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1、机械工程学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目:小型电缆自动收放器学 生 姓 名 : 指导教师姓名: 专 业 : 年月日1.课题名称小型电缆自动收放器2.课题研究背景目的及意义电缆收放器目前应用领域特别广泛。它可以在地面进行电缆收放，可以在矿井下使用，在地面与井下之间吊送，也能够独自在井下应用于机械设备，同样也有船用电缆收放器。目前因为大型露天移动式机械设备的有效工作行程很长，有50100M的哼，以往采用的是配重式电缆收放器或直接利用人工拖动电缆进行收放，传统的配重式电缆收放器其安装调试过程极其复杂，设备占用空间大，对电缆线长度有限制，并且在电缆线收放过程中经常出现电缆线压坏、拉断等
2、现象；而直接利用人工拖动电缆进行收放，每次设备工作位置变化，都要由人工拖动电缆来摆放至合适位置利于设备工作又不至于使电缆被设备碾压损坏，工作维护量相当繁重，且由人工拖动电缆收放，工作效率极低，劳动强度强。另外，近年来，通信事业发展迅速。对电线电缆的需求量日益增多，供应电缆线的工厂、仓库任务加剧，好多场合都采用了电缆自动收放器，但这些单位的电缆收放装置大多都是大型收放器，在一些需要小型电缆以及需要的电缆量小的情况下，仍然采用这些装置会很浪费，同时带来更多资源的浪费，因此，有必要设计一种小型电缆自动收放器，来解决此类问题。采用小型电缆收放器，在电缆用量少是场合能够发挥更好的作用。3、国内外研究现状
3、近年来，电缆收放器由原来的人工收放电缆发展到机械收放电缆，节约大量人力物力。目前，国内外电缆收放有电动、液压的装置等等；电动类的收放装置能源消耗比较大，设计费用比较高。液压收放装置计算复杂，高度也无法达到很高，目前液压方面的电缆收放装置还很少。电缆收放装置目前应用场合广泛，因地制宜，根据山西煤矿资源比较丰富，该地区对矿井下电缆收放装置的应用研究偏多。在矿井下的电缆收放装置应满足以下要求: ( 1) 解决了电缆在卷筒与电机之间不能有相对运动的问题; ( 2) 卷筒与电网之间的电缆可随设备的移动而自行收放; ( 3) 在含有易燃气体的场合可实现防爆。由于在电缆收放过程中容易造成电缆外皮磨损、电缆绞
4、缠在一起、电缆内部导线损坏等事故，从而造成不必要的损失，所以这些都是在设计电缆收放装置时所必须考虑到的。几种收放装置介绍：(1)电磁盘收放电缆装置：该装置主要由弹簧、拉簧夹板和卡线夹板组成，电缆固定在卡线夹板上，该装置的上下两端分别固定于吊车和电磁盘。当电磁盘下降时，在其重力的作用下拉簧受拉力，而使拉簧夹板和卡线夹板展开；当电磁盘上升时，由于拉簧的恢复力，而使拉簧夹板和卡线夹板折合在一起，保证电磁盘升降过程中电缆线的自动收与放。(2) 全液压电缆自动收放器：现场使用情况如图 1， 当钻机上升或下降时，由于电缆长度的变化，其自重产生的下垂力也在变化。收放机电子自动控制系统使工作电缆所受张紧力保持
5、不变。如图 2， 液压系统工作原理如图 3， 部分文献报道如下：（1）目前, 在煤矿井下的许多自移式设备中, 大多采用防爆电动机作为动力驱动装置, 如何实现电缆随设备移动而自动收放则是困扰人们的一个大问题,解决这一问题的途径有 3 条: (1)采用不用电力的动力装置-防爆柴油机;(2)将电机所需的电源随车放置;(3)安装收放电缆装置。地面作业的、以电机为动力装置的设备(如天车)都会用到电缆卷筒,其电源的传递同样是通过电刷滑环完成的,由于地面不存在防爆问题,因而电缆卷筒的设计较为简单。防爆电缆卷筒是解决地下向电网取电的自移式设备的电缆随设备移动而自行收放的理想装置,本文的设计思路完全符合煤矿安全
6、规程的要求,下一步将根据用户的需要进行电缆卷筒的生产。（2）长期以来，吊机电缆都是由工人随着吊机的移动而收放，劳动条件不好，还经常出现轧断电缆的事故。因此，电缆收放的革新，早已是个课题。在毛主席革命路线指引下，经过批林批孔运动，四桥处二队成立了电缆收放器研制小组，由工人自己设计，因地制宜，节约利废，到目前为止一共试制成功四种不同类型的电缆收放器，即：同步式；平衡重式；摩擦式和行星式电缆收放器。（3）电缆收放单轨吊，是一种多功能、高效率、多用途的井下辅助运输设备。其轨道不仅承载着整个装置的重量，还是挂缆车的运行通道。电缆收放单轨吊结构紧凑，便于挂缆车的顺利通过，可靠性好，稳定性高，适应能力强，安
7、装方便，省时省力，经济高效。适应煤矿现代化文明生产的需求。 （1） 电缆收放单轨吊，是一种多功能、高效率、多用途的井下辅助运输设备。其轨道不仅承载着整个装置的重量，还是挂缆车的运行通道。电缆收放单轨吊结构紧凑，便于挂缆车的顺利通过，可靠性好，稳定性高，适应能力强，安装方便，省时省力，经济高效。适应煤矿现代化文明生产的需求。4、对课题要求及预期目标的可行性分析(包括解决关键问题技术和所需条件两方面)方案一 该收放器原理是利用一个装在桶上的绕线滚，余线绕在滚子上。桶拖远时自动旋转放线，拖近时手摇或皮带带动收线。滚子两边与轴连接处各嵌入一盘滚珠。绕在棍子上的电缆外端接电源，内端接两盘滚珠外壳，再从滚
8、珠内壳引线沿轴至桶右侧的电动机开关。这样，电就由电缆经滚珠传至电动机，而不论滚子是静止或旋转状态。 在此基础上进行改进，装上齿轮、离合器和皮带等，就能实现自动收线。方案二 馈电型电缆自动收放器如图，1 是绕线卷筒，2 是电动机，3 是集电装置，4 是行程开关，5 是滑轮，6 是滚珠丝杠，7 是步进电机。为控制卷筒长度，将电机放在卷筒内部。丝杠，步进电机，行程开关，滑轮组成排线机构。排线原理是丝杠只做转动，带动丝母滑轮移动，当丝母碰到两侧的行程开关时，丝杠反向转动，同时带动滑轮反向运动。从而实现周期性排线。判别电缆松紧的机构简图，如下图，由两个定滑轮，一个动滑轮，弹簧，行程开关组成。当电缆太紧时
9、，弹簧压缩，动滑轮向右运动，当电缆过紧，碰到行程开关时，电机反转，进行放线。 5、设计参数电缆型号:JKLGYJ-50/8,长度 100m，出线速度一般取 30m/min最小弯曲半径：R=246mm弹簧型号 Y3X28X65-GB/T2089簧丝直径 d=3mm,弹簧中径 D=28mm，弹簧内径 ，弹簧外径 ，m251DmD312试验载荷 ，有效圈数 n=8，弹簧刚度 k=36.5/n=4.56N/mmNFs259交流电动机：鼠笼型三相异步电动机 Y80M24，变频调速卷筒尺寸：转速 n=19.5r/min, 直径取 246mm, 每层圈数 Z=50,卷筒长度取570mm电刷类型: SNH03
10、0 过孔导电滑环滚珠丝杠副: 启东润泽机床附件有限公司的 FL2506（L e=750 700）步进电机型号: 110BC3100（脉冲当量=0.01mm/脉冲） ，相数：3，步距角：0.6，最大静转矩：9.8Nm,空载起动频率：1500Hz,空载运行频率 15000Hz,转动惯量 7 2cmkg6、参考文献【1】 王桂梅 杨立洁等. 煤矿机械 煤矿机械杂志出版社 2005年版【2】 毛平淮 龚超等. 煤矿机械 煤矿机械杂志出版社 2010年版【3】 林新民 宋文波等. 中国铸机. 济南出版社 1992年版7、 完成本课题的工作计划及进度安排工作计划：（1） 外文翻译；（2） 查找资料，完成开题报告；（3） 完成尺寸计算；（4） 绘制装配图，部分零件图；（5） 按照学院的统一规范化要求撰写设计说明书。进度安排：第4周 查找资料，寻找文献；第56周 方案论证、确定方案、开题报告、外文翻译；第 7 周 主机部分设计；第 8 周 毕业实习调研,完成实习报告；第 911 周 主机部分设计,计算机绘制装配图；第1215周 主要零件设计,计算机绘制零件图，按照学院统一要求撰写设计说明书第 1617 周 毕业设计审查、准备答辩、答辩资格评审；第 18 周 公开答辩；第19周 修改毕业设计。7、导老师意见：
