太原理工大学机械工程学院毕业设计开题报告格式更改.docx

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太原理工大学机械工程学院毕业设计开题报告格式更改

机械工程学院

毕业设计（论文）开题报告

毕业设计（论文）题目：

电动滚筒式带式输送机

张紧装置设计

学生：

　伍泳

指导教师：

袁红兵

专业班级：

机械设计制造及其自动化机测0901

2013年4月3日

1.课题名称：

电动滚筒式带式输送机张紧装置设计

2.课题研究背景：

2.1国外带式输送机技术的现状：

国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：

一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。

目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：

⑴设备大型化。

其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300~500万t以上高产高效集约化生产的需要。

⑵应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。

⑶采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。

⑷新型、高可靠性关键元部件技术。

如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。

如英国FSW生产的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。

国外带式输送机的主要技术指标Tab.1Themaintechnicalparametersofbeltconveyerinoverseas国外300~500万t/a高产高效矿井主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m2000～3000﹥3000带速/m.s-13.5～44～5，最高达8输送量/t.h-12500～30003000～4000驱动总功率/kW1200～20001500～3000，最大达10100

2.2国内带式输送机技术的现状：

我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。

在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。

如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起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，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示。

表2国内带式输送机的主要技术指标Tab.2ThemaintechnicalparametersofthebeltconveyerinChina主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m2000～3000﹥3000带速/m.s-13.5～44～5，最高达8输送量/t.h-12500～30003000～4000驱动总功率/kW1200～20001500～3000，最大达10100

2.3煤矿带式输送机技术的发展趋势

2.3.1设备大型化、提高运输能力

为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。

长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。

在今后的10a内输送量要提高到3000～4000t/h，还速提高至4～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。

对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到1000～1500kW，输送带抗拉强度达到6000N/mm（钢绳芯）和2500N/mm（钢绳芯）。

尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。

其包含7个方面的关键技术：

⑴带式输送机动态分析与监控技术；⑵软起动与功率平衡技术；⑶中间驱动技术；⑷自动张紧技术；⑸新型高寿命高速托辊技术；⑹快速自移机尾技术；⑺高效储带技术。

2.3.2提高元部件性能和可靠性

设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。

除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。

2.3.3扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。

开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。

3.课题研究意义：

3.1电动滚筒与分离式驱动装置相比，电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长，运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装方便等诸多优点，并且适合在各种恶劣环境条件下工作。

3.2通过对课题的研究与思考并就行相关设计工作，培养了自己进行综合分析和提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的。

3.3这段时间对课题相关文献的检索查阅，并对相关资料进行收集，充分运用手头现有的各种资源为毕业设计作准备，这些工作培养了自己调查研究，熟悉有关技术政策，运用国家标准、规范、手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力。

3.4毕业设计所用到的设计步骤与方法，使我养成了科学的设计理念，使自己建立正确的设计思想；初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段；从而使自己受到一次工程师的基本训练。

4.文献查阅概况

（1）董鹏（徐州煤矿机械厂），PLC在带式输送机张紧装置中的应用，煤矿机电，2009年第2期，11-07，第105页

摘要：

系统最大特点是通过外接压力信号实现自动张紧。

传统继电器控制系统由于故障率高,控制方式不灵活及功率消耗大等缺点,目前已逐渐被淘汰。

而PLC控制系统具有运行可靠,使用维修方便,抗干扰性强等优越性,是目前在自动张紧装置系统中普遍使用的控制方式。

（2）孙健身（江苏省徐州机电工程高等职业学校），王涛（徐州矿物集团），带式输送机拉紧装置技术参数分析，能源技术与管理，2005年第6期，第43页

摘要：

通过对带式输送机张紧装置要求分析,确定自动张紧装置主要工作参数为带式输送机正常运行时的张紧力、启动时张紧力、启动加速度、启动时间及张紧装置驱动功率,以及其合理计算方法。

（3）李萌（合肥工业大学机械与汽车工程学院），带式输送机液压自动张紧装置设计，淮北职业技术学院学报，2010年第5期第9卷，第76页

摘要：

:

带式输送机液压自动张紧装置具有工作平稳、对空间要求低、性能可靠等优点,是一种较先进、较完善、适合于大型带式输送机的张紧装置。

针对带式输送机对张紧力的实际需要,设计了液压自动张紧装置。

采用单片机比较输送带张紧力的实测值与理论计算值差异,通过液压张紧泵站来实时调整张紧力的大小,自动满足启动、正常运行和制动时张力的需要。

（4）王锡法（兖州煤矿机械厂）任宏亮（济宁三号煤矿），带式输送机张紧装置，煤矿现代化，2000年第3期，第42页

摘要：

合理布置带式输送机张紧装置的位置,对输送机正常运转、启动和制动,以及张紧装置的设计、性能及成本的影响都十分大。

（5）庞庆楼（沈煤集团山西晋辽矿业机电设备租赁站），带式输送机张紧装置的比较和选择，矿山机械，2010年第21期第38卷，第74页

摘要：

根据带式输送机启动和运行中输送带张力的变化特点，对带式输送机的张紧装置提出了要求。

就几种常见的张紧装置的特点和适用范围进行了分析比较，便于根据不同的场合和条件选择不同的张紧装置。

（6）满咏梅（煤炭科学研究总院），带式输送机张紧装置的分析，煤矿机械，2010年第12期第31卷，第80页

摘要：

通过对各种张紧装置的分析，明确了各种张紧装置的优缺点以及其适用工况，

为带式输送机张紧装置的确定提供参考。

（7）丁刚（济源职业技术学院机电系），带式输送机张紧装置的改进，煤矿机电，2003年第3期，第87页

摘要：

经理论分析和实地排查,针对带式输送机螺旋式张紧装置的缺陷,介绍了利用液压技术的自动调节张紧装置,以保证对输送带的可靠拉紧。

（8）徐伟（太原理工大学），寇子明（太原理工大学），李元元（太原理工大学），带式输送机张紧装置张紧力计算，煤矿机电，2005年第2期，第55页

摘要：

带式输送机张紧装置张紧力的大小,与带式输送机的多个参数及张紧装置的安设位置有。

本文提出一种张紧装置张紧力计算程序化的思路。

（9）李忠良，闫春艳（中国矿业大学几点工程学院），带式输送机张紧装置液压系统的设计，液压与气动，2012年第5期，第8页

摘要：

介绍了带式输送机张紧装置的作用、分类及各类张紧装置存在的问题。

该文对张紧装置的液压系统进行了设计，对各种工况的全方位考虑让系统具有更高的稳定性和反应能力，解决了带式输送机张紧的控制问题。

（10）崔伟（北京起重机械研究所），带式输送机预张紧力的确定，起重运输机械，1999年第4期，第14页

摘要：

张紧是保证带式输送机正常运行的必要手段,通常分为两种形式:

移动式（如重锤式张紧）和固定式（如固定绞车式张紧）。

移动式张紧的张紧力在各种工况下保持不变,为一定值,在安装带式输送机时的预张紧力即为该值。

固定式张紧则不相同,采用固定式张紧的带式输送机的基本特征是在各种工况下输送带平均张力保持不变。

（11）李福固（兖州矿区职业大学），带式输送机张紧装置主要参数的计算，煤矿机械，2002年第4期

摘要：

通过对长距离带式输送机自动张紧装置要求的分析,确定了自动张紧装置主要工作参数合理计算的方法。

（12）戴建立（煤炭科学研究总院），带式输送机自动张紧装置的现状及研究，煤矿机械，2007年第11期，第3页

摘要：

介绍国内外带式输送机张紧装置的功能及各自的特点,以及在煤矿井下应用中存在的问题。

通过分析提出动态自动张紧的控制策略,基于电机电流与负载有一一对应的关系,利用变频技术作为技术关键达到动态控制的目标。

（13）王子寒（广东粤华发电游侠责任公司），电动滚筒带式输送机驱动和装置应用中的问题，煤矿机械，2007年第11期，第18页

摘要：

动滚筒具有许多独特的优势和特点,但由于存在着制约其发展的技术瓶颈,致使大功率电动滚筒一直未能设计、制造出来,影响了在输送机行业的应用。

但随着新技术的发展,现在完全可以应用变频和稀土永磁电机技术、电气启制动技术、新的油冷式技术来设计制造出大功率的电动滚筒,从而推动电动滚筒的广泛应用。

（14）DornerMfg.corp.，Hartland,WI,continousbeltconveryortensioningmechanism，UnitedStatesPatentHoschetal,Feb.3,2004

Abstract：

Aconveyorconstructionincludesaframehavingapairofsidemembers,abeltandatensioningsectionmountedforlongitudinalextendableandretractablemovementrelativetotheframeforestablishingadesiredtensiononthebelt.Thetensioningsectionincludesaspindleengagedwiththebeltandapairofsideplatestructuresconnectedtothespindleandlocatedoneadjacenteachframesidemember.Adrivememberisrotatablymountedrelativetotheframeandisdrivinglyengagedwiththetensioningsectionforimpartinglongitudinalextendableandretractablemovementrelativetotheframeuponrotationofthedrivemember.Alockingdeviceinsertsafrictionallockingforceonthesideplatestructuresrelativetotheframesidemembersforselectivelyfixingthepositionofthetensioningsectionrelativetotheframe.Arestrainingarrangementisincorporatedinthesideplatestructuresforlimitingtheretractablemovementofthetensioningsectionupontheimpositionofarandomforceappliedtothespindleandovercomingthefrictionallockingforceolthelockingdevicesoastosubstantiallyretainthedesiredtensiononthebeltandpreserveoperabilityofthedrivemember.

题目：

连续式带式输送机张紧机构

摘要：

输送机的结构包括一个具有一对侧面构件，皮带和张紧部分。

张紧机构安装在皮带的框架上，它相对框架作纵向伸缩运动以提供所需的预紧力力。

张紧部分包括主轴皮带和一对与侧板结构连接的主轴，并与位于一个相邻的每个框架构件的侧板结构相连。

驱动机构相对于框架可转动地安装，并驱动张紧部分，用于向旋转时相对于框架产生伸缩运动的驱动构件接合。

锁定装置插在相对于框架的侧面构件上，用于选择张紧部分的位置，产生相对于固定框架结构的摩擦锁定力。

限位装置连接在侧板结构上，用于限制可缩回运动时随机的力施加给张紧部分的主轴的摩擦锁定力的的一种锁定装置，它以便基本上保持皮带所需的张力对和保证的驱动装置的可操作性。

（15）YuanjunDaiXinjiangPloytechnicalColl.,Urumqi,ChinaNingShi;YigongLu;YanHe.，Analysisanddeterminationoftensioningdeviceofbeltconveyor，ICECE2011

Abstract：

Afteranalyzingtake-upassemblyforbeltconveyor,thecurrentflawthatthedevicehasexistedispointedoutinthispaper.Thenthetake-upassemblyisimproveddesigned.Theimprovedtake-upassemblyconsistsoftake-upwinchsystem,hydraulicsystem,electricalcontrolsystemetc.Systemmainlythroughpressureswitchcontrolsoilpumpelectricalmachinery'smovementandparking,controlssystemflowingtubingheadpressure,thusadjuststhehydrauliccylinderexpansionconditiontoguaranteeconveyorbelt'snormaloperationpromptly。

题目：

带式输送机张紧装置的分析与确定

摘要：

分析卷取组件，用于带式输送机后，该设备已存在当前的缺陷在本文中指出的，然后卷取组件改善设计的改进的卷绕组件由卷取绞车系统，液压系统，电气控制系统等系统，主要是通过压力开关控制油泵电机的运动和停车场，控制系统油压，从而调节液压缸膨胀的条件，以保证及时输送带的正常运行。

（16）ShirongZhang.Departofautomation,WuhanUniversity，Modelingandenergyefficiencyoptimizationofbeltconveyors，AppliedEnergyVolume88,Issue9,September2011,Pages3061–3071

Abstract：

Theimprovementoftheenergyefficiencyofbeltconveyorsystemscanbeachievedatequipmentandoperationlevels.Specifically,variablespeedcontrol,anequipmentlevelintervention,isrecommendedtoimproveoperationefficiencyofbeltconveyors.However,thecurrentimplementationsmostlyfocusonlowerlevelcontrolloopswithoutoperationalconsiderationsatthesystemlevel.Thispaperintendstotakeamodelbasedoptimizationapproachtoimprovetheefficiencyofbeltconveyorsattheoperationallevel.Ananalyticalenergymodel,originatingfromISO5048,isfirstlyproposed,whichlumpsalltheparametersintofourcoefficients.Subsequently,bothanoff-lineandanon-lineparameterestimationschemesareappliedtoidentifythenewenergymodel,respectively.Simulationresultsarepresentedfortheestimatesofthefourcoefficients.Finally,optimizationisdonetoachievethebestoperationefficiencyofbeltconveyorsundervariousconstraints.Sixoptimizationproblemsofatypicalbeltconveyorsystemareformulated,respectively,withsolutionsinsimulationforacasestudy.

题目：

带式输送机的建模和能源效率优化

摘要：

皮带输送机系统的能量效率的改进，可以实现在设备和操作水平。

具体而言，可变速度控制，装备水平的干预，皮带输送机，以提高运作效率。

然而，目前的实现主要集中在较低的水平没有运作方面的考虑在系统级控制回路。

本文拟基于模型的优化方法，提高工作效率的皮带输送机在操作层面。

的能源模型分析，从ISO5048时，首先提出的，它把所有的参数分为四个系数。

随后，无论是离线和上线的参数估计计划确定的新能源车型，分别。

仿真结果提出了四个系数的估计。

最后，在各种限制下执行优化，以达到最佳的皮带输送机的运转效率。

6个优化问题的一个典型的皮带输送系统的解决方案在模拟的案例研究，分别制定。

5.设计（论文）的主要内容

1）带式输送机张紧装置总体方案设计

2）张紧绞车总体方案设计

3）张紧绞车设计计算

4）卷筒设计计算及强度校核计算

5）主轴设计计算及强度校核计算

6.设计（论文）提交形式

1）开题报告；

2）传动系统图；

3）行星减速器装配图；

4）传动系统零件图；

5）截割头零件图；

6）电气控制系统原理图、接线图；

7）液压系统原理图等；

8）相关外文资料翻译，至少5000字；

9）设计论文1本，至少20000字。

7.进度安排

第四周收集资料，阅读文献；

第五周编制开题报告；

第六周外文翻译；

第七周总体方案设计；

第八周控制系统传感器设计和选型；

第九周控制系统电气元件设计和选型；

第十周控制系统硬件电路设计；

第十一周液压系统设计；

第十二周变频器选型设计、硬件电路设计；

第十三周控制系统原理图、接线图、面板布置图设计；

第十四周控制系统程序流程图以及程序设计；

第十五周整理说明书；

第十六周整理说明书；

第十七周编写设计计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩。

第十八周毕业答辩

8.指导教师意见

签名：

20年月日