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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 0 8 8 1 0 5 4 2 9
學(xué) 生 姓 名 袁 小 龍
指 導(dǎo) 教 師 賀 紅 林
填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日
說 明
開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。
一、選題的依據(jù)及意義：
帶式輸送機(jī)是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛的應(yīng)用電力、糧食、冶金、化工、煤礦、礦山、建材、輕工及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。由于帶式輸送機(jī)比較經(jīng)濟(jì)，操作安全、可靠具有多方面的適應(yīng)性及生產(chǎn)能力實(shí)際上不受限制等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于帶式輸送機(jī)能完成使物料在各工序之間連續(xù)流動(dòng)的工作，因此具有多種工藝功能。帶式輸送機(jī)在環(huán)境保護(hù)方面是更令人滿意的，它既不污染空氣有沒有噪音。帶式輸送機(jī)也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。
目前，普通帶式運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)在礦山得到了普遍的應(yīng)用。但由于目前形成系列化的帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸傾角一般18°以下，使得帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用受到一定范圍的限制。而近年來發(fā)展起來的各種大傾角帶式輸送機(jī)在露天、地下礦山以及其他場(chǎng)合的使用，都取得了較好的效果。而且大傾角帶式輸送機(jī)在提升高度相 同的情況下，所占地面積和空間都比使用普通帶式輸送機(jī)少，并且具有常規(guī)帶式輸送機(jī)的所有特點(diǎn)，投資成本低，因而在生產(chǎn)運(yùn)輸中越來越受到重視，應(yīng)用前景十分廣闊。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
1.國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀
國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展 的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。國(guó)外已經(jīng)使用或已經(jīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的幾條典型長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)輸送線：
1.1西班牙的西撒哈拉帶式輸送機(jī)線路是世界最長(zhǎng)的長(zhǎng)距離輸送機(jī)線路，該線路長(zhǎng)達(dá)100km，用來將位于石質(zhì)高原地區(qū)的布·克拉露天礦的磷灰石礦石運(yùn)往艾汾阿雍海港。此線路于兩年半內(nèi)建成，并于1972年使用，該系統(tǒng)總投資額為2億馬克。服務(wù)年限為30年，年平均運(yùn)輸量為1000萬噸磷灰石礦石(2000t/h)。每噸千米的運(yùn)費(fèi)為0.026法郎，整條線路由長(zhǎng)為6.9～11.8km的11臺(tái)輸送機(jī)組成。輸送機(jī)采用寬為1000mm，強(qiáng)度為3150N/mm的鋼繩芯輸送帶，帶速為4.5m/s。輸送帶的安全系數(shù)為6.7～10。輸送機(jī)設(shè)有頂棚，迎風(fēng)側(cè)裝有護(hù)板。借助聲納檢測(cè)器可以發(fā)現(xiàn)損壞的托輥。
1.2澳大利亞恰那礦20km地面帶式輸送機(jī)系統(tǒng)是代表了現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展水平的一條輸送線。該輸送系統(tǒng)由一條長(zhǎng)為10.3km的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)和一條10.1km的直線長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的曲率半徑為9km，弧長(zhǎng)為4km。兩條輸送機(jī)除線路參數(shù)外，其他參數(shù)相同，運(yùn)輸能力為2200t/h，帶寬1050mm，輸送帶抗拉強(qiáng)度為3000N/mm，安全系數(shù)為5，拉緊裝置為重錘拉緊。允許行程為25m，驅(qū)動(dòng)采用3臺(tái)700kw直流電動(dòng)機(jī)，雙滾筒驅(qū)動(dòng)。該機(jī)在25℃下每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引功率小平330kW，相應(yīng)摩擦系分別為：直線輸送機(jī)0.00998，轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)為0.011。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的托輥制造和安裝技術(shù)、水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)和動(dòng)態(tài)分析技術(shù)。
1.3津巴布韋鋼鐵公司(ZISCO)15.6km水平轉(zhuǎn)彎越野帶式輸送機(jī)于1996年投入使用，是世界上單機(jī)最長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)。該輸送機(jī)將ZISCO的New Ripple Creek礦的經(jīng)過二次破碎的鐵礦石運(yùn)送到Redcliff，Zimbabwe的煉鋼廠附近。輸送量為干礦石500t/h(濕礦石600t/h)。系統(tǒng)全長(zhǎng)為15.6km，物料提升高度為90m。輸送帶采用橋石公司的鋼繩芯輸送帶，抗拉強(qiáng)度為888N/mm，運(yùn)行速度為4.25m/s。輸送帶的安全系數(shù)為5.8，當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時(shí)，安全系數(shù)降到5.5，當(dāng)輸送量增加到600t/h時(shí)，輸送帶安全系數(shù)降低到4.8。為了提高輸送帶的利用率，輸送帶的上、下覆蓋層采用相同的厚度，為5mm。這樣做的目的是，當(dāng)上覆蓋層磨損超過2mm時(shí)，可將輸送帶翻面使用，從而達(dá)到提高輸送帶的使用壽命。輸送機(jī)采用頭部雙滾筒，尾部單滾筒的驅(qū)動(dòng)方案，整個(gè)系統(tǒng)功率為500kW。
目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300~500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。
（2）應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控 等高新技術(shù)，采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控， 大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。
（3）采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與 中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上 已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。
（4）新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。
2國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀
我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)品種、類型較多。在“八五”期間，通過國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都 取得了很大的進(jìn)步。從SDJ、SSJ、STJ、DT等系列發(fā)展到各種多功能特種帶式輸送機(jī)系列，如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并用動(dòng)態(tài)分析、智能化控制技術(shù)等對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。但是和外國(guó)先進(jìn)型相比，國(guó)內(nèi)輸送機(jī)機(jī)型一般較小，帶速通常不超過4m/s，普遍沿用靜態(tài)設(shè)計(jì)法，設(shè)備成本偏高，運(yùn)行的可靠性低。此外，我國(guó)尚未形成元部件的大規(guī)模專業(yè)生產(chǎn)廠，設(shè)計(jì)制造水平有待提高。
帶式輸送機(jī)通常有機(jī)型（1）固定帶式輸送機(jī)；（2）可伸縮帶式輸送機(jī)；（3）大傾角上、下運(yùn)帶式輸送機(jī)；（4）水平拐彎輸送機(jī)；（5）下運(yùn)帶式輸送機(jī)；（6）垂直提升帶式輸送機(jī)；（7）管狀式帶式輸送機(jī)；（8）壓帶式輸送機(jī)。
目前我國(guó)用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取 n=10 左右），與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而不能簡(jiǎn)單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平，并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。
3帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力
為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到 3000～10000 t/h，帶速提高至5～8m/s，輸送長(zhǎng)度對(duì)于可伸縮帶式輸送機(jī)要達(dá)到6000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)需加長(zhǎng)至14000m 以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到1000～2500 kW，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到大于6000 N/mm（鋼繩芯）和31500 N/mm（整芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機(jī)，無論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場(chǎng)急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，以提高我國(guó)帶式輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，接近并趕上國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)的技術(shù)水平。其包含 7 個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：（1）帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；（2）軟起動(dòng)與功率平衡 技術(shù)；（3）中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)（4）自動(dòng)張緊技術(shù)（5）新型高壽命高速托輥技術(shù)；（6）快速自移機(jī)尾技術(shù)；（7）高效儲(chǔ)帶技術(shù)。
3.2 提高元部件性能和可靠性
設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī) 尾、高速托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。
3.3 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化
將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改，拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.4開發(fā)專用機(jī)型
我過煤礦的地質(zhì)條件差異很大，為了滿足特殊要求，應(yīng)開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī)，如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。
三、研究?jī)?nèi)容：
1 帶式輸送機(jī)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)
1.1 帶式輸送機(jī)初步設(shè)計(jì)計(jì)算
布置形式的分析確定，帶速的選擇；輸送帶帶寬、類型的選擇確定；輸送帶線質(zhì)量的計(jì)算；物料線質(zhì)量的計(jì)算；托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量的計(jì)算；各直線區(qū)段阻力計(jì)算；局部阻力計(jì)算；輸送帶各點(diǎn)張力計(jì)算及強(qiáng)度校核；變坡段曲率半徑的確定；滾筒牽引力與電機(jī)功率的計(jì)算；拉緊力與拉緊行程的計(jì)算；制動(dòng)力矩的計(jì)算。
1.2 機(jī)械裝置的選擇與確定
電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器的選擇；軟起動(dòng)裝置或制動(dòng)裝置的選擇；傳動(dòng)滾筒、改向滾筒的選擇與設(shè)計(jì)；采用托輥、托輥組的種類、結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)；采用拉緊裝置的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。
2帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
2.1確定傳動(dòng)方案
在進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)常需要擬定多種方案進(jìn)行比較，以使所設(shè)計(jì)的機(jī)器盡可能具有較高的傳動(dòng)效率，且工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低廉、工藝性好，同時(shí)便于維護(hù)。
2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配
3傳動(dòng)裝置基本參數(shù)的計(jì)算
各軸轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算、功率的計(jì)算。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
（1）查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報(bào)告
————————————————————————————————4周
（2）擬定帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)方案確定
————————————————— ————————————————1周
（3）傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算
—————————————————————————————————1周
（5）帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)三維總體裝圖設(shè)計(jì)
—————————————————— ———————————————2周
（6）帶式輸送機(jī)主要零（部）件工作圖設(shè)計(jì)
——————————————————-———————————————2周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）撰寫
—————————————————————————————————3周
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯
—————————————————————————————————2周
五、參考文獻(xiàn)
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[5]中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì). 帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2000
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