制造系統(tǒng)工程大作業(yè)快速卸煤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1、快速卸煤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)快速卸煤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.題目背景及意義隨著改革開放以來(lái)，國(guó)家的工業(yè)化建設(shè)取得突飛猛進(jìn)，而工業(yè)化發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家對(duì)燃煤的需求量在不斷增強(qiáng)，我國(guó)的火力發(fā)電廠等絕大多數(shù)以燃煤為主要燃料，特別是大型火力發(fā)電廠的日消耗量巨大，這些煤多由鐵路專用煤車從煤礦運(yùn)到電廠，由于鐵路運(yùn)輸燃煤的量巨大，每一列車廂的燃煤高達(dá)數(shù)十噸甚至上百噸，如果用傳統(tǒng)的卸煤方式進(jìn)行人工卸煤，則即耗費(fèi)人力又耗費(fèi)資金，不利于企業(yè)的正常生產(chǎn)的進(jìn)行，且人工卸煤的效率低下，不適合工作發(fā)展的要求，因此，尋找合理且高效率低能耗的卸煤方式成了當(dāng)前怎個(gè)卸煤系統(tǒng)的重要考慮的問題。為了將煤從車上卸下，采用了各種卸煤辦法，其中有螺旋卸車機(jī)

2、，斗鏈卸車機(jī) ，卸煤機(jī)等都是運(yùn)用比較廣泛的幾種卸煤機(jī)，而卸煤之后，煤料的轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存也是當(dāng)今應(yīng)該考慮的問題，我們把整個(gè)燃煤的卸載，轉(zhuǎn)移，以及儲(chǔ)存作為一個(gè)整體的卸煤系統(tǒng)，既能夠加強(qiáng)管理又有利于運(yùn)輸。提高綜合效率，因此產(chǎn)生了快速卸煤系統(tǒng)的研究潮流，研究快速卸煤系統(tǒng)，不僅是現(xiàn)在整個(gè)卸煤工業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，也是當(dāng)今高效率，低能耗，低人力的發(fā)展需要。2.國(guó)內(nèi)外快速卸煤系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)港口使用卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)已有80 多年的歷史。據(jù)史料記載, 最早的一套卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)安裝在大連港第一埠頭, 從1921 年到1925 年由大連港輸出的煤炭分別為1. 117 8 萬(wàn)t、1. 017 4 萬(wàn)t、1. 697 4萬(wàn)t

3、、2 . 213 7 萬(wàn)t、2 . 585 9 萬(wàn)t。因此可以推斷, 至少在1925 年我國(guó)港口已經(jīng)有卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)在使用。1931 年美國(guó)制造的 h. l ( h ig h lif t ) 型卸煤機(jī)安裝于大連甘井子一直使用到解放后。1958年我國(guó)自制的第一臺(tái)卸煤機(jī), 系按前蘇聯(lián)圖紙將卸煤機(jī)平臺(tái)及相關(guān)設(shè)備的車輛軌距由1 524 mm 修改為1 435 mm, 以適應(yīng)中國(guó)鐵路軌距, 定名為m2 型。該機(jī)采用鋼絲繩驅(qū)動(dòng), 安裝于本鋼。我國(guó)自行設(shè)計(jì)卸煤機(jī)始于1964 年, 1967 年安裝于渡口, 此機(jī)型為kfj2 三支座轉(zhuǎn)子式卸煤機(jī), 為連桿式活動(dòng)平臺(tái)、雙串聯(lián)轉(zhuǎn)子單翻型, 卸車能力為1 200 t

4、/ h。上世紀(jì)80年代, 我國(guó)開始引進(jìn)大型卸煤機(jī), 其卸車能力由3 600 t / h 發(fā)展到5 400 t / h, 是我國(guó)卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)發(fā)展的高峰期。在以往的發(fā)展過程中，國(guó)產(chǎn)的卸煤機(jī)始終處于仿制引進(jìn)核心技術(shù)的狀況中，近兩年來(lái)嗎，國(guó)產(chǎn)卸煤機(jī)除了擺脫仿制外，還實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新，并且取得很大進(jìn)步在國(guó)外到20 世紀(jì)60 80 年代隨著鐵路運(yùn)輸和車輛的發(fā)展, 卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)工藝和設(shè)備得到飛速發(fā)展。車輛長(zhǎng)度由19 世紀(jì)的7. 5 m 增長(zhǎng)到16. 2 m, 車輛總質(zhì)量由32. 5 t 增長(zhǎng)到130 t ( 少量車輛長(zhǎng)度已達(dá)23. 77 m, 車輛總質(zhì)量達(dá)150 t ) ; 車廂材質(zhì)由鋼骨架木質(zhì)、鋼質(zhì),

5、發(fā)展成鋁合金材質(zhì); 車鉤由人工摘鉤的固定車鉤, 發(fā)展成不摘鉤旋轉(zhuǎn)型車鉤, 并且車鉤直徑加大以適應(yīng)重載單元列車的牽引力, 相應(yīng)的車鉤緩沖器的能量吸收能力及列車制動(dòng)能力也極大提高。由于這些變化, 目前國(guó)外已有每小時(shí)翻卸96 輛車和每小時(shí)翻卸11 000 t 礦石的卸煤機(jī)卸車系統(tǒng)。而不管是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷提高，且生產(chǎn)對(duì)高效率，低能耗低勞力的，自動(dòng)化水平不不斷提高的情況下，傳統(tǒng)模式的卸載機(jī)已經(jīng)不能滿足其發(fā)展的需要，因此，目前，國(guó)內(nèi)卸載機(jī)除了合作開發(fā)與自主創(chuàng)新擺脫仿制追趕國(guó)際先進(jìn)水平階段外海通國(guó)外一樣，不斷追求自動(dòng)、安全、高效的生產(chǎn)模式。3.快速卸煤系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)及使用功能說明原始

6、的鏈斗卸車機(jī)主要由提升機(jī)構(gòu)、翻斗機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)、大車行走機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)及電器設(shè)備等組成，其中提升機(jī)構(gòu)由兩根鋼絲繩承受整個(gè)翻斗機(jī)構(gòu)的重量。近年火車煤已成為公司用煤的最主要渠道，占整個(gè)進(jìn)煤量的95%以上，但煤種結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，煤泥、大石塊、大凍塊混雜其中，鏈斗卸車機(jī)在接卸煤過程中，提升鋼絲繩超負(fù)荷工作嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)超過鋼絲繩的許用極限，鋼絲繩斷裂，翻斗機(jī)構(gòu)整體墜落，造成提升減速機(jī)損壞、翻斗主軸彎曲，甚至翻斗機(jī)構(gòu)平臺(tái)變形等嚴(yán)重影響設(shè)備及人身安全的事件。原始的鏈斗卸車機(jī)在工作中通過大車平臺(tái)上的提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電機(jī)通過聯(lián)軸器、減速機(jī)、鋼絲繩卷筒，與鋼絲繩連接，鋼絲繩通過變向輪在鏈斗機(jī)構(gòu)下部穿過，并承受住鏈

7、斗機(jī)構(gòu)的重量，另一端固定在大車機(jī)架上。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩收緊時(shí)，鏈斗、斗架等機(jī)構(gòu)被提升；反之，鋼絲繩放松時(shí)，鏈斗、斗架等在自重的作用下逐步下降。鏈斗機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)如下問題：1）當(dāng)翻卸煤泥、大塊等難于接卸的煤種時(shí)，鏈斗對(duì)提升機(jī)構(gòu)附加了一個(gè)遠(yuǎn)超其自重的力，當(dāng)鏈斗機(jī)構(gòu)被提升，鋼絲繩承受不了這種向下的力與鏈斗機(jī)構(gòu)本身的自重的合力時(shí)，就出現(xiàn)斷裂，造成設(shè)備損傷。2）當(dāng)放松鋼絲繩時(shí)，如敞篷車箱的煤位未下降或其它原因?qū)е骆湺窓C(jī)構(gòu)沒有下落，則放出的鋼絲繩逐漸變長(zhǎng)，在鋼絲繩卷筒上亂纏或反纏，鋼絲繩與鏈斗機(jī)構(gòu)脫開或虛接觸。此時(shí)，如果鏈斗機(jī)構(gòu)的自重克服了其它外力，就會(huì)突然下墜，強(qiáng)行拉斷鋼絲繩。因此，為了克服以上的一些問題

8、，可以將鏈斗卸車機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將其改為能夠提供更大功率的液壓驅(qū)動(dòng)式鏈斗機(jī)。在鏈斗機(jī)構(gòu)液壓頂升系統(tǒng)內(nèi)，依靠液壓油的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。液壓油經(jīng)柱塞泵進(jìn)入到系統(tǒng)，電磁溢流閥斷電的時(shí)候，系統(tǒng)溢流,且此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1中的液壓油因?yàn)闆]有通路卸荷，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持不動(dòng)。當(dāng)三位四通電磁閥3左邊線圈得電，右邊失電時(shí)，液壓油經(jīng)液控單向閥、單向節(jié)流閥、電磁閥換向閥，到達(dá)液壓缸1大腔，使油缸上升，且油缸內(nèi)的壓力由外加負(fù)載決定，當(dāng)液壓缸的外加負(fù)載大于溢流閥的調(diào)整壓力時(shí)，溢流閥溢流，從而保護(hù)系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)樽陨韷毫μ蠖鴵p壞，并且在液壓缸運(yùn)動(dòng)過程中，可以通過改變節(jié)流閥的大小來(lái)調(diào)節(jié)其運(yùn)

9、動(dòng)速度。當(dāng)三位四通電磁閥3左邊線圈失電，右邊得電時(shí)，液壓缸調(diào)整運(yùn)動(dòng)方向，同樣可以根據(jù)外加負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求調(diào)整期運(yùn)動(dòng)速度和安全壓力，此時(shí)液壓缸內(nèi)的液壓油經(jīng)過電磁換向閥直接回到油箱。整個(gè)油路圖如下所示1液壓缸 2節(jié)流閥 3電磁換向閥 4溢流閥 5液壓泵 6單向閥 （其中油箱省略）對(duì)于此卸煤機(jī)，與傳統(tǒng)的鏈斗式卸車機(jī)相比，有以下有點(diǎn)1） 可以在運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)大范圍無(wú)極調(diào)速，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)2） 在同等的輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)性能好3） 具有自動(dòng)循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)，且液壓元件的使用壽命較長(zhǎng)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，液壓元件都采用的是標(biāo)準(zhǔn)件，因此便于設(shè)計(jì)制造和運(yùn)用，且操作簡(jiǎn)單

10、卸煤系統(tǒng)的工作原理圖如卸煤系統(tǒng)的方案原理圖其中可以看出，通過控制室控制舉升機(jī)構(gòu)下降到卸煤車廂，然后由控制室控制機(jī)構(gòu)裝煤，煤裝好后，通過對(duì)舉升裝置的控制將裝好的燃煤進(jìn)行空間轉(zhuǎn)移，這中間還需要對(duì)傳輸帶控制，最后在卸煤地點(diǎn)卸下燃煤，這是一個(gè)人工操作頻繁的過程，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但是沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此效率較低。若通過控制室對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行下降控制到裝煤的過程中，通過plc控制器直接轉(zhuǎn)到舉升機(jī)構(gòu)上升這個(gè)工步，然后進(jìn)行空間轉(zhuǎn)移當(dāng)傳送帶將燃煤轉(zhuǎn)移到卸煤地點(diǎn)時(shí)，童謠通過plc控制卸煤，然后循環(huán)這個(gè)過程，即工步順序?yàn)檫@些工步直接通過plc控制器，然后用程序?qū)崿F(xiàn)循環(huán)，自動(dòng)化過程，即提高了生產(chǎn)效率，也降低了制造成本。有

11、利于控制操作，降低人工成本。4.快速卸煤系統(tǒng)生產(chǎn)率、可行性、可操作性評(píng)價(jià)系統(tǒng)生產(chǎn)率評(píng)價(jià)：由于其采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，因此，與傳統(tǒng)的鏈斗卸車機(jī)相比，其提供相同功率的能量時(shí)，裝置體積更小，輕便，降低了裝備整體重量的同時(shí)，卻提高了生產(chǎn)率，其在控制中的兩種模式，以自動(dòng)化生產(chǎn)的模式更為快捷，方便，因此，減少了一些不必要的環(huán)節(jié)的時(shí)間消耗，縮短了循環(huán)周期?？尚行栽u(píng)價(jià)：在市場(chǎng)需求方面，由于現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，物料的多樣化在所難免，因此，卸載不同物料的時(shí)候所承受的外部荷載不同，在卸煤的同時(shí)可以卸載其他的東西，在工廠的原料或者是成品的運(yùn)輸特別是煤料運(yùn)輸?shù)娜找嬖黾拥沫h(huán)境下，市場(chǎng)對(duì)卸車機(jī)的需求量也越來(lái)越大，而為了提高盛超效率

12、，往往也需要在物料運(yùn)輸卸載方面綜合考慮，這要求卸車機(jī)的卸車效率應(yīng)該有所提高，提高卸車機(jī)的工作效率，就增加了鐵路的運(yùn)輸效率，企業(yè)的生產(chǎn)效率，因此，作為一款改進(jìn)型的快速卸煤機(jī)，適合市場(chǎng)發(fā)展的需要可操作性：不管是液壓操作系統(tǒng)，還是自動(dòng)控制中的典型的plc控制單元，其操作都非常簡(jiǎn)單方便，只需要很少的人員就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)卸車過程的控制，plc對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制主要依靠程序來(lái)完成，因此，節(jié)省了人為控制因素，而液壓系統(tǒng)以其成熟的技術(shù)而言，操作簡(jiǎn)單，易于掌握5.結(jié)論通過對(duì)快速卸煤系統(tǒng)的一個(gè)整體概述和規(guī)劃，以及相關(guān)資料的查詢。讓我們對(duì)快速卸煤機(jī)有了整體的了解，以及明白了其相關(guān)的運(yùn)動(dòng)工程。本次討論實(shí)現(xiàn)了快速卸煤機(jī)工

13、作任務(wù)和要求的相關(guān)規(guī)劃和整理，在通過對(duì)鏈斗式卸車機(jī)進(jìn)行液壓改進(jìn)的過程中，出現(xiàn)的兩種控制方法雖然都能實(shí)現(xiàn)所要求的相關(guān)任務(wù)，但是一種是通過人為的在控制室里不斷對(duì)每一個(gè)工步進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)的，而另一個(gè)是結(jié)合了當(dāng)前生產(chǎn)的實(shí)際需要和社會(huì)發(fā)展的必然性，以及plc的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制過程，這個(gè)過程是低能耗，高效率，節(jié)約熱力成本的，且能夠?qū)崿F(xiàn)快速卸煤，因此滿足設(shè)計(jì)的要求。6.參考文獻(xiàn)1王隆太，吉衛(wèi)喜編著，制造系統(tǒng)工程，機(jī)械工業(yè)出版社；2朱建公，液壓與氣壓傳動(dòng)，西南交通大學(xué)出版社；3張振國(guó)，方承遠(yuǎn)，工廠電氣與plc控制技術(shù)。四、本次大作業(yè)心得及自我評(píng)價(jià)：通過對(duì)本次的快速卸煤機(jī)的討論，首先，讓我學(xué)會(huì)了分析問題并解決問題的相關(guān)步驟，收集資料和整理資料的能力有所提高，并對(duì)當(dāng)前的卸煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r以及趨勢(shì)有了一定的理解，在解決本次討論的過程中，我發(fā)現(xiàn)了要做好一個(gè)設(shè)計(jì)，不是單獨(dú)學(xué)科知識(shí)就能夠解決的，他是許多學(xué)科的綜合利用，學(xué)科之間的聯(lián)系是緊密的，就像本次設(shè)計(jì)，可以