企业技术开发项目计划书及企业技术开发项目设计书

企业技术开发项目计划书项目名称自修复防老化室外PPR管材企业名称（盖章）宁波安信德亿塑业科技有限公司企业法定代表人（签名）项目负责人电话项目起止时间20**年1月至20XX年12月填报日期20**年01月03日宁波市科技局2006年制一、立项依据1.国内外现状、水平和发展趋势智能材料是一种能够模仿生命系统、感知环境变化，并实时改变自身的一种或多种性能参数，做出所希望的、能与变化后的环境相适应的复合材料。而在智能材料的实际应用中，其中一个重要功能就是自修复。自修复材料在无外界作用条件下，材料本身就能对内部缺陷进行自我恢复。国内外目前在这一领域的成果主要有三种：第一种，混凝土自修复材料。有研究者以水泥为基体，加钢丝短纤维组成复合材料，同时嵌入玻璃空心纤维，其内注入缩醛高分子溶液，分层浇注，固化后浇水养护制得成品。使用过程中，当基体出现裂纹时，就会有部分纤维管破裂，修复剂流出，经一段时间后，裂口处可形成重新粘合。第二种，环氧树脂玻璃自修复材料。环戊二烯二聚体（DCPD）包裹在脲醛树脂制成的微胶囊里，与Grubbs催化剂一起分散在二亚乙基三胺固化的环氧树脂低聚物中。单材料产生裂纹时，微胶囊破裂，环戊二烯二聚体由于裂缝产生的毛细管虹吸作用迅速渗入裂纹，接触到Grubbs催化剂而发生活性开环聚合反应，迅速产生高度交联的聚合物网络，可达到修复的目的。第三个例子是在最近，美国和日本的研究人员合作，共同开发出一种聚合物，经紫外线照射，不仅能多次自我修复，还可让完全分离的碎片重新长在一起。这条也是本项目计划书的重点。另外最近，美国研究人员又研制出一种新材料，不仅能感知组织材料中的损伤，比如纤维增强符合材料中的断裂，而且能修复它。他们的研究旨在开发“自适应结构”，模拟生物系统的能力，用“形状-记忆”高分子材料，并结合嵌入式光导纤维网络，研制出了一种新奇的自修复材料。该材料具备损伤探测传感和热刺激传递系统的功能。通过模拟人类骨骼的高等感知能力和增强修复功能，一束红外激光经光导纤维系统传播使材料局部变热，即可激发增强与修复机制。该材料系统可将样本的强韧度提高11倍。增强样本一旦发生断裂，能通过形状记忆自动愈合，强韧度能恢复到原来的96%，这是前所未有的程度。可见，随着研究的不断深入，具有自感知自修复功能的职能材料会越来越多。2、项目开发的目的、意义PP-R管材是采用无规共聚聚丙烯（PP-R）专用料，经挤出成型工艺生产的管材。PP-R管除具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外，还具有以下特点：良好的卫生性能、保温性能、较好的耐热性能、使用寿命长、安装方便，连接可靠、物料可回收利用等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑、市政、工业和农业领域。PP-R管材不足之处其中一个就是抗压能力稍弱，以及容易老化的问题。本项目的研究目的就是在一定程度上解决或缓解PP-R管材抗压能力的问题。3.本项目达到的技术水平和市场前景本项目自修复防老化室外PPR管材的开发以给PPR管材引入自修复能力和耐老化能力为目标，将有效缓解实际使用过程中的各种机械损伤、紫外线损伤等情况。本产品的适用领域主要有：1）使用环境恶劣、不适合频繁施工维修的地带，如海底、沙漠、隧道等环境下的输水系统。该产品能大大节省人力物理，减少维护保养的频率。2）裸装在室外的给水系统。有些地区不便施工或因各种因素，铺设管道时只能裸露在外，很容易受外界因素导致的各种物理伤害。本产品在受到不太严重的损伤时，能自我修复，能大大降低各种事故的发生几率。本项目的开发可进一步丰富本公司的产品种类，战略上扩大公司的品牌影响力，满足各种类型客户的需求。二、开发内容和目标1.项目的主要内容、目标及关键技术项目主要内容包括：a.修复机理的设计b.修复剂的选用c.修复剂的制备（微胶囊的制备）d.修复剂的添加工艺设计e.产品小试，设计结果的验证f.产品测试以及生产应用本项目的目标是开发出一款能在较小损伤下自我修复的智能PP-R管道系统，并在修复后能保留70%的物理性能，提升产品附加值及应用领域。1、项目的关键技术：1）修复机理的设计与选择。目前世界上主流的设计思路是微球包覆修复剂，在材料主体应力开裂时导致微胶囊破裂，修复剂利用毛细虹吸作用迅速渗透裂纹带，在引发剂或其他条件下凝结固化，达到修复的目的。但这一思路存在的主要难点是PP-R在挤出过程中的高温及高压会给修复剂以及微胶囊的材料选择上造成很大的障碍。其二，PP-R材料由于其典型的非极性结构造成很多修复剂都不能很好地粘合基材，粘合力不足会导致我们后续的物理性能下降严重。索幸，现状有新的修复材料以及修复机理已经被研发出来，也给本项目引入了更多的思路。2）修复剂的制备。不管是微胶囊法还是共混法，修复剂的制备是本项目的重中之重。本项目采用先易后难的方法，先进行微胶囊法的开发应用，最后再采用共混法。3）生产工艺的调整，确保修复胶囊在体系中是有效完好的。2、技术创新之处项目创新点：（1）将常温固化合成的自修复材料理念应用于热加工材料上，如果成功，将大大拓展自修复智能材料的应用及生产领域。（2）将智能材料的理念应用与管道系统，将大大提高我国管道系统的多样性，同时能影响更多的智能理念应用于管道系统。如流量监测、水质监测、菌群控制、管路标的等3、主要技术经济指标1）公称压力：0.6～1.6MPa2)公称外径：dn25～dn8003)断裂伸长率：≥400%4）环刚度：≥12MPa三、开发试验方法及技术路线（工艺路线）1、修复剂的选择。重点关注环戊二烯、乙丙橡胶、环氧树脂、硫代聚烯烃等与聚乙烯的亲和性，如没有理想修复剂，尝试用接枝改性等表面处理手段。2、修复剂微胶囊的合成。尝试用乳液聚合的方法在修复剂微液滴表面包覆一层PMMA胶囊壳。可以尝试制备不同粒径的微胶囊，方便后期产品工艺试验。3、合成工艺试验。用不同粒径、不同修复剂材料、以及不同添加量的修复剂微胶囊混入PP-R原材料中，通过单螺杆挤出机挤出成型。4、对挤出成型的样品进行切片扫描电镜等试验，确定其在PP-R基材中的分布及完整情况。5、对理想的管材样品进行各项物理性能试验、包括静液压、断裂伸长率、环刚度等试验，确保各项性能满足国家标准要求。6、对样品进行破坏试验，静置24h后检测各项性能，观察修复剂起作用的效果。7、后续尝试研制共混型可多次自我修复的修复剂。四、现有开发条件和工作基础1、承担单位开展本项目的优势（人才、设施条件）公司拥有20多年的PP-R管材生产历史，是PP-R管材管件、PE管材管件的专业生产企业。是宁波市知名商标、中国绿色环保建材产品、全国质量服务信誉3A品牌企业、浙江省化学建材行业协会会员，并与浙江大学等多家知名高校有合作。公司设有工程中心进行新产品研发、试制及测试。工程中心有一批先进的研发、试验、试制设备，包括DSC扫描量热仪、万能试样机、静液压试验机、分光光度计、显微镜、简支梁冲击试样机、熔体流动速率仪等，能满足大部分开发活动的要求。本项目负责人越建军，具有20多年管材研发制造经验，目前任公司总经理，是PP-R管材行业的领军人物、精通PP-R管材成型工艺，其设计的挤出机模头曾获得发明专利，并持有大量实用新型专利。项目成员章炎锋，工程师，具有多年高分子合成经验、精通悬浮聚合、乳液聚合、接枝改性等合成工艺，曾在专业期刊上发表多篇论文。还有其他多名有多年检测经验的专业人员，参与该项目。2、已有的工作基础，如预试及小试成果等经过前期的试验情况，目前已经基本确定了修复剂的外壳材料，采用PMMA塑料，同时确定了3～4种修复剂，等待后期包覆效果评价结果，最终选定合适的修复剂。同时，我们也对现有的基础设备进行了一系列调整，以便后期修复微胶囊的添加。五、计划进度（包括总的研究期限、年度计划进度）项目起止时间：20**年1月至20XX年12月1）20**年1月，技术调研，通过查阅文献了解国际上目前自修复材料的最新研究成果以及国内的相关工作开展情况，找出合理的适合本公司采用的制备方案。2）20**年2月～20**年8月，修复剂的选择以及微胶囊制备工艺的设计及验证。3）20**年9月～20XX年3月，各种修复剂的微胶囊合成4）20XX年3月～20XX年6月，产品的小试，并对小试产品进行测试和检验，选出最佳的方案。5）20XX年7月～20XX年12月，对产品进行调整、改进、验证并最终确认。以及后续的产品推广。六、经费预算项目预计总经费30万元项目经费支出预算表单位：万元经费支出预算科目预算数16年17年年新产品设计费工艺规程制定费设备调试费用于研究开发的原材料、半成品试制费53技术图书资料费1中间实验费5用于研究开发的仪器设备折旧2研究人员工资55委托其他单位进行科研试制的费用与技术开发有关的其他费用22合计2010总计30七、主要（大中型）仪器设备清单名称单价数量总价折旧方法折旧年限DSC扫描量热仪1万能试样机1静液压试验机1分光光度计1显微镜1八、技术研究开发机构名称及情况公司技术研发机构为宁波安信德亿塑业科技有限公司工程技术中心，是镇海区高新技术企业研发中心。中心人员共计16人，其中高级工程师1人，工程师1人，助理工程师10人，大专以上学历16人。工程中心主任由从事10余年化工合成、注塑挤出工艺研究的工程师章炎锋同志担任。工程中心日常运行由中心主任全面负责。工程中心包括研发、测试场地以及厂区的产品试制场地。九、主要研究人员情况姓名单位性别年龄专业职务(职称)本项目中承担工作越宁波安信德亿塑业科技有限公司男助理工程师负责人章宁波安信德亿塑业科技有限公司男34高分子材料科学与工程工程师技术柯宁波安信德亿塑业科技有限公司男助理工程师技术王宁波安信德亿塑业科技有限公司男助理工程师技术企业技术开发项目设计书项目名称钢丝绳牵引单轨吊车企业名称常州御发工矿设备有限公司企业法人（签名）项目负责人电话项目起止时间20**年1月至20XX年6月填报日期20**年12月18日项目设计书编写提纲一、立项依据1．国内外现状、水平和发展趋势；1.1国内发展概况煤矿辅助运输，主要指煤矿生产过程中除煤炭运输以外的各种运输，包括材料、设备、人员和矿石等的运输，它是煤矿运输系统中重要的组成部分。经检索国内相关文献，结果显示：中国专利200720037137.X公开了一种煤矿井下巷道单轨吊，包括轨道、轨道吊车、导向滑轮和无极绳，轨道吊车吊装在轨道上，在轨道的端部连接有导向滑轮座，轨道吊车的二侧有拉杆机构，二侧的拉杆机构均与无极绳连接。中国专利201020245501.3公开了一种新型绞车牵引单轨吊运输系统，单轨吊轨道头端设置有头端机械绞车，头端机械绞车上设置有用于牵引运输车沿单轨吊轨道运动的牵引绳，采用机械绞车作为运输车的动力源，并在煤矿井下的掘进上下山上布置单轨吊轨道。中国专利200920245171.5公开了一种矿井检修设备单轨吊运送装置，采用绞车为动力，省略了人工掘巷铺轨工作，既提高了安全系数及劳动效率，又减轻了劳动强度及成本。中国专利201020591064.0公开了一种新型矿用单轨吊机车系统司控集控道岔装置，主控器设有控制程序，通过导线与气源发生器、岔位显示器控制连接，气源发生器包括空气压缩机、单向阀控制连接。中国专利201020653982.1公开了一种单轨吊刹车装置，包括刹车盘及其支撑装置。刹车盘包括油缸，两个竖连杆，两个摩擦片，以及六个转轴，可以避免导轨变形，制动力更大。中国专利200720183326.8公开了一种综采机组电缆单轨吊，由导轨、拖车、夹紧装置和推进液压缸组成，夹紧装置由夹板、夹紧液压缸、刹车块组成。中国专利94241735.6公开了一种简易单轨吊式运输装置，它包括单轨吊梁上固定的与棚梁连接的剪式挂钩，单轨吊梁的轨道面上连接有吊挂装置，吊挂装置的滚动轮能在轨面上平移，吊挂装置中的挂钩可以吊住物料。中国专利02268533.2公开了一种无极绳梭车牵引运输装置，牵引梭车由车盘、轮轴、储绳滚筒、夹绳器、连接碰头构成，牵引梭车集紧绳、储绳、牵引于一体，便于调节无极绳长度，保证钢丝绳回收复用。中国专利201120396423.1公开了一种单轨吊气动道岔，采用气动方式，通过活塞缸的伸缩拉动道岔活动轨进行横向移动与道岔连接吊轨进行搭接。特别是国内较为先进的无极绳梭车牵引装置导轨只能安装在地面使用，但是由于煤矿巷道起伏复杂，弯道较多，在运输大型支架过程中（每只支架30-50吨左右），易造成掉道现象，导致巷道堵塞，修复巷道劳动力强度加大，不安全因素增加，严重影响采矿进度。1.2国外发展概况目前国外最先进的柴油机单轨吊机车，采用柴油机动车牵引，采用单轨吊运输方式，物料与人可以混合运输，与传统地面双轨运输相比，运输效率高，速度快，且有岔道变轨功能，却存在以下缺陷：1、由于矿井巷道粉尘多，易造成柴油机管道堵塞，导致柴油机故障率大大增加，不仅严重影响该机的正常使用，而且柴油机故障将使液压泵无法工作，提升梁和自锁机构失效，存在重大安全隐患；2、该机采用柴油机作动力源，由于巷道狭窄，容易造成周围环境温度升高，环境废气浓度加大且噪声较大，导致工作环境进一步恶化，大大增强了工人劳动强度；3、为了防止排气时产生的火花，普遍采用水降温和扑灭火花，一旦供水系统出现故障，极易造成瓦斯爆炸；4、由于该机自身重量较重，不便于井下安装及搬运；5、该机因采用柴油机作动力源，易产生火花，必须远离采煤工作区200米以上；6、该机采购价格较为昂贵，每台价格约为4000-8000万元。1.3国内外发展趋势随着煤矿开采技术的飞速发展和市场竞争愈发激烈，“高产高效安全”成了所有煤矿企业的共同追求，作为煤矿开采重要环节之一的辅助运输改革也势在必行，目前国内外煤矿辅助运输系统的呈现下列发展趋势：1、高效运输：即在一次装载后实现从地面直达采区工作面，同时实现重载支架搬运车速度达到2~3m/s，大量节省辅助运输人员和提高运输效率。2、多样性发展：不同的车型具备不同的功能特点，而同一种车型也应该有不同的系列和不同的性能等级，以强化对各种矿井不同的要求，提高其适应性。3、更加注重安全性：提高设备与人员的安全性，完善安全保护、制动技术、温度保护、温度控制和人员保护等保护机制。4、高可靠性、动力性和机动性：煤矿井下环境恶劣，工作区域多变，路面质量、巷道断面及弯道和坡道的情况都受到地质和采掘条件的制约，这些对辅助运输系统的动力性和机动性提出了较高的要求。5、专业化服务：煤矿辅助运输系统的技术含量较高，技术难度较大，因此组织一只专业化的队伍来为矿井的生产和建设提供技术支持和专业化服务显得尤为重要。1.4本项目技术特征本项目产品的研究，填补了国内空白，将是煤矿井用辅助运输设备的一次革命。本项目研究开发一种传统地面双轨运输小车与国外进口单轨吊机车相结合的新颖煤矿用无极绳驱动单轨吊运输系统。它采用煤矿用无极绳驱动单轨吊运输设备，轨道直接用链条悬挂在隧道拱形钢架上，起吊梁动力源采用矿井本身的气压源（就地取材）；采用自主创造发明超速自动保护液压刹车机构，从而起到安全自动防护作用，实现了矿井物料及乘人吊挂混合运输；采用具有自主知识产权的单轨吊起吊梁及梭车机构，使得绳驱动地面双轨运输转变为单轨吊挂运输。其创新点在于：传统地面双轨运输小车与国外进口单轨吊机车相结合的新颖性煤矿专用运输设备。安全快捷，可靠性极强，大幅度为企业降低运输成本的同时，极大的提高了煤矿运输效率；单轨吊绳驱动相较传统运输设备，它具有的优越性能表现在续航能力强，运载负荷大，安全性高，可以减少煤矿运输系统的换装环节，由于其安装特性，单轨吊适应各种复杂矿井的能力也远远强于传统地面运输设备，从而可以轻松实现运输环节的机械自动化，减少井下运输工人的数量；单轨吊绳驱动设备安装有自动刹车保护装置，当发生断绳，或者下坡滑行超速时，液压系统会立即制动停车；单轨吊绳驱动设备特有的气压起吊梁可以在水平巷道和小于30度坡度上使用。动力源采用矿井本身的气压源（就地取材），并且可以在高瓦斯和高粉尘的工作面完成工作，完全符合矿用安全标准要求。故该项目的研究与产业化彻底改变了传统地面双轨运输小车与国外进口单轨吊机车的缺陷，本项目产品及其技术达到和超过国外同类产品先进水平，完全符合煤矿用辅助运输设备的发展趋势。悬吊轨道，该悬吊轨道可以直接安装在隧道的拱形钢架上，充分利用原有资源，必然就节约了成本，而且采用动力系统带动拉索，拉索带动梭车，梭车带动提升装置和超速自动抱锁装置进行货物和人员的运输，更加提高了安全性能，由于动力系统是安装在隧道的尽头，而且采用防爆电机带动绞车，噪音相对较小，防爆效果更好，研究采用一种独有的无极绳单轨吊煤矿辅助运输系统，包括动力系统、涨紧装置、拉索、梭车、悬吊轨道、至少一个的提升装置、多组拉索限位组件和回绳轮，梭车和提升装置悬挂在悬吊轨道上，且与悬吊轨道滑移连接，提升装置与梭车装连，多组拉索限位组件与悬吊轨道固定连接，回绳轮装连在悬吊轨道的尾端，拉索穿过动力系统和涨紧装置，并穿过拉索限位组件和回绳轮，且拉索的头部和尾部均与梭车固定连接，所述梭车包括滑轮架、车架、卷绳盘、两个导绳轮、绳端固定组件，滑轮架上具有滑轮，滑轮架上的滑轮滑移的装连在悬吊轨道上，车架与滑轮架固定连接，卷绳盘与车架的下部装连，两个导绳轮与车架的上部装连，绳端固定组件具有两个，且分别装连在车架下部。该项目产品优越性主要表现在：1）续航能力强、运载载荷大、安全性能高、减少煤矿辅助运输系统中的换装环节、大量减少煤矿中辅助运输系统的工作人员数量，从而达到降低成本的目的；2）可以大幅度提高煤矿辅助运输系统的工作效率，可以将工作面搬家的时间缩短普通辅助运输系统的一半以上；3）可以能够在高瓦斯和煤尘的环境中使用符合欧共体安全生产技术标准；4）安装有超速自动保护剎车机构，当牵引速度及断绳下坡滑行速度超过额定速度时液压系统立即会启动紧急制动系统运输车自动制动停车；5）有安全装置保护措施，使该设备同时能载人运输；6）该项目产品的轨道直接用链条悬挂在隧道拱形钢架上，起吊梁动力源采用矿井本身的气压源（就地取材）；7）其它机动车也可以利用本项目产品的使用轨道；8）该项目产品可以与内燃机同步使用，同时内燃机不能使用的地方，该机却能使用；9）该项目产品的使用轨道是安装在顶部，对顶部和地面要求不高，且用人也少，占用空间小，大大降低了采矿成本；10）该项目产品的电控装置和动力源可安装在井上，也可安装在井下远离采煤区的地方，有效降低了安全事故；11）该项目产品具有极强的性价比，产品价格仅为国外同类产品的十分之一。本项目的研究与开发，可替代进口。国内绝大多数企业主要生产传统的地面双轨运输方式，如石家庄煤矿机械有限公司，无极绳驱动单轨吊运输设备产品目前未见有生产，见查新报告附件。2．项目开发的目的、意义；因传统的地面双轨运输小车存在与国外进口单轨吊机车只能安装在地面使用，由于煤矿巷道起伏复杂，弯道较多，在运输大型支架过程中（每只支架30-50吨左右），易造成掉道现象，导致巷道堵塞，修复巷道劳动力强度加大，不安全因素增加，严重影响采矿进度；随着煤炭采矿技术和设备的不断发展和完善，在如何提高产量、提升效率、降低安全事故等方面，不少煤矿企业均取得了一系列显著的成果，一大批先进的生产管理技术成功应用于煤矿开采之中。但是，与飞速发展的采煤技术相比，其辅助运输系统受到了忽视，据统计，目前为止，国内将近70%的煤矿仍然采用无极绳、调度绞车等多段分散的传统辅助运输方式，这与综采、综掘等现代化生产系统很不相称，已经成为制约我国煤炭生产发展的薄弱环节，而且严重影响矿井全员效率和煤矿生产安全。国内矿场国际上较为先进的单轨吊机车，由于采用柴油机作动力，噪音大、污染严重，且在高瓦斯及高煤粉环境下，柴油单轨吊机车无法工作，同时价格非常昂贵平均每台设备的价格4000~8000万，由于该设备依赖进口，后期维修服务不方便。本项目的研究与开发，旨在解决传统地面双轨运输小车地面铺轨繁琐，投入建设费用高，维护难度大；可完全替代进口单轨吊机车产品。我公司技术力量雄厚，同时与常州大学的技术合作与开发，不断进行技术改造，扩大工厂生产能力，加工设备和检验仪器匹配。公司是自主设计、制造煤矿辅助运输设备专业厂家，主导产品YFQ系列矿用无极绳牵引绞车系统（简称牵引车）。其中主机JWB110BJ、JWB75BJ、JWB55BJ三个产品无极绳调速机械绞车已通过国家安标中心的确认，配套的张紧装置梭车、尾轮、压绳轮组、弯道护轨装置等规格齐全。项目的实施，将进一步扩大我省在国内同行业中的优势，对煤矿行业及无极绳驱动单轨吊运输设备产品研究与开发，提高产品的高性能，增强市场的竞争力起着十分重要的促进作用。该项目的实施对促进煤矿业的发展，增强矿井运输能力，提升整体竞争能力有着十分重要的推动作用。3．本项目达到的技术水平及市场前景。本项目研究无极绳驱动单轨吊运输设备产品，采用新型梭车机构、超速自动保护液压刹车机构、气动起吊提升梁、新颍压托转轮架组件、压托转轮架组件安装固定装置、拐弯道固定连接装置等自主研发的专利技术。其有经济实用、安全可靠性强、低成本、方便快捷、能物料与载人混合运输等特性。有效克服传统地面双轨运输小车带来地面铺轨繁琐，投入建设费用高，维护难度大，且不能载人运输等缺陷；克服了国外的单轨吊机车价格非常昂贵，投入成本太大，且性能不稳定，维护保养费用多，加上噪音污染，及防爆欠佳等缺陷。无极绳驱动单轨吊运输设备产品及其技术达到同行同类先进水平，项目产品主要是煤矿用无极绳驱动单轨吊运输设备，轨道直接用链条悬挂在隧道拱形钢架上，起吊梁动力源采用矿井本身的气压源（就地取材）。采用自主创造发明超速自动保护液压刹车机构，从而起到安全自动防护作用，实现了矿井物料及乘人吊挂混合运输。采用具有自主知识产权的单轨吊起吊梁及梭车机构，使得绳驱动地面双轨运输转变为单轨吊挂运输的科技查新咨询中心查新结论是最新技术，填补国内空白。见附件查新报告。该研究项目到目前为，核心技术已申请国家专利9项，其中发明专利2项，实用新型专利7项，已获授权实用新型专利6项，详见附件。单轨吊绳驱动运输设备的优越性表现在续航能力强、运载载荷大、安全性能高、减少煤矿辅助运输系统中的换装环节、大量减少煤矿中辅助运输系统的工作人员数量，从而达到降低成本的目的。同时可以大幅度提高煤矿辅助运输系统的工作效率，可以将工作面搬家的时间缩短普通辅助运输系统的一半以上；单轨吊绳驱动运输设备正逐步成为广大煤矿的首选辅助运输设备。可以能够在高瓦斯和煤尘的环境中使用符合欧共体安全生产技术标准。传统地面双轨运输小车地面铺轨繁琐，投入建设费用高，维护难度大；引进国外进口的单轨吊机车价格非常昂贵，投入成本太大，且性能不稳定，维护保养费用多，加上噪音污染，及防爆欠佳。引进国外单轨吊机车价格非常昂贵平均每台设备的价格4000~8000万，而单轨吊绳驱动运输设备售价400~600万，性价比占有一定优势，每年节约直接成本按5000台计1800000~3700000万元；加上进口设备售后服务难以保证，我们在国内售后服务占有更大优势。目前我国大约有200多个矿务局，每个矿务局下有10-20个矿场，每个矿场需求单轨吊运输系统3-4台套，按此计算每年需求量9000台套左右。单轨吊绳驱动运输设备产品市场发展潜力巨大。产业化前景较好。二、开发内容和目标1．项目主要内容、目标及关键技术；（1）钢丝绳牵引单轨吊车运输系统的研究在煤矿井下各生产环节中，采掘工作面巷道的辅助运输最为困难。由于回采工作面运输巷道条件有限，空间狭窄，特别是受煤层赋存条件的限制，造成巷道高低起伏不平，倾角多在3°～20°范围内，机动车单轨吊又不能直接到采矿区，物料运输一般采用小绞车接力运输，斜巷运输的安全可靠性低。在新开掘的采掘工作面巷道及采掘工作面，由于没有敷设轨道，其工作面生产过程中所需的各种支护材料、常用机电设备的搬运主要靠人力来完成。通常仅运输支护用的材料，每一班都要平均每人要在巷道内进行往返10次以上，投入的人员多，现场工人的体力和时间基本消耗在来回行走的路线上，造成效率低，劳动强度高，安全状况差。针对这种现状，如何提高采掘工作面运输物料的工作效率、减轻工人劳动强度、确保运输安全是亟待解决的问题。为此，提出了在不改变矿井轨道矿车辅助运输系统的条件，研制一种能与普通轨道矿车运输实现连续无转载搭接、并可直接进入采掘工作面巷道的新型单轨辅助运输系统，解决采掘工作面巷道辅助运输的落后现状，改善工人劳动强度和安全状况，提高工作面生产效率。尽管国外已经基本解决煤矿辅助运输机械化的问题，但是运输环节仍然是构成采煤工耗的最主要因素。为了进一步提高工效、降低成本，还需对整个运输系统进行改革，从技术、安全、经济各方面谋求最合理的解决方案。国外主要产煤国对辅助运输存在的主要问题及其发展途径的看法是一致的，即降低辅助运输的劳动强度和提高辅助运输设备的效率。我国的采煤技术和开采机械化程度都有了明显的提高，但是辅助运输设备的配套使用依然处在20世纪60年代的水平：即大巷运输用电机车牵引，采区斜巷用矿用绞车或调度绞车平巷用人力推车或小绞车。形式单一，环节不配套，系统的输送能力低，设备、设施的性能差，严重影响了矿井产量和效率的提高。目前，大部分先进的辅助运输设备在我国还处于研制和试生产阶段。经过广大科研工作者的努力，国内已研制出一些具有先进水平的辅助运输设备，如单轨吊车、卡轨车、无轨车等，但定型产品还很少，技术性能还有待完善。从使用方面看，只有少数矿引进了国外或使用了国产的先进辅助运输设备，与国外先进采煤国家相比，差距还很大。近年来我国自行研制和引进了大量的煤矿辅助运输设备，但总的来看，国产煤矿辅助运输设备品种还不多。许多国产设备产品质量不稳定，不可靠，故障多。某些产品的技术性能也还有待进一步提高。另外，有些关键元部件如防爆低污染柴油机还不过关，油泵、油马达、变速箱、驱动桥等关键元部件也还需要从国外进口。影响了设备的成本、价格和维修使用，从而妨碍了设备的推广。引进产品由于价格高昂，备件短缺，配件供应周期长，维修困难，售后服务跟不上，一般煤矿承受不起，某些进口产品技术性能也不完全适合我国国情。许多煤矿辅助运输设备的技术含量较高，如柴油机胶套轮齿轨卡轨车集内燃机、机械、电气和液压技术为一体，技术难度较大。煤矿运输队伍的工人文化程度较低，一时难以掌握。影响设备的使用、维修和推广。国内现有的煤矿井下运输系统及其装备的技术水平还是比较落后的，是矿井各生产环节中最薄弱的一环。为了改变这种落后状况，就必须提高辅助运输系统的机械化水平，采用新一代、高效率的辅助运输设备。这样，才能满足建设现代化矿井的需要，也才能进一步提高矿井采掘机械化水平。发展综采、综掘，提高单产、单进。为了普及我国矿井采掘机械化，促进国民经济快速稳步发展，对矿井辅助运输设备进行变革，我公司结合传统地面双轨运输小车与国外进口单轨吊机车相结合研发生产钢丝绳牵引单轨吊车新颖型煤矿用无极绳驱动单轨吊运输设备，它采用煤矿用无极绳驱动单轨吊运输设备，轨道用链条直接悬挂在隧道拱形钢架上，起吊梁动力源采用矿井本身的气压源（就地取材）；采用自主创造发明超速自动保护液压刹车机构，从而起到安全自动防护作用，实现了矿井物料及乘人吊挂混合运输；采用具有自主知识产权的单轨吊起吊梁及梭车机构，使得绳驱动地面双轨运输转变为单轨吊挂运输。实现经济实用—安全可靠性强、低成本、方便快捷。新型单轨辅助运输的系统①系统的组成新型单轨辅助运输系统主要由悬吊轨道、无极绳绞车、牵引钢丝绳、托绳轮、压绳轮、尾轮、钢丝绳张紧装置、牵引吊车、运输单元(普通矿车、机电设备或集装材料)等组成：l一无极绳绞车；2一张紧装置；3一单轨牵引绳；4一导绳轮组结构；5一牵引车；6一储存卷绳筒；7一滑轮座组件；8一起吊梁；9一制动小车；10一回绳轮（尾轮）；11一集装箱；12一运人车②系统工作原理新型单轨连续辅助运输技术，是根据采区巷道自然状况和运输载荷，沿运输巷道顶板打若干支护锚杆，采用专用轨道悬吊装置将导轨布置在巷道顶板上，然后将牵引吊车安装在导轨上，牵引吊车通过牵引连接装置与牵引钢丝绳连接，牵引运输单元(普通矿车)通过起吊装置悬挂在牵引吊车上，导轨始端安装无极绳绞车，终端安装端头导向轮和重锤张紧装置，牵引吊车在牵引钢丝绳牵引力作用沿运输巷道往复运行完成运输任务。该新型辅助运输系统在不改变原有轨道运输矿用车辆形状情况下，既可以吊挂在吊轨上单独运输矿车及货载，还可以不用任何机械方式转载，与地面轨道进行搭接实现连续运输。系统设计的牵引吊车具有牵引运行和断绳保护安全制动两种功能，代替了国外绳牵引单轨吊车运输系统中牵引车和安全制动车的基本功能，简化系统牵引运行机构，具有结构紧凑、重量轻、运行可靠的特点。在牵引运输过程中，正常运行时，牵引吊车安全制动装置在牵引钢丝绳张力作用下保持开起状态，运输过程中若出现断绳或脱钩状态，闭锁机构动作安全制动装置对轨道实施抱轨作用，防止牵引吊车和运输载重单元出现跑车事故。在系统运行的起始点和终点位置设有停车保护装置，当牵引吊车运行到指定位置时，触到端头保护装置，就会自动切断牵引绞车电源，系统停车，达到安全运行。钢丝绳牵引单轨吊车运输系统由动力系统、张紧装置、悬吊轨道、起吊梁、多组钢丝绳限位和回绳轮，牵引车和起吊梁悬挂在悬吊轨道上，且与悬吊轨道滑移连接，起吊梁与牵引车装连，多组钢丝绳限位组件与悬吊轨道固定连接，回绳轮装连在悬吊轨道的尾端，钢丝绳穿过动力系统和张紧装置，并穿过钢丝绳限位组件和回绳轮，且钢丝绳的头部和尾部均与牵引车固定连接。在运输过程中由钢丝绳来牵引和控制单轨吊车运行。针对在确保运输能力的条件下，由原地面运输转化为地上运输，并且能人员、物料混合运输，降低投资建设成本费用，提高安全性能，装卸方便，结构简单化，实现钢丝绳牵引单轨吊车地上吊挂运输，研究钢丝绳牵引单轨吊车设计问题，具体研究内容如下：动力部分的选型及牵引力的确定；张紧部分导绳机构的确定导绳轮组在各种工况下（直道、弯道、上下坡），考虑结构和强度及稳定性的压绳条件；牵引部分采用采用两头牵引条件分析；起吊梁在无动力源情况下能提升下降功能；自动安全保护装置结构和技术参数。滑轮座组件在载重下顺利行走及耐用的结构分析。轨道系统能与机动车单轨吊共用及与普通轨道矿车运输实现连续无转载搭接。钢丝绳牵引单轨吊车防爆性能，使其直达采矿区分析。降低投入建设成本及装卸方便结构分析。电器控制系统的设计（2）钢丝绳牵引单轨吊车驱动部分的研究具有高安全防爆性能及建设方便快捷不受巷道地形影响。解决新开掘的采掘工作面巷道及采掘工作面，由于普通地面轨道运输没有敷设轨道，及机动车防爆性能问题未能直接到达采矿区问题。采用无极绳绞车作为动力使钢丝绳单轨吊车能直接到达采矿区。具体研究内容如下：无极绳绞车选型配置分析；无极绳绞车安装装配问题，使钢丝绳地面转化为地上行走；采用变频技术或软启动技术。（3）钢丝绳张紧装置的研究原地面钢丝绳张紧装置转变为地上钢丝绳张紧装置，实现钢丝绳牵引车地上吊挂运输目的。具体研究内容如下：张紧装置导绳结构分析设计；张紧装置现场安装位置分析；（4）新型导绳轮组结构的研究原地面钢丝绳导绳压绳结构转变为地上钢丝绳导绳压绳结构，实现钢丝绳牵引车地上压紧导向目的。具体研究内容如下：直道部分的导绳压绳结构设计；弯道部分的导绳压绳结构设计；上下坡部分的导绳压绳结构设计（5）新型单轨吊牵引车（梭车）的研究原地面牵引车转变为地上吊挂牵引，实现钢丝绳牵引车地上吊挂牵引目的。具体研究内容如下：牵引车结构设计；采用两头牵引技术；牵引车钢丝绳缠绕走向及夹紧固定结构分析；钢丝绳通过梭板导牵引车的连接方式分析。（6）新型滑轮座组件结构的研究原地面行走轮转变为地上吊挂滑轮行走，实现钢丝绳牵引车地上吊挂行走目的。具体研究内容如下：滑轮座组件结构设计；滑轮座组件吊挂分析；滑轮座组件导向行走分析；滑轮座安装固定设计。（7）新型起吊梁结构的研究普通地面轨道矿车运输车无需起吊梁，而机动车起吊梁本身有液压源作为动力源，但钢丝绳牵引单轨吊车在无动力源情况下能提升下降功能，所以设计就地取材的新型起吊梁，实现物料提升下降功能。具体研究内容如下：起吊梁结构设计；利用巷道现有气压源作为动力源分析；（8）自动保护剎车制动机构的研究普通地面轨道矿车运输车无自动保护剎车制动机构，未能实现人员、物料混合运输。钢丝绳牵引单轨吊配重自动保护剎车制动机构解决现人员、物料混合运输。具体研究内容如下：自动保护剎车制动机构设计；液压控制系统技术；超速自动保护功能分析；断绳自动保护功能分析；人为控制功能分析。（9）回绳轮（尾轮）安装固定的研究回绳轮原地面安装固定变为地上吊挂安装固定，实现钢丝绳牵引车地上钢丝绳来回行走目的。具体研究内容如下：回绳轮安装结构设计；随着煤矿开采掘进，回绳也便于推进分析；滑轮座组件导向行走分析；（10）电气控制系统的研究采用无极绳绞车视频通信信号系统，作为系统牵引运行控制信号系统；选用变频电机或软启动作为系统运行安全保护装置，具有技术成熟、性能可靠，应用效果好的特点，很好地解决了系统的通信与运行保护，降低了研发和运行使用成本。具体研究内容如下：视频监控技术；声光通信技术；2．技术创新之处；(1)在借鉴国内外单轨吊辅助系统车辆组成技术的基础上，将牵引车、制动车和承载吊车的牵引运行、承载吊挂和安全制动功能合为一体，设计完成了新型的牵引吊车。(2)牵引吊车的安全制动装置采用断绳脱钩楔型闸轨制动方式，具有结构简单、制动可靠、制动恢复调节方便的特点，完全能满足系统安全的要求。(3)采用普通矿车作为承载运输单元，具有很好的通用性和实用性；通过转载点过渡导轨的设置，可实现与普通矿车轨道运输系统之间的无转载连续高效运输。(4)采用SQ型无极绳绞车作为动力源，技术可行、方法简单、牵引性能满足要求，操作使用方便、具有很好的通用性和实用性。(5)采用无极绳绞车视频通信信号系统，作为系统牵引运行控制信号系统；选用变频电机或软启动作为系统运行安全保护装置，具有技术成熟、性能可靠，应用效果好的特点，很好地解决了系统的通信与运行保护，降低了研发和运行使用成本。(6)轨道吊挂在顶板或支架上，载重运行不受巷道底板变形、积水或物料堆积影响；并且机动车也能与之共用轨道。(7)装卸、起吊、运输全部操纵由气压起吊梁实现，劳动强度低，装卸速度快，工作制动、停车制动、紧急制动三套制动设备齐全，运行安全可靠。(8)结构简单．工作可靠，价格便宜，维修方便，牵引力大，并可用多绳牵引，爬坡角度大。，运行阻力小、速度快、效率高、用人少、轨道钢材量比普通轨明显减少。3．主要技术指标或经济指标。指：预计达到的主要技术参数和新增销售收入及新增利税。3.1主要技术指标无极绳绞车功率：运行速度：0～3．5m／s(速度根据绞车卷筒直径增加可调)。巷道长度范围：300～3000m(根据绞车功率和巷道自然状况定)。巷道倾角：<20°。牵引矿车数量：l辆及以上(根据绞车功率和载重量定)。牵引单车承载量：l800kg。巷道水平曲率半径：≥4m。巷道垂直弯曲半径：≥10m。单根锚杆锚固力：8t。牵引矿车距巷道底板表面高度：100—200mm。导轨和连接装置等的主要受力部件，其安全系数符合规定要求；钢丝绳牵引单轨吊车输系统能与原矿车轨道可靠搭接，实现连续无转载运输。3.2主要经济指标目前我国大约有200多个矿务局，每个矿务局下有10-20个矿场，每个矿场需求单轨吊运输系统3-4台套，按此计算每年需求量9000台套左右。单轨吊绳驱动运输设备产品市场发展潜力巨大。产业化前景较好。公司未来三年将着重开发矿用钢丝绳牵引单轨吊车辅助运输系统，一是计划投入1200万元用于购置矿用钢丝绳牵引单轨吊车辅助运输系统专用检测试验设备拉力器、测速仪器、声级计、模仿隧道轨道线试运行测试等；二是在原有基础上计划新征土地20亩，新建厂房8000平方米，力争在十二五期末，铲销突破两亿元大关。三、开发试验方法及技术路线（工艺路线）1、研究试验方法（1）机械结构优化设计的研究双钢丝绳牵引单轨吊车的工作可靠性是影响产品的使用和整机的首要问题，是衡量产品设计制造水平高低的重量指标，本课题以产品的可靠性设计、故障案例分析、使用维护条件、关键零部件选择和制造检测技术诸方面进行综合分析研究，并进行其结构和主要部件的工作可靠性试验，电气传感元件在振动、载荷运行条件下的性能和安全性试验等，结合工程和整机要求，形成确保产品可靠性的设计制造方法，故障检测和参数控制与排除手段。（2）安全自动保护制动系统研究当列车组运行时，发生意外断绳或者滑行速度超过3米/秒制动小车自动抱闸，保证人员和货物能在连杆出现断开的情况时，及时制动，避免事故的发生，解决绳牵引无法运人的问题。具体研究内容如下液压弹簧制动系统结构设计；离心器转速超过设定时自动打开；制动保护液压控制系统；制动力达到超过牵引力两。（3）起吊梁结构研究满足矿用提升重量及升级速度的要求。（4）机电一体化研制研制钢丝绳牵引单轨吊车整个功能一体化，功率达到技术要求的无极绳绞车，运载重量与电机、制动液压系统匹配，使运载、安全保护、通讯、等功能一体化设备。（5）通讯监控系统研制采用无极绳绞车视频通信信号系统，作为系统牵引运行控制信号系统；选用变频电机或软启动作为系统运行安全保护装置（6）关键工装设备和检验测试设备的研制据产品设计要求和生产制造条件，开发研制钢丝绳牵引单轨吊车生产的关键工艺装备和检验测试设备，努力实现适用、方便、高安全性和重载荷长运距。（7）产品系列化、模块化的开发研究系统考虑各矿场规模及现场情况的要求，实行集成化、模块化设计，合理选择整体及各部分配置形式，力求形式多样，风格统一，系列有序，降低成本，产品设计制造的现代化。2、技术路线（工艺路线）制造工艺制定，编制工艺文件；编制关键零部件工序操作指导卡；装配工艺的研究和验收标准制定。对技术工人的培训由于钢丝绳牵引单轨吊车是机电液一体化的产品，在制造安装过程中涉及到的人员必须要有一定的技术能力才能胜任，在流水线作业未完成时，可由技术人员、生产车间的骨干对全体参与者进行培训，增强参与者的动手能力和提高产品质量的意识。组建焊接夹具生产线按照图纸工艺的要求，对钢丝绳牵引单轨吊车结构件焊接的各种构件制作相应的冷作定位夹具和焊接夹具，提高冷作定位的精度和焊接时的效率，减少变形。对制动小车离心器制作数控加工夹具制动小车离心器是钢丝绳牵引单轨吊车确保安全性的关键部件，由于它是通转速达到离心力进行工作的，在批量生产的情况下要求离心器的通配性高，通过制作数控加工夹具，可以提高任意两个离心器之间的通配性。组建装配流水线随着产量的不断增大，将采用流水线作业的方式进行生产，研究流水装配的工艺流程，将现有的装配过程进行分解并研究部件装配的台架及试车设备，实现流水装配作业。组建电气控制系统组装线随着钢丝绳牵引单轨吊车的智能化程度的不断提高，将钢丝绳牵引单轨吊车机械及电气控制系统在组装线上进行装配和测试后，再安装到矿井上，可以提高工作效率，稳定产品的质量。组建液压系统组装测试线组建液压系统部件组装线，实现系统装配和测试的流水作业，提高生产效率。四、现有开发条件和工作基础我公司技术力量雄厚，同时与常州大学的技术合作与开发，不断进行技术改造，扩大工厂生产能力，加工设备和检验仪器匹配。公司是自主设计、制造煤矿辅助运输设备专业厂家，主导产品YFQ系列矿用无极绳牵引绞车系统（简称牵引车）。其中主机JWB110BJ、JWB75BJ、JWB55BJ三个产品无极绳调速机械绞车已通过国家安标中心的确认，配套的张紧装置梭车、尾轮、压绳轮组、弯道护轨装置等规格齐全。项目的实施，将进一步扩大我省在国内同行业中的优势，对煤矿行业及无极绳驱动单轨吊运输设备产品研究与开发，提高产品的高性能，增强市场的竞争力起着十分重要的促进作用。公司现有占地面积3万平方米，其中生产车间2万多平方米。现有主要生产设备登记表序号名称规格型号数量(台)制造商出厂日期设备操作者出厂编号1数控火焰切割机BODA-4000-I-Q1江苏博大数控成套设备有限公司2006.7孙艳州24382卧式车床CA61501沈阳第一机床厂2005.7赵文平L145833卧式车床C61401沈阳第一机床厂2005.8赵文平2384摇臂钻床Z3050×16/11中捷摇臂钻床厂2004.9秦红霞0409553855摇臂钻床ZQ3040x101临清益华机床有限公司2004.4秦红霞40016立式钻床Z51351常州机床厂1998.5王耀荣1767卧式铣镗床TPX6111B/31中捷机床有限公司2006.11陈建强061888牛头刨床B6651常州市第二机床厂2006.9王国平088459卧式带锯床J40251常州市第二机床厂2005.12朱卫良0805120B10折弯机FO-20×22001常州市第二机床厂2004.8吴浩如35221511板料折弯机WB67Y-40/22001南京江宁锻压机床总厂1996.6吴浩如60621412液压板料折弯机WY67-801上海新力机器厂1984.1卢章兴84-00613剪板机Q11-13x25001南京江宁锻压机床总厂2002.10吴娟4125200114剪板机Q11-8x25001江苏海安新东机床厂2002.10鞠建朋0218815液压剪板机QC12Y-13X25001安徽航天股份有限公司2007.11卢章兴05004916卷板机W11-8x20001南通东海机床制造有限公司2003.5鞠建国0557855217钻铣镗磨床ZXTM-401滕州市精密机床厂2005.1吴银芬500718气体保护焊机KR-500S8上海通用电机股份有限公司2004.4周留娣215500419气体保护焊机KR-60015上海通用电机股份有限公司2004.4张成军215500720开式固定台压力机JE21-1601淮阴市山鹰集团2003.10鞠建朋123-3221开式固定台压力机JE21-1001徐州锻压总厂2003.10鞠建朋123-0222大型卧式车床CW611251天水星火机床厂2007.11赵文平07-21223气体保护焊机SS-6301江苏良久电气设备有限公司06-04金冬云60041001S24气体保护焊机NBC-500S1江苏良久电气设备有限公司06-04金冬云D040525气体保护焊机KR-5001江苏良久电气设备有限公司06-04金冬亚504074426气体保护焊机KR-500X1江苏良久电气设备有限公司06-04金冬亚506124327气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10孙燕君506011028气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10孙燕君506011129气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10刘亚春506011230气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10刘亚春506011331气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10许建刚506011432气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10许建刚506011533气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10薛国停506011634气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10薛国停506011735气体保护焊机KR-6001江苏良久电气设备有限公司05-10张成芝506011836气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07张成芝505011637气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07周留娣505011738气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07周留娣505011839气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07谢才宜505011940气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07谢才宜505012041气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07吴娟505012142气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07吴娟505012243气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07赵勇505012344气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07赵勇505012445气体保护焊机KR-500S1江苏良久电气设备有限公司05-07王佳505012546桥式起重机LDA(3T)1杭州安尼限公司04-05陈建强7996055047桥式起重机LD10-16.5A5D(10T)1杭州安尼机械制造有限公司04-05陈建强0431948桥式起重机LD5-16.5A5D(5T)1杭州安尼机械制造有限公司04-05孙燕洲0431849桥式起重机LD5-16.5A5D(5T)1杭州安尼机械制造有限公司04-05王耀荣04323