皮帶式輸送機的設(shè)計論文開題報告

1、東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目： 皮帶式輸送機的設(shè)計 姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)： 機械工程及自動化 學(xué)習(xí)中心： 住址： 電話： Email: 開題日期： 2017 年 月 日 指導(dǎo)教師： 設(shè)計（論文）題目皮帶式輸送機設(shè)計設(shè)計（論文）類型（劃“”）工程設(shè)計應(yīng)用研究開發(fā)研究基礎(chǔ)研究其它一、 本課題的研究目的和意義皮帶式輸送機是連續(xù)運動的無端輸送帶輸送貨物的機械。它結(jié)構(gòu)簡單、造價低、運輸距離長，而且有很高的生產(chǎn)率。主要用于冶金、采礦、煤炭、電站、港口以及 工業(yè)企業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，皮帶式輸送機在工業(yè)生產(chǎn)中重要性越 來越大，是工業(yè)機械化

2、的重要內(nèi)容。皮帶式輸送機是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、煤礦、港口、建材、糧食等領(lǐng)域。因此，對皮帶式輸送機進(jìn)行設(shè)計十分必要。  由于組成皮帶式輸送機的基本部件有幾十種，每種又包括若干類型，加之不同的地形、工況、布置形式又有多種變化，使得皮帶式輸送機的設(shè)計任務(wù)相當(dāng)繁重，尤其部件的選型涉及較多的知識、經(jīng)驗與規(guī)則。隨著國內(nèi)外市場的迅速發(fā)展，皮帶式輸送機市場的競爭也日趨激烈。為了適應(yīng)用戶要求，必須向新產(chǎn)品、多品種方向發(fā)展，因此，以往的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，采用現(xiàn)代化的設(shè)計方法和CAD技術(shù)，增強競爭能力。并在課題的研究中將對皮帶式輸送機的基本設(shè)計思想進(jìn)行

3、較深入的研究，應(yīng)用現(xiàn)代的設(shè)計計算方法對皮帶式輸送機的設(shè)計理論進(jìn)行分析，相信通過本課題的研究，必定會對皮帶式輸送機的設(shè)計提出新的理念，進(jìn)一步完善設(shè)計結(jié)果。二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）本課題的側(cè)重點在于皮帶式輸送機的結(jié)構(gòu)與設(shè)計計算。首先對皮帶式輸送機的一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分析其現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)存在哪些弊端和不足，并從中得出比較合理的布置結(jié)構(gòu)。然后根據(jù)所得結(jié)果，進(jìn)一步分析研究，得出最優(yōu)布置方案。其次給出實現(xiàn)平穩(wěn)可靠布置結(jié)構(gòu)。本文主要應(yīng)用機械原理設(shè)計的知識，首先應(yīng)用力學(xué)等基本知識對皮帶式輸送機的不同布置結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究，并得出各自的特點；研究皮帶式輸送機的受力情況，爭取改進(jìn)現(xiàn)有的皮帶式輸送機的結(jié)構(gòu)或能

4、創(chuàng)造性地提出一種新的布置結(jié)構(gòu)。 1、 皮帶式輸送機的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：（1） 輸送帶 （2） 支承裝置（3） 滾筒組（4） 拉緊裝置（5） 驅(qū)動裝置 （6） 機架2、 皮帶式輸送機的主要技術(shù)參數(shù)與校驗： （1）輸送能力和輸送帶寬度  （2）圓周驅(qū)動力 （3）托輥校核 （4）輸送帶張力 （5）傳動滾筒軸功率 （6）傳動滾筒的最大扭矩 （7）電動機功率 （8）織物芯輸送帶層數(shù)（9）核算傳動滾筒直徑  （10）拉緊參數(shù)計算三、 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）1 國外皮帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀 國外皮帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展

5、很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是皮帶式輸送機的功能多元化、應(yīng)用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀皮帶式輸送機、空間轉(zhuǎn)彎皮帶式輸送機等各種機型；另一方面是皮帶式輸送機本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型皮帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了皮帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了皮帶式輸送機的運行性能和可靠性。其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點：設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。   應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動

6、張緊技術(shù)，對輸送機進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運行性能好，運輸效率高。   采用多機驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術(shù)，使輸送機單機運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。   新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（23）×400（600）工作面順槽皮帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運輸能力達(dá)3000

7、0;t/h以上，它的機尾與新型轉(zhuǎn)載機（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。2 國內(nèi)皮帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的皮帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施，皮帶式輸送機的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離皮帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離皮帶式輸送機成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮皮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對皮帶式輸送機的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC

8、為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。  3 煤礦皮帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展趨勢  3.1 設(shè)備大型化、提高運輸能力  為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，皮帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到30004000 t/h，還速提高至46m/s，輸送長度對于可伸縮皮帶式輸送機要達(dá)到3000m。對于鋼繩芯強力皮帶式輸送機需加長至5000m以上，單機驅(qū)動功率要求達(dá)到1000150

9、0 kW，輸送帶抗拉強度達(dá)到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮皮帶式輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮皮帶式輸送機，以提高我國皮帶式輸送機技術(shù)的設(shè)計水平，填補國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進(jìn)工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個方面的關(guān)鍵技術(shù)：皮帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；軟起動與功率平衡技術(shù)；中間驅(qū)動技術(shù)；自動張緊技術(shù)；新型高壽命高速托輥技術(shù)

10、；快速自移機尾技術(shù)；高效儲帶技術(shù)。3.2 提高元部件性能和可靠性  設(shè)備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使皮帶式輸送機的性能得到進(jìn)一步的提高。  3.3 擴大功能，一機多用化  拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型皮帶式輸送機，如彎曲皮帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。4 電控系統(tǒng)介紹電控裝

11、置控制核心采用可編程控制器，它能自動對輸送機的可控起動、可控制動、帶速同步、功率平衡、輸送帶張力、輸送帶接頭強度、傳動滾筒與托輥軸承溫度、輸送量計量及各類保護(hù)與安全裝置等進(jìn)行監(jiān)控。目前，國際上出現(xiàn)了采用PLC技術(shù)也就是可編程控制器研發(fā)出了一套較為完善的自動監(jiān)控系統(tǒng)。采用綜合電源電器控制技術(shù)以及相關(guān)的程序軟件形成的監(jiān)控系統(tǒng)。它能輕松完成對相關(guān)信息的采集、存儲、處理、傳輸、故障診斷、查尋等工作。因此，它能自動對輸送機的可控起動、可控制動、帶速同步、功率平衡、輸送帶張力、輸送帶接頭強度、傳動滾筒與托輥軸承溫度、輸送量計量及各類保護(hù)與安全裝置等進(jìn)行監(jiān)控。“九五”期間，我國經(jīng)過在膠帶運輸系統(tǒng)的長期研究，

12、在這方面的技術(shù)有了極大的突破和進(jìn)展，尤其在其控制和自動檢測方面發(fā)展迅速，有的技術(shù)指標(biāo)已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。不過，在某些方面還是和國外有一定的差距，表現(xiàn)在功率平衡、故障的診斷與查、保護(hù)措施。4.1 PLC的組成PLC是可編程控制器（Programmable logical controller）縮寫，與20世紀(jì)70年代誕生于美國，是計算機與繼電器接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。PLC具有邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，并取代了繼電器-接觸器控制，采用了計算機存儲程序和順序執(zhí)行的原理，也是靠存儲程序、執(zhí)行指令進(jìn)行信息處理，實現(xiàn)輸入到輸出的變換。PLC編程語言采用直觀的類似繼電器-接觸器控制電路

13、圖的梯形語言，它的目的是用以控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。所以從實質(zhì)講PLC是一臺工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的滿足實時控制要求的專用計算機。與普通計算機所不同的主要是：(1) 沒有鍵盤，代之為一個個輸出電路，并用其獲取控制命令或現(xiàn)場信號。同時，此輸入電路具有濾波能力，與內(nèi)部電路是電隔離的，但可通過光耦合建立聯(lián)系；(2) 沒有顯示器，代之為一個個輸出電路，并用其產(chǎn)生控制輸出。由于此電路具有驅(qū)動功能，故可以驅(qū)動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等。同時，此電路與內(nèi)部電路也是電隔離的，用光或磁偶合建立聯(lián)系。(3) 沒有有硬盤，只有內(nèi)存。但可配備存儲卡，為程序與數(shù)據(jù)建立備份；(4) 配置有外設(shè)或通信接口，可用以編

14、程或下載程序、監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)通信；(5) 結(jié)構(gòu)為模塊化，體積小，安裝方便，比較堅固，具有很強的抗干擾、抗沖擊、抗震動特性。4.2 PLC的指令系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)特點分可分為箱體式的PLC和模塊式PLC。箱體式的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個小箱體內(nèi)，一個主機箱就是一臺完整的PLC，就可以實現(xiàn)控制。微型機、小型機多為箱體式。模塊式PLC是由不同功能的模塊組成，包括CPU模塊、輸入輸出模塊、電源模塊、通信模塊、機架等。超大、大型機多采用模塊式。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的可靠的操作系統(tǒng)，因而具有豐富的功能，如：(1) 信號采集功能：可采用開關(guān)信號、模

15、擬信號及脈沖信號。(2) 輸出控制功能：可控制輸出開關(guān)信號、模擬信號及脈沖（脈沖鏈或脈寬可調(diào)制的脈沖）信號。(3) 邏輯處理功能：可進(jìn)行各種位、字節(jié)、字、雙字邏輯運算(4) 數(shù)據(jù)運算功能：可進(jìn)行各種字、雙字整數(shù)運算，有的還可以進(jìn)行浮點運算。(5) 定時功能：可進(jìn)行延時或定時控制，時間可精確到毫秒。有的還有內(nèi)置實時時鐘。 (6) 計數(shù)功能：可進(jìn)行計數(shù)，高速計數(shù)頻率可高達(dá)幾百赫茲。(7) 中斷處理功能：可實現(xiàn)種種內(nèi)外中斷，以提高對輸入的響應(yīng)速度與精度。(8) 程序與數(shù)據(jù)存儲功能：可存儲系統(tǒng)設(shè)定、程序及數(shù)據(jù)，并可保證這些數(shù)據(jù)在掉電時不丟失。除此外，還有聯(lián)網(wǎng)通信、自檢測、自診斷等功能?？梢?，豐富的功能

16、使PLC得到廣泛應(yīng)用，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。4.3 PLC的主要特性與其他控制器相比，PLC在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，主要因為PLC具有以下主要特性：(l) 具有高可靠性。所有輸入輸出電路均采用光電隔離；各FO端子除了采用常規(guī)模擬量濾波外，還有數(shù)字濾波；內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾；每次掃描都對程序進(jìn)行檢查和校驗，一旦程序出錯立即報警并停止運行。(2) 編程方便，易于使用。PLC采用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖，易懂易編，編程工作集中到了設(shè)計思想的本身而不是如何實現(xiàn)設(shè)計思想。從硬件方面說，使用可編程控制器，無論是接線、配置都及其方便。(3) 環(huán)境要求低

17、，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，且不需要特殊維護(hù)。(4) 與其它裝置配置連接方便。PLC的接口原則是使用外部接線，電平轉(zhuǎn)換盡量少。對于開關(guān)量，輸入可以是無源觸點開關(guān)或集電極晶體管輸出；輸出有繼電器、可控硅、晶體管等不同的形式。對于模擬量，只要模擬量信號電平在一定的范圍內(nèi)(士10或4-20MA)，就可以按要求直接接入。對于數(shù)據(jù)通信，只需要RS232或RS422接口即可。四、 擬解決的關(guān)鍵問題1 大傾角輸送過程中物料的下滑，滾料問題，必要時采用四節(jié)深槽托輥組。2 電機重載起動時的軟啟動問題。3 大傾角上運皮帶式輸送機驅(qū)動方案的確定。 4 皮帶式輸送機的控制問題。電控裝置控制核心采用可編程控制器，

18、具有起車預(yù)告、主電機運行、故障顯示等主要信號顯示，具有沿線通話和起車預(yù)警功能，能滿足空載起動、重載啟動，可以分別控制二臺給煤機且和給煤機之間有閉鎖功能。 5 皮帶式輸送機的各種保護(hù)問題。例如：防跑偏開關(guān)、拉線保護(hù)、縱撕保護(hù)、煙霧保護(hù)、煤位保護(hù)、超溫保護(hù)、打滑保護(hù)以及語音信號系統(tǒng)。五、 研究思路和方法在設(shè)計初期，認(rèn)真學(xué)習(xí)皮帶式輸送機的基礎(chǔ)知識，閱讀各類有關(guān)下運皮帶式輸送機的中文及外文文獻(xiàn)，了解皮帶式輸送機在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及研究方向，為做設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。隨后通過參加畢業(yè)實習(xí)對皮帶式輸送機有一個感性的認(rèn)識，了解皮帶式輸送機在現(xiàn)場的運轉(zhuǎn)情況，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。畢業(yè)實習(xí)結(jié)束后，就可以自己獨立的對所設(shè)計的皮帶式輸送機進(jìn)行功能分析，在以后的設(shè)計中也能進(jìn)行系統(tǒng)的方案設(shè)計，同時能準(zhǔn)確地進(jìn)行輸送帶選型、拉緊裝置、制動裝置、驅(qū)動裝置、清掃裝置的選型。完成這些機械設(shè)備、部件和電氣設(shè)備，為施工打下基礎(chǔ)。 六、 參考文獻(xiàn)1于巖,李維堅.運輸機械設(shè)計.北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1998，8.180 2李炳文，王啟廣.礦山機械.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007,162186 3張越,DT(A)型帶式輸送機設(shè)計手冊.北京：冶金工業(yè)出版社.2003,15450 4宋偉剛.通用帶式輸送