鉗工高級(jí)技師論文

1、高級(jí)技師專業(yè)論文題目：一種溜井井深的測(cè)試裝置姓 名： 一種溜井井深的測(cè)試裝置【摘要】：通過(guò)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)、重錘及定位導(dǎo)向結(jié)合的方式，研究出一套適用于金屬礦山井下惡劣環(huán)境測(cè)量溜井深度的裝置，以解決金屬礦山井下溜井深度測(cè)量難、人工耗費(fèi)高、易產(chǎn)生安全隱患的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：溜井 重錘 定位導(dǎo)向 測(cè)量 一、前言與背景機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展已經(jīng)有幾百年的歷史，其高速發(fā)展，已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因其高效，方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)深入到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。同時(shí)由于社會(huì)需求的不斷提高，各種新型領(lǐng)域的出現(xiàn)，自動(dòng)化發(fā)展也隨之不斷完善及細(xì)化。而自動(dòng)送料裝置正是其最基礎(chǔ)的部分，其結(jié)構(gòu)也因工作環(huán)境類

2、型的不同，也表現(xiàn)出不同的多樣性。在龐大的工業(yè)環(huán)境推動(dòng)下，各種符合實(shí)際生產(chǎn)的自動(dòng)化機(jī)械也隨之被設(shè)計(jì)推廣。國(guó)內(nèi)金屬礦山溜井為分為三類，360米溜井，180米溜井及60米溜井，其中數(shù)量最多的是180米溜井，溜井口直徑約為2-3米，頂板可以懸掛，溫度18度左右，粉塵相對(duì)煤礦要小，現(xiàn)場(chǎng)濕度較高，在相對(duì)惡劣工況環(huán)境下測(cè)試溜井深度的方法并不多，只有采用人工投放繩子后再計(jì)量繩子的方式來(lái)進(jìn)行大致測(cè)量，不僅精度得不到保障，而且容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。又因金屬礦上溜井分布較散，人工測(cè)量的方式會(huì)導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程浪費(fèi)太多人力，不利于工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展需求。本次機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要用于測(cè)量金屬礦山溜井井深的裝置，實(shí)現(xiàn)金屬礦山溜井自動(dòng)測(cè)

3、量，消除積累誤差，把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。而傳統(tǒng)式手動(dòng)測(cè)量，不但效率低，同時(shí)又浪費(fèi)勞動(dòng)力。為降低生產(chǎn)成本，本次設(shè)計(jì)的是以電動(dòng)絞車方式傳動(dòng)重錘。此次設(shè)計(jì)意義不僅是對(duì)金屬礦山實(shí)際生產(chǎn)提供快捷方便，更實(shí)際的意義是對(duì)自己來(lái)說(shuō)也是一次很好的鍛煉，鞏固了很多舊知識(shí)，也了解學(xué)習(xí)更多的新知識(shí)，能把平時(shí)學(xué)到的知識(shí)有效的結(jié)合，我想通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作會(huì)有很多的幫助。二、國(guó)內(nèi)溜井測(cè)試的背景技術(shù)目前國(guó)內(nèi)測(cè)量溜井井深的方式主要是采用長(zhǎng)鋼絲一次投點(diǎn)、幾何定向或陀螺經(jīng)緯儀定向、鋼尺法或鋼絲法。由于井深小,采取一定措施后一般均能滿足采礦工程當(dāng)井筒深

4、度很大時(shí),定向投點(diǎn)鋼絲的擺動(dòng)不再符合簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律,特別是在井下濕度和灰塵較大時(shí),投點(diǎn)誤差很大,難以達(dá)到精度要求。采用激光投點(diǎn)儀投點(diǎn)取代鋼絲投點(diǎn),可克服上述缺點(diǎn),但傳統(tǒng)的激光穿透能力有限,無(wú)法測(cè)量井深，并且激光或雷達(dá)光波容易受到井下潮濕環(huán)境水分子的反射而失真，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。且我國(guó)的長(zhǎng)鋼尺類型有限,特別1 000 m 以上的長(zhǎng)鋼尺造價(jià)太高,多把短鋼尺相接難度較大,鋼尺法測(cè)量方式不現(xiàn)實(shí)。因此,井下溜井測(cè)量的研究很具有必要性。三、研究裝置的功能需求1、通過(guò)溜井井口物位計(jì)進(jìn)行距離采樣，測(cè)量出目前溜井的深度；2、溜井礦石高度測(cè)量：1米之內(nèi)；4、選擇合適的電動(dòng)絞車，定滑輪，重錘完成各個(gè)配合；5、設(shè)計(jì)連接件

5、和固定裝置把各部合理鏈接6、完成裝配圖設(shè)計(jì)，繪制部分零件圖；7、建立送料機(jī)的三維模型并進(jìn)行仿真分析。四、裝置設(shè)計(jì)方案 1、工作原理重錘（見附圖1）由鋼絲牽引下降，重錘重量恒定，鋼繩重量隨長(zhǎng)度的增加而增加。當(dāng)重錘接觸到礦料面并完全落在礦料面后，重錘的自重消失，只剩余鋼繩自重。按照該變化，設(shè)計(jì)在導(dǎo)向定滑輪上端安裝一拉力稱重傳感器（見附圖1），傳感器一端與滑輪（見附圖1）連接，一端與支架連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)滑輪下掛的鋼絲繩以及重錘重量變化，檢測(cè)到的重量數(shù)值隨重錘的下降和鋼絲的加長(zhǎng)而加大，直至重錘完全落在礦料面上后，此時(shí)的重量會(huì)出現(xiàn)一個(gè)減小的變化，利用該變化作為實(shí)際深度信號(hào)測(cè)量的截止點(diǎn)，并要該信號(hào)作為電動(dòng)絞

6、車（見附圖1）停止和抱閘的信號(hào)。在絞車出線處安裝旋轉(zhuǎn)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)（見附圖1），使用接近開關(guān)檢測(cè)方式檢測(cè)旋轉(zhuǎn)量（1脈沖/轉(zhuǎn)）。按照2r脈沖數(shù)=重錘下放距離，進(jìn)行重錘位置檢測(cè)，從而計(jì)算溜井深度；在20秒后，系統(tǒng)已經(jīng)把計(jì)算好的數(shù)據(jù)傳輸入終端控制器，電動(dòng)絞車又自動(dòng)啟動(dòng)，收回鋼繩，回到初始位置。2、設(shè)計(jì)思路（1）、探測(cè)重錘使用雙圓錐型結(jié)構(gòu)，防止上升、下降時(shí)在豎井內(nèi)被通道中突出的結(jié)構(gòu)阻礙，導(dǎo)致重錘在豎井內(nèi)卡死。（2）、使用三角支架固定導(dǎo)向滑輪，保證鋼絲傳動(dòng)以及重錘上升、下降過(guò)程的穩(wěn)固性；（3）、在絞車出線處安裝旋轉(zhuǎn)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)，使用接近開關(guān)檢測(cè)方式檢測(cè)旋轉(zhuǎn)量（1脈沖/轉(zhuǎn)）。按照2r脈沖數(shù)=重錘移動(dòng)距離，進(jìn)行重

7、錘位置檢測(cè)。（4）、礦料位置的檢測(cè)方法重錘由鋼絲牽引下降，重錘重量恒定，鋼絲重量隨長(zhǎng)度的增加而增加。當(dāng)重錘接觸到礦料面并完全落在礦料面后，重錘的自重消失，只剩余鋼絲自重。按照該變化，設(shè)計(jì)在導(dǎo)向定滑輪上端安裝一拉力傳感器，傳感器一端與滑輪連接，一端與支架連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)滑輪下掛的鋼絲繩以及重錘重量變化，檢測(cè)到的重量數(shù)值隨重錘的下降和鋼絲的加長(zhǎng)而加大，直至重錘完全落在礦料面上后，此時(shí)的重量會(huì)出現(xiàn)一個(gè)減小的變化，利用該變化作為實(shí)際深度信號(hào)測(cè)量的截止點(diǎn)，并要該信號(hào)作為絞車停止和抱閘的信號(hào)。（5）、定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)主要作用有二，一是對(duì)下垂的鋼纜進(jìn)行整理導(dǎo)向，防止重錘在上升、下降時(shí)與豎井壁刮碰，使鋼絲繩產(chǎn)

8、生較大擺動(dòng)，影響重量傳感器的檢測(cè)；二是作為重錘上升到原點(diǎn)位置時(shí)的停止信號(hào)，停止絞車運(yùn)轉(zhuǎn)和抱閘啟動(dòng)。（6）、控制系統(tǒng)框圖3、功能設(shè)計(jì)1）、現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)變頻器控制絞車收放電纜速度；2）、實(shí)時(shí)測(cè)量反饋上升、下降距離；3）、重錘接觸到豎井底部礦料，絞車停止，自動(dòng)抱閘；4）、重錘上升到準(zhǔn)備位置，絞車停止，自動(dòng)抱閘。5）、觸摸屏畫面具備現(xiàn)場(chǎng)操作所需各操作功能和數(shù)據(jù)顯示、調(diào)整功能；6）、可掛入光纖環(huán)網(wǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。7）、可拓展，可在錐形體重錘上家裝接近感應(yīng)轉(zhuǎn)置，使重錘下放時(shí)自動(dòng)感應(yīng)溜井壁情況，并將數(shù)據(jù)傳輸入電腦，利用電腦軟件繪制實(shí)時(shí)的溜井壁情況。4、配件選型4.1 電動(dòng)絞車（卷?yè)P(yáng)機(jī)）選型卷?yè)P(yáng)機(jī)是指用卷筒纏繞鋼

9、絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備，又稱絞車。卷?yè)P(yáng)機(jī)可以垂直提升、水平或傾斜拽引重物。卷?yè)P(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)及液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)三種。現(xiàn)在以電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)為主。可單獨(dú)使用，也可作起重、筑路和礦井提升等機(jī)械中的組成部件，因操作簡(jiǎn)單、繞繩量大、移置方便而廣泛應(yīng)用。主要運(yùn)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖。由于本次設(shè)計(jì)使用的卷?yè)P(yáng)機(jī)只為提拉重錘使用，且重錘重量在100KG以內(nèi)，故選用卷?yè)P(yáng)機(jī)的額定提高重量在200KG左右，考慮到提升時(shí)受到的慣性重力影響，卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)選型應(yīng)在1.2KW左右。4.2 鋼繩選型考慮到金屬礦山井下潮濕環(huán)境及鋼繩自重與重錘配比，本次設(shè)計(jì)鋼繩應(yīng)選用不銹鋼4厘鋼

10、繩。4.3 重錘選型重錘選用碳鋼菱形重錘，在菱形上沿焊接提拉換方便鋼繩固定，重錘重量為50KG。五、裝置實(shí)際的運(yùn)用1、溜井系統(tǒng)雖然能通過(guò)井下工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定高速上傳，并在調(diào)度中心及時(shí)顯示出測(cè)量數(shù)據(jù)。2、該裝置設(shè)計(jì)使用的關(guān)鍵點(diǎn)是必須找到溜井井口的中心點(diǎn)（井口至井腳的直線點(diǎn)），從中心點(diǎn)下放重錘并測(cè)量下放鋼繩的長(zhǎng)度，得出溜井井深的結(jié)果。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于溜井井壁不平整，中心點(diǎn)必須經(jīng)多次定位后確定。如圖：確定溜井頂上的中心點(diǎn)如圖：重錘裝置安裝于中心點(diǎn)后側(cè)方作業(yè)平臺(tái)下部3、由于礦山溜井都是多中段作業(yè)，為了保證溜井裝置在使用過(guò)程中的安全，項(xiàng)目實(shí)施前最終選取的直通溜井作為實(shí)驗(yàn)溜井，而試驗(yàn)地點(diǎn)的井口安裝環(huán)境、空氣濕度等因素并不理想，裝置設(shè)計(jì)時(shí)所確定的相關(guān)設(shè)備、材料容易受現(xiàn)場(chǎng)客觀因素的影響。在設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程中，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需求對(duì)溜井測(cè)量裝置進(jìn)行了防塵、防潮處理，如：加裝卷?yè)P(yáng)機(jī)防塵罩、配電柜密封、鋼繩及滑輪潤(rùn)滑等措施。如圖：鋼繩理線器加裝防潮罩理線器是機(jī)械原理，靠螺桿傳動(dòng)控制理線器來(lái)回行走。如圖 紅色部分為定滑輪4、整個(gè)測(cè)量裝置傳動(dòng)部分零件相對(duì)較多，包括定滑輪、卷?yè)P(yáng)機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)抱閘、理線器、套管、接近傳感器、限位器等零件組成。六、結(jié)論裝置經(jīng)設(shè)計(jì)及金屬礦山現(xiàn)場(chǎng)使用，本裝置具有以下功能1、經(jīng)濟(jì)適用的精確測(cè)量功能：利用卷?yè)P(yáng)機(jī)