小型电缆自动收放器

1、机械工程学院 毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目 : 小型电缆自动收放器 学 生 姓 名 : 指导教师姓名 专业 年月日 1课题名称 小型电缆自动收放器 2课题研究背景目的及意义 电缆收放器目前应用领域特别广泛。它可以在地面进行电缆收放，可以在矿井 下使用，在地面与井下之间吊送，也能够独自在井下应用于机械设备，同样也有船 用电缆收放器。 目前因为大型露天移动式机械设备的有效工作行程很长，有 50100M的哼，以 往采用的是配重式电缆收放器或直接利用人工拖动电缆进行收放，传统的配重式电 缆收放器其安装调试过程极其复杂，设备占用空间大，对电缆线长度有限制，并且 在电缆线收放过程中经常出

2、现电缆线压坏、拉断等现象；而直接利用人工拖动电缆 进行收放，每次设备工作位置变化，都要由人工拖动电缆来摆放至合适位置利于设 备工作又不至于使电缆被设备碾压损坏，工作维护量相当繁重，且由人工拖动电缆 收放，工作效率极低，劳动强度强。 另外，近年来，通信事业发展迅速。对电线电缆的需求量日益增多，供应电缆 线的工厂、仓库任务加剧，好多场合都采用了电缆自动收放器，但这些单位的电缆 收放装置大多都是大型收放器，在一些需要小型电缆以及需要的电缆量小的情况下， 仍然采用这些装置会很浪费，同时带来更多资源的浪费，因此，有必要设计一种小 型电缆自动收放器，来解决此类问题。采用小型电缆收放器，在电缆用量少是场合

3、能够发挥更好的作用。 3、国内外研究现状 近年来，电缆收放器由原来的人工收放电缆发展到机械收放电缆，节约大量人 力物力。 目前，国内外电缆收放有电动、液压的装置等等；电动类的收放装置能源消耗 比较大，设计费用比较高。液压收放装置计算复杂，高度也无法达到很高，目前液 压方面的电缆收放装置还很少。 电缆收放装置目前应用场合广泛，因地制宜，根据山西煤矿资源比较丰富，该 地区对矿井下电缆收放装置的应用研究偏多。在矿井下的电缆收放装置应满足以下 要求：（1） 解决了电缆在卷筒与电机之间不能有相对运动的问题；（2） 卷筒与电 网之间的电缆可随设备的移动而自行收放 ；（3） 在含有易燃气体的场合可实现防 0

4、 由于在电缆收放过程中容易造成电缆外皮磨损、电缆绞缠在一起、电缆内部导 线损坏等事故，从而造成不必要的损失，所以这些都是在设计电缆收放装置时所必 须考虑到的。 几种收放装置介绍： (1) 电磁盘收放电缆装置：该装置主要由弹簧、拉簧夹板和卡线夹板组成，电缆 固定在卡线夹板上，该装置的上下两端分别固定于吊车和电磁盘。当电磁盘下降时， 在其重力的作用下拉簧受拉力，而使拉簧夹板和卡线夹板展开；当电磁盘上升时， 由于拉簧的恢复力，而使拉簧夹板和卡线夹板折合在一起，保证电磁盘升降过程中 电缆线的自动收与放。 电雄盘收放瞧缆装置 电藐 2-RS夹拔 3.R线夹板 4拉赞 (2) 全液压电缆自动收放器：现场使

5、用情况如图1, E)1现场使用示意图 匚电缆收放机匕利根钻就 S施匸并架 仁務扬机 当钻机上升或下降时，由于电缆长度的变化，其自重产生的下垂力也在变化 收放机电子自动控制系统使工作电缆所受张紧力保持不变。如图2， 液压系统工作原理如图3, 液压系统工作原理图 1 压力补偿变量泵 2 安全阀 3 滤清器 心液压控制器5电液比例压力阀 乩液压 马达7瑕向阀 部分文献报道如下： （1）目前，在煤矿井下的许多自移式设备中，大多采用防爆电动机作为动力驱 动装置，如何实现电缆随设备移动而自动收放则是困扰人们的一个大问题，解决这 一问题的途径有3条：（1）采用不用电力的动力装置-防爆柴油机；（2）将电机所需

6、 的电源随车放置；（3）安装收放电缆装置。 地面作业的、以电机为动力装置的设备（如天车）都会用到电缆卷筒，其电源的传 递同样是通过电刷滑环完成的，由于地面不存在防爆问题，因而电缆卷筒的设计较 为简单。防爆电缆卷筒是解决地下向电网取电的自移式设备的电缆随设备移动而自 行收放的理想装置，本文的设计思路完全符合煤矿安全规程的要求，下一步将根据 用户的需要进行电缆卷筒的生产。 （2）长期以来，吊机电缆都是由工人随着吊机的移动而收放，劳动条件不好， 还经常出现轧断电缆的事故。因此，电缆收放的革新，早已是个课题。在毛主席革 命路线指引下，经过批林批孔运动，四桥处二队成立了电缆收放器研制小组，由工 人自己设

7、计，因地制宜，节约利废，到目前为止一共试制成功四种不同类型的电缆 收放器，即：同步式；平衡重式；摩擦式和行星式电缆收放器。 （3）电缆收放单轨吊，是一种多功能、高效率、多用途的井下辅助运输设备。 其轨道不仅承载着整个装置的重量，还是挂缆车的运行通道。电缆收放单轨吊结构 紧凑，便于挂缆车的顺利通过，可靠性好，稳定性高，适应能力强，安装方便，省 时省力，经济高效。适应煤矿现代化文明生产的需求。 尺片1同步式电收放器 1照片2平街脈式电枚放器 4、对课题要求及预期目标的可行性分析（包括解决关键问题技术和所需条 件两方面） 万案一 该收放器原理是利用一个装在桶上的绕线滚，余线绕在滚子上。桶拖远时自动

8、旋转放线，拖近时手摇或皮带带动收线。滚子两边与轴连接处各嵌入一盘滚珠。绕 在棍子上的电缆外端接电源，内端接两盘滚珠外壳，再从滚珠内壳引线沿轴至桶右 侧的电动机开关。这样，电就由电缆经滚珠传至电动机，而不论滚子是静止或旋转 状态。 接线图 在此基础上进行改进，装上齿轮、离合器和皮带等，就能实现自动收线。 方案二 馈电型电缆自动收放器 如图，1是绕线卷筒，2是电动机，3是集电装置，4是行程开关，5是滑轮，6 是滚珠丝杠，7是步进电机。 为控制卷筒长度，将电机放在卷筒内部。丝杠，步进电机，行程开关，滑轮组 成排线机构。排线原理是丝杠只做转动，带动丝母滑轮移动，当丝母碰到两侧的行 程开关时，丝杠反向转

9、动，同时带动滑轮反向运动。从而实现周期性排线。 判别电缆松紧的机构简图，如下图，由两个定滑轮，一个动滑轮，弹簧，行程 开关组成。当电缆太紧时，弹簧压缩，动滑轮向右运动，当电缆过紧，碰到行程开 关时，电机反转，进行放线。 5、设计参数 电缆型号:JKLGYJ-50/8,长度100m 出线速度一般取 30m/min 最小弯曲半径：R=246mm 弹簧型号 Y3X28X65-GB/T2089 簧丝直径d=3mm弹簧中径D=28mm弹簧内径25mm，弹簧外径D2 31mm， 试验载荷Fs 259N，有效圈数n=8，弹簧刚度k=36.5/n=4.56N/mm 交流电动机：鼠笼型三相异步电动机 丫80M4

10、,变频调速 卷筒尺寸：转速n=19.5r/min, 直径取246mm,每层圈数Z=50,卷筒长度取570mm 电刷类型：SNH030过孔导电滑环 滚珠丝杠副：启东润泽机床附件有限公司的 FL2506 (L e=750 700) 步进电机型号：110BC3100(脉冲当量=0.01mm脉冲)，相数：3,步距角：0.6 ， 最大静转矩：9.8N m,空载起动频率: 1500Hz,空载运行频率15000Hz,转动惯量 7kg cm2 6、 参考文献 【1】 【2】 【3】 王桂梅 毛平淮 林新民 杨立洁等. 龚超等. 宋文波等. 煤矿机械 煤矿机械 中国铸机. 煤矿机械杂志出版社2005年版 煤矿机械杂志出版社2010年版 济南出版社1992年版 7、 完成本课题的工作计划及进度安排 工作计划： (1) (2) (3) (4) (5) 进度安排： 第4周 第5 6周 第7周 主机部分设计； 外文翻译； 查找资料，完成开题报告； 完成尺寸计算； 绘制装配图，部分零件图； 按照学院的统一规范化要求撰写设计说明书。 查找资料，