带式传送机的设计-职业学院毕业论

《带式传送机的设计-职业学院毕业论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带式传送机的设计-职业学院毕业论（32页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 学 号：院 部：专 业：题 目：校内指导教师：企业指导教师评阅者： 年 月移动带式输送机设计摘要：带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续性运输设备，可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大，运输阻力小、耗电量低、运行平稳，在运输途中对物件的损伤小等优点，被广泛用于国民经济的各个部门。在矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要的作用。本设计主要是对移动式输送机的设计。设计包括带式输送机的前景、发展趋势、技术特点、运行原理、硬件选型、参数整定、电气控制、安全保护等几个方面组成。本设计运用电气控

2、制和现代测试技术解决了诸多输送机运行过程中出现的故障问题。关键词：带式输送机；工作原理；硬件；可编程逻辑控制器PLC；触摸屏；Design of belt conveyorAbstract: belt conveyor is a continuous transportation equipment traction mechanism is composed of bearing conveyor belt as the transport of ore, coal and other bulk materials and goods packaging into good. Because

3、 it has large transport capacity, transport resistance is small, low power consumption, stable operation, advantages during transit of object damage etc., are widely used in various sectors of the national economy. In the transportation of coal mine roadway belt conveyor, ores and other materials, h

4、as an important role in the construction of modern mine. This design is mainly on the mobile conveyor belt conveyor design. Including the prospect of development trend, technical characteristics, operation principle, hardware selection Parameter setting, electrical control, safety protection and oth

5、er aspects of the design. The design of the use of electrical control and modern testing technology to solve many of the problems occurred in the operation of the conveyorKey words: Belt conveyor Working principle Hardware Programmable logic controller PLC Touch screen 目录1绪论11.1带式输送机发展趋势21.2国内外带式输送机

6、发展技术现状21.3带式输送机的分类41.4带式输送机的工作原理62移动带式输送机的设计方案82.1硬件选型及其相关参数整定92.1.1电机的选择92.1.2输送带的选择102.1.3滚筒的选择132.1.4托辊的选择132.1.5张紧装置的要求142.1.6制动装置选择152.2电气控制172.2.1可编辑逻辑控制器的选型182.2.2模拟量扩展模块的选型192.2.3变频器的选型192.2.4人机界面的选型212.2.5温度传感器的选择212.2.6低压电器的选择232.3程序控制部分242.4安全保护26总结27致谢29参考文献30附录311 绪论带式输送机是一种以输送带作为动力牵引及物

7、料承载机构的连续运输机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机的牵引力来自于驱动滚筒和缠绕在驱动筒上的输送带之间的摩擦力，当驱动滚筒在驱动装置的驱动下转动，输送带与驱动滚筒之间就会发生相对运动的趋势，进而产生摩擦力带动输送带及物料货载运行。带式传送机因其具有输送能力大，投资费用相对较低的特点而广泛应用于港口、码头和煤矿井下的

8、物料输送。近年来，带式输送设备的技术发展迅速，尤其是长距离、大运量的带式输送机已成为发展的主要方向，同时，带式输送机中还应用了自动化监控技术，因而带式输送机运行的可靠性得到了极大的发展。可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的，驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是输送机的重要组成部分

9、，他们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、能耗低，对环境污染小，便于集中控制和实现自动化、管理维护方便、在连续装载条件下可实现连续运输等许多优点，越来越被人们深刻认识，因而针对生产需求设计出通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然他们结构各异，使用场合也不同，但是它们的工作原理基本是相同的，即大多属于以输送带兼作牵引机构和承载机构的连续运输机械，只有极个别的带式输送机（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机只作承载结构，带式输送机的缺点：是胶带成本高且易损坏，故与其他运输设备相比，初期投资高，又不适于运送有棱角

10、的货载。随着煤炭科学技术的发展，虽然在国内的带式输送机转弯运行的研究有所进展，但总的看来，带式输送机对弯曲巷道的适应性还比较差。1.1带式输送机发展趋势随着自动化生产不断发展，普通带式输送机得到广泛应用。由于输送机可进行水平倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般为固定且输送能力大，运距长，还可在输送过程同时完成多种工艺操作，因此其应用十分广泛，未来输送机将大型化发展，扩大适用范围，实现物料自动分拣，降低能量消耗，减少污染。目前世界上的输送机已向长距离、高带速、大输送量、高可靠性发展，我国在这方面还有很大的发展空间。（1） 继续向大型化发展。大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾

11、角等几个方面。带式输送机的单机长度已接近20km，并已出现若干台组成连接甲乙两地的“带式输送机”。很多国家正在探索长距离，大输送量连续输送物料的更完善的输送机构。（2） 扩大输送机的适用范围。发展能在高、低温条件下有腐蚀性、放射性和易燃性物质的环境中工作以及能输送炽热、易爆、易结团、黏性的物料输送机。（3） 使输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。如邮局使用的自动分拣包裹的小车式输送机应能满足分拣动作的要求。（4） 降低能耗。降低能量消耗已成为输送技术邻域内科研工作的一个重要方面。以将1t物料输送1km消耗的能量作为输送机选型的重要指标之一。（5） 减少输送在作业时所产生的粉

12、尘、噪声和废气排放。1.2国内外带式输送机发展技术现状我国普通带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可延伸普通带式输送机的关键元部件（如自移机尾、高效储带与张紧装置等）与国外有很大的差距。我国普通带式输送机与国外带式输送机的差距主要表现在以下几个方面。（1） 装机功率。我国工作顺槽可延伸带式输送机最大装机功率为4x250kW，国外产品可达到4x970kW，国产带式输送机的装机功率为国外产品的30%40%，固定带式装机功率更大。（2） 运输能力。我国带式输送机最大运输量为3000t，国外已达5500t。（3） 输送长度。我国带式输送机的最大输送长度为33.1km，单条

13、带式输送长度最长为15km，国外带式输送机的输送长度可达145km，单条带式输送最长可达19.2km。（4） 最大输送宽度。我国带式输送机最大输送带宽度为1400mm，国外最大为1830mm。（5） 输送带的抗拉强度。我国生产的织物整芯阻燃输送带抗拉强度最高为2500N，国外为3150N。钢丝绳芯阻燃输送带抗拉强度最高为4000N,国外为7000N。（6） 输送带接头强度。我国输送带接头强度为母带的50%60%，国外输送带接头强度为母带的70%75%。（7） 带速。由于受托辊转速的限制，我国带式输送机的带速为4m，国外为5m以上。（8） 工作顺槽运输长度。我国带式输送机工作面顺槽运输长度为30

14、00m，国外为7300m。（9） 高效储带与张紧装置。我国带式输送机采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主，张紧小车易脱轨。输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不能自行移动，需人工推移，检修麻烦。而国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大转矩、大行程自动张紧设备，托辊小车可自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏和脱轨。（10） 我国带式输送机机型品种少，功能单一，使用范围受限，不易充分发挥其效能。应拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用。另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。具体控制系统方面有

15、以下几个方面：（1） 驱动方式。我国带式输送机采用调速型液力耦合器和硬齿面减速器，国外带式输送机传动方式多样，如BOSS系统和CST（软启动）可控传动系统等，控制精度较高。（2） 监控装置。国外带式输送机已采用较高档的可编程程序控制器，并开发了先进的程序软件、综合电源继电器控制技术以及数据采集、处理、存储、故障诊断与查询等完整的自动监控系统。我国带式输送机仅采用了中档可编程程序控制控制器来控制输送带的启动、正常运行、停机等工作过程，虽然能与可控启（制）支装置配合使用，实现可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置和故障诊断与查询等功能。（3） 输送机的保护装置。国外带式输送机

16、除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新兴监测装置，如传动辊筒、变向辊筒及托辊组的温度监测系统、烟雾报警及自动消防灭火装置，纤维织物输送带纵撕裂及接头监测系统和防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统在国内基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水以及烟雾报警等装置的可靠性，灵敏度和寿命均较低。1.3带式输送机的分类目前，带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布置的带式输送机，而是根据使用条件和生产环境设计出了多种多样的机型，为了便于管理、选用和设计，可以按照结构的特点，使用的场合、运送物料特

17、征和卸载方法等分为以下类型：（1）通用带式输送机是一种固定带式输送机。其特点是托辊安装在固定的机架上，由型钢制成的机架固定在地板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设备服务年限长、地基平整稳定的场合，例如煤矿地面生产系统，选煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地点。（2）可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这种带式输送机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求面设计的。可伸缩带式输送机中增设了一个储带装置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来，已满足采煤工作面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与机架之间

18、的连接方式都采用插入式，用销钉固定，整个机架没有一个螺栓，拆装十分方便。（3）移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式和携带式两种。（4）钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运距能力大，运行速度高、输送带成槽性好喝寿命长等优点。（5）钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔汤姆森所创制。该机1949年完成设计。1951年制造完成第一台样机，1954年8月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行。它的优点在于牵引机与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。其

19、缺点是输送带成槽性差，影响物料截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用较高。因此，国外有些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用，但总体用量不大。使用表明，当输送量超过500t/h，运距超过2-5km时，钢绳牵引带式输送机的机件投资和费用将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。（6）线摩擦带式输送机是在主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之辅机），主带借助重力或弹性力压在辅机的输送带（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度输送带完成长距离或大运量输送。使用线摩擦带式输送机不仅可以从总体上减少输送线路中的转载点数，而且可以方

20、便的对旧带式输送机进行改造，显著节省投资。（7）平面弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。它可以代替沿折线布置的，由多台单独的直线输送机串联而成的运输系统，沿复杂的空间折曲线路实现物料的连续运输。输送带在平面上弯曲运行，可以大大简化物料运输系统，减少转载站的数目，降低基建工程量和投资。法国在这种带式输送机的研制和使用方面，具有国际领先水平。我国的煤矿也有数台正在运行，在设计和安装方面积累了一定的经验。（8）大倾角带式输送机可以减少输送距离，降低巷道开拓量，减少设备投资。当倾角增大到时，大倾角带式输送机旧转变成了垂直输送的带式输送机。它不仅在结构上具有新的特点，而且在设计计算、物料

21、截面形状和输送速度的确定等方面都有新的影响因素，垂直输送带式输送机主要用于其他形式的输送机难以胜任的场合。（9）气垫带式输送机的工作原理及其结构不同于前述的几种输送机，它不使用托辊支撑输送带，而是以空气形成的气垫浮托起输送带。我国在气垫带式输送机研制方面起步较晚，但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展的很快。与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机有如下优点：能耗少；维修费用低；制造成本低；运行稳定，工作可靠；输送能力高；污染少。（10）其他形式的输送机。在食用和轻工业等工业生产中，由于卫生和工作环境的要求，通常采用一种以薄钢带作为输送带的带式输送机，其耐热性比胶带好的多，

22、但钢带输送的成槽性差，滚筒传递扭矩也很有限，因而不适用于长距离输送，还有一种以挠性网作为输送带的网带输送机，在技术性能上与钢带输送机相似，主要用于轻工业和有特殊要求的场合。另外，在输送铁磁性物料（例如铁矿石）时，常常使用被称为磁力摩擦式带式输送机，它实质上是具有磁铁的带式输送机，一般使用丝织物芯体输送带作为承载构件，在输送带的下面设置永久磁铁。磁铁把物料吸向输送带，由此提高了物料的稳定性，并为倾斜输送物料创造了条件。带式输送机是使用最普遍的一种输送机，与其他类型的输送机相比，具有优良性能，在连续装载的情况下能连续运输，生产效率高，运行平稳可靠，输送连续均匀，工作过程中噪声小，结构简单，能量消耗

23、小，运行维护费用低，维修方便，易于实现自动控制及远程操作等优点。1.4带式输送机的工作原理带式输送机是以运输作为牵引和承载部件的连续输送机械，运输带绕经传动滚筒和各导向滚筒，由拉紧装置是以适当的张紧力，工作时在驱动装置的驱动下，通过传动滚筒与运输带之间的摩擦力使运输带运行。物料被连续地加载于运输带上，并随运输带一起运行从而实现对物料的输送。带式输送机的传动系统基本由电动机、液力联轴节、减速器、卸载滚筒、传动滚筒、联动齿轮、导向滚筒、游动滚筒、输送带、机尾滚筒组成。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段（不承载的空带）一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平

24、、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过，向下运输不超过。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件，当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等。输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑；（1） 增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加。此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2） 增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增

25、大围包角。（3） 增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。带式输送机事故不仅仅指设备本身发生的故障、失效和破损，而且包含产生不良后果的事故。带式输送机发生的事故主要有火灾事故、胶带跑偏事故、胶带撕裂事故等。2 移动带式输送机的设计方案带式输送机的主要特点如下：可得到连续地运搬、运转圆滑、噪音少、效率高。输送机之任意位置可以装卸货物。设备费用低廉，但搬运量相当大。搬运中途之人手少，可减少人工费用。作业信赖度高、故障少、保养检修容易、保养费用低。一般散装货物可以在坡度范

26、围内安全输送；如加特殊装置，可提高坡度为。下面如图移动式输送机结构简图:移动带式输送机工作时由电动机带动液力联轴节减速器传动滚筒皮带游动滚筒导向滚筒机尾滚筒卸载滚筒形成一个环形带从而可以达到连续运输货物的目的。物料从装载点装载到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载，一般物料是装载到上带（承载段）的上面。在机头滚筒（在此，即是传动滚筒）卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。图1 移动式输送机结构简图1改向滚筒 2输送带 3上托辊组 4下托辊组 5倒料槽 6改向滚筒7万向轮 8机架 9机座 10车轮2.1硬件选型及其相关参数整定2.1.1电机的选择本设计采用变频驱动。变频器驱动的原理：电动

27、机采用变频器调速后，电动机轴承与负载之恋，电动机不再由电网直接供电，改由变频器供电，变频器通过改变电动机的供电频率改变电机转速，频率可在050ZHZ范围内调整，可以实现相当宽的频率调整范围内无极调速，在全系统内具有优异的效率和功率因素特性。变频驱动方式启动时，通过变频电机的低速启动，带动带式输送机低速启动，这样带式输送机的启动过程中形成的张力很小，对皮带不造成冲击，选择皮带时大大降低了成本，还可以实现了满载启动的工况，启动电流还很小，不会影响系统的其他设备的正常运行。对于系统的功率因数，变频调速可以在范围很宽的转速范围内保持高功率因素运行。高压变频装置电子线路复杂，但目前技术娴熟，在单元故障时

28、可以不停机连续运行，可靠性高，检修维护方便。变频调速的频率改变反应速度快，能够达到以系统允许的最高速度进行调节，在大运力的场所，输送距离较长，运量较大，大部分情况是多动力驱动，变频调速便能解决精准调速的问题。最后，变频器调速相对其它方式投资相对较低。 设计中采用笼型异步电机。三相笼型异步电动机的转差率大致为5%10%，此外，假定额定频率为50HZ，转差率为6%，如欲计算2极和4极电动机的转速N，则可按下式计算：2极电动机同步转速4极电动机此外，在选定电动机时，所需的转矩与（输出功率）/（转速）成正比。电动机启动转矩及最大转矩的大小是以相当于满载转矩的百分之几来表示的，如果知道了铭牌上所示的额定

29、功率千瓦及额定转速转/分，那么满载转矩可按下式计算：根据式可得到即 满载转矩=所以，在电动机输出功率相同的情况下，极数越少则转速越高，同时转矩越小。因此，满足调速要求，选择4极电动机。2.1.2输送带的选择本设计的输送机选择橡皮带。带式输送机所使用的橡皮带，是以帆布等的心材布雨面垫布橡料，而将此三明治形橡皮叠敷，经裁切所需要的宽度后加强大的压力及散度，施加硫处理的材料为心材，再将表裹两面，左右两侧以耐磨性橡皮为面完成橡皮带。心布材布保持，而搬运物料所产生的摩擦、水分等所产生的阻害，由橡皮部份保护，因此表面的橡皮比较裹面的橡皮较厚。最近，除棉织帆布外有尼龙或人造特殊心材布的橡皮带，其强度较原来棉

30、织帆布强，且伸长率亦较少，亲和性较优。由中国工程师手册 机械类 下第21篇 起重与运输设备中，查的，如表1所示强度为破坏强度。实际使用时，其容许应力kg/m/ply的安全系数为10-16，一般使用12.棉织布依照市面上习惯有28、32、36、40等分类。普通橡皮带采取28，特殊用途有使用30、32、36、40帆布。本设计橡皮带选择28。种类抗拉强度 kg伸长率 %棉织帆布橡皮带 特种65以上荷重60kg20%以下棉织帆布橡皮带 第一种45以上荷重40kg20%以下棉织帆布橡皮带 第二种40以上荷重35kg20%以下人造帆布橡皮带45以上荷重40kg20%以下表1 橡皮带的抗拉强度关系下面是橡皮

31、带的自身宽度和输送速度的参照对比表，如表2：（搬运货物的种类与标准速度比较表）橡皮带的速度要决定橡皮带的速度须考虑下面各项因素：（1）输送的货物 块炭、焦炭等由导槽放出时容易破碎，碎石因有锐利尖角容易损坏橡皮带，故其速度不能太高。粉体货物如果速度太高容易飞散，故最高速度受限。带宽度（寸）输送标准速度（m/min）带最高输送速度（m/min）块矿矿石块煤土原煤谷类1214161820243036424854606060607575909010510512012013575757590901051051201201351351509090901051051201201351351501501507

32、5757590901051201351351501501509090105105120135150150165165180180105105105120120135150165165180180195120120150150180180180195210225240240表2 输送物的标准速度及最高输送速度搬运货物种类橡皮带的标准速度（m/min）搬运货物种类相匹敌啊的标准速度（m/min）包装货物焦 炭块 煤 炭碎 石60757575矿 石石灰及煤渣粉 炭稻 谷 类7590105130表3 输送货物与标准速度的关系（2）橡皮带的宽度 宽度较宽的橡皮带较宽度狭小的橡皮带可以获得高速而安定的保障

33、。相关参照如表4：橡皮带宽度（mm）300350400450500600700800900标准速度（m/min）60606075759090105105最大速度（m/min）稻谷类120120150150180180180210210煤炭类909090120120150150150150矿石类7575759090105105105120表4 橡皮带宽度与最大速度的关系（3）橡皮带倾斜 如橡皮带的倾斜角度提高依照表5，须将皮带速度降低；同时，最大倾斜角度视材料的种类而不同。倾斜角度5810121518202224Vd/Vn0.920.870.840.800.750.690.650.610.57（

34、Vd=倾斜橡皮带的速度；Vn=水平橡皮带的速度）表5 速度与最大倾斜度的关系如果将橡皮带上面加槽纹或横纹，则其最高倾斜度可提高至30度左右。有一种橡皮带，上加装小链槽可提高倾斜度40度。（4）橡皮带的宽度与速度的选定 先依搬运货物的粒度大小选定橡皮带的宽度，以橡皮带宽度、倾斜角以及搬运货物种类选定橡皮带的速度；再由橡皮带的速度以及搬运物选定橡皮带，与第一次初步选定的宽度互相比较而采用较宽的橡皮带宽度。表6，输送物的单位重量及最大允许倾斜度之间的数量关系。输送物重量 最大容许倾斜斜度（度）输送物重量 最大容许倾斜斜度（度）铜铁矿石其他矿石原煤块煤粉煤干砂湿砂碎石细石2.71.91.00.90.8

35、1.651.851.61.8202018162015221820水泥水泥渣干土湿土谷类砂糖肥料纸浆木屑包装货物1.51.41.62.00.81.30.90.620102022152015252716表6 输送物的单位重量及最大允许倾斜度输送机按小时输送量的表达式如下：式中： q物料运送线速度； V输送带带速；（其中，3.6为系数，3.6=）棉织物层芯胶带的许用张力求法：式中： 带芯宽度；棉纺物层胶带拉断强度；（N/mm）带芯层数；胶带安全系数；胶带的许用应力；2.1.3滚筒的选择在设计滚筒的选择上，主要参数为滚筒的直径和宽度。主要力学参数是容许最大静受力和容许最大静扭矩。滚筒的宽度，与胶带的宽

36、度有很大的关系。因为，考虑到胶带在滚筒上要允许胶带跑偏。影响滚筒直径的因素如下：（1） 附加弯曲应力；（2） 胶带许用强度利用率；（3） 胶带承受弯曲载荷的频次（与胶带的导绕方式、绕过滚筒的数目、运距和速度有关）；（4） 胶带的面比压；（5） 使用地点与条件（地区、井下、露天、移动、固定）；（6） 覆盖胶或其上的高花纹的变形量。2.1.4托辊的选择托辊，也称滚轮托架。滚轮托架是输送作业中是支持橡皮带的轮子；分为搬运中直接承载荷重的上部滚轮和承载回程空载橡皮带的下部滚轮，另有保持橡皮带直行的侧面滚轮，如表x表示上部滚轮的种类。图x为平行，适于小型箱装及袋装或散装货物的近距离小规模搬运。图x为槽型

37、滚轮，适合于货多、长距离的输送机。槽型托架有三轮式及五轮式；目前，三轮式滚轮托架，有两侧滚轮的倾斜度为20度及30度两种，但以20度倾斜三轮式最多。如表7，是滚轮的一般标准。皮带宽滚轮滚轮架高度使用尺寸总宽近似尺寸制品重量kigB径长度长度幅厚hmnALH（mm）（in）dlabc400450500600700750800900100010501200161820242830323640424890909090901151151151401401401451651802102502652803103453804206907407908909901040109011901290139014901

38、2012012012012014014014014014014066666999999125125125125125162162162175175175640690740840940990104011401240134014407070707070909090909090750750800900100010501100120013001400150046052056065076079584092510001120123018019019520522026026528030031532513.515.415.517.019.026.527.530.040.544.048.5表7 滚轮的一般标准2

39、.1.5张紧装置的要求本设计采用液压自动张紧，液压自动张紧装置是一种可变张力的拉紧装置，其拉紧原理与自动绞车拉紧装置相同，不同之处在于拉紧动力一个是绞车，另一个是液压缸。它由液压泵、拉紧油缸、蓄能站、隔爆兼本安控制箱及附件五部分组成。拉紧油缸通过动滑轮、钢丝绳与拉紧小车相连。液压泵、蓄能站、隔爆兼本安控制箱，安放时，要求安放地点与煤水不相遇。其设备结构简图如下：1拉紧油缸 2蓄能站 3液压泵 4隔爆兼本安控制箱 （1）张紧装置的作用保证带式输送机驱动滚筒分离的足够张力，从而保证驱动装置依靠摩擦传动所必须传递的摩擦牵引力，以带动输送机的正常运行。保证承受分支最小张力点的必须张力，限制输送带在托辊

40、之间的垂度，保证带式输送机的正常运行，不致因输送机的松弛而打滑、跑偏等现象。补偿塑性变形与过度工况使输送带伸长量的变化。由于负载变化会引起输送带发生长度变化，蠕变现象也会造成输送带伸长，张紧力是变化的，必须经常调节拉紧滚筒的位置，才能保证带式输送机的正常运行；为输送带重新接头作必要的形成准备。每部带式输送机都有若干个接头，可能在某一时间接头会出现的问题，必须截头重做，拉紧装置为带式输送机已准备了负荷以外的输送带，这样接头故障就可以通过放松拉紧装置重新接头来解决问题。（2） 新型液压装置的优点主要技术特点：用动滑轮解决长行程的要求，设置蓄能器能提高系统张力的稳定性，通过压传感器等新型电气产品，实

41、时监控液压缸的张紧状态，提高皮带的使用寿命，液压传动的主要优点：易于大幅减速，从而可获得较大的力和扭矩，并能实现较大范围的无极变速；易于实现直线往复运动，以直接驱动工作装置；能容量大；易于实现安全保护；液压元件易于实现标准化，系列化，通用化，便于组织专业性批量化生产；与电气配合，可设计出性能好、自动化程度高的传动及控制系统。2.1.6制动装置选择制动俗称“刹车”，即使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。制动的一般原理是在机器的高速轴上固定一个轮或盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩。带式输送机对于制动装置的选择在整个输送过程中尤为重要

42、，直接关系到生产线的运行效率和安全。对于倾斜输送物料的带式输送机，其倾斜角平均大于四度时，满载停车时会发生上运物料时带的顺滑现象，从而引起物料的堆积、飞车等事故，所以应该设置制动装置。制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置，有时也能够用作调节或限制结构的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。制动器的选型需考虑以下几个方面：（1） 机械运输状况，计算轴上的负载转矩，并要有一定的安全储备。（2） 应充分注意制动器的任务，根据不同的执行任务来选择，支持制动器的制动转矩，必须有足够的储备，即保证一定的安全系数，对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器。（3） 制动器应能保证良好的散

43、热功能，防止对人身、机械及环境造成危害。输送机向上输送时，在停车时压岁要防止输送带的反向倒退，此时的制动一般称为逆止。向下输送时，在停车时需要防止输送带的正向前进，此时称为制动。输送机应该根据其工作条件设计制动装置。作用在传动滚筒所需的制动力应该按照输送机水平、上运和下运三种情况而确定。带式输送机制动器种类很多，根据输送机的技术性能和具体的使用条件（如功率大小，安装倾角等），可选用不同形式的制动器，常用的有带式逆止器、滚柱逆止器、液压电磁闸瓦制动器和盘形制动器等。（1） 带式逆止器 适用于倾角小于或等十八度向上输送的带式输送机，当倾斜输送机停车时，在负载重力的作用下，输送带逆转时将制动胶带带入

44、滚筒与输送带之间，将滚筒楔住，输送带即被制动。带式逆止器结构简单、造价便宜。其缺点是制动时输送带要先逆转一段距离，造成机尾受载处堵塞溢料，头部滚筒直径越大，逆转距离就越长，因此对功率较大的输送机不宜采用。（2） 滚柱逆止器 用于向上运输的带式输送机上，在输送机正常工作时，滚柱在切口的最宽处，不会妨碍星轮的运转。当输送机停车时，在负载重力的作用下，输送带带动星轮反转，滚轮处在固定圈与星轮切口的狭窄处滚柱被楔住，输送带被制动。这种制动器制动迅速，平稳可靠，并且已经系列化生产，可参考DTII型系列标准，按减速器选配。所允许的扭矩一般不超过20KN，但因其安装在减速器的输出轴上，故适用于输送机的驱动电

45、机容量较小的场合，功率范围为10KW55KW。（3） 液压推杆制动器 对于向上或向下的带式输送机均可以进行使用，安装在高速轴上。动作迅速可靠，带式输送机一般装配有此种制动器。（4） 盘形制动器 利用液压缸通过油缸推动闸瓦沿轴向压向制动盘，使其产生摩擦而制动。每套制动统一控制。这种制动器多用于大功率、长距离强力带式输送机，安装在高速轴上。这种制动特点是制动力矩大，散热性能好，油压可以调整，在工作当中制动力矩可无极调节。2.2电气控制在电气控制部分，利用现代自动化电气控制技术，运用可编辑逻辑控制器plc，当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三

46、个阶段。设计是通过西门子人机界面实现具体控制。通过触摸屏幕上的按钮等就可以调整参数或监视参数，灵活控制输送机的起停，同时实时监测运行过程中控制参数，实现人机界面可视可操作，最终实现移动带式输送机设备电气化。控制框图如图2图2 电气控制框图通过传感器对设备关键部件进行温度检测，将非电量因子转换为电信号，传输给可编辑逻辑控制器，实现非电量因子的直读性和可操控性。通俗讲，也就是通过实时监测，温度越限，将瞬时做出相应地应急操作，起到保护设备的作用。下面是电路外部接线图：如图3图3 器件外部接线图2.2.1可编辑逻辑控制器的选型S7-200系列是一种可编程序逻辑控制器，能够控制各种设备以满足自动化控制要

47、求。S7-200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使其能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。设计选用CPU 224 AC/DC/ Relay，其相关参数如下：CPU 224 AC/DC/ Relay 14输入/10继电器输出；外观图如图4。尺寸大小：120.5 x 80 x 62mm；重量：410g；功耗：10W；电流供应：660mA 280m；可用作负载电源。集成的24V负载电源，可直接传感器和变送器（执行部件），可方便的用数字量和模拟量模块进行

48、扩展，还可以使用仿真器对本机的信号进行仿真，用于调试用户程序，并包含两路高频率脉冲输出。图4 s7-200plc2.2.2模拟量扩展模块的选型EM235模拟量组合，4输入/1输出，尺寸大小71.2x80x62，功耗2w，直流5V/30mA，交流24V/60mA。设计中，需要用其对温度信号采集和调速器信号控制。外观图如图5。图5 EM235模拟量扩展模块2.2.3变频器的选型本设计选用MICROMASTER440变频器适用于各种变速驱动装置。由于它具有高度的灵活性因而可以在广泛的领域得到应用。它尤其适合用于吊车和起重系统、立体仓储系统、食品、饮料和烟草工业以及包装工业的定位系统。这些应用对象要求

49、变频器具有比寻常应用更高的技术性能和更快的动态响应。变频器的特点是设备性能面向用户的需求，并且使用方便。它的输入电源电压范围宽广，适用于全世界。主要特征：调试简单；模块化的结构，因而其配置具有最大的灵活性；6个可编程，带隔离的数字输入；2个可标定的模拟输入（0V至10V，0mA至20mA），他们也可作为第7和第8个数字输入；2个可编程模拟输出（0mA至20mA）；3个完全可编程的继电器输出（30V直流/5A，阻性负载；250V交流/2A，感性负载）；当使用较高的开关频率时，电机可以低噪音运行（在开关频率较高的情况下，要降格使用）；完善的变频器和电动机保护功能；图6 西门子MM440变频器外观图

50、变频器参数设定方法：使用基本操作面板对变频器进行参数设置。首先按下P键对变频器进行复位，使变频器的参数值回到出厂时的状态。设置变频器控制的端口开关操作控制参数，如表：参数号出厂值设置值说明P000311用户访问级为标准级P000407用户和数字I/OP070022命令源选择“由端子排输入”P000312用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/O*P070111数字输入端接通启动，断开停止P000311用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选择为“模拟输入”P108000电动机运行的最低频率（Hz）P10825050电动机运行的最高速率（Hz）

51、*P1120105斜坡上升时间（s）*P1121105斜坡下降时间（s）表8 控制端口开关操作控制参数2.2.4人机界面的选型人机界面采用西门子SMART700IE，高分辨率宽屏显示设计和传统屏幕相比具有更大的可视面积，使单个画面中可以显示更多的信息， PPI 通讯协议确保精彩系列面板与 S7-200 建立高速无缝的连接。当采用 PPI 通讯时，通信速率高达187.5kb/s，高端的 ARM 处理器，主频达到400MHz，使数据处理更快，画面显示更流畅，高速的外部总线充分发挥处理器的强大性能。图7 smart700IE 触摸屏2.2.5温度传感器的选择（1） 力和转矩的测量力和转矩的测量以及由

52、其产生的应力、应变测量在科学实验和工程测量中应用非常多，在计量和商业上大量应用的电子称重、称量衡器也是采用力测量的方法。力或质量的测量的方法可概括的分为两类：一类为直接比较法，将被测力直接或通过杠杆系统与标准质量（砝码）的重力进行平衡的方法，也成为重力称法，只适用于静态测量。直接比较法的优点是简单易行，在一定的条件下可获得较高的精度。但这种方法往往是采用有级加载，其测量精度取决于砝码的精度和砝码分级密度，其次还受测量系统中如杠杆、刀口等连接件之间摩擦的影响。第二类为间接比较法，将被测力通过测力传感器，按比例转换为其他物理量，然后与标定值比较来求得力的大小。标定值是预先对传感器进行标定时得到的。

53、用电侧的方法测力即属于这种方法。间接比较法可用于动态测量，传感器的质量及标定是影响精度的主要因素。由于不同地区重力有大约3%的变化，因此用间接法称重时，需注意修正和重新标定。测力传感器常用的有电阻应变式、压阻式、电感式、电容式、压电式、和压磁式等。以电阻应变片尾敏感元件的电阻应变式传感技术应用最广。（2） 转速的测量旋转物体的转速一般采用间接的方法测量，即通过各种各样的传感器将转速变换为其他物理量，如机械量、电磁量、光学量等，然后再用模拟和数字两种方法显示。常用的测速方法有机械式、电磁式、闪光频率式、光电式、霍尔效应式和测速发电机。（3） 温度的测量温度是表征物体冷热程度的一个物理量。温度的变

54、化会影响到物体的尺寸、体积、密度、硬度、弹性系数、电导率、磁导率、热容量等值。测量温度的仪表称之为温度计，用来衡量温度高低的称之为经验温标。为了统一温度标准，根据18届国际计量大会（CGPM）及第77届国际计量委员会（CIPM）的决议，自1990年1月1日开始，国际上正式采用国际温标（ITS90）。国际温标（ITS90）同时定义国际热力学温度T（K）和国际摄氏温度t（C），T和t之间的数值关系为式中：T为热力学温度，K；t为摄氏温度，C；温度检测仪表分类如表x：接触方式温度检测仪表名称测温原理精度特征用途接触式测温膨胀式物体受热体积膨胀结构简单，直观，使用方便。不便于远传和自动记录。玻璃液体温

55、度计易碎，其他形式抗震性能好常用于,测各种气体、液体和固体的介质温度。压力式温度计可用在飞机、汽车上，也可做温度控制用热电阻电阻值随温度而变化精度较高，测量范围大，适用于自动测温中远传、多点测量、温控、报警等常用于，低温可达，高温可达，测量各种气体，液体等介质温度热电偶热电效应精度较高，测温范围大，可作为基准器。输出信号为电压，使用方便，便于远传，自动记录、多点测温、温控常用于的各种介质测温，还适用特殊的高温和超低温测温非接触式测温光学高温计辐射测温亮度法精度较高，结构简单，测试范围广，反应迅速，灵敏度高。光路系统的介质对辐射能有吸收作用，杂散光影响大，视觉误差较大，不能实现自动记录和温控常用

56、于，测量金属溶炼、浇注、热处理、锻压、玻璃熔融等方面的温度辐射温度计全辐射建构简单，使用方便，性能稳定，广泛应用于测量工艺温度，输出信号可自动记录、报警、温控。光路系统受介质影响大常用于，适用于机械零件热处理、高温熔炉等测温部分辐射温度计利用某一段辐射能量法精度较高，稳定性较好，光路系统受介质的影响大，可自动记录和温控常用于测高、中温度，如机械零件热处理和高温熔炉等测温比色温度计比较两波长（两种颜色）的亮度精度高，测非黑体时，发射率影响小，测得温度比其他温度计测温更接近实际温度，光路系统受介质影响相对较小，结构复杂，可自动记录测温范围在,特别适用于测量发射率较低，精度要求较高的测温场合中表9

57、温度检测仪表分类2.2.6低压电器的选择继电器，是根据PLC的输出信号来接通或断开小电流控制电路，以实现对设备的启动/停止的电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量；而输出量则是触头的动作或者电路参数的变化。选用OMRON MY2N-J型继电器，其相关参数如下：OMRON MY2N-J型中间继电器，二开二闭8脚；负载100/10V DC 5A；选电压：DC -24V，AC -220V。空气开关，也称低压断路器，是低压配电网络中非常重要的开关电器和保护电器，它集控制和多种保护功能于一身。除了能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电

58、压等进行保护。在保护功能方面，它还可以与漏电器、测量、远程操作等模块单元配合使用完成更高级的保护和控制。德力西空气开关主要用于过载/断路保护：1P，额定电压230V；额定电流6A /10A；。接线方式：压板接线板；灭弧方式：真空断路器。熔断器，基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护和严重的过载保护。使用时，熔断器串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔断器中的熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。它具有结构简单、体积小、使用维护方便、分断能力较高、限流能力较好、价格低廉等特点。卓越保险，额定电流2A /10A；玻璃保险丝5x20mm，安装方式

59、6x30mm保险座。2.3 程序控制部分Step7程序编程如下：图8 测量转换图9 电动机启/停图10 输送机带速控制Wincc触摸屏组态如下：图11 起始画面图12 控制画面图13 调速趋势图14 报警画面2.4安全保护带式输送机的安全保护装置就是为了保障输送系统的安全正常运行，其积极作用主要有两个方面：（1）防止在输送过程中发生火灾类安全事故；（2）保护输送带。因此安全保护装置的配备是对于输送系统的一种保障。要针对不同的保护目的，针对性的设置不同的保护装置，要详尽考虑多方面的因素，保证其设置的安全性，全面性和使用得便利性。1. 防跑偏保护装置的作用原理带式输送机防跑偏装置能有效保护输送带不

60、因跑偏而被撕裂。目前，带式输送机大多数采用行程开关式防跑偏保护装置，它由防跑偏传感器和控制箱组成。当输送带跑偏时，输送带将立辊推向外侧，使传感器的动触头和固定触头接触，通过控制箱控制带式输送机断电停机。一般利用带柄的辊式行程开关对输送带的跑偏进行监测。2. 防滑保护装置的作用原理防滑保护装置，又叫做打滑保护装置。它是通过输送带的速度变化，监测驱动滚筒与输送带是否发生打滑的装置。3. 堆物保护装置堆物保护装置，又叫物位保护装置，它是用一种用来检测物输送带上，载物是否越限的装置。当物料越限时，报警并停车。4. 防撕裂保护装置防撕裂保护装置是由防撕裂传感器和控制箱构成。防撕裂传感器通常安装在输送机装载点前方几米处上输送带的下方。作用就是当输送机发生胶带纵向撕裂事故时，及时控制带式输送机停机，防止撕裂事故扩大。另一方面，在输送机工作中出现的故障设计能进行监测和及时报警并采取相应操作，可使输送机系统安全生产，正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。而且，还便于集中控制和提高自动化水平