机械电子式软起动装置传动系统的设计（全套含CAD图纸+毕业论文+答辩稿）
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机械工程学院 毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目 ： 机械电子式软起动装置传动系统的设计 机械电子式软起动装置传动系统的设计 随着现代科学技术的发展，软起动技术具有越来越多的功能和优点，它可以实现无级变速、多点驱动功率平衡、过载保护等功能，具有传动效率高、结构简单，安装便捷等方面的优点。这项技术已经被越来越多的工业部门所采用，具有广阔的市场前景。 带式输送机由于运输能力大、运行可靠、效率高、对地形适应性强等优点已成为当今 散状物料运输的主要设备，应用广泛。带式输送机的启动方式主要有以下几种： 式输送机的电气软启动由于控制精度高、控制灵活、体积小等优点是将来的发展趋势。电气软启动又分为晶闸管调压调速和变频调速两种方式，短期来看，软起动将仍然以性价比较高的晶闸管降压软启动为主要形式。从长期看，随着变频器价格的逐渐下降，可靠性的进一步提高，也随着技术人员水平的提高，变频软起动将成为软起动的主流。 发达国家的电动机软起动产品主要是固态软 起动装置 ：晶闸管软起动和兼作软起动的变频器。在没有调速要求的使用场合下， 起动负载较轻时采用晶闸管软启动，晶闸管软起动装置是发达国家软起动的主流产品。在重载或负载功率特别大的时候，才用变频软起动。我国带式输送 机的技术水平仍然落后于国际先进水平，对带式输送机进行深入的理论研究已成为目前的重要工作。晶闸管交流调压软启动技术于 20世纪 90年代现代初引入中国，近年才得到了广泛的应用。晶闸管调压软启动器的价格略高于自耦变压器启动器和 Y启动器，系统工作时对电网无过大冲击，可大大降低系统的配电容量，机械传动系统振动小。 启动、停车平滑稳定，可提高电动机的使用寿命和经济效益。 软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电 网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。 3. 课题研究意义： 随着我国煤炭生产的机械化、自动化程度的不断提高，长距离、大运量的带式输送机的使用日益增多，特别是在煤矿等工业领域中得到广泛的应用。国内的带式输送机也应在向着长距离、高带速、大运量、大倾角、大功率的方向发展。由于生产集中而造成带式输送机负载极不均 匀，其启动问题日益突出。研究带式输送机软启动器的意义不仅在于保证平稳地起动、制动，而且还可降低带式输送 机的成本，保证生产安全。 通过本次设计： 1）通过对软起动装置传动系统的设计，培养了自己进行综合分析和提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的。设计过程包括了基本的机械设计方法，锻炼了设计能力。设计内容还包括了蜗轮蜗杆和行星架的设计，更能巩固自己的机械原理知识。总之，为以后的工作打下了一个良好的开端。 2）设计过程除了要参考大量的书籍以外，还要查找相关文献，尤其是外文文献，提高了查找资料的能力，所设计的产品还涉及到行业的规范，培养了自己调查研究，熟悉有关技术政策，运用国家新标准、规范、 手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力，解决实际问题的能力。 3）毕业设计是教学环节的最后的一环，因此学生的知识较为全面，就本次设计而言，所涉及的主要课程有机械原理，理论力学，材料力学，机械设计，液压传动，可以说所学主要课程在毕业设计中都有体现。使自己建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使自己受到一次工程师的基本训练。 阅 概况 ： （ 1）柳耀（大同煤矿集团公司雁崖矿），机械电子式软启动装置，机 械管理开发， 2005 年 6 月第 3 期， 32摘要：介绍了机械电子式软起动装置的组成和工作原理，分析了机械电子式软起动装置的工作特性。 （ 2）刘琦（太原理工大学 继续教育学院），机械电子式软启动装置传动系统的优化设计，机械管理开发， 2013年第 1期 ,49要：机械电子式软启动传动装置可以实现系统在重载或满载工况下平稳起动或停车。通过对机械电子式软启动的传动系统差动轮系的差动原理和差动过程的深入分析，为了实现反向行程自锁，建立了蜗杆机构的数学模型，并选用外罚函数法对进行了优化。 （ 3）何晓燕（茂名学院 机电学院），机械电子式软启动装置控制系统及软件设计，机械工程与自动化， 2005年 6月第 3期， 36要 : 从分析大型皮带输送机对现代控制系统的要求入手 , 制定出以可编程控制器为控制核心、微型计算机为上位机 , 传感器为现场技术参数检测元件、机械电子式软启动装置为实现装置的机电一体化控制方案。在此基础上对该系统进行了软、硬件的设计。 （ 4）刘混举 (太原理工大学机械工程学院 )，李宝成 ( 太原公交总公司 )，赵涓涓、李旭庆 ( 太原理工大学机械工程学院 )，机械电子式软启动装置控制系统设计，太原理工大学学报， 2001年 1月第 1期第 33卷， 44 要 : 从分析大型带式输送机对现代控制系统的要求入手 , 制定出以可编程控制器为控制核心 , 微型计算机作为上位机 , 以传感器作为现场技术参数检测元件 , 以机械软启动装置作为具体实现装置的机电一体 化控制方案。在此基础上对该系统进行了软、硬件的设计。 （ 5）朱国勇（南宁职业技术学院机电工程学院），机械电子式软启动装置控制系统设计，装备制造技术， 2013年第 2期， 176要：软启动技术的应用具有划时代的意义，基于这些原因，首先对机械电子式软启动的必要性及其工作原理进行了相应的分析；其次对机械电子式软启动方式 和传统启动方式之间进行了相应的比较分析；最后对机械电子式软启动装置控制系统的软、硬件设计步骤进行了相应的阐述。通过对斜坡电压、斜坡恒流、阶跃式以及矩形转矩等机械电子软启动方式的分析，掌握其控制系统的软件与硬件设计方法，从而明确机械电子软启动装置的优势。 （ 6）刘同举、贺广洋 (山东鲁能菏泽煤电开发有限公司 )，论带式输送机软启动装置的应用与选型，山东煤炭科技， 2012年第 3期， 46要：带式输送机软启动是在电源和电机之间串入软启动器的一种电机降压启动方式。软启动器在煤矿中作为皮带、风机、水泵等启动开 关 ，能够减小冲击电流，并有显著的节能效果。同时由于其系统电路结构简单、使用及维护方便、价格低廉等优点，在煤矿中得到越来越广泛的应用。 （ 7）张伟 (神华新疆能源有限公司红沙泉一号露天矿 )，煤矿皮带运输机电机软启动器的应用浅析，装备应用与研究， 2013年第 21期， 55要 :以红沙泉一号露天矿应用 8 6 电子式软启动器对大型皮带运输机的电机启动进行控制为实例 ,分析了系统构成及工作过 程 ,并根据生产经验对软启动的优缺点及其在使用中存在的问题进行了阐述 。 （ 8）杨发长 ( 大同煤矿集团公 司四台矿 )，煤矿用电气软启动方式的探讨，中国煤炭， 2005年第 2期第 31卷， 45要：主要从智能控制方面来讨论目前电气软启动的使用特点 , 比较了各种电气软启动的启动方式及特点 , 从煤矿井下使用的特点来讲 , 电子式软启动器应是实际应用中首选的产品。 （ 9）宋伟刚，战欣，王元元 (东北大学 机械工程与自动化学院 ), 大型带式输送机驱动装置的比较研究 , 工程设计学报 ,2004年 12月第 6期第11卷 ,302要：在分析大型带式输送机结构特点的基础上，通过计算机仿真对启动过程进行了描述，提出了对带式输 送机驱动装置的基本要求对现有的带式输送机驱动装置进行了分类，即分为变频调速、液力耦合器传动、直流电动机调速、液体粘性离合器传动、液压马达驱动、交流电动机软起动和差动变频无级调速等 7类，讨论了各种驱动方案的原理和优缺点对带式输送机上应用的各种驱动装置从最大长度、输送量、驱动的使用数量、单元驱动功率等方面进行了统计分析，得出：为了提高输送机启动过程的稳定性，对于工况复杂的大型输送机系统必须采用闭环控制；随着电力电子器件的进步，变频调速方式的应用将会逐渐增多等。 （ 10）秦高威 ( 永煤集团 陈四楼煤矿 )，软 启动装置在带式输送机 上的应用， 2007年 摘要 : 介绍了永煤集团公司陈四楼煤矿带式输送机采用的几种软启动装置的结构、 工作原理及使用情况。 （ 11）张明和（佳木斯电业局），黄秀成（黑龙江佳木斯），三种异步电动机软启动方式，科技风， 2010年 1月下 ,207要：本文主要阐述了三种异步电动机的传统降压启动方式新型电子式软启动器以及变频软启动方式等问题。 （ 12）柏志海（永城煤电集团公司 机电制修厂），液粘软启动装置在胶带输送机上的应用，煤炭技术， 2007年第 11期第 26卷， 33要 : 该钢绳芯 胶带输送机采用液粘软启动装置 , 解决了目前国内长距离的输送 带重载启车、自主软启动技术跟不上国外先进国家的问题。介绍了液粘软启动装置在钢绳芯胶带输送机上应用的主要技术参数、 液粘软启动装置工作原理、优点、创新点及使用情况等。 （ 13）徐瑞银 林晓磊 杨永滕 王培润（山东科技大学工程学院），机械电子式软启动装置系统的研究，矿业机械， 2004年 12月 摘要：机械设备的软启动与软停车是指机械设备在重载或满载的工况下能够可控制一地平稳启动与停车。随着现代科学技术的发展 ,软启动技术具有越来越多的功能和优点，它可以实现 无级变速、多点驱动功率平衡、过载保护等功能 ,具有传动效率高、结构简单、安装便捷等优点。 是一种集先进的计算机技术、传感技术、电力电子技术及传统的差动行星减速装置为一体的机电一体化重载机械软启动传动系统。 （ 14） 苏鹏，李全，张静（山东科技大学机械电子工程学院），大倾角下运带式输送机起动制动一体化控制系统研究，煤矿机械， 2009年 9月第 9期 30卷， 154要：介绍了带式输送机常见的软起动和制动装置。针对大倾角下运带式输送机的特殊要求。选择液体黏性软起动装置和盘式制动装置配合使用的方案。并设计了基于 合起动及制动流程图详细阐述了起动制动一体化控制系统的工作原理。 （ 15）赵江平（中山火炬职业技术学院），机械电子式软起动装置设计分析，机电工程技术， 2010年第 12期第 39卷， 91要：为了解决大运量、长距离、高速重载、大功率带式输送机的起动问题，研究了一种集机械传动技术、计算机控制技术、传感技术及电力电子技术于一体的新型机械电子式软起 动装置。它在结构上采用了差动行星齿轮减速机构，不仅可以降低成本，大大简化加工工艺，也将提高软起动工作的可靠性；在功能上能够实现大范围内无级调速。从机械电子式软起动装置的结构、传动原理、传动机构和工况特点进行了分析和阐述。 (16) 20015, 12 (2012) 1566 1573 of is to a at C is as is an AC of is a of I is a C in I is a of 摘要 ： 这项工作的目标是设计并实现一个闭环系统，用于异步电动机在额定电流的起动。 流电压调节器被用作起始设备，电机电流调节是利用一个优化调整比例积分（ 控制器。因为交流 电压控制器馈感应电机的起动是一个非线性过程，识别 最优值的控制器的常数是使用一种新的基于蚂蚁蚁群优化技术进行。完整的驱动系统包括与最优 制器一起交流电压控制器馈异步电动机在 后实验验证。成功实施用低成本的微控制器说明了新方法的可行性。 (17) ( ), A 008, , an of in of of to of of 摘要： 带式运送机是采矿工业运输大批原料的重要方法。从传送带驱动系统到传送带纹理结构，启动力矩的应用和控制影响着运送机的性能，寿命和可靠性。本文考查了不同启动方法在煤矿工业带式运送机中的应用。 （ 18） . M. . V. N ， 12, 6, 997， 1041C as in or a of of of an ac on a of A is to at of is in a is of 摘 要：交流电压控制器作为感应电机起动器在风机或泵机和起重机卷扬机驱动器。本文提出了一种识别交流电压控制器馈感应电机（ 础上，通过整个驱动系统的动态模拟跨不导电晶闸管电压驱动的软启动结束的方法。两点电流最小化技术被采用到所有工作条件下运行的驱动系统在所需的最佳电压。这最大限度地减小电机损耗。整个驱动系统的图形建模是利用设计之星和刀法动态模拟做的是一个模块化的形式完成的。动态整个驱动系统的模拟结果与实验数据支持。 文）的 主要内容 1)机械电子式软起动装置传动系统的总体方案设计 2)对机械电子式软起动装置的动力学过程进行分析 3)对机械电子式软起动装置的传动系统的结构进行设计（根据机械电子式软起动装置的工作原理，确定传动系统各部分的结构及具体参数） 4)对机械电子式软起动装置的传动系统中所设计的齿轮 ,所选的轴承及传动系统中的各轴进行强度校核。 5)对自己所做的毕业设计进行汇总，写出毕业论文。 6设计（论文）的提交形式 1) 开题报告 2)机械电子式软起动装置的传动系统装配图（ 0#） 3)机械电子式软起动装置的蜗轮、蜗杆结 构图（ 2#、 2#） 4)机械电子式软起动装置的传动系统的输出轴零件图（ 2#） 5)机械电子式软起动装置的传动系统
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