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内容简介：

开题报告学 生 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 机械设计制造及其自动化一班 学 号： 指导教师： 年 4月3日毕业设计（论文）开题报告题 目MacArtney26海洋电动绞车排缆机构设计作者姓名1、研究意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）研究意义绞车排绳装置是一种利用机构学设计出的纯机械产物，它是一种低速运行、重复操作和自动化较高的设备。它的出现和发展不但提高了生产的安全性，而且使生产更加人性化，大大节约了人力和物力。近年来，随着社会的不断发展，各种大型提升设备越来越被广泛使用，为提高其安全性，排绳装置也便随之而生，被广泛应用于各种矿山、建筑等领域，它的发展也越来越受到人们的关注。绞车的排缆机构是保证绞车正常工作的关键部件之一，绞车在收放缆绳的过程中，通过驱动排缆机构上排缆轮的周期往复运动，绞车能够将缆绳整齐密实地缠绕在卷筒上，保证绞车能正常的进行缆绳的收放工作。海洋绞车的排缆系统是保证绞车正常运转的关键部件，在绞车的工作中起着非常重要的作用。为了满足在海洋资源勘查与开发等深海作业中特殊要求，海洋绞车具有缆绳长、缆绳缠绕层数多的特点，易出现缠绕不均、乱绳、咬绳现象，并缠绕过程相互挤压易损坏缆绳，直接影响缆绳使用寿命和作业安全。为此，进行对海洋绞车的排缆机构进行研究，确保排缆机构与储缆卷筒协调运动，通过排缆机构的周期往返运动，绞车能够使缆绳整齐密实地缠绕在卷筒之上，保证绞车能够顺利地进行收放工作。液压绞车排绳器研究工作国内外现状： 卷筒上若有为钢丝绳导向的绳槽，将有助于卷绕顺利进行。绞车卷筒基本有两种绳槽形式，一是螺旋式的，一是折线式的。 螺旋式绳槽就像一条螺旋线，或者像螺栓的螺纹线。螺旋式绳槽有助于引导钢丝绳整齐地卷绕在卷筒上，避免钢丝绳的损坏。然而，这种几何形状绳槽的问题是，当钢丝绳到达卷筒的一端时，虽然第一层能够整齐地卷绕在整个卷筒上，但不能引导第二层钢丝绳沿着卷筒整齐地绕回，相反，第二钢丝绳自然地按一定的角度压在下面一层钢丝绳上。解决这一问题的办法是在端部法兰上增加一个凸台。即使这样，螺旋式绳槽也不适用于两层以上钢丝绳的卷绕方式。早在上世纪50年代，Frank LeBus就设计了解决这个老问题的方案。Frank LeBus是一位向油田提供设备的美国人，1937年他利用一根绳槽导杆解决了提升卷筒卷绕钢丝绳的问题，并获得了专利。后来他对这个专利进行了改进，称为LeBus双折线卷绕系统。该系统的几何形状与众不同，除了两处是折线外，绳槽与卷筒的法兰（边缘）平行。 折线绳槽使各层之间的负荷均匀分布，实践证明大大延长了钢丝绳的寿命。事实上，试验表面可延长钢丝绳寿命500%以上。减少钢丝绳的损坏就是提高安全性，并且减少了机械的停工时间。 折线绳槽卷筒的缺点在于，它比较复杂，所以比螺旋绳槽卷筒的价格贵一点。然而，这额外的费用因节省钢丝绳而很快地得到补偿，因为钢丝绳价格很贵，并且更换新的钢丝绳也占用了生产时间。 对于折线绳槽卷筒来说，若其偏角超过推荐的范围，可以利用一个称之为角度补偿器的特殊装置进行补偿。 对于多层卷绕的钢丝绳作业，重要的是第一层钢丝绳的卷绕应在拉力下进行，避免内层钢丝绳松弛，被外层钢丝绳挤压或捻压到槽壁上而损坏。 一般钢丝绳拉得愈紧，卷绕得愈好。据LeBus推荐，钢丝绳应承受至少2%的破坏载荷或10%的作业载荷。当然对于安全系数和钢丝绳的设计来说，必须做好承受破坏载荷的准备工作。但是向专家咨询，决不是一个坏主意。 折线绳槽卷筒的设计和制造，要满足提升作业的特殊要求，绳槽的型式要适应钢丝绳的长度、直径和结构类型。 如上所述，折线绳槽的槽形有两种形式，一种是单折线绳槽，一种是双折线绳槽。前者为最初的绳槽形式，后者为改进的绳槽形式，目前应用较多的是后一种形式。双折线绳槽的斜绳槽和直绳槽交替出现，这样在卷筒表面上就出现了两个斜绳槽区和两个直绳槽区。所谓斜绳槽，是指与卷筒母线斜交的绳槽，直绳槽是指与卷筒母线直交或与法兰平行的绳槽。斜绳槽约占圆周长的20%，直绳槽约占80%。 折线绳槽已被Lebus公司注册为一种产品。它既可以直接在卷筒上加工成型，也可以制成带有这种绳槽的套，并且做成分体式的。安装时包裹在光面卷筒上，通过螺栓或焊接与卷筒连接成一体。目前，国外以这种方式使用折线绳槽的卷筒居多。 绳槽套的材料可为碳钢、不锈钢、合金钢、铝或玻璃纤维等。 卷筒的法兰多为平板型，结构简单，便于加工制造。不论缠多少层，只需在卷筒的第一层加垫块，这样，每一层钢丝绳的圈数都相等。液压绞车排绳器存在的问题常见的丝杆排缆轮的轴线平行于卷筒的轴线，这种排绳结构的绞车收放缆绳时，排缆角度不断变化，当缆绳的出口和排缆机构距离较小时，排缆角就比较大，这不但使得导缆器和排缆丝杆受到的轴向分力比较大，而且会使缆绳和导绳器之间的摩擦加剧，从而导致排缆机构和缆绳的寿命都大大缩短，严重的甚至会导致缆绳卡死的现象出现，排绳工作无法继续工作下去。2、研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化）研究目标： 通过合理整和已有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本步骤和要求，以及传统的机械制图的步骤和规则；掌握排绳器的相关设计方法，以进一步扎实拉丝机设计基本知识；学会用AUTO CAD,Solidworks ,Proe等三维软件进行基本的二维或三维建模和制图，同时提高分析问题及解决问题的能力。提出将各种设计方法互相结合,针对不同的设计内容分别应用不同的方法,以促进其设计过程方法优化、设计结果精益求精。研究内容： 根据排绳器的特点，合理设计该排绳器的技术方案、完成液压绞车排绳器的整机设计，结构设计，排绳器的主要参数的计算与确定、传动零件、丝杆、导缆轮等重要零件设计。在二维cad或三维设计平台 Solidworks中完成排绳器零件图以及装配图的绘制并建立三维模型、设计合理性的分析和评价等。 拟解决的关键问题： 排绳器的机构方案设计、数据选择及确定，产品整机模型设计、计算及校对，传动零件、丝杆、导缆轮等重要零件设计、计算及校对。3、特色与创新之处采用一种导缆轮和排缆丝杆成直角的新型的伺服排缆机构，在不改变载荷的情况下，减少缆绳在绞车卷筒上的排缆角，优化了排绳效果。4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线研究方法： 调查法 现场观察排绳器，测绘尺寸 观察法 观看排绳器拆装视频 文献研究法 查阅网络文章，阅读文献和论文 模拟法 建立Solidworks三维模型 数学法 用数学经验公式排绳器进行分析步骤： 第一阶段，在1月到3月之间利用寒假时间进行知识储备，技术储备。通过查阅网络文章，阅读文献和论文，完成论文的开篇报告（毕业实习报告）及1500汉字以上的英文文献翻译，并初步对排绳器进行方案设计。 第二阶段，在3月到4月中旬之间进行详细设计，通过多方资料查阅，掌握排绳器的基本结构及其工作远离，在老师的协助下完成排绳器产品总体结构设计，计算及校对。 第三阶段，在 4月到 5月之间，完成零件传动、丝杆、导缆轮等零件的设计，计算并进行校对。 第四阶段，在 5月到 5月中旬之间，完成打印排绳器总装图及非标准零件二维工程图形。 第五阶段，在 5月中旬到 6月之间，完成打印排绳器设计说明书，准备答辩。技术路线： 首先了解本论题的研究状况，明确研究目的，确定研究方向；其次，进一步搜集阅读资料并研读文献，做好相关的记录，形成论题提纲，确定研究方案；再次，实施研究计划，现场测绘，完成相应计算，建立三维仿真模型，完成零件图装配图的绘制。最后，完成预期成果，编写设计说明书，反复修改，完成设计。5、 拟使用的主要设计、分析软件及仪器设备 Solidworks应用软件建模，CAD应用软件绘图6、 参考文献A:（1）濮良贵、纪名刚，机械原理，高等教育出版社，2006.5 （2）潘存云，机械原理M（第二版），中南大学出版社，2011.11 (3) 胡忠举 陆名彰 ，机械制造技术基础M（第二版），中南大学出版社, 2011.8 (4) 机械设计手册，机械工业出版社(5) 机械工程手册，第五卷， 北京：机械工业出版社(6) 海洋深钻绞车操作手册，中英文版, 鸿海海洋专用设备有限公司(7) Charles W.Beardsly, MechanicalEngineering,ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998注：1、开题报告是本科生毕业设计（论文）的一个重要组成部分。学生应根据毕业设计（论文