平衡控制裝置設計報告

㈠ 編寫一個程序，設置兩個按鈕，分別控制升旗和降旗，如圖3。

屆電子信息工程、計算機控制專業）
目 錄
畢業論文（設計）任務書

一．畢業論文（設計）的目的和任務
二．畢業論文（設計）的程序和步驟
三．畢業論文（設計）的結構與要求
四．畢業論文（設計）的指導工作及對學生的要求
五．畢業論文（設計）與答辯的時間安排
六．畢業論文（設計）成績的評定
七．畢業論文（設計）參考選題
八．附件

山東水利職業學院 信息工程系
2007屆學生畢業設計(論文)任務書
指導教師 職 稱 需要學生人數及專業
課題名稱
課題內容及意義
對學生的要求
進度安排
參考文獻
備註：學生分為計算機應用、電子信息、網路技術、計算機控制等專業。
一．畢業論文（設計）的目的和任務
根據國家教育部的要求，高等學校畢業生在畢業前要進行撰寫論文或進行畢業設計（統稱畢業環節），這是高等教育不可或缺的一個重要環節。畢業環節注重理論與實踐相結合，將課堂學到的知識與實際工作中的問題結合起來，培養學生解決實際問題的能力，同時也增強了學生適應實際工作的能力，是邁向實際工作崗位前的一次重要演練。
通過畢業論文（設計），使學生運用所學的軟、硬體知識，獨立分析解決計算機應用的實際問題，掌握應用軟體開發的基本模式和步驟，以達到將理論知識學以致用、融會貫通的目的。
學生論文（設計）要完成的任務是：
1．根據所選畢業論文（設計）的題目，到各有關單位進行現場實習和調研，搜集並整理有關資料、文獻。
2．根據實習和調研所掌握的資料，對論文（設計）題目中所涉及的問題進行分析論證，提出見解，編寫應用程序，最終完成論文（設計）。
二．畢業實習與論文（設計）的程序和步驟：
畢業論文（設計）的工作大致可分為如下階段：
（一）選題階段
根據給出的論文題，按自身的理解和對題目的熟悉程度，填報論文題目，學生也可自行選擇未給出的論文題。學生須明確所選題目的要求及深度。學校根據學生填報的畢業論文（設計）志願，在綜合評定後，最終確定學生的論文題目，並指定指導教師。自選題須經指導教師認證。
（二）撰寫論文階段
在教師的指導下，對所選題目目前的狀況及用戶的要求進行需求分析，提出解決方案，畫出系統流程圖，編寫程序，進行上機調試，最終完成論文（設計）。
（三）畢業答辯階段
學生按期做完畢業論文（設計）後，交給指導教師審閱，教師要寫出審閱意見，並在論文上簽字。在沒有特殊情況下，學生均須進行畢業答辯。
答辯按以下程序進行：
1．學生向答辯委員會報告本人論文的主要內容；
2．答辯委員會和參加老師對論文提出問題；
3．學生對所提問題進行答辯；
4．答辯委員會給出答辯成績。
三．畢業論文（設計）的結構與要求
◆畢業論文或畢業設計報告字數不少於12000字
◆畢業論文（設計）任務書
◆目錄
◆中文摘要
◆英文摘要（Abstract）（可選）
◆前言：本課題研究的意義、國內外相關課題的狀況介紹等。
◆系統的需求分析：系統需求、本課題任務及目的等。
◆系統開發工具：本課題使用的軟體工具介紹等。
◆系統設計與開發：本課題程序結構、數據結構、演算法、系統開發流程、主要模塊及其原程序注釋、遇到的問題及解決方案等。
◆代碼調試與系統測試：應用程序測試、系統測試等。
◆總結：系統的功能、使用說明、存在的問題、收獲和體會等。
◆附錄
◆參考文獻
四、畢業論文（設計）的指導工作及對學生的要求
（一）指導教師的主要工作
指導學生擬定論文進度，布置給學生應完成的工作並檢查其執行情況，每周至少半天時間對所帶學生進行指導。引導學生擬定論文提綱，幫助學生分析論文所涉及的問題，對方案的可行性、流程的正確性、程序的嚴謹性等進行審查，並提出意見，做好論文的審閱和學生的釋疑工作。
（二）對學生的要求
1、擬定個人工作計劃，搜集、閱讀、分析、整理有關資料；
2、復習有關專業理論及編程需用的程序語言，做好實習、撰寫論文准備工作。
3、在畢業環節過程中，要嚴肅認真，積極主動，獨立思考，努力鑽研。對論文內容要充分理解和把握，要有自己的獨立見解，不應簡單抄襲資料。做好答辯的准備工作。
4、遵守實習、勞動紀律，注意安全。服從教師指導，虛心向實習單位的工作按質、按量、按期完成畢業論文。
五．畢業論文（設計）與答辯的時間安排
序號 專業名稱 畢業設計時間 備注
1 電子信息專業（04級普通、對口） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)
2 計算機控制及應用專業（04級普通） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)
答辯時間另行通知。以上時間如有變化，會及時通知。
六．畢業論文（設計）成績的評定
畢業論文的成績分為：優、良、中、及格、不及格五級。
畢業論文的成績將綜合考慮畢業環節個人表現、論文水平及畢業答辯的情況。
七．畢業論文（設計）參考選題
設計題目一 三相非同步電動機轉速控制系統
1、 任務
設計一個小型計算機控制系統，控制三相非同步電動機的轉速。要求在一定范圍內電機轉速保持在設定轉速上。
2、要求
(1)、電機轉速控制范圍為0-1200RPM。
（2）、要求設置相應的按鈕使用戶能夠設置電機轉速、演算法參數大小以及電機的啟動和停止等。
（3）、電機控制演算法可以採用PID演算法、模糊控制演算法、模糊PID控制演算法等。
（4）、電動機的轉速調整通過晶閘管調壓模塊調整加到三相交流非同步電動機的電壓來實現。
（5）、要求在系統處於穩定狀態時，系統的設置值與實際輸轉速之間的誤差（即穩態誤差）控制在15%以內。

設計題目二 電烤箱溫度控制系統
1、任務
設計一個電烤箱溫度控制系統，要求在一定范圍內電烤箱溫度保持在設定溫度上。
2、要求
(1)、溫度范圍為0-200℃。
（2）、溫度值、控制參數等可以手動設置並能顯示設定溫度、實際溫度、控制參數等
（3）、系統的啟動和停止等操作可以通過鍵盤控制。
（4）、溫度控制精度要求在正負5℃。

設計題目三 自動往返小車的設計
1、任務
設計製作一款具有智能判斷自動往返功能的小車，能沿設定軌道自動往返。路長20厘米，並在路的兩邊貼有黑線軌道，路中間貼有數片鐵片，路兩頭有路障。
2、要求
（1）、能在路兩頭自動往返行駛
（2）、尋跡功能（按路面的黑色軌道行駛）。
（3）、檢測路面所放置的鐵片的個數的功能。
（4）、計算並顯示所走的路程和行走的時間，並可發聲發光。

設計題目五、自動水溫控制系統
1、任務
設計並製作一個水溫自動控制系統，控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，並能在環境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。
2、要求
（1）溫度設定范圍為40～90℃，最小區分度為1℃，標定溫度≤1℃。
（2）環境溫度降低時（例如用電風扇降溫）溫度控制的靜態誤差≤1℃。
（3）用十進制數碼管顯示水的實際溫度。
設計題目六、數字式工頻有效值多用表
1、任務
設計並製作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為50 ±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數進行測量的數字式多用表。參見附圖。
2、要求
（1）測量功能及量程范圍
a、 交流電壓：0～500V；
c、 有功功率：0～25kW；
d、 無功功率：0～25kvar；
e、 功率因數（有功功率/視在功率）：0～1 。
為便於本試題的設計與製作，設定待測0～500V的交流電壓、0～50A的交流電流均已經相應的變換器轉換為0～5V的交流電壓。
（2）准確度
a、 顯示為 位（0.000～4.999），有過量程指示；
b、 交流電壓和交流電流：±（0.8％讀數＋5個字），例：當被測電壓為300V時，讀數誤差應小於±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ；
c、 有功功率和無功功率：±（1.5％讀數＋8個字）；
d、 功率因數：±0.01 。
（3）功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率和功率因數的測量與顯示
設計題目七、液體點滴速度監控裝置
1、任務
設計並製作一個液體點滴速度監測與控制裝置，示意圖如右圖所示。
2、要求
（1）在滴斗處檢測點滴速度，並製作一個數顯裝置，能動態顯示點滴速度（滴/分）。
（2）通過改變h2控制點滴速度，如右圖所示；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設定並顯示，設定范圍為20~150(滴/分)，控制誤差范圍為設定值 ±10% ±1滴。
（3）調整時間≤3分鍾（從改變設定值起到點滴速度基本穩定，能人工讀出數據為止）。
（4）當h1降到警戒值（2~3cm）時，能發出報警信號。
3、說明
（1）、控制電機類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。
（2）、儲液瓶用醫用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中為無色透明液體）。
（3）、受液瓶用1.25升的飲料瓶。
（4）、 點滴器採用針柄顏色為深藍色的醫用一次性輸液器（滴管滴出20點蒸餾水相當於1ml±0.1ml）。
（5）、賽區測試時，僅提供醫用移動式點滴支架，其高度約1.8m，也可自帶支架；測試所需其它設備自備。
（6）、滴速夾在測試開始後不允許調節。
（7）、發揮部分第（2）項從站功能中，c中的「異常情況」自行確定。
設計題目八、自動控制升降旗系統
1. 任務
設計一個自動控制升降旗系統，該系統能夠自動控制升旗和降旗，升旗時，在旗桿的最高端自動停止；降旗時，在最低端自動停止。
自動控制升降旗系統的機械模型如圖所示。旗幟的升降由電動機驅動，該系統有兩個控制按鍵，一個是上升鍵，一個是下降鍵。
2. 要求
（1）、按下上升按鍵後，國旗勻速上升；上升到最高端時自動停止上升；按下下降按鍵後，國旗勻速下降，下降到最低端時自動停止。
（2）、能在指定的位置上自動停止。
（3）、為避免誤動作，國旗在最高端時，按上升鍵不起作用；國旗在最低端時，按下降鍵不起作用。
（4）、升降旗的時間均為43秒鍾，與國歌的演奏時間相等。
（5）數字即時顯示旗幟所在的高度，以厘米為單位，誤差不大於2厘米。
附件一：
山東水利職業學院 信息工程系
畢業論文（設計）撰寫規范

一、論文印裝
（一）裝訂要求
論文一律用A4（210mm279mm）標准大小的白紙列印並裝訂（左裝訂）成冊。論文在列印時，要求紙的四周留足空白邊緣，以便裝訂和批註。每頁的上邊距和左邊距側(訂口)應分別留邊25 mm，下邊距和右邊距(切口)應分別留邊20 mm。
（二）字體要求
1. 論文標題： 小2宋體字，黑體；
小標題1： 小3宋體字，黑體；
小標題2： 4號宋體字，黑體；
2. 正文標題： 參考（五）正文部分；
3. 正 文： 小4宋體字；
4. 參考文獻： 5號宋體字；
5. 英文摘要： 標題：小3， 正文：小4，字體 ：Times New Roman
二、論文結構及要求
畢業論文由以下部分組成：
1.封面；2.畢業設計（論文）任務書；3.中文摘要；4.英文摘要；5.目錄；6.正文；
7.結論；8.致謝；9.參考文獻；10.有關圖紙(大於3#圖幅時單獨裝訂)。
（一）封面及畢業設計（論文）任務書
封面是論文的外表面，提供應有的信息，並起保護作用。
封面上包括下列內容：
1.論文題目，用三號宋體字標注在題目欄；
2.論文的作者和指導教師；
3.所屬系（部、中心）、專業、年級、學號。論文封面（見附件八）。
任務書由指導教師填寫，經系（部、中心）或教研室主任簽字後生效。
（二）中英文摘要（中文在前，英文在後）及關鍵詞
摘要是論文內容的簡要陳述，應盡量反映論文的主要信息，內容包括研究目的、方法、成果和結論，不含圖表，不加註釋，具有獨立性和完整性。中文摘要一般為300 字左右，英文摘要應與中文摘要內容完全相同。
「摘要」字樣位置居中。
關鍵詞是為了滿足文獻標引或檢索工作的需要而從論文中選取出的用以表示全文主題內容信息的詞或片語。關鍵詞包括主題和自由詞：主題詞是專門為文獻的標引或檢索，盡量從《漢語主題詞表》中選用；自由詞則是未規范化的即還未收入主題詞表中的詞或片語。
每篇論文中應列出3～5個關鍵詞，它們應能反映論文的主題內容。其中主題詞應盡可能多一些，關鍵詞作為論文的一個組成部分，列於摘要段之後。撰寫要求有英文摘要的論文，還應列出與中文對應的英文關鍵詞（Key words）。
關鍵詞排在摘要正文部分下方。
（三）目錄
目錄按三級標題編寫，要求層次清晰，且要與正文標題一致。主要包括緒論、正文主體、結論、致謝、主要參考文獻及附錄等。
（四）緒論
1.緒論
其目的是向讀者交代本研究的來龍去脈，作用在於使讀者對論文先有一個總體的了解。緒論要寫得自然、概括、簡潔、確切。
2.緒論的內容有如下幾項：
（1）研究的目的、范圍和背景。
（2）理論依據、實驗基礎和研究方法。
（3）預期的結果及其地位、作用和意義。
（五）正文
正文是論文的核心部分，論文的論點、論據和論證都在這里闡述，因此它要佔主要篇幅。由於論文作者的研究工作涉及的學科、選題、研究對象和研究方法、工作進程、結果表達方式等差異很大，所以對正文中要寫的內容不作統一規定；但總的思路和結構安排應當符合「提出論點，通過論據或數據對論點加以論證」這一共同的要求。正文必需客觀真切、准確完備、合乎邏輯、層次分明。
1.對正文主題的要求
（1）主題新穎，研究、解決、創立需研究和解決的問題。
（2）主題深刻，抓住問題的本質，揭示事物的主要矛盾，總結出事物存在、運動、變化和發展的客觀規律。
（3）主題集中，一篇論文只有一個中心，要使主題集中，凡於本文主題無關或關系不大的內容不應涉及，不過多闡述，否則會使問題繁雜，脈絡不清，主題淡化。
（4）主題鮮明，論文的中心思想地位突出，除了在論文的題目、摘要、前言、結論部分明確地點出主題外，在正文部分更要注意突出主題。
2.對結構的要求
論文撰寫通行的題序層次大致有以下幾種格式：
第一種 第二種 第三種 第四種
一、 第一章 第一章 1.
（一） 一、 第一節 1.1
1. （一） 一、 1.1.1
（1） 1. （一） 1.1.2（1）
格式是保證文章結構清晰、綱目分明的編輯手段，撰寫畢業論文可任選其中的一種格式，但所採用的格式必須符合上表規定，並前後統一，不得混雜使用。格式除題序層次外，還應包括分段、行距、字體和字型大小等。
第一層次（章）題序和標題居中放置，其餘各層次（節、條、款）題序和標題一律沿版面左側邊線頂格安排。第一層次（章）題序和標題距下文雙倍行距。段落開始後縮兩個字。行與行之間，段落和層次標題以及各段落之間均為單倍行距。
第一層次（章）題序和標題用小三號宋體字，黑體。題序和標題之間空兩個字，不加標點。
第二層次（節）題序和標題用四號宋體字，黑體。
第三層次（條）及以下各層次題序及標題一律用小四號宋體字，黑體。
（六）結論
結論即結束語、結語，是在理論分析和實驗驗證的基礎上，通過嚴密的邏輯推理得出的有創造性、指導性、經驗性的結果描述。結論作為單獨一章排列，但標題前不加「第XXX章」字樣。結論是整個論文的總結，應以簡練的文字說明論文所做的工作，一般不超過兩頁。
（七）致謝
對指導教師和給予指導或協助完成畢業設計（論文）工作的組織和個人表示感謝。文字要簡捷、實事求是，切忌浮誇和庸俗之詞。
（八）主要參考文獻
1.參考文獻
參考文獻應是論文作者親自考察過的對畢業論文有參考價值的文獻。參考文獻應具有權威性，要注意引用最新的文獻。參考文獻在整個論文中出現的次序用[1]、[2]、[3]……形式統一排序，依次列出。
2.參考文獻的表示格式為：
著作：[序號]作者.譯者.書名.版本.出版地：出版社，出版時間.引用部分起止頁
期刊：[序號]作者.譯者.文章題目.期刊名.年份.卷號(期數). 引用部分起止頁
會議論文集：[序號]作者.譯者.文章名.文集名 .會址.開會年.出版地：出版者.出版時間.引用部分起止頁
例：
[1] 劉國均,陳紹業.圖書館目錄.第1版.北京:高等教育出版社，1957
[2] 傅秉義,陳運泰,祁貴中.地球物理學基礎.北京:科學出版社，1958,447
[3] 華羅庚,王元.論一致分布與近似分析.中國科學，1973（4）：339~357
三、其他要求
（一）表格
論文的表格可以統一編序（如：表15），也可以逐章單獨編序（如：表2.5），採用哪種方式應和插圖及公式的編序方式統一。表序必須連續，不得重復或跳躍。
表格的結構應簡潔。
表格中各欄都應標注量和相應的單位。表格內數字須上下對齊，相鄰欄內的數值相同時，不能用『同上』、『同左』和其它類似用詞，應一一重新標注。
表序和表題置於表格上方中間位置，無表題的表序置於表格的左上方或右上方（同一篇論文位置應一致）。
（二）圖
插圖要精選。圖序可以連續編序（如 圖52），也可以逐章單獨編序（如 圖6.8），採用哪種方式應與表格、公式的編序方式統一，圖序必須連續，不得重復或跳躍。僅有一圖時，在圖題前加『附圖』字樣。畢業設計（論文）中的插圖以及圖中文字元號應列印，無法列印時一律用鋼筆繪制和標出。
由若干個分圖組成的插圖，分圖用a,b,c,……標出。
圖序和圖題置於圖下方中間位置。
（三）公式
論文中重要的或者後文中須重新提及的公式應注序號並加圓括弧，序號一律用阿拉伯數字連續編序（如：（45））或逐章編序（如（6.10）），序號排在版面右側，且距右邊距離相等。公式與序號之間不加虛線。
（四）數字用法
公歷世紀、年代、年、月、日、時間和各種計數、計量，均用阿拉伯數字。年份不能簡寫，如1999年不能寫成99年。數值的有效數字應全部寫出，如：0.50；2.00不能寫作0.5；2。
（五）軟體
軟體流程圖和原程序清單要按軟體文檔格式附在論文後面。
（六）工程圖按國標規定裝訂
圖幅小於或等於3#圖幅時應裝訂在論文內，大於3#圖幅時按國標規定單獨裝訂作為附圖。
（七）計量單位的定義和使用方法按國家計量局規定執行。

（八）附錄
1.附錄
附錄是論文主體的補充項目，為了體現整篇論文的完整性，寫入正文又可能有損於論文的條理性、邏輯性和精煉性，這些材料可以寫入附錄段，但對於每一篇論文並不是必須的。
2.附錄大致包括如下一些材料：
（1）比正文更為詳盡的理論根據、研究方法和技術要點，建議可以閱讀的參考文獻的題錄，對了解正文內容有用的補充信息等；
（2）由於篇幅過長或取材於復製品而不宜寫入正文的材料；
（3）一般讀者並非必要閱讀，但對本專業同行很有參考價值的資料；
（4）某些重要的原始數據、數學推導、計算程序、框圖、結構圖、統計表、計算機列印輸出件等。
（5）附錄段置於參考文獻表之後，附錄中的插圖、表格、公式、參考文獻等的序號與正文分開，另行編制，如編為「圖1」，「圖2」；「表1」，「表3」；「式（1）」，「式2」；「文獻[1]」，「文獻[2]」等。
四、畢業設計（論文）裝訂順序
（一）畢業設計（論文）封面
（二）畢業設計（論文）任務書
（三）中文摘要、關鍵詞
（四）英文摘要、關鍵詞
（五）目錄
（六） 正文
（七） 附錄
（八） 封底

㈡ 機械設計論文開題報告

下文是為大家精選的機械設計論文開題報告，希望對大家有幫助!

機械設計論文開題報告

題目：上行式石灰帶式輸送機設計

一、課題依據及意義

帶式輸送機是連續運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。由於帶式輸送機有長距離、運量大、連續運輸等特點，其已經成為煤礦最理想的高效連續輸送設備。帶式輸送機運行可靠,易於實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井。

由於帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。所以選擇帶式輸送機這種通用機械的設計作為畢業設計的選題，由此能培養我們獨立解決工程實際問題的能力。由於現在對貨物石灰比較常用，所以上行式石灰帶式輸送機的設計還是很有必要的。

二、國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)

1、國外對帶式輸送機的發展研究

國外對帶式輸送機得研究包括多方面，比如輸送機起動的優化理論，輸送帶橫向振動理論的發展，橡膠損耗裝置的研究，橡膠損耗裝置的研究，卸料軌跡與料流狀態研究等等。具體研究發展情況幾天如下：

最佳理論S—曲線起動 此研究1981年開始於澳大利亞聯邦科學與工業研究組織，優化輸送帶的起動，使瞬時應力最小化。在啟動時，S曲線在輸送帶上產生一個可預測的動態應力。

輸送帶振動理論的發展 對正交各向異性薄板理論的研究，對運動的輸送帶出現振動和彎曲現象有了第一次數學解釋，提供了一種准確的方法預測帶式輸送機的回程段振動的能量。得出了4階偏微分方程的解，並被應用於具體的稱為薄板的彈性邊界。得出了一種方法，對鋼絲繩芯輸送帶和織物帶，預測運輸段和回程段帶的振動形式需應用不同的特殊邊界條件。

滾動損耗的研究 上世紀末，進行了預測長距離和轉彎輸送機摩擦力的新研究。

紐卡斯爾大學研究了物料和輸送帶彎曲的影響，並且發表了許多研究成果。其他人也相繼發表了自己的研究成果，主要體現在對彎曲和有關滾動壓陷損耗的橡膠特點影響的理解以及壓陷損耗有關的復雜情況。

動力學分析 有多種方法可以解決輸送帶中彈性應力傳播的問題，包括波動模型、質量—彈簧模型、邊界元素模型和有限元/微分方法。每一種方法都有其數學根據。例如，對於波動模型方法有必要考慮全部應力波的傅立葉成分，而質量—彈簧模型的解決方案取決於產生應力各個模態的幅值，對於有限元模型，當運用大量的運算來模擬應力時若元素邊界錯誤就可能出現問題，並且元素的模數會變成臨界的模數。應用波動模型需要較多的數學基礎，而質量—彈簧模型更易於用速度快、內存大的計算機來處理。

表1 國外帶式輸送機的主要技術指標 Zh_ _sxd =

Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas oq\_ {]7o.

國外300~500萬t/a高產高效礦井 @_jLSym Rn

>G主參數

順槽可伸縮帶式輸送機

大巷與斜井固定式強力帶式輸送機

運距/m

2000～3000

﹥3000

帶速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高達8

輸送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驅動總功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大達10100

2、國內對帶式輸送機的發展研究

我國生產製造的帶式輸送機的品種、類型較多。在「八五」期間，通過國家一條龍「日產萬噸綜采設備」項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，並對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，研製成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅動系統採用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特徵指標如表2所示。

表2 國內帶式輸送機的主要技術指標

Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China

主參數

順槽可伸縮帶式輸送機

大巷與斜井固定式強力帶式輸送機

運距/m

2000～3000

﹥3000

帶速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高達8

輸送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驅動總功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大達10100

3、國內外帶式輸送機技術的差距

差距一：技術性能上的對比

我國帶式輸送機的主要性能與參數已不能滿足高產高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 |S _>(YWu9 從上面國內外帶式輸送機得主要技術指標可以了解到：

1. 各種輸送帶式機的最大裝機功率都要遠遠的低於國外的最大裝機功率。

2. 帶速 由於受託輥轉速的限制，我國帶式輸送機帶速要比國外低上至少1m/s(我國為4m/s，國外已經達到5m/s以上)。

3. 運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000 t/h，國外已達5500 t/h。

4. 工作面順槽運輸長度 我國為3000 m，國外為7300m。

5. 最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400 mm，國外最大為1830 mm。

6. 自移機尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。而國內自移機尾主要依賴進口，可見差距相差甚遠。

7. 高效儲帶與張緊裝置 我國採用封閉式儲帶結構和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外採用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現脫軌現象。

8. 輸送機品種 國內機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分的發揮其性能。而且由於我國煤礦的地質條件差異很大，需要在運輸系統裡布置新的特殊條件，所以需有待開發專用型的運輸機。

差距二：核心技術上的差異

1.動態分析與監測技術

動態分析與監測技術是長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵，這種核心技術制約著大型帶式輸送機的發展。對帶式輸送機的研究中，我國在計算方法和設計規范中，使用的是剛性理論來進行分析研究。而實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅動裝置的起、制動力的動態響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。因此說我國對輸送帶使用了很高的安全系統。

已開發了帶式輸送機動態設計方法和應用軟體，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態分析與動態監測，降低輸送帶的安全系統，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平，並使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。

2.可控軟起動技術與功率均衡技術

我們需要採用軟起動方式來降低輸送機制動張力，尤其是多電機驅動時，對於那種大運量產距離的帶式輸送機。但對軟起動也需有所研究，軟起動分時慢時快起動以減少對電網的沖擊;但又要控制起動加速度0.3～0.1 m/ ，解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現象，減少對元部件的沖擊。各電機之間的功率平衡也應加以控制，並提高平衡精度。國內解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題，但其調節精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調速型液力偶合器雖然實現軟啟動與功率平衡，但還需研製適合長距離的無級液力調速裝置。

差距三：控制系統差距

1. 驅動方式 我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統、CST可控傳動系統等，控制精度較高。

2. 監控裝置 我國輸送機採用的是中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。這種可編程序控制器沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。而在國外，採用的是高檔可編程序控制器PLC，開發了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數據採信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監控系統。

3.輸送機保護裝置 我國的輸送機保護裝置相對於國外來說對於很多方面都是處於一種空白狀態，也就是說國外所設計的保護裝置，我國目前還做不到。比如國外的帶式輸送機除了安裝了輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵這些基本等保護裝置外，還開發了很多新型監測裝置，如傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監測系統、煙霧報警及自動消防滅火裝置、纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監測系統、防爆電子輸送帶秤自動計量系統等等。我國不但沒有這些開發，而且那些基本保護其可靠性、靈敏性、壽命都較低。

差距四：可靠性、壽命上的差距

1.輸送帶抗拉強度 我國生產的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 [email protected] _l_xWG

2.輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%～65%，國外能夠達到母帶的70%～75%。 h-_fIO_*3

3. 托輥壽命 我國現有的托輥技術與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承採用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，並可作為高速托輥應用於帶式輸送機上，使用面廣，經濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產托輥壽命僅為國外產品的30%～40%。 J_z-_Y O_

4. 輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 _P`uU_o(?

5. 帶式輸送機上下運行時可靠性差。 a<+O`4____

4.現如今帶式輸送機的發展趨勢

1. 設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今後發展的必然趨勢，也是高產高效礦井運輸技術的發展方向。

2. 提高元部件性能和可靠性 設備開機率的高與低主要取決於元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態分析與監控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提

3. 擴大功能，一機多用化 拓展運人、運料或雙向運輸等功能，做到一機多用，使其發揮最大的經濟效益。開發特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。

三、研究內容及實驗方案

通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。我此次設計的是上行式石灰帶式輸送機，屬於一種通用 帶式輸送機，主要計算與選擇輸送帶類型，托輥類型，滾筒類型以及張緊裝置。

根據使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況，進行輸送機的整體布置。主要包括驅動裝置的形式、數量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機頭、機尾布置，裝載位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。輸送帶繞經驅動滾筒和尾部改向滾筒形成無極的環形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運轉所需的張緊力。工作時，驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運動。通常利用上股輸送帶運送物料，並在輸送帶繞過機頭滾筒改變方向時卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。

四、目標、主要特色及工作進度

目標 帶式輸送機得研究以及設計應用中，我們對帶式輸送機的利用要達到效率最大化。帶式輸送機在不斷的發展，其設計理論以及開發成果基本滿足礦工業的需求，我們利用現代化的計算機技術，結合現實地點與理論，設計出更好更有特色的帶式輸送機。帶式輸送機的應用跟廣泛，所以在安全裝置上需要更加的用心，而且根據市場的需求，設計出性能以及質量更能滿意的輸送機。

特點 上行式石灰帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的傳送帶-流水線-傳送帶機械。礦井地面選煤廠及井下主要輸送道中，大部分採用此種輸送機。通過它我們能將物料從最初的供料點運輸到最終的卸料點，其輸送路線適應性強且靈活，線路長度可以短到10米，長到數十千米以上，也可以安裝到小型隧道里，甚至架設在危險地面上課。對於現代化工業企業中，這是一種不可缺少的裝置。

工作進度安排

1. 查閱相關資料，外文資料翻譯(6000字元以上)，撰寫開題報告 20xx.12.27～20xx.01.21 4周

2.運動及動力參數計算 20xx.03.21～20xx.04.03 2周

3.總裝圖設計 20xx.04.04～20xx.04.24 3周

4 主要零、部件強度及選用計算 20xx.04.25～20xx.05.08 2周

5.繪制零、部件圖 20xx.05.09～20xx.05.22 2周

6.編寫設計計算說明書(畢業論文) 20xx.05.23～20xx.06.05 2周

7.畢業設計審查、畢業答辯 20xx.06.06～20xx.06.23 2周

五、參考文獻

[1]孫桓等主編.機械原理.北京:高等教育出版社，2001

[2]濮良貴等主編.機械設計. 北京:高等教育出版社，2001

[3]《運輸機械設計選用手冊》編委會.運輸機械設計選用手冊. 北京: 化學工業出版社.1999

[4]范祖堯主編.現代機械設備設計手冊. 北京:機械工業出版社，1996

[5]徐灝主編.機械設計手冊(第四版).北京.機械工業出版社.1991

[6]Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.NewYork:McGraw-Hill Book Company,1980

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㈢ 靜態平衡閥的應用分析

平衡閥正確地理解應為水力工況平衡用閥。從這一觀念出發一切用於水力工況平衡的閥門如調節閥、減壓閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥都應看成水力工況平衡用閥——平衡閥。而市場上稱為平衡閥的產品，僅是附加了流量測試功能的一源鍵爛種手動調節閥。
靜態平衡閥是指手動調節閥或手動平衡閥。動態平衡閥是指自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥也曾稱作自力式流量控制器、自力式平衡閥。自力式壓差亮桐控制閥在北歐也稱為Automotic Balance Valve即自動平衡閥。 一般地說供熱、空調的管網都是閉路循環的管網，其水力工況是指系統各點的壓力，各管段的流量、壓差。由公式△P=SG2
△P——壓差或稱阻力損失
S——管段或系統的阻力系數
G——管段或系統的流量
可知，流量和壓力是相關參數，流量和壓力的調控互為手段和目的。減壓手段是減少上游管路的流量；減少流量也必然是減少管路前點的壓力或增加管路後點的壓力。流量變化必然導致壓力的變化；S值不變的系統，壓差的變化必然起因於流量的改變。因此說沒有一種不影響壓力的流量控制閥，也沒有一種不影響流量的壓力控制閥。
水力工況平衡是指流理的合理分配。在供熱和空調管網中，水是熱載體介質，水流量的合理分配是熱力工況平衡的基礎。以供熱系統為例，設計者在進行水力工況計算時在各分支流量為設計值的假想情況下進行的。由於管材及最高流速成的限制，設計上實現水力平衡幾乎是不可能的。這樣勢必造成近端阻力系數不能達到設計理想狀態，形成近端流量過大，遠端流量不足的失調現象。
由於水力工況設計成了一個設計水壓圖，而實際運行時這一水壓圖必須由閥門平衡調節而形成。用閥門調節水力工況的過程是建立合理水壓圖的過程，在設計合理的情況下，這兩個水壓圖會會合得很好。
由於運行水力工況是水泵的工作曲線與外網特性曲線交點形成的。
對於外網特性曲線△P=SG2，由於並聯的近端支路S值會小於設計值，造成總S值遠小於設計值，循環水泵在小揚程大流量工況下運行，使水泵在大軸功率，低效率點運行。嚴重時可能出現軸功率大於電機銘牌功率，電機超額定電流，直至燒電機事故發生。
調網的過程就是用平衡閥增加近端阻力，使近端支路S值增大至設計值，總S值增大至設計值。使遠近流量分配均勻合理，循環水泵在設計工況下運行，達到節熱、節電，提高供熱質量的目的。
運行崗們工作者常對一些水力工況失衡現象形成誤解：
（1）水泵出力不足，水泵實際揚程小於銘牌揚程，導致辭末端過不去水。
實際上是由於近端支線阻力小、流量大，造成遠端流量小，水泵工作點偏移在大流量、小揚程、低效率的工作點。
（2）鍋爐或換熱器阻力大，所有鍋爐或換熱器廠商標稱阻雹漏力都遠小於實際阻力。
實際上總循環水量的加大必然導致辭鍋爐換熱器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
（3）鍋爐出力不足,實際上流量加大後供回水溫差不可能更大。當然煤質和風系統不正常也可能造成鍋爐出力問題。 調網的過程是利用平衡閥使各分支達到合理流量的過程。近端資用壓頭大於用戶需用壓頭必然導致流量過大。必須用閥門消耗富裕壓頭富裕壓頭=資用壓頭-需用壓頭）
戶內實際供水壓力為P2，回水壓力為P3。如果壓力過低會導致運行倒空，壓力過高導致耐壓等級較低的元件（如散熱器）的壓力破壞。
因此對地形高差大的管網應按上述因素考慮平衡閥的安裝位置。即在地形低窪處樓群平衡閥宜安裝於供水，以保證戶內不起壓；在地形較高位置平衡閥宜安裝於回水，以保證用戶不倒空。
對於大型直聯管網，如電廠凝汽供熱管網，供熱半徑很大，外網供回水壓差很大，因此對平衡閥安裝位置應作特殊考慮。 對於供熱系統在傳統的供熱體制下是一種平均分配的供熱模式，這種供熱模式一般採取定流量的質調節供熱方式。也有少數大型管網出於節約運行電能的目的，採取質量並調方式。但在平均代熱的前提下，流理的變化僅決定於室外氣溫變化，因此其控制方式，僅考慮採用室外溫度單一參數控制熱源循環泵的轉速，實現變流量運行。這種變流量運可定義為熱源主動變流量方式。
在熱計量收費的運行方式下，供熱負荷及循環水流量的變化取決於用戶需求，系統總循環流量的變化決定於用戶的變化，這種變流量機制可定義為用戶主動變流量方式。
有一些業內人士提出計量收費的室內系統採用水平跨越管式系統，企圖沿用定流量方式運行，這里估且不論水平跨越是否可實現流量運行，單就定流量運行方式浪費運行電能這一項就應予以廢止。
這種計量收費流量控制方案，以下述方案為最佳可行方案：取3—5個末端供回水壓差信號為熱循環流量的控制信號，當全部壓差信號都大於設定值時循環水泵降低轉速，當任意一個壓差小於設定值時，循環水泵增加轉速。 1、手動平衡閥
手動平衡閥具有造價低，元件使用壽命長等優點，對支路不多的小型管網也可方便進行水力工況平衡。對於熱源主動變數管網只能採用手動平衡閥，因為只有手動平衡閥才能保證流量的一致等比變化，而一切自力式平衡閥都不能保證熱源主動流量運行。如前述大型直聯管網手動平衡閥可用於壓力工況的調整。
1.1手動平衡閥的特性曲線
1）截止閥特性曲線
2）線性特性閥實際工作曲線（閥權度0.2）
3）線性特性
4）等百分比特性曲線
閥門特性曲線決定了閥門的調節性能，如截止閥的流量曲線，如果認為95%—100%之間的流量變化是沒有意義的，那麼開度從0—5%即實現了流量的全程變化，這樣的閥門是不能作為水力工況平衡調節使用的。
由於閥門理論特性曲線是在定壓差下測試，而實際工況只要閥權度不為1則閥門在小開度下閥前後壓差大，大開度時閥前後壓差小，導至閥dG/dC值在小開度變大，在大開度時變小，使閥門實際工作曲線向快開方向偏移，閥權越小其偏移越大，對於直線特性的閥門由於實際性能的偏移會導致閥門的有效調節的開度空間變小，因此閥門的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比（對數）特性曲線閥門，在閥權度0.3—0.5時實際工作曲線可能接近直線特性。
1.2閥門的汽蝕振動
通常閥門在小開度情況下閥口的流速過高，在閥後會形成旺盛紊流的蝸旋區，蝸旋區核心壓力很低，該處壓力低於水溫對應的飽和壓力時水蒸汽的閃發會導致氣水擊現象：嚴重的噪章，閥門及管道的振動，閥門、管道、管支架的破壞。
防止這種事故的發生應首先在閥門流道設計上考慮閥塞和閥座在小開度時形成狹長的節流流道，約束旺盛紊流蝸旋的形成；其次選用閥門時盡量加大閥權度，以避免閥門在小開度下運行。另外，在不牽涉壓力工況問題時盡量將平衡閥安裝在水溫較低的回水上。
2、自力式流量控制閥
2.1自力式控制閥工作原理
（1）孔板流量計——導閥——主閥原理。主閥前設置一個流量孔板，導閥感測、比較孔板前後壓力差，如壓力差大於設定壓差，意味著流量超過設定流量，導閥控制主閥做關閥動作。如感測壓差小於設定壓差，則意味著流量小於設定流量，導閥控制主閥開閥動作。導閥上的設定壓差可調，調大調小設定壓差，可以調大調小設定流量。
由於孔板流量計的流量壓差對應關系受到前流態影響極重，如果要求流量精度達到10%，則必須閥前有10d以上的直管段，而這一點工程實際中極難保障。另外這種閥出廠後的流量可調范圍很小，在保持流量精度的前提下，流量可調比不會超過2：1。
（2）「Kv·=常數」原理，自由彈簧和感壓膜構成閥門開關動力系統△P/S=εL
S—感膜工作面積，ε—彈簧的胡克系數，L—閥行程
由此可知閥門的每一個行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恆定值。這一原理的閥最初做成流量不可調的流量限制器，生產的流量可調式一種是做成多管通道，通過堵管調整設定流量；另一種是用一手動閥改變自力閥Kv與行程的關系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調整位置的反比關系，造成調整位的流量控制精度不高。另外有的產品用波紋管製作感壓膜和自由彈簧的一體化產品，由於不銹鋼波紋管處在流動死區，在水中氯離子含量較高時，極易產生腐蝕。
（3）自力式壓差控制閥與手動調節閥閥組原理。這種原理是現在國產流量控制閥最廣泛採用的。手動調節閥的每一個開度位置對應一個Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動調節閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時只需調整手動調節閥的Kv值。
這種閥的流量控制精度決定於壓差控制閥精度，壓差
△P=N/S
N——彈簧力
S——感壓膜工作面積
彈簧力在自力閥的行程內會有變化，但使
H/△L=1/10
H——自力閥最大位移行程
△L——彈簧的預壓縮量
則△P的變化僅為±5%，流量精度可達3%。
這咱自力式流量控制閥的缺點在於閥門有最小工作壓差的要求，一般產品要求最小工作壓差20KPa，如果安裝在最不利迴路上，勢必要求循環泵多增加2米水柱的工作揚程，所以應採取近端安裝，遠端不安的辦法。用戶離熱源距離大於供熱半徑的80%時就不宜安裝這種自力式流量控制閥。
（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量
戶內阻力系數S，在平均供熱的前提下是不變值，戶內設計流量G，△P=SG2,通過控制戶內供回水壓差，一樣可以控制循環流量，調節控制壓差就可調節循環流量。用這種辦法調控流量，只是必須藉助攜帶型流量測試儀器如超聲波流量計。這種方式對於遠端用戶，閥門不會增加消耗壓頭。
2.2自力式流量控制閥的適用性
自力式流量控制閥在大型管網上應用可以使流量分配工作變得簡單便捷。尤其多熱源管網，熱源切換運行時不會對用戶流量產生影響。
但對於變流量運行的管網不可採用自力式流量控制閥。在熱源主動變流量的情況下，近端迴路維持流量不變，而遠端迴路流量會嚴重不足。在熱用戶主動變流量的情況下，用戶主動調小流量時，自力式流量控制閥會開大閥門，盡量維護原流量，直到全開失效為止。用戶主動調大流量時，自力式流量控制閥會關小閥門，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動的流量要求才能實現。
3、自力式壓差控制閥
3.1自力式壓差控制閥的應用意義
（1）自力式壓差控制閥消耗系統的富裕壓頭。
（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。
這兩項功能有的業內人士認為散熱器上的溫控閥可以起作用，實際上如果讓溫控制閥產生這樣的作用必然導致溫控閥在小開度下工作，甚至於在振動工況下工作。這對溫控閥是十分不利的，溫控閥最初希望的作用僅限於利用自由熱量，我們很多業內人士對其寄予的希望過大了。
（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶流量變化互相干擾作用。
1、原工作點
2、用戶主動調整流量後形成的工作點
3、循環水泵變速——壓差閥動作形成工作點4、循環水泵變速無壓差閥作用的工作點
（4）對於電動控制的自動控制系統，隔絕各並聯支路間調節的干擾，避免自控系統的多餘動作提高自控系統穩定性、可靠性。
（5）起到特殊工況的限流作用。在起動供熱和特殊嚴寒工況下用戶的供熱需求會超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會有效的限制近端流量使遠端用戶達到預定的採暖效果。
3.2自力式壓差控制閥選用參數。
（1）壓差可調性
一般情況下設計上很難准確計算戶內阻力，而戶內阻力（在設計流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調比至少應為1：3以上。
（2）流量系數Kv的最大值和最小值
最大流量系數是閥門全開的流量系數；最小流量系數為閥門全關位的漏過流量系數。這兩閥門參數對閥門的應用選型是至關重要的，閥門供應商必須實測並公開這兩個參數。
最大流量系數應能保證最小富裕壓頭下達到設計流量；最小流量系數應能保證最大富裕壓頭下達到調節工況可能的最小流量值。
（3）壓差控制精度，應達到10%以保證流量精度達到5%。
3.3在分戶控制未安裝熱量表的情況下，自力式壓差控制閥同樣會起到定流量分配作用。其調節方法只需調節控制壓差流量達到設計流量。與自力式流量控制閥一樣各分支流量調整互不幹擾使流量調節可一次完成。
因此，在大多數實施分戶控制的准備計量收費的工程中，也應採用自力式壓差控制閥。在未計量收費前壓差閥同樣可以平衡分配流量，避免在計量表安裝時，重新換閥門。