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采煤 机截割 磨损 试验台 设计

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毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称采煤机截割磨损试验台设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.研究现状目前，世界只有美国、日本、瑞士等少数几个国家有采煤机截割磨损试验机的专业生产企业，而济南试金集团是国内最早研制和生产采煤机截割磨损试验机的厂家。早在 1964 年为了满足我国石油工业和材料工业的发展需要，济南试金集团开始研制 MQ-12 型四球摩擦试验机，1965 年研制成功并投入生产，1966 年又研制成功 MM-200 型磨损试验机，两种试验机的研制成功标志着我国已有了自行研制采煤机截割磨损试验机的能力。济南试金集团产品图 1-1 是济南试金集团的一种产品的图片。图 1-1 屏显式材料端面磨损试验机 MM-U5G该试验机主要用途：该系列试验机是以滑动摩擦形式，在室温或高温以及改变润滑状态（无油润滑或浸油润滑） 、负荷、速度、摩擦配偶材料、摩擦副表面粗糙度、硬度等参数的各种情况下，对环状试样施加较高的端面试验力进行试验。主要用于评定工程塑料、粉末冶金、合金轴承等材料在不同条件下的摩擦性能，可应用于选择摩擦副配对材料及材料抗磨损性能的研究。表 1-2 是该公司试验机的主要技术规格及参数：表 1-2 济南试金集团试验机的主要规格和技术参数主要技术参数MM-U5GMM-U10G力范围15 kN10 kN验力精度1%1%主轴转速范围102000 r/min3002800 r/min主轴转速测量精度 10 r/min 10 r/min最大摩擦力300 N500 N摩擦力精度2%3%温度测控范围室温600 室温600 温度测控精度2 时间设定1 s9999 min试验机外形尺寸 （长宽高）12008701700试验机净重850 kg试验机在下列条件下正常工作：(1)在室温 10 35 的范围内；(2)相对湿度不大于 80%的环境中；(3)周围无震动，无腐蚀性和无强电磁干扰的环境中；(4)电源电压的波动范围不应超过额定电压的10%；频率的波动不应超过额定频率的2%；(5)地面安装，水平度为 0.2/1000 美国 CETR 公司产品图 1-2 是美国 CETR 公司的多功能磨损试验机的实物图：图 1-2 多功能磨损实验机/ UMT TESTER生产厂家：CETR(Center of trobology)，美国 规格指标：(1)最大垂直移动距离：100 mm；定位精度：0.5 m；速度：0.00110 mm/s； (2)最大横向移动距离：75 mm； 定位精度：2 m； 速度：0.010 mm/s； (3)上试件旋转速度：150 RPM； (4)最大载荷：25 kg (0.25 kN)；力传感器测量范围：0.220 N(0.02 2 kg )； (5)分辨率：0.05 N (5 g) ； (6)温度测量范围：0 100 ； (7)声发射传感器响应频率：0.55.5 MHz 功能介绍：试验机的主要功能可进行多功能微摩擦试验和抛光试验。前者可作为多功能微摩擦试验机，可以在较大的载荷范围内进行采煤机截割磨损试验，还可以用来进行刻划试验以评价薄膜与基体的结合强度，也可以用来测量材料的微观硬度。后者可以模拟实际抛光的各种条件，如温度、压力、转速、被抛光材料、抛光垫材料、抛光液等等，可以用来研究以上多个工艺参数对抛光速率及抛光质量的影响。瑞士 CSM 公司产品图 1-3 是瑞士 CSM 公司的采煤机截割磨损试验机。图 1-3 瑞士 CSM 公司的采煤机截割磨损试验机瑞士 CSM 公司是世界知名的表面力学性能测试设备制造商，数十年中，为世界范围的科研院所、工业用户提供了最先进的技术与应用服务。CSM 公司提供多种功能的采煤机截割磨损实验设备，按不同的载荷以及使用条件可分为以下几类：(1)纳米摩擦测试仪 NTR（Nano-tribometer） ；(2)摩擦试验机 TRB（Tribometer pin-on-disk） ，可升级为真空摩擦试验机；(3)高温摩擦试验机 THT（High temperature tribometer） ，可升级为高温真空摩擦试验机；(4)磨损测试仪 CAW（Calowear） ；(5)膜厚测试仪 CAT（Calotest） ，分为工业与实验室用 2 种型号。CSM 公司的摩擦试验机主要用于测定自润滑涂层的使用寿命，以及表征固体材料或硬质涂层在不同条件下的采煤机截割磨损行为，用户可以通过改变摩擦时间、接触压力、运动速率、环境温度、湿度、润滑剂等参数得到材料的一系列性能指标。一套完整的摩擦试验机系统包括以下组成：(1)主机（CSM Tribometer）(2)计算机通信接口（PC interface box）(3)数据处理工作站（Computer workstation）(4)仪器操作及数据处理软件（WinXP 平台）(5)附件（针式压头支架，球形压头支架，润滑剂容器，砝码，校正模块）试验机的尺寸：(1)主机（Tribometer）：500 320 mm，550 mm height(2)计算机接口（PC interface）：500 300 mm，50 mm height(3)毛重：50 kg建议安装环境：试验机应安装在振动较小的平台上。图 1-4 是该试验机的测试原理示意图。图 1-4 CSM 公司采煤机截割磨损试验机测试原理。试验机的测试原理是：(1)平头或圆形压头安放在被测样品上，用精确测定质量的砝码施加载荷；(2)针或球安装在一支倔强系数很大的杠杆上，该杠杆被设计为无摩擦切向力传感器；(3)当盘式样品旋转时，压头和样品间产生的摩擦力会使杠杆发生轻微的弯曲，该形变程度可被固定在一起的线性差分位移传感器检测，并由此计算摩擦力的具体数值；(4)通过测量材料的损失体积可计算压头和样品的磨损系数。2.目的和意义随着冶金、矿山、电力以及工程机械等行业的发展，人们对磨损危害的认识有了相当的提高。为了弄清磨损机理以减少有害的磨损，各国学者对材料在常温下的各种磨损问题均进行了大量的研究，但对于材料在高温下的磨损问题至今却研究的较少，这和高温磨损试验装置的缺乏不无关系。1910 年第一台磨料磨损试验机即以问世，1975 年美国润滑工程师学会（ALSE）编著的“采煤机截割磨损装置”一书中所公布的不同类型的采煤机截割磨损试验机也有上百种，但其中大部分都是常温磨损试验机1。近几十年来，磨损试验机和试验方法虽然有了较大的发展，但这些试验机大多还是由企业和研究工作者根据工作需要和实际工况自行设计制造的，如高温磨料磨损试验机，适合高分子及其复合材料试验用的高温采煤机截割磨损试验机等。只有少数试验机是由专门的试验机厂或仪器制造公司制造和供应的，而且这些试验机大都结构复杂，价格较贵，这说明了磨损问题的复杂性和进行实验室磨损试验研究的困难所在。高温高速采煤机截割磨损试验机是进行高温高速采煤机截割磨损试验的有效设备，广泛运用于对各种高速刀具的高温采煤机截割磨损性能进行测试和评价，是高速切削和新型刀具材料研制开发和应用的必备设备。该设备是高速加工和刀具材料研究方向研究工作急需的基础设备，该设备可以扩展本学科的研究领域和提高研究水平。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题设计的主要内容：（1）摩擦磨损试验机计总体方案论证；（2）升降装置的选择与设计计算；（3）传动装置的选择与设计计算。拟解决的主要问题（1） ）摩擦磨损试验机总体设计方案的选择。（2）纵横向进给机构的设计。（3）驱动装置的选择。3、技术路线（研究方法）集案的论证确定总布置方案设计计算升降装置设计计算纵横向进给机构传动装置的设计磨损实验砂辊的设计利用 AUTOCAD 绘制装配图与零件图四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第 1、2 周（2）研究 AT 自动变速器的五档齿轮变速器的结构原理、设计步骤与设计方法 第 3 周（3）AT 自动变速器的五档齿轮变速器主要参数的选择与设计计算 第 49 周（4）完成所设计装配图与零件图图纸 第 1012 周（5）完成设计说明书的撰写，指导教师审核 第 13 周（6）毕业设计（论文）修改、完善 第 14 周（7）毕业设计（论文）审核、预审 第 15 周（8）毕业设计（论文）修改、完善 第 15、16 周（9）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第 17 周五、参考文献 1 吴宗泽主编 . 机械设计实用手册 . 化学工业出版社 ,20042 徐灏主编 . 机械设计手册 . 机械工业出版社， 19983 朱龙根主编简明机械零件设计手册