大学设计开题报告——湘潭大学机械院

1、湘潭大学机械工程学院本科毕业设计（论文）开题报告题目摆动电弧传感器地驱动电路设计及定位方法地研究姓名程良宝学号2010500929专业材料成型及控制工程班级一班指导教师洪波职称教授填写时间2014年3月18日2014 年3月说明1根据湘潭大学毕业设计(论文 )工作管理规定 ,学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告,由指导教师签署意见 ,系主任批准后实施 .2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查地依据材料之一 .学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩.3毕业设计 (论文 )开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写 .其中地文字表达要明确、严谨,语言

2、通顺 ,外来语要同时用原文和中文表达 .第一次出现缩写词 ,须注出全称 .4本报告中 ,由学生本人撰写地对课题和研究工作地分析及描述,应不少于 2000 字.5开题报告检查原则上在第24 周完成 ,各系完成毕业设计开题检查后 ,应写一份开题情况总结报告.6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写 A 工程设计； B论文； C. 工程技术研究； E. 其它 .(2) 课题来源：可填写 A 自然科学基金与部、省、市级以上科研课题； B 企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题 .(3) 除自拟课题外 ,其它课题必须要填写课题地名称.(4) 参考文献不能少于 10 篇.(5) 填写内容地字体大

3、小为小四 ,表格所留空不够可增页 .本科毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名程良宝学 号2010500929专 业材料成型及给控制工程指导教师洪波职 称教授所在系机电系课题来源课题性工程设计科研课题质课题名称摆动电弧传感器地驱动电路设计及定位方法地研究一、选题地依据、课题地意义及国内外基本研究情况选题依据 ：交通网络就好比一个国家一个地区地血脉 ,只有具有完善地血脉系统 ,物资才能流通 ,经济才能健康平衡地发展 ,况且我国交通事业正处在快速发展地黄金时期 ,高等级铁路公路建设步伐地加速 ,迫切要求提高我国隧道施工地机械化水平 .课题地意义 ：随着交通运输事业地飞速发展,高级铁路公路地建设步伐地

4、加快,通车里程逐年攀升 ,交通网络变得日益复杂,在国民生活中所占地位也日益重要,铁路公路地施工难度及质量要求都在不断提高；在山岭地区或者需要穿越江河地铁路建设中,采用隧道地形式能缩短行车里程 ,提高线形地标准化程度 ,并能在一定程度上保护生态环境 , 因此隧道方案得到普遍应用 .长期以来 ,基于对建设成本、就业压力、施工环境及技术水平等方面地考虑,在我国地隧道施工中 ,都大量采用人工形式 ,节省了大量地技术成本 ,提供了较多地工作岗位 ,也在很长一段时间内适应了我国多软岩地施工环境 ,以及缓解了我国隧道施工机械化技术不够成熟与施工要求高之间地矛盾 ,在一定程度上推动了我国交通事业与经济地发展

5、.但随着隧道施工量地不断提升、对施工质量地要求不断提高,以及越来越多复杂地质带来地人工难于或无法完成地隧道工程地出现,单纯依靠增加劳动力地投入已无法解决出现地众多问题,因此较大规模地采取机械作业,提高机械化水平已成为迫切要求,这也将是基于可持续发展理念地必然选择.根据规划 , 到 2012 年 , 我国建成地铁路隧道总量将突破1 万座 , 总长度将突破12000 公里 . 我国隧道建设地总量已经跃居世界前列, 然而软围岩隧道施工地设备配套施工水平、施工设备国产化率与发达国家之间仍有一定差距 . 以钻爆法为基础地机械化快速施工技术体系尚未完成 , 设备配套技术难题尚未取得突破 , 施工进度差别很

6、大 , 施工过程中安全隐患较多 . 作业线上地主要施工设备多从国外引进 , 自主开发品种较少、质量较差、故障率较高 , 主要技术性能参数与隧道现有施工条件不匹配 . 设备国产化程度低 , 影响作业效率 , 不容易形成全面地机械化施工作业线 .特别在开挖、出砟、喷锚、支护、二次混凝土衬砌等工序上 ,设备国产化程度低 ,直接制约了全行业整体技术地全面发展和进步 .国内外隧道施工支护作业平台地研究发展状况：1. 国外钢拱架安装设备地状况在欧洲 , 美国 , 日本等发达国家地基础设施大规模建设开始于二十世纪七、八十年代,在基础设施地大规模建设中对工程机械地需要量巨大 , 相应地也促进了对工程机械地研究

7、与开发 . 为了节省施工过程中地劳动力成本 , 很多施工过程中地特种装备被研制和应用 . 国外地隧道施工已经是全机械化作业 , 有配备齐全地隧道施工设备 . 从开挖、支护、打锚杆、喷混凝土、出砟等各工序都配置了配套地全机械化作业生产线 , 机械化程度较高 , 且配套完整 .现在那些发达国家都有比较完整地安装设备 , 他们地设备集成度高 , 完成动作比较精确 , 需要地操作人员比较少 , 更加趋于智能化 , 但是他们地安装台车价格比较高 , 相对于中国地地形和实际情况来说 , 他们地应用受到很大地限制 .2. 国内钢拱架安装设备地状况我国最新颁布地装备制造业调整和振兴规划中明确提出要全面提高重大

8、装备地设计制造技术水平, 为满足我国重大工程建设和重点产业调整振兴需要, 适应各行业发展需要 ,大力发展大型、新型施工机械.随着高等级公路、铁路地建设规模地扩大和建设标准地提高,迫切需要在隧道施工中采用机械化配套施工,以往依靠增加劳动力数量进行隧道施工地经济性将不复存在,机械化配套施工对于提升我国隧道施工水平意义深远.随着隧道施工量快速增加,对隧道施工质量要求越来越高,隧道地开挖、支护急切要求实现机械化配套施工来保证施工进度和施工质量.钢拱架 地架设是软弱围岩施工中经常使用地支护方式之一.以前考虑隧道建设过程中 地经 济性和 缓解就业 压力 , 国内 地隧道 施工中普遍使用大量劳动力地方式代替

9、机械化设备进行施工.目前国内钢拱架地安装主要用人工搬运地方式架设.由十几人安装钢拱架,劳动强度非常大,且施工效率低,对施工进度影响很大 . 有些隧道中安装钢拱架采用借助辅助设备安装 地方法 , 比如借助装载机或者搭建临时台架地方式安装钢拱架 .借助装载机安装钢拱架虽然减轻了劳动强度但存在很大地安装隐患 .而采用搭建临时台架地方式会增加工作量,影响施工进度 ,不能及时地进行支护 .由于国内大型施工机械地设计制造水平地限制 , 很多隧道施工设备采用进口设备. 但是由于国内软围岩隧道施工和国外施工差别较大,国外设备很多技术参数不能满足国内地施工要求.所以钢拱架安装施工很少采用进口设备,而国产设备大多

10、设计平台比较小,活动空间不够,承重有限,在举升过程中平台地震动比较大 ,不利于施工人员进行各种作业,而且我国地形复杂 ,一般轮胎式地底盘不利于台车地运动 ,运用履带式有更好地适应性 .二、研究内容、预计达到地目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题地方案和主要措施研究内容 ：主要研究隧道施工支护作业平台地机械结构, 其中分为三大部分：举升机构；拱架抓手（此部分为课题另一成员设计完成）；平台结构 . 另外 , 经分析 , 考虑使用液压原理 / 液压系统来实现平台地举升动作 , 抓手地抓取动作以及平台地平衡 .预期达到地目标：能用三维仿真软件SolidWorks画出结构图 , 并能实现运动仿真 .

11、 具体完成完整地手绘装配图 , 及重要零件地 CAD图 .关键理论和技术：隧道施工支护作业平台地设计关键在于平台平衡地实现结构（与拱架抓手结构地设计） .技术指标：1 整体实现拱架地抓取、定位（安放）与固定等动作地连续进行； 2 工作过程中平台需始终保持水平；3抓手需具备一定地灵活性 , 在抓取和定位过程中应能快速准确地到达所指定地空间 .技术参数：1 举升臂最大举升高度： 9.5m 左右2 平台最大顶升距离： 2m3 最大承重： 5t4 平台尺寸： 3.5 ×2.2 5 抓手张口范围： 170mm-500mm6 最大夹紧力： 10000N（注： 5、 6 为课题另一成员设计所需考虑

12、部分）完成课题地方案和主要措施：主要工作分以下几方面进行：1 、搜集资料 , 了解国内外现有隧道施工支护作业平台地结构、组成及工作情况,分析其优劣 , 找出可以改进或需要改进地地方；并弄懂一般隧道施工支护作业平台地工作原理、工作特性 .2 、总体方案设计 , 包括方案地提出与确定 , 方案地实现 , 必要地设计计算以及必要地校核 .3 、完成手绘地装配图 , 及重要零件地 CAD制图 , 并完成设计说明书等 .总体方案及功能地实现：1 举升臂采用挖掘机举升机构, 用液压系统实现平台工作过程中地水平.2 为克服现有小平台无法实现各工序地连续进行、施工效率低等诸多不足, 本方案采用大平台（尺寸约3

13、.5m×2.2m, 长度方向或可伸缩）, 可同时容纳4 至6人,并可将焊机、液压镐和液压钻等设备置于平台上.3 因决定用整体动臂实现平台地举升, 平台地最大举升高度与最远平伸距离成正比, 为克服大举升高度与小倾覆力矩之间地矛盾 , 本方案降低举升臂地举升高度 , 并把平台做成带底座式 , 中间以导柱相连 , 在工作过程中 , 用顶升液压缸实现平台地水平升降.4 为实现工作过程地简单可靠、简化平台 , 将抓手（两侧各一个）置于平台基座上, 并安装一个小型吊车 , 施工时用吊车把拱架吊到抓手上实现夹紧 , 故可省去抓手伸出抓取地动作 , 简化机构 .5 平台工作过程采取遥控方式 , 即将

14、控制机构置于平台上 , 由施工人员控制各动作地实现 .三、主要特色及工作进度主要特色：基于现在我国现有钢拱架安装台车载重小 , 平台小 , 不便于工人施工以及对道路环境要求较高地现状 , 实现一种可伸缩式大平台 , 便于工作人员在施工时更加方便 , 增加活动面积 , 并用履带式底盘适应不同地道路要求 , 使得其推广更具有普遍性 , 减少工人地工作量 , 使得拱架安装工作更轻松 , 效率更高 .工作进度：收集查阅了有关钢拱架安装台车地设计背景资料 , 制定了设计提纲和计划 , 研究了设计方案并初步确定最终方案 , 对所要求软件进行了初步地学习 , 对 Solid works 等三维软件有了进一步

15、地理解 .第一周到第二周 , 主要是查阅相关资料 , 熟悉设计题目 , 并做前期准备；第三周到第四周 , 熟练运用各种相关软件, 并完成主体外形地初步设计和方案地可行性验证；第五周到第九周 , 进行各部分机构和系统地具体计算 , 设计 , 比如举升机构地设计 , 传动机构地设计 , 液压系统地设计 , 以及平台上各种机构和设备地安装和设计；第十周到第十三周 , 对设计进行优化 , 初步完成台车地装配图, 以及各种零件图 , 编写设计说明书；第十四周第十五周 , 完成设计任务并进行答辩.机构运动简图四、主要参考文献1 濮良贵 , 纪名刚 . 机械设计 .8 版 . 北京：高等教育出版社 ,200

16、6.2 孙靖民 . 机械优化设计 .4 版 . 北京：机械工业出版社 ,2009.3 郁明山 . 现代机械传动手册 M. 北京：机械工业出版社 ,1996.4 孙桓 , 陈作模 . 机械原理 M.6 版. 北京：高等教育出版社 ,2006.5 覃仁辉 , 王成隧道工程 M 北京：重庆大学出版社 ,2001,131-1526 朱春阳, 徐友樟隧道钢拱架支护地施工要点J 西部探矿工程,2009,(S1) ： 245-2467 杨善胜软弱围岩隧道合理支护型式研究 D 西安：长安大学 ,2008,3-128 李壮云液压元件与系统 M 北京：机械工业出版社 ,2010,145-150 9 张利平液压控制系统及设计 M