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10吨液压卷扬机设计【含20张CAD图纸】

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含20张CAD图纸 10 液压 卷扬机 设计 20 CAD 图纸
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内容简介:
CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告设计题目: 学生姓名: 学院名称: 专业名称: 班级名称: 学 号: 指导教师: 教师职称: 学 历: 年月日 课题论证1.1 课题研究的目的与意义 我国经济已经进入到高速增长,经济的腾飞需要能源作为支撑,虽然太阳能、风能、核能以及天然气有所发展,但我国作为一个煤炭资源丰富的国家,作为我国工业化和现代化进程中的主要能源,其所处的地位和作用占国家的能源比重依然较大 1 。2012 年我国的一次能源消费中煤炭消耗占比较多,总量为 27.2310 8 t 油当量,其中煤炭消费量为18.7310 8 t 油当量,约占 68%。2017 年,全国原煤产量自 2014 年以来首次出现恢复性增长,全年原煤产量 34.45 亿吨,同比增长 1.0%。所以未来一段时间,煤炭依然处于重要位置。 但是我国的煤炭埋藏深,地面煤层较少,煤层稳定性差且结构复杂。同时由于很多煤矿管理和开采水平较为落后,机械设备自动化不足和人员操作水平不高,导致煤矿安全事故发生频繁。例如 2009 年,中国的煤矿死亡人数为两千六百三十人,而同时期美国只有七十七人,虽然中国对煤炭安全问题越抓越紧,死亡人数确实有所下降,但百万吨死亡率依然远超于美国、南非、俄罗斯等主要产煤国。比如 2013 年,中国的煤炭百万吨死亡率达到惊人的 0.293,而同时期美国产煤总量为 9.96 亿吨,煤矿死亡二十人,百万吨死亡率仅为 0.02。煤矿安全事故频发不光威胁广大矿工的生命安全,而且对整个社会的和谐发展也是紧密相关的。在对煤炭矿难的有关统计中,我国 70%人员伤亡不是由于矿难导致的直接死亡,而是由于窒息、缺乏急救设备、缺少食物和水等引起的次生伤害,所以只要救援及时,无数条鲜活的生命将会得到延续. 随着国家对于矿难救援的重视,越来越多的救援方法开始出现,现在,主要有两个主流方式来实施救援,第一种是平行救援,这种方式主要是由救援人员平行向工作面推进,但是这也大大加大了工作量,效率不高,也会加大被困人员的生命危险。第二种方式是垂直钻孔,救援人员在接到救援命令后,首先由大口径钻头打通地面到井下被困点的垂直救援通道,然后由紧急多绳缠绕救援绞车对被困人员进行提升进而完成救援。这种方式可以先钻一个小口径孔,与下方人员取得联系,也可以通过此孔递送救援设备与给养,这不仅仅缩短了救援时间,而且可以直接与被困人员取得联系,获得第一手资料。最后在对小口径孔进行扩孔提升。 所以液压卷扬机的意义如下:(1)现有的紧急救援设备过于简单,大部分是属于临时搭建而成,设备简陋,安全性也较为欠缺,没有形成一个系统,通过本文的研究为一种液压卷扬机新式研究方法,为后续的不断发展提供理论依据,同时也完善了我国矿山应急救援体系。(2)液压卷扬机也是属于多绳缠绕提升设备,现在对于多绳的研究较少,所以也限制了大容量、超深井的发展,通过对多绳缠绕的研究将会为提升设备的不断发展提供新的研究参考。1.2 文献综述(相关课题国内外研究的现状) 2010 年,Robinson 等人介绍了在智利北边一处名为圣何塞的铜金矿发生的一次塌方事故,导致正在作业的 33 名青年矿工被困于数百米的井下,接着各方力量开始展开救援,一台重达三十一吨的钻井设备在坚硬的地面上开凿了一个直径为十厘米的测试孔。通过这个测试孔,救援人员可以向井下递送食物、水以及进行通信,然后在对测试控进行扩孔,使其扩大为六十六厘米的救援通道,最后通过“凤凰 2”号救生舱和救援提升设备完成救援。此次救援过程长达六十九天,三十三名矿工全部得以获救,这是垂直救援系统的第一次正式参加实战。 2011 年,石家庄煤矿机械有限公司钻井设备分公司成功研制了 JYC-54 型井下人员逃生救生舱。其工作过程主要为首先在钻机快速完成救援施工孔后,救援舱通过匀速提升绞车将被困人员安全下放至地面。每次被困者获救时,它都能为被困人员提供呼吸所需的氧气。其呼吸容量可供中等劳动强度的矿工呼吸 90 分钟,完全满足被困人员在提升过程中的呼吸需求。JYC-54 救援舱同时配备救生缓行器,主要用于被救援人员在吊装过程中的紧急逃生。当起重过程中发生事故时,获救人员可以通过。缓速器从船舱底部逃逸,安全返回井底。缓速器可满足 500 米的逃生要求。此外,还可以配备实时通信系统,保持与地面的接触。其救援机构如图 1-1。图 1-1 石家庄煤矿机械有限责任公司救援系统2014 年,为应对山西王家岭煤矿的透水事故、顶板事故、煤与瓦斯爆炸事故和火灾事故等,王家岭煤矿建立了一个避难室,为在煤矿井下有效区域内的作业人员提供一个及时的、保证生存的、安全可靠的避难空间,该避难室内配置了两个大小不一的孔洞,一个是作为供给使用,另一个作为人员的提升使用,同时在地面建立了一个救援指挥站和一个救援提升绞车,整个系统构成了煤矿的一个自我保护与救援平台。2015 年,谢涛所在的三一重工提出了一种与钻井垂直救援的提升设备,作者指出钻孔救援技术解救被困人员要解决的一个首要问题,就是快速准确定位井下被困人员以及高效率的钻井。针对不同矿区的不同灾害的特点,应该快速开发出与钻井技术有关的具有实用性、稳定性和安全性的配套设备,方便向被困人员提供救援。所以作者所研制的救援系统有模块化的设计理念。其车辆采用了全地面底盘,可适应复杂多变的路况,可以及时到达救援地点。救援舱具有有二次逃生的功能,并开发了一种具有深井提升的大容量专业提升绞车。2016 年,太原理工大学与山西省煤炭地质 115 勘查院共同开发了一种新型紧急救援提升设备,主要部件包括矿井救援车载平台和组装式可移动救援提升井架以及矿井救援舱,其中的矿井救援车载平台上设置有车载提升装备基础及其救援提升装置,其采用了电机驱动的提升系统,控制系统使用了双 PLC,控制稳定可靠,救援舱的防过卷功能和防过放功能突破了现有救援舱的功能,可以给救援舱内的被救人员更多安全保障。井架采用分离式井架,井架需要外部车辆进行安装和拆卸。当矿井发生重大安全事故时,可以第一时间将矿井救援提升系统开赴事故现场,进行快速有效地矿井救援,大大地加快了整体实施救援的速度,提高了被困人员的生命财产安全。1.3 课题研究的内容、总体方案及技术路线、进度安排等(1)设计要求:要求学生能够按期圆满完成毕业设计任务,设计计算方法正确,图纸完备,符合国家制图标准,说明书内容完整,符合技术用语要求,条理清楚,译文准确。设计完成:1)对液压卷扬机技术的科技文献进行阅读,了解国内外该技术的发展动向和趋势;2)液压系统原理的设计,主要液压元件的计算选型,主要液压元件的布置;3)卷扬机的整体结构设计,减速箱总体设计,卷筒、支撑轴、机架根据力学要求设计。主要技术参数: 设计要求:液压马达采用高速柱塞变量马达,变量方式为高压自动变量,内置常闭式制动器,主要技术参数:额定压力:31.5MPa;单绳负荷F=100kN,单绳速度V=1.2m/s。钢丝绳直径d=34mm,卷筒直径D=757mm,容绳量150m。(3)总体方案及设计路线:近年来普遍采用了行星齿轮传动的多速卷扬机构,利用控制多泵合流和液压马达的串并联或采用变量液压马达实现卷扬机构的多种工作速度,从而实现轻载高速、重载低速,提高工作效率,以满足各种使用要求。高速液压马达传动需要通过减速器带动起升卷筒。减速器可采用批量生产的标准减速器,通常有圆柱齿轮式,蜗轮蜗杆式和行星齿轮式减速器。这种传动形式的特点是液压马达本身重量轻、体积小,容积效率高,生产成本较低。但整个液压起升机构重量较重,体积较大。 低速大扭矩马达传动可直接或通过一级开式圆柱齿轮带动起升卷筒。虽然低速马达本身体积和重量较大,但不用减速器,使整个液压起升机构重量减轻,体积减小。并使传动简单、零件少,起动性能和制动性能好,对液压油的污染敏感性小。壳转的内曲线径向柱塞式低速大扭矩马达,可以装在卷筒内部,由马达壳体直接带动卷筒转动,结构简单紧凑,便于布置。如图2.1所示。 图2.1 液压卷扬机构布置方案(一)液压多速卷扬机构有多种布置方案:液压马达、制动器和行星减速器分别布置在卷筒的两侧,即对称布置(图2.2)。图2.2 液压卷扬机构布置方案(二) 本设计所采用的方案: 本设计传动方案根据比较选用如(图2.3)所示,多片盘式制动器安装在马达上,联轴器内置于卷筒内。此方案整体体积小,结构较紧凑。图2.3 本设计所采用的方案(4)进度计划: 时间设计任务及要求 第1周收集资料,撰写开题报告,翻译外文资料。 第2周撰写开题报告(需教师审核签字)及开题报告答辩用PPT,参加公开答辩。 第3周 毕设的总体方案设计及多方案对比分析。 第4-7周方案设计及总体装配图。 第8-9周 确定各部分参数并绘制草图。 绘制零件图和控制原理图。第10-13周 修改设计,打印图纸,整理设计计算说明书和译文。 第14周修改图纸、说明书,教师终审签字。图纸打印 说明书装订,参加答辩。1.4参考文献1 孙霞.100kN液压卷扬机的设计J. 探矿工程(岩土钻掘工程).2000-05. 2 徐广阔.大功率液压绞车新型液压系统的设计与研究D.浙江工业大学.2013-11 3 庞晓旭; 寇子明.自动排绳液压绞车装置的设计J.机械管理开发 2012-12-15 4 上官红喜.防爆液压绞车的设计J.煤矿机械.2012-08.5 卫振勇.基于AMESim的液
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