1755_滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)1,滑道,提升,晉升,及其,控制電路,設(shè)計(jì) 彎曲的金屬疲勞試驗(yàn)的鋼絲繩 飛機(jī)救援起重機(jī)學(xué)生姓名：程揚(yáng)勝 班級(jí)：078105205指導(dǎo)老師：張緒坤馬可吉格奧，安德烈力學(xué)系，米蘭理工大學(xué)，維亞拉馬薩 34，20158 米蘭，意大利收到 2002 年 7 月 29 日，接受 2002 年 8 月 24 日摘要：在正常操作期間，直升機(jī)救援絞車?yán)K索，它的兩端是附加一個(gè)鉤子，可以受到彎曲應(yīng)力振動(dòng)造成的。這發(fā)生在局部或全部鉤恢復(fù)到它的住宿事件無彈簧閉塞系統(tǒng)。在窮途末路的擺動(dòng)因而導(dǎo)致近彎曲的繩子由此產(chǎn)生的疲勞與壓力，可迅速導(dǎo)致繩索斷裂或損壞的終端。一系列的交替采用恒定負(fù)荷彎曲，類似的西班牙銀行已知的（通過滑輪彎曲疲勞試驗(yàn)）測(cè)試，分別進(jìn)行。這些模擬救援絞車有效的工作條件。本文介紹的修改測(cè)試機(jī)械，測(cè)試方法和所獲得的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使我們能夠一繩壽命預(yù)測(cè)這是當(dāng)時(shí)證實(shí)了運(yùn)行在測(cè)試?yán)K出局。2002 年 Elsevier 科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞：鋼絲繩，滑輪：疲勞;升降機(jī);飛機(jī)1 介紹鋼絲繩一般繩索一樣，也鏈條，牽引負(fù)荷通常用于傳輸。盡管它的廣泛使用，鋼絲繩仍然是一個(gè)極其復(fù)雜的設(shè)備和鮮為人知的作品。它的建設(shè)，相當(dāng)多樣的內(nèi)部接觸力，磨損由于這些勢(shì)力，鼓接觸，滑輪或滑輪，都作出全面的分析方法的可靠性極困難。即使在今天，實(shí)驗(yàn)測(cè)試中扮演的繩子受到分析的重要角色，尤其負(fù)載，特別是關(guān)于那里的疲勞分析股擺脫不同的測(cè)試類型結(jié)果和負(fù)載。本文的目的是考察行為的繩索上用直升機(jī)救援。我們分析了其中的掛鉤連接到了窮途末路的情況下已被完全或部分恢復(fù)到其住宿，并自由地?cái)[動(dòng)。不正確或不足的預(yù)壓鉤住宿春閉塞系統(tǒng)在彎曲部分的窮途末路，然后可能擊中了絞車指導(dǎo)車輪的結(jié)果（見圖。1） 。繩索斷裂和破壞，但無任何申請(qǐng)牽引負(fù)荷，因此沒有其他解釋的，都被歸因于這一特定作業(yè)條件。這鋼絲繩像所有的航空部件，必須優(yōu)化重量，有一個(gè)安全繩 5 倍的靜態(tài)破壞載荷（小于繩索民用和工業(yè)用） ，但之后必須更換 1500 完整的低負(fù)荷下提高經(jīng)營周期。它是，因此，合理地推測(cè)，磨損和搖擺振動(dòng)造成的損害，即使是在不使用吊重機(jī)，可導(dǎo)致進(jìn)步和顯著削弱了抗節(jié)。假設(shè)一個(gè)恒定預(yù)緊力（相當(dāng)于體重乘以鉤由適當(dāng)?shù)囊蛩兀枰紤]慣性力） ，我們研究了彎曲疲勞行為鋼絲繩在周期性重復(fù)的指導(dǎo)車輪擺動(dòng)，交替固定在一個(gè)角度，為了確定是否存在一個(gè)角變化不低于該損害發(fā)生的繩索。該儀器儀表的設(shè)計(jì)和建造了專門的測(cè)試：它再現(xiàn)擺動(dòng)的窮途末路，隨之而來的交替彎曲在滑輪的繩子疲勞應(yīng)力。2 背景我們發(fā)現(xiàn)以前沒有發(fā)表的研究與應(yīng)用方面進(jìn)行彎曲的方法進(jìn)行試驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)。在發(fā)表研究彎曲，繩子已經(jīng)結(jié)束了，走上了一個(gè)給定滑輪因此，承擔(dān)了直徑和長度的定義彎曲半徑。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試執(zhí)行，彎曲半徑的滑輪繩索從點(diǎn)的不同點(diǎn)。此外，交變彎曲窮途末路誘導(dǎo)可變標(biāo)志彎曲的每一個(gè)在每個(gè)周期繩（部分負(fù)載） ，圖 1。終端彎曲。執(zhí)行一個(gè)有 1.781 英寸（45.23 毫米）有 2250 磅（100.08 N）的預(yù)緊力，喉部直徑滑輪 150,000 周期，必須隨后有剩余的力學(xué)特性，使能超過 2000 磅（8896.44 N）的拉伸強(qiáng)度。一個(gè)類似的測(cè)試（在測(cè)試系統(tǒng)而言） ，在決策上獲得了繩線更詳細(xì)的信息變形的目的，是由里奇等人出來。 [2,3]。在這篇文章中，采取測(cè)量使用一個(gè)復(fù)雜的一段繩子的厚度大于 1 毫米的導(dǎo)線（放置應(yīng)變計(jì)）在超過一個(gè)測(cè)試滑輪清盤。該滑輪直徑為 18 倍，繩子和預(yù)緊力是 20 日的繩子抗拉強(qiáng)度％。如何可以看出，最初，當(dāng)繩子只有軸向負(fù)載，導(dǎo)線測(cè)量，應(yīng)作出類似的實(shí)際顯示（可能是由于在繩建設(shè)不完善）不同的品種，以及這些差異往往消失在彎曲疲勞試驗(yàn)迅速。的振幅和周期的應(yīng)變記錄形狀不發(fā)生明顯變化，在疲勞試驗(yàn)。撰文表明實(shí)驗(yàn)如何退化和受損的質(zhì)量由于錯(cuò)誤使用，磨損和制造過程中，考慮到配置和里奇等人使用的負(fù)荷。 ，只有一對(duì)彎曲疲勞壽命，這主要取決于繩子的名義建設(shè)的影響有限并在繩/滑輪直徑之比。 Nabijou 和霍布斯[4]分析，在各種情況下，在一根繩子上的小傷口疲勞行為受到一鼓預(yù)裝其拉伸強(qiáng)度成正比（40-60％） 。他們的研究看起來進(jìn)入包括槽幾何參數(shù)的影響，其中繩休息，工作的滑輪喉嚨和治療進(jìn)行了電線的繩子，以及對(duì)繩直徑和潤滑或任何污染，例如水或砂劑效果類型。有趣的是，要注意如何捆由兩個(gè)相同的兩個(gè)不同廠家的不同生產(chǎn)鋼絲繩疲勞耐力。這證實(shí)了疲勞壽命也因此依賴于表面與該繩子接觸到的微觀特征。從 Nabijou 和霍布斯的工作，可以看出，低負(fù)荷和高曲率比滑輪繩直徑，破損的主要形式是，由于磨損與滑輪接觸造成的。在高負(fù)荷情況下，小直徑滑輪另一方面，第一類的磨損出現(xiàn)是由于滑導(dǎo)線之間。內(nèi)部導(dǎo)線之間的滑動(dòng)在這樣的配置，也被觀察到 180-186 Nabijou 和霍布斯[5]。對(duì)上述條款的兩個(gè)群體是沒有矛盾，但有助于提供一個(gè)對(duì) BOS 的復(fù)雜現(xiàn)象更深入的了解。疲勞壽命和為 BOS 測(cè)試結(jié)果失敗取決于繩子，明確，對(duì)微動(dòng)（線線，線滑輪） ?？磥砥趬勖?，受其影響的額定負(fù)載條件和直徑的比例為主，只有特別不利的初始條件或初始收益率略有進(jìn)步。這些條件強(qiáng)調(diào)了從軸向疲勞載荷和磨損缺口的地方在一個(gè)適當(dāng)?shù)哪p疲勞重要性大大減少導(dǎo)致的多瑙河聯(lián)合重大差異微動(dòng)，最初是由斯塔基和克萊斯[6]強(qiáng)調(diào)。他們的研究，事實(shí)上，首次確定了兩個(gè)不同的'關(guān)鍵地區(qū)存在'在一根繩子：第一種相對(duì)于相鄰股在同一層線接觸，第二相對(duì)于本地的，因此，更危險(xiǎn)的兩條電線之間的接觸屬于兩個(gè)相鄰層。在靜態(tài)試驗(yàn)中，磨損效應(yīng)對(duì)拉伸強(qiáng)度相當(dāng)大的影響。德席爾瓦和芳[7]分析了繩索負(fù)荷顯著減少殘留容易磨損都在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際操作過程中，并比較與更換的繩子容易磨損，特別是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 4309 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果。以類似的方式，庫魯普等。 [8]分析了在機(jī)械同樣減少特性，達(dá)到類似（但較溫和）的席爾瓦和由德方研究的結(jié)論。在這兩項(xiàng)研究，但是，可以看到如何了數(shù)個(gè)百分點(diǎn)，約 10％的拉伸強(qiáng)度降低的結(jié)果金屬面積損失。如前所述，發(fā)表的研究包含了疲勞行為的研究時(shí)，繞組無滑輪的繩子上的角度是有限的，當(dāng)有一個(gè)非常低的恒定預(yù)緊力，換言之根據(jù)這一測(cè)試項(xiàng)目適用的條件。3 繩子測(cè)試?yán)K子測(cè)試對(duì)應(yīng)明康的 W - 83140 的 I 型，19_7 不銹鋼預(yù)成型，非直升機(jī)救援起重機(jī)旋轉(zhuǎn)規(guī)格。這方面的建設(shè)電纜包括一名 7 7 股電線每個(gè)核心的 49 線和1 12 7 股電線外層為每一個(gè)電線共計(jì) 84 個(gè)。內(nèi)在的核心是在于朗，左在于，外層是經(jīng)常躺在權(quán)利所在。在電線電纜中的總?cè)藬?shù)是 133。繩直徑為 3 / 16 英寸（4.76 毫米） 。4 該試驗(yàn)機(jī)4.1 機(jī)器的描述修改前本機(jī)用于測(cè)試，麥德龍的 COM T6AL（測(cè)試頻率為 0.5 赫茲，最大的變化180_角） ，進(jìn)行了交流扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。測(cè)試?yán)K置于兩塊夾，其中一個(gè)繞軸轉(zhuǎn)，另一種是固定的（參見圖。2） 。這臺(tái)機(jī)器已修改為可進(jìn)行反復(fù)彎曲試驗(yàn)。本機(jī)的移動(dòng)夾緊頭部被繩子終端所取代專門為測(cè)試而設(shè)計(jì)的支持，和服務(wù)結(jié)構(gòu)，要?jiǎng)?chuàng)造理想的實(shí)驗(yàn)條件，增加了。4.2 鋼絲繩終端支持該支持允許既是最佳的繩子鎖定終端與實(shí)際負(fù)荷工況下支持（圖 3）是與維持機(jī)器的能力，執(zhí)行與最大_180_角旋轉(zhuǎn)變化的目的而設(shè)計(jì)創(chuàng)作。安裝在兩個(gè)皮帶輪的支持，對(duì)稱軸附近的機(jī)軸驅(qū)動(dòng)器上。他們是一對(duì)直升機(jī)救援絞車完全相同的滑輪和兩個(gè)自由度，由于集會(huì)，他們的立場(chǎng)是相同的,因?yàn)檫@是他們?cè)诓僮鲿r(shí)，在彎曲的支持是固定在試驗(yàn)機(jī)因與切向鍵和阻塞螺釘樞紐軸耦合方法。這兩個(gè)之間的繩子捆運(yùn)行是與特富龍軸軸承安裝，以限制磨損的影響，已硬化的滑輪和拋光，以避免表面損傷的可能性。甲表面硬度測(cè)試介紹了人權(quán)委員會(huì) 63。支持在設(shè)計(jì)和建造的公差，以保證：_平行軸之間的傳動(dòng)滑輪和軸;_電纜之間的垂直軸和皮帶輪的;_平坦的固定孔軸支持圖 2 麥德龍的 COM T6AL 之前修改。4.3 服務(wù)架構(gòu)為了申請(qǐng)一個(gè)軸向預(yù)緊未影響到在滑輪繩服務(wù)結(jié)構(gòu)彎曲試驗(yàn)區(qū)建成。該結(jié)構(gòu)形成的一個(gè)網(wǎng)狀梁框架，這是螺栓的試驗(yàn)機(jī)。這將創(chuàng)建一個(gè)單一的測(cè)試結(jié)構(gòu)，無論支持的機(jī)器放在類型。周圍的后面齒輪滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)就這服務(wù)結(jié)構(gòu)定位軸（見圖。6） 。滑輪必須放在這樣，當(dāng)繩端頭支護(hù)角為零，繩軸垂直的平面上的兩捆'軸所在，是等距離他們。這一立場(chǎng)保證了繩子軸對(duì)應(yīng)的滑輪中心線，模擬了一個(gè)懸掛繩索，只受重力，在與中性條件下的彎曲應(yīng)力條件。這項(xiàng)服務(wù)結(jié)構(gòu)施工允許的滑輪定位三自由度（見圖。7） 。四槽（每側(cè)兩個(gè)）讓滑輪軸運(yùn)動(dòng)，是正?；蛳嗲?therope 軸。此外，轉(zhuǎn)軸上安裝了滑輪是完全線程，讓運(yùn)動(dòng)也處于副法線方向?；喪前惭b在使用聚四氟乙烯軸承，允許自由左右旋轉(zhuǎn)軸的軸心?；喸O(shè)置為工作在一個(gè)中立的立場(chǎng)（零角度） ，并與支持預(yù)載的應(yīng)用?；嗇S，此外，定位為盡量從捆（兼容與最終橫梁和負(fù)載連接器） ，以增加用于試驗(yàn)的繩的長度。5 測(cè)試方法我們使用一個(gè)一端終端 1000 毫米的繩子的長度。彎曲疲勞試驗(yàn)，進(jìn)行了繩節(jié)接近這個(gè)終端。5.2 預(yù)緊力繩子遭到了 98.1 ? 預(yù)緊力，通過考慮鉤子通常在終端（5 公斤） ，乘以 2 系數(shù)考慮到慣性力重質(zhì)量得到。5.3 終端鎖定繩端固定的服務(wù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)螺絲手段。三對(duì)服務(wù)結(jié)構(gòu)螺孔使人們有可能進(jìn)行的繩子是 1，5 和 9 直徑（分別為 4，第 24 和 44 毫米的測(cè)試從末端） ，對(duì)本測(cè)試，目的中的立場(chǎng)是使用。5.4 鋼絲繩彎曲該鋼絲繩彎曲應(yīng)力是通過繩索滑輪附近的變形，這是彎曲的繩節(jié)就一軸垂直于軸的繩索旁邊的天輪。這種脅迫下抄錄了其終端的自由與吊鉤（繩擺動(dòng)實(shí)際經(jīng)營狀況） 。5.5 繩失敗我們認(rèn)為，測(cè)試完成時(shí)，一對(duì)鋼絲繩外層整個(gè)鏈斷裂發(fā)生在測(cè)試中我們也報(bào)道了日記逐步打破單一的電線，通過目視觀察。在整個(gè)外鏈斷裂，容易在檢查發(fā)現(xiàn)，被評(píng)為失敗的條件。救援直升機(jī)吊纜，一般須經(jīng)營條件，導(dǎo)致由于與滑輪（當(dāng)然，接觸大量的外部導(dǎo)線磨損與其他地區(qū)的直升機(jī)和地面上的物體） 。在整個(gè)鏈斷裂是一個(gè)更加嚴(yán)重和廣泛的衰竭彎曲的適應(yīng)癥在捆（線線微動(dòng)因相對(duì)滑動(dòng)，彎曲疲勞周期單絲） ，這是本研究的主題。一個(gè)在外層整個(gè)鏈斷裂也被認(rèn)為是在立榮更換標(biāo)準(zhǔn)的 ISO 4309 標(biāo)準(zhǔn)的繩子。5.6 測(cè)試在測(cè)試過程中繩檢查本機(jī)不具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的繩索斷裂;合作 nsequently 進(jìn)行視力監(jiān)測(cè)。視覺測(cè)試?yán)K子檢查工作在可變間隔，根據(jù)測(cè)試角度。定的時(shí)間間隔，以限制數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，一_5％的最高。5.7 溫度控制在第一次測(cè)試中，兩者的測(cè)試環(huán)境和一根繩子表面溫度測(cè)量，以檢驗(yàn)是否與誘導(dǎo)其內(nèi)部潤滑后果繩過熱。我們觀察到的溫度增加有限，而且沒有，因此，影響潤滑特性。6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果6.1 在繩觀察損傷到達(dá)之前完成鏈斷裂，逐步在與周期的捆在接觸導(dǎo)線損壞可以看出，這種損傷導(dǎo)致所涉及的電線逐步打破。該電線斷裂發(fā)生在不同的方式，根據(jù)測(cè)試角度。特別是，from_60_至約_40_/_35_角度，有一個(gè)與滑輪接觸外部導(dǎo)線漸進(jìn)破壞。的破壞也涉及相鄰鏈，成為越來越多的人數(shù)顯著周期增加。通過增加的角度來看，也可以觀察到的損壞電線和絞線的逐步分離，可能是由于內(nèi)部斷裂。此外，在循環(huán)，越來越多的明顯的損失在所涉及的股下滑可以看出。在這種情況下，失敗的股即將可以預(yù)期。對(duì)于較小的角度，循序漸進(jìn)的失敗變得越來越不明顯，直到它完全消失或更確切地說，有一些屬于彎曲周期，以在與滑輪接觸的初始股電線故障，但后來沒有進(jìn)一步的失敗是觀察為測(cè)試時(shí)間。在這種情況下，該鏈斷裂是不可見的。在所有的測(cè)試，有一個(gè)明顯滲出附近的滑輪繩接觸點(diǎn)的潤滑。此外，這是更大的潤滑滲水的地方斷線的情況發(fā)生。測(cè)試?yán)K 4（角變化_60_）進(jìn)行了測(cè)試，直到完全斷裂成兩部分，其中 16847 個(gè)周期后發(fā)生。這個(gè)測(cè)試?yán)K子不時(shí)觀察，以獲取有關(guān)繩子的損害機(jī)制的跡象。我們觀察以下內(nèi)容：_ 800 后的 1 股（即在測(cè)試的第一部分?jǐn)囝^周期） ，我們觀察了另外兩個(gè)表面股，其中逐步驅(qū)逐破損。這使我們內(nèi)心觀察鏈斷裂;_ 4000 后的測(cè)試，有很多外部鏈斷裂第一部分結(jié)束了在周期的最大彎曲點(diǎn)的地方實(shí)行的捆（每方只有兩個(gè)股依然完好無損附近'，中性軸'繩節(jié)） ，我們發(fā)現(xiàn)幾乎所有涉及股內(nèi)導(dǎo)線破損;_ 5000 后，在測(cè)試的第一部分結(jié)束的周期，有股的內(nèi)心，這些被驅(qū)逐的逐步完成破損。在余下的周期，在繩子的阻力，這是由于部分仍然完好外鏈。從這些觀察，我們可以推斷，在更大的角度，雖然不可見，內(nèi)破裂，將與有形并行，但不廣泛破損外導(dǎo)線。6.2 微觀結(jié)構(gòu)分析顯微分析測(cè)試?yán)K子分別進(jìn)行 5（角的變化：_40_;串突破：235553 次）用掃描電子顯微鏡。我們觀察到裂紋對(duì)斷股的電線核區(qū)，在一個(gè)案例中，每兩個(gè)核相反在同一導(dǎo)線的另一疲勞區(qū)。在導(dǎo)線截面，可以看到疲勞傳播影響的區(qū)（約 50％的部分）在其余部分存在。6.3 得到的結(jié)果從已列入表 1 歸納為測(cè)試得到的數(shù)據(jù)如下：_測(cè)試?yán)K號(hào)碼：漸進(jìn)的編號(hào)，按時(shí)間順序的繩索，測(cè)試。_測(cè)試角度：旋轉(zhuǎn)程度，以度對(duì)終端的支持繩子。該值是指角半振幅，因此前面的標(biāo)志_數(shù)周期：算術(shù)平均削減由于在測(cè)試記錄的數(shù)字值的周期失?。ㄗ詈蟮臋z查） ，并在倒數(shù)第二檢查，這是假設(shè)的周期，以數(shù)量失敗。數(shù)周期?.7 結(jié)論通過一系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，需要長時(shí)間的準(zhǔn)備，甚至更長的完成，我們證實(shí)了最初的假設(shè)，即在特定情況下的鉤子，在結(jié)束安裝繩，已經(jīng)完全或部分恢復(fù)其住宿和自由地?cái)[動(dòng)，可能損害繩。在有限的測(cè)試角度力學(xué)特性的損失原因和損失越來越少，我們發(fā)現(xiàn)，由保守的推算，一個(gè)_28_，角度應(yīng)低于這一無損傷發(fā)生。這是不可能進(jìn)行內(nèi)部股故障分析，即使觀察測(cè)試?yán)K（直到分為兩部分完全分離繩測(cè)試） 。鳴謝作者們希望表達(dá)他們的感謝英。里卡多羅西為支持設(shè)計(jì)，并以 C4 的實(shí)驗(yàn)室工作人員為他們提供援助試點(diǎn)工作期間，在米蘭理工學(xué)院。參考文獻(xiàn)【1】 Military specification MIL-W-83140.Wire rope:steel(stainless steel) preformed, non-rotating , for aircraft rescue hoist and cargo handling (winching).1969.【2】 Ridge IM, Zheng j, Chaplin CR. 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Engineering Failure Anaiysis 2000;7(3):199-207畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯題 目 滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(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) 078105205學(xué) 生 姓 名 程揚(yáng)勝指 導(dǎo) 教 師 張緒坤填 表 日 期 2011 年 04 月 15 1學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 航空工程系 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)： 078105205學(xué)生姓名： 程揚(yáng)勝指導(dǎo)教師： 張緒坤二○一一年六 月 1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目 滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(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) 078105205學(xué) 生 姓 名 程 揚(yáng) 勝指 導(dǎo) 教 師 張 緒 坤填 表 日 期 2011 年 1 月 23 日2滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)一、選題的依據(jù)及意義：礦山電力拖動(dòng)系統(tǒng)(如提升機(jī)、鋼纜皮帶等)廣泛應(yīng)用于煤礦、有色金屬、黑色金屬及化工等行業(yè)，承擔(dān)礦物的提升、人員的上下、材料的運(yùn)送等任務(wù)，是礦山大型咽喉設(shè)備，其性能的好壞直接影響礦山的生產(chǎn)和人員的生命安危。目前在西方發(fā)達(dá)國家，礦山電力拖動(dòng)系統(tǒng)已普遍采用了全數(shù)字控制技術(shù)，如交交變流拖動(dòng)的全數(shù)字變頻控制、直直交拖動(dòng)的全數(shù)字調(diào)速控制等。目前交交變頻技術(shù)在冶金自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究院和天津電氣傳動(dòng)研究所應(yīng)用的比較多，交直交變流技術(shù)目前還處于探索階段。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：90年代前，我國礦山交流拖動(dòng)一般采用“異步電機(jī)+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+動(dòng)力制動(dòng)減速+繼電器控制”的傳統(tǒng)控制方式；直流拖動(dòng)在70年代前一般采用“發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)機(jī)組+繼電器控制”即”P+D”控制方式，或采用“可控硅供電——電動(dòng)機(jī)+模擬調(diào)節(jié)+繼電器控制”的控制方式，上述拖動(dòng)方式存在能耗大、運(yùn)行效率低、占地面積大、噪音高、維護(hù)困難、分立元件多、參數(shù)分散性大、可靠性低、控制方式陳舊、技術(shù)落后等缺點(diǎn)。進(jìn)入90年代，一方面，我國新建礦井從國外引進(jìn)了一部分全數(shù)字控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行效果很好，但價(jià)格昂貴，需花費(fèi)大量外匯，明顯不適應(yīng)我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求；另一方面，國內(nèi)相關(guān)行業(yè)科研單位和生產(chǎn)廠家也開始對(duì)提升機(jī)全數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，但絕大部分所走的技術(shù)路線是購買國外通用全數(shù)字控制器，然后自己組裝調(diào)試，沒有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，時(shí)刻被國外公司牽制，仍未從根本上解決問題。由于全自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，具有“異步電機(jī)+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+動(dòng)力制動(dòng)減速+繼電器控制”的傳統(tǒng)控制方式和“發(fā)電機(jī)+電動(dòng)機(jī)機(jī)組+繼電器控制”控制方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此國外發(fā)達(dá)國家在各工業(yè)領(lǐng)域大力發(fā)展全自動(dòng)控制技術(shù)。就礦井提升機(jī)拖動(dòng)控制而言，德國西門子公司和瑞典ABB公司的全自動(dòng)控制系統(tǒng)代表了世界領(lǐng)先水平。我國近年來引進(jìn)的提升機(jī)中，98%是西門子和AB的產(chǎn)品。但是近年來，隨著我國電力電子技術(shù)的發(fā)展，我國也在在這一領(lǐng)域做了大量卓有成效的研究，開發(fā)了自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字控制系統(tǒng)，目前己經(jīng)開發(fā)出幾套樣機(jī)。320 年前,當(dāng)機(jī)電一體提升機(jī)在德國魯姆貝克礦井和雷敦礦井相繼取得成功以后,德國因礦業(yè)凋敝,沒有出現(xiàn)第3 臺(tái)機(jī)電一體提升機(jī)。5年前,當(dāng)我國準(zhǔn)備進(jìn)口第1 臺(tái)機(jī)電一體提升機(jī)時(shí),有人預(yù)言,這是提升機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向,雖然當(dāng)時(shí)的結(jié)構(gòu)還不算成熟,也應(yīng)當(dāng)引進(jìn)1 、2 臺(tái)作為借鑒,才不會(huì)落后世界潮流太遠(yuǎn)。接著就引進(jìn)了3 臺(tái)。大雁提升機(jī)結(jié)構(gòu)已有重大改進(jìn),陳四樓提升機(jī)則得到進(jìn)一步完善,逐步實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。再過二三年,也就是大約用了十年時(shí)間,當(dāng)引進(jìn)的提升機(jī)調(diào)試和投產(chǎn)運(yùn)行取得成功后,就可以說基本完成了這項(xiàng)新技術(shù)的開發(fā)階段,標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟。用機(jī)電一體結(jié)構(gòu)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)的總趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。而南非的3 臺(tái)大型提升機(jī)以及澳大利亞和我國準(zhǔn)備引進(jìn)的項(xiàng)目,都實(shí)際上已經(jīng)是這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用成果了。我國是世界上礦業(yè)大國,有較大的提升機(jī)市場(chǎng),如果以后再要進(jìn)口,機(jī)電一體提升機(jī)就自然會(huì)成為首選方案,因?yàn)檫@對(duì)用戶有利。我國也需要自己開發(fā)這項(xiàng)新技術(shù),而這些引進(jìn)項(xiàng)目的成功,必然會(huì)起到重要的促進(jìn)和借鑒作用。三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 研究內(nèi)容：1、滑道式提升機(jī)的工藝分析； 2、滑道式提升機(jī)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性分析；3、滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)；4、垂直運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；5、UG 裝配體設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析；6、滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)仿真。實(shí)驗(yàn)方案：1、查閱文獻(xiàn)、熟悉課題、撰寫開題報(bào)告；2、確定滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)；3、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；4、根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)工作臺(tái)尺寸及零、部件強(qiáng)度計(jì)算；5、用 UG 畫出零、部件三維圖并總裝；6、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真。4四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度設(shè)計(jì)一套滑道式提升機(jī)的工作臺(tái)，并對(duì)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性、工作進(jìn)行分析?？紤]到提升機(jī)設(shè)備的研究發(fā)展?fàn)顩r，針對(duì)中小型提升機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求，設(shè)計(jì)開發(fā)滑道式設(shè)備時(shí)，必須滿足低成本、高效率的要求。所以，在設(shè)計(jì)開發(fā)此提升機(jī)設(shè)備時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡單緊湊、功能實(shí)用齊備、速度快、精度高、通用性強(qiáng)而且維修方便。1．查閱資料，英文資料翻譯 （2 周）1 月 3 日～1 月 17 日2．撰寫開題報(bào)告 （1 周）1 月 18 日～1 月 23 日3．設(shè)計(jì)并繪制滑道式提升機(jī)的設(shè)計(jì)裝配圖 （5 周）2 月 21 日～3 月 27 日4．繪制主要零件圖若干張 （4 周）3 月 27 日～4 月 23 日5．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文）一份 （3 周）4 月 25 日～5 月 21 日6．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 （1.5 周）5 月 23 日～ 6 月 2 日五、參考文獻(xiàn)[1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001[2] 金國淼等.攪拌設(shè)備(化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書). 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2002[3] 徐灝主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.12[4] 李克永.化工機(jī)械手冊(cè). 天津: 天津大學(xué)出版社，1991.5[5] 蔡尚峰.自動(dòng)控制設(shè)備[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.[6] 黃仰金.礦山副井提升機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科技資訊，2004.滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：程揚(yáng)勝 班級(jí)：078105205指導(dǎo)老師：張緒坤摘要：礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運(yùn)輸和提升工作。因此，運(yùn)輸和提升工作的好壞直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)能否正常高效進(jìn)行。如果說運(yùn)輸線路是礦山生產(chǎn)的動(dòng)脈，那提升設(shè)備則是其咽喉，可見 其重要性和必要性。肥料對(duì)于農(nóng)作物的作用非常重要，隨著耕地面積的不斷減少，糧食的產(chǎn)量顯得尤其重要。因此，肥料的生 產(chǎn)非常重要。BB 肥料（Blending bulk fertilizer）根據(jù)作物需肥規(guī) 律和土壤供肥特性進(jìn)行配制，含氮、磷、鉀三種元素，也可根據(jù)作物需要添加中、微量元素。 BB 肥料具有如下優(yōu)點(diǎn)，一是養(yǎng)分配比靈活科學(xué)合理，可以根據(jù)不同作物進(jìn)行調(diào)配；二是價(jià)格便宜，同等養(yǎng)分的 BB 肥料比 進(jìn)口復(fù)合肥料便宜；三是配送方便。提 升 機(jī) 為 通 過 改 變 勢(shì) 能 進(jìn) 行 運(yùn) 輸 的 機(jī) 械 設(shè) 備 。提升機(jī)是一種被普遍采用的垂直輸送設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于建材、電力、冶金、機(jī)械、化工、輕工、有色金屬、糧食等各工業(yè)部門?？梢詽M足用戶對(duì)提升機(jī)的不同性能要求。本課題是為了制造 BB 肥生產(chǎn)提升設(shè)備。 主要由提升斗、提升系統(tǒng)、機(jī)架等組成。工作原理：將大顆粒尿素、 鉀肥、磷肥、填充料等按配方要求比例 計(jì)算后，分別投入斗式提升機(jī)料斗，料斗經(jīng)由鋼絲繩牽引沿著軌道上升，提升到一定高度碰到行程開關(guān)，斗門打開，肥料卸下，料斗空載回起點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 提升機(jī) 導(dǎo)軌 鋼絲繩 指導(dǎo)老師簽名:Producing 4-5 tons of BB fertilizer production equipment to upgrade SystemStudent name: Cheng Yang Sheng Class: 078105205Supervisor: Zhang Xu KunAbstract: The role of fertilizer for the crops is very important, as the shrinking arable land, grain production is especially important. Therefore, fertilizer production is very important.BB fertilizer (Blending bulk fertilizer) under the laws of crop fertilizer and soil characteristics for the preparation of fertilizer, nitrogen, phosphorus and potassium are three elements can be added according to crop needs, the trace elements. BB fertilizer has the following advantages, first, nutrients and flexible scientific and rational allocation according to different crops; second is cheap, the same nutrients of BB fertilizer compound fertilizer cheaper than imports; third, to facilitate distribution.Hoist by changing the potential energy for the transport of machinery and equipment. Hoist is a widely used vertical transportation equipment, widely used in building materials, electric power, metallurgy, machinery, chemicals, light industry, metals, food and other industries. Meet the different users on elevator performance requirements.The issue is to create BB Fertilizer Production Hoisting Equipment. Mainly by enhancing the Big Dipper, hoisting system, a framework. Works: The large granular urea, potash, phosphate, fillers and other requirements according to the ratio calculation formulas were put bucket elevator hopper, the hopper through the wire rope traction along the track up to a certain height to enhance hit limit switch, open The door , fertilizer unloading, hopper back to the starting point empty.Keywords: BB fertilizer Hoist Guide Track Wire RopeSignature of Supervisor:畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：滑道式提升機(jī)及其控制電路的設(shè)計(jì)II、 畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1、生產(chǎn)率：4-5 噸/時(shí)； 2、裝機(jī)容量：5.5 千瓦； 3、提升重量：500kg； 4、提升斗自動(dòng)開門，有自鎖功能。 III、 畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1．查閱資料，英文資料翻譯 （2 周）1 月 3 日～1 月 17 日2．撰寫開題報(bào)告 （1 周）1 月 18 日～1 月 23 日3．設(shè)計(jì)并繪制滑道式提升機(jī)的設(shè)計(jì)裝配圖 （5 周）2 月 21 日～3 月 27 日4．繪制主要零件圖若干張 （4 周）3 月 27 日～4 月 23 日5．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文）一份 （3 周）4 月 25 日～5 月 21 日6．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 （1.5 周）5 月 23 日～ 6 月 2 日Ⅳ 、 主 要參考資料：[1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001[2] 金國淼等.攪拌設(shè)備(化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書). 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2002[3] 徐灝主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.12[4] 李克永.化工機(jī)械手冊(cè). 天津: 天津大學(xué)出版社，1991.5[5] Bathala C. Redlaty, V. S. Muvthy, Madaboosi S. Ananth, Chamarti D. P. Rao. Modeling of continuous Fertilizer Cranulation process for control. Part. Part. Syst. Charact 15(1998):156-160機(jī)械與材料工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0781052 班學(xué)生（簽名）： 程揚(yáng)勝日期： 自 2011 年 1 月 3 日至 2011 年 6 月 2 日指導(dǎo)教師（簽名）： 張緒坤助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：系（室）主任（簽名）：1111　目　　錄前 言 ????????????????????????????????? （1）1 緒 論 ????????????????????????????????? （2）1.1 各 種 提 升 機(jī) 的 工 作 原 理 ??????????????????? （2）1.2 提升機(jī)的簡介 ???????????????????????? （3）1.3 提升機(jī)的應(yīng)用 ???????????????????????? （4）1.4 提升機(jī)的發(fā)展 ???????????????????????? （5）2 總體方案確定 ????????????????????????????? （6）2.1 總體設(shè)計(jì)要求 ???????????????????????? （6）2.2 總體設(shè)計(jì) ?????????????????????????? （6）2.2.1 工作原理 ???????????????????????? （6）2.2 .2 總體尺寸綜合 ????????????????????? （6）2.3 總體圖 ?????????????????????????? （6）3 提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????????????????? （7）3.1　料斗倉重量計(jì)算 ?????????????????????? （8）3.2 鋼絲繩的確定 ??????????????????????? （9）3.2.1　鋼絲繩種類 ??????????????????????? （9）3.2.2　時(shí)效原因 ??????????????????????? （10）3.2.3 鋼絲繩的計(jì)算 ……………………………………………………………… （10）3.3 提升系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)選擇 ???????????????????? （13）3.3.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 ??????????????? （13）3.3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 ???????????????????? （14）3.3.3 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) ????????????????????????? （16）4 提升系統(tǒng)的校核 ……………………………………………………………………（17）4.1 導(dǎo)軌校核……………………………………………………………………………（17）4.1.1 導(dǎo)軌強(qiáng)度校核………………………………………………………………………（17）4.1.2 導(dǎo)軌剛度校核………………………………………………………………………（21）5 機(jī)架的設(shè)計(jì)及校核 ????????????????????????? （24）25.1　機(jī)架結(jié)構(gòu)類型 ??????????????????????? （24）5.1.1　按機(jī)架外形分類 ???????????????????? （24）5.1.2　按機(jī)架的制造方法和材料分類 ?????????????? （24）5.2　機(jī)架結(jié)構(gòu)的選擇 ??????????????????????????? （24）5.3　機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)則和要求 ????????????????? （25）5.3.1　機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 ???????????????????? （25）5.3.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求 ?????????????????? （25）5.4 機(jī)架的形式及主要參數(shù) ??????????????????? （25）5.5 機(jī)架的強(qiáng)度校核 ?????????????????????? （27）5.6 機(jī)架的剛度校核 ?????????????????????? （31）5.7 立柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 ?????????????????? （36）6　檢驗(yàn)安裝和使用維修 ??????????????????? （37）6.1　檢驗(yàn)規(guī)則 ????????????????????????? （37）6.2　吊裝，安裝和調(diào)整 ????????????????????? （37）6.3　使用操作 ????????????????????????? （38）6.4　維修保養(yǎng)和故障排除 ???????????????????? （38）結(jié)　　論 ??????????????????????????? （39）參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? （40）致　　謝 ??????????????????????????? （41）