帶式傳送機PLC控制設計【21張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

帶式傳送機PLC控制設計

55頁 21000字數(shù)+論文說明書+21張CAD圖紙【詳情如下】

下托棍輥子.dwg

頭架尾架機架6墊片組A3.dwg

頭架尾架機架6擋鐵A4.dwg

帶式傳送機PLC控制設計論文.doc

帶式傳送機總安裝圖A0.dwg

帶式傳送機總裝圖.dwg

改向滾筒5輪輻A2.dwg

改向滾筒及接盤.dwg

改向滾筒支架.dwg

改向滾筒軸A3.dwg

改向滾筒軸承蓋A3.dwg

改新總安裝圖A0.dwg

槽型上托輥架A2.dwg

槽型托輥A3.dwg

槽形托輥組.dwg

空段清掃器.dwg

輔助件9-7 連板A3.dwg

輔助件A2頭部清掃器.dwg

輔助件A2導料槽.dwg

輔助件頭部清掃器底座.dwg

輔助件拉緊小車A1.dwg

驅動滾筒A2.exb.dwg

目  錄

摘要 3

ABSTRACT 4

第一章  緒論 5

1.1  帶式輸送機的技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 5

1.1.1 國外帶式輸送機技術現(xiàn)狀 5

1.1.2 國內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 6

1.1.3 國內外帶式輸送機技術的差距及發(fā)展趨勢 6

1.2  改進方法 9

1.3  常用帶式輸送機類型與特點 9

1.4  發(fā)展趨勢 10

第二章  整體的設計與選擇 11

2.1  概述 11

2.1.1 帶式輸送機的應用 11

2.1.2 帶式輸送機的結構 11

2.1.3 帶式輸送機的技術優(yōu)勢 11

2.2  驅動裝置的選用與設計 12

2.2.1 電動機的選用 12

2.2.2 液力偶合器 12

2.2.3 聯(lián)軸器的選用 13

2.2.4 傳動滾筒的選用 13

2.3  改向滾筒 14

第三章  帶式傳送機部件的選用 16

3.1  傳送帶的選用 16

3.2  帶速的選用 16

3.3  托輥的選用 16

3.4  拉緊裝置的選擇 17

3.5  制動器裝置的選擇 18

3.5.1 目前主要的制動裝置原理與性能 18

3.5.2 制動器的選用原則 21

3.6  清掃裝置 21

3.7  帶式傳送機總體布置設計 21

第四章  帶式輸送機的設計計算 24

4.1  選題背景 24

4.1.1 計算步驟 24

4.1.2 輸送帶寬度的核算 26

4.1.3 圓周驅動力 27

4.2  傳動功率計算 31

4.2.1 傳動軸功率（ ）計算 31

4.2.2 電動機功率計算 31

4.3  輸送帶張力計算 31

4.4  傳動滾筒、改向滾筒計算 35

4.4.1 改向滾筒合張力計算 35

4.4.2 傳動滾筒合張力計算 35

4.4.3 傳動滾筒最大扭矩計算 36

4.4.4  拉緊力計算 36

4.4.5  繩芯輸送帶強度校核計算 36

第五章  PLC在帶式傳送機中的應用 38

5.1  PLC的概述 38

5.1.1 PLC的產生與發(fā)展 38

5.1.2 PLC的特點 38

5.1.3 PLC與其它工業(yè)控制裝置的比較 39

5.2  控制要求 41

5.3  確定I/O點數(shù) 41

5.4  I/O接線圖 42

5.5  電氣原理圖 43

5.6  順序功能圖 44

5.7  設計梯形圖 45

5.8 設計指令表 49

第六章  總結 52

致   謝 53

參考文獻 54

摘要

本次畢業(yè)設計是關于礦用固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。

本次帶式輸送機設計代表了設計的一般過程, 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。                       

關鍵詞：帶式輸送機；選型設計；主要部件

Abstract

The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. 

Key Word: belt conveyor; Lectotype Design;main parts

第一章  緒論

隨著國民經濟的快速發(fā)展，煤礦、冶金、鋼鐵、電廠等方面對于皮帶機的運用有了新的要求。皮帶運輸機又稱帶式輸送機，是一種連續(xù)運輸機械，也是一種通用機械。即可以運送散狀物料，也可以運送成件物品。工作過程中噪音較小，結構簡單。皮帶運輸機可用于水平或傾斜運輸。皮帶運輸機還應用與裝船機、卸船機、堆取料機等連續(xù)運輸移動機械上以前的皮帶運輸機的電氣控制大多采用繼電器、接觸器控制，采用手工操作方式，存在勞動強度大、能耗嚴重、維護量大、可靠性低等缺點。隨著工業(yè)的發(fā)展，繼電器控制系統(tǒng)無法達到相應的要求，因此根據(jù)不同行業(yè)不同用戶的要求開發(fā)專用的皮帶運輸機的控制系統(tǒng)，為此采用PLC控制皮帶運輸機控制系統(tǒng)是十分必要的

采用可編程控制器﹙PLC﹚控制的系統(tǒng)優(yōu)勢有，1.可靠性高，皮帶機綜保裝置以 PLC控制器為核心，系統(tǒng)具備高可靠性和強抗干擾性等特點，對環(huán)境要求不高,適用于惡劣環(huán)境中工作。2.配置靈活，PLC在組態(tài)系統(tǒng)時具有極大的靈活性，具有極強的處理能力，以及大的I/O容量。當現(xiàn)場控制要求發(fā)生變化時，只需改變程序即可，因此能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)，即可控制一臺單機，又可控制一條生產線；既可現(xiàn)場控制，又可遠程控制。3.設備擴展性強，PLC有很強的組網和擴展能力，今后可以很方便添加新設備和皮帶控制。從而避免了以前上一套設備需更換一套控制設備的弊端，節(jié)省了大量人力和財力。4.維護方便，模塊連接采用插拔式接線端子排，更換、維護非常方便。

1.1  帶式輸送機的技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1.1 國外帶式輸送機技術現(xiàn)狀

 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快,其主要表現(xiàn)在2個方面:

一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用于了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1-1所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以下幾個特點：

1、設備大型化。

2、應用動態(tài)分析技術和機電一體化。

3、輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。

4、新型、高可靠性關鍵元部件技術。

         表1-1  國外帶式輸送機的主要技術指標

 主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機 大巷與斜井固定式強力帶式輸送機

運距/m 

6000～7500 ＞6000

帶速/ 

4.5～6 4～7, 最高達10

輸送量/ 

3500～5000 4000～5000

驅動功率/kW 1500～4000 3500～7000，最大達15000

1.1.2 國內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀

我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，并對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置統(tǒng)采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特征指標如表1-2所示

第六章  總結

 通過這樣一個綜合設計訓練的機會，我學到了很多的知識，掌握西門子S7-200系列PLC的編程與接口技術。選擇控制系統(tǒng)方案。掌握常用工廠電氣設備的使用和國家通用的電氣規(guī)則。制作出可模擬控制的使用西門子S7-200系列PLC控制的皮帶傳輸機模型。雖然在這次設計中遇到了一些困難，但是經過我們組之間的相互配合，相互討論和老師辛勤的指導，還有網上的資料，看一些與設計相關的書籍，使我們克服了這次困難。這次設計使我們把理論和實際有機的結合起來，鍛煉了分析解決實際問題的本領，真正由知識到智能的轉化。這對我以后的工作和生活有很大的幫助。我們這次設計，不管是控制面版的畫圖，還是硬件電路的畫圖，都是用的CAD畫圖，這次大大提高了我們設計圖紙和作圖的能力，經過長時間的修改，最后交了一份滿意的圖紙。這樣的設計對我們即是一個機會也是一個考驗。通過這次設計，使我在各個方面的能力都得到大幅度的提高。

這次設計對我來講具有很大的意義,首先對自己四年來學的知識的一次總結和鞏固,PLC是我們大三下學期開的專業(yè)課,通過這次設計的實際應用,認識到了它的重要性和使用的廣泛性,同時在設計的過程中用到了很多相關的知識,客觀上督促了我對以前學過的知識復習和鞏固.同時在設計過程中還熟悉一些軟件的使用方法,我覺得這些知識都是我終身收益的東西,不管是在學校還是以后參加工作這些知識都對自己有很大的幫助.另外,通過設計中的提出問題到解決問題的過程激發(fā)我的學習興趣,對PLC更加感興趣,希望在這方面能有所進步.

在設計的最后,使我更加深刻的認識到PLC在自動化控制中的重要性,只要改變其內部的一條指令就可以大大減少對繼電器的依賴,而且對原有的設備進行技術改造很方便,只需要換少量的接觸器就能實現(xiàn)。這也是當今工業(yè)自動化逐漸淘汰繼電器的原因所在.

另外由于我們的技術和所學的知識有限,在設計的過程中出現(xiàn)了一些不足,請老師諒解.

致   謝

本次畢業(yè)設計雖然我對這一塊不是很熟悉，但經過長時間的查閱資料和設計準備，讓我的課外拓展能力得到了很好的鍛煉。畢竟在以后的工作中會遇到很多新領域的問題，這次設計讓我充分體驗到了發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的成就感。對以后的工作是一次很好的鍛煉！

在這次設計過程中，同組同學互相幫助，遇到問題大家踴躍發(fā)表自己的看法和想法。讓我熱切地感受到了團隊的力量！在自己無法解決的時候求助于老師，老師對我們的觀點表示肯定的同時，提出很好的建議。讓我們受益非淺，這次設計的完成，非常感謝老師的指導和大力支持，在此向我的指導老師表示深切的敬意！

在本次設計中，仍有許多的缺陷和不足，但有了這一次的經驗，我想，在以后的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備！

參考文獻

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畢業(yè)設計 題 目 帶式傳送機 制 專 業(yè) 機電一體化 姓 名 指導教師 二 O 一 O 年月日 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 1 目 錄 摘要 ................................................................................................................................................. 3 ................................................................................................................................... 4 第一章 緒論 ................................................................................................................................. 5 帶式輸送機的技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 ................................................................................. 5 外帶式輸送機技術現(xiàn)狀 ............................................................................................ 5 內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 ........................................................................................ 6 內外帶式輸送機技術的差距及發(fā)展趨勢 ................................................................ 6 改進方法 ............................................................................................................................. 9 常用帶式輸送機類型與特點 ............................................................................................. 9 發(fā)展趨勢 ........................................................................................................................... 10 第二章 整體的設計與選擇 ....................................................................................................... 11 概述 ................................................................................................................................... 11 式輸送機的應用 ...................................................................................................... 11 式輸送機的結構 ...................................................................................................... 11 式輸送機的技術優(yōu)勢 .............................................................................................. 11 驅動裝置的選用與設計 ................................................................................................... 12 動機的選用 .............................................................................................................. 12 力偶合器 .................................................................................................................. 12 軸器的選用 .............................................................................................................. 13 動滾筒的選用 .......................................................................................................... 13 改向滾筒 ........................................................................................................................... 14 第三章 帶式傳送機部件的選用 ............................................................................................... 16 傳送帶的選用 ................................................................................................................... 16 帶速的選用 ....................................................................................................................... 16 托輥的選用 ....................................................................................................................... 16 拉緊裝置的選擇 ............................................................................................................... 17 制動器裝置的選擇 ........................................................................................................... 18 前主要的制動裝置原理與性能 .............................................................................. 18 動器的選用原則 ...................................................................................................... 21 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 2 清掃裝置 ........................................................................................................................... 21 帶式傳送機總體布置設計 ............................................................................................... 21 第四章 帶式輸送機的設計計算 ............................................................................................... 24 選題背景 ........................................................................................................................... 24 算步驟 ...................................................................................................................... 24 送帶寬度的核算 ...................................................................................................... 26 周驅動力 .................................................................................................................. 27 傳動功率計算 ................................................................................................................... 31 動軸功率（ 計算 ............................................................................................. 31 動機功率計算 .......................................................................................................... 31 輸送帶張力計算 ............................................................................................................... 31 傳動滾筒、改向滾筒計算 ............................................................................................... 35 向滾筒合張力計算 .................................................................................................. 35 動滾筒合張力計算 .................................................................................................. 35 動滾筒最大扭矩計算 .............................................................................................. 36 拉緊力計算 ................................................................................................................ 36 繩芯輸送帶強度校核計算 ........................................................................................ 36 第五章 帶式傳送機中的應用 ....................................................................................... 38 概述 ....................................................................................................................... 38 產生與發(fā)展 ....................................................................................................... 38 特點 ................................................................................................................... 38 其它工業(yè)控制裝置的比較 ............................................................................... 39 控制要求 ........................................................................................................................... 41 確定 I/O 點數(shù) .................................................................................................................... 41 I/O 接線圖 ......................................................................................................................... 42 電氣原理圖 ....................................................................................................................... 43 順序功能圖 ....................................................................................................................... 44 設計梯形圖 ....................................................................................................................... 45 計指令表 ..................................................................................................................... 49 第六章 總結 ............................................................................................................................... 52 致 謝 ......................................................................................................................................... 53 參考文獻 ....................................................................................................................................... 54 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 3 摘要 本次畢業(yè)設計是關于礦用固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶 。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面 ,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距 ,國內在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。 本次帶式輸送機設計代表了設計的一般過程 , 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。 關鍵詞 ：帶式輸送機； 選型設計；主要部件 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 4 he is a in At it is it is of on is it is of At it is of is of s is of At we of in a of in of 東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 5 第一章 緒論 隨著國民經濟的快速發(fā)展，煤礦、冶金、鋼鐵、電廠等方面對于皮帶機的運用有了新的要求。皮帶運輸機又稱帶式輸送機，是一種連續(xù)運輸機械，也是一種通用機械。即可以運送散狀物料，也可以運送成件物品。工作過程中噪音較小，結構簡單。皮帶運輸機可用于水平或傾斜運輸。皮帶運輸機還應用與裝船機、卸船機、堆取料機等連續(xù)運輸移動機械上以前的皮帶運輸機的電氣控制大多采用繼電器、接觸器控制，采用手工操作方式，存在勞動強度大、能耗嚴重、維護量大、可靠性低等缺點。隨著工業(yè)的發(fā)展，繼電器控制系統(tǒng)無法達到相應的要求，因此根據(jù)不同 行業(yè)不同用戶的要求開發(fā)專用的皮帶運輸機的控制系統(tǒng)，為此采用 采用可編程控制器﹙ 制的系統(tǒng)優(yōu)勢有， 帶機綜保裝置以 統(tǒng)具備高可靠性和強抗干擾性等特點，對環(huán)境要求不高 ,適用于惡劣環(huán)境中工作。 組態(tài)系統(tǒng)時具有極大的靈活性，具有極強的處理能力，以及大的 I/現(xiàn)場控制要求發(fā)生變化時，只需改變程序即可，因此能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)，即可控制一臺單機，又可控制一條生產線；既可 現(xiàn)場控制，又可遠程控制。 很強的組網和擴展能力，今后可以很方便添加新設備和皮帶控制。從而避免了以前上一套設備需更換一套控制設備的弊端，節(jié)省了大量人力和財力。 塊連接采用插拔式接線端子排，更換、維護非常方便。 帶式輸送機的技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 外帶式輸送機技術現(xiàn)狀 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快 ,其主要表現(xiàn)在 2 個方面 : 一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機 本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用于了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表 1關鍵技術與裝備有以下幾個特點： 1、設備大型化。 2、應用動態(tài)分析技術和機電一體化。 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 6 3、輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。 4、新型、高可靠性關鍵元部件技術。 表 1國外帶式輸送機的主要技術指標 主參數(shù) 順槽可伸 縮帶式輸送機 大巷與斜井固定式強力帶式輸送機 運距 /m 6000～ 7500 ＞ 6000 帶速 / 6 4～ 7, 最高達 10 輸送量 / 3500～ 5000 4000～ 5000 驅動功率 /500～ 4000 3500～ 7000，最大達 15000 內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，并對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以 。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特征指標如表 1表 1國內帶式輸送機的主要技術指標 主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機 大巷與斜井固定式強力帶式輸送機 運距 /m 2000～ 3000 ＞ 3000 帶速 / 4 4～ 5, 最高達 8 輸送量 / 2500～ 3000 3000～ 4000 驅動功率 /200～ 2000 1500～ 3000，最大達 10000 內外帶式輸送機技術的差距及發(fā)展趨勢 一、大型帶式輸送機的關鍵核心技術上的差距 . 1、帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)測技術 長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵是動態(tài)設計與監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機并制訂計算方法和設計規(guī)范，設計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10 左右），與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體 ，長距離帶式輸送機其輸送山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 7 帶對驅動裝置的起、制動力的動態(tài)響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。國外已開發(fā)了帶式輸送機動態(tài)設計方法和應用軟件，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平（輸送帶安全系數(shù) n=5～ 6），并使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 2、可靠的可控軟起動技術與功率均衡技術 長距離大運量帶式輸送機由于功率大、距離長且多機驅動，必須采用軟起動方 式來降低輸送機制動張力，特別是多電機驅動時。為了減少對電網的沖擊，軟起動時應有分時慢速起動；還要控制輸送機起動加速度 .1 m/決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機特性誤差，各驅動點的功率會出現(xiàn)不均衡，一旦某個電機功率過大將會引起燒電機事故，因此，各電機之間的功率平衡應加以控制，并提高平衡精度。國內已大量應用調速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機的軟起動與功率平衡，解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。但其調節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一 定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調速裝置。當電機功率 >50 ， 可控啟動傳輸 于大慣性負載平滑啟動的多級減速齒輪裝置 ,多用于煤礦和礦山中帶式輸送機的驅動 )顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟起動與功率平衡，其調節(jié)精度可達 98% 以上。但價格昂貴，急需國產化。 二、技術性能上差距 我國帶 式輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 1、裝機功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為 4× 250 外產品可達 4× 970 產帶式輸送機的裝機功率約為國外產品的 30%～ 40%，固定帶式輸送機的裝機功率相差更大。 2、運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為 3000 t/h，國外已達 5500 t/h。 3、最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為 1400 外最大為 1830 4、帶速 由于受托輥轉速的限制，我國帶式輸送機帶速為 4m/s，國外為 5m/ 5、工作面順槽運輸長度 我國為 3000 m，國外為 7300m。 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 8 6、高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結構和絞車拉緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 7、輸送機品種 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其 效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ埽龅揭粰C多用；另外，我國煤礦的地質條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（ >+25°）直至垂直提升等，應開發(fā)特殊型專用機種帶式輸送機。 三、可靠性、壽命上的差距 1、輸送帶抗拉強度 我國生產的織物整芯阻燃輸送帶最高為 2500 N/外為 3150 N/絲繩芯阻燃輸送帶最高為 4000 N/外為 7000 N/ 2、輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的 50%～ 65%，國外達母帶的 70%～75%。 3、托輥壽 命 我國現(xiàn)有的托輥技術與國外比較，壽命短、速度低、阻力大外國的比我們的壽命多 30%4、輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命 3萬 h，國外減速器壽命 7萬 h。 5、帶式輸送機上下運行時可靠性差 . 四、控制系統(tǒng)上差距 1、驅動方式 我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如 啟動）可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 2、監(jiān)控裝置 國外輸送機已采用高檔可編程序控制器 發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等 完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 3、輸送機保護裝置 國外帶式輸送機除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng) 我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 9 性、壽命都較低。 改進方法 (1) 設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要，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，也是高產高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。 (2) 提高元部件性能和可靠性 設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 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)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步的提高 。 (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)揮最大的經濟效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 常用帶式輸送機類型與特點 帶式輸送機分類方法有多種 ,按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類 ， 一類是普通型帶式輸送機 ， 這類帶式輸送機在輸送 帶運輸物料的過程中 ， 上帶呈槽形 ， 下帶呈平形 ， 輸送帶有托輥托起 ， 輸送帶外表幾何形狀均為平面 ； 另外一類是特種結構的帶式輸送機 ， 各有各的輸送特點其簡介如下 各種帶式輸送機的特點 ： (1) DⅡ 型相比 ， 其帶較薄、載荷也較輕 ,運距一般不超過 100m， 電機容量不超過 22 (2) U 形帶式輸送機它又稱為槽形帶式輸送機 ， 其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角提高到使輸送帶成 這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓 ， 導致物料對膠帶的摩擦力增大 ， 從而輸送機的運輸傾角可達 25° 。 (3) 管形帶 式輸送機 是 最后形成一個圓管狀 ， 即為管形帶式輸送機 ， 故可以實現(xiàn)閉密輸送物料 ， 可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染 ， 并且可以實現(xiàn)彎曲運行 。 (4) 壓帶式帶輸送機它是用一條輔助帶對物料施加壓力 。 這種輸送機的主要優(yōu)點是 ：輸送物料的最大傾角可達 90°, 輸送能力不隨傾角的變化而變化 ,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送 。 其缺點是輸送帶的磨損增大和能耗較大。 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 10 (5) 鋼繩牽引帶式輸送機它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物 ， 既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點 ， 又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。 發(fā)展趨勢 目前世界上輸送機向遠距離、高帶速、大輸送量、高可靠性發(fā)展，我國在這方面還有很大的發(fā)展空間 . 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 11 第二章 整體的設計與選擇 概述 式輸送機的應用 帶式輸送機 (驅動裝置 、 拉緊裝置 、 輸送帶 、 中部構架和托輥組成 。輸送帶作為牽引和承載構件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。 帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進 行成件物品的輸送。所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。 帶式輸送機與其他運輸設備 (如機車類 )相比，具有輸送距離長、運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。 式輸送機的結構 通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。 (1) 輸送帶常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度 40℃ 之間。物料溫度不超過 50℃ 。對于大傾角輸 送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點，但對于氣候的適應性差，易打滑和老化。 (2) 托輥分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。有槽形托輥、平形托輥、調心托輥、緩沖托輥。槽形托輥用以輸送散粒物料；調心托輥用以調整帶的橫向位置 ， 避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對帶的沖擊。 (3) 滾筒分驅動滾筒和改向滾筒。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。 (4) 張緊裝置其作用是使輸送帶達到必要的張力，以免在驅動滾筒上打滑 。 式輸送機的技術優(yōu)勢 首先是它運行可靠。在許 多需要連續(xù)運行的重要的生產單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。 帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小，而山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 12 且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。有利于降低生產成本。 帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定?？梢园惭b在小型隧道內，也可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。 根據(jù) 工藝流程 的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料．也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。 驅動裝置 的選用與設計 帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大 6～ 7 倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，使起動過程不超過 3～ 5S。驅動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由電動機 、 偶合器，減速器 、 聯(lián)軸器 、 傳動滾筒組成。驅動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(lián)軸器 、 減速器 、 和鏈式聯(lián)軸器 傳遞轉矩給傳動滾筒。 傳動滾筒采用焊接結構，主軸承采用調心軸承，傳動滾筒的機架與電機 、 減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側。 動機的選用 電動機是輸送機的重要組成部分，應遵循以下原則進行選擇 功率的選擇： 電動機的功率不能選擇過小，否則難于啟動或者勉強啟動，使運轉電流超過電動機的額定電流，導致電動機過熱以致燒損。電動機的功率也不能選擇太大，否則不但浪費投資，而且電動機在低負荷下運行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費 。 應采用防護式、封閉式防爆式： 這種電動機的轉子，定子 繞組等都裝在一個封閉的機殼內，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內部，但它的密封不很嚴密，所以還不能在水中工作， “系列電動機屬于這種防護形式 ⑶電動機電壓等級的選擇，要根據(jù)電動機的類型，功率以及使用地點的電壓來決定。電動機的額定轉速根據(jù)生產機械的要求而決定，一般采用盡量高轉速的電動機。 力偶合器 目前，在帶式輸送機的傳動系統(tǒng)中，廣泛使用液力偶合器，它安裝在輸送機的驅動電機與減速器之間，電動機帶動泵輪轉動，泵輪內的工作液體隨之旋轉，這時液體繞泵輪軸線一邊作旋轉運動，一邊因液體受到離心力而沿 徑向葉片之間的通道向外流動，到外緣之后即進入渦輪中，泵輪的機械能轉換成液體的動能，液體進去渦輪后，推動渦輪旋轉，液山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 13 體被減速降壓，液體的動能轉換成渦輪的機械能而輸出作功． 軸器的選用 在選煤廠，帶式輸送機的電機多采用 Y 系列電機和 減速器。當有煤塵爆炸危險地段，采用防爆電機。電機與減速器之間，采用彈性聯(lián)軸節(jié)或柱銷聯(lián)軸器連接；減速器與驅動滾筒之間，則采用十字滑塊聯(lián)軸器連接。 動滾筒的選用 根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機的驅動方式，可分單電機驅動、多電機驅動、單滾筒 驅動、雙滾筒驅動和多滾筒驅動幾種。 選煤廠使用的 列通用固定式帶式輸送機，多采用單電機單滾筒驅動，驅動裝置在機頭卸載端。當功率大時，采用單電機雙滾筒驅動，即一臺電機帶動兩個驅動滾筒，在兩個驅動滾筒間用一對齒數(shù)相同的開式齒輪連接起來。帶式輸送機的傳動系統(tǒng) 。 要求結構緊湊和輕巧的情況下，可采用電動滾筒。電動滾筒是將電動機和減速器裝入驅動滾筒內。電動滾筒適用于功率在 55適用于環(huán)境潮濕、機頭空間位置狹小和有腐蝕性的場合。 滾筒可分驅動滾筒和改向滾筒兩種。驅動滾筒的作用是通過筒面和帶面之間的摩擦驅動 使輸送帶運動，同時改變輸送帶的運動方向。只改變輸送帶運動方向而不傳遞動力稱為改向滾筒 (如尾部滾筒、垂直拉緊滾筒等 )。滾筒又分鋼板焊接滾筒 (大型的 )和鑄造滾筒 (小型的 )。 驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒間必須具有足夠的摩擦力。根據(jù)摩擦傳動的理論，在設計或選擇驅動裝置時，可采用增加輸送帶與驅動滾筒問的摩擦和圍包角的方法來保證獲得必要的牽引力。采用單滾筒驅動時；圍包角可達 180° 一 240° ；當采用雙滾筒驅動時，圍包角為 360° 一 480° 左右。用雙滾筒傳動能大大提高輸送機的牽引力， 所以常常被采用，尤其是當運輸長度比較長時，一般采用雙滾筒驅動。 驅動滾筒的表面有光面和膠面兩種型式。膠面的用途是增大驅動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，減小滾筒的磨損。當功率不大，環(huán)境濕度小的情況下，可選用光面滾筒；環(huán)境潮濕，功率又大，容易打滑的情況下，應選用膠面滾筒作為驅動滾筒。 滾筒的確定：在使用織物帶芯的輸送帶時，取決于輸送帶的厚度，即織物帶芯的層數(shù)。這是因為輸送帶在運轉中要反復地繞過滾筒，在滾筒上發(fā)生撓曲。膠帶在撓曲時，外層受拉伸，內層受壓縮，各層的應力和應變均不一樣，這樣多次反復撓曲到一定程度以后，各山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 14 層 之間的橡膠層就要發(fā)生機械疲勞，產生層間剝離而損壞。滾筒的直徑越小，膠帶的撓曲度就越大，機械疲勞而導致的層間剝離出現(xiàn)得也越快。所以，驅動滾筒的直徑 值用下列公式確定： 對于硫化接頭： D≥125Z ； 對機械接頭： D≥100Z ； 對移動式輸送機： D≥80Z 。 式中 Z—— 膠帶的掛膠帆布層數(shù)。 在標準設計中，帶寬與滾筒直徑也有一定比例關系，所以用上式計算的滾筒直徑，然后在系列標準中圓整成相近的標準直徑， 膠帶寬度 500 650 800 1000 1200 1400 驅動滾筒標準直徑 D 500 500 500 630 630 800 - 630 630 800 800 1000 - - 800 1000 1000 1250 - - - 1250 1400 表 2寬 （ 其中 滾筒長度 大 100— 200 改向滾筒 改向滾筒分別有 180° ， 90° 和 45° 三種改向。改向滾筒的直徑與驅動滾筒直徑 及輸送帶在改向滾筒上的圍包角有關，改向滾筒與驅動滾簡直徑配套關系見表 2向滾筒為鋼板焊接結構，并采用滾動軸承。 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 15 表 2動滾筒與改向滾筒直徑間關系 B 驅動滾筒直徑 ≈180° 改向滾筒直徑 ≈90° 改向滾筒直徑 ＜ 45° 改向滾筒直徑 500 500 400 320 320 650 500 630 400 500 400 400 320 320 800 500 630 800 400 500 630 400 400 400 320 320 320 1000 630 800 1000 500 630 800 500 500 500 400 400 400 1200 630 800 1000 1250 500 630 800 1000 500 500 500 630 400 400 400 400 1400 800 1000 1250 1400 630 800 1000 1250 500 500 630 630 400 400 400 400 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 16 第三章 帶式傳送機部件的選用 傳送帶的選用 我國目前生產的輸送帶有以下幾種 :尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等 。 在輸送帶類型確定上應考慮如下因素： (1)為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶； (2)在同等條件下優(yōu)先選擇分層帶，其次為整體帶芯和鋼絲繩芯帶； (3)優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶。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)覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送石炭石之類的礦石，可以加厚 2延長使用壽命。 帶速的選用 帶速是輸送機的重要參 數(shù)，應遵循以下原則進行選擇： (1)長距離，大運量，寬度大輸送機可選擇較高帶速； (2)傾角越大，運距越短則帶速亦應越?。? (3)粒度大，磨琢性大，易粉碎和易起塵的物料宜選用較低帶速； (4)采用卸料車卸料時帶速不宜超過 s，采用犁式卸料器卸料時，帶速不宜超過2m/s (5)輸送成件物品時，帶速不得超過 s (6)手選用帶式輸送機帶速一般為 s； 托輥 的選用 托輥是帶式輸送機的輸送帶及貨載的支承裝置。托輥隨輸送帶的運行而轉動，以減小輸送機的運行阻力。托輥質量的好壞取決帶式 輸送機的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費用成為帶式輸送機運營費用的重要組成部分。所以要求托輥：結構合理，經久耐用，回轉阻力系數(shù)小，密封可靠，灰塵、煤粉不能進入軸承，從而使輸送機運轉阻力小、節(jié)省能源、延長使用壽命。 山東大學自學 考試畢業(yè)設計（本科） 17 托輥分 為 鋼托輥和塑料托輥兩種。鋼托輥多由無縫鋼管制成。托輥輥子直徑與輸送帶寬度有關。通用固定式輸送機標準設計中，帶寬 00用托輥直徑為 φ89帶寬 1000— 1400108托輥按用途又可分為槽形托輥、乎形托輥、緩沖托輥和調心托輥。 為了提高生產率，輸送散狀物料，支承輸送帶重段的上托輥一般采用槽型托輥；輸送成件物品輸送機的上托輥，選煤廠手選輸送帶的上托輥，及支承輸送帶回空段的下托輥，均采用平形托輥。 槽 形托輥中傾斜托輥與水平托輥軸線之問的夾角稱為槽角。槽角大小是決定運輸物料的重要參數(shù)。我國過去的帶式輸送機，槽角一般為 20° 。 角采用 30° ，也有采用 35° 和 45° 的。在相同帶寬條件下，槽角由 20° 增至 30° ，輸送帶運送散狀物料的橫斷面積增大 20％，運輸量可提高 13％，并可在運行中減少物料灑落。 托輥間距的布置應保證輸送 帶在托輥問所產生的下垂度盡可能地小。輸送帶在相鄰托輥間的下垂度一般不超過托輥間距的 輸送帶上托輥間距見表 1— 10；下托輥間距一般取 3000倍；在受料處，托輥的間距為 300 一 600弧段上托輥間距為水乎段托輥間距的 l／ 2。輸送機頭部滾筒中心線到第一組槽形上托輥的距離，一般可取為上托輥間距的 1一 1.3倍