系数，设计后，应用单孔最大装药量验算。G=g (L L1 )G 每孔最大装药量kg,g 每米炮孔可能的最大装药量，kg/m，L 炮孔深度，m，L1 炮孔填塞长度，mD炮孔直径，m，d装药密度，kg/m3。3) 炮孔装药结构：如图3-5所示。分连续柱状装药(如图3-5a) 和分段装药(如图3-5b） 。dDg241毕业实习报告17图3-5a 分连续柱状装药 图3-5 b分段装药图图3-53-5装药结构装药结构4） 装药长度（LB)：装药长度（LB)：炮孔中药柱的实际长度。根据经验公式计算：5）填塞长度(Lt )：填塞长度(Lt )：炮孔内药柱顶面至空口的距离。根据经验：Lt = (1632) D5、起爆方式与起爆网络露天台阶爆破多采用多排孔爆破。 起爆方式分可归为两类：多排孔齐发爆破多排孔微差爆破(延时爆破） 。目前，国内外广泛使用多排孔微差爆破。常见的起爆网络如图3-6。多排孔微差起爆方式： 排间微差起爆。 斜线起爆。 直线掏槽起爆 。用于掘沟工程 间隔孔起爆 。dDQLB241毕业实习报告18图图3-63-6常见的起爆网络示意图常见的起爆网络示意图三、靠帮与并段台阶的控制爆破三、靠帮与并段台阶的控制爆破1 预裂爆破 在一个台阶向边帮台阶过渡时，在紧邻边帮的最后一排孔布置预裂孔，在正常台阶爆破之前爆破预裂孔，形成预裂面，以减小爆破对最终边帮的震动破坏作用。预裂孔直径多为100200mm的潜孔钻机所钻的孔，或6080mm凿岩台车钻的预裂孔。 预裂爆破的实质：炸药的爆炸气体产物作用在孔壁上的压力不超过孔壁岩石的动载抗压强度，依靠相邻预裂炮孔内的压力同时作用使预裂炮孔沿线上的岩石产生应力叠加和集中而导致炮孔出现拉伸断裂。影响预裂爆破效果的主要参数：预裂孔的孔间距：a = ( 716)D。孔间距一般小于正常爆破时的孔间距。孔径与装药不耦合系数：钻孔直径与药包直径之比值。若岩石的抗压强度小，则装药的不耦合系数要求大。毕业实习报告19线炸药密度：即每米炮孔的装药量。2 缓冲爆破缓冲孔位于预裂孔和生产炮孔之间的一排孔。 特点：孔网参数略小于生产炮孔，且孔底不设超深，装药量也小于生产炮孔的装药量, 缓冲孔与预裂孔同时起爆，或略迟于预裂孔起爆。3 光面爆破 光面控制爆破是在欲爆区域的边缘或边界线上（靠帮或并段台阶的靠帮及并段位置线或出入沟的两侧边界线） ，穿凿一排较密集的炮孔，控制该排炮孔的抵抗线与孔装药量，以使其爆破后沿炮孔中心连线形成破裂带，而获得较平整的破裂面。一般，光面孔的孔间距应小于其抵抗线，通常取抵抗线的0.8倍。装药不耦合系数应与预裂爆破相同或略小，线装药密度应与预裂爆破相同或略大。3.1.1.33.1.1.3 采装运输采装运输 采装与运输是密不可分的， 两者相互影响、相互制约。目前采装运输工艺的发展趋势主要体现在采运设备的大型化，采装与运输环节的一体化与连续化，以及计算机自动化。1 1 采装作业与采装设备采装作业与采装设备采装作业：利用装载机械将矿岩从较软弱的矿岩或经爆破破碎后的爆堆中挖取，装入某种运输工具内或直接卸至某一卸载点。采装作业的机械设备：单斗挖掘机（电铲） 、索斗铲、前装机。金属矿山主要使用单斗挖掘机2 2 挖掘机的生产能力挖掘机的生产能力 挖掘机技术生产能力Vj (m3/hr):t 挖掘机工作循环时间，s, 实测得出。E 铲斗容积；m3, volume of the dipperKW挖掘系数（实方满斗系数） ，WjKEtV3600毕业实习报告20Kw = Km/KsKm 满斗系数，Ks 矿岩在铲斗中的松散系数，实际设计中，用以下方法确定KwV 单位时间内（一小时）挖掘机所采出的实方矿岩体积，N 挖掘该体积矿岩的总铲斗数，E 铲斗容积、挖掘机的实际生产能力：VB (m3/台班)VB = VJ T VJ 挖掘机技术生产能力，T 班工作时间，h，班工作时间利用系数。3 3 提高挖掘机生产能力的途径提高挖掘机生产能力的途径结合矿山的设计生产能力，合理选择挖掘机自身的设备规格与技术规格。优化爆破设计、改善爆破质量，以提高挖掘机装载效率与满斗系数。通过技术培训，提高挖掘机操纵人员的工作水平和熟练程度，进而提高挖掘机的工作效率与生产能力。合理选择挖掘机的采装方式与运输设备的供车方式，以缩短挖掘机工作循环时间4 4 运输作业与运输设备运输作业与运输设备运输作业是采装作业的后续工序，其基本任务是将已装载到运输设备中的矿石运送到储矿场、破碎站或选厂，将岩石运往废石场。露天矿运输方式：汽车运输、铁路运输、胶带运输、斜坡箕斗提升运输以及联合运输方式。汽车运输的爬坡能力大，机动灵活，运输线路通过的平面尺寸小，运输周期较短，在现代矿山广泛使用。ENVKw毕业实习报告21铁路运输存在爬坡能力小等缺点，一般适用于矿体埋藏较浅的矿体，或者在矿体上部使用铁路运输，在坑底使用汽车运输的联合运输方式。目前，胶带运输的爬坡能力大，能实现连续或半连续作业，自动化水平高，运输生产能力大，运输费用低，所以在露天矿的使用日趋广泛。采区上山胶带输送机向下运输，在以往设计中一般下运角度不宜大于16，最大倾角达到255 5 矿用汽车的性能评价与运输计算矿用汽车的性能评价与运输计算1）矿用汽车的性能评价a 重量利用系数：汽车的载重与自重的比值。矿用汽车的重量利用系数一般为11.73，该值越大，表明汽车设计越好。运行经济性越好。b 比功率与比扭矩比功率：发动机所发生的最大功率与汽车的总重量之比。矿用汽车的比功率大约为4.636.03 kw/t，该值越大，车辆的动力性能越好，但燃油的经济性越低。 比扭矩：发动机最大扭矩与汽车自重之比。该值越大，车辆的动力性能越好，但燃油的经济性越低c 最大动力因素矿用汽车的最大车速不大，空气阻力一般不计。汽车主动轮轮缘所产生的牵引力与汽车重量之比。矿用汽车的最大动力因数约0.30.46之间。动力因数越大，车辆爬坡能力越好。2）汽车运输计算运输计算包括：a 自卸式汽车运输能力计算即，自卸式汽车台班生产能力来表征QB。 QB 自卸汽车的台班生产能力,t/台班 q 自卸式汽车的载重量，t, T 自卸式汽车的班工作时间，h，160ktqTQB毕业实习报告22 t 自卸式汽车的运输周期， min， K1 自卸式汽车的载重系数， 自卸式汽车的班工作时间利用系数。b 自卸式汽车需求数量的计算 根据矿山设计能力、自卸式汽车运输能力，在此基础之上，考虑汽车的利用率以及汽车运输的不均衡系数之后确定。N 全矿自卸式汽车的在册数量， 台，K2 自卸式汽车运输不均衡系数1.11.2， Q 全矿的设计班产量， 吨/班，QB 自卸式汽车的台班产量，吨/台班， K3 自卸式汽车的出车率。 （矿车出车台班数与总台班数之比）也可根据露天矿设计的年运输量计算。c 道路通过能力计算道路通过能力：在单位时间内通过某一区段的车辆数，一般选择总出入口、车流密度大的地点计算。Nd 道路通过能力，辆/h，V 自卸式汽车在计算区段的平均行车速度，km/hr。n 线路数目系数，单车道n = 0.5, 双车道n=1K 车辆行驶的不均衡系数，k = 0.50.7，s 安全行车间距，两车追踪行驶时的最小安全距离，米。关键行车路段的车辆通过的最大运输量Md = Nd T q Md 道路通过能力，t/班，Nd 道路通过能力，辆/h，32KQQKNBksvnNd1000毕业实习报告23T 班工作时间，h；q 汽车载重量，t； 汽车工作时间利用系数。6 6 采运设备的合理选型与配比采运设备的合理选型与配比 采装与运输设备的选型是露天开采设计中的重大决策问题。1）挖掘机的选型 单斗挖掘机的选型要根据矿山规模、矿岩年采剥总量、开采工艺、矿岩的物理力学性质、设备的供应情况等确定。特大型矿山选用810立方米或更大的挖掘机，大型矿山一般选用410立方米挖掘机，中型矿山的挖掘机斗容为24立方米。小型矿山，为12立方米。2）矿用自卸汽车选型汽车车厢容积与铲斗容积之比R（车铲容积之比）R 车铲容积之比；tr 汽车入换时间，min；ts 铲斗作业一次循环时间， min；t 汽车运行周转时间，min，L 汽车运距，km；V 汽车的平均运行速度， km/h；Tx 卸车时间，min,Td 等待装车时间， min。一般地，当运距在12km时，车铲容积之比为36， 当运距在35km时，车铲容积之比为68。依据矿岩比重和汽车车型的有效载重量求算车厢容积。srtttRdxttvLt602rqkV1000毕业实习报告24V 车厢容积，立方米，q 汽车额定载重，吨，r 矿岩的体积质量， kg/m3；k 矿岩的松散系数，1.31.5。3）采装与运输设备的合理配比车铲比n：即平均配备给每台挖掘机的自卸式汽车数量，NC 露天矿生产中同时使用的汽车数量， 台NZ 露天矿生产中同时使用的挖掘机台数，台。理论车铲比n：运输设备的运输周期与装载设备的平均装车间隔时间之比。即，t 运输设备的运行周期，mintz 挖掘机装载一车的平均装载时间，mintr 运输设备的平均入换时间，min。实际车铲比n ：采运输设备在各种不利条件下的运输周期与装载设备的平均装车间隔时间之比。即n 实际车铲比，tz 挖掘机平均装车时间，min,ty 一个运输周期内的汽车往返运输时间，min，tx 汽车平均卸载时间，min，tp 汽车等待装车