JKMD-2.8X4多繩摩擦式提升機(jī)的設(shè)計(jì)含開題及3張CAD圖

JKMD-2.8X4多繩摩擦式提升機(jī)的設(shè)計(jì)含開題及3張CAD圖,jkmd,x4,摩擦,磨擦,提升,晉升,設(shè)計(jì),開題,cad 開題報(bào)告 （學(xué)生用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)： 課題名稱 JKMD-2.8X4多繩摩擦式提升機(jī) 指導(dǎo)教師 學(xué)生 學(xué)號(hào) 一、論文資料的準(zhǔn)備 1.礦井提升機(jī)發(fā)展史 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)礦山資源需求的高速增長(zhǎng)，對(duì)礦山生產(chǎn)技術(shù)提出了越來越高的要求。礦井提升機(jī)作為礦山進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其電控調(diào)速技術(shù)的發(fā)展對(duì)促進(jìn)礦井生產(chǎn)效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國(guó)的礦井提升機(jī)電控技術(shù)取得了不少的進(jìn)步，但與美國(guó)、德國(guó)等世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，依然存在著很大的差距。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的礦井提升機(jī)電控技術(shù)已全面實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字控制，而國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)中小煤礦的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)還是交流串電阻調(diào)速的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)，效率低下，安全隱患多，嚴(yán)重制約著我國(guó)礦山產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，急需大規(guī)模的技術(shù)改造和更新。礦井提升機(jī)直流拖動(dòng)相對(duì)于交流拖動(dòng)，提升能力強(qiáng)，并且調(diào)速容易。例如，一臺(tái)交流提升機(jī)功率最大為1000kw，當(dāng)要求提升功率為2000kw一下時(shí)可以采用雙交流電機(jī)拖動(dòng)方式，若要求提升功率大于2000kw時(shí)則需要采用直流提升機(jī)拖動(dòng)。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)可以完成對(duì)直流提升機(jī)的起動(dòng)、加速運(yùn)行、勻速運(yùn)行、減速運(yùn)行和回饋制動(dòng)的控制，并且可以實(shí)現(xiàn)平滑運(yùn)行，調(diào)速精度高和提升機(jī)的四象限運(yùn)行。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費(fèi)用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護(hù)工作量小，備件少，處理事故快；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實(shí)現(xiàn)最佳控制和自動(dòng)化，安全可靠。礦井直流提升機(jī)電控系統(tǒng)還可為以后的計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)打下了基礎(chǔ)，和實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的全數(shù)字控制。本設(shè)計(jì)采用磁場(chǎng)換向的晶閘管--直流電動(dòng)機(jī)(SCR-D)系統(tǒng)作為礦井直流提升機(jī)的控制系統(tǒng)，可有效的改善礦井提升機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的性能,實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的最佳控制。 2．礦井提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 （1）國(guó)內(nèi)提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 ①交流拖動(dòng)方式? 目前我國(guó)提升機(jī)約70%采用串電阻調(diào)速的交流拖動(dòng)方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉(zhuǎn)差率S的調(diào)速方法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，使大量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導(dǎo)致調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性變差。極少數(shù)提升機(jī)采用串級(jí)調(diào)速方法，其調(diào)速范圍窄，且投資大。? ②直流拖動(dòng)方式? 我國(guó)提升機(jī)采用直流拖動(dòng)有兩種系統(tǒng)：直流發(fā)電機(jī)--電動(dòng)機(jī)機(jī)組(F-D)和晶閘管--直流電動(dòng)機(jī)(SCR-D)系統(tǒng)。其生產(chǎn)和使用情況如下：國(guó)內(nèi)研制大型直流提升機(jī)主要有三大廠家：上海電機(jī)廠主要生產(chǎn)配套電機(jī)，己生產(chǎn)低速直流電機(jī)800多臺(tái)，最大容量5775kw，額定轉(zhuǎn)速50r/min，其中長(zhǎng)廣煤礦及五村煤礦的提升為1000kW、48r/min，淮南潘三礦采用一臺(tái)2600kW低速直聯(lián)電機(jī)；上海冶金礦山機(jī)械廠主要生產(chǎn)主機(jī)及信號(hào)系統(tǒng)，已生產(chǎn)80多臺(tái)提升機(jī)，1979年生產(chǎn)過一臺(tái)低速直聯(lián)落地式提升機(jī)；北京整流器廠主要生產(chǎn)配套電控系統(tǒng)，己從瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引進(jìn)了晶閘管電控整機(jī)系統(tǒng)及元件生產(chǎn)線，直流電控容量可達(dá)到7000kW；還引進(jìn)了交流變頻調(diào)速(交-直-交)電控生產(chǎn)線，可生產(chǎn)單機(jī)420kw變頻調(diào)速電控設(shè)備；1986年向甘肅金川礦提供了一套帶微機(jī)控制的800kW直流電控設(shè)備。從國(guó)外引進(jìn)的晶閘管供電的直流提升機(jī)20多套，其中AEG公司21O0kW低速直聯(lián)6套、西門子公司低速直聯(lián)4套、瑞典ASEA公司9套。另外，還正在引進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。 （2）國(guó)外提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 ①晶閘管-電動(dòng)機(jī)(SCR-D)直流低速直聯(lián)拖動(dòng)系統(tǒng)? 部分發(fā)達(dá)國(guó)家原有的交流提升機(jī)已基本上被晶閘管-電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱SCR-D)系統(tǒng)所取代。如德國(guó)、瑞典等國(guó)家已有90%以上采用直流提升機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機(jī))，使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。如AEG公司采用低速直聯(lián)的SCR-D系統(tǒng)，電機(jī)功率3000kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200米，具有完善的保護(hù)系統(tǒng)；采用磁場(chǎng)反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置；采用積分給定與行程給定相結(jié)合的雙重給定信號(hào);主回路采用兩組三相橋組成12脈動(dòng)順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。SIEMENS(西門子)公司、ABB公司、CEGELEC公司以及ASEA公司等都有相同類型的產(chǎn)品，其性能大同小異。此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費(fèi)用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護(hù)工作量小，備件少，處理事故快；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實(shí)現(xiàn)最佳控制和自動(dòng)化，安全可靠。其缺點(diǎn)在于：功率因數(shù)低，如三相橋平均功率因數(shù)只有0.45左右；無功沖擊大，高次諧波對(duì)電網(wǎng)影響大。這些缺點(diǎn)可采用順序控制和多脈沖整流的方法以及在電網(wǎng)上加諧波濾波器等措施使其抑制在一定的允許范圍內(nèi)。? ②交流變頻調(diào)速同步機(jī)驅(qū)動(dòng)提升系統(tǒng)? SCR-D直流拖動(dòng)系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術(shù)等措施來提高功率因數(shù)，但其功率因數(shù)仍然較低，從而從電網(wǎng)吸收大量的無功功率，且對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，提升容量越大，問題越突出。再則，直流電機(jī)制造成本高，電樞回路的整流子限制了提升容量的進(jìn)一步增加，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護(hù)工作量，故障率高。因此換相整流子是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個(gè)問題，迫使人們又重新考慮交流拖動(dòng)方式。自80年代初以來，交流變頻供電的同步機(jī)拖動(dòng)異軍突起，在大型提升機(jī)中發(fā)展成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均優(yōu)的拖動(dòng)方式。如SIEMENS公司1979年投運(yùn)的2X4200kW、1x2650kw，額定轉(zhuǎn)速55.5r/min；CEGELEC公司1983年投運(yùn)的1X5480kw，額定轉(zhuǎn)速69.5r/min；AEG公司1985年投運(yùn)的1x3000kW，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，ABB公司投運(yùn)的lx4200kw額定轉(zhuǎn)速45.86r/min；SEIMAG公司投運(yùn)的2x460OkW等變頻調(diào)速同步機(jī)拖動(dòng)的提升機(jī)，經(jīng)過多年的運(yùn)行，均獲得成功。這種拖動(dòng)系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點(diǎn)：①提升容量幾乎不受限制，最大可達(dá)10000kW，提升速度可達(dá)20m/s以上，提升高度1200米以上，滾筒直徑達(dá)6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達(dá)到的；②沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機(jī)的可靠運(yùn)行和降低了運(yùn)行消耗；③功率因數(shù)高，可達(dá)0.9-1，極大地節(jié)省了電能；④動(dòng)態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過渡和無級(jí)調(diào)速；⑤由于機(jī)械特性好，故起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。⑥同步機(jī)的價(jià)格和有色金屬的消耗低于直流機(jī)；⑦調(diào)速范圍寬。因此，多數(shù)專家認(rèn)為，變頻同步機(jī)拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)是大型提升機(jī)拖動(dòng)的必然發(fā)展方向。這種拖動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：①必須有專用的變頻電源；②在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電機(jī)的過載倍數(shù)有所降低；③高次諧波對(duì)電網(wǎng)有影響，需在電網(wǎng)上加濾波器等補(bǔ)償措施加以緩解。 二、本課題的目的 本課題擬解決的關(guān)鍵問題是控制策略研究，提升機(jī)是礦山生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它屬于大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量機(jī)-電-液系統(tǒng)，提升機(jī)要按所要求的速度圖運(yùn)行，否則在系統(tǒng)中容易產(chǎn)生大的慣性力，降低機(jī)器的壽命，甚至產(chǎn)生脫軌等惡性事故。控制策略研究就是要通過電液控實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地使提升機(jī)按給定的速度圖運(yùn)行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機(jī)運(yùn)行的要求。因此關(guān)鍵是解決提升機(jī)控制系統(tǒng)。 三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路 本課題主要完成礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，包括主電路結(jié)構(gòu)選擇計(jì)算、控制方案的確定、動(dòng)靜態(tài)計(jì)算等。 (1)具體的課題內(nèi)容有：? ①總體設(shè)計(jì)方案的制定：系統(tǒng)整體方案的確定、各模塊實(shí)現(xiàn)方法的選擇、各模塊及整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框圖；? ②相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)：礦井提升機(jī)主電路的選擇與設(shè)計(jì)，礦井提升機(jī)控制電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)等；? ③系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)的計(jì)算：根據(jù)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)相關(guān)計(jì)算以及相關(guān)器件的選擇。? ④靜態(tài)特性分析，畫出靜態(tài)結(jié)構(gòu)方框圖推導(dǎo)靜態(tài)參數(shù)計(jì)算公式并畫出靜特性曲線? ⑤動(dòng)態(tài)特性分析，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，起動(dòng)過渡過程分析 （2）研究方法與思路 根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，本設(shè)計(jì)主要分三部分： ①總體設(shè)計(jì)方案的制定； ②相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)； ③系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。 對(duì)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)中充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強(qiáng)大的PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡(jiǎn)化了控制線路。在軟件中采用提升機(jī)電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報(bào)警更加科學(xué)合理。為了更直觀的顯示提升機(jī)的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機(jī)監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對(duì)整個(gè)提升系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 四、總體安排和進(jìn)度 進(jìn)度安排：1至2周查閱相關(guān)資料，3至4周完成任務(wù)說明書，5至8周進(jìn)行機(jī)械制圖的繪制，9至10周進(jìn)行糾正與改正，11周進(jìn)行答辯。 五、研究方案的可行性分析和已具備的實(shí)驗(yàn)條件 1.研究方案的可行性分析 通過上網(wǎng)查閱和參考相關(guān)書籍，通過實(shí)習(xí)參照已設(shè)計(jì)出的同類型產(chǎn)品參數(shù)尺寸和所學(xué)的課本原理，結(jié)合我們要求設(shè)計(jì)機(jī)型的具體要求，采用計(jì)算法和類比法綜合應(yīng)用的方法，盡量綜合各不同生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2. 已具備的實(shí)驗(yàn)條件 （1）個(gè)人計(jì)算機(jī)一臺(tái) （2）個(gè)人計(jì)算機(jī)中預(yù)裝WindowsXP、8、10操作系統(tǒng)，AutoCAD工具和office套裝 （3）通過局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng) 六、主要參考文獻(xiàn) [1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術(shù)與PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.8? 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