畢業(yè)設(shè)計開題報告 機械類

1、湘 潭 大 學(xué) 機械工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目隧道施工支護作業(yè)平臺的設(shè)計姓 名學(xué)號專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級指導(dǎo)教師職稱教授填寫時間2012年3月8日 2012年3月說 明1根據(jù)湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告，由指導(dǎo)教師簽署意見，系主任批準(zhǔn)后實施。2開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。3畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴(yán)謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮

2、寫詞，須注出全稱。4本報告中，由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字。5開題報告檢查原則上在第24周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。6. 填寫說明：(1) 課題性質(zhì)：可填寫A工程設(shè)計；B論文；C. 工程技術(shù)研究；E.其它。(2) 課題來源：可填寫A自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題；B企、事業(yè)單位委托課題；C校級基金課題；D自擬課題。(3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。(4) 參考文獻不能少于10篇。(5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自

3、動化指導(dǎo)教師職 稱教授所在系機電系課題來源科研課題課題性質(zhì)工程設(shè)計課題名稱隧道施工支護作業(yè)平臺的設(shè)計一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況選題依據(jù)：交通網(wǎng)絡(luò)就好比一個國家一個地區(qū)的血脈，只有具有完善的血脈系統(tǒng)，物資才能流通，經(jīng)濟才能健康平衡的發(fā)展，況且我國交通事業(yè)正處在快速發(fā)展的黃金時期，高等級鐵路公路建設(shè)步伐的加速，迫切要求提高我國隧道施工的機械化水平。課題的意義：隨著交通運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，高級鐵路公路的建設(shè)步伐的加快，通車?yán)锍讨鹉昱噬?，交通網(wǎng)絡(luò)變得日益復(fù)雜，在國民生活中所占地位也日益重要，鐵路公路的施工難度及質(zhì)量要求都在不斷提高；在山嶺地區(qū)或者需要穿越江河的鐵路建設(shè)中，采用隧道的

4、形式能縮短行車?yán)锍?，提高線形的標(biāo)準(zhǔn)化程度，并能在一定程度上保護生態(tài)環(huán)境，因此隧道方案得到普遍應(yīng)用。長期以來，基于對建設(shè)成本、就業(yè)壓力、施工環(huán)境及技術(shù)水平等方面的考慮，在我國的隧道施工中，都大量采用人工形式，節(jié)省了大量的技術(shù)成本，提供了較多的工作崗位，也在很長一段時間內(nèi)適應(yīng)了我國多軟巖的施工環(huán)境，以及緩解了我國隧道施工機械化技術(shù)不夠成熟與施工要求高之間的矛盾，在一定程度上推動了我國交通事業(yè)與經(jīng)濟的發(fā)展。但隨著隧道施工量的不斷提升、對施工質(zhì)量的要求不斷提高，以及越來越多復(fù)雜地質(zhì)帶來的人工難于或無法完成的隧道工程的出現(xiàn)，單純依靠增加勞動力的投入已無法解決出現(xiàn)的眾多問題，因此較大規(guī)模的采取機械作業(yè)，提

5、高機械化水平已成為迫切要求，這也將是基于可持續(xù)發(fā)展理念的必然選擇。 根據(jù)規(guī)劃，到2012年，我國建成的鐵路隧道總量將突破1萬座，總長度將突破12000公里。我國隧道建設(shè)的總量已經(jīng)躍居世界前列，然而軟圍巖隧道施工的設(shè)備配套施工水平、施工設(shè)備國產(chǎn)化率與發(fā)達國家之間仍有一定差距。以鉆爆法為基礎(chǔ)的機械化快速施工技術(shù)體系尚未完成，設(shè)備配套技術(shù)難題尚未取得突破，施工進度差別很大，施工過程中安全隱患較多。作業(yè)線上的主要施工設(shè)備多從國外引進，自主開發(fā)品種較少、質(zhì)量較差、故障率較高，主要技術(shù)性能參數(shù)與隧道現(xiàn)有施工條件不匹配。設(shè)備國產(chǎn)化程度低，影響作業(yè)效率，不容易形成全面的機械化施工作業(yè)線。特別在開挖、出砟、噴錨

6、、支護、二次混凝土襯砌等工序上，設(shè)備國產(chǎn)化程度低，直接制約了全行業(yè)整體技術(shù)的全面發(fā)展和進步。 為了早日實現(xiàn)我國隧道施工的機械化配套施工，鐵道部專門設(shè)立了“隧道圍巖穩(wěn)定性及其控制技術(shù)研究”重大研究課題。本次畢業(yè)設(shè)計的課題“隧道施工支護作業(yè)平臺的設(shè)計”在響應(yīng)鐵道部號召的同時，主要在于解決目前國內(nèi)隧道施工支護作業(yè)技術(shù)相對落后的現(xiàn)狀的問題，具有較實際的意義。國內(nèi)外隧道施工支護作業(yè)平臺的研究發(fā)展?fàn)顩r：1. 國外鋼拱架安裝設(shè)備的狀況 在歐洲，美國，日本等發(fā)達國家的基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)開始于二十世紀(jì)七、八十年代，在基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)中對工程機械的需要量巨大，相應(yīng)的也促進了對工程機械的研究與開發(fā)。為了節(jié)省施工

7、過程中的勞動力成本，很多施工過程中的特種裝備被研制和應(yīng)用。國外的隧道施工已經(jīng)是全機械化作業(yè)，有配備齊全的隧道施工設(shè)備。從開挖、支護、打錨桿、噴混凝土、出砟等各工序都配置了配套的全機械化作業(yè)生產(chǎn)線，機械化程度較高，且配套完整。 現(xiàn)在那些發(fā)達國家都有比較完整的安裝設(shè)備，他們的設(shè)備集成度高，完成動作比較精確，需要的操作人員比較少，更加趨于智能化，但是他們的安裝臺車價格比較高，相對于中國的地形和實際情況來說，他們的應(yīng)用受到很大的限制。2.國內(nèi)鋼拱架安裝設(shè)備的狀況 我國最新頒布的裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃中明確提出要全面提高重大裝備的設(shè)計制造技術(shù)水平，為滿足我國重大工程建設(shè)和重點產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興需要，適應(yīng)各行

8、業(yè)發(fā)展需要，大力發(fā)展大型、新型施工機械。隨著高等級公路、鐵路的建設(shè)規(guī)模的擴大和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，迫切需要在隧道施工中采用機械化配套施工，以往依靠增加勞動力數(shù)量進行隧道施工的經(jīng)濟性將不復(fù)存在，機械化配套施工對于提升我國隧道施工水平意義深遠。隨著隧道施工量快速增加，對隧道施工質(zhì)量要求越來越高，隧道的開挖、支護急切要求實現(xiàn)機械化配套施工來保證施工進度和施工質(zhì)量。鋼拱架的架設(shè)是軟弱圍巖施工中經(jīng)常使用的支護方式之一。以前考慮隧道建設(shè)過程中的經(jīng)濟性和緩解就業(yè)壓力，國內(nèi)的隧道施工中普遍使用大量勞動力的方式代替機械化設(shè)備進行施工。目前國內(nèi)鋼拱架的安裝主要用人工搬運的方式架設(shè)。由十幾人安裝鋼拱架，勞動強度非常大，

9、且施工效率低，對施工進度影響很大。有些隧道中安裝鋼拱架采用借助輔助設(shè)備安裝的方法，比如借助裝載機或者搭建臨時臺架的方式安裝鋼拱架。借助裝載機安裝鋼拱架雖然減輕了勞動強度但存在很大的安裝隱患。而采用搭建臨時臺架的方式會增加工作量，影響施工進度，不能及時的進行支護。由于國內(nèi)大型施工機械的設(shè)計制造水平的限制，很多隧道施工設(shè)備采用進口設(shè)備。但是由于國內(nèi)軟圍巖隧道施工和國外施工差別較大，國外設(shè)備很多技術(shù)參數(shù)不能滿足國內(nèi)的施工要求。所以鋼拱架安裝施工很少采用進口設(shè)備，而國產(chǎn)設(shè)備大多設(shè)計平臺比較小，活動空間不夠，承重有限，在舉升過程中平臺的震動比較大，不利于施工人員進行各種作業(yè)，而且我國地形復(fù)雜，一般輪胎式

10、的底盤不利于臺車的運動，運用履帶式有更好的適應(yīng)性。二、研究內(nèi)容、預(yù)計達到的目標(biāo)、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)、完成課題的方案和主要措施研究內(nèi)容：主要研究隧道施工支護作業(yè)平臺的機械結(jié)構(gòu)，其中分為三大部分：舉升機構(gòu)；拱架抓手；平臺結(jié)構(gòu)。另外，經(jīng)分析，考慮使用液壓原理/液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)平臺的舉升動作，抓手的抓取動作以及平臺的平衡。預(yù)期達到的目標(biāo)：能用三維仿真軟件SolidWorks 畫出結(jié)構(gòu)圖，并能實現(xiàn)運動仿真。具體完成完整的手繪裝配圖，及重要零件的CAD圖。關(guān)鍵理論和技術(shù)： 隧道施工支護作業(yè)平臺的設(shè)計關(guān)鍵在于平臺平衡的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與拱架抓手結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 技術(shù)指標(biāo)：1、整體實現(xiàn)拱架的抓取、定位（安放）與固定等

11、動作的連續(xù)進行； 2、工作過程中平臺需始終保持水平； 3、抓手需具備一定的靈活性，在抓取和定位過程中應(yīng)能快速準(zhǔn)確的到達所指定的空間。完成課題的方案和主要措施：主要工作分以下幾方面進行：1. 搜集資料，了解國內(nèi)外現(xiàn)有隧道施工支護作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)、組成及工作情況，分析其優(yōu)劣，找出可以改進或需要改進的地方；并弄懂一般隧道施工支護作業(yè)平臺的工作原理、工作特性。2. 總體方案設(shè)計，包括方案的提出與確定，方案的實現(xiàn)，必要的設(shè)計計算以及必要的校核。3. 完成手繪的裝配圖，及重要零件的CAD制圖，并完成設(shè)計說明書等。三、主要特色及工作進度主要特色：基于現(xiàn)在我國現(xiàn)有鋼拱架安裝臺車載重小，平臺小，不便于工人施工以及

12、對道路環(huán)境要求較高的現(xiàn)狀，實現(xiàn)一種可伸縮式大平臺，便于工作人員在施工時更加方便，增加活動面積，并用履帶式底盤適應(yīng)不同的道路要求，使得其推廣更具有普遍性，減少工人的工作量，使得拱架安裝工作更輕松，效率更高。工作進度：收集查閱了有關(guān)鋼拱架安裝臺車的設(shè)計背景資料，制定了設(shè)計提綱和計劃，研究了設(shè)計方案并初步確定最終方案，對所要求軟件進行了初步的學(xué)習(xí)，對Solid works等三維軟件有了進一步的理解。第一周到第二周，主要是查閱相關(guān)資料，熟悉設(shè)計題目，并做前期準(zhǔn)備；第三周到第四周，熟練運用各種相關(guān)軟件，并完成主體外形的初步設(shè)計和方案的可行性驗證；第五周到第九周，進行各部分機構(gòu)和系統(tǒng)的具體計算，設(shè)計，比如

13、舉升機構(gòu)的設(shè)計，傳動機構(gòu)的設(shè)計，液壓系統(tǒng)的設(shè)計，以及平臺上各種機構(gòu)和設(shè)備的安裝和設(shè)計；第十周到第十三周，對設(shè)計進行優(yōu)化，初步完成臺車的裝配圖，以及各種零件圖，編寫設(shè)計說明書；第十四周第十五周，完成設(shè)計任務(wù)并進行答辯。 四、主要參考文獻1華大年 華志宏 連桿機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新 機械工業(yè)出版社 2008.12孫波 機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典 西安電子科技大學(xué)出版社 2008.33孫桓 陳作模 葛文杰 西安工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室機械原理高等教育出版社 2006.54濮良貴 紀(jì)名剛 西安工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室機械設(shè)計 高等教育出版社 2006.55楊曙東 何存興 液壓傳動與氣壓傳動 華中科技大學(xué)出版社 2008.46隧道支護施工作業(yè)指導(dǎo)書、雙連拱公路隧道施工技術(shù)、隧道施工方案等7朱春陽 徐友樟 隧道鋼拱架