太原理工大学现代科技学院毕业设计开题报告格式.docx
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太原理工大学现代科技学院毕业设计开题报告格式
现代科技学院
毕业设计（论文）开题报告
毕业设计（论文）题目：
薄煤层电牵引采煤机牵引部设计
学生：
赵鑫
*********
专业班级：
机械设计制造及其自动化机测
2014年03月18日
1.课题名称：
薄煤层电牵引采煤机牵引部设计
2.课题研究背景：
20世纪40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这种采煤机是通过截链截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。
同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。
50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。
这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。
这种采煤机的主要缺点有二点：
其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。
进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。
其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。
这两项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。
可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。
从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采。
我国80年代后期开始研制交流电牵引采煤机，90年代初研制成功样机，经过十多年攻关研究，开采的系列电牵引采煤机在国内得到了广泛的应用，取得了明显的经济和社会效益。
根据我国煤矿煤层的厚度划分，厚度为0.8-1.3m的煤层属薄煤层，目前我国使用的薄煤层采煤机，其采高下限基本上都是大于1.1m（上限为2m）。
由于受技术和使用条件的限制，采高小于1m的薄煤层开采主要是人工炮采，严重的影响了效率和效益。
我国的薄煤层资源分布广泛，储量丰富。
目前，已探明的薄煤层可采储量约为60多亿，所以说薄煤层的开采很重要。
今年来，我国的综采设备有了长足的发展，特别是中厚煤层和厚煤层机械化采煤装备迅速的发展，同时其采煤工艺也不断的进步，有力的促进了高产高效的矿井建设。
然而，较薄煤层，由于受技术条件和开采工艺的限制，产量一直上不去，丢薄采厚的状况严重，造成采储比例失调，资源丢失严重。
薄煤层机械化开采存在着：
（1）工作条件差，设备移动困难；
（2）煤层厚度变化，断层等地质构造对薄煤层设备生产性能影响大；（3）投出产出比高，经济效益不如中厚煤层，造成薄煤层电牵引采煤机技术发展速度相对较慢。
在这个情况下我们对薄煤层采煤机的改造和创新是非常重要的.
3.课题研究意义
在我国一些薄、厚煤层并存的煤矿，由于薄煤层开采速度较慢，使其下部的中厚煤层长期的得不到及时开采，以至影响工作面的正常接替，而有的被迫需要丢掉一些薄煤层资源造成浪费。
随着大批煤矿中、厚煤层的资源开采，使得资源越来越少，所以薄煤层的开采已经列入日程。
因此，研制适合我国国情的薄煤层采煤机，以适应不同的煤层结构，提高薄煤层采煤的工作效率是当务之急。
发展机械化开采，是提高薄煤层工作而产生效率的唯一出路，而实现薄煤层工作而高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。
因此，发展研制高性能薄煤层电牵引采煤机，是具有重要的意义的。
通过本题目使我在进行薄煤层电牵引采煤机牵引部设计方面经行一次全面的系统的训练，使我们能综合运用所学的课程，系统地巩固基本理论和专业知识，培养分析问题和解决问题的独立工作能力：
提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能，掌握采煤机设计原则、设计方法、步骤。
树立正确的设计思想及认真的工作态度。
为今后工作打下良好的基础并能提高我的综合运用知识的能力同时也有助于以后再工作岗位能很快的适应工作的坏境。
经过本次的毕业设计，我一定会学的更多的知识和更多的能力，增加自己一个人独自面对问题的能力，使得自己找到自己的不足之处。
为以后的工作和生活增加一分能力。
4.文献查阅概况
（1）《基于动态故障树的采煤机牵引部可靠性分析》张海民，程刚，葛世荣（中国矿业大学机电工程学院）刊名：
矿山机械，出版日期：
2010期号：
第21期页码：
1-5
【摘要】介绍了动态故障树（DFT）分析方法,即将模块化处理DFT得到的静态子树和动态子树分别采用二元决策图（BDD）和马尔可夫方法进行分析。
以采煤机牵引部不牵引为动态故障树分析实例,利用MATLAB仿真,通过定性与定量分析找出了系统的薄弱环节为行星机构和行走轮。
当设备运行1000h时,牵引部不牵引发生的概率为0.095198。
结果表明,将模块化的动态故障树分析方法用于采煤机可靠性分析是可行的,所得结论对采煤机的设计、生产、使用和维护都具有重要的参考价值。
（2）《采煤机牵引部机液伺服机构的合理性探讨与改进》王希斌刊名：
焦作矿业学院学报出版日期：
1993期号：
第2期页码：
93-98,112
【摘要】本文在采煤机牵引部机液伺服机构的动态特性分析基础上,对该机构的合理性作了进一步探讨,指出它存在的问题。
并提出改进方案,为采煤机伺服机构的改进设计提供理论依据。
（3）《微机控制采煤机牵引部试验台研制》王增才刊名：
山东矿业学院学报，出版日期：
1996期号：
第4期页码：
57-59
【摘要】讨论一种微机控制采煤机牵引部试验台，该试验台采用发电加载方法，加载功率大，可任意调节。
牵引部输出轴与加载部分联节方法新颖。
该试验台的数据采集和处理有计算机完成。
（4）《MG750/1915型采煤机牵引部故障树分析》沈利华，程刚，冯文龙（中国矿业大学机电工程学院），刊名：
煤矿机电出版日期：
2009期号：
第6期页码：
46-48
【摘要】针对MG750/1915-GWD型采煤机,建立牵引部的故障树模型。
运用RELEX可靠性分析软件,定量分析各故障模式发生概率、不可靠度及不可用度等可靠性参数。
根据分析结果,改进故障发生概率高的部件结构,以提高整体可靠性。
（5）《电牵引采煤机牵引部可靠性建模探讨》贺声阳，刘混举（中国矿业大学机电工程学院）刊名：
机械工程与自动化出版日期：
2009期号：
第6期页码：
111-112
【摘要】将可靠性理论应用于采煤机的牵引部,探讨其可靠性模型的建立方法,建立采煤机牵引部的结构框图和可靠性框图,并对建立的可靠性模型给出其数学表示方法及其可靠性指标的计算方法。
（6）《采煤机牵引部与摇臂联接轴孔失效分析》孙颖，王本海（皖北煤电公司机械总厂）。
刊名：
煤矿机械出版日期：
2008期号：
第2期页码：
135-136
【摘要】对采煤机牵引部与摇臂联接轴孔经常出现的失效原因进行分析,提出一些注意事项和预防措施,为进行采煤机大修工作和正常生产检修提供经验和方法。
（7）《采煤机牵引部电动机筒返修的措施》陈克华，赵晓辉，薛强（西安煤矿机械有限公司）刊名：
煤矿机电出版日期：
2012期号：
第1期页码：
99-101
【摘要】简要介绍了某滚筒采煤机牵引部壳体铸造后电动机筒部位因筒体偏置及筒体直径过大导致机加工后仍有大面积黑皮,影响电动机在矿井下安装和使用的问题。
提出了沿筒体圆周方向均布焊接板条、筒体圆周面整体堆焊焊材、筒体镗孔后镶套三种返修方案。
根据焊接工艺控制及筒体结构等的可行性分析,最终确定了筒体镗孔后镶套的返修方案,顺利地解决了铸造后电动机筒的缺陷,并节约了返修成本。
（8）《采煤机牵引部壳体铸改焊方案优化分析》贾龙，史仁贵，李钰（西安煤矿机械有限公司采煤机研究所）。
刊名：
煤矿机电出版日期：
2012期号：
第1期页码：
90-92
【摘要】对采煤机牵引部铸造壳体模型和焊接壳体模型进行有限元仿真结果的对比分析,得出焊接壳体模型的薄弱环节。
通过对焊接牵引部应力较大部位进行结构和工艺的改进,提高了采煤机焊接壳体结构的可靠性和使用寿命。
（9）《采煤机牵引部传动系统扭振分析》廉自生，李铁军（太原理工大学,机械工程学院）。
刊名：
太原理工大学学报出版日期：
2005期号：
第3期页码：
323-325
【摘要】利用传递矩阵法建立了采煤机牵引部传动系统的扭转振动模型,通过计算其固有频率及在低阶模态中的势能分布率及模态柔度,找出该采煤机牵引部传动系统的薄弱环节,为改善其动态特性提供了理论依据。
（10）《采煤机牵引部、摇臂用联接铰轴结构的改进》李显，刘永刚，周晓红（西安煤矿机械有限公司）刊名：
机械工程师出版日期：
2009期号：
第11期页码：
142
【摘要】通过对采煤机上牵引部、摇臂与连接架间联接铰轴结构及材料、热处理的改进,改善了铰轴的润滑条件,提高了耐磨性,解决了铰轴拆卸困难、紧固不可靠等问题。
（11）《采煤机牵引部补油系统的改进》盛光英（北岳职业技术学院）刊名：
矿山机械出版日期：
2002期号：
第6期页码：
78-78。
【摘要】<正>综采工作面采煤机是综采生产的主力设备,在生产过程中,牵引事故的频繁出现,直接影响综采工作面的正常生产。
针对煤峪口矿6MG－200采煤机牵引部存在的问题,进行了大胆改进,使采煤机既满足了生产需求,又减少了投入,收到了良好的经济效益。
（12）《采煤机牵引部优化设计》杨若愚，付大鹏，窦长茂（东北电力学院；煤科总院太原分院）刊名：
煤矿机械出版日期：
1998期号：
第6期页码：
7-8
【摘要】以ＭＧ３６０－Ｗ采煤机为例，以减少结构尺寸和重量为目的，对采煤机牵引部进行优化设计。
（13）《电牵引采煤机牵引部直齿传动箱的设计》李占权，战晓红 刊名：
煤矿机械 出版日期：
1999 期号：
第12期 页码：
7-8
【摘要】结合电牵引采煤机牵引部直齿传动箱，应用数学规划理论进行机械优化设计 。
（14）《电牵引采煤机牵引部的强化设计》丁志勇 （太原矿山机器集团有限公司设计院 ）刊名：
山西机械 出版日期：
2001 期号：
第3期 页码：
20-21，23
【摘要】论述了电牵引采煤机牵引传动部的工作原理。
针对该机在井下的使用情况进行了强化设计,使该机的适应性、可靠性得到较大的改进 。
（15）《ResearchonCuttingTeethForm'sInfluenceonCoalShearerVibration》DiLiu;HaiJiang;XiaoDongJi;MiaoWu刊名：
AdvancedMaterialsResearch出版日期：
2013页码：
3072-3075
【摘要】ElectrictractioncoalsheareriswidelyappliedbythecoalindustryinpresentChina.Itsstableandsafeworkingstatusisakeyfactortoguaranteethestabilityandsafetyofcolliery’sproduction.Thispaperaimstoanalyzecoalshearer’sfuselagevibrationcharacteristicsunderdifferentformsofcuttingteethconditionsviaactualmeasurementinworkingfaceandtrytoworkoutdifferentteethforms’influencedegreeonshearer’sfuselagevibration.Theresearchhavesurelydrawnsomesignificantconclusions,whichwillprovidetheoreticalguidanceforindustrialpracticingandhelptoavoidbody’sdamagecausedbythefuselagevibration（电力牵引煤炭希勒在中国目前煤炭行业的广泛应用。
其稳定和安全的工作状态是一个关键因素保证煤矿生产的稳定性和安全性。
本文旨在分析煤炭希勒的机身振动特性在不同形式的牙齿条件下通过实测工作面,试图找出不同的牙齿形式对希勒的机身振动的影响程度。
研究肯定了一些重要的结论,将为工业实践提供理论指导和帮助避免机身振动造成身体的损害）。
（16）《FractureReasonsandImprovementsfortheRunningGearofShearers》ChunYuSong;JingRuLiu;XiuJuanZhang刊名：
AdvancedMaterialsResearch出版日期：
2012页码：
2733-2737
【摘要】Runningtractionmechanismofshearersisadoptedastheanalysisobjectinthispaper.Thefiniteelementmodelsfortheelasticcontactanalysisbetweentherunninggearsandpin-railsarecreated.Whenthegearsarerunning,thevariationprinciplesofcontactspots,contactforce,andinternalstressforthegearsandpin-railsatthedifferentcontactpositionsareanalyzed.Thecalculationresultsshowthatthemaximumstressislocatedattheedgesofthegearteethforthedifferentcontactpositions.Whentheteethareloadedwiththerepeatedlargestress,cracksareproducedatthetoothedgesatfirstandthenaregrowing.Thetoothbreakageisproducedatlast.GearchamfersusingtwocircularsatthetoothedgescanchangethelocationofthemaximumstressandthemaximumMISESstresscanbereducedby20%ormore.Therefore,thefractureproblemofgearteethissolvedbasically（运行牵引采煤机制作为分析对象。
弹性接触分析的有限元模型之间创建齿轮和pin-rails运行。
当齿轮运行,接触点的变化原理,对齿轮接触力和内部压力和pin-rails不同接触位置进行了分析。
计算结果表明,最大应力位于不同的齿轮齿接触的边缘位置。
当牙齿都含有重复大压力、裂缝产生的齿边开始,然后正在增长。
牙产生破损。
齿轮倒角使用两个通告齿边缘可以改变位置的最大应力和最大米塞斯应力可以减少20%或更多。
因此,齿轮齿的断裂问题基本解决）。
（17）《OptimizationDesignofPlanetaryGearTransmissionMechanismofTractionUnit》LiLi刊名：
AdvancedMaterialsResearch出版日期：
2013页码：
164-167
【摘要】Inordertomakethecoalminingmachineadaptthenarrowworkspaceunderground,andtheheightofshearerisdecidedbytheplanetarygeartransmissionmechanismoftractionunit.Inthispaper,thevolumeofplanetarygeartransmissionmechanismisselectedasobjectivefunction,andmoduleofgear,teethofsungear,widthofgearareconsideredasdesignvariablesbasedonmechanicaltransmissiontheory,andtheoptimizedmathematicalmodeloftheplanetarygeartransmissionmechanismoftractionunitisestablished.TheoptimizedmathematicalmodelissolvedbySQP（sequentialquadraticprogramming）basdonMatlabprogram,thevolumeofplanetarygeartransmissionmechanismreduces20.22%,andtheheightofshearerdecreases11.3%（为了使地下采煤机适应狭窄工作空间,和希勒的高度是由行星齿轮传动的牵引机制决定的。
本文选择行星齿轮传动机构的体积作为目标函数,和齿轮模数,牙齿的太阳齿轮,齿轮的宽度作为设计变量是基于机械传动理论,和行星齿轮传动机构的优化数学模型,建立了牵引装置。
优化数学模型解决了SQP（序贯二次规划）的Matlab程序基础上,行星齿轮传动机构的体积减少了20.22%,和希勒的高度减少11.3%）。
（18）《ReliabilityStudyofThinSeamHearerCuttingUnitunderMulti-Condition》LiJuanZhao;ZhongGangSun刊名：
AdvancedMaterialsResearch出版日期：
2011页码：
591-596
【摘要】Applicationofavarietyofsoftwareconstructco-simulationenvironment,establishmentofmodelofthinseamshearercuttingunitrigid-flexiblecouplingmultimodesystem,docorrectnessverificationtomodelfromspeedcharacteristicsandmechanicalproperties.Simulationbyloading,getcharacteristicsofprincipalstressandweaklinksofkeyparts.Comparedtotheprototypemodelsimulationundermulti-condition,gotthebesttractionspeedofshearerwhenworkinginaparticularcoalseam.Axisoftheplanetgiventodifferentmaterialstocomparativesimulationandcomprehensiveanalysis,giventhebestmaterialsofplanetaryshaftshouldbeselected,improvedthereliabilityofplanetaryaxisunderpoorconditions（应用各种软件构造联合仿真环境,建立模型薄煤层采煤机切割单元应用刚柔耦合多模系统,做的正确性验证模型速度特性和力学性能。
模拟加载,得到主应力的特点和关键零部件的薄弱环节。
原型模型模拟在multi-condition相比,得到了最好的牵引速度希勒当工作在一个特定的煤层。
地球的轴给不同的材料来模拟比较和综合分析,考虑到行星轴应选择的最佳材料,改善行星轴在贫穷的条件下的可靠性）。
5.设计（论文）的主要内容
采煤机总体方案设计
牵引部传动系统的设计计算
牵引部Ⅰ、Ⅱ轴系设计计算及强度校核计算
采煤机监控系统设计
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（参观）实习，编制开题报告；
第六周外文翻译；
第七周总体方案设计；
第八周机械传动系统设计（A3一张），液压系统设计（A3一张）；
第九周齿轮的设计计算（A2一张）
第十周传动轴的设计计算（A2一张）
第十一周行星机构的设计计算（A2一张）
第十二周左牵引部总装配图（A0一张）；
第十三周左牵引部总装配图（A0一张）；
第十四周监控系统设计，参数分布图（A3一张）；
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（图纸打印，说明书装订等），准备答辩；
第十八周毕业设计答辩。
8.指导教师意见
签名：
20年月日
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