机械设计论文开题报告
机械设计论文开题报告
题目:上向石灰带式输送机的设计
一、项目的依据和意义
带式输送机是一种连续运行的运输设备，主要用于冶金、矿山、电力、建材、交通运输等重工业部门输送大量的粉状、块状和有包装的物品，如矿石、煤、砂等。由于带式输送机具有长距离、大运量、连续运输的特点，已成为煤矿最理想的高效连续运输设备。带式输送机运行可靠，易于实现自动化和集中控制，特别适用于高产高效矿井。
因为带式输送机是一种摩擦驱动的机器，以连续的方式输送物料。应用它，可以在某条输送线上形成从初始进料点到最终出料点的物料输送过程。因此，选择通用机械——带式输送机的设计作为毕业设计的题目，可以培养我们独立解决实际工程问题的能力。由于现在普遍使用货物石灰，所以有必要设计上向石灰带式输送机。
二、国内外研究现状及发展趋势(包括文献综述)
1，国外带式输送机发展研究
国外对带式输送机的研究包括许多方面，如输送机启动的优化理论、输送带横向振动理论的发展、输胶装置的研究、输胶装置的研究、卸载轨迹和物料流动状态的研究等等。具体几天的研发情况如下:
S曲线启动的最佳理论本研究从1981澳大利亚联邦科学与工业研究组织开始，对输送带的启动进行优化，使瞬时应力最小。启动时，S曲线会在传送带上产生可预测的动态应力。
输送带振动理论的发展，正交各向异性薄板理论的研究，首次对运动输送带的振动和弯曲现象有了数学解释，为预测带式输送机回程段的振动能量提供了准确的方法。得到四阶偏微分方程的解，并将其应用于一个称为薄板的特定弹性边界。得到了一种方法，需要应用不同的特殊边界条件来预测钢丝绳芯输送带和织物带在运输段和返回段的振动形式。
滚动损失的研究上个世纪末，进行了一项新的研究来预测长距离和转弯输送机的摩擦。
纽卡斯尔大学研究了材料和传送带弯曲的影响，发表了许多研究成果。其他人也发表了自己的研究成果，主要体现在对与滚动塌陷损失有关的弯曲和橡胶特性的影响以及与塌陷损失有关的复杂情况的认识上。
解决输送带弹性应力传播问题的动力学分析方法有很多，包括波动模型、质量弹簧模型、边界元模型和有限元/微分法。每种方法都有自己的数学基础。比如波动模型法需要考虑所有应力波的傅立叶分量，而质量弹簧模型的解取决于产生应力的各个模态的振幅。对于有限元模型来说，如果用大量的运算来模拟应力，如果单元的边界是错误的，就可能出现问题，单元的模量就变得很关键。波动模型的应用需要更多的数学基础，而质量弹簧模型更容易被速度快、存储量大的计算机处理。
表1国外带式输送机主要技术指标Zh_ _sxd =
表1国外带式输送机主要技术参数。
国外300万~ 500万t/a高产高效矿井@_jLSym Rn
& gtg主要参数
顺槽伸缩带式输送机
大巷和斜井用固定式强力带式输送机
距离/米
2000~3000
﹥3000
带速/毫秒-1
3.5~4
4 ~ 5个，最多8个
运输能力/t.h-1
2500~3000
3000~4000
总驱动功率/千瓦
1200~2000
1500 ~ 3000，最多10100。
2.国内带式输送机发展研究。
中国生产的带式输送机有许多品种和类型。“八五”期间，通过国家“日产万吨综采装备”一条龙工程的实施，带式输送机技术水平有了很大提高，煤矿用大功率长距离带式输送机关键技术研究和新产品开发取得了很大进展。如长距离大倾角带式输送机成套设备、高产高效工作面可伸缩带式输送机填补了国内空白，对带式输送机减速及其主要部件的关键技术进行了理论研究和开发，成功研制了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置。驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿用带式输送机的主要技术特征如表2所示。
表2国产带式输送机主要技术指标
表2我国带式输送机的主要技术参数
主要参数
顺槽伸缩带式输送机
大巷和斜井用固定式强力带式输送机
距离/米
2000~3000
﹥3000
带速/毫秒-1
3.5~4
4 ~ 5个，最多8个
运输能力/t.h-1
2500~3000
3000~4000
总驱动功率/千瓦
1200~2000
1500 ~ 3000，最多10100。
3、国内外带式输送机技术的差距
差距1:技术性能比较
我国带式输送机的主要性能和参数还不能满足高产高效矿井的需要，特别是顺槽伸缩带式输送机的关键部件和功能，如自移机尾、高效储带和张紧装置等，与国外差距很大。| S _ & gt(YWu9从以上国内外带式输送机的主要技术指标可知:
1.各种输送带的最大装机功率远低于国外。
2.带速受托辊速度限制，我国带式输送机带速比国外至少低1m/s(国内4m/s，国外5m/s)。
3.运输能力我国带式输送机最大运输能力为3000 t/h，国外已达到5500 t/h。
4.工作面顺槽运输长度国内3000米，国外7300米。
5.国内最大输送带宽度为1400 mm，国外为1830 mm。
6.自移机尾=nr_YjxlC~如今高效工作要求输送机机尾随着工作面的快速推进而快速移动。而国产自动尾主要依赖进口，可见差距还远未完善。
7.高效储带张紧装置国内主要采用封闭式储带结构和绞车。张紧小车容易脱轨，输送带容易跑偏。输送带伸缩时，托辊小车不自行移动，需要手动移动，维修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和大扭矩、长行程的高精度自动张紧设备，托辊小车可随输送带自动伸缩。输送带容易跑偏，不会发生脱轨。
8.输送机品种国内机型少，功能单一，应用范围有限，不能充分发挥其性能。而且由于我国煤矿地质条件差异很大，需要在运输系统中安排新的特殊条件，因此有必要发展专用输送机。
差距2:核心技术的差异
1.动态分析和监控技术
动态分析与监测技术是长距离大功率带式输送机的关键技术，制约着大型带式输送机的发展。在带式输送机的研究中，运用刚体理论分析研究了我国的计算方法和设计规范。其实输送带是粘弹性的，输送带对驱动装置的启动和制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，不能简单用刚体力学来解释和计算。所以中国对传送带采用高安全性系统。
开发了带式输送机的动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动态张力进行动态分析和监测，降低了输送带的安全系统，大大延长了使用寿命，保证了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到最高水平，大大降低了输送机的设备成本，特别是输送带成本。
2.可控软启动技术和功率平衡技术。
对于生产距离较大的带式输送机，我们需要使用软启动来降低输送机的制动张力，尤其是在多台电机驱动时。但也需要研究软启动，分为慢启动和快启动，以减少对电网的冲击；但启动加速度应控制在0.3 ~ 0.1 m/，以解决承载带与驱动带的带速同步问题和输送带的喘振现象，减少对部件的冲击。还应控制电机之间的功率平衡，并提高平衡精度。我国已解决了长距离带式输送机的起动、功率平衡和同步问题，但其调节精度和可靠性与国外仍有较大差距。另外，长距离大功率带式输送机不仅要求有运煤的带速，还要求有验带的带速。调速型液力偶合器虽然实现了软启动和功率平衡，但需要开发一种适合长距离的无级液力调速装置。
差距3:控制系统差距
1.国内的驱动方式有变速液力偶合器和硬齿面减速器，国外有多种驱动方式，如BOSS系统和CST可控传动系统，控制精度高。
2.监控装置国内输送机采用中高档可编程控制器，控制输送机的工作过程，如启动、正常运行、停机等。这种可编程控制器没有自动接近装置，没有故障诊断和查询等功能。国外采用高档可编程控制器PLC，开发了先进的程序软件和集成功率继电器控制技术，以及数据采集、处理、存储、传输、故障诊断、查询等完整的自动化监控系统。
3.输送机保护装置我国的输送机保护装置与国外相比在很多方面都处于空白状态，也就是说，国外设计的保护装置，国内目前还做不到。如国外带式输送机开发了许多新型监测装置，如驱动滚筒、转向滚筒和托辊组温度监测系统、烟雾报警和自动灭火装置、纤维编织输送带纵向撕裂和接头监测系统、防爆电子皮带秤自动测量系统等。我国不仅没有这些发展，而且这些基本保护的可靠性、灵敏性和寿命都很低。
差距四:可靠性和寿命的差距。
1.我国生产的织物全芯阻燃输送带的输送带拉伸强度最高为2500 N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最大4000 N/mm，国外是7000 N/mm。\【邮箱？受保护] _l_xWG
2.输送带接头的强度我国输送带接头的强度是母带的50% ~ 65%，在国外可以达到母带的70% ~ 75%。氢氧化三氟甲烷
3.托辊的使用寿命与国外相比，我国现有的托辊技术使用寿命短、速度低、阻力大，而美国等国使用的新型充油托辊运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大提高了托辊的使用寿命，可作为带式输送机中的高速托辊，应用广泛，经济效益显著。我国输送机托辊的使用寿命为20000h，国外托辊为50000 ~ 90000h，国产托辊仅为国外产品的30% ~ 40%。J_\z-_Y O_
4.输送机减速器的使用寿命，国内是20000h，国外是70000h。_P`uU_o(？
5.带式输送机上下运行时可靠性差。a & lt+O`4___
4.现在带式输送机的发展趋势。
1.设备大型化和运输能力提高为了满足高产高效集约化生产的需要，带式输送机的运输能力要提高。长距离、高带速、大运量、大功率是未来发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。
2.提高元器件的性能和可靠性设备运转率的高低主要取决于元器件的性能和可靠性。除了进一步改善和提高现有部件的性能和可靠性外，还应不断开发高性能可控软启动技术、动态分析与监测技术、高效储带装置、快速自移机尾和高速托辊等新技术和新部件，进一步提高带式输送机的性能。
3.拓展功能，拓展一机多用运送人员、物资或双向运输的功能，使一机多用，实现经济效益最大化。发展特种带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机。
三、研究内容和实验方案
一般带式输送机由输送带、托辊、滚筒和驱动、制动、张紧、换向、装载、卸载、清扫等装置组成。我这次设计的是上升式石灰带式输送机，属于通用带式输送机。主要计算和选择输送带的类型、托辊类型、托辊类型和张紧装置。
根据使用场所的具体情况，用户要求或输送机类型，进行输送机的总体布局。主要包括驱动装置的形式、数量和安装位置的确定，张紧装置的形式和安装位置，机头机尾的布置，装载位置和形式，清扫装置的类型和位置等。传送带缠绕在驱动辊和尾部换向辊上，形成一条环形封闭带。上传送带和下传送带分别支撑在上惰轮和下惰轮上。张紧装置确保输送带正常运行所需的张力。工作时，驱动滚筒通过摩擦驱动传送带运行。材料被装载在传送带上并与传送带一起移动。通常情况下，材料由上方输送带运输，当输送带围绕头部滚筒改变方向时卸载。必要时，可使用特殊的卸载装置在输送机中间的任何位置卸载。
四。目标、主要特点和工作进展
在研究、设计和应用目标带式输送机时，应最大限度地提高带式输送机的效率。随着带式输送机的不断发展，其设计理论和开发成果基本满足了矿业的需要。我们利用现代计算机技术，结合实际位置和理论，设计出更好更有特色的带式输送机。带式输送机应用广泛，我们需要更加重视安全装置，根据市场需求设计出性能和质量更令人满意的输送机。
特点上向石灰带式输送机是一种输送带-装配线-输送带机械，由摩擦力驱动，以连续方式输送物料。这种输送机多用于地面选煤厂和井下主要输送通道。通过它，我们可以将物料从最初的进料点运输到最终的卸料点，其运输路线适应性强，灵活多变。线路长度可短至10米，长至数十公里，也可安装在小型隧道内，甚至架设在危险地面上上课。对于现代工业企业来说，这是不可缺少的设备。
工作日程安排
1.查阅相关资料，翻译外文资料(6000字以上)，撰写开题报告20xx . 12.27 ~ 20xx . 01.21.4周。
2.运动和动力参数的计算是20xx.03.21 ~ 20xx.04.032周。
3.总装配图从20xx.04.04到20xx.04.24设计3周。
4.主要零部件的强度和选择按20xx.04.25~20xx.05.08 2周计算。
5.从20xx.05.09到20xx.05.22，绘制零件和组件2周。
6.写设计计算说明(毕业论文)20xx.05.23 ~ 20xx.06.052周。
7.毕业设计评审和毕业答辩20xx.06.06~20xx.06.23 2周。
动词 （verb的缩写）参考
[1]孙欢等，机械原理。北京:高等教育出版社，2001。
[2]蒲等.机械设计.北京:高等教育出版社，2001
[3]《运输机械设计和选择手册》编辑委员会。运输机械设计和选择手册。北京化学工业出版社1999
[4]范祖尧主编。现代机械设备设计手册。北京:机械工业出版社，1996。
[5]徐浩。机械设计手册(第四版)。北京。机械工业出版社。1991.
[6]s higley J . E，ui cher J . J .机器与机构学理论。纽约:麦格劳-希尔图书公司，1980
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