礦山機械設(shè)計論文范文

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相較于其他機械設(shè)備，礦山機械由于工作的特殊性常常需要更精密、更復雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以某金屬地下采礦系統(tǒng)為例，礦井里由于空間受限，巖層堅硬，這就要求著采礦掘進機械設(shè)備結(jié)構(gòu)強度較高、各部件力學性能要求較高、結(jié)構(gòu)也相應(yīng)更緊湊

2CAD技術(shù)及軟件功能

2.1CAD技術(shù)

CAD技術(shù)指的是計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用計算機及其圖形設(shè)備軟件幫助設(shè)計人員進行圖形參數(shù)計算、設(shè)計、繪制、修改、尺寸標注、信息儲存等工作的計算機應(yīng)用技術(shù)。

2.2CAD軟件功能

目前Auto-cad軟件開發(fā)出了平面圖形處理的二維cad和立體圖形處理的三維cad圖形處理模塊，用戶可根據(jù)各自的需要對圖形進行設(shè)計與處理。軟件提供了二維平面繪圖、繪圖輔助工具、圖形編輯、文字書寫與修改、尺寸標注及計算、圖層管理、三維圖形繪制、網(wǎng)絡(luò)共享、數(shù)據(jù)交換等多種功能，使用時根據(jù)用戶的特殊需要選取不同功能進行工作，操作極為方便。

3CAD技術(shù)在礦山機械設(shè)計中的應(yīng)用

CAD技術(shù)很好地解決機械設(shè)計過程中圖形繪制困難的問題。通過計算機軟件繪制的機械設(shè)備圖紙，設(shè)計、生產(chǎn)加工、維修人員可以在計算機上輕松地利用CAD圖形閱讀軟件進行尺寸的標注和修改、結(jié)構(gòu)部件的位置調(diào)整和準確定位，并可以對局部區(qū)域進行放大和縮小查看，既方便設(shè)計人員對整體-局部位置關(guān)系的設(shè)計，又有利于生產(chǎn)加工及維修人員對部件細節(jié)和部件結(jié)構(gòu)位置的把握。因此在目前的機械設(shè)計尤其是裝備復雜結(jié)構(gòu)緊湊化、大型化、特種化的礦山機械中得到了廣泛的應(yīng)用。利用CAD技術(shù)在礦山機械設(shè)備設(shè)計中的好處主要有：

3.1減少設(shè)計工作的工作周期和工作量

采用CAD技術(shù)進行機械設(shè)備的設(shè)計工作，一方面使得機械設(shè)備的復雜構(gòu)造轉(zhuǎn)化成簡單的幾何圖形，這既方便圖形的繪制，也利于生產(chǎn)加工制造單位對于機械設(shè)備構(gòu)造的整體把握；另一方面也使得機械設(shè)備設(shè)計工作量減少，設(shè)計周期變短，更方便機械設(shè)備的設(shè)計工作。

3.2有利于機械設(shè)備構(gòu)件細節(jié)的設(shè)計

CAD技術(shù)軟件能夠?qū)D形的局部區(qū)域進行放大和縮小查看、編輯處理，在實際的圖形繪制過程中，可以更加注重細節(jié)的把握。將平常很難準確把握的部件結(jié)構(gòu)細節(jié)處理清楚，并且保證精細構(gòu)件與周邊構(gòu)件的精確結(jié)合，尤其是涉及齒輪咬合部分，這就有效地避免了由于機械設(shè)備構(gòu)件結(jié)合不準造成的機械設(shè)備故障，給機械的日常工作提供保障。

3.3有利于機械設(shè)備構(gòu)件的修改

CAD圖形編輯軟件提供了圖形修改功能，主要包括線條修改（打斷、延伸、刪除等）、尺寸修改（拉伸）等。在機械設(shè)備設(shè)計中圖形繪制出現(xiàn)問題時，可以方便地利用軟件提供的編輯模塊進行修改，操作極為方便。

3.4有利于機械設(shè)備的直觀裝配

CAD技術(shù)繪制的圖形對于各部件的安裝位置及大小有著精確的標注，因此在進行機械設(shè)備的生產(chǎn)加工制造過程中，各部件組合安裝更加直觀。在圖形繪制過程中，隨時利用軟件對機械設(shè)備進行模型演示，以方便查找設(shè)計中存在的問題。

3.5保證機械設(shè)備設(shè)計質(zhì)量

CAD技術(shù)是計算機應(yīng)用技術(shù)的一種，有力地避免了機械設(shè)備設(shè)計中人為的失誤造成的設(shè)計質(zhì)量降低問題，并且其智能控制系統(tǒng)可以精確地查找設(shè)計中存在的問題，因此，更容易保證機械設(shè)備設(shè)計質(zhì)量，更利于機械設(shè)備的設(shè)計工作。

4CAD技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與進步，CAD技術(shù)也相應(yīng)的得到飛速的發(fā)展，通過CAD技術(shù)在實際機械設(shè)計中的設(shè)計討論，我們認為未來的CAD技術(shù)會越來越向著標準化、智能化、普及化發(fā)展。

4.1CAD技術(shù)的標準化

CAD技術(shù)在機械設(shè)計制造中圖形的繪制、編輯、修改中占據(jù)有重要的地位，越來越多的設(shè)計單位、機械制造公司和機械使用單位利用CAD技術(shù)來進行日常的工作。因此，CAD技術(shù)必定向著應(yīng)用技術(shù)的標準化發(fā)展以逐漸減少在交流過程中引起的誤解，這既是CAD技術(shù)日常應(yīng)用的需要，也是CAD技術(shù)發(fā)展的必然要求。

4.2CAD技術(shù)的智能化

CAD技術(shù)軟件如果只是單純的提供圖形繪制和編輯修改工具模塊，那么在實際的工作過程中會因為操作復雜而“難以上手”從而導致設(shè)計人員工作效率的下降，并且在實際的工作中可能會由于操作困難而導致圖形繪制出現(xiàn)偏差和錯誤，不利于設(shè)計工作的進行。因此，CAD技術(shù)在未來發(fā)展過程中需要重點注意智能化發(fā)展，以完整的模塊功能代替繁瑣的編輯技巧，更方便設(shè)計工作圖形繪制的進行。

4.3CAD技術(shù)的普及化

CAD技術(shù)在圖形繪制應(yīng)用上的強大功能優(yōu)勢保證著它的使用市場空間，那么在未來的工作過程中，CAD技術(shù)會得到越來越廣泛的應(yīng)用和普及，不僅局限于機械設(shè)備的圖形設(shè)計，包括房屋裝修、管線敷設(shè)、工藝流程設(shè)計等多種實際生產(chǎn)生活活動都可以應(yīng)用CAD技術(shù)，極大地方便人們的日常生活。

5結(jié)束語

篇2

【關(guān)鍵詞】機床；精密加工；自動換刀

Abstract：This product is a new type of multi-function machine tools，the main objective so that we can on a single machine to complete the one-time multi-channel precision small parts precision machining processes.Therefore，this machine can complete the drilling，milling，turning，grinding，and other four processes，as well as manual and automatic tool changing co-ordination，so that more diverse operation，which saves the need to purchase more than one machine costs，and eliminating non-less disassembly time and improve the processing efficiency.

Keywords：Precision Machining；Machine Tool；Automatic Tool Changer

機床設(shè)計屬于造型設(shè)計工作中很重要的一部分，傳統(tǒng)的大機床總布置設(shè)計由主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)；機床基礎(chǔ)件主要參數(shù)等組成，在滿足機床性能的要求下進行設(shè)計。其目的是提高機床的生產(chǎn)效率和機床壽命。而對多功能小機床而言，機床本身結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)機床相比都有很大不同，但是基礎(chǔ)的設(shè)計要求也有相同的因素。

1.多功能小型機床簡介

一臺機床可以實現(xiàn)車、銑、鉆、磨四種功能；不需要過多的拆裝，便可以完成這四種功能，節(jié)約時間，提高工作效率；占地面積小，適用于學校和工廠的實驗室工作；獨特的進給系統(tǒng)可以使操作者精確地掌握車刀和工件的進給量；自動換刀和手工換刀相結(jié)合，不僅使換刀方式多樣，而且減少了拆裝刀具的時間，提高了效率[1]。

2.多功能小型機床設(shè)計理念

現(xiàn)代工業(yè)的機床的設(shè)計理念主要是綠色設(shè)計，人性化設(shè)計和產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計等。在設(shè)計上，這些主要設(shè)計理念與之相對應(yīng)體現(xiàn)在：對環(huán)境的環(huán)保意識，體現(xiàn)對人的關(guān)懷，使得設(shè)計得到企業(yè)工廠乃至全球機床產(chǎn)業(yè)的認可。本論文設(shè)計的多功能小型機床體現(xiàn)了機床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念。新型多功能機床包含了多種加工工藝，新穎的換刀結(jié)構(gòu)，精確地進給結(jié)構(gòu)，獨特的車、銑、鉆等交換方式。

3.多功能小型機床結(jié)構(gòu)

新材料、新工藝的應(yīng)用促進了機床結(jié)構(gòu)的發(fā)展和機床輕量化，給機床結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了方便。機床構(gòu)件的微型化，成形技術(shù)的發(fā)展帶來了機床表面的平整化，減少了機床構(gòu)件的數(shù)量，提高了機床的工作效率，進一步實現(xiàn)機床結(jié)構(gòu)的微型化。從實驗得知：多功能小型機床提高了工作效率，節(jié)約了時間。

4.多功能小型機床模型設(shè)計部分

根據(jù)模具設(shè)計的一般在步驟，對一部分進行模具設(shè)計，通過對典型零件的模具分析，掌握系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。在多功能小型機床的設(shè)計中綜合運用了pro/E軟件中的造型技術(shù)如邊界線法，掃描法等。為設(shè)計出曲線光滑，工作效率高的機床，需反復實驗才能得到合理的機床模型。

圖1 機床傳動系統(tǒng)模型

機床模型的步驟：收集零件工作圖等技術(shù)文件；了解機床的需求情況，來確定機床結(jié)構(gòu)的合理性經(jīng)濟性；對機床進行分析，備料確定模板尺寸；在圖紙上進行模型繪制；繪制完成后，將模具進行校對和配件組立，確保各個模板孔位一致[2-4]，最后完成的機床模型運用渲染軟件Cinema-4D處理后如圖1所示。

5.結(jié)論

多功能小型機床是一種高精度，高柔性，高速度，高質(zhì)量的新型機床，由于高速度，高質(zhì)量，高精度，高柔性的特性與普通機床大有不同這也展示了多功能小型機床的優(yōu)勢。

參考文獻

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[2]姜媛媛.基于pro/E在并聯(lián)機床的實體建模[J].2009（04）： 18-22.

[3]徐竹.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學方法[J].職業(yè)教學研究， 2009（09）：8-14.

[4]徐錦康.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2004.150-225.

基金項目：2013年高校國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（編號：201310448021）。

作者簡介：

篇3

說過：“沒有創(chuàng)新，就沒有人類的進步，就沒有人類的未來。”創(chuàng)新，就是變不可能為可能；創(chuàng)新，就是要花小錢辦大事；創(chuàng)新，靠的是領(lǐng)導的思路和決策，科技人員的聰明才智和敬業(yè)精神，以及員工的無私奉獻和拼搏進取。如果說礦漿管道工程從決策到隧道貫通體現(xiàn)的一根主線就是開磷人的創(chuàng)新精神的話，那么這種創(chuàng)新精神在安裝工作中同樣得到了充分的體現(xiàn)――

礦漿管道輸送工程技術(shù)含量高，目前國內(nèi)投運的幾條管道均為美國PSI公司設(shè)計。通過論證和考察，開磷集團決定將礦漿管道委托給國內(nèi)一家設(shè)計院設(shè)計，這是國內(nèi)設(shè)計院首次獨立承擔這樣的項目。然而，正因為它是首次獨立承擔設(shè)計，其思路還囿于理論層面。

為使工程經(jīng)濟合理，有必要對原設(shè)計方案進行優(yōu)化和完善。為此，葉小洪工程師硬是“啃”完《PLC系統(tǒng)通信、擴展與網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)》、《長距離管道輸送工程設(shè)計與施工手冊》等系列專著。

管道技術(shù)規(guī)格和標準設(shè)計出來后，投資額好幾千萬元，葉小洪想，能不能在滿足設(shè)計要求保證質(zhì)量的前提下再節(jié)省一點？為此，他通過對無縫鋼管與高頻直縫焊管的技術(shù)性能指標的對比分析，結(jié)合對國內(nèi)礦漿管道輸送的考察經(jīng)驗，寫出了題為《ERW與SML鋼管在流體輸送領(lǐng)域的應(yīng)用分析與比較》的論文，建議將管道壁厚減小。為證明這一優(yōu)化設(shè)計的可行性和可靠性，開磷特意邀請國內(nèi)漿體管道輸送首席專家進行驗算，結(jié)果與葉小洪的論點完全吻合。這一技術(shù)方案的變更，使工程投資節(jié)省300多萬元。

2006年4月，葉小洪被任命為試車協(xié)調(diào)工作組技術(shù)總負責人。在其它試車準備工作陸續(xù)到位的情況下，卻因進口閥門推遲交貨，無法按計劃試車，這可讓人心頭上火，葉小洪更是急得嗓子都沙啞了。他說：“嗓子啞不怕，怕就怕設(shè)備‘啞’。”為了不影響工期，他調(diào)整工藝管道閥門布置的建議得到采納，實施后確保了按時聯(lián)動試車并獲得成功。

讓我們再來回顧一下礦漿磨粉及輸送設(shè)備的安裝吧。

對于礦漿磨粉及輸送設(shè)備的安裝，很多企業(yè)選用的是進口裝置。誰都知道，進口設(shè)備因性能可靠，工藝精度高，比國產(chǎn)設(shè)備安裝起來要省事得多。但本著少花錢多辦事辦好事的原則，經(jīng)過論證比較，開磷選擇了國產(chǎn)設(shè)備。同時，確定由自己的機電設(shè)備安裝公司承擔礦漿廠的機電安裝任務(wù)。

“機電設(shè)備安裝公司什么時候安裝過這樣的設(shè)備，承接過這樣的工程？”很多人心里直打鼓。不過胡雨武不這樣想，他敢于對屈慶麟立軍令狀：“保證完成任務(wù)！”

對機電設(shè)備安裝公司經(jīng)理胡雨武，屈慶麟是了解的。別看這個拖拉機制造維護專業(yè)出身的人學歷不是太高，其貌不揚，但對待工作既是個拼命三郎，也是個小諸葛亮。在建設(shè)息烽磷化工基地時，他就曾針對重鈣造粒、20萬噸硫磺制酸及第一套磷酸二銨裝置的改造，解決過很多技術(shù)難題。

不過，這個工程對建設(shè)者們來說畢竟是全新的。工程一啟動，難題就接踵而至：破碎機的行車吊重10噸，可破碎機機身上蓋重量就達10多噸，如何吊得起來；磨機的濾篩過短，磨好的礦漿和渣子一同流失，從而達不到生產(chǎn)能力；1號磨機上有塊鑄件因堆放隨意，導致30多噸重的4塊齒輪變形，螺絲孔錯位，無法正常組裝；磨機的空氣離合器套大軸小，裝上后出現(xiàn)松動，不能正常使用；2號磨機安裝中出現(xiàn)齒輪孔距差異……問題就這樣一個接著一個地考驗著開磷建設(shè)者們的心智。

2號磨機是個幾百噸重的家伙，來回吊裝作業(yè)好幾次就是不能就位，施工人員被折騰得筋疲力盡，連生產(chǎn)廠家派來的技術(shù)人員都沒招了。胡雨武說：“我們要在‘沒招’中找出‘招’來。”于是，他想出了齒輪孔人工磨合、噴焊離合器孔、松緊螺絲、調(diào)整間隙、分步實施，并用人拉肩扛與現(xiàn)代機具相結(jié)合的辦法，終于使2號磨機設(shè)備妥善就位。

球磨機的電氣系統(tǒng)同樣也是問題多多：高低壓油站與高壓開關(guān)電柜直接連鎖，無法實現(xiàn)分斷停車；高低壓油站在冬季加熱時間過長，影響系統(tǒng)起動；慢速傳動系統(tǒng)與同步電動機系統(tǒng)互鎖，無法實現(xiàn)慣性起動；現(xiàn)場儀表抖動導致系統(tǒng)誤停車……這些都是由于生產(chǎn)廠家眾多，各自按行業(yè)標準和自己的要求生產(chǎn)而留下的缺陷。怎么辦？胡雨武望著電氣工程師楊曉勇，那意思很明白：“活人總不至于被尿憋死吧！就看你的了。”

楊曉勇，這個西南師范大學物理專業(yè)畢業(yè)的高材生，文俊瘦弱，一派斯文，可在他的眼鏡背后卻閃爍著智慧的光芒。2002年以來，楊曉勇先后成功地應(yīng)用PLC技術(shù)自主完成錨桿機自動化技術(shù)改造；對立式車床自動化系統(tǒng)成功實施改造；將ABB公司DCS500應(yīng)用到龍門刨床的技術(shù)改造取得成功；應(yīng)用上位機技術(shù)改造馬路坪礦主斜井電氣PLC系統(tǒng)，成功實現(xiàn)控制系統(tǒng)的可視化連接；2005年，完成工業(yè)電視系統(tǒng)自主設(shè)計，成功地將光纖傳輸技術(shù)用于井下生產(chǎn)作業(yè)，為數(shù)字化礦山建設(shè)奠定了基礎(chǔ)……

這回，楊曉勇再次不負重托，會同彭永泓、李祖平等技術(shù)人員經(jīng)過無數(shù)次的實驗，把難關(guān)又一個個攻克了，廠商代表對他們豎起了大拇指。

時間進行到2006年8月，為保證按時試車，胡雨武帶著建設(shè)者們在近40度的高溫下工作,臉龐、手臂全曬脫了皮，一個個黑得像非洲人似的。在這節(jié)骨眼上，胡雨武病了，他說不是什么大病，就重感冒而已，因此白天堅持在現(xiàn)場，晚上才去打吊針。他知道這時候工地上需要他，建設(shè)者們的拼搏精神深深地感染著他。一位老焊工因工作沒能夠及時趕回老家見上病危中的老母親最后一面；有位叫陳明福的職工，體重原來近100公斤，幾個月下來減了7.5公斤，他不無幽默地說:“礦漿工程幫我減了肥。”工程處主任焦鳳池，忍受著膽囊息肉發(fā)炎帶來的痛苦，帶領(lǐng)職工加班加點搶工期……胡雨武忍不住幽默地說：“打不盡豺狼決不下戰(zhàn)場！”

此前，從磷化工基地傳來一條消息：濃密機設(shè)計安裝失敗了！這可不是個好消息。

礦漿在長途跋涉中，要求含水率必須達到50%，到息烽磷化工基地后，須將含水率降到31-35%，才能滿足生產(chǎn)需求。這套濃密裝置由國內(nèi)一家資質(zhì)較高的電站裝備工程公司設(shè)計制造安裝，可試車運行2小時后，濃密機的刮泥裝置抱死不能正常工作，經(jīng)過重新設(shè)計泥耙，結(jié)果還是不能運行。大家傻眼了。

原設(shè)計安裝單位無計可施，宣告失敗。

然而，原設(shè)計安裝單位宣告失敗不代表開磷人要放棄礦漿輸送工程建設(shè)，那可是開磷人夢想中的彩虹啊。不過，要重新尋找設(shè)計單位，不但要重新投資，而且時間也不等人。

廖貴芳站了出來。這位對機械設(shè)備懷有濃厚興趣的“怪才”似乎天生就對機械敏感，當他還是一名普通的井下掘進工時，就曾對不可能成功的“永動機”苦苦癡迷過。

俗話說隔行如隔山，但“濃密”對于廖貴芳來說，畢竟生疏。廖貴芳，這位開磷自己培養(yǎng)出來的第一屆學機械的理科電大畢業(yè)生，現(xiàn)任合資公司主任工程師，在礦山機械和化工機械設(shè)計維護崗位上摔打了二三十年了，特別是在磷化工基地的設(shè)備安裝施工中解決過很多難題，翻越過很多座“山”了。現(xiàn)在，他決心要征服濃密這座大山。

廖貴芳記得，當時他看了原設(shè)計后，在現(xiàn)場曾對廠方的技術(shù)人員提出過改進建議，可對方吃的是“濃密”這個專業(yè)飯，只是看了廖貴芳一眼，根本聽不進他的建議。可他們忽視了，他們的濃密機解決的是煤礦漿，而現(xiàn)在要面對的可是磷礦漿。

廖貴芳首先找出故障原因，分析原設(shè)計缺陷，對磷礦漿進行研究演示和實驗。他把自己關(guān)在辦公室對著磷礦漿“發(fā)呆”，然后對磷礦漿的質(zhì)量進行理論計算。廖貴芳就是這樣喜歡“發(fā)呆”的人，他對事物處處留心，善于鉆研，勤于思考，從不肯輕易放過任何細節(jié)。不知是不是因為用腦過度，50出頭的人，頭發(fā)就已日漸稀疏了，以致有人跟他開玩笑地說：“廖工真是‘聰明絕頂’啊，那腦門越來越亮了，里面都裝著智慧啊。”他也總是笑笑。

認真、專注的量變終于變成了新濃縮觀念的質(zhì)變。

廖貴芳開始了他的設(shè)計。他知道，他的設(shè)計決不能出現(xiàn)絲毫差錯，否則將會給企業(yè)帶來重大損失。從計算、設(shè)計到審圖，再到監(jiān)督施工，他都堅持一人把關(guān)。設(shè)計圖紙交到施工人員手上后，他整天“釘”在施工現(xiàn)場。對施工技術(shù)人員，他提出了近乎苛刻的要求，無論是焊接還是設(shè)備組裝，他都要認真仔細地進行檢查，他的卷尺整天不知疲倦地在手上拉伸跳動。

一次因事離開了半天，廖貴芳回來時，施工人員在加固濃密機底座的施工中，已將澆灌水泥的模板安裝到位，他檢查時，發(fā)現(xiàn)鋼筋上的墊塊未按要求擺放，就把臉一黑，沖著施工技術(shù)人員吼道：“像你們這樣糊弄，糊弄的是哪個？拆，趕快拆了重來。”

“這家伙可馬虎不得！”廖貴芳說。原設(shè)計安裝單位施工的濃密機座基間距過大，而濃密機卻像一口巨型大鍋，加上這“鍋”里的礦漿有數(shù)百噸重，那像饑民手臂一樣的座基如何能夠承受這樣的重負？現(xiàn)在重新加固，如果馬虎了，就意味著埋下了巨大的隱患，就意味著對企業(yè)和自己不負責任。

功夫不負有心人。廖貴芳設(shè)計的濃密機于2006年3月安裝完畢，3月10日試運行，經(jīng)檢驗裝置運行平穩(wěn)，濃縮的礦漿工藝指標均在控制范圍內(nèi)，負荷超過200萬噸/年的設(shè)計能力。

成功了！

2006年4月，合資公司將他發(fā)明的“礦漿濃密技術(shù)”報送貴陽市科技局，被評為貴陽市科技進步一等獎。現(xiàn)該項技術(shù)已申報國家專利權(quán)保護。

經(jīng)過3年多艱苦卓絕的努力，開磷礦漿管道輸送工程終于在2006年12月8日一次聯(lián)動試車成功。

從礦區(qū)楠木坪礦漿廠到息烽磷化工基地濃密系統(tǒng)16.5公里綿延向西的礦漿輸送管道，遇深谷騰空跨越，逢大山穿洞前行，像一條巨龍，又像一道彩虹，巧妙地將開磷集團的礦肥基地與磷化工基地緊密地聯(lián)結(jié)在一起。

要說這是一道彩虹，那么它一頭連著現(xiàn)實的根基，一頭牽著騰飛的翅膀。