开题报告参考

山西工程技术学院毕业设计开题报告毕业生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：所属系（部）：机械电子工程系 年 月毕业设计（论文）开题报告毕业生姓名专业机械设计制造及其自动化班级学号毕业设计题目矿井主井提升设备的选型与设计设计类型理论研究应用研究调查研究用于生产其它一、完成本题的目的和意义： 矿井提升设备是矿井的主要构成之一，矿井提升机在矿井中担负着升降人员、提升矿物、运送材料以及升降设备、工具等项任务。它是沟通矿井地面与井下的运输备，是矿井的重要设备之一。矿井提升设备是大型设备，耗电较多，提升设备的投资、运营费用、效率等矿井生产技术经济指标的影响下是不言而喻的。矿井设备的选型设计是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及生产成本有着直接的影响。立井提升机的意义在于保障矿井的正产提升功能，保障煤矿生产能力。2、 国内外研究动态：国内提升设备的发展与现状：早在公元前1100年左右，我国古代劳动人民就发明了辘轳，用手摇辘轳的方法提升地下矿产物，以后发展成畜力绞车，这就是现代提升机的始祖。但是由于我国长期处于封建社会，工业技术没有得到正常发展，直到全国解放时，我国还不能生产矿井提升机。1953年，抚顺重型机器厂为我国制造了第一台单绳缠绕式提升机；1958年，洛阳矿山机器厂于1961年自行设计和制造了我国第一台JKM2x4型多绳摩擦式提升机，1971年，又在XKT型提升机的基础上设计、制造了JK系列单绳缠绕式提升机，此系列提升机的能力比老系列提升机平均提高25%，其重量也相应的有所减少。1992年又生产了直连式的多绳摩擦式提升机，为我国深部开采和开采大产量的矿井及直流电机拖动的推广应用，提供了性能良好、技术先进的设备。 我国多年来一直以生产单绳缠绕式提升机为主，已形成了一整套设计与制造的完整体系。但是，随着大型矿井的不断出现和井筒的延伸，单绳缠绕式提升机已越来越显示出它的不足，因为这种提升机的提升高度受卷筒容绳量的限制。而多绳摩擦式提升机就充分发挥了它的优点，在提升能力相同的情况下，它具有安全可靠性能高、提升能力大、提升深度较深、生产效率高、重量轻、易于制造和电能消耗少等优点，弥补了单绳缠绕式提升机容量绳和一次提升负荷受到限制的缺陷。目前，现在广泛采用焊接式筒壳及弹性支轮。国外提升设备的发展与现状：19世纪初期，德国就制造出第一台蒸汽机拖动的木结构缠绕式提升机:1827年又出现钢结构提升机:1877年，德国设计出第一台单钢丝绳(单绳)摩擦式提升机:1905年，德国又制造出第一台电气拖动的矿井提升机逐渐代替了蒸汽提升机:1938年，瑞典制造出双钢丝绳(多绳)摩擦式提升机:1957年，出现了单绳缠绕式(单筒和双前)提升机。随着矿业生产的不断发展，矿井开采的深度与产量日益增加，渐渐又开发出了一系列比较成熟的产品，总体上是在向大负荷、高速和大型化方向发展，提升设备的各项技术也都有飞速发展，在增加提升量和提升高度方面也有大的突破。为提高劳动生产率和各项经济技术指:标，对现有的提升设备进行技术改造，不断地采用新技术、新工艺。例如:新型制动器、液压站，使用寿命较长且结构稳定的提升钢丝绳、直流拖动和自动化控制等，从而提高设备的能量、自控化程度和安全可靠性。近年来，各种技术方法的运用和生产需求推动了国外提升机械的发展。现在国外箕斗有效载重量已超过50t,提升速度接近25m/s;拖动功率达10000kW以上;在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备;多绳提升机的绳数为10根;井深从数百米到2000m以上。随着可控硅技术的发展，直流拖动、交流变频技术正在广泛使用，计算机的应用也在逐渐推广，所有这些都说明矿井提升设备正在日新月异、向大型化、高效率和自动控制方向发展。3、 主要研究目标和内容： 本次设计任务就是根据矿井的年产量，年(日)工作时间以及井深等重要指标进行对提升机的合理选用，从而使得该矿井生产能力达到最大的优化配置。需要解决的问题主要是以下几点:(1)提升钢丝绳的合理选用及维护;(2)提升机的合理选型，及主要制动装置的分析:(3)提升机与井筒的相对位置的计算;(4)矿井提升运动学及动力学计算;(5)多绳摩擦的安全传动及安全摩擦系数的计算;(6)电动机的选择，提升设备的电耗及效率的计算。首先要综合比较各种类型提升机的特点，根据经济效益和最大程度利用的实际情况选用适合本次设计的提升机。然后，对选好的多绳摩擦式提升机进行总体结构设计并对其可靠性和可行性进行分析。对提升机的主轴装置、联轴器、减速器、制动器等主要部件进行技术分析和结构设计，完成了多绳摩擦式提升机的整体设计。此次设计的提升机主轴装置、减速器与制动系统是配套专用产品，电动机的选择可以灵活运用。这样可以使提升机的应用、维护、保养、检测等方面系统环节能够正常有序的进行，从而有效提高矿井的工作效率。4、 准备工作情况和主要工作措施：1、参考本专业所学的课程知识;2、熟练手工绘图与电脑绘图能力;3、上网或者图书馆查找关于矿井提升机方面的资料;4、找指导老师了解设计时候的注意事项;5、 进度安排及预期达到研究结果：1、 进度安排序号时间周次毕业论文任务完成的内容及质量要求13月25日3月31日第5周熟悉设计任务，收集设计资料，撰写开题报告24月01日4月07日第6周设计方案的分析、讨论34月08日4月14日第7周确定设计方案、总体设计44月15日4月21日第8周结构说明及计算54月22日4月28日第9周结构说明及计算65月02日5月05日 第10周中期检查75月06日5月12日第11周绘制总装图图纸85月13日5月19日第12周编写设计说明书95月20日5月26日第13周编写设计说明书105月27日6月02日第14周指导老师检查后修改错误116月03日6月09日第15周打印装订、准备答辩126月10日6月16日第16周毕业设计答辩2、预期达到研究结果 首先设计的矿井提升机满足题目所要达到的条件，降低工人劳动强度，降低生产成本。 其次使我的设计能够通过各位老师的检阅。六、文献综述：我国设计制造现代意义上的矿并提升机可以追溯到二十世纪五十年代，经历了五十多年的发展，形成了多家制造公司、生产厂为矿山提供提升装备的格局。第一台单绳缠绕式提升机于1953 年在抚顺重型机器厂被设计生产制造。1958年洛阳矿山机器厂(中;信重型机械公司)开始独立设计多绳摩擦式提升机。1960年我国第一台多绳摩擦式提升机在辽宁阜新五龙矿东风井投入运行。1977 年中信设计试制了中国第一台落地式多绳摩擦式提升机，填补了我国矿山生产行业的一项空白。经我国工程科技工作者长年坚持不懈的研究，学习和参考国内外提升机系统的先进技术，我国的多绳摩擦式提升机进行了五次的技术更新改造，设计水平已经有了很大的进步。随着我国科技和经济的发展，国内用户对提升机的需求也发生了明显的变化，传统的提升机设计已经难于适应现代市场的要求，产品的更新换代快并且生产日期也日趋缩短，因此给产品的设计部门带来了很大压力，减小设计人员工作量，提高设计效率，保证产品安全可靠是当前提升机发展的重点。国产提升机依然是沿用传统的设计方法，参数的选择和计算基本依靠经验和估计，对大型提升机设计及关键技术进行研很多产品的设计仍然依靠传统的设计方式，即利用现有的图纸和经验公式，采用类比法进行设计，已经不能满足大型摩擦式提升机的设计要求，尤其是作为摩擦式提升机主要承载部件的主轴和摩擦轮的设计工作。在提升机的设计中,摩擦轮的强度计算是非常复杂的，这个问题引起了许多国内外专家学者的重视，为此他们进行了许多理论研究工作。与国外相比，在技术，安全性能和能源利用等方面存在很大的差距，因此为了加快国家大型矿山机械的发展需要，对全新提升机设备进行开发，提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化的运行水平以及降低设计人员的工作强度成了迫切要求。研发提升机的自动化选型和主参数计算能够极大推动矿山机械行业的发展，其应用前景光明，具有较高经济和社会效益，有利于企业引领行业先进技术水平，同时也提高了企业产品的市场竞争力。矿井提升设备是矿井的主要构成之一，矿井提升机在矿井中担负着升降人员、提升矿物、运送材料以及升降设备、工具等项任务。它是沟通矿井地面与井下的运输备，是矿井的重要设备之一。矿井提升设备是大型设备，耗电较多，提升设备的投资、运营费用、效率等矿井生产技术经济指标的影响下是不言而喻的。矿井设备的选型设计是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及生产成本有着直接的影响。本文主要从提升机的各机构性能和选型时的计算公式入手，简单阐述提升机选型时的计算依据和步骤。【19】长时间以来我国对矿井提升机的设计制造以及矿石开采等方面的问题极为重视，对矿井提升设备的安全性能提出了很严格的要求。煤矿机电设备完好标准与煤矿安全规程对此都有很明确的规定，对提升机的运转使用必须定期进行技术测定，保证其安全、可靠、经济地正常工作运行，了解设备性能，并能及早发现其缺陷，做到防患于未然。但是这些规定和方法并不能够适应现代矿山生产的实际发展状况，因此有必要建立一套完整的提升机主参数计算和自动化选型的方案,以适应当前矿山生产及客户的需求。随着矿山开发日益向大型化、高产化方向发展，提升设备的类型也进一步向大型化、成套化方向迈进，多绳摩擦式提升机适用于深井的显著优点而越来越受到矿山用户的欢迎和青睐。有些用户甚至将与提升机配套使用的设备如提升容器(箕斗、罐笼)、钢丝绳、电机等交由设计人员成套配置和提供，同时国外用户在提升设备招标时往往只提供矿山矿井的基本参数，并不提供提升机的基本技术参数，只有在提升机的基本技术参数确定后才能进行设计和投标，这就使得企业在设计和投标时非常被动，甚至无法完成设计。因此对与提升机主参数计算和设备的快速准确选型进行应用研究是非常必要的，既能减轻设计者繁重的工作量，也能提高了企业的工作效率，同时也增加了企业中标的成功率。提升机的结构、选型计算：工作机构作用缠绕或搭放有提升钢丝绳：承受各种正常载荷，并将此载荷经过轴承传给基础；承受在各种紧急事故情况下所造成的非常载荷；当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度。因此，主轴装置应该保证主轴、滚筒的和其他部分有足够的强度和刚度。双滚筒提升机在主轴上装两个卷筒，其中一个是用键固定的主轴上的，称为固定滚筒，另一个装在主轴上通过调绳离合器与主轴连接，成为浮动滚筒，将两个滚筒作为这种机构的目的，是为了在必要的时间两个滚筒可以做相对的运动，以便调节绳长或更换水平。调绳离合器基本可以分为三种类型：齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器。应用最多的是齿轮离合器。【19】检测和操纵系统检测和操纵系统包括斜面操纵台、深度指示器和测速发动机装置。操纵台控制主电动机的速度变化和换向及对制动系统进行控制；深度指示器指示提升容器的运行位置在提升容器接近井口(或井底)时发出减速信号，当机器过卷或起速时，进行限速和过卷保护，深度指示器的作用是：向司机指示提升容器在井筒中的位置；容器连接近井口停车的位置时发出减速信号；当提升容器过卷时，使装在深度指示器上的终点开关动作，切断安全保护回路，进行安全制动；减速阶段，通过限速装置进行过速保护等。【19】本课题在对传动系统的设计中应当遵守的几个原则:在本课题传动系统中，对于传动比的要求并不高，所以在选择联轴器的时候，不需要选择刚性的联轴器。由于电动机的转速快于减速器的输出端，所以在制动器的选择为电动机输出端，在功率不变的情况下，制动转矩明显小很多。进而更加有利于系统的准确制动。同时，在提高系统效率的时候，应当考虑系统各部分的转速给电动机带来的不利影响。因为电动机的额定转速越低，系统的输出转矩将会越稳定，工作也会越平稳。从而可以大大的减少系统的冲击力，这个情况在设计中应当考虑进去。矿井提升机是煤炭生产过程中的重要提升设备，素有“矿井咽喉”之称。其主要用于矿山地面竖井和斜井升降物料、人员和设备，也可用于井下运输和凿井桶提升。传统的矿井提升机主要由动力系统、传动系统、工作系统、制动系统、操作系统、指示保护系统及附属部分组成。正常工作时，电动机通过棒销联轴器带动减速器运转，减速器通过齿轮联轴器带动卷筒实现正反转运行，从而实现物料、人员在竖井或斜井中的升降。但在提升机运行过程中，当矿井突然断电或发生故障时，提升机停止运行，所乘人员被困于井筒罐笼中，不能及时安全升井或抵达其他安全位置，存在严重的安全隐患。提升机辅助传动提升装置可以解决上述问题。辅助传动提升装置是一系列产品，可以根据提升机的大小选配不同的辅助传动提升装置。其由发电机 (或储能装置)、底座、挡板、滑轨、连接板、接近开关、碰头、减速器 + 电动机、丝杆、调节支座、大齿轮、小齿轮和辅助电控装置等零件组成，与提升机的液压站、制动器、卷筒装置共同完成辅助提升过程。辅助传动提升装置可以在矿井突然断电或供电装置故障时，借助发电机 (或储能装置) 供电，通过调节液压站来控制盘形制动器的开闸或闭闸，通过发电机(或储能装置) 控制变频器和辅助传动提升装置中的电动机及减速器运行。装在减速器上的小齿轮带动装在卷筒上的大齿轮运转，实现罐笼的慢速安全移动，使笼中被困人员能迅速安全地升井或就近转移到井下生产水平面，以确保井下被困人员能及时安全地脱离危险。提升机辅助传动提升装置的应用，将进一步改善矿山提升系统的安全性，保障井下人员安全。【16】参考文献 1 范瑞波， 矿井提升机调速系统设计西部探矿工程，2018-10-15；2 唐波，赵延博，徐晓晓，多绳摩擦式提升机钢丝绳更换工艺改进煤矿现代化，2018-11-06；3 张宏权，矿井提升机主提升钢丝绳更换工艺的研究与应用中国设备工程，2018-12-25；4 赵飞，大型矿井提升机主轴装置的研究机械管理开发，2018-12-31；5 刘志强，李卫民，矿井提升机摩擦轮抗冲击性能研究辽宁工业大学学报(自然科学版) ，2019-01-14；6 刘敬伟，徐云印，赵继华，矿井提升机主提升钢丝绳更换工艺的研究与应用山东煤炭科技2017-11-28；7 周法孔，对矿井提升设备选型设计的建议 8 赵春雷, 陈铁亮, 袁震, 多绳摩擦式提升机主滚筒偏移调整方案 煤矿机电2018-10-12；9 林健, 多绳摩擦提升机容器挂设的技术研究 煤矿现代化, 2018-05-08；10 曹纪超, 大型矿井提升机主轴装置研究贵州大学,2017-06-01；11 南卫国, 浅谈煤矿矿井提升系统能源与节能, 2012-10-20；12 李秋忠, 矿井提升机制动系统安全运行 煤炭技术,2010-11-10；13 宁挺,矿井提升机机械制动控制技术研究与应用中国矿业大学, 2017-05-01；14 张莹莹, 重合式箕斗罐笼结构设计与分析辽宁工程技术大学, 2013-12-20；15 王俊明, 矿井提升机大功率交流驱动系统的设计与研究 江苏科技大学, 2016-06-30；16 安琴，赵瑞峰, 一种矿井提升机辅助传动提升装置矿山机械, 2017 8 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