姓名

张XX

学号

指导

教师

职称

学历

课题名称

十五管还原炉舟皿自动卸料单元

毕业设计（论文）类型（划√）

工程设计

应用研究

开发研究

基础研究

其他

√

一、 本课题的研究目的和意义：

（一）研究目的

十五管还原炉是工业生产钨粉、钼粉的主要设备，它能精准地控制温度，拥有极高的生产效率，相对于传统的平四管还原炉，其优势不言而喻。可目前的十五管还原炉自动化程度停滞不前，对人的依赖程度较大。一方面，还原现场环境非常恶劣，不适合工人操作，所以提高其自动化程度、减小对人工的依赖已经迫在眉睫。另一方面，工业上钨粉、钼粉的需求量越来越大，通过提高自动化程度来提高生产效率是生产的趋势。本设计主要针对十五管还原炉舟皿卸料单元的自动化改造和系统设计。该自动化控制系统通过导入PLC、气动、伺服、变频和液压等系统，实现十五管还原炉自动化生产。

总体来说，十五管还原炉相对于四管还原炉有如下优点：

(1)产量大、生产效率高，每次循环装卸料15舟。

(2)控制精度高，控温准确，能很好地满足生产工艺要求，保证产品质量；

(3)整个系统采用PLC控制，自动化监控，降低了操作者的劳动强度；

(4)采用带状发热体加热，更换维修方便。

（二）意义

尽管如此，从国外引进的十五管还原炉只是实现了部分自动化，其中舟皿出炉之后的舟皿分离，倒料，清洗，加料，匀料以及舟皿叠加的过程都需要人工来完成，工人操作环境非常恶劣，作业现场温度很高（可以达到50℃以上）。此外，钨粉、钼粉是重金属，工人操作的时候如果吸入粉末对人体的损害是永久的。更重要的，工业自动化已经是提高生产效率，保证产品质量的主要途径，因此对十五管还原炉进行优化，提供自动化辅机是非常必要的。设备投产后，以机械设备替代人工操作，改变了现场员工从事繁重体力劳动的工作状况，并极大地改善了其工作环境;生产效率获得大幅度提高的同时，产品质量亦变得更加有保障;通过实时监控设备的压力、流量、温度等运行状态，进一步确保设备运行的安全、正常、有序。

二、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

（一）主要研究内容（提纲）

1、对钨粉、钼粉还原现场进行调研，充分了解其设备特点、工艺要求，关键技术以及在工业生产中常见的问题，减少技术实施中的盲目性。

2、对十五管还原炉自动化辅机进行结构设计，尽可能采用不同的方案对比和分析，以求获得最佳的方案。

3、根据钨粉、钼粉还原工业的流程以及自动化辅机的结构确定控制方案，包括控制器的选型，电路图的设计，电磁兼容性的设计等等。

4、安装并调试，模拟生产并发现问题、解决问题。

5、改进方案，进一步完善本系统。

（二）成果形式：

1、 开题报告或文献综述一份；

2、 外文翻译一份，文字不少于 3000字；

3、 毕业设计（论文）说明书一份（不少于15000字）；

4、 完成两张半0号图纸；

5、 所有电子版资料（含参考资料、查重结果等）刻一张光盘。

三、 拟解决的关键问题：

1、手动卸料如何更好的转化为自动卸料，人工勾料之后如何进行自动的分舟和倒料。

2、自动化系统与原十五管还原炉系统无缝兼容，且联动互锁。

3、模块化、标准化设计，以便推广及日常维护、保养。

4、现场工作环境恶劣(高温、粉尘)、复杂，干扰因素较多，因此对设备硬件有较高的耐温、防尘和抗干扰等要求。

4、物料的不确定因素较多：粉料的松紧度、流速、颜色和舟皿的规格尺寸、材质、颜色等，对设备监测要求高。

6、如何保证产品和生产工艺具有多样性，要求系统为柔性控制，操作灵活且弹性大。

7、由于设备为电阻加热设备，且工艺气体包含氢气，若设备出现异常、故障时，必须快速排除、恢复生产，以避免险情、事故及产品质量问题的发生，这就要求设备必须实现实时监控、快速响应且可快速恢复。

四、 研究思路、方法和步骤：

①研究思路：

设计任务→初步确定总方案→如何进行自动化的舟皿分离→倒料机构的设计→如何进行舟皿的清洗→总体的结构设计→Soildworks 三维建模

②研究方法：

1、通过上网查找资料和阅读学校图书馆的相关书籍做好理论知识的储备；

2、相关软件及优化设计理论的学习；

3、拟定各种参数为变量的不同方案进行对比，对比方法包括理论计算和计算机辅助设计与分析；

4、对分析数据与结果进行全面的归纳整理，选择最优方案并撰写论文。

③研究步骤：

1、针对课题进行总体设计以及方案的筛选；

2、设定以工作台尺寸、电机选型和各元件的布置形式为参数的实验方案；

3、利用soildworks软件对设计的参数进行对比分析，确定最优的参数方案；

4、利用soildworks软件对设计进行三维建模。

五、 本课题的进度安排：

1．2016年12月25日—2016年12月30日：布置任务，查找、阅读资料，撰写文献综述；

2．2016年12月31日—2016年01月09日：查阅、翻译相关中英文资料；撰写、提交开题报告；

3．2017年01月10日—2017年01月24日：进行总体设计以及方案的筛选，确定最优的参数方案；

4．2017年01月25日—2017年02月28日：进行局部、整体结构完善设计；撰写毕业论文相应章节；

5．2017年03月01日—2017年03月31日：改善设计、补充不足、进行相关结构的模拟仿真；

6．2017年04月01日—2017年04月07日：撰写相应章节毕业论文；进行毕业设计中期检查等；

7．2017年04月08日—2017年04月16日：完成整机全部机械结构设计、进行整机性能分析；

8．2017年04月17日—2017年04月25日：绘制0号装配图等；完成毕业论文初稿写作；

9．2017年04月26日—2017年04月30日：对毕业论文进行修改完善、在相关网站上进行查重；

10．2017年05月01日—2017年05月05日：准备答辩PPT、提交全部毕业设计资料；

11．2017年05月06日—2017年05月21日：完善答辩PPT，进行毕业设计答辩；

12．2017年05月22日—2017年06月05日：完善并提交全部合格的毕设归档资料。

六、 参考文献：

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