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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
據(jù)統(tǒng)計，2015年我國煤炭產(chǎn)量為37.5億噸。我國是礦產(chǎn)資源大國，隨著科技發(fā)展及能源需求的增加，煤礦業(yè)的發(fā)展日新月異，煤炭所有能源中占80%左右，近幾年我國煤礦投入不斷加大，礦山機械的需求穩(wěn)步提高，且制造業(yè)的發(fā)展也與日俱增，因此礦山設(shè)備的制造和出口也在逐步提高，逐漸超過了世界上的一些發(fā)達國家，成為了加工和出口礦山機械的大國之一，只有技術(shù)先進，安全可靠且質(zhì)量高設(shè)備才會成為客戶的首選。而在2016年，礦山機械行業(yè)的增長有些緩慢，主要的原因是受固定資產(chǎn)投資和需求疲軟的影響，由于全球城市化和挖掘難度加大等外在環(huán)境的作用，全世界對提升機的需求會逐年增加。在未來幾年，預(yù)計礦山機械的發(fā)展將會有跨越式的飛速發(fā)展，在我國第十三個五年計劃中明確指出：中國礦山機械的未來發(fā)展以節(jié)省能源，提高核心技術(shù)等為前進方向，已成為礦山行業(yè)發(fā)展的導(dǎo)航。在黨的十八大報告中，國家鼓勵大型礦山向投資低，效益高，安全可靠，自動化程度高的方向發(fā)展，因此開發(fā)大型礦井提升設(shè)備具有廣闊的市場前景，我們必須要通過自主創(chuàng)新發(fā)展高端裝備制造。
我國設(shè)計制造現(xiàn)代意義上的礦井提升機可以追溯到二十世紀五十年代，經(jīng)歷了五十多年的發(fā)展，形成了多家制造公司、生產(chǎn)廠為礦山提供提升裝備的格局。第一臺單繩纏繞式提升機于 1953 年在撫順重型機器廠被設(shè)計生產(chǎn)制造。1958 年洛陽礦山機器廠（中信重型機械公司）開始獨立設(shè)計多繩摩擦式提升機。1960年我國第一臺多繩摩擦式提升機在遼寧阜新五龍礦東風(fēng)井投入運行。1977 年中信設(shè)計試制了中國第一臺落地式多繩摩擦式提升機，填補了我國礦山生產(chǎn)行業(yè)的一項空白。經(jīng)我國工程科技工作者長年堅持不懈的研究，學(xué)習(xí)和參考國內(nèi)外提升機系統(tǒng)的先進技術(shù)，我國的多繩摩擦式提升機進行了五次的技術(shù)更新改造，設(shè)計水平已經(jīng)有了很大的進步。隨著我國科技和經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)用戶對提升機的需求也發(fā)生了明顯的變化，傳統(tǒng)的提升機設(shè)計已經(jīng)難于適應(yīng)現(xiàn)代市場的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代快并且生產(chǎn)日期也日趨縮短，因此給產(chǎn)品的設(shè)計部門帶來了很大壓力，減小設(shè)計人員工作量，提高設(shè)計效率，保證產(chǎn)品安全可靠是當(dāng)前提升機發(fā)展
的重點。
國產(chǎn)提升機依然是沿用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，參數(shù)的選擇和計算基本依靠經(jīng)驗和估計，對大型提升機設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)進行研很多產(chǎn)品的設(shè)計仍然依靠傳統(tǒng)的設(shè)計方式，即利用現(xiàn)有的圖紙和經(jīng)驗公式，采用類比法進行設(shè)計，已經(jīng)不能滿足大型摩擦式提升機的設(shè)計要求，尤其是作為摩擦式提升機主要承載部件的主軸和摩擦輪的設(shè)計工作。在提升機的設(shè)計中，摩擦輪的強度計算是非常復(fù)雜的，這個問題引起了許多國內(nèi)外專家學(xué)者的重視，為此他們進行了許多理論研究工作。與國外相比，在技術(shù)，安全性能和能源利用等方面存在很大的差距，因此為了加快國家大型礦山機械的發(fā)展需要，對全新提升機設(shè)備進行開發(fā)，提高提升機的安全性、可靠性、生產(chǎn)效率以及整機自動化的運行水平以及降低設(shè)計人員的工作強度成了迫切要求。研發(fā)提升機的自動化選型和主參數(shù)計算能夠極大推動礦山機械行業(yè)的發(fā)展，其應(yīng)用前景光明，具有較高經(jīng)濟和社會效益，有利于企業(yè)引領(lǐng)行業(yè)先進技術(shù)水平，同時也提高了企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。
礦井提升機是礦山生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、速度快、質(zhì)量大、控制復(fù)雜、特性多變等特點，且提升機的工作狀況比較復(fù)雜，對提升機的影響比較大。雖然礦井提升系統(tǒng)存在緊急制動等一些保護措施，方便提升機的順利運行，但采礦通常在一些山區(qū)等環(huán)境較為惡劣的地方，可能會使得提升機的一些零部件功能失效，致使提升系統(tǒng)的事故至今仍不時地發(fā)生。提升機及各配套設(shè)備逐漸的大型化，使得零部件的加工難度也不斷的加大，同時提升機每年的年產(chǎn)量不斷提高也使得對提升機安全性和可靠性的要求變得更加突出.所以提升機設(shè)計的安全性和選型的可靠性隨之變得更加的重要。摩擦式提升機是礦山生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于煤炭、金屬等礦山開采行業(yè)中，承擔(dān)著溝通井上、井下，運送人員、物資的任務(wù)，有礦山的“咽喉設(shè)備”之稱，提升機性能的好壞直接影響到礦山的正常生產(chǎn)和工人的生命安全，因此提升機的安全性與可靠性備受關(guān)注。
近年來，煤炭、金屬等礦山不斷向著大型化、高效化、技術(shù)和投資密集化的方向發(fā)展。作為礦山生產(chǎn)中不可或缺的大型提升設(shè)備，多繩摩擦式提升機以其提升能力大，提升高度高，鋼絲繩的安全系數(shù)較高，電動機消耗的功率低，機器的整體尺寸小、質(zhì)量輕，造價便宜等顯著優(yōu)點，贏得了使用單位的青睞，被眾多的大型礦山選為主要的提升設(shè)備。
隨著提升機的結(jié)構(gòu)逐漸變大，造成結(jié)構(gòu)件在加工制造時的難度也不斷的增大，同時提升能力的不斷提高也使得提升機設(shè)計的安全性和可靠性變得更加突出。國內(nèi)提升機主要采用靜態(tài)的傳統(tǒng)設(shè)計法，其結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定往往偏大，同時設(shè)計時間長，阻礙了產(chǎn)品的更新?lián)Q代和材料的節(jié)省，由于設(shè)計制造的問題，使得某些零部件過早失效，影響提升機的正常運行。因此，傳統(tǒng)提升機的設(shè)計方法必然面臨著挑戰(zhàn)，市場競爭要求設(shè)計者在產(chǎn)品的優(yōu)化更新或新產(chǎn)品開發(fā)研究等過程中，選擇適當(dāng)?shù)默F(xiàn)代設(shè)計分析技術(shù)和方法進行選型和計算，有效的縮短設(shè)計周期，更新?lián)Q代速度，將低各項成本，在理論分析和工程應(yīng)用上都具有十分重要的意義。
長時間以來我國對礦井提升機的設(shè)計制造以及礦石開采等方面的問題極為重視，對礦井提升設(shè)備的安全性能提出了很嚴格的要求。《煤礦機電設(shè)備完好標準》與《煤礦安全規(guī)程》對此都有很明確的規(guī)定，對提升機的運轉(zhuǎn)使用必須定期進行技術(shù)測定，保證其安全、可靠、經(jīng)濟地正常工作運行，了解設(shè)備性能，并能及早發(fā)現(xiàn)其缺陷，做到防患于未然。但是這些規(guī)定和方法并不能夠適應(yīng)現(xiàn)代礦山生產(chǎn)的實際發(fā)展狀況，因此有必要建立一套完整的提升機主參數(shù)計算和自動化選型的方案，以適應(yīng)當(dāng)前礦山生產(chǎn)及客戶的需求。隨著礦山開發(fā)日益向大型化、高產(chǎn)化方向發(fā)展，提升設(shè)備的訂貨也進一步向大型化、成套化方向邁進，多繩摩擦式提升機適用于深井的顯著優(yōu)點而越來越受到礦山用戶的歡迎和青睞。有些用戶甚至將與提升機配套使用的設(shè)備如提升容器（箕斗、罐籠）、鋼絲繩、電機等交由設(shè)計人員成套配置和提供，同時國外用戶在提升設(shè)備招標時往往只提供礦山礦井的基本參數(shù)，并不提供提升機的基本技術(shù)參數(shù)，只有在提升機的基本技術(shù)參數(shù)
確定后才能進行設(shè)計和投標，這就使得企業(yè)在設(shè)計和投標時非常被動，甚至無法完成設(shè)計。因此對與提升機主參數(shù)計算和設(shè)備的快速準確選型進行應(yīng)用研究是非常必要的，既能減輕設(shè)計者繁重的工作量，也能提高了企業(yè)的工作效率，同時也增加了企業(yè)中標的成功率。
以實際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法相結(jié)合為思想，采用不同建模方法建立多個模型，以實例檢驗為手段，篩選出擬合度好、顯著性高的最優(yōu)模型，其計算結(jié)果與提升機設(shè)備的實際參數(shù)和規(guī)格相符，驗證了模型的可靠性和實用性，解決了提升機傳統(tǒng)設(shè)計方法中實際數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)間誤差較大，關(guān)鍵件與提升機不匹配，結(jié)構(gòu)參數(shù)偏大等問題。建立篩選最優(yōu)模型的用戶界面，從繪制出的模型結(jié)果曲線以及結(jié)果與標準載荷間的誤差，可以清晰的判斷出新設(shè)計方法比傳統(tǒng)方法更加準確可靠且操作簡便。
基于最優(yōu)模型界面的建立，最后設(shè)計出提升機全套設(shè)備選型的軟件，在對初
始數(shù)據(jù)進行計算的過程中，能夠自動對不滿足安全要求或國家標準的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)
出提醒警告，用戶可以通過修正系數(shù)來解決所出現(xiàn)的問題，達到安全生產(chǎn)及所設(shè)
定標準的要求，使設(shè)計者避免了重復(fù)計算，減輕了工作強度，同時也提高了工作
效率，該研究為多繩摩擦式提升機的設(shè)計和生產(chǎn)提供指導(dǎo)，有利于提高企業(yè)在行
業(yè)及國際市場的競爭力。
本課題對多繩摩擦提升機主參數(shù)計算及設(shè)備的自動化選型進行研究，以礦山
實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用現(xiàn)代化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合的思想為理念，分析提
升機設(shè)計的不合理之處：實際數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)存在較大誤差，關(guān)鍵件與提升機不
匹配，設(shè)計結(jié)果與實際情況不符合，設(shè)計時需反復(fù)選取參數(shù)進行重復(fù)性計算和結(jié)
果驗證等，造成設(shè)計人員工作量大、效率底等問題，嚴重影響了提升機主參數(shù)計
算的準確性和選型的可靠性，因此為了適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展，為了提高礦山生產(chǎn)的安全要求，新的計算和選型方法的研究已經(jīng)刻不容緩，迫在眉睫。
摩擦式提升機
２． 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
摩擦式提升機工作的原理是通過鋼絲繩撘放在滾筒上，在滾筒轉(zhuǎn)動的同時，利用滾筒與鋼絲繩的摩擦力使得容器運動。[1]
本課題在對傳動系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)當(dāng)遵守的幾個原則：在本課題傳動系統(tǒng)中，對于傳動比的要求并不高，所以在選擇聯(lián)軸器的時候，不需要選擇剛性的聯(lián)軸器。由于電動機的轉(zhuǎn)速快于減速器的輸出端，所以在制動器的選擇為電動機輸出端，在功率不變的情況下，制動轉(zhuǎn)矩明顯小很多。進而更加有利于系統(tǒng)的準確制動。
同時，在提高系統(tǒng)效率的時候，應(yīng)當(dāng)考慮系統(tǒng)各部分的轉(zhuǎn)速給電動機帶來的不利影響。因為電動機的額定轉(zhuǎn)速越低，系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩將會越穩(wěn)定，工作也會越平穩(wěn)。從而可以大大的減少系統(tǒng)的沖擊力，這個情況在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)考慮進去。
摩擦式提升機的主要的工作部分是主軸，滾筒。這兩部分在工作中所需的轉(zhuǎn)速比較低，在選擇低轉(zhuǎn)速電動機之后，由減速器降低速度，再由外嚙合齒輪傳動降速。這樣就可以達到工作轉(zhuǎn)速。同時，為了保障提升機工作的正常進行，防止意外事故的出現(xiàn)，需要在滾筒的末端安裝工作閘進行速度上的調(diào)整，這樣可以控制滾筒的升降的速度。與此同時，在電動機與減速器的連接處需要安裝安全閘，以便其在通電時放開閘輪，在出現(xiàn)意外事故的時候斷電抱緊閘輪，這樣便可起到安全保護的作用。
總體傳動原理如下圖2-1所示：
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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
楊棟同學(xué)學(xué)習(xí)較為認真，態(tài)度端正，在開題報告寫作過程中，能夠與導(dǎo)師溝通討論，對畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中的要求能夠較為深刻的理解。
文獻綜述部分闡明了課題的最新研究動態(tài)，工作時間安排較為合理，需要進一步的深化其研究內(nèi)容的理解，并且需要對研究方案的細化。
指導(dǎo)教師：
2016 年 3 月 20 日
所在系審查意見：
同意開題
系主任：
2016 年 3 月 22 日