河北工程大学CDIO项目报告

1、机电学院CDIO项目教学一级项目期末报告书（2012-2013学年第二学期）项目名称： 新型矿用立井乘人罐帘门 报 告 人： 专业班级： 指导教师： 段楠 孟彩茹 报告日期： 2013/6/15 成 绩： l 项目简介项目背景：长期以来罐笼来回上下使用的是挂帘式罐帘门，需把钩工手动挂放，不仅费时、费力，而且极不方便每次罐笼到位都需要一个专职人员去收到打开或者是关闭罐帘门这样对提升效率有一定的影响，不利于把钩工的安全，而且有时候还会发生脱钩现象砸到或砸伤工人。所以本次项目要做一个新型矿用立井乘人罐帘门，目的是在保证使用安全的前提下，减轻工人劳动强度，提高工作效率，扩大罐笼内可用空间。项目内容：煤

2、矿安全规程92 版(以下简称规程)规定: 专为升降人员和升降人员与物料的罐笼(包括有乘人间的箕斗) , 进出口必须装设罐门或罐帘, 高度不得小于1. 2 m , 罐门或罐帘下部边缘至罐的底部的距离不得超过250 mm , 罐帘横杆的间距不得大于200 mm , 罐门不得外开。在这样的要求下，我要设计一个符合要求且结构新颖的罐帘门。项目意义：保证使用安全的前提下，减轻工人劳动强度，提高工作效率，扩大罐笼内可用空间。成果预期：希望本次设计可以带来一些实际价值，可以再实际的生活中起到一定作用。l 活动简况 本学期初，段老师、孟老师及全体组员第一次开会，会上各成员相互认识,两位老师向我们讲解了如何才能

3、在CDIO小组中获得提高，学到有用的东西。小组选定了组长，为方便大家课下交流，组建了QQ群。会后，各组员通过各种方式深入认识CDIO教学理念，真正意义上的感悟CDIO的核心思想。 小组自行组织了几次会议，在会上组员们分享了自己对CDIO的认识，以及对本学期项目做了初步的选定。为了寻找合适的项目，各位同学在课下也做出了努力。 第二次例会，段老师和孟老师对我们所提出的方案进行了分析。为了能更好的激发同学们的创意，姚老师向我们讲解了如何才能发现好的项目，并且布置任务。在课下生活中多想，多看。想一些切实可行的方案，既能和我们现在所学课程相结合，又能体现CDIO理念。 第三次全体例会，段老师提出了罐帘门

4、的设计方案，向我们讲解了罐帘门的原理，构造以及用途。会后同学们通过网络途径获得了一些资料，互相交流。 第四次全体例会，同学们就自己对罐帘门的了解，提出了一些设想，形成了各自设计方案的雏形。段老师就其中的一些进行了分析，方便同学们改进。 根据所学机械原理知识，以及手中的罐帘门资料，并绘制出机械运动简图，作相应的运动分析，在本学期末上交报告书。l 传统罐连门的优缺点根据规程规定, 目前国内专为升降人员和升降人员与物料的罐笼的罐门或罐帘(以下统称为罐帘门) , 有下列类型: (1) 左右两侧靠竖杆定位、靠人工托起、靠重力下滑的上下滑动式栅栏门适用于升降人员和升降人员与物料的罐笼。优点：常规设计中采用

5、圆钢两端弯成圆环作横杆, 横杆之间用金属链连接限制横杆间距, 左右两则用圆钢作罐帘限位升降移动导杆, 用罐帘吊钩将打开的罐帘吊起固定, 设计简单, 便于加工制造和维修。缺点：在打开罐帘时, 需让横杆两端平行上移, 否则阻力增大, 难以开启到位。为保证罐帘有足够的强度, 使罐笼在最大额定乘载人员情况下, 因外力作用突然倾斜时, 乘罐人员不会因罐帘强度不足而出罐坠井, 因而罐帘横杆通常采用直径18 mm 以上的圆钢或外径20mm 以上的钢管制造, 一个1t 标准罐笼的罐帘约重30 kg, 罐笼越宽, 罐帘越重, 打开罐帘门的操作越困难, 通常需二人配合操作才能打开。把钩工当班期间需频繁操作罐帘门,

6、 劳动强度大, 易疲劳。另外横杆连接链易磨损, 故障率较高。(2) 绕固定转轴限位旋转的双扇内开水平转动式栅栏门。它适用于升降人员和加宽型的升降人员与物料的罐笼。优点：常规设计中采用角钢或钢管、带钢焊接, 强度大, 安全系数较大, 开门省力, 把钩工操作劳动强度低, 易操作。缺点：在开栅栏门时需占用罐笼内较大的有效空间, 对标准罐笼而言, 采用此安全门只能作升降人员, 不能兼用升降标准矿车, 因而降低罐笼的使用效率。(3) 上下两端限位, 只能沿水平方向左右移动的水平拉动式栅栏门。仅适用于单纯升降人员的罐笼。优点：常规设计中, 采用圆钢和金属链环连接制造, 设计简单, 便于操作, 把钩工劳动强

7、度低, 罐笼门不占有罐笼内的有效乘人空间。缺点：在罐笼端头部装有罐帘限位移动横杆, 因此不能进出升降矿车。另外还有沿上部转轴转动的上开式等其它不常见形式。l 项目成果1、设计原则：(1) 罐帘门适用于升降人员与物料的各种形式罐笼, 并能满足最大额定乘载人员情况下的安全需要。(2) 罐帘门不占用罐内有效乘载空间。(3) 罐帘门的开关动作灵活、安全、可靠, 操作方便省力, 维修量小, 把钩工劳动强度低, 有利于矿井提升的安全、高效进行。2、设计中应解决的关键问题(1) 罐帘门的横杆及连接绳或链环材质密度大, 强度低, 开启操作费力, 故障率高, 安全可靠性差。(2) 开关罐帘门时横杆在上下运行过程

8、中两端位移量不同, 摩擦阻力大, 动作不灵活。3、设计原理：1）. 电动滚筒是特制的小型钢丝绳滚筒,内置防爆直流电动机和行星齿轮减速器。特制的小型钢丝滚筒功率/kw额定电压/V额定电流/A转数/(n/min)减速器传动比滚筒直径/mm4.42202040403002）. 提升钢丝绳提升钢丝绳的作用是牵引罐帘门横杆做上下平移运动,从而完成开门和关门工作。钢丝绳的一端固定在最下部的横杆一端,另一端缠绕在电动滚筒上,端头与筒体固定。3）. 竖直导轨1.5米竖直导轨焊接在罐笼进出口的左右两侧,帘门横杆的两端固定在两个导轨槽内,使横杆只能在导轨上做上下平动,而不能前后左右移动。4）. 罐帘门横杆横杆采用

9、矩形空心高强度钢管制作，其抗弯强度大大提高减轻,在很大程度上减少了因升降人员的拥挤所造成的横杆变形。4、设计草图：l 能力提升当然，在做这个课题的过程中我也发现了很多自身的不足。这些不足包括自身知识和能力两方面。最初需要确定研究项目时，大家基本上都是没有什么能和书本上知识结合的好点子。一些比较感兴趣的方案都因为我们自身知识的缺陷而遭到否定，这是我发现自己虽然是一个学习机械的大学生，但是自己对机械的了解真的是少之又少。而在能力方面，我发现自己把书本知识应用到实际中的能力有明显的不足，一些学过的东西不知道如何和实际相结合。由于一些特殊原因，这次设计不管从思路上还是设计过程中都有许多不足的地方，希望

10、能和同学们及老师共同探讨解决这些不足。l 学习心得CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。许多工科学生毕业之后无法在工作中运用自己所学的知识，很大的一个层面上都是因为缺乏将所学知识和实际问题相结合的能力。CDIO其实没有我之前想象的那么难那么抽象，进入CDIO这个团队，我一度放弃过，可能是因为我对CDIO的理解不是太深，但是我经过我这两天对这个课题的研究及一些老师对我的鼓励和分析，我感觉CDIO对我们机械的学生以后的研究和工作挺有帮助的，在这里可以和有共同爱好的