火炬计划项目验收总结

火炬计划项目验收总结项目名称：ZDB-400型带式输送机用断带保护装置的产业化徐州中部矿山设备有限公司二零一二年十月一．项目概况1.企业基本情况创立于2004年的徐州中部矿山设备有限公司，坐落在五省通衢、号称“中国工程机械之都”的徐州，生产基地位于徐州高新技术开发区华夏路6号，是一家以科技创新、自主研发、专门从事矿山设备生产、销售、服务为一体的高新技术企业。旗下现有两家子公司：徐州绿源重工科技发展有限公司以及徐州中煤力特重工有限公司。公司现已通过ISO9001：2008国际质量体系认证，先后被江苏省授予为“质量诚信先进企业”、“重合同守信用企业”以及“江苏省断带保护装置工程技术研究中心”；产品被评为“江苏省高新技术产品”、“徐州市高新技术产品”。公司还有幸被列入国家科技部予以资助的“科技型中小企业创业基金”的项目以及江苏省科技厅资助的“苏北科技发展计划—科技型企业技术创新”项目。公司现已获得各项专利35项，其中发明专利7项。公司新扩建生产基地面积27000余平方米，员工总人数300余人，技术研发团队专科、本科、博士、院士等30余名。企业于2011年得到了矿山压力及岩层控制学家、中国科学院院士宋振骐及其团队强大的技术支持，为公司的快速发展夯实了基础。公司现阶段主要产品有：JPSI-L系列转子式混凝土喷射机组、ZDB-400型系列断带保护装置（断带抓捕器）、PI乳化液高（低）压反冲洗过滤站、PQ系列矿井水仓自动清挖处理设备、新型节能同心双转钻机、ZJ-A1200节能物料传输机以及各种规格型号的冲压轴承座。2.项目基本情况公司于2011年8月获得中华人民共和国科学技术部批准颁发的“国家火炬计划项目证书”，证书编号：2011GH040610，项目名称：ZDB-400型带式输送机用断带保护装置的产业化。公司现有设备采用国内领先技术，并且与徐州工程学院校企联合，共同研制开发ZDB-400型带式输送机用断带保护装置，依托其人才智力优势，攻克技术难题，使生产规模进一步扩大。公司现有该产品成熟作业流水线一条，大型作业机器4台，达到同类产品国内领先。该产品具有机动化程度高、性能稳定可靠等特点。同时，还可以一机多用，不仅适用于煤矿，还可以应用于矿山、港口、电厂和冶金等行业运输颗粒、块状以及粉尘物料的传输带上，是一种机械高新产品。通过联合攻关和人才培训，以徐州工程学院为技术依托单位，充分发挥其信息和资源优势，抢占高端市场；共建实验室和实习基地，使其人才智力优势和企业先进的制造工艺同市场网络相结合，攻克技术难题，转化科技成果，实现产业升级，示范带动相关产业的发展。项目的技术管理由徐州工程学院的熊永超教授整体把关，就机械、液压、电气控制部分下分至各个研究室，并专门指导，再在规定的时间内完成，统一汇总。项目主要实施内容：（1）.针对长距离信息通信困难、易干扰的问题，采用工业现场总线来实现断带信息的采集和传输，制作出相关的信号传输处理电路及总线的协议。（2）.完成对断带信息传感器信息进行智能分析和处理，判断断带具体位置并能实施相关控制的计算机系统设计及程序设计。（3）.实现断带后，胶带下滑0.5米以内对断带实施抓捕。（4）.针对断带信息的采集和断带位置的识别问题进行广泛调研，深入了解问题的症结所在，通过大量的实验，寻找解决办法，设计出合适的检测传感器及其信号传输处理电路。制作出相关的传感器及信号传输处理电路及计算机识别程序。（5）.总制动力不小于400KN，总制动时间不大于2S。（6）.根据抓捕机构的长距离驱动与控制以及定点抓捕的要求，基于断带位置的识别后，利用电磁阀来控制气动或液压驱动，实现大制动力的抓捕。（7）.企业标准将成为该行业的行业标准。截至目前，该项目已成功完成所有项目指标。在项目的实施过程中，公司严格按照最初制定的项目进度执行，确保在验收期内完成项目指标，超额、超时完成任务，项目进度如下：2011年01月---2011年06月，筹措资金、购建厂房、购买设备；2011年07月---2011年12月，人员培训、设备安装调试；2012年01月---2012年06月，完成图纸的设计，试生产；2012年07月---2012年12月，对关键技术进行攻关，正式投产并申请项目验收。据不完全统计，国内各煤矿使用的井下带式输送机，约有10％的煤矿发生过输送机断带现象。然而，在此众多煤矿厂家中使用断带保护装置不足1％。在进行市场调查的过程中，我们着重对兖矿集团、神华集团和中煤下属100多家主要大型煤矿用户进行逐一拜访，并作了细致的统计，结果表明：反映目前市场生产断带抓捕机起不到安全保护作用而没有使用的煤矿用户占96％；安装后又拆掉占2.8％；本着试试看煤矿用户占1.2％。同时，我们对煤矿用户实际需求也作了统计，不是用户不愿使用，而是迫切需要一种真正可靠的断带保护装置。这类用户占98％以上。有着巨大的市场空间。我们分析市场的需求状况，如果能研制出一种具有自动化程度高，性能稳定可靠的带式输送机用断带保护装置，不仅能够满足巨大的市场需求，有效地避免因输送机断带而导致灾难后果的发生，达到安全保护的目的。为我国煤炭工业的安全生产做出一份应有贡献，同时也能为公司带来巨大经济效益和社会效益。加强煤矿安全监督管理的工作势在必得，根据各煤矿使用的井下带式输送机发生的输送机断带现象，而分析市场的需求状况，一种具有自动化程度高，性能稳定可靠的断带保护装置，正是眼下当务之急，因此，针对这一现状，我公司研发的断带保护装置对科学技术的发展起到一定的积极作用。本公司近几年来，以技术项目为主题，以扩大生产规模、提高经济效益为中心，努力克服重重困难，为项目产品奋力拼搏。根据对市场调结果和预测数字看，项目完成后，达到年产150台的生产能力，项目开展第一年，新产品销售收入达560万元，总成本440万元，净利润90万元，销售净利率达15﹪。项目开展第二年，新产品销售收入比第一年增长250%。销售净利率也以15%的速度增长。新增周边就业人员80人/次，带动铜山地区经济发展。利用现有的资源和开发的共性的技术广泛应用于其他行业，开展与其他单位的合作和交流，促进本行业和其他行业的共同发展。项目实施后，大大地提高了我国装备制造业的自动化水平，也使我国机械行业能够紧跟世界潮流进行发展，提高我国机械产品的高附加值，增强其国际竞争力，有效地避免因输送机断带而导致灾难后果的发生，达到安全保护的目的。二．项目实施情况1.产品技术国产矿山用机械与国外产品的差距主要表现在质量和技术先进性两个方面，尤其表现在自动控制和智能化方面。另外，从市场需求来看，用户对施工质量的要求也越来越高,一些传统产品无法满足施工的要求，只须具备自动控制技术的新型机器才能保证施工的质量。所以市场的需求也迫使我们必须用自动控制和信息技术来改造传统机械产品，以此推动机械产业结构的战略性调整。我国机械设备在智能化方面的研究虽取得一定进展，个别机种和智能化研究已经得到实际应用，但从整体看，智能化机械设备研究的种类和程度与技术先进国家比较起来都还存在很大的差距，关键部件还依赖于进口。国内智能化技术的研究还处于起步阶段。国外上世纪80年代初就把微电子技术应用于工程机械，美国的卡特、德国的利勃海尔、日本的小松、日立、东芝等公司都一直致力于这方面的研究，先后推出了几代节能型产品；他们又将研究开发工作扩大到工作装置（挖掘机臂、装载机臂、推土机铲）的控制，例如铲斗运动轨迹的精确控制，工作循环的自动控制，工作面的激光导引，基于GPS定位作业，遥控作业，远程故简障诊断等内容。产品的发展走过了从工程机械机电一体化逐步发展到工程机械机器人的过程。可以说，国外工程机械产品大部分都达到了半自动化或自动化的高智能水平，相比之下，我国机械设备产品，包括矿山机械，仅处于前期和研发阶段，相当于国际上世纪九十年代的初水平。机器人化或者说智能化是我国机械设备今后产业升级和换代的方向。通过深入市场调研，目前，国内外几家生产形式多样的断带抓捕机，为纯机械式的结构，安装在煤矿井下倾斜的带式输送机上，其用途是在带式输送机发生断带后，实施抓捕制动，阻止胶带下滑，起安全保护作用。我们对其结构及其性能作了深刻细致研究，其制动机构由支撑托辊、凸轮或偏心轮、曲柄和闸块等件组成，胶带断带后反向下滑带动支撑托辊反向旋转时，触发曲柄和闸块旋转至制动位置，通过凸轮或偏心轮将胶带压向闸块的方式制动夹紧下滑的输送带。其优点是结构简单，易于制造，成本低。不足之处是：与输送带的接触面为线面接触，接触面小，其摩擦制动力小。沿线每15～20米布置1台，左右对称安装，由于存在制造、安装等实际问题，安装大量抓捕机是无法保证其同步工作的，那么，一旦输送机断带发生，抓捕机实施抓捕制动时，由于受到胶带巨大冲击力作用，陆续先工作的抓捕机由于摩擦制动力小，在很大程度上难以减缓胶带的下滑趋势，甚至于被胶带巨大的惯性冲击而损坏，后续投入工作的抓捕机由于制动力有限，且胶带的冲击惯性随时间的延续而剧增，抓捕制动失效。从而，导致所有安装的抓捕机失去应有的安全保护作用；纯机械式断带抓捕机安装在胶带两侧边缘，线面接触对胶带易产生剪切而损伤输送带，严重时将其撕裂，如钢丝绳芯输送带两边无绳芯强度差，上面所述的各种断带抓捕机在抓捕制动时，作用力都是施加在胶带两边的；当胶带跑偏时，往往与胶带产生摩擦，损伤胶带。另外，目前使用的纯机械式断带抓捕机，控制简易或无控制，容易造成误制动，如当带式输送机正常停机时，虽安装有逆止器或制动器，但在重力的作用下还会下滑一段距离，便会造成误制动，很容易损坏设备，严重时造成事故；从其本身的结构特点来看，此类断带抓捕机的工作可靠性难以保证，断带时输送带及物料由于受到重力的作用，下滑的速度越来越快，其惯性的冲击力是巨大的，由于此类装置是安装在带式输送机的机架上，实施抓捕制动时，假如抓捕有效，往往可能扭曲变形，甚者造成输送机机架损坏。产品的主要技术方法如下：（1）.针对断带信息的采集和断带位置的识别问题进行广泛调研，深入了解问题的症结所在，通过大量的实验，寻找解决办法，设计出合适的检测传感器及其信号传输处理电路。制作出相关的传感器及信号传输处理电路及计算机识别程序；（2）.完成对断带信息传感器信息进行智能分析和处理，判断断带具体位置并能实施相关控制的计算机系统设计及程序设计；（3）.针对长距离信息通信困难、易干扰的问题，采用工业现场总线来实现断带信息的采集和传输。制作出相关的信号传输处理电路及总线的协议；（4）.根据抓捕机构的长距离驱动与控制以及定点抓捕的要求，基于断带位置的识别后，利用电磁阀来控制气动或液压驱动，实现大制动力的抓捕。工艺流程图如下：关键技术的先进性和效果论述：（1）.断带位置信息采集和智能分析技术已经成熟，可以对断带信息传感器信息进行智能分析和处理，判断断带具体位置并能实施相关控制，通过工业现场应用，性能良好。（2）大制动力抓捕机构技术已经成熟，达到总制动力不小于400KN，总制动时间不大于0.7S；能够实现断带后，胶带下滑0.5米以内对断带实施抓捕。本项目产品于2008年底经过国家安全生产上海矿用设备检测检验中心的鉴定，获得实用新型专利，同时也获得了国家安标办颁发的矿用产品安全标志证书和煤炭工业上海电气防爆检验站颁发的防爆合格证。在2009年已经过平煤集团平禹六矿试用，经验收，客户肯定保护装置达到设计要求。公司不断的加大技术研究力度，设有“江苏省断带保护装置工程技术研究中心”，工程技术研究中心下设1个办公室、3个研究室，三个研究室分别为电控研究室、液压制动研究室、机械制动研究室。办公室除联系理事会、技术委员会，办理文件收发与管理及外联工作外，还负责发布中心招标课题、落实合作研究课题等。创新点：（1）传统的保护装置采用抓两边制动，容易①撕裂皮带②皮带跑偏时制动失效③容易损伤皮带；本项目产品采用全面制动，分段式制动保护，制动力提高采用整体设计，分体安装，独立的带式输送机，不撕裂皮带、不产生新的断点、不损伤皮带。（2）本项目的研究采用可靠性理论和方法，探讨温度、振动、环境以及应力变化趋势和影响因素，通过对这些状态信