TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含7張CAD圖,th315,雙通道,提升,晉升,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad 英文原文 Study of Inherent Safety Mine hoist based on modern design methods Abstract—As a modern security design, Inherent Safety means that equipment and facilities is able to contain the inherent fundamental features to prevent accidents. Mine hoist is the most important equipment in the coal production. How to achieve safe, reliable, efficient production has been the focus study at home and abroad. Inherent safety is reflected in hoist design, primarily through the design measures to improve the operation of hoist safety and reliability. In this paper, Inherent Safety theory is applied in the design of mine hoist, to proposed the design method by using the software of PRO/E,PLC, Labview etc. Keywords-Mine hoist; Inherent Safety; PRO/E; PLC; Labview I. INTRODUCTION In coal production, mine hoist is the equipment to carry coal, gangue, materials, workers and equipments along the rockshaft, the only way linked underground and aboveground, known as mine throat. Mine hoist is a large-scale reciprocating machinery which has the feature of own big inertia, load changes, running speed, and wide range et al. The advantages and disadvantages of its operating performance, not only directly affect the normal production and coal production efficiency, but also relate to equipment and personal safety. In recent years, mine hoist failures and accidents have happened at home and abroad which have paid a heavy price to coal companies. Therefore, the production technology and safety of mine hoist are higher, and its mechanical manufacturing technology and electrical control technology has been an important research area to the international machine building industry and the electric control industry. Inherent Safety means that equipment and facilities is able to contain the inherent fundamental features to prevent accidents. Inherent Safety lies in design, through continuous improvement, to prevent accidents due to the equipment itself failures. Inherent safety is reflected in hoist design, primarily through the design measures to improve the operation of hoist safety and reliability. In this paper, Inherent Safety theory is applied in the design of mine hoist, to proposed the inherent safety design method by use the software of PRO/E, PLC, Labview etc. II. INHERENT SAFETY THEORY The term of inherent safety originates the development of world space technology in the 1950s. The concept is widely accepted closely linked with scientific technological progress and human understanding of safety culture. The concept of inherent safety produced after the World War II which became major safety concept in many industrialized countries since the mid 20th century. Inherent safety design as the basic method of hazard control, by selecting safe materials, process routes, mechanical equipment, devices, to eliminate or control hazards source rather than relying on "additional" security measures or management measures to control them. As inherent safety design, firstly analyze and identify hazards that may occur in system, and then choose the best methods to eliminate, control hazards, which reflected in project design. Ⅲ. THE DESIGN OF INHERENT SAFETY MINE HOIST Mine hoist mainly includs the working device, control system, transmission system and drag, protection systems and other components. To the inherent safety mine hoist design, mainly the mechanical system, control system and monitor system is the major part to considered. A. In-depth investigations to find malfunction The concept of inherent safety is required safety all the time in the product design process. That is, the equipment has little malfunction as much as possible during the operation and has long normal operation cycle length. How can design inherent safety equipment, the most important thing is understanding enough to the equipment, especially in work. After in-depth research, fully understanding the situation, try the best to reduce or eliminate the fault in the design. After in-depth understanding of research, design product. B. Mechanical System The traditional method of product has long design cycle, high costs. However, the virtual prototype technology has the advantage in saving the design cost, shortening the design circle, by using the method of modeling, simulation first and then builds the physical prototype. Therefore, the virtual design is the developing trends of mechanical design. In mechanical system design, the application of virtual prototype is used to design mine hoist, not only speeded up the design process, also simulated a variety of conditions to the virtual prototype to discover design faults, to improve the design, to improve mine hoist performance. Mine hoist mechanical system is composed of spindle, roller, reducer, motor, brakes and other components. In its design, virtual design software PRO / E is applied to establish hoist prototype, application of simulation software ADAMS is used to simulate and optimize the design. Specific process shown in Figure 1: Figure 1. Mechanical system design C. Control system design Mine hoist control system includes start, run, brake, etc., the requirements in control system are: In normal hoist operation, participation in hoist speed control, brake the hoist when reaching the destination, known as the service braking; In case of emergency, can quickly slow down as required, brake hoist, to prevent the expansion of the accident, that is the safety braking; Participate in the hoist speed control when decelerati; To double-roller hoist, should brake the moving roller and fix roller respectively when regulating rope length, replacement level and changing rope, so that, moving roller would not move when spindle rotates with the fixed roller. Most of mine hoists in China (more than 70%) use the traditional electric control system (tkd-a as the representative). Tkd control system is composed of relay logic circuits, large air contactors, tachometer generator etc., which is a touch control system. After years of development, tkd-a series of electric control system has formed its own characteristics, but its shortcomings are obvious. Its electrical circuit is too complicated, multi-line, causing hoist parking and accidents occurred due to electrical fault. With the computer and digital technology, to form a digital hoist control system of PLC has become possible. PLC control system has high control precision, parameter stability, simple hardware structure, self-diagnostic capability and communication networking function. Mine hoist control system based on PLC technology structure shown in Figure 2, mainly including the following components: the main plc control circuits, hoist route detection and display circuits, speed detection, and signal circuits. The PLC of the main control circuits uses Mitsubishi FX2N series in Japan which more domestic applications. Figure 2 PLC electric control system D. Monitoring system design To ensure safe operation of the hoist, except for selecting the reasonable operation design parameters, the use of advanced control system, should also monitor the technological parameters on regular, conscientiously do performance test work to master the hoist performance, discover the defects in time, eliminate hidden danger, avoid unnecessary losses. In addition, the hoist operation state can be improved to work in the best conditions based on test data. Therefore, the hoist could work safely, reliably, have high efficiency, and extend its work life. Virtual instrument technology is computer-based instrumentation and measurement technology, is loaded some software and hardware on the computer with similar appearance and performance of the actual independent instrument. The user operating the computer, like manipulating a especially conventional electronic devices designed theirs. The essence of virtual instrument technology is that hardware softwarized technology, take full advantage of the latest computer technology to implement and expand the functions of traditional instruments. LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering workbench) is a graphical programming and development environment, also known as "G" language. It is widely used by industry, academia and research laboratories, accepted as the standard data acquisition and instrument control software. LabVIEW not only provides and complies with all the functions of hardware and data acquisition cards communications of GPIB, VXI, RS-232 and RS-485 protocol, and built-in library functions support for TCP / IP, ActiveX and other software standards. The software for scientists and engineers is a programming language, it provides a simple, intuitive graphical programming mode, saves a lot of development time, has complete function, best embodied style of virtual instrument. In response to these circumstances, developed a mine hoist Integrate Performance Monitoring System based on virtual instrument LabVIEW-based. Show in Figure 3. With signal conditioning and data acquisition card to receive signals from sensors, then sent the received signal to the virtual instrument software platform, enables the following features: （1)show speed, acceleration, braking time, displacement, oil pressure, delay time and other relevant parameters in digital, and display speed, acceleration, traction, displacement and hydraulic curves. （2）Dynamically monitor the hydraulic oil pressure and oil pump running station, based on these parameters to avoid important braking system failure. （3）Test brake air travel time, relay delay time and other time parameters. （4）inquiry to the measured curve and hoist parameters; print a test report. Figure 3. Diagram of test system The monitoring system has characteristics such as compact, light weight, high precision, testing convenient and flexible, feature-rich software etc.. the system can not only display automatically test results, but also finish multiple functions, for example , data transmission, analysis, processing, storage and report printing. The system is high precision, can easily monitor the hoist operation state, to ensure the reliability of hoist operation. Ⅳ. CONCLUSIONS In this paper, used virtual design software to design the hoist mechanical system, PLC to design control system, applied virtual instrument software-LABVIEW to design monitor system. Therefore, the mine hoist designed has good mechanical properties and safe operation, monitoring easy. REFERENCES [1] Weng qishu. The inherent safety and checks of cabin[J]. navigation Technology 2006 (3):50-52. [2] Li jangbo. Study of Test System of Composite Characteristic of Devices Based on Virtual instrument[D]. 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232和RS - 485通信協(xié)議，而且建立了支持TCP / IP，ActiveX和其他軟件標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置庫(kù)函數(shù)。此軟件對(duì)科學(xué)家和工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)編程語(yǔ)言，它提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、直觀的圖形編程模式，節(jié)省了大量的開發(fā)時(shí)間，功能齊全，最佳的體現(xiàn)了虛擬儀器的類型。 針對(duì)上述情況，研制出了基于虛擬儀器LabVIEW的礦井提升機(jī)綜合性能監(jiān)控系統(tǒng)。如圖3所示。通過(guò)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)采集卡從傳感器那里接收信號(hào)，然后把接收的信號(hào)送到虛擬儀器軟件平臺(tái)，具有以下特點(diǎn): （1）數(shù)字化的顯示速度、加速度、制動(dòng)時(shí)間、位移、油壓、延遲時(shí)間和其他相關(guān)參數(shù)，并且顯示速度、加速度,牽引力、位移與液壓曲線。 （2）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)液壓油壓力和油泵運(yùn)行站，基于這些參數(shù)來(lái)避免重要制動(dòng)系統(tǒng)的失敗。 （3）測(cè)試剎車空載時(shí)間，繼電器延時(shí)時(shí)間和其他時(shí)間參數(shù)。 （4）調(diào)查實(shí)測(cè)曲線和提升機(jī)參數(shù)；打印測(cè)試報(bào)告。 圖3 測(cè)試系統(tǒng)圖表 此監(jiān)控系統(tǒng)具有體積小、重量輕、精度高、測(cè)試方便、靈活、富有特色軟件等特點(diǎn)。該系統(tǒng)不僅可以顯示自動(dòng)測(cè)試的結(jié)果，也可以完成的多種功能，例如數(shù)據(jù)傳輸、分析、處理、存儲(chǔ)和報(bào)告打印。該系統(tǒng)具有較高的計(jì)算精度，可以很輕易地監(jiān)控提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以保持提升機(jī)操作的可靠性。 4 結(jié)論 在本文中，通過(guò)使用虛擬設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)提升機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，通過(guò)可編程序控制器(PLC)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，應(yīng)用虛擬儀器軟件-LABVIEW設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。因此，這種礦井提升機(jī)的設(shè)計(jì)有良好力學(xué)性能和運(yùn)行安全性和監(jiān)測(cè)方便的特點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) [1] 翁啟樹.客艙的本質(zhì)安全和檢查[J].導(dǎo)航技術(shù)，2006(3)：50-52. 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第4周：計(jì)算各點(diǎn)張力，確定輸送機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸； 第5周：提升機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析，增設(shè)保護(hù)措施以確保提升機(jī)的運(yùn)行； 第6周：確定主要部件和配件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)數(shù)據(jù)； 第7周；完善設(shè)計(jì)方案并驗(yàn)算主要機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核； 第8周：整理數(shù)據(jù)，做好繪圖準(zhǔn)備； 第9-12周：繪制圖紙并不斷修改、完善圖紙； 第13周：整理圖紙資料，撰寫畢業(yè)說(shuō)明書、打印、裝訂，準(zhǔn)備答辯。 5．主要參考文獻(xiàn)： [1] 高殿榮，王益群.液壓工程師技術(shù)手冊(cè)（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016年 [2] 葛文杰.機(jī)械原理.北京.高等教育出版社.2005年 [3] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版.高等教育出版社,2006年 [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化工工業(yè)出版社,1993年 [5] 胡家秀.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)選用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1999年 [6] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社，2006年 [7] 荊昕，荊大川.斗式提升機(jī)的底接密封[J].礦山機(jī)械，1991年 [8] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)塑性工程學(xué)會(huì).鍛壓手冊(cè)（第3版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015年 [9] 商國(guó)華.內(nèi)裝卸式提升機(jī)[J]. 中國(guó)制造裝備與技術(shù)，1981年 [10] 董洪濤.長(zhǎng)壽命的斗式提升機(jī)[J]. 磚瓦世界，1988年 [11] 徐水龍.我國(guó)糧食系統(tǒng)斗式提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].食品科技，1992年 [12] 陳輝光，劉烺華.新型斗式提升機(jī)[J].中國(guó)礦山工程，1982年 [13] 李慧春.斗式提升機(jī)下軸斷裂原因分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].礦山機(jī)械，2007年 [14] F.Kallmeyer,J.Gausemier.Establishment of Model of Principle Solving of Mechatronic System.Engineering Design,2001. 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Cement and Concrete Research, 2000. 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 通過(guò)，同意開題 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)院意見： 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日 指導(dǎo)記錄 第一次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第二次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第三次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第四次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第五次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第六次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第七次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第八次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第九次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十一次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十二次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十三次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十四次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 第十五次指導(dǎo)記錄： 指導(dǎo)地點(diǎn) 年 月 日 中期匯報(bào)表 學(xué)生姓名 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）題目 TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作小結(jié) 本階段時(shí)間內(nèi)主要完成了一些工作： 1、 搜集、查閱一些提升機(jī)的相關(guān)資料，了解提升機(jī)的整體構(gòu)造、基本結(jié)構(gòu)以及其零件組成，并結(jié)合這些資料，確定了TH315雙通道斗式提升機(jī)的總體布置方案； 2、 根據(jù)其性能參數(shù)，進(jìn)行了一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算校核； 3、 在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上繪制了傳動(dòng)軸、料斗等零件圖。 接下來(lái)的計(jì)劃： 1、 進(jìn)一步完善提升機(jī)設(shè)計(jì)； 2、 完成進(jìn)料口、環(huán)鏈、主傳動(dòng)鏈輪等零件圖設(shè)計(jì)和主要結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算； 3、 繪制總裝配圖，完成說(shuō)明書的編寫。 指導(dǎo)教師意見 簽名： 2018年 4月 21日 中期情況檢查表 學(xué)院名稱： XXX 檢查日期： 20XX年 4月 23日 學(xué)生姓名 裴偉 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 汪菊 設(shè)計(jì)（論文）題目 TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作進(jìn)度情況 是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度 是 能否按期完成任務(wù) 能 工作態(tài)度情況 (態(tài)度、紀(jì)律、出勤、主動(dòng)接受指導(dǎo)等) 質(zhì)量 評(píng)價(jià) (針對(duì)已完成的部分) 存在問(wèn)題和解決辦法 檢查人簽名 教學(xué)院長(zhǎng)簽名 指導(dǎo)教師評(píng)閱表 學(xué)院： XXX 專業(yè)： XXXX 學(xué)生： XXX 學(xué)號(hào)： XXX 題目： ?TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 評(píng)價(jià)要素 成績(jī)?cè)u(píng)定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 工作 態(tài)度 工作態(tài)度認(rèn)真，按時(shí)出勤 能按規(guī)定進(jìn)度完成設(shè)計(jì)任務(wù) 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 研究方法與手段 實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力 創(chuàng)新意識(shí) 設(shè)計(jì) 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 結(jié)構(gòu)與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 指導(dǎo) 教師 意見 建議成績(jī) 是否同意參加答辯 評(píng)語(yǔ)： ? ? ? ? ? ? 指導(dǎo)教師簽名： 2018年 5 月 22 日 評(píng)閱教師評(píng)閱表 學(xué)院： XXX 專業(yè)： XXX 學(xué)生： 裴偉 學(xué)號(hào)： XXXXX 題目： TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)? 評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 評(píng)價(jià)要素 成績(jī)?cè)u(píng)定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 研究方法與手段 實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力 創(chuàng)新意識(shí) 設(shè)計(jì) 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 結(jié)構(gòu)與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 評(píng)閱 教師 意見 建議成績(jī) 是否同意參加答辯 評(píng)語(yǔ)： ? ? ? ? ? ? 評(píng)閱教師簽名： 2018年 5 月 24 日 答辯及綜合成績(jī)?cè)u(píng)定表 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)論文題 目 TH315雙通道斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間 201XX年 5 月 30日 9 時(shí) 20 分至 9 時(shí)40 分 答辯地點(diǎn) 敬本樓A504 答辯小組成 員 姓名 職稱 答辯 記錄 提問(wèn)人 提問(wèn)主要內(nèi)容 學(xué)生回答摘要 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 答辯記錄人簽名： 答辯 小組 意見 答辯評(píng)語(yǔ)： ? ? ? 答辯成績(jī)： 答辯小組組長(zhǎng)簽名： 綜合 成績(jī) 評(píng)定 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī) 答辯成績(jī) 綜合評(píng)定成績(jī) 答辯委員會(huì)主任簽名： ? 年 月 日 ? 17