畢業(yè)論文皮帶輸送機結(jié)構設計（含外文翻譯）

皮帶輸送機結(jié)構設計摘要本次畢業(yè)設計是關于固定式帶式輸送機的設計。其目的是設計一套能夠在給定場合下安全可靠運行的帶式輸送機系統(tǒng)。本文是對通用設備（通用固定帶式輸送機）的選型計算，需要通過計算選擇各組成部件，并著重進行電控系統(tǒng)的分析設計。最后組合成使用于具體條件下的帶式輸送機。施工設計主要是根據(jù)初步設計選擇驅(qū)動裝置、電動機、減速器、變頻器、制動器等等部件，從而完成輸送機的安裝布置圖。最后，在基于本文所做的理論分析的基礎上，設計了輸送機的保護裝置及其電控系統(tǒng)。電控裝置核心采用可編程控制器。本文通過對輸送機各部件的選型計算和集控系統(tǒng)的設計以使整個系統(tǒng)能夠在給定場合下安全可靠的完成預期的任務。關鍵詞：固定式帶式輸送機，選型設計，電控系統(tǒng)

BeltconveyorstructuredesignABSTRACTThedesignisagraduationprojectaboutthefixedbeltconveyorusedincoalmine.thepurposeistodesignonesetofbeltconveyorthatcanbeusedsafelyanddependablyonthegivenoccasion.Thisarticledescribesthedesigncalculationofchoosingthegeneralequipments(theuniversalfixedbeltconveyor)andtheelectronic-controlledsystem,soitneedstochooseeverypartofthebeltconveyorthoughdesigncalculation,andputthemtogethertobeusedontheoccasion.Theexecutiveprojectmainlyisaccordingtopreliminarydesigntochoicedrive,electricmotor,reductiongear,Frequencytransformerandbrakeandsoonparts,thuscompletestheconveyertheinstallmentgeneralarrangement.Atlast,accordingtothefronttheoryinthispaper,wedesignthecatchequipmentanditscentralized-controlsystem.Thecoreofelectronic-controlledsystemusestheprogrammablelogiccontroller.Inthearticle,throughchoosingeachpartofthebeltconveyerandthedesignforcentralized-controlsystem,ensurethatthebeltconveyercouldsafelyandcredibilityruningivensituation.KEYWORDS:FixedBeltconveyer，LectotypeDesign，Electronic-controlledsystem目錄前言1第1章緒論21.1帶式輸送機的技術發(fā)展21.2帶式輸送機的結(jié)構原理31.3帶式輸送的機種類與特點41.3.1通用帶式輸送機（DT）51.3.2鋼繩芯帶式輸送機51.3.3移動帶式輸送機（DY）51.3.4鋼帶輸送機（DG）51.3.5網(wǎng)帶輸送機（DW）51.3.6鋼繩牽引帶式輸送機61.3.7線摩擦帶式輸送機61.3.8波狀擋邊帶式輸送機61.3.9大傾角帶式輸送機61.3.10圓管式帶式輸送機6第2章帶式輸送機計算與設計基礎72.1概述72.1.1設計原始資料72.1.2帶式輸送機機型的選擇82.2基本參數(shù)的選擇確定92.2.1輸送帶類型的選擇92.2.2輸送帶帶寬的確定102.2.3輸送線路初步設計112.2.4輸送線方案比較112.2.5基本參數(shù)的確定計算122.2.6托輥的選擇132.2.7輸送帶張力的計算152.2.8滾筒的選擇計算152.2.9各直線區(qū)段阻力計算182.2.10輸送帶張力計算182.2.11滾筒牽引力與電動機功率的計算212.2.12拉緊力與拉緊行程212.2.13輸送帶的拉緊裝置222.2.14制動力矩計算222.3驅(qū)動裝置及其布置232.3.1驅(qū)動裝置的型式232.3.2電動機242.3.3減速器252.3.4聯(lián)軸器252.3.5驅(qū)動裝置位置的選擇262.4清掃裝置272.5制動裝置27第3章帶式輸送機電控裝置283.1可編程控制器（PLC）結(jié)構及應用283.1.1可編程控制器的功用283.1.2PLC的組成283.1.3PLC的工作方式303.2控制裝置的功能303.2.1概述及主要功能31第4章帶式輸送機的安裝及維護324.1帶式輸送機的安裝規(guī)范324.2帶式輸送機的維護32結(jié)論35謝辭36參考文獻37附錄38外文資料翻譯39前言輸送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應用十分廣泛?？梢詥闻_輸送，也可多臺組成或與其他輸送設備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結(jié)構簡單、運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便。它是運輸成件貨物與散裝物料的理想工具，因此被廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。尤其在礦山用量最多、規(guī)格最大。本課題主要研究帶式輸送機的設計計算方法。第一章介紹輸送機的概念、種類以及發(fā)展歷史；第二章介紹帶式輸送機的特點和應用范圍、散狀物料帶式輸送機的計算與設計基礎，以及輸送機各主要部件的設計計算方法。重點研究了輸送帶特性和選擇計算方法、驅(qū)動裝置的力學模型、托輥和滾筒的選擇計算方法；第三章介紹了輸送機的電控系統(tǒng)裝置；第四章介紹了皮帶輸送機的安裝以及維護措施；本設計在編寫的過程中，得到了指導老師王老師的細心指導以及周圍同學們的協(xié)助，我在這里向他們表示感謝。由于自身水平有限，疏漏之處難免，懇請大家批評指正。第1章緒論1.1帶式輸送機的技術發(fā)展中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17世紀中，開始應用架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構的輸送機相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。經(jīng)過一百年的發(fā)展，帶式輸送機不再是常規(guī)的開式槽型或直線布置的帶式輸送機，而是針對生產(chǎn)需求設計出各種各樣的特種帶式輸送機。例如，彎曲型、線摩擦型、大傾角型、可伸縮型、吊掛型、管式、吊掛管式、波紋擋邊式、氣墊式、壓帶式、鋼絲繩牽引式和鋼帶式等帶式輸送機。它們各有自己的獨特優(yōu)點，適用于某些特殊場合。比如，管式和吊掛式輸送機因其密封性好，適用于有環(huán)保要求或物料不應受外界環(huán)境影響的場合。波紋擋邊帶式輸送機可以做大傾角甚至垂直提升，因而在卸船和豎井提升中得到應用。壓帶式大傾角帶式輸送機于50年代在下挖式斗輪挖掘機上廣泛應用。傾角可達35o，從而縮短斗輪臂架長度。帶式輸送機的運輸能力和輸送距離是所有其他輸送設備無法比擬的，世界各國都在不斷地努力發(fā)展和完善帶式輸送機技術。努力的方向著重于:提高帶速，它是提高輸送能力和節(jié)省投資的有效途徑。提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個部件的失靈會影響整機乃至整個系統(tǒng)的停頓。努力減少維護工作量或取消日常維護工作，因帶式輸送機分布在幾百米甚至幾千米的運輸線路上，很難實現(xiàn)有效的維護保養(yǎng)工作。對大中型帶式輸送機采用動態(tài)設計方法，通常采用的靜態(tài)設計方法沒有考慮輸送帶的粘彈性問題，因而輸送機的起動與制動過程中會在輸送帶中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動張力要比正常運行的最大張力大10多倍，它直接關系著輸送帶的強度、接頭強度、滾筒、傳動裝置和聯(lián)接件的設計強度，然而研究可控的起動裝置和制動裝置來減小動張力便成為動態(tài)設計的根本所在。1.2帶式輸送機的結(jié)構原理帶式輸送機是依靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦，將牽引是以撓性體與圓柱體之間的摩擦理論為基礎的。這個理論用著名的歐拉公式表達。圖1-1如圖所示的帶式輸送機，輸送帶在驅(qū)動滾筒的圍包角為，驅(qū)動滾筒以圖標方向運動。設輸送帶在與驅(qū)動滾筒相遇點4處的張力為，分離點的張力為，據(jù)歐拉公式，當驅(qū)動滾筒與輸送帶之間不打滑時，兩力有如下關系：(1-1)式中—滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)；e—自然對數(shù)的底。這個公式表示：當輸送帶在分離點1的張力為時，由于滾筒與輸送帶間相遇點需要的張力大于。驅(qū)動滾筒將因摩擦力不夠而在輸送帶上空轉(zhuǎn)。為明確表示上述極限關系，將上式改成(1-2)輸送帶兩端的張力差就是驅(qū)動滾筒圓周上的牽引力，根據(jù)歐拉公式，驅(qū)動滾筒能夠傳遞給輸送帶的最大摩擦牽引力為：(1-3)在實際應用中，為使帶式輸送機安全可靠的運行，應給摩擦牽引力留有一定的余量實際許用的摩擦牽引力為，(1-4)據(jù)此求得輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點的許用張力：(1-5)n—摩擦力備用系數(shù)，一般取n=1.1～1.20為提高摩擦驅(qū)動所能傳遞的牽引力，可以從以下三個方面著手：增大輸送帶在驅(qū)動滾筒分離點上的張力。但采用這個方法會使輸送帶所受的最大張力也增大。若大幅增加，需要選用高一級強度的輸送帶，這是不利的。增大圍包角α。但滾筒驅(qū)動，輸送帶在驅(qū)動滾筒上的圍包角為200°～230°；采用雙滾筒驅(qū)動，圍包角可達450°～480°；1.3帶式輸送的機種類與特點帶式輸送機的種類很多，具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證輸送機正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機的結(jié)構特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。1.3.1通用帶式輸送機（DT）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結(jié)構。因此，它廣泛用于要求設備服務年限長，地基平整穩(wěn)定的場合。該種輸送機應用十分普遍，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品如TD62、TD75、DTⅡ等。1.3.2鋼繩芯帶式輸送機芯帶式輸送機在結(jié)構形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優(yōu)點。但其最大缺點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低，易造成縱向撕裂。1.3.3移動帶式輸送機（DY）移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者是靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉(zhuǎn)載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。1.3.4鋼帶輸送機（DG）鋼帶輸送機的輸送帶是一薄的撓性鋼帶。其耐熱性比常規(guī)輸送帶好得多，因此它已在食品工業(yè)中得到應用。但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩很有限，因而不適用于長距離輸送。1.3.5網(wǎng)帶輸送機（DW）帶輸送機的輸送帶是一撓性網(wǎng)帶，在技術性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場合。1.3.6鋼繩牽引帶式輸送機鋼繩牽引帶式輸送機從1951年起在英語國家得到應用。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用高。根據(jù)研究表明，當輸送量超過500t/h，運距超過2～5km時，鋼繩牽引帶式輸送機的基建投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。1.3.7線摩擦帶式輸送機帶式輸送機（在此稱之為主機）某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的帶子（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅(qū)動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度帶完成長距離或大運量輸送。1.3.8波狀擋邊帶式輸送機輸送帶邊上有擋邊以增大物料的截面，傾斜角度大時，一般在橫向設置擋板。1.3.9大傾角帶式輸送機普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節(jié)省大量土方工程和投資。1.3.10圓管式帶式輸送機圓管式帶式輸送機是用托輥把輸送帶逼成管形，物料形成封閉運輸，減少了環(huán)境污染，并能任意轉(zhuǎn)變和提高輸送傾角。它適用于有環(huán)保要求或物料不受外界環(huán)境影響的場合，如水泥、粉煤、谷物等物料的輸送。帶式輸送機計算與設計基礎2.1概述帶式輸送機的設計通常包含初步設計和施工設計兩個方面的內(nèi)容。前者主要是通過理論上的分析計算選出滿足生產(chǎn)要求的輸送機各部件，確定合理的運行參數(shù)，或者對確定的部件參數(shù)進行驗算，并完成輸送線路的宏觀設計；后者主要是根據(jù)初步設計完成輸送機的安裝布置圖。2.1.1設計原始資料原始條件：設計運輸能力：Q=15t/h,運輸距離：15m,輸送石灰石顆粒，水平輸送技術要求：（1）電控裝置有本安型操作臺、隔爆兼本安型控制箱和各種傳感器三部分組成;（2）本安型操作臺具有輸送帶運行速度、電機電流等主要參數(shù)的運行狀態(tài)顯示和輸送機故障指示；（3）電控裝置控制核心采用可編程序控制器（PLC），具有手動、自動及檢修三種工作方式:（4）電控裝置具有沿線通話和起車預警功能；（5）電控箱和操作臺及配套傳感器應具備防爆合格證以及“MA”標志；（6）系統(tǒng)應具有的保護功能：a)跑偏保護跑偏開關機頭、中間、機尾各一對；b)沿停保護沿停保護傳感器每隔100米設置一只；c)防縱撕保護在機尾落煤附近設一套；d)煙霧保護在機頭集中驅(qū)動處設置煙霧傳感器；e)煤位保護在機頭設低煤位報警和高煤位停車保護；f)超溫保護，煙霧保護和自動灑水裝置；g)速度保護分別在輸送帶空段設置高速傳感器以檢測帶速進行速度保護；h)打滑和超速保護通用固定式皮帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2-1所示。2.1.2帶式輸送機機型的選擇在給定工作條件下，帶式輸送機選型設計計算合理與否關系到其能否高效、安全、可靠地完成生產(chǎn)運輸?shù)膯栴}。一般來說，選型設計不外乎兩種情況：一種是成套供應的設備（或?qū)σ延性O備）的計算，如礦用吊掛式、可伸縮帶式輸送機功率、輸送帶強度和主要部件是否滿足要求。另一種是對通用設備（TD-75、DTⅡ和DX系列輸送機）的選型設計，需要通過計算從一系列部件中選擇合適的具體部件（如滾筒、輸送帶、托輥和驅(qū)動裝置等），最后組裝成滿足具體生產(chǎn)條件下的通用帶式輸送機。根據(jù)已知的原始資料分析得，本機不適合整機定型帶式輸送機，因此采用非整機定型的輸送機，且用單機輸送。因此，由于本設計的運量小，帶較短，水平輸送，故采用單滾筒通用帶式輸送機。表2-1帶式輸送機典型布置方式2.2基本參數(shù)的選擇確定2.2.1輸送帶類型的選擇輸送帶是用來承載和牽引物料并使之沿一定方向運行的重要部件。為保證輸送機能正常而持久地工作，在類型選擇上需考慮以下幾點：（1）輸送帶必須具有足夠的強度，能承受輸送帶運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大張力；（2）輸送帶必須具有足夠的厚度，以抵抗給料處的沖擊并平穩(wěn)地運行；（3）優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布分層帶，因在同樣抗拉強度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕；(4)輸送帶和覆蓋層的厚度能適應在運轉(zhuǎn)過程中的沖擊，磨損，腐蝕，和割裂等情況。根據(jù)原始資料和上述選擇要求，方案可選擇NN型尼龍芯帶，型號是NN-300的4層尼龍芯橡膠帶，上膠厚度為3.0mm，下膠帶厚度為1.0mm。其帶芯強度為300N/mm，輸送帶的每層質(zhì)量為1.4kg/，每毫米厚膠帶質(zhì)量1.19kg/m。尼龍帶線質(zhì)量=（覆蓋層厚度（mm）×1.19+層數(shù)×K）×帶寬（m）（2-1）2.2.2輸送帶帶寬的確定（1）滿足設計運輸能力的帶寬：=式中—設計運輸能力，t/h；—滿足設計運輸能力的輸送帶寬度，m；—物料斷面系數(shù)，見表2-2；—速度系數(shù)，（見附錄）—輸送帶運行速度，m/s；—物料的堆積密度，t/m（見附錄）；—傾角系數(shù)，見表2-3；本設計散狀物料，所以選擇槽形帶，由物料斷面系數(shù)表2-2選擇=330,由傾角系數(shù)表2-3選擇=1.0=1.0,物料堆積密度=1.2t/,帶速=1.0m/s，運量=20t/h,休止角=25°（見附錄）。===0.22473m=224.73mm表2-2物料斷面系數(shù)休止角15°20°25°30°35°槽型275295330360390平型67135172209247表2-3傾角系數(shù)輸送傾角0~3°5°10°15°20°1.00.990.950.890.81（2）滿足物料塊度條件的寬度對于已選分的物料對于未選分的物料式中—物料的平均粒徑，mm—物料的最大粒徑，mm—滿足塊度條件的輸送帶寬度，mm根據(jù)和帶型從相應的規(guī)格表中選取標準帶寬的輸送帶。小塊石灰石的最大塊度=60mm所以條件所給的帶寬400mm。輸送線路初步設計線路初步設計的任務是根據(jù)使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況，進行輸送機的整體布置。主要內(nèi)容包括驅(qū)動裝置的型式、數(shù)量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機頭、機尾布置，裝卸位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。初步確定以下兩個方案如圖2-1。方案一方案二圖2-1輸送線方案2.2.4輸送線方案比較方案一、選用TD-75帶式輸送機，輸送帶為鋼絲繩芯阻燃輸送帶。單滾筒單電動機頭部驅(qū)動。方案二、選用TD-75帶式輸送機，輸送帶為NN-300尼龍芯帶。單滾筒雙電動機頭部驅(qū)動。方案一與方案二比較：方案一采用鋼絲繩芯阻燃輸送帶，抗拉強度高，成槽性好，但抗縱向撕裂能力差，價格高。單滾筒單電動機頭部驅(qū)動電動機功率大。方案二采用輸送帶為NN-300尼龍芯帶?？估瓘姸鹊?，縱向抗拉高，價格低。方案一改向滾筒需要較多，輸送帶會因為頻繁改向而減少壽命。而且拉緊裝置在輸送機下面不方便維護，且容易受到粉塵的污染。同時方案一選用了鋼絲繩芯輸送帶增加了輸送帶的線質(zhì)量。從而計算的牽引力，沿程阻力都會增大，因而選用的電動機、減速器、逆止器、連軸器的型號都會增大，成本提高。然而本設計的輸送距離只有15m輸送距離相對較短，沒有必要太復雜。如下表2-4表2-4方案比較項目方案輸送帶型號驅(qū)動方式拉緊方式所需電動機功率啟動方式方案一ST1250頭部單滾筒驅(qū)動液壓自動拉緊280KW變頻啟動方案二NN-300頭部單滾筒驅(qū)動液壓自動拉緊2×132KW變頻啟動綜上所述，方案二結(jié)構布置簡單，經(jīng)濟合理，方便檢修、維護，能完成設計要求的輸送量，根據(jù)上述內(nèi)容畫出輸送機的布置簡圖2-2。2.2.5基本參數(shù)的確定計算(1)輸送帶線質(zhì)量當輸送帶選定后，由公式（2-1）計算出輸送帶線質(zhì)量：=（覆蓋層厚度（mm）×1.19+層數(shù)×K）×帶寬（m）圖2-2輸送線路初步設計(2)物料線質(zhì)量q已知設計運輸能力=20t/h，輸送帶運行速度=1.0m/s時，物料線質(zhì)量===5.56kg/m2.2.6托輥的選擇托輥是帶式輸送機的主要部件之一，托輥的作用是支撐輸送帶，減小運行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定的限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運行。托輥的總重約占總機重量的30%～40%；因此，它的可靠性和壽命決定著輸送機的功效。所以托輥的問題應該從托輥的結(jié)構和托輥組的布置來考慮。托輥按其用途的不同主要分為承載托輥（又稱上托輥）、回程托輥（又稱下托輥）、緩沖托輥與調(diào)心托輥。承載托輥安裝在有載分支上，以支承輸送帶與物料。例如，運送散狀物料，為了提高生產(chǎn)率和防止物料的撒落，通常采用槽形托輥，槽形托輥一般由3個或3個以上托輥組成。目前普通槽形托輥的成槽角均為35°，托輥之間成鉸接或固支。對于成件物品的運輸通常采用平行承載托輥。由于張力的不平衡、物料偏堆積、機架變形、托輥軸承損壞以及風載荷作用等使其產(chǎn)生跑偏。目前應用最為普遍的是前傾托輥，它取代了調(diào)心托輥，靠普通槽形托輥的兩側(cè)輥向輸送帶運行方向傾斜2°～3°，從而實現(xiàn)防跑偏。表2-5承載分支托輥間距參考表（m）物料堆積密度帶寬(mm)40050065080010001200140016002000<1～1～1.22.1～1.11.0>(1)托輥間距的選擇托輥間距的選擇應考慮物料性質(zhì)、輸送帶的重度及運行阻力等條件的影響。承載托輥間距可參考表2.5選取。緩沖托輥間距一般為承載托輥間距的0.3～0.5倍，約為0.3～0.6m。回程托輥間距可按2～3m考慮或取為承載托輥間距的2倍。調(diào)心托輥按承載托輥每隔7～10組安裝一組選擇。表2-6托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量（kg）托輥形式帶寬（mm）50065080010001200140016001800槽形承載托輥鑄鐵座1112142225475072沖壓座89111720———回程托輥V形托輥鑄鐵座81012172039（V）42（V）61（V）沖壓座79111518———托輥直徑（mm）89108133159軸承型號204305406407頭部滾筒或尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離s按下式計算：（2-2）式中—滾筒與第一組托輥之間的距離，m；—托輥的成槽角，rad；—輸送帶寬度，m。經(jīng)計算可知，帶式輸送機的尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離：=2.67×10×2π×0.4/360=0.186m（過渡托輥成槽角=10°；=400mm）；頭部滾筒距第一組槽形托輥的距離：=2.67×35×2π×0.4/360=0.65m（槽形托輥成槽角=35°；=400mm）。(2)托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量、本設計的帶式輸送機的帶寬=400mm，堆積密度=1.2，經(jīng)查表2-5可知選承載分支托輥間距=1.4m，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=10kg（鑄鐵座）回程托輥間距=2.8mm，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=7kg（鑄鐵座）。因此，可求出托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量：承載托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：==7.14kg/m回程托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：=2.5kg/m2.2.7輸送帶張力的計算對于尼龍帆布層芯帶（2-3）=300×4×400/12=40000N式中—輸送帶許用張力，N；—帶芯每層帆布拉斷強度，N/mm；—輸送帶寬度，mm；—帆布層數(shù)—輸送帶安全系數(shù)。尼龍帆布芯帶一般取m=12。2.2.8滾筒的選擇計算滾筒是帶式輸送機的重要部件。按其結(jié)構與作用的不同可分為傳動（驅(qū)動）滾筒和改向滾筒兩大類。(1)傳動滾筒傳動滾筒用來傳遞牽引力或制動力。傳動滾筒有鋼制光面滾筒、包膠滾筒和陶瓷滾筒等。鋼制光面滾筒主要缺點是表面摩擦系數(shù)小，所以一般常用于短距離輸送機中。包膠滾筒主要優(yōu)點是表面摩擦系數(shù)大，適用于長距離大型帶式輸送機。包膠滾筒按其表面形狀又可分為：光面包膠滾筒、人字型溝槽包膠滾筒和菱形（網(wǎng)紋）包膠滾筒。為了增大摩擦系數(shù)，在光面鋼制滾筒表面上，冷粘或硫化一層人字形溝槽的橡膠板。這種帶人字形的溝槽滾筒，由于有溝槽存在，能使表面水薄膜中斷，不積水，同時輸送帶與滾筒接觸時，輸送帶表面能擠壓到溝槽里。由于這兩種原因，即使在潮濕的條件下，摩擦系數(shù)也降低不大。但是，此種滾筒具有方向性，不能反向運轉(zhuǎn)。普通傳動滾筒都是采用焊接結(jié)構，即輪轂、輻板和筒皮之間采用焊接結(jié)構。該類滾筒適用于中小型帶式輸送機。(2)改向滾筒改向滾筒有鋼制光面滾筒和光面包膠滾筒。包括用于輸送帶在輸送機端部的改向，增加傳動滾筒包角的導向滾筒，拉緊滾筒和用于拉緊裝置的導向滾筒。滾筒的選擇計算選擇滾筒的主要指標是滾筒直徑,選用大直徑的滾筒對輸送帶的使用有利。但是，當滾筒直徑增大后，驅(qū)動滾筒的質(zhì)量、驅(qū)動裝置減速器的減速比、減速器的質(zhì)量和尺寸都需要相應增大。選擇傳動滾筒直徑時，可按以下四個方面考慮：1)為限制輸送帶繞過傳動滾筒時產(chǎn)生過大的附加彎曲應力，對于固定式使用尼龍帆布芯帶的帶式輸送機傳動滾筒直徑:硫化接頭=125×4=500（2-4）式中—傳動滾筒直徑，mm；—帆布層數(shù)2)為限制輸送帶的表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落，傳動滾筒直徑為：織物芯帶（2-5）=2×80000/400×1000000=0.004mm式中—傳動滾筒直徑，mm；—輸送帶張力，N；—輸送帶寬度，mm；—輸送帶表面許用比壓，取1MPa。3)限制覆蓋膠或花紋變形量小于6%的，傳動滾筒直徑為織物芯帶（2-6）=17.5×[1.4×4+(3.0+1.0)]×1=168mm式中—傳動滾筒直徑，mm；—圍包角影響系數(shù)，當圍包角小于90°時，=0.8，否則，=1；—輸送帶總厚度，mm；4)改向滾筒直徑可按下式確定=0.8=0.8×360=288mm（2-7）=0.6=216mm（2-8）式中—尾部改向滾筒直徑，mm；—其他改向滾筒直徑，mm；—傳動滾筒直徑，mm；表2-7滾筒直徑的選擇帶寬B(mm)40050065080010001200滾筒直徑(mm)360500500630500630800630800100063080010001250綜合考慮以上幾條因素，我們選擇傳動滾筒直徑=360mm，尾部改向滾筒以及拉緊裝置處改向滾筒的直徑=288mm；頭部改向滾筒直徑為=216mm。各個滾筒表面均為人字形溝槽的橡膠覆蓋面。2.2.9各直線區(qū)段阻力計算對于承載分支：表2-8輸送帶沿托輥運行的阻力系數(shù)工作條件ω′（槽形）ω"（平行）滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃，正常濕度0.030.050.0250.040大量塵埃，濕度大0.040.060.0350.056（2-9）=9.8×15×[（5.56+4.144+7.14）×0.03cos0°+（5.56+4.144）sin0°]=74.28N（ω′=0.03）對于回程分支：（2-10）=9.8×15×[（4.144+2.5）×0.025cos0°+4.144sin0°]=24.42N（ω"=0.025）式中—承載分支直線運行阻力，N；—回程分支直線運行阻力，N；—重力加速度，m/s2；—輸送長度，m；—輸送傾角；—輸送帶在承載分支運行的阻力系數(shù)，見表2-8—輸送帶在回程分支運行的阻力系數(shù)，見表2-82.2.10輸送帶張力計算用逐點法計算輸送帶關鍵點張力：圖2-3輸送帶設計示意圖輸送帶張力應滿足兩個條件：摩擦傳動條件，即輸送帶的張力必須保證輸送機在任何正常工況下都無輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)可參考表2.9選取，對于塑面帶應相應減少。表2-9傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)運行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字形溝槽的橡膠覆蓋面帶人字形溝槽的聚胺基酸脂覆蓋面帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運行0.35~0.40.4~0.450.35~0.40.4~0.45清潔濕態(tài)（有水）運行0.10.350.350.35~0.4污濁濕態(tài)（泥土）運行0.05~0.10.25~5按摩擦條件確定：；；；需要傳動滾筒表面的牽引力傳動滾筒所能傳遞的額定牽引力令=，得=36.97N經(jīng)查表2-9可知，摩擦系數(shù)，其中圍包角取，摩擦備用系數(shù)取。檢驗輸送帶的強度：由<[S]=40KN所以滿足輸送帶強度要求。檢驗輸送帶的垂度條件，即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的垂度不超過規(guī)定值，或滿足最小張力條件。對于承載分支輸送帶最小張力：（2-11）對于回程分支輸送帶最小張力：（2-12）可知承載分支最小張力；回程分支最小張力，都滿足輸送帶的垂度要求。2.2.11滾筒牽引力與電動機功率的計算由于滿載工作下電動機的運行狀態(tài)，有可能是電動狀態(tài)也可能是發(fā)電狀態(tài)，所以在牽引力和功率計算上有區(qū)別。尤其應注意各種阻力的正方向和正常發(fā)電狀態(tài)而空載電動狀態(tài)下的功率驗算。電動機備用功率一般按15%-20%考慮。傳動滾筒的軸牽引力：（2-13）因為，所以傳動滾筒輸出制動力。電動機功率:=1.2×110.3×1.0/0.90kw=147.07kw（其中電動機功率備用系數(shù)為，傳動裝置的效率為）查閱有關手冊選擇型三相異步電動機，其主要技術參數(shù)：功率:90kW轉(zhuǎn)速:1480重量:634Kg2.2.12拉緊力與拉緊行程(1)拉緊力：（2-14）(2)拉緊行程：。（2-15）式中L—輸送機總長度，m；—輸送帶工作時的伸長系數(shù)；其中輸送帶伸長系數(shù)按表2-10查取可知=0.02。表2-10輸送帶伸長系數(shù)K輸送機長度L，m合成纖維輸送帶鋼繩芯輸送帶<3000.020.002301~5000.020.002501~10000.0150.0017>10000.010.00152.2.13輸送帶的拉緊裝置拉緊裝置又稱張緊裝置，它是帶式輸送機必不可少的部件。張緊裝置的作用是:保證輸送帶具有一定的張力，是輸送帶與滾筒間產(chǎn)生必要的摩擦力；限制輸送帶在各支承點間的垂度，使輸送機正常運轉(zhuǎn)。拉緊裝置按作用可以分為以下幾種：固定式拉緊裝置。固定式拉緊裝置是在輸送機的運轉(zhuǎn)過程中拉緊滾筒位置保持不變的拉緊裝置，其拉緊行程的調(diào)整有手動和電動兩種方式。其優(yōu)點是結(jié)構簡單緊湊，工作可靠，缺點是輸送機運轉(zhuǎn)過程中由于輸送帶的彈性變形和塑性伸長引起張力降低，可能導致輸送帶在傳動滾筒上打滑。常用的結(jié)構類型有螺旋拉緊裝置（拉緊行程短，拉緊力小，故適用于機長小于80m的短距離帶式輸送機上）和鋼繩絞車拉緊裝置等。重錘拉緊裝置。它是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力，并保證輸送帶在各種工況下有恒定的拉緊力，可以自動補償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的伸長變化。重錘拉緊裝置是結(jié)構最簡單、應用范圍最廣泛的拉緊裝置。它的缺點是占用空間較大，工作拉緊力不能自動調(diào)整。根據(jù)輸送機的長度和使用場合的不同，重錘拉緊裝置可分為重錘垂直拉緊裝置和重錘車式拉緊裝置，它們適用于固定長距離帶式輸送機上。自動拉緊裝置。自動拉緊裝置是在輸送機工作中能按一定的要求自動調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置。它是現(xiàn)代大型帶式輸送機中廣泛應用的拉緊裝置。自動拉緊裝置的類型很多，按作用原理分，有連續(xù)作用和周期作用兩種；按控制參數(shù)分，有一個、兩個或三個等（常作為控制參量的有張力、帶速和傳動滾筒的利用弧）；按拉緊裝置的驅(qū)動方式分，有電力驅(qū)動與液壓驅(qū)動兩種；按控制方法上區(qū)分，有穩(wěn)定式、隨動式和綜合式三種。根據(jù)輸送機設計原始數(shù)據(jù)和計算出的拉緊力和拉緊行程，綜合考慮各種拉緊裝置類型和特點，本設計選擇使用鋼絲繩絞車液壓尾部自動拉緊裝置。2.2.14制動力矩計算根據(jù)帶式輸送機設計要求，制動裝置或逆止裝置產(chǎn)生的制動力矩不得小于該輸送機所需制動力矩的1.5倍。(1)對于電動機運行狀態(tài)的帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為：（2-16）式中—制動裝置作用在傳動滾筒軸上的總制動力矩，N·m；—傳動滾筒直徑，m；—輸送機長度，m；—托輥阻力系數(shù)，取值為0.012(2)對于發(fā)電運行狀態(tài)的帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為：（2-17）式中—制動裝置作用在傳動滾筒軸上的總制動力矩，N·m；—傳動滾筒直徑，m；—輸送帶速度，m/s；—系統(tǒng)所需電機總功率（未考慮備用功率系數(shù)前），kW。從上述的傳動滾筒軸牽引力的計算結(jié)果可知，本設計帶式輸送機的電動機輸出的是制動力矩，運行狀態(tài)處于電動狀態(tài)。根據(jù)公式（2-17）可計算出帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為：2.3驅(qū)動裝置及其布置驅(qū)動裝置的作用是在帶式輸送機正常運行時提供牽引力或制動力。它主要由傳動滾筒、減速器、聯(lián)軸器和電動機等組成。電動機與減速器又構成了驅(qū)動單元。2.3.1驅(qū)動裝置的型式驅(qū)動裝置按傳動滾筒的數(shù)目分為單滾筒驅(qū)動、雙滾筒驅(qū)動及多滾筒驅(qū)動；按電動機的數(shù)目分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。每個傳動滾筒既可配一個驅(qū)動單元又可配兩個驅(qū)動單元，而且每個驅(qū)動單元也可以驅(qū)動兩個驅(qū)動滾筒。驅(qū)動裝置的布置形式有垂直式和并列式兩種。但并列式布置要求使用垂直輸出軸減速器，因此制造要求高，價格也比較高。我國TD-75與DX系列帶式輸送機驅(qū)動裝置均為垂直布置。按驅(qū)動單元的固定方式可分為側(cè)掛式與基本式?；臼接址譃楣潭ㄊ胶蛦吸c浮動支承式。側(cè)掛式的驅(qū)動單元掛在機頭一側(cè)，不需地基，基建投資少，安裝調(diào)試方便，但加裝制動裝置有困難。固定式的驅(qū)動單元固定在機座上，機座用螺栓固定在基礎上，減速器與傳動滾筒之間采用固定式聯(lián)軸器，這種固定方式要求安裝精度高，但往往由于制造和安裝的誤差、工作載荷引起的軸和支承部分的變形以及基礎下沉等不均衡因素使兩根軸的對中受影響，從而大大地降低了傳動性能。而單點浮動支承可以克服這一點，整個驅(qū)動單元安裝在浮動底座上。浮動支承受力分析，減速器傳給主動滾筒轉(zhuǎn)矩T時，減速器殼體必受一反作用轉(zhuǎn)矩。根據(jù)力矩平衡原理即可求出球鉸點距質(zhì)心的距離L，即式中—作用于減速器機殼的反作用轉(zhuǎn)矩，Nm；W—傳動系統(tǒng)的重力，N。當正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，由于反轉(zhuǎn)矩的的作用，輔助支點（千斤頂）與底座脫開；停機時，=0，在重力W作用下，底座與千斤頂接觸，輔助支點起作用。傳動滾筒與軸，減速器輸出軸與主動滾筒軸的聯(lián)接采用各種鎖緊裝置聯(lián)接。這種聯(lián)接的缺點是拆卸減速器必須把整個減速器與電機底座一起外移，給檢修更換零件造成困難。2.3.2電動機帶式輸送機驅(qū)動裝置最常用的電動機是三相籠型電動機，其次是三相繞線型異步電動機，只有個別情況下才采用直流電動機。三相籠型電動機與其它兩種電動機相比較具有結(jié)構簡、制造方便和易隔、運行可靠、價格低廉等一系列優(yōu)點，并且在輸送機上便于實現(xiàn)自動控制。其最大的缺點是不能經(jīng)濟地實現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速，起動力矩不能控制，起動電流大。目前，我國已經(jīng)生產(chǎn)出最新Y系列三相異步電動機，它是一種全封閉自扇冷三相籠型電動機。它具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、性能好、噪音低、震動小等優(yōu)點。YB系列三相電動機派生的隔爆型三相異步電動機，它除了有Y系列電動機的優(yōu)點外，還有隔爆結(jié)構先進，使用可靠等優(yōu)點。三相繞線型電動機具有較好的調(diào)速特性，在其轉(zhuǎn)子回路中串電阻，可以解決輸送機各傳動滾筒間的功率不平衡問題；可以通過串電阻起動以減小對電網(wǎng)的負荷沖擊，同時又可以按所需的加速度調(diào)整時間繼電器或電流繼電器進行電阻的逐步切換，以實現(xiàn)平穩(wěn)起動。三相繞線型電動機在結(jié)構和控制上都比較復雜，一般長距離、大功率帶式輸送機應用較多。直流電動機最突出的優(yōu)點就是調(diào)速特性好，起動轉(zhuǎn)矩大，但結(jié)構復雜，維護量大。與同容量的異步電機相比較，重量是異步電機的2倍，價格是異步電機的3倍，而且需要直流電源，因此只有在特殊情況（例如調(diào)速性能高）下才采用。綜上所述本設計選用Y280M-4型電動機。2.3.3減速器驅(qū)動單元用的減速器從結(jié)構形式分為直交軸式和平行軸式，按固定形式分為懸掛式與落地式。根據(jù)使用要求輸出軸可以做成空心。由：查相關手冊，根據(jù)相關尺寸，選用DCY355-31.5型減速器。2.3.4聯(lián)軸器驅(qū)動裝置中的聯(lián)軸器分為高速聯(lián)軸器和低速聯(lián)軸器，它們分別安裝在電動機與減速器之間和減速器與傳動滾筒中間。常見的高速聯(lián)軸器有尼龍柱銷聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器和粉末聯(lián)軸器等；常見的低速聯(lián)軸器有十字滑塊聯(lián)軸器和棒銷聯(lián)軸器等。液力聯(lián)軸器與籠型轉(zhuǎn)子異步電動機聯(lián)合工作具有改善電動機起動性能、均衡負荷、保護電機的優(yōu)點。目前國內(nèi)外對于大型帶式輸送機為改善起動、調(diào)速、均衡載荷等廣泛推廣使用調(diào)速液力耦合器和油膜離合器。針對變頻器啟動方式本設計選用ZL9型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。2.3.5驅(qū)動裝置位置的選擇帶式輸送機其他參數(shù)已定，如果忽略由于張力變化而引起主力變量時，驅(qū)動裝置功率與其位置選擇無關，但其位置影響輸送帶的各點張力。因此，在選擇驅(qū)動裝置位置時應考慮以下兩點：(1)盡量將驅(qū)動裝置的位置選擇在使輸送帶的最大張力值最小處。這樣可是輸送帶的強度、價格相對降低，運行阻力也能減少，能耗降低，提高了輸送帶、滾筒及其他部件的壽命。根據(jù)上述原則，一般驅(qū)動滾筒應選擇在松邊張力較大的位置。這樣不僅有利于減小輸送帶張力，而且有利于制動，避免發(fā)生飛車事故。(2)適當考慮安裝、維修、搬運及特殊條件的要求。例如煤礦井下的向上運輸，由于巷道狹窄，驅(qū)動裝置放在上部給更換電機、減速器、驅(qū)動滾筒等部件帶來了困難，同時供電線路加長，而且隨著工作面的不斷推進要求上部滾筒能經(jīng)常下移，故驅(qū)動裝置在上部會帶來拆卸的不便，這時驅(qū)動裝置可適當向下布置，但盡量避免放在下端。根據(jù)以上驅(qū)動裝置的要求，本設計采取的驅(qū)動裝置布置如下圖：1—電動機；2—聯(lián)軸器；3—減速器；4—傳動滾筒；5—聯(lián)軸器；6—逆止器；圖2-4驅(qū)動裝置布置簡圖2.4清掃裝置清掃粘結(jié)在輸送帶表面的物料，對于提高輸送帶的使用壽命和保證輸送機的正常運轉(zhuǎn)將具有重要意義。對清掃裝置的基本要求是：清掃干凈，清掃阻力小，不損傷輸送帶的覆蓋層，結(jié)構簡單而可靠。常用的清掃裝置有刮板清掃器、轉(zhuǎn)刷清掃器、空段清掃器和彈簧清掃器。清掃裝置一般安裝在卸載滾筒的下方，有時為了清掃輸送帶非承載面上的粘附物，防止物料堆積在尾部滾筒或拉緊滾筒處，還需在其為空載分支安裝空段清掃裝置。本設計選取安裝在尾部滾筒處空段清掃器，和用于清掃卸料滾處卸料后輸送帶工作面的彈簧清掃器。根據(jù)帶寬B=400mm，查TD-75型設計選用手冊，選取清掃器裝置（如裝配圖所示）2.5制動裝置制動裝置是帶式輸送機的安全保護裝置，特別是對大傾角帶式輸送機更為重要。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，長距離、大運量、大功率帶式輸送機的需求量也愈來愈大。但合理和最佳地確定大型帶式輸送機的驅(qū)動方式，在許多情況下是比較困難的。這是由于它要求驅(qū)動系統(tǒng)能夠提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動力矩，以減小動張力，從而改善輸送帶及整機的受力狀況，并保護電網(wǎng)免受沖擊。對于長距離帶式輸送機還提出一個慢速運行以滿足日常維護的要求。逆止器是向上運輸?shù)妮斔蜋C停車后，限制輸送帶倒退。制動器是供向下運輸?shù)妮斔蜋C停車用；水平運輸若需準確停車或緊急制動，也應裝制動器。由于本設計水平輸送且輸送距離短，選YW25-200/23型液壓推桿制動器。第3章帶式輸送機電控裝置3.1可編程控制器（PLC）結(jié)構及應用3.1.1可編程控制器的功用在PLC的發(fā)展初期，由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應用受到限制。但近幾年來，PLC的應用面越來越廣。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的主要功能包括以下幾個方面：開關邏輯和順序控制，模擬控制，定時控制，數(shù)據(jù)處理，信號連鎖系統(tǒng)，通信聯(lián)網(wǎng)等。3.1.2PLC的組成按照結(jié)構形式的不同，PLC可分為組合式和整體式兩類。組合式PLC的組成是將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊可以插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。CPU與各擴展模塊之間若通過電纜連接，距離一般不超過10m。中、大型機場用組合式。由于組合式的PLC系統(tǒng)配置靈活，有的小型機也用這種構成。組合式如圖3-1所示。整體式結(jié)構的PLC是將CPU、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、I/O擴展端口等組裝在一個箱體內(nèi)構成主機。整體式PLC的結(jié)構緊湊、體積小，小型機采用這種結(jié)構。整體式PLC的基本組成如圖3-2所示。圖3-1組合式PLC的組成示意圖圖3-2整體式PLC的組成示意圖下面介紹PLC各組成部分及其作用。（1）中央處理器（CPU）：CPU是PLC的核心，起著總指揮的作用，它主要用來運行用戶程序，監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)，作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理。（2）電源部分：PLC中一般配有開關式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電。開關電源的輸入電壓范圍廣、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。有的PLC能向外部提供24V的直流電源，可給輸入單元所連接的外部開關供電。（3）存儲器：存儲器可分為系統(tǒng)程序存儲器，用戶程序存儲器，工作數(shù)據(jù)存儲器3種。（4）I/O擴展端口：當主機上的I/O點數(shù)或類型不能滿足用戶需要時，主機可以通過I/O擴展端口連接I/O擴展單元來增加I/O點。另外，通過I/O擴展口還可以連接各種智能單元，擴展PLC的功能。（5）外端設備接口：此接口可將編程器、計算機、打印條、條碼掃描儀等外部設備與主機相連，以完成此操作。（6）輸入/輸出單元：輸入/輸出單元是PLC與外部設備互相聯(lián)系的窗口。輸入單元接收現(xiàn)場設備向PLC提供的信號。這些信號經(jīng)過輸入電路的濾波、光電隔離、電平轉(zhuǎn)換等處理，變成CPU能夠接收和處理的信號。輸出單元將經(jīng)過CPU處理的微弱電信號通過光電隔離、功率放大等處理，轉(zhuǎn)換成外部設備所需要的強電信號，以驅(qū)動各種執(zhí)行元件等。3.1.3PLC的工作方式PLC與普通計算機的等待工作方式不同，它是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即PLC運行時，主機的CPU將用戶根據(jù)控制要求編制的用戶程序，按指令存入存儲器的順序逐條取出執(zhí)行，直至程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開始第二次循環(huán)掃描。PLC的掃描工作過程可分為輸入取樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，并進行周期循環(huán)。（1）輸入取樣階段PLC在輸入取樣階段，首先按順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其存入（寫入）各對應的輸入狀態(tài)寄存器中。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段，即使輸入狀態(tài)有變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變。變化了的輸入信號狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入取樣階段被讀入。（2）程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，CPU對用戶程序按先左后右、先上后下的順序逐條地進行解釋和執(zhí)行。CPU從輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀取各繼電器當前的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關系進行邏輯運算，運算結(jié)果在寫入元件映像寄存器中。（3）輸出刷新階段當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出端并通過一定方式輸出，驅(qū)動相應輸出設備工作，這就是PLC的實際輸出。經(jīng)過這三個階段，完成一個掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的指令條數(shù)及執(zhí)行各條令所需時間有關，一般不超過100ms3.2控制裝置的功能3.2.1概述及主要功能帶式輸送機微機控制裝置主要由帶式輸送機操作臺、控制箱以及各種保護傳感器等組成，主電機是是否投入可人為選擇，同時系統(tǒng)即可進行自動控制也可實現(xiàn)手動控制，并且對系統(tǒng)的主要運行參量和設備工況采取了可視化實時監(jiān)控，力求系統(tǒng)控制柔性化、顯示數(shù)字化、操作簡單化、結(jié)構模塊化。主要功能：與機械系統(tǒng)、啟動裝置以及變頻系統(tǒng)構成機電一體化帶式輸送機可控起動系統(tǒng)，使帶式輸送機在任何工況下均能平穩(wěn)的起動開車；根據(jù)停車性質(zhì)也可實現(xiàn)軟停車控制；與帶式輸送機綜合保護裝置相配合完成常規(guī)保護（如跑偏、溫度、煙霧、速度、煤位、堆煤、斷帶保護等）；主要運行參數(shù)與故障類別指示；前后設備連鎖控制；第4章帶式輸送機的安裝及維護4.1帶式輸送機的安裝規(guī)范機架中心線對輸送機縱向中心線不重合度不應超過3毫米；中間架支腿的不鉛垂度或?qū)ㄖ锏孛娴牟淮怪倍炔粦^3‰；組裝中間架應符合下列要求：1）中間架在鉛垂面內(nèi)的不垂直度不應超過長度的1‰；2)中間架接頭處左右、高低的偏移均不應超過1毫米；3)中間架間距L的偏差不應超過毫米，相對標高不應超過間距的2‰(4)托輥橫向中心對輸送機縱向中心線的不重合度不應超過3毫米；(5)拉緊滾筒在輸送帶連接后的位置，應根據(jù)拉緊裝置的型式、輸送帶芯材質(zhì)、帶長和起、制動要求確定，一般應符合下列要求：1)對垂直或車式拉緊裝置，往前松動行程不應小于400毫米，往后拉緊行程應為往前松動行程的1.5-5倍（對尼龍、帆布帶芯或輸送機長度大于200米時，以及電動機直接啟動和有制動要求者，拉緊行程應取大值）。2)對絞車或螺旋拉緊裝置，往前松動行程不應小于100毫米。(6)組裝清掃裝置應符合下列要求：1)刮板清掃面應與膠帶接觸，其接觸面長度不應小于帶寬的85﹪。2)回轉(zhuǎn)式清掃刷子的軸線應與滾筒平行，刷子應與膠帶接觸，長度不應小于90%。(7)帶式逆止裝置的工作包角不應小于70o滾柱逆止器的逆轉(zhuǎn)角度不應大于30o。(8)組裝驅(qū)動裝置時，粉末聯(lián)軸節(jié)每一間隔中滾珠重量偏差不應超過規(guī)定重量的1﹪。4.2帶式輸送機的維護(1)日常維修1）檢查膠帶的接頭部位是否有異常情況，如割傷、裂紋等其他原因造成的損壞。2)膠帶的上下層膠是否有磨損處，膠帶是否有半邊磨損。3)檢查清掃裝置及卸料器的橡膠刮板，是否有嚴重磨損而與膠帶不能緊密接觸，如有則應調(diào)整或更換橡膠刮板。4）保持每個托輥轉(zhuǎn)動靈活，及時更換不轉(zhuǎn)或損壞的托輥。5）防止膠帶跑偏，使膠帶保持在中心線上運轉(zhuǎn)，保證槽角。(2)定期檢修1)定期給各種軸承、齒輪加油。2)拆洗減速器，檢查齒輪的磨損情況，磨損嚴重的應更換新齒輪。3)拆洗滾筒、托輥軸承，更換潤滑油。4)所有地腳螺栓，橫梁連結(jié)螺栓均重新加油緊固。5)檢修或更換磨損的其他零件或部件。6)修補或更換膠帶。(3)膠帶跑偏處理帶式輸送機經(jīng)常會遇到膠帶跑偏問題，對于托輥槽角為30o的膠帶機的膠帶跑偏有幾種原因：1)安裝中心線不直。2)膠帶本身彎曲不直或接頭不直。皮帶扣釘歪或是膠帶切口同帶寬不成直角，使膠帶受的拉力不均勻，運轉(zhuǎn)時，當接頭運轉(zhuǎn)到哪里，那里就發(fā)生跑偏。處理這種情況，可將膠帶切正，重新膠合或重打釘扣。3)滾筒中心線同膠帶機中心線不成直角。出現(xiàn)這種情況主要是由于機架安裝不正，雖然可以調(diào)整滾筒軸承前后位置，但移動距離有限，必須把裝歪的機架返工重裝。機頭滾筒軸向中心必須與機尾滾筒軸向中心一致。膠帶在滾筒上往哪邊跑偏，就收緊那邊的軸承座，使膠帶跑偏的一邊拉力加大，膠帶就往拉力小的一邊移動，如圖4-1所示。4)安裝時托輥組軸線同膠帶中心線不垂直而引起跑偏，當膠帶往那邊跑偏，就將那邊的托輥向膠帶前進方向移動一點，如圖4-2所示。一般移動幾個托輥組就能糾正。5)滾筒不水平引起膠帶跑偏。如是安裝超差，應停機調(diào)平；如是滾筒制造外徑不一致，則要重新加工滾筒外圓。6)滾筒表面粘結(jié)物料，使?jié)L筒成了圓錐面，會使膠帶向一側(cè)偏離。特別是輸送物料濕度大并且機尾處密封不好時，容易使物料落入空載膠帶而粘結(jié)于滾筒上，造成膠帶跑偏。因此必須經(jīng)常檢驗清掃器和人工打掃。7)機架一經(jīng)加上負載就跑偏。這種情況一般是由于物料的下料點不在膠帶中間，應改動進料口處擋板的位置或結(jié)構。8)機架兩側(cè)高低不一使膠帶水平，運行時膠帶荷重向低的一邊移動，導致跑偏。此時必須將機架重焊或?qū)⑼休伣M加墊片墊平。圖4-1滾筒糾偏示意圖圖4-2托輥糾偏示意圖9)膠帶空載時發(fā)生空車跑偏，而加上物料就能得到糾正。這種現(xiàn)象一般都是初張力太大造成的，進行適當調(diào)整即可。結(jié)論帶式輸送機是最常見的固體物料的連續(xù)輸送機，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)中。本次設計的內(nèi)容包括：帶式輸送機的應用、分類、發(fā)展狀況、工作原理、結(jié)構、布置方式；帶式輸送機的常規(guī)設計計算，主要包括傳動功率和輸送帶張力的計算和校核；驅(qū)動裝置的選用；輸送機部件的選用，主要有輸送帶、傳動滾筒、托輥、改向裝置、拉緊裝置等。本設計以經(jīng)典的基本理論和設計方法為基礎，充分吸收參考書中的理論及設計方法；收集了具有代表性的設計用圖和設計用表。通過本次畢業(yè)設計，我的知識領域得到了進一步擴展，專業(yè)技能得到進一步提高，同事增加了分析和解決工程實際的綜合能力。但是在設計過程中也遇到了不少的問題，發(fā)現(xiàn)自己還是有很多東西不是很了解，但是這樣更促進了自己的學習積極性。另外，也培養(yǎng)了自己嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。由于時間有限加上實際條件的限制，本設計不能進行調(diào)試，這也是不足之處。當然，設計中肯定還有其他不足和疏漏之處請各位老師指正。這樣為以后的工作打下一定的基礎。本次設計使我受益匪淺。謝辭這次的畢業(yè)設計是在王保良王老師的悉心指導下完成的。在畢業(yè)設計期間，王老師給予了我們各方面的關懷、指導和幫助。我衷心感謝王老師兩個多月以來的嚴格要求和精心指導。在此，謹向王老師表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。同時，在本次畢業(yè)設計過程中，還得到了其他老師的指導和大力支持，在此向他們表示深深的敬意!感謝在整個畢業(yè)設計期間和我密切合作的同學，和曾經(jīng)在各方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本次設計的順利完成。在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學表示感謝！參考文獻宋偉剛.通用帶式輸送機設計.北京：機械工業(yè)出版社，2006于巖,李維堅.運輸機械設計.徐州：中國礦業(yè)大學出版社,1998程居山.礦山機械.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1997《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1999孫可文.帶式輸送機的傳動理論與設計計算.煤炭工業(yè)出版社.1997李道霖.電氣控制與PLC原理及其應用.北京:電子工業(yè)出版社,2004鄧星鐘.機電傳動控制.武昌：華中科技大學出版社,2001張越.DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊．北京：冶金工業(yè)出版社，2003孫新民主編．現(xiàn)代設計方法實用教程[M]．北京：人民郵電出版社，1999成大先主編．機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1996任承祿.連續(xù)運輸機械.武漢:武漢工業(yè)大學出版社,1996錢可強.零部件測繪實訓教程.高等教育出版社,2003TheInternationalJournalofStoring.HandlingandTransportingbulk,2002.2TheInternationalJournalofStoring.HandlingandTransportingbulk,2002.4SIMATIC.S7-200ProgrammableControllerSystemManual,2003.5附錄表1：不同物料的堆積密度與休止角物料名稱堆積密度休止角煤0.8~1.030礦渣0.6~0.935焦炭0.5~0.735石灰石1.6~2.025小塊石灰石1.2~1.525砂1.630粘土1.8~2.035表2:速度系數(shù)帶速1.051.00.98~0.950.94~0.900.84~0.80表3：值與及的關系傳動滾筒情況及值包角180o190o200o210o240o400o光面滾筒，環(huán)境潮濕1.8751,9422.012.092.314.04光面滾筒，環(huán)境干燥2.1932.292.392.502.855.74膠面滾筒，環(huán)境潮濕3.003.193.393.604.3411.74膠面滾筒，環(huán)境干燥3.523.784.044.355.3516.40外文資料翻譯TurningTheenginelathe,oneoftheoldestmetalremovalmachines,hasanumberofusefulandhighlydesirableattributes.Todaytheselathesareusedprimarilyinsmallshopswheresmallerquantitiesratherthanlargeproductionrunsareencountered.Theenginelathehasbeenreplacedintoday’sproductionshopsbyawidevarietyofautomaticlathessuchasautomaticofsingle-pointtoolingformaximummetalremoval,andtheuseofformtoolsforfinishonaparwiththefastestprocessingequipmentonthescenetoday.TurretLathesProductionmachiningequipmentmustbeevaluatednow,morethaneverbefore,thiscriterionforestablishingtheproductionqualificationofaspecificmethod,theturretlathemeritsahighrating.Indesigningforlowquantitiessuchas100or200parts,itismosteconomicaltousetheturretlathe.Inachievingtheoptimumtolerancespossibleontheturretslathe,thedesignershouldstriveforaminimumofoperations.AutomaticScrewMachinesGenerally,automaticscrewmachinesfallintoseveralcategories;single-spindleautomatics,multiple-spindleautomaticsandautomaticchuckingmachines.Originallydesignedforrapid,automaticproductionofscrewsandsimilarthreadedparts,theautomaticscrewmachinehaslongsinceexceededtheconfinesofthisnarrowfield,andtodayplaysavitalroleinthemassproductionofavarietyofprecisionparts.Quantitiesplayanimportantpartintheeconomyofthepartsmachinedontheautomaticscrewmachine.Quantitieslessthanontheautomaticscrewmachine.Thecostofthepartsmachinedcanbereducediftheminimumeconomicallotsizeiscalculatedandthepropermachineisselectedforthesequantities.AutomaticTracerLathesSincesurfaceroughnessdependsgreatlyonmaterialturned,tooling,andfeedsandspeeds