平衡控制装置设计报告

㈠ 编写一个程序，设置两个按钮，分别控制升旗和降旗，如图3。

届电子信息工程、计算机控制专业）
目 录
毕业论文（设计）任务书

一．毕业论文（设计）的目的和任务
二．毕业论文（设计）的程序和步骤
三．毕业论文（设计）的结构与要求
四．毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求
五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排
六．毕业论文（设计）成绩的评定
七．毕业论文（设计）参考选题
八．附件

山东水利职业学院 信息工程系
2007届学生毕业设计(论文)任务书
指导教师 职 称 需要学生人数及专业
课题名称
课题内容及意义
对学生的要求
进度安排
参考文献
备注：学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。
一．毕业论文（设计）的目的和任务
根据国家教育部的要求，高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计（统称毕业环节），这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与实践相结合，将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来，培养学生解决实际问题的能力，同时也增强了学生适应实际工作的能力，是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。
通过毕业论文（设计），使学生运用所学的软、硬件知识，独立分析解决计算机应用的实际问题，掌握应用软件开发的基本模式和步骤，以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。
学生论文（设计）要完成的任务是：
1．根据所选毕业论文（设计）的题目，到各有关单位进行现场实习和调研，搜集并整理有关资料、文献。
2．根据实习和调研所掌握的资料，对论文（设计）题目中所涉及的问题进行分析论证，提出见解，编写应用程序，最终完成论文（设计）。
二．毕业实习与论文（设计）的程序和步骤：
毕业论文（设计）的工作大致可分为如下阶段：
（一）选题阶段
根据给出的论文题，按自身的理解和对题目的熟悉程度，填报论文题目，学生也可自行选择未给出的论文题。学生须明确所选题目的要求及深度。学校根据学生填报的毕业论文（设计）志愿，在综合评定后，最终确定学生的论文题目，并指定指导教师。自选题须经指导教师认证。
（二）撰写论文阶段
在教师的指导下，对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析，提出解决方案，画出系统流程图，编写程序，进行上机调试，最终完成论文（设计）。
（三）毕业答辩阶段
学生按期做完毕业论文（设计）后，交给指导教师审阅，教师要写出审阅意见，并在论文上签字。在没有特殊情况下，学生均须进行毕业答辩。
答辩按以下程序进行：
1．学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容；
2．答辩委员会和参加老师对论文提出问题；
3．学生对所提问题进行答辩；
4．答辩委员会给出答辩成绩。
三．毕业论文（设计）的结构与要求
◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于12000字
◆毕业论文（设计）任务书
◆目录
◆中文摘要
◆英文摘要（Abstract）（可选）
◆前言：本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。
◆系统的需求分析：系统需求、本课题任务及目的等。
◆系统开发工具：本课题使用的软件工具介绍等。
◆系统设计与开发：本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。
◆代码调试与系统测试：应用程序测试、系统测试等。
◆总结：系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。
◆附录
◆参考文献
四、毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求
（一）指导教师的主要工作
指导学生拟定论文进度，布置给学生应完成的工作并检查其执行情况，每周至少半天时间对所带学生进行指导。引导学生拟定论文提纲，帮助学生分析论文所涉及的问题，对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查，并提出意见，做好论文的审阅和学生的释疑工作。
（二）对学生的要求
1、拟定个人工作计划，搜集、阅读、分析、整理有关资料；
2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言，做好实习、撰写论文准备工作。
3、在毕业环节过程中，要严肃认真，积极主动，独立思考，努力钻研。对论文内容要充分理解和把握，要有自己的独立见解，不应简单抄袭资料。做好答辩的准备工作。
4、遵守实习、劳动纪律，注意安全。服从教师指导，虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。
五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排
序号 专业名称 毕业设计时间 备注
1 电子信息专业（04级普通、对口） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)
2 计算机控制及应用专业（04级普通） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)
答辩时间另行通知。以上时间如有变化，会及时通知。
六．毕业论文（设计）成绩的评定
毕业论文的成绩分为：优、良、中、及格、不及格五级。
毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。
七．毕业论文（设计）参考选题
设计题目一 三相异步电动机转速控制系统
1、 任务
设计一个小型计算机控制系统，控制三相异步电动机的转速。要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。
2、要求
(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。
（2）、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。
（3）、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。
（4）、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。
（5）、要求在系统处于稳定状态时，系统的设置值与实际输转速之间的误差（即稳态误差）控制在15%以内。

设计题目二 电烤箱温度控制系统
1、任务
设计一个电烤箱温度控制系统，要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。
2、要求
(1)、温度范围为0-200℃。
（2）、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等
（3）、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。
（4）、温度控制精度要求在正负5℃。

设计题目三 自动往返小车的设计
1、任务
设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车，能沿设定轨道自动往返。路长20厘米，并在路的两边贴有黑线轨道，路中间贴有数片铁片，路两头有路障。
2、要求
（1）、能在路两头自动往返行驶
（2）、寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）。
（3）、检测路面所放置的铁片的个数的功能。
（4）、计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。

设计题目五、自动水温控制系统
1、任务
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
2、要求
（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
设计题目六、数字式工频有效值多用表
1、任务
设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。
2、要求
（1）测量功能及量程范围
a、 交流电压：0～500V；
c、 有功功率：0～25kW；
d、 无功功率：0～25kvar；
e、 功率因数（有功功率/视在功率）：0～1 。
为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。
（2）准确度
a、 显示为 位（0.000～4.999），有过量程指示；
b、 交流电压和交流电流：±（0.8％读数＋5个字），例：当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ；
c、 有功功率和无功功率：±（1.5％读数＋8个字）；
d、 功率因数：±0.01 。
（3）功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示
设计题目七、液体点滴速度监控装置
1、任务
设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置，示意图如右图所示。
2、要求
（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。
（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。
（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。
（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。
3、说明
（1）、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。
（2）、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中为无色透明液体）。
（3）、受液瓶用1.25升的饮料瓶。
（4）、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器（滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±0.1ml）。
（5）、赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约1.8m，也可自带支架；测试所需其它设备自备。
（6）、滴速夹在测试开始后不允许调节。
（7）、发挥部分第（2）项从站功能中，c中的“异常情况”自行确定。
设计题目八、自动控制升降旗系统
1. 任务
设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。
自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。
2. 要求
（1）、按下上升按键后，国旗匀速上升；上升到最高端时自动停止上升；按下下降按键后，国旗匀速下降，下降到最低端时自动停止。
（2）、能在指定的位置上自动停止。
（3）、为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。
（4）、升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等。
（5）数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。
附件一：
山东水利职业学院 信息工程系
毕业论文（设计）撰写规范

一、论文印装
（一）装订要求
论文一律用A4（210mm279mm）标准大小的白纸打印并装订（左装订）成册。论文在打印时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订和批注。每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm，下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。
（二）字体要求
1. 论文标题： 小2宋体字，黑体；
小标题1： 小3宋体字，黑体；
小标题2： 4号宋体字，黑体；
2. 正文标题： 参考（五）正文部分；
3. 正 文： 小4宋体字；
4. 参考文献： 5号宋体字；
5. 英文摘要： 标题：小3， 正文：小4，字体 ：Times New Roman
二、论文结构及要求
毕业论文由以下部分组成：
1.封面；2.毕业设计（论文）任务书；3.中文摘要；4.英文摘要；5.目录；6.正文；
7.结论；8.致谢；9.参考文献；10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。
（一）封面及毕业设计（论文）任务书
封面是论文的外表面，提供应有的信息，并起保护作用。
封面上包括下列内容：
1.论文题目，用三号宋体字标注在题目栏；
2.论文的作者和指导教师；
3.所属系（部、中心）、专业、年级、学号。论文封面（见附件八）。
任务书由指导教师填写，经系（部、中心）或教研室主任签字后生效。
（二）中英文摘要（中文在前，英文在后）及关键词
摘要是论文内容的简要陈述，应尽量反映论文的主要信息，内容包括研究目的、方法、成果和结论，不含图表，不加注释，具有独立性和完整性。中文摘要一般为300 字左右，英文摘要应与中文摘要内容完全相同。
“摘要”字样位置居中。
关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。关键词包括主题和自由词：主题词是专门为文献的标引或检索，尽量从《汉语主题词表》中选用；自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。
每篇论文中应列出3～5个关键词，它们应能反映论文的主题内容。其中主题词应尽可能多一些，关键词作为论文的一个组成部分，列于摘要段之后。撰写要求有英文摘要的论文，还应列出与中文对应的英文关键词（Key words）。
关键词排在摘要正文部分下方。
（三）目录
目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。
（四）绪论
1.绪论
其目的是向读者交代本研究的来龙去脉，作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。绪论要写得自然、概括、简洁、确切。
2.绪论的内容有如下几项：
（1）研究的目的、范围和背景。
（2）理论依据、实验基础和研究方法。
（3）预期的结果及其地位、作用和意义。
（五）正文
正文是论文的核心部分，论文的论点、论据和论证都在这里阐述，因此它要占主要篇幅。由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大，所以对正文中要写的内容不作统一规定；但总的思路和结构安排应当符合“提出论点，通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。
1.对正文主题的要求
（1）主题新颖，研究、解决、创立需研究和解决的问题。
（2）主题深刻，抓住问题的本质，揭示事物的主要矛盾，总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。
（3）主题集中，一篇论文只有一个中心，要使主题集中，凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及，不过多阐述，否则会使问题繁杂，脉络不清，主题淡化。
（4）主题鲜明，论文的中心思想地位突出，除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外，在正文部分更要注意突出主题。
2.对结构的要求
论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式：
第一种 第二种 第三种 第四种
一、 第一章 第一章 1.
（一） 一、 第一节 1.1
1. （一） 一、 1.1.1
（1） 1. （一） 1.1.2（1）
格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段，撰写毕业论文可任选其中的一种格式，但所采用的格式必须符合上表规定，并前后统一，不得混杂使用。格式除题序层次外，还应包括分段、行距、字体和字号等。
第一层次（章）题序和标题居中放置，其余各层次（节、条、款）题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次（章）题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间，段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。
第一层次（章）题序和标题用小三号宋体字，黑体。题序和标题之间空两个字，不加标点。
第二层次（节）题序和标题用四号宋体字，黑体。
第三层次（条）及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字，黑体。
（六）结论
结论即结束语、结语，是在理论分析和实验验证的基础上，通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。结论作为单独一章排列，但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结，应以简练的文字说明论文所做的工作，一般不超过两页。
（七）致谢
对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。文字要简捷、实事求是，切忌浮夸和庸俗之词。
（八）主要参考文献
1.参考文献
参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性，要注意引用最新的文献。参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序，依次列出。
2.参考文献的表示格式为：
著作：[序号]作者.译者.书名.版本.出版地：出版社，出版时间.引用部分起止页
期刊：[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页
会议论文集：[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地：出版者.出版时间.引用部分起止页
例：
[1] 刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社，1957
[2] 傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社，1958,447
[3] 华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学，1973（4）：339~357
三、其他要求
（一）表格
论文的表格可以统一编序（如：表15），也可以逐章单独编序（如：表2.5），采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续，不得重复或跳跃。
表格的结构应简洁。
表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。
表序和表题置于表格上方中间位置，无表题的表序置于表格的左上方或右上方（同一篇论文位置应一致）。
（二）图
插图要精选。图序可以连续编序（如 图52），也可以逐章单独编序（如 图6.8），采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一，图序必须连续，不得重复或跳跃。仅有一图时，在图题前加‘附图’字样。毕业设计（论文）中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制和标出。
由若干个分图组成的插图，分图用a,b,c,……标出。
图序和图题置于图下方中间位置。
（三）公式
论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字连续编序（如：（45））或逐章编序（如（6.10）），序号排在版面右侧，且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。
（四）数字用法
公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。年份不能简写，如1999年不能写成99年。数值的有效数字应全部写出，如：0.50；2.00不能写作0.5；2。
（五）软件
软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。
（六）工程图按国标规定装订
图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内，大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。
（七）计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。

（八）附录
1.附录
附录是论文主体的补充项目，为了体现整篇论文的完整性，写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性，这些材料可以写入附录段，但对于每一篇论文并不是必须的。
2.附录大致包括如下一些材料：
（1）比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点，建议可以阅读的参考文献的题录，对了解正文内容有用的补充信息等；
（2）由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料；
（3）一般读者并非必要阅读，但对本专业同行很有参考价值的资料；
（4）某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。
（5）附录段置于参考文献表之后，附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开，另行编制，如编为“图1”，“图2”；“表1”，“表3”；“式（1）”，“式2”；“文献[1]”，“文献[2]”等。
四、毕业设计（论文）装订顺序
（一）毕业设计（论文）封面
（二）毕业设计（论文）任务书
（三）中文摘要、关键词
（四）英文摘要、关键词
（五）目录
（六） 正文
（七） 附录
（八） 封底

㈡ 机械设计论文开题报告

下文是为大家精选的机械设计论文开题报告，希望对大家有帮助!

机械设计论文开题报告

题目：上行式石灰带式输送机设计

一、课题依据及意义

带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。由于带式输送机有长距离、运量大、连续运输等特点，其已经成为煤矿最理想的高效连续输送设备。带式输送机运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井。

由于带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。所以选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，由此能培养我们独立解决工程实际问题的能力。由于现在对货物石灰比较常用，所以上行式石灰带式输送机的设计还是很有必要的。

二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)

1、国外对带式输送机的发展研究

国外对带式输送机得研究包括多方面，比如输送机起动的优化理论，输送带横向振动理论的发展，橡胶损耗装置的研究，橡胶损耗装置的研究，卸料轨迹与料流状态研究等等。具体研究发展情况几天如下：

最佳理论S—曲线起动 此研究1981年开始于澳大利亚联邦科学与工业研究组织，优化输送带的起动，使瞬时应力最小化。在启动时，S曲线在输送带上产生一个可预测的动态应力。

输送带振动理论的发展 对正交各向异性薄板理论的研究，对运动的输送带出现振动和弯曲现象有了第一次数学解释，提供了一种准确的方法预测带式输送机的回程段振动的能量。得出了4阶偏微分方程的解，并被应用于具体的称为薄板的弹性边界。得出了一种方法，对钢丝绳芯输送带和织物带，预测运输段和回程段带的振动形式需应用不同的特殊边界条件。

滚动损耗的研究 上世纪末，进行了预测长距离和转弯输送机摩擦力的新研究。

纽卡斯尔大学研究了物料和输送带弯曲的影响，并且发表了许多研究成果。其他人也相继发表了自己的研究成果，主要体现在对弯曲和有关滚动压陷损耗的橡胶特点影响的理解以及压陷损耗有关的复杂情况。

动力学分析 有多种方法可以解决输送带中弹性应力传播的问题，包括波动模型、质量—弹簧模型、边界元素模型和有限元/微分方法。每一种方法都有其数学根据。例如，对于波动模型方法有必要考虑全部应力波的傅立叶成分，而质量—弹簧模型的解决方案取决于产生应力各个模态的幅值，对于有限元模型，当运用大量的运算来模拟应力时若元素边界错误就可能出现问题，并且元素的模数会变成临界的模数。应用波动模型需要较多的数学基础，而质量—弹簧模型更易于用速度快、内存大的计算机来处理。

表1 国外带式输送机的主要技术指标 Zh_ _sxd =

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

国外300~500万t/a高产高效矿井 @_jLSym Rn

>G主参数

顺槽可伸缩带式输送机

大巷与斜井固定式强力带式输送机

运距/m

2000～3000

﹥3000

带速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高达8

输送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驱动总功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大达10100

2、国内对带式输送机的发展研究

我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示。

表2 国内带式输送机的主要技术指标

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

主参数

顺槽可伸缩带式输送机

大巷与斜井固定式强力带式输送机

运距/m

2000～3000

﹥3000

带速/m.s-1

3.5～4

4～5，最高达8

输送量/t.h-1

2500～3000

3000～4000

驱动总功率/kW

1200～2000

1500～3000，最大达10100

3、国内外带式输送机技术的差距

差距一：技术性能上的对比

我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 |S _>(YWu9 从上面国内外带式输送机得主要技术指标可以了解到：

1. 各种输送带式机的最大装机功率都要远远的低于国外的最大装机功率。

2. 带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速要比国外低上至少1m/s(我国为4m/s，国外已经达到5m/s以上)。

3. 运输能力 我国带式输送机最大运量为3000 t/h，国外已达5500 t/h。

4. 工作面顺槽运输长度 我国为3000 m，国外为7300m。

5. 最大输送带宽度 我国带式输送机为1400 mm，国外最大为1830 mm。

6. 自移机尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。而国内自移机尾主要依赖进口，可见差距相差甚远。

7. 高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。

8. 输送机品种 国内机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分的发挥其性能。而且由于我国煤矿的地质条件差异很大，需要在运输系统里布置新的特殊条件，所以需有待开发专用型的运输机。

差距二：核心技术上的差异

1.动态分析与监测技术

动态分析与监测技术是长距离、大功率带式输送机的技术关键，这种核心技术制约着大型带式输送机的发展。对带式输送机的研究中，我国在计算方法和设计规范中，使用的是刚性理论来进行分析研究。而实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。因此说我国对输送带使用了很高的安全系统。

已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。

2.可控软起动技术与功率均衡技术

我们需要采用软起动方式来降低输送机制动张力，尤其是多电机驱动时，对于那种大运量产距离的带式输送机。但对软起动也需有所研究，软起动分时慢时快起动以减少对电网的冲击;但又要控制起动加速度0.3～0.1 m/ ，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。各电机之间的功率平衡也应加以控制，并提高平衡精度。国内解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题，但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。

差距三：控制系统差距

1. 驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。

2. 监控装置 我国输送机采用的是中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。这种可编程序控制器没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。而在国外，采用的是高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。

3.输送机保护装置 我国的输送机保护装置相对于国外来说对于很多方面都是处于一种空白状态，也就是说国外所设计的保护装置，我国目前还做不到。比如国外的带式输送机除了安装了输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘这些基本等保护装置外，还开发了很多新型监测装置，如传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统、烟雾报警及自动消防灭火装置、纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统、防爆电子输送带秤自动计量系统等等。我国不但没有这些开发，而且那些基本保护其可靠性、灵敏性、寿命都较低。

差距四：可靠性、寿命上的差距

1.输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。 [email protected] _l_xWG

2.输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%～65%，国外能够达到母带的70%～75%。 h-_fIO_*3

3. 托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h，国外托辊寿命5～9万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。 J_z-_Y O_

4. 输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命2万h，国外减速器寿命7万h。 _P`uU_o(?

5. 带式输送机上下运行时可靠性差。 a<+O`4____

4.现如今带式输送机的发展趋势

1. 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。

2. 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步提

3. 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。

三、研究内容及实验方案

通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。我此次设计的是上行式石灰带式输送机，属于一种通用 带式输送机，主要计算与选择输送带类型，托辊类型，滚筒类型以及张紧装置。

根据使用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况，进行输送机的整体布置。主要包括驱动装置的形式、数量和安装位置的确定，拉紧装置的形式和安装位置的确定，机头、机尾布置，装载位置及形式，清扫装置的类型及位置的确定等。输送带绕经驱动滚筒和尾部改向滚筒形成无极的环形封闭带。上、下雨股输送带分别支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时，驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常利用上股输送带运送物料，并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时，可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。

四、目标、主要特色及工作进度

目标 带式输送机得研究以及设计应用中，我们对带式输送机的利用要达到效率最大化。带式输送机在不断的发展，其设计理论以及开发成果基本满足矿工业的需求，我们利用现代化的计算机技术，结合现实地点与理论，设计出更好更有特色的带式输送机。带式输送机的应用跟广泛，所以在安全装置上需要更加的用心，而且根据市场的需求，设计出性能以及质量更能满意的输送机。

特点 上行式石灰带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的传送带-流水线-传送带机械。矿井地面选煤厂及井下主要输送道中，大部分采用此种输送机。通过它我们能将物料从最初的供料点运输到最终的卸料点，其输送路线适应性强且灵活，线路长度可以短到10米，长到数十千米以上，也可以安装到小型隧道里，甚至架设在危险地面上课。对于现代化工业企业中，这是一种不可缺少的装置。

工作进度安排

1. 查阅相关资料，外文资料翻译(6000字符以上)，撰写开题报告 20xx.12.27～20xx.01.21 4周

2.运动及动力参数计算 20xx.03.21～20xx.04.03 2周

3.总装图设计 20xx.04.04～20xx.04.24 3周

4 主要零、部件强度及选用计算 20xx.04.25～20xx.05.08 2周

5.绘制零、部件图 20xx.05.09～20xx.05.22 2周

6.编写设计计算说明书(毕业论文) 20xx.05.23～20xx.06.05 2周

7.毕业设计审查、毕业答辩 20xx.06.06～20xx.06.23 2周

五、参考文献

[1]孙桓等主编.机械原理.北京:高等教育出版社，2001

[2]濮良贵等主编.机械设计. 北京:高等教育出版社，2001

[3]《运输机械设计选用手册》编委会.运输机械设计选用手册. 北京: 化学工业出版社.1999

[4]范祖尧主编.现代机械设备设计手册. 北京:机械工业出版社，1996

[5]徐灏主编.机械设计手册(第四版).北京.机械工业出版社.1991

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

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㈢ 静态平衡阀的应用分析

平衡阀正确地理解应为水力工况平衡用阀。从这一观念出发一切用于水力工况平衡的阀门如调节阀、减压阀、自力式流量控制阀、自力式压差控制阀都应看成水力工况平衡用阀——平衡阀。而市场上称为平衡阀的产品，仅是附加了流量测试功能的一源键烂种手动调节阀。
静态平衡阀是指手动调节阀或手动平衡阀。动态平衡阀是指自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀也曾称作自力式流量控制器、自力式平衡阀。自力式压差亮桐控制阀在北欧也称为Automotic Balance Valve即自动平衡阀。 一般地说供热、空调的管网都是闭路循环的管网，其水力工况是指系统各点的压力，各管段的流量、压差。由公式△P=SG2
△P——压差或称阻力损失
S——管段或系统的阻力系数
G——管段或系统的流量
可知，流量和压力是相关参数，流量和压力的调控互为手段和目的。减压手段是减少上游管路的流量；减少流量也必然是减少管路前点的压力或增加管路后点的压力。流量变化必然导致压力的变化；S值不变的系统，压差的变化必然起因于流量的改变。因此说没有一种不影响压力的流量控制阀，也没有一种不影响流量的压力控制阀。
水力工况平衡是指流理的合理分配。在供热和空调管网中，水是热载体介质，水流量的合理分配是热力工况平衡的基础。以供热系统为例，设计者在进行水力工况计算时在各分支流量为设计值的假想情况下进行的。由于管材及最高流速成的限制，设计上实现水力平衡几乎是不可能的。这样势必造成近端阻力系数不能达到设计理想状态，形成近端流量过大，远端流量不足的失调现象。
由于水力工况设计成了一个设计水压图，而实际运行时这一水压图必须由阀门平衡调节而形成。用阀门调节水力工况的过程是建立合理水压图的过程，在设计合理的情况下，这两个水压图会会合得很好。
由于运行水力工况是水泵的工作曲线与外网特性曲线交点形成的。
对于外网特性曲线△P=SG2，由于并联的近端支路S值会小于设计值，造成总S值远小于设计值，循环水泵在小扬程大流量工况下运行，使水泵在大轴功率，低效率点运行。严重时可能出现轴功率大于电机铭牌功率，电机超额定电流，直至烧电机事故发生。
调网的过程就是用平衡阀增加近端阻力，使近端支路S值增大至设计值，总S值增大至设计值。使远近流量分配均匀合理，循环水泵在设计工况下运行，达到节热、节电，提高供热质量的目的。
运行岗们工作者常对一些水力工况失衡现象形成误解：
（1）水泵出力不足，水泵实际扬程小于铭牌扬程，导致辞末端过不去水。
实际上是由于近端支线阻力小、流量大，造成远端流量小，水泵工作点偏移在大流量、小扬程、低效率的工作点。
（2）锅炉或换热器阻力大，所有锅炉或换热器厂商标称阻雹漏力都远小于实际阻力。
实际上总循环水量的加大必然导致辞锅炉换热器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
（3）锅炉出力不足,实际上流量加大后供回水温差不可能更大。当然煤质和风系统不正常也可能造成锅炉出力问题。 调网的过程是利用平衡阀使各分支达到合理流量的过程。近端资用压头大于用户需用压头必然导致流量过大。必须用阀门消耗富裕压头富裕压头=资用压头-需用压头）
户内实际供水压力为P2，回水压力为P3。如果压力过低会导致运行倒空，压力过高导致耐压等级较低的元件（如散热器）的压力破坏。
因此对地形高差大的管网应按上述因素考虑平衡阀的安装位置。即在地形低洼处楼群平衡阀宜安装于供水，以保证户内不起压；在地形较高位置平衡阀宜安装于回水，以保证用户不倒空。
对于大型直联管网，如电厂凝汽供热管网，供热半径很大，外网供回水压差很大，因此对平衡阀安装位置应作特殊考虑。 对于供热系统在传统的供热体制下是一种平均分配的供热模式，这种供热模式一般采取定流量的质调节供热方式。也有少数大型管网出于节约运行电能的目的，采取质量并调方式。但在平均代热的前提下，流理的变化仅决定于室外气温变化，因此其控制方式，仅考虑采用室外温度单一参数控制热源循环泵的转速，实现变流量运行。这种变流量运可定义为热源主动变流量方式。
在热计量收费的运行方式下，供热负荷及循环水流量的变化取决于用户需求，系统总循环流量的变化决定于用户的变化，这种变流量机制可定义为用户主动变流量方式。
有一些业内人士提出计量收费的室内系统采用水平跨越管式系统，企图沿用定流量方式运行，这里估且不论水平跨越是否可实现流量运行，单就定流量运行方式浪费运行电能这一项就应予以废止。
这种计量收费流量控制方案，以下述方案为最佳可行方案：取3—5个末端供回水压差信号为热循环流量的控制信号，当全部压差信号都大于设定值时循环水泵降低转速，当任意一个压差小于设定值时，循环水泵增加转速。 1、手动平衡阀
手动平衡阀具有造价低，元件使用寿命长等优点，对支路不多的小型管网也可方便进行水力工况平衡。对于热源主动变量管网只能采用手动平衡阀，因为只有手动平衡阀才能保证流量的一致等比变化，而一切自力式平衡阀都不能保证热源主动流量运行。如前述大型直联管网手动平衡阀可用于压力工况的调整。
1.1手动平衡阀的特性曲线
1）截止阀特性曲线
2）线性特性阀实际工作曲线（阀权度0.2）
3）线性特性
4）等百分比特性曲线
阀门特性曲线决定了阀门的调节性能，如截止阀的流量曲线，如果认为95%—100%之间的流量变化是没有意义的，那么开度从0—5%即实现了流量的全程变化，这样的阀门是不能作为水力工况平衡调节使用的。
由于阀门理论特性曲线是在定压差下测试，而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度下阀前后压差大，大开度时阀前后压差小，导至阀dG/dC值在小开度变大，在大开度时变小，使阀门实际工作曲线向快开方向偏移，阀权越小其偏移越大，对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的开度空间变小，因此阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。等百分比（对数）特性曲线阀门，在阀权度0.3—0.5时实际工作曲线可能接近直线特性。
1.2阀门的汽蚀振动
通常阀门在小开度情况下阀口的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的蜗旋区，蜗旋区核心压力很低，该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸汽的闪发会导致气水击现象：严重的噪章，阀门及管道的振动，阀门、管道、管支架的破坏。
防止这种事故的发生应首先在阀门流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流流道，约束旺盛紊流蜗旋的形成；其次选用阀门时尽量加大阀权度，以避免阀门在小开度下运行。另外，在不牵涉压力工况问题时尽量将平衡阀安装在水温较低的回水上。
2、自力式流量控制阀
2.1自力式控制阀工作原理
（1）孔板流量计——导阀——主阀原理。主阀前设置一个流量孔板，导阀感测、比较孔板前后压力差，如压力差大于设定压差，意味着流量超过设定流量，导阀控制主阀做关阀动作。如感测压差小于设定压差，则意味着流量小于设定流量，导阀控制主阀开阀动作。导阀上的设定压差可调，调大调小设定压差，可以调大调小设定流量。
由于孔板流量计的流量压差对应关系受到前流态影响极重，如果要求流量精度达到10%，则必须阀前有10d以上的直管段，而这一点工程实际中极难保障。另外这种阀出厂后的流量可调范围很小，在保持流量精度的前提下，流量可调比不会超过2：1。
（2）“Kv·=常数”原理，自由弹簧和感压膜构成阀门开关动力系统△P/S=εL
S—感膜工作面积，ε—弹簧的胡克系数，L—阀行程
由此可知阀门的每一个行程位置决定△P值的大小，如果阀行程位的Kv与 成反比，则G=Kv· 是恒定值。这一原理的阀最初做成流量不可调的流量限制器，生产的流量可调式一种是做成多管通道，通过堵管调整设定流量；另一种是用一手动阀改变自力阀Kv与行程的关系，但这种办法很难保证Kv与 在每一调整位置的反比关系，造成调整位的流量控制精度不高。另外有的产品用波纹管制作感压膜和自由弹簧的一体化产品，由于不锈钢波纹管处在流动死区，在水中氯离子含量较高时，极易产生腐蚀。
（3）自力式压差控制阀与手动调节阀阀组原理。这种原理是现在国产流量控制阀最广泛采用的。手动调节阀的每一个开度位置对应一个Kv值，由自力式压差控制阀控制手动调节阀前的压差不变，则G=Kv· 不变，改变流量时只需调整手动调节阀的Kv值。
这种阀的流量控制精度决定于压差控制阀精度，压差
△P=N/S
N——弹簧力
S——感压膜工作面积
弹簧力在自力阀的行程内会有变化，但使
H/△L=1/10
H——自力阀最大位移行程
△L——弹簧的预压缩量
则△P的变化仅为±5%，流量精度可达3%。
这咱自力式流量控制阀的缺点在于阀门有最小工作压差的要求，一般产品要求最小工作压差20KPa，如果安装在最不利回路上，势必要求循环泵多增加2米水柱的工作扬程，所以应采取近端安装，远端不安的办法。用户离热源距离大于供热半径的80%时就不宜安装这种自力式流量控制阀。
（4）用自力式压差控制阀直接控制流量
户内阻力系数S，在平均供热的前提下是不变值，户内设计流量G，△P=SG2,通过控制户内供回水压差，一样可以控制循环流量，调节控制压差就可调节循环流量。用这种办法调控流量，只是必须借助便携式流量测试仪器如超声波流量计。这种方式对于远端用户，阀门不会增加消耗压头。
2.2自力式流量控制阀的适用性
自力式流量控制阀在大型管网上应用可以使流量分配工作变得简单便捷。尤其多热源管网，热源切换运行时不会对用户流量产生影响。
但对于变流量运行的管网不可采用自力式流量控制阀。在热源主动变流量的情况下，近端回路维持流量不变，而远端回路流量会严重不足。在热用户主动变流量的情况下，用户主动调小流量时，自力式流量控制阀会开大阀门，尽量维护原流量，直到全开失效为止。用户主动调大流量时，自力式流量控制阀会关小阀门，直到全闭失效为止。亦即只有自力式流量控制阀失效，用户主动的流量要求才能实现。
3、自力式压差控制阀
3.1自力式压差控制阀的应用意义
（1）自力式压差控制阀消耗系统的富裕压头。
（2）自力式压差控制阀起到隔绝用户间流量变化互相干扰作用。
这两项功能有的业内人士认为散热器上的温控阀可以起作用，实际上如果让温控制阀产生这样的作用必然导致温控阀在小开度下工作，甚至于在振动工况下工作。这对温控阀是十分不利的，温控阀最初希望的作用仅限于利用自由热量，我们很多业内人士对其寄予的希望过大了。
（3）自力式压差控制阀起到隔绝用户流量变化互相干扰作用。
1、原工作点
2、用户主动调整流量后形成的工作点
3、循环水泵变速——压差阀动作形成工作点4、循环水泵变速无压差阀作用的工作点
（4）对于电动控制的自动控制系统，隔绝各并联支路间调节的干扰，避免自控系统的多余动作提高自控系统稳定性、可靠性。
（5）起到特殊工况的限流作用。在起动供热和特殊严寒工况下用户的供热需求会超出热源的供热能力，自力式压差控制阀会有效的限制近端流量使远端用户达到预定的采暖效果。
3.2自力式压差控制阀选用参数。
（1）压差可调性
一般情况下设计上很难准确计算户内阻力，而户内阻力（在设计流量下）可能在0.01—0.03MPa间变化，因此自力式压差可调比至少应为1：3以上。
（2）流量系数Kv的最大值和最小值
最大流量系数是阀门全开的流量系数；最小流量系数为阀门全关位的漏过流量系数。这两阀门参数对阀门的应用选型是至关重要的，阀门供应商必须实测并公开这两个参数。
最大流量系数应能保证最小富裕压头下达到设计流量；最小流量系数应能保证最大富裕压头下达到调节工况可能的最小流量值。
（3）压差控制精度，应达到10%以保证流量精度达到5%。
3.3在分户控制未安装热量表的情况下，自力式压差控制阀同样会起到定流量分配作用。其调节方法只需调节控制压差流量达到设计流量。与自力式流量控制阀一样各分支流量调整互不干扰使流量调节可一次完成。
因此，在大多数实施分户控制的准备计量收费的工程中，也应采用自力式压差控制阀。在未计量收费前压差阀同样可以平衡分配流量，避免在计量表安装时，重新换阀门。