矿车清车机开题报告

PAGEPAGE8西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目1.5吨液压矿车清车机设计院、系(部)机械工程学院专业及班级机械设计制造及其自动化1102班姓名白喜明何万库副教授日期2015年3月25日西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目1.5吨液压矿车清车机设计选题类型B一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：（一）课题背景矿车在煤矿井下运输中占有十分重要的地位，煤矸粘结矿车车底，是煤矿生产运输过程中存在的一个普遍问题。经常而及时地清扫矿车车箱是提高矿井轨道运输效率的重要因素。所以，清理车底的问题，在煤矿就显得尤为重要。清扫矿车车箱的主要要求是及时和干净，否则日积月累形成的煤、岩粉粘结层厚而结实，使用现有的任何清扫方法均难以立刻完全见效。清理矿车粘结物，可分为人工和机械清理、高压水射流清理等。用人工清理，劳动强度大，清车速度慢，且不符合《煤矿安全生产规定》；采用机械清理，不仅可以降低劳动强度而且清车效果好，效率高；高压水射流清理由于耗水量大，在推广上受到限制。目前国内矿车清理机械形式繁多，品种不一，而且造价较高。（二）国内外研究现状70年代中后期，煤炭工业部召开了多次矿车清理机械化经验交流会，此后国内许多煤炭、冶金和化工等矿山推出了多种适合自己具体条件的清车机。这些清车机在提高运输效率和减小工人劳动强度方面都起了一定的作用[1]。但是，由于各个矿山的具体条件不同和清车机本身的某些不完善之处使它们的发展受到了一定的限制。尽管如此，在完善和创新两方面仍然取得了不少可喜的成果。矿用清车机按照工作原理可分为振动法、电渗法、高压水射流法、机械法等，其中振动法又包括电磁振动、电动高频振动、电动低频振动、风力振动以及与翻车机笼体联动的无动力振动等；机械法又包括抓斗式、刮板式和圆盘（旋转）式等[2]。现将几种主要的矿用清车机简介如下：1.振动清车机振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究中，通过取长补短和采用有关的新技术，已逐步趋于完善。部分金属矿山在采用电动高频振动清车机时，吸取了电动低频振动清车机的长处，由冲击强度和刚度比较小的矿车底部或两侧改为冲击强度和刚度比较大的矿车斗缘，以延长矿车的使用寿命：用比较简单的偏心轴皮带轮取代比较复杂的振动器，使结构简单}近年来，广东某矿在清车机上采用小功率振动电机获得了成功。取得了明显的经济效益。煤炭部门所最多采用的电动低频振动清车机虽有不少优点，但缺点也较多[3]。湘东铁矿矿务局对北京有色冶金设计研究总院为南京凤凰山铁矿设计的低频振动清车机作了一些改进，由原来比较复杂的单独安装简化为与翻笼固定在一起，由原来需要摘钩、每次只能清理一辆矿车改为不需要摘钩，每次能清理两辆矿车。东北工学院和北京有色冶金设计研究总院所作的电测应力分析表明，翻笼安装这种清车机对其强度影响是不大的，因而不必另外增加静笼的结构强度。为了向安装在翻笼上的清车机电机供电，在煤矿上采用集电环联动机构之后，一些金属矿山又推出了电磁给电装置和电动推杆给电装置。2.电渗清车器电渗法清理矿车是在外电场的作用下，以水为介质在矿车与粘结物之间形成一层水膜，使粘结物与车壁脱离而达到清理矿车的目的[4]。这种方法具有无噪声、无粉尘、不损坏矿车等优点。但是由于耗电较多，故它仅适用于存积物含水量较高的矿车。该方法起初在徐州权台煤矿使用。后来，铜陵铜山铜矿和龙游黄铁矿等金属矿山也陆续采用，并取得了较好的效果。3.高压水射流联合机械截齿清理机该种矿车清理装置的工作机理包括高压水射流清理和机械截齿清理两部分[5]。高压水射流清理：高压水经喷嘴喷出后形成具有一定动能的高压水射流，当作用于矿车粘结物时，将对其进行切割和冲刷作用，使有一定粘结力的非固结性粘结物迅速脱落，同时高压水射流冲人粘结物的缝隙和孔洞后，则产生高压水楔作用，使粘结物的缝隙和孔洞不断扩展断裂，而破碎脱落。机械截齿清理：利用螺旋分布的截齿对坚硬粘结物的切割作用，使粘结物快速与矿车分离。结构组成该种清理装置主要由可三维空间移动的门式组合机架、高压泵站、电控系统和截齿可伸缩清理滚筒等组成，其中清理滚筒是实现清理作业的直接执行部件。截齿可伸缩清理滚筒由圆柱形筒体、切割截齿、高压水射流喷嘴、旋转密封等组成，筒体上螺旋分布着12个切割截齿和6个高压水射流喷嘴，每个切割截齿能沿其旋转直径方向在50mm的范围内伸缩移动，以适应变形矿车的清理。高压水射流喷嘴随截齿螺旋均匀分布，泵站提供的高压水，经高压管路和旋转密封进入圆柱形筒体的中心孔，由各喷嘴喷出而形成高压水射流，实现对粘结物的冲刷、冷却润滑截齿和灭尘的作用。4.机械清车机机械清车机利用电动机带动清扫器在矿车车箱内转动清除车底的粘结物。清扫器有金属刷式、盘式、滚筒式、螺旋割刀式等几种。清车机的横向行走部、纵向行走部、截割部都是由许多机械零件组合起来的，因此，结构笨重、操作复杂、维修量大。此外，使用这种清车机还需二次翻卸，费工费时，效率不高。有关煤矿虽作了一些改进，但效果不明显。吉林通化铜矿曾研制成一台由刷洗头、制动轴、减速器和电动机等组成的车箱清扫器。其纵向行走部分是一个装有四个小轮的小车，能沿轨道前进或后退。清扫器底座与小车铰接，能绕铰点上下和左右摆动。最近，这类清车机有了新的进展。由洛阳工学院等单位研制的Qw3型机械铣切卧式三吨矿车清车机通过了技术鉴定。据称，适应性强；能利用部分现有配件和标准件，便于加工；与同类产品相比成本低、省人、省力、省电、经济效益好。5.液压清车机液压传动与机械、电气、气压传动相比，其主要优点是容易实现无级变速，调速范围大，单位重量的输出功率大，结构紧凑，惯性小，能传递大扭矩和较大的推力，控制和调节简单、方便、省力，可实现自动控制和过载保护[6]。因此，近年来，各种液压清车机相继问世。1980年4月，邯邢矿山局矿山研究所研制成功YQJ型液压清车机，它用于符山铁矿侧卸式矿车，以铲头的铲扒达到清车的目的。1983年，湖南马田煤矿研制成功液压铲抓式清车机，其效果优于圆盘切割式清车机和机械高频振动清车机不需要二次翻卸。1986年l2月，徐州矿山设备制造厂试制成功的适用于lt矿车的YQ—l型液压清车机通过了市级技术鉴定。1987年5月，徐州矿山机械厂和中国矿业大学共同研制的适用于U型矿车的YLQ型液压螺旋式清车机通过了部级技术鉴定。这几种清车机的共同特点是结构紧凑、操作轻便灵活，拆装维修方便等。最近，福州大学又研制成全液压矿车清理机控制系统，以液压逻辑元件组成的逻辑控制回路取代由电器元件组成的控制线路，实现对清车机的自动控制。整机除了用防爆型电机及磁力启动器驱动油泵工作外，没有其它电器元件，符合井下防爆要求。（三）选题目的和意义毕业设计是本科教学的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一个专业课程内容的综合设计。矿车清车机的设计正是通过具体设计来提高学生的机构分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法有效途径[7]。通过这一教学环节要求达到：（1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来[8]。因此，矿车清车机设计是有关专业基础课和专业课以后的综合性的专业课程设计。（2）矿车清车机设计是机械工程及自动化专业的学生一次比较完整的机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤,为自动化机械设计打下良好的基础[9]。（3）通过设计，使学生能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范；熟悉有关国家标准和部颁标准，以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练[10]。（4）煤矿生产的需要。参考文献[1]朱颜,周琼,张宇震.国内矿车清扫机应用现状分析及发展趋势[J].机械,2014[2]廉凯.矿用清车技术的研究现状及发展趋势[J].矿山机械,2012[3]朱颜,张宇震.矿车清扫机应用现状分析[J].湖南农机,2013[4]王成军,谌浩.一种自动仿形清车机的设计[J].矿山机械,2009[5]陈文,孙召瑞.一种矿车清车装置设计[J].煤矿机械,2007[6]李玉林.液压元件与系统设计.北京：北京航空航天大学出版,1991[7]王洪欣,唐大放,刘秉忠等.机械设计工程学（Ⅰ、Ⅱ）.徐州：中国矿业大学出版社.2001.9[8]王洪欣,李木,刘秉忠.机械设计工程学Ⅰ.中国矿业大学出版社,2004[9]肖兴明,丁保华，陈军.机电控制及自动化.徐州：中国矿业大学出版社.2003.10[10]徐灏,邱宣怀等.机械设计手册（第二、三、四卷）.机械工业出版社.1991.9二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程（一）将要解决的问题1.矿车清车机运动方式的选择矿车清车机，不仅要求能够顺利的实现动作，而且还要求这种有目的的动作能够有耗时短、动作迅速，效率高，能耗小的特点。所以，在设计矿车清车机的时候，我们就要根据现场的实际使用需求来最优化的选择它的动作实现方案。本设计中的矿车清车机，在实际生产中主要要求实现的任务是完成矿车底部粘结物的清理。在考虑后我需要解决以下问题：（1）如何实现粘结物的清理工作；（2）怎样实现前后左右的行走；（3）怎样实现支撑与上下摆动；（4）控制部分怎样实现整机的操作控制；（5）液压传动系统如何实现动力的传递和转换。2.矿车清车机驱动方式的选择设计矿车清车机时，选择哪一类驱动系统，要根据矿车清车机的作业要求、矿车清车机的性能规范、控制功能、维护的复杂程度、运动的功耗、性能与价格比以及现有条件等综合因素加以考虑。在注意各类驱动系统特点的基础上，综合上述各因素，充分论证其合理性、可行性、经济性以及可靠性后进行最终的选择。（二）解决问题的思路与方法1.进行资料收集，收集图书资料和网络资料。首先进行图书资料收集，收集有关驱动方式和矿车清车机的资料。了解驱动方式和矿车清车机的当前状况，通过资料的收集，确定设计的思路及方向。2.了解矿车清车机的相关知识，查阅国内外有关相关资料，了解目前现状及发展趋势，3.调研、查阅资料，请教老师同学。确定总体研究方案，对整体结构、强度校核部件设计等部分进行局部研究，最终完成总体设计。三、毕业设计(论文)工作进度安排指导教师评审意见难度份量综合训练程度是否隶属科研项目是否具有创新性指导教师签字:__