【《液压绞磨机传动机构设计》开题报告文献综述4000字】

开题报告题目：液压绞磨机传动机构设计研究背景与研究意义从全球来看，地下开采的煤矿占有相当大的比重，中国的煤矿比重大约是97%左右，而且许多都是高瓦斯矿井，甚至超级瓦斯矿井。矿井下开采作业环境比较恶劣，在作业场合会有甲烷空气混合气体和煤尘这些易爆性颗粒出现，为了保证矿井下作业的安全性，矿井下所用电机在《煤矿安全规程》中要求其具有防爆特点。矿用液压绞磨机是以液压马达为动力的设备，它是液压绞磨机中的一个重要分支，对矿井提升起着至关重要的作用。矿用液压绞磨机是高瓦斯矿井井下举升煤炭和矸石、举升物料和人的主要装置，其工程使用特点有如下几方面：（1）液压绞磨机的安全性。绞磨机由液压传动以减少电气元件用量，绞磨机由电液比例控制系统进行调速以简化电气控制设备，本实用新型增加绞磨机运行安全性，不需要象传统电控绞磨机一样经常起动电机。（2）液压绞磨机具有较高的性价比和基建费用。同规格液压绞磨机比传统电控绞磨机采购价格便宜20%左右，若与变频绞磨机比较其价格则便宜得多。由于矿用液压绞磨机的结构通常包括滚筒，主轴支架，侧轴支架，排缆机构，排缆支架以及防护栏和支撑座等部件，因此它的占地面积和安装费用都比较少，因此在节省基建费用上是比较可观的。（3）液压绞磨机具有内在的性能优势。液压系统自身传递动力均匀稳定，而液压变量泵作为一种能源装置能很好的实现无级变速、绞磨机起动、换向等过程顺畅。液压传动系统是测井绞车的关键系统之一。全液压测井绞车传动系统包括：机械传动部分和液压系统及电控系统3部分组成。机械传动部分包括汽车发动机、取力器、传动轴和液控换挡变速器；电控部分主要包括变量柱塞油泵和变量柱塞马达的电控手柄、对油泵电控伺服阀的精确调整、测井仪器预设张力输出信号控制油泵的卸荷等组成。因实现测试工况速度和拉力的要求主要有液压系统和变速器的性能决定‚而电控部分主要是操作控制‚所以本文重点介绍液压系统的设计特点‚其液压系统原理如图1所示。液压系统执行部分由三部分组成：主回路有REXOTH公司生产的变量柱塞油泵、变量柱塞马达和调压阀组成；2个辅助回路主要有辅助齿轮泵、液压缸和先导阀组成测井排缆系统以及辅助齿轮泵、电磁阀和液压换挡变速器组成的变速器换挡系统。（注：两辅助回路由一个辅助齿轮泵提供动力）主回路工作原理：测井绞车根据每次测井要求‚油泵电控手柄控制变量油泵EP伺服阀‚伺服阀开启大小和方向控制柱塞变量马达的输出转速和正反转‚马达安装在液控变速器的输入端‚变速器带动缠绕有电缆的防磁滚筒旋转‚从而带动电缆上提或下放。油泵控制手柄离开中位角度和变速器的档位选定‚达到所需速度的要求。如果电缆拉力超过测井仪器设置的拉力的值‚测井仪器输出一电压信号‚控制安装在油泵伺服缸两端的两位三通电磁阀‚使油泵斜盘回中位‚无动力输出‚保证液压系统和测井仪器的安全。同时在液压系统中还设置二次调压阀‚通过设定该阀液压系统压力大小与变速器档位选定‚达到电缆拉力和速度的要求。变量柱塞油泵内设的高压溢流阀、外置二次调压阀和紧急卸荷阀‚可保护液压传动系统的安全。液压传动系统是液压绞磨机的关键系统之一。全液压液压绞磨机传动系统包括：机械传动部分和液压系统及电控系统3部分组成。机械传动部分包括汽车发动机、取力器、传动轴和液控换挡变速器；电控部分主要包括变量柱塞油泵和变量柱塞马达的电控手柄、对油泵电控伺服阀的精确调整、测井仪器预设张力输出信号控制油泵的卸荷等组成。因实现测试工况速度和拉力的要求主要有液压系统和变速器的性能决定‚而电控部分主要是操作控制。液压系统执行部分由三部分组成：主回路有REXOTH公司生产的变量柱塞油泵、变量柱塞马达和调压阀组成；2个辅助回路主要有辅助齿轮泵、液压缸和先导阀组成测井排缆系统以及辅助齿轮泵、电磁阀和液压换挡变速器组成的变速器换挡系统。（注：两辅助回路由一个辅助齿轮泵提供动力）主回路工作原理：液压绞磨机根据每次测井要求‚油泵电控手柄控制变量油泵EP伺服阀‚伺服阀开启大小和方向控制柱塞变量马达的输出转速和正反转‚马达安装在液控变速器的输入端‚变速器带动缠绕有电缆的防磁滚筒旋转‚从而带动电缆上提或下放。油泵控制手柄离开中位角度和变速器的档位选定‚达到所需速度的要求。如果电缆拉力超过测井仪器设置的拉力的值‚测井仪器输出一电压信号‚控制安装在油泵伺服缸两端的两位三通电磁阀‚使油泵斜盘回中位‚无动力输出‚保证液压系统和测井仪器的安全。同时在液压系统中还设置二次调压阀‚通过设定该阀液压系统压力大小与变速器档位选定‚达到电缆拉力和速度的要求。变量柱塞油泵内设的高压溢流阀、外置二次调压阀和紧急卸荷阀‚可保护液压传动系统的安全。通过不断的开发，尽管液压绞磨机的传动结构改进、工作性能、作业可靠性等都有很大的进步，许多研究成果已被采用，但绞磨机的关键结构优化和控制系统尚未取得实质进展。实际生产中绞磨机的传动和制动系统的协同性不高，致使绞磨机在运行时消耗大量人力和物力，很难适应矿井现代化发展的需要。故本论文旨在对矿用液压绞磨机的传动结构进行设计并校核绞磨机液压传动关键构件，特别是采用电液比例阀对绞磨机的传动控制系统进行重新设计，其目的是提高绞磨机运行时的稳定性及安全性，使传动及制动系统处于良好的协调配合状态。研究现状20世纪60年代中期，国外研制了带有‘现代设计理念’矿用液压绞磨机并开始大量应用于煤矿井下，随后数十年间，伴随着国外工业化进程的加快，矿用液压绞磨机发展步入鼎盛时期，其体形从小到大，钢丝绳从单绳向多绳方向发展、从缠绕式向摩擦式发展出现了多种规格绞磨机种类。英国是绞磨机发展最早的国家之一，早在60年代就开发了自动化水平很高的矿用液压绞磨。其中尼德汉姆兄弟、布朗有限公司开发了比较经典的C液压绞磨机系列机型，规格为20种，动力为2.5KW-250KW，本公司开发了一台250KW低速大扭矩马达直驱液压绞磨机，运行于南约克夏煤矿井下，结构紧凑，便于井下运输。液压绞磨机在俄罗斯的发展始于20世纪70年代，俄罗斯液压绞磨机开发企业在随后的开发过程中把电机和传动装置安装在滚筒内，使之结构更紧凑，以实现合理的空间布置使用，动力上俄罗斯一般采用电动与风动。除了以上国家将设计好的液压绞磨机应用于提升功能之外，英国、波兰、德国、日本、意大利等国，也都开发了起到安全防滑效果的矿用液压绞磨机，并具有同步辅助牵引作用。当然这些绞磨机液压系统又有开环与闭环之分，如波兰KBH-3液压绞磨机与英国PIKR0SE液压绞磨机都是开环控制，英国AB-25液压绞磨机，日本MSD液压绞磨机都是闭环控制的。1977年以来，湖南省煤矿专用机械厂和湖南省煤炭工业局液压绞磨机研制组共同研制的BYT-1.2矿用液压绞磨机已于1981年3月通过鉴定，定型以后开始大量生产，适应了中国大中小型煤矿企业井下工作的需要，20世纪90年代末天津理工大学根据低速大扭矩绞磨机结构普遍复杂和寿命较短等特点、齿轮加工成本较高，转速还不够低，扭矩还不够大，启动过程中存在爬行抖动现象，开发了‘油缸曲柄旋转传动式液压绞磨机’，本实用新型绞磨机具有以下特点：（1）不用齿轮减速器直接通过油缸曲柄转动来驱动绞磨机滚筒转动，其结构简单；（2）较大的起动扭矩和良好的低速性能；（3）轴向尺寸较短、质量较轻，尤其适合移动性较大的装置；（4）作业效率高，成本低，可靠性强，使用寿命长。目前，我国最大型的液压绞磨机为中信重工机械股份有限公司制造的2JKYB-3.5X1.7J液压绞磨机，绞磨机直径3.5m，宽度1.7m，最大深度1074m，最大功率800KW，最大扬程3.3m/s，这一系列指标完全达到了《煤矿安全规程》规定的矿用液压绞磨机使用标准。研究内容本文通过对绞磨机工作条件以及负载特性分析，设计了矿用液压绞磨机的总体传动结构，并进行了液压马达与密封圈的选型分析，完成了钢丝绳、大齿轮、小齿轮、轴承和滚筒等部件的强度校核工作，使所设计矿用液压绞磨机满足工程应用要求。接着运用ANSYS14.5软件中ANSYS-Workbench分析模块对绞磨机传动结构中的滚筒、齿轮轴、箱体和滚轮等部件进行了静力学分析并依据分析结果改进了结构。时间安排2022年9月20日至10月1日选择指导教师；毕业论文写作规范培训；申报选题；2022年11月1日至12月16日搜索、查阅、整理和归纳文献资料，填写毕业论文任务书；2022年12月17日至2023年1月7日撰写开题报告，进行开题报告汇报工2023年1月8日至2月29日完成论文大纲写作，并尝试进行论文撰写；接受中期检查；2023年2月29日至3月17日完成论文第一稿撰写，将初稿提交导师审核；修改论文，定稿并上传查重；2023年3月18日至4月14日导师和评阅；准备论文答辩，进行论文答辩；指导教师将成绩录入教务系统；2023年4月15日至4月18日完成论文终稿修改，并上传；整理过程文件和论文终稿，装订存档。参考文献[1]沈海军,张弓.特高压输电线路“一牵八”张力放线技术的研究和应用[J].浙江电力,2009,28(2):20-22.[2]徐海宁.500kV输电线路带电作业工具的研制[J].湖北电力,2002,26(5):17-18.[3]孟飞,段春雨,罗应文.轻便绞磨机在架空输电线线路检修中的应用[J].机电信息，2016(6):37-38.[4]田驰航.轻便绞磨机在架空输电线路检修中的应用[J].低碳世界,2017(35):65-66.[5]王晓冬,黄琪,夏立伟.项目管理信息化在500kV架空输电线路状态检修中的应用探析[J].科学与信息化,2017(25).[6]蒋平海.张力架线机械设备和应用[M].水利电力出版社,1992.[7]高虹亮,侯金华,董军等.新型架空线路检修用手摇绞磨的研制及应用[J].三峡大学学报(自然科学版),2012,34(1):37-40.[8]李强.索道运输在输电线路上的应用[J].中国新通信,2015(13):15-16.[9]符天浩,李钙,邹松青等.自锁式手动绞磨机的研制与在配电线路中的应用[J].通讯世界,2015(24):73-74.[10]李光辉,江全才,何海波,等.输电线路施工机械及设备[M].中国电力出版社,2009.[11]中华人民共和国国家电力公司电力建设研究所.DL/T733-2000机动绞磨技术条件.