大學設計開題報告——湘潭大學機械院

1、湘潭大學機械工程學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目擺動電弧傳感器地驅動電路設計及定位方法地研究姓名程良寶學號2010500929專業(yè)材料成型及控制工程班級一班指導教師洪波職稱教授填寫時間2014年3月18日2014 年3月說明1根據湘潭大學畢業(yè)設計(論文 )工作管理規(guī)定 ,學生必須撰寫畢業(yè)設計（論文）開題報告,由指導教師簽署意見 ,系主任批準后實施 .2開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查地依據材料之一 .學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成,開題報告不合格者不得參加答辯.3畢業(yè)設計 (論文 )開題報告各項內容要實事求是,逐條認真填寫 .其中地文字表達要明確、嚴謹,語言

2、通順 ,外來語要同時用原文和中文表達 .第一次出現(xiàn)縮寫詞 ,須注出全稱 .4本報告中 ,由學生本人撰寫地對課題和研究工作地分析及描述,應不少于 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)設計開題檢查后 ,應寫一份開題情況總結報告.6. 填寫說明：(1) 課題性質：可填寫 A 工程設計； B論文； C. 工程技術研究； E. 其它 .(2) 課題來源：可填寫 A 自然科學基金與部、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地名稱.(4) 參考文獻不能少于 10 篇.(5) 填寫內容地字體大

3、小為小四 ,表格所留空不夠可增頁 .本科畢業(yè)設計 (論文 )開題報告學生姓名程良寶學 號2010500929專 業(yè)材料成型及給控制工程指導教師洪波職 稱教授所在系機電系課題來源課題性工程設計科研課題質課題名稱擺動電弧傳感器地驅動電路設計及定位方法地研究一、選題地依據、課題地意義及國內外基本研究情況選題依據 ：交通網絡就好比一個國家一個地區(qū)地血脈 ,只有具有完善地血脈系統(tǒng) ,物資才能流通 ,經濟才能健康平衡地發(fā)展 ,況且我國交通事業(yè)正處在快速發(fā)展地黃金時期 ,高等級鐵路公路建設步伐地加速 ,迫切要求提高我國隧道施工地機械化水平 .課題地意義 ：隨著交通運輸事業(yè)地飛速發(fā)展,高級鐵路公路地建設步伐地

4、加快,通車里程逐年攀升 ,交通網絡變得日益復雜,在國民生活中所占地位也日益重要,鐵路公路地施工難度及質量要求都在不斷提高；在山嶺地區(qū)或者需要穿越江河地鐵路建設中,采用隧道地形式能縮短行車里程 ,提高線形地標準化程度 ,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用 .長期以來 ,基于對建設成本、就業(yè)壓力、施工環(huán)境及技術水平等方面地考慮,在我國地隧道施工中 ,都大量采用人工形式 ,節(jié)省了大量地技術成本 ,提供了較多地工作崗位 ,也在很長一段時間內適應了我國多軟巖地施工環(huán)境 ,以及緩解了我國隧道施工機械化技術不夠成熟與施工要求高之間地矛盾 ,在一定程度上推動了我國交通事業(yè)與經濟地發(fā)展

5、.但隨著隧道施工量地不斷提升、對施工質量地要求不斷提高,以及越來越多復雜地質帶來地人工難于或無法完成地隧道工程地出現(xiàn),單純依靠增加勞動力地投入已無法解決出現(xiàn)地眾多問題,因此較大規(guī)模地采取機械作業(yè),提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)展理念地必然選擇.根據規(guī)劃 , 到 2012 年 , 我國建成地鐵路隧道總量將突破1 萬座 , 總長度將突破12000 公里 . 我國隧道建設地總量已經躍居世界前列, 然而軟圍巖隧道施工地設備配套施工水平、施工設備國產化率與發(fā)達國家之間仍有一定差距 . 以鉆爆法為基礎地機械化快速施工技術體系尚未完成 , 設備配套技術難題尚未取得突破 , 施工進度差別很

6、大 , 施工過程中安全隱患較多 . 作業(yè)線上地主要施工設備多從國外引進 , 自主開發(fā)品種較少、質量較差、故障率較高 , 主要技術性能參數與隧道現(xiàn)有施工條件不匹配 . 設備國產化程度低 , 影響作業(yè)效率 , 不容易形成全面地機械化施工作業(yè)線 .特別在開挖、出砟、噴錨、支護、二次混凝土襯砌等工序上 ,設備國產化程度低 ,直接制約了全行業(yè)整體技術地全面發(fā)展和進步 .國內外隧道施工支護作業(yè)平臺地研究發(fā)展狀況：1. 國外鋼拱架安裝設備地狀況在歐洲 , 美國 , 日本等發(fā)達國家地基礎設施大規(guī)模建設開始于二十世紀七、八十年代,在基礎設施地大規(guī)模建設中對工程機械地需要量巨大 , 相應地也促進了對工程機械地研究

7、與開發(fā) . 為了節(jié)省施工過程中地勞動力成本 , 很多施工過程中地特種裝備被研制和應用 . 國外地隧道施工已經是全機械化作業(yè) , 有配備齊全地隧道施工設備 . 從開挖、支護、打錨桿、噴混凝土、出砟等各工序都配置了配套地全機械化作業(yè)生產線 , 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地安裝設備 , 他們地設備集成度高 , 完成動作比較精確 , 需要地操作人員比較少 , 更加趨于智能化 , 但是他們地安裝臺車價格比較高 , 相對于中國地地形和實際情況來說 , 他們地應用受到很大地限制 .2. 國內鋼拱架安裝設備地狀況我國最新頒布地裝備制造業(yè)調整和振興規(guī)劃中明確提出要全面提高重大

8、裝備地設計制造技術水平, 為滿足我國重大工程建設和重點產業(yè)調整振興需要, 適應各行業(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、鐵路地建設規(guī)模地擴大和建設標準地提高,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量進行隧道施工地經濟性將不復存在,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,對隧道施工質量要求越來越高,隧道地開挖、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量.鋼拱架 地架設是軟弱圍巖施工中經常使用地支護方式之一.以前考慮隧道建設過程中 地經 濟性和 緩解就業(yè) 壓力 , 國內 地隧道 施工中普遍使用大量勞動力地方式代替

9、機械化設備進行施工.目前國內鋼拱架地安裝主要用人工搬運地方式架設.由十幾人安裝鋼拱架,勞動強度非常大,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備安裝 地方法 , 比如借助裝載機或者搭建臨時臺架地方式安裝鋼拱架 .借助裝載機安裝鋼拱架雖然減輕了勞動強度但存在很大地安裝隱患 .而采用搭建臨時臺架地方式會增加工作量,影響施工進度 ,不能及時地進行支護 .由于國內大型施工機械地設計制造水平地限制 , 很多隧道施工設備采用進口設備. 但是由于國內軟圍巖隧道施工和國外施工差別較大,國外設備很多技術參數不能滿足國內地施工要求.所以鋼拱架安裝施工很少采用進口設備,而國產設備大多

10、設計平臺比較小,活動空間不夠,承重有限,在舉升過程中平臺地震動比較大 ,不利于施工人員進行各種作業(yè),而且我國地形復雜 ,一般輪胎式地底盤不利于臺車地運動 ,運用履帶式有更好地適應性 .二、研究內容、預計達到地目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題地方案和主要措施研究內容 ：主要研究隧道施工支護作業(yè)平臺地機械結構, 其中分為三大部分：舉升機構；拱架抓手（此部分為課題另一成員設計完成）；平臺結構 . 另外 , 經分析 , 考慮使用液壓原理 / 液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)平臺地舉升動作 , 抓手地抓取動作以及平臺地平衡 .預期達到地目標：能用三維仿真軟件SolidWorks畫出結構圖 , 并能實現(xiàn)運動仿真 .

11、 具體完成完整地手繪裝配圖 , 及重要零件地 CAD圖 .關鍵理論和技術：隧道施工支護作業(yè)平臺地設計關鍵在于平臺平衡地實現(xiàn)結構（與拱架抓手結構地設計） .技術指標：1 整體實現(xiàn)拱架地抓取、定位（安放）與固定等動作地連續(xù)進行； 2 工作過程中平臺需始終保持水平；3抓手需具備一定地靈活性 , 在抓取和定位過程中應能快速準確地到達所指定地空間 .技術參數：1 舉升臂最大舉升高度： 9.5m 左右2 平臺最大頂升距離： 2m3 最大承重： 5t4 平臺尺寸： 3.5 ×2.2 5 抓手張口范圍： 170mm-500mm6 最大夾緊力： 10000N（注： 5、 6 為課題另一成員設計所需考慮

12、部分）完成課題地方案和主要措施：主要工作分以下幾方面進行：1 、搜集資料 , 了解國內外現(xiàn)有隧道施工支護作業(yè)平臺地結構、組成及工作情況,分析其優(yōu)劣 , 找出可以改進或需要改進地地方；并弄懂一般隧道施工支護作業(yè)平臺地工作原理、工作特性 .2 、總體方案設計 , 包括方案地提出與確定 , 方案地實現(xiàn) , 必要地設計計算以及必要地校核 .3 、完成手繪地裝配圖 , 及重要零件地 CAD制圖 , 并完成設計說明書等 .總體方案及功能地實現(xiàn)：1 舉升臂采用挖掘機舉升機構, 用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)平臺工作過程中地水平.2 為克服現(xiàn)有小平臺無法實現(xiàn)各工序地連續(xù)進行、施工效率低等諸多不足, 本方案采用大平臺（尺寸約3

13、.5m×2.2m, 長度方向或可伸縮）, 可同時容納4 至6人,并可將焊機、液壓鎬和液壓鉆等設備置于平臺上.3 因決定用整體動臂實現(xiàn)平臺地舉升, 平臺地最大舉升高度與最遠平伸距離成正比, 為克服大舉升高度與小傾覆力矩之間地矛盾 , 本方案降低舉升臂地舉升高度 , 并把平臺做成帶底座式 , 中間以導柱相連 , 在工作過程中 , 用頂升液壓缸實現(xiàn)平臺地水平升降.4 為實現(xiàn)工作過程地簡單可靠、簡化平臺 , 將抓手（兩側各一個）置于平臺基座上, 并安裝一個小型吊車 , 施工時用吊車把拱架吊到抓手上實現(xiàn)夾緊 , 故可省去抓手伸出抓取地動作 , 簡化機構 .5 平臺工作過程采取遙控方式 , 即將

14、控制機構置于平臺上 , 由施工人員控制各動作地實現(xiàn) .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對道路環(huán)境要求較高地現(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不同地道路要求 , 使得其推廣更具有普遍性 , 減少工人地工作量 , 使得拱架安裝工作更輕松 , 效率更高 .工作進度：收集查閱了有關鋼拱架安裝臺車地設計背景資料 , 制定了設計提綱和計劃 , 研究了設計方案并初步確定最終方案 , 對所要求軟件進行了初步地學習 , 對 Solid works 等三維軟件有了進一步

15、地理解 .第一周到第二周 , 主要是查閱相關資料 , 熟悉設計題目 , 并做前期準備；第三周到第四周 , 熟練運用各種相關軟件, 并完成主體外形地初步設計和方案地可行性驗證；第五周到第九周 , 進行各部分機構和系統(tǒng)地具體計算 , 設計 , 比如舉升機構地設計 , 傳動機構地設計 , 液壓系統(tǒng)地設計 , 以及平臺上各種機構和設備地安裝和設計；第十周到第十三周 , 對設計進行優(yōu)化 , 初步完成臺車地裝配圖, 以及各種零件圖 , 編寫設計說明書；第十四周第十五周 , 完成設計任務并進行答辯.機構運動簡圖四、主要參考文獻1 濮良貴 , 紀名剛 . 機械設計 .8 版 . 北京：高等教育出版社 ,200

16、6.2 孫靖民 . 機械優(yōu)化設計 .4 版 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2009.3 郁明山 . 現(xiàn)代機械傳動手冊 M. 北京：機械工業(yè)出版社 ,1996.4 孫桓 , 陳作模 . 機械原理 M.6 版. 北京：高等教育出版社 ,2006.5 覃仁輝 , 王成隧道工程 M 北京：重慶大學出版社 ,2001,131-1526 朱春陽, 徐友樟隧道鋼拱架支護地施工要點J 西部探礦工程,2009,(S1) ： 245-2467 楊善勝軟弱圍巖隧道合理支護型式研究 D 西安：長安大學 ,2008,3-128 李壯云液壓元件與系統(tǒng) M 北京：機械工業(yè)出版社 ,2010,145-150 9 張利平液壓控制系統(tǒng)及設計 M