矿山机械设计论文范文

导语：如何才能写好一篇矿山机械设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

相较于其他机械设备，矿山机械由于工作的特殊性常常需要更精密、更复杂的结构设计。以某金属地下采矿系统为例，矿井里由于空间受限，岩层坚硬，这就要求着采矿掘进机械设备结构强度较高、各部件力学性能要求较高、结构也相应更紧凑

2CAD技术及软件功能

2.1CAD技术

CAD技术指的是计算机辅助设计技术(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。

2.2CAD软件功能

目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块，用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能，使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作，操作极为方便。

3CAD技术在矿山机械设计中的应用

CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸，设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位，并可以对局部区域进行放大和缩小查看，既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计，又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有：

3.1减少设计工作的工作周期和工作量

采用CAD技术进行机械设备的设计工作，一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形，这既方便图形的绘制，也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握；另一方面也使得机械设备设计工作量减少，设计周期变短，更方便机械设备的设计工作。

3.2有利于机械设备构件细节的设计

CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理，在实际的图形绘制过程中，可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚，并且保证精细构件与周边构件的精确结合，尤其是涉及齿轮咬合部分，这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障，给机械的日常工作提供保障。

3.3有利于机械设备构件的修改

CAD图形编辑软件提供了图形修改功能，主要包括线条修改（打断、延伸、删除等）、尺寸修改（拉伸）等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时，可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改，操作极为方便。

3.4有利于机械设备的直观装配

CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注，因此在进行机械设备的生产加工制造过程中，各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中，随时利用软件对机械设备进行模型演示，以方便查找设计中存在的问题。

3.5保证机械设备设计质量

CAD技术是计算机应用技术的一种，有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题，并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题，因此，更容易保证机械设备设计质量，更利于机械设备的设计工作。

4CAD技术未来的发展趋势

随着计算机技术的发展与进步，CAD技术也相应的得到飞速的发展，通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论，我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。

4.1CAD技术的标准化

CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位，越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此，CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解，这既是CAD技术日常应用的需要，也是CAD技术发展的必然要求。

4.2CAD技术的智能化

CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块，那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降，并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误，不利于设计工作的进行。因此，CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展，以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧，更方便设计工作图形绘制的进行。

4.3CAD技术的普及化

CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间，那么在未来的工作过程中，CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及，不仅局限于机械设备的图形设计，包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术，极大地方便人们的日常生活。

5结束语

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【关键词】机床；精密加工；自动换刀

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

机床设计属于造型设计工作中很重要的一部分，传统的大机床总布置设计由主传动系统、进给系统；机床基础件主要参数等组成，在满足机床性能的要求下进行设计。其目的是提高机床的生产效率和机床寿命。而对多功能小机床而言，机床本身结构与传统机床相比都有很大不同，但是基础的设计要求也有相同的因素。

1.多功能小型机床简介

一台机床可以实现车、铣、钻、磨四种功能；不需要过多的拆装，便可以完成这四种功能，节约时间，提高工作效率；占地面积小，适用于学校和工厂的实验室工作；独特的进给系统可以使操作者精确地掌握车刀和工件的进给量；自动换刀和手工换刀相结合，不仅使换刀方式多样，而且减少了拆装刀具的时间，提高了效率[1]。

2.多功能小型机床设计理念

现代工业的机床的设计理念主要是绿色设计，人性化设计和产品系统设计等。在设计上，这些主要设计理念与之相对应体现在：对环境的环保意识，体现对人的关怀，使得设计得到企业工厂乃至全球机床产业的认可。本论文设计的多功能小型机床体现了机床系统结构的设计理念。新型多功能机床包含了多种加工工艺，新颖的换刀结构，精确地进给结构，独特的车、铣、钻等交换方式。

3.多功能小型机床结构

新材料、新工艺的应用促进了机床结构的发展和机床轻量化，给机床结构设计提供了方便。机床构件的微型化，成形技术的发展带来了机床表面的平整化，减少了机床构件的数量，提高了机床的工作效率，进一步实现机床结构的微型化。从实验得知：多功能小型机床提高了工作效率，节约了时间。

4.多功能小型机床模型设计部分

根据模具设计的一般在步骤，对一部分进行模具设计，通过对典型零件的模具分析，掌握系统的性能和稳定性。在多功能小型机床的设计中综合运用了pro/E软件中的造型技术如边界线法，扫描法等。为设计出曲线光滑，工作效率高的机床，需反复实验才能得到合理的机床模型。

图1 机床传动系统模型

机床模型的步骤：收集零件工作图等技术文件；了解机床的需求情况，来确定机床结构的合理性经济性；对机床进行分析，备料确定模板尺寸；在图纸上进行模型绘制；绘制完成后，将模具进行校对和配件组立，确保各个模板孔位一致[2-4]，最后完成的机床模型运用渲染软件Cinema-4D处理后如图1所示。

5.结论

多功能小型机床是一种高精度，高柔性，高速度，高质量的新型机床，由于高速度，高质量，高精度，高柔性的特性与普通机床大有不同这也展示了多功能小型机床的优势。

参考文献

[1]胡黄卿.机械制造业的发展趋势[J].矿山机械，2003（05）：22-27.

[2]姜媛媛.基于pro/E在并联机床的实体建模[J].2009（04）： 18-22.

[3]徐竹.机械设计基础课程教学方法[J].职业教学研究， 2009（09）：8-14.

[4]徐锦康.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.150-225.

基金项目：2013年高校国家级大学生创新创业训练计划项目（编号：201310448021）。

作者简介：

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说过：“没有创新，就没有人类的进步，就没有人类的未来。”创新，就是变不可能为可能；创新，就是要花小钱办大事；创新，靠的是领导的思路和决策，科技人员的聪明才智和敬业精神，以及员工的无私奉献和拼搏进取。如果说矿浆管道工程从决策到隧道贯通体现的一根主线就是开磷人的创新精神的话，那么这种创新精神在安装工作中同样得到了充分的体现――

矿浆管道输送工程技术含量高，目前国内投运的几条管道均为美国PSI公司设计。通过论证和考察，开磷集团决定将矿浆管道委托给国内一家设计院设计，这是国内设计院首次独立承担这样的项目。然而，正因为它是首次独立承担设计，其思路还囿于理论层面。

为使工程经济合理，有必要对原设计方案进行优化和完善。为此，叶小洪工程师硬是“啃”完《PLC系统通信、扩展与网络互连技术》、《长距离管道输送工程设计与施工手册》等系列专著。

管道技术规格和标准设计出来后，投资额好几千万元，叶小洪想，能不能在满足设计要求保证质量的前提下再节省一点？为此，他通过对无缝钢管与高频直缝焊管的技术性能指标的对比分析，结合对国内矿浆管道输送的考察经验，写出了题为《ERW与SML钢管在流体输送领域的应用分析与比较》的论文，建议将管道壁厚减小。为证明这一优化设计的可行性和可靠性，开磷特意邀请国内浆体管道输送首席专家进行验算，结果与叶小洪的论点完全吻合。这一技术方案的变更，使工程投资节省300多万元。

2006年4月，叶小洪被任命为试车协调工作组技术总负责人。在其它试车准备工作陆续到位的情况下，却因进口阀门推迟交货，无法按计划试车，这可让人心头上火，叶小洪更是急得嗓子都沙哑了。他说：“嗓子哑不怕，怕就怕设备‘哑’。”为了不影响工期，他调整工艺管道阀门布置的建议得到采纳，实施后确保了按时联动试车并获得成功。

让我们再来回顾一下矿浆磨粉及输送设备的安装吧。

对于矿浆磨粉及输送设备的安装，很多企业选用的是进口装置。谁都知道，进口设备因性能可靠，工艺精度高，比国产设备安装起来要省事得多。但本着少花钱多办事办好事的原则，经过论证比较，开磷选择了国产设备。同时，确定由自己的机电设备安装公司承担矿浆厂的机电安装任务。

“机电设备安装公司什么时候安装过这样的设备，承接过这样的工程？”很多人心里直打鼓。不过胡雨武不这样想，他敢于对屈庆麟立军令状：“保证完成任务！”

对机电设备安装公司经理胡雨武，屈庆麟是了解的。别看这个拖拉机制造维护专业出身的人学历不是太高，其貌不扬，但对待工作既是个拼命三郎，也是个小诸葛亮。在建设息烽磷化工基地时，他就曾针对重钙造粒、20万吨硫磺制酸及第一套磷酸二铵装置的改造，解决过很多技术难题。

不过，这个工程对建设者们来说毕竟是全新的。工程一启动，难题就接踵而至：破碎机的行车吊重10吨，可破碎机机身上盖重量就达10多吨，如何吊得起来；磨机的滤筛过短，磨好的矿浆和渣子一同流失，从而达不到生产能力；1号磨机上有块铸件因堆放随意，导致30多吨重的4块齿轮变形，螺丝孔错位，无法正常组装；磨机的空气离合器套大轴小，装上后出现松动，不能正常使用；2号磨机安装中出现齿轮孔距差异……问题就这样一个接着一个地考验着开磷建设者们的心智。

2号磨机是个几百吨重的家伙，来回吊装作业好几次就是不能就位，施工人员被折腾得筋疲力尽，连生产厂家派来的技术人员都没招了。胡雨武说：“我们要在‘没招’中找出‘招’来。”于是，他想出了齿轮孔人工磨合、喷焊离合器孔、松紧螺丝、调整间隙、分步实施，并用人拉肩扛与现代机具相结合的办法，终于使2号磨机设备妥善就位。

球磨机的电气系统同样也是问题多多：高低压油站与高压开关电柜直接连锁，无法实现分断停车；高低压油站在冬季加热时间过长，影响系统起动；慢速传动系统与同步电动机系统互锁，无法实现惯性起动；现场仪表抖动导致系统误停车……这些都是由于生产厂家众多，各自按行业标准和自己的要求生产而留下的缺陷。怎么办？胡雨武望着电气工程师杨晓勇，那意思很明白：“活人总不至于被尿憋死吧！就看你的了。”

杨晓勇，这个西南师范大学物理专业毕业的高材生，文俊瘦弱，一派斯文，可在他的眼镜背后却闪烁着智慧的光芒。2002年以来，杨晓勇先后成功地应用PLC技术自主完成锚杆机自动化技术改造；对立式车床自动化系统成功实施改造；将ABB公司DCS500应用到龙门刨床的技术改造取得成功；应用上位机技术改造马路坪矿主斜井电气PLC系统，成功实现控制系统的可视化连接；2005年，完成工业电视系统自主设计，成功地将光纤传输技术用于井下生产作业，为数字化矿山建设奠定了基础……

这回，杨晓勇再次不负重托，会同彭永泓、李祖平等技术人员经过无数次的实验，把难关又一个个攻克了，厂商代表对他们竖起了大拇指。

时间进行到2006年8月，为保证按时试车，胡雨武带着建设者们在近40度的高温下工作,脸庞、手臂全晒脱了皮，一个个黑得像非洲人似的。在这节骨眼上，胡雨武病了，他说不是什么大病，就重感冒而已，因此白天坚持在现场，晚上才去打吊针。他知道这时候工地上需要他，建设者们的拼搏精神深深地感染着他。一位老焊工因工作没能够及时赶回老家见上病危中的老母亲最后一面；有位叫陈明福的职工，体重原来近100公斤，几个月下来减了7.5公斤，他不无幽默地说:“矿浆工程帮我减了肥。”工程处主任焦凤池，忍受着胆囊息肉发炎带来的痛苦，带领职工加班加点抢工期……胡雨武忍不住幽默地说：“打不尽豺狼决不下战场！”

此前，从磷化工基地传来一条消息：浓密机设计安装失败了！这可不是个好消息。

矿浆在长途跋涉中，要求含水率必须达到50%，到息烽磷化工基地后，须将含水率降到31-35%，才能满足生产需求。这套浓密装置由国内一家资质较高的电站装备工程公司设计制造安装，可试车运行2小时后，浓密机的刮泥装置抱死不能正常工作，经过重新设计泥耙，结果还是不能运行。大家傻眼了。

原设计安装单位无计可施，宣告失败。

然而，原设计安装单位宣告失败不代表开磷人要放弃矿浆输送工程建设，那可是开磷人梦想中的彩虹啊。不过，要重新寻找设计单位，不但要重新投资，而且时间也不等人。

廖贵芳站了出来。这位对机械设备怀有浓厚兴趣的“怪才”似乎天生就对机械敏感，当他还是一名普通的井下掘进工时，就曾对不可能成功的“永动机”苦苦痴迷过。

俗话说隔行如隔山，但“浓密”对于廖贵芳来说，毕竟生疏。廖贵芳，这位开磷自己培养出来的第一届学机械的理科电大毕业生，现任合资公司主任工程师，在矿山机械和化工机械设计维护岗位上摔打了二三十年了，特别是在磷化工基地的设备安装施工中解决过很多难题，翻越过很多座“山”了。现在，他决心要征服浓密这座大山。

廖贵芳记得，当时他看了原设计后，在现场曾对厂方的技术人员提出过改进建议，可对方吃的是“浓密”这个专业饭，只是看了廖贵芳一眼，根本听不进他的建议。可他们忽视了，他们的浓密机解决的是煤矿浆，而现在要面对的可是磷矿浆。

廖贵芳首先找出故障原因，分析原设计缺陷，对磷矿浆进行研究演示和实验。他把自己关在办公室对着磷矿浆“发呆”，然后对磷矿浆的质量进行理论计算。廖贵芳就是这样喜欢“发呆”的人，他对事物处处留心，善于钻研，勤于思考，从不肯轻易放过任何细节。不知是不是因为用脑过度，50出头的人，头发就已日渐稀疏了，以致有人跟他开玩笑地说：“廖工真是‘聪明绝顶’啊，那脑门越来越亮了，里面都装着智慧啊。”他也总是笑笑。

认真、专注的量变终于变成了新浓缩观念的质变。

廖贵芳开始了他的设计。他知道，他的设计决不能出现丝毫差错，否则将会给企业带来重大损失。从计算、设计到审图，再到监督施工，他都坚持一人把关。设计图纸交到施工人员手上后，他整天“钉”在施工现场。对施工技术人员，他提出了近乎苛刻的要求，无论是焊接还是设备组装，他都要认真仔细地进行检查，他的卷尺整天不知疲倦地在手上拉伸跳动。

一次因事离开了半天，廖贵芳回来时，施工人员在加固浓密机底座的施工中，已将浇灌水泥的模板安装到位，他检查时，发现钢筋上的垫块未按要求摆放，就把脸一黑，冲着施工技术人员吼道：“像你们这样糊弄，糊弄的是哪个？拆，赶快拆了重来。”

“这家伙可马虎不得！”廖贵芳说。原设计安装单位施工的浓密机座基间距过大，而浓密机却像一口巨型大锅，加上这“锅”里的矿浆有数百吨重，那像饥民手臂一样的座基如何能够承受这样的重负？现在重新加固，如果马虎了，就意味着埋下了巨大的隐患，就意味着对企业和自己不负责任。

功夫不负有心人。廖贵芳设计的浓密机于2006年3月安装完毕，3月10日试运行，经检验装置运行平稳，浓缩的矿浆工艺指标均在控制范围内，负荷超过200万吨/年的设计能力。

成功了！

2006年4月，合资公司将他发明的“矿浆浓密技术”报送贵阳市科技局，被评为贵阳市科技进步一等奖。现该项技术已申报国家专利权保护。

经过3年多艰苦卓绝的努力，开磷矿浆管道输送工程终于在2006年12月8日一次联动试车成功。

从矿区楠木坪矿浆厂到息烽磷化工基地浓密系统16.5公里绵延向西的矿浆输送管道，遇深谷腾空跨越，逢大山穿洞前行，像一条巨龙，又像一道彩虹，巧妙地将开磷集团的矿肥基地与磷化工基地紧密地联结在一起。

要说这是一道彩虹，那么它一头连着现实的根基，一头牵着腾飞的翅膀。