【正文】 送機(jī)的簡(jiǎn)介 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動(dòng)力、建材等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸部門中主要用來運(yùn)送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。 圖 21 帶式運(yùn)輸機(jī) 帶式輸送裝置一般由傳動(dòng)滾筒，改向滾筒，輸送帶，托輥，拉緊裝置等組成。帶式輸送裝置的各輥軸軸承都采用滾動(dòng)軸承，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦阻力和功率消耗。 4 部件選擇 輸送帶 類型和層數(shù)的選擇 輸送帶結(jié)構(gòu)型式分為織物心輸送帶和鋼絲繩心輸送帶，由上覆蓋膠、心 層、下覆蓋膠組成，上、下覆蓋膠的作用是保護(hù)心層不受損壞和不受周圍工作環(huán)境的影響。 根據(jù)輸送機(jī)類型、結(jié)構(gòu)以及工況，考慮經(jīng)濟(jì)成本，此設(shè)計(jì)的輸送帶心層材料選用 4 層的棉帆布帶 [4]。 圖 24 輸送帶寬 驅(qū)動(dòng)裝置 由參考文獻(xiàn) [4]， 驅(qū)動(dòng)裝置見表 21。 彈性套柱銷聯(lián)軸器：具有撓性元件，依靠彈性套與半聯(lián)軸器凸緣上圓孔間的間隙以及彈性套的變形 ,不但具有位移補(bǔ)償能力，而且具有良好的緩沖吸振能力，因此適用于這里啟動(dòng)頻繁、有沖擊振動(dòng)的場(chǎng)合。其中： 輕型：軸與輪縠為單鍵連接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)； 中型：軸與輪縠為脹套連接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)； 重型：軸與輪縠為脹套連接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)，有單向出軸和雙向出軸兩種。 傳動(dòng)滾筒的直徑與長(zhǎng)度符合《 GB/T 988— 1991 帶式輸送機(jī)滾筒基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定。 表 23 改向滾筒參數(shù) mm 帶寬B 滾筒直徑 250 315 400 500 630 800 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 500 √ √ √ √ √ √ √ √ 650 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 800 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 1000 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 1200 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 1400 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 改向滾筒按承載能力分為輕型、中型和重 型三種。 滾筒軸承座潤(rùn)滑方式亦與傳遞滾筒相同。它是整個(gè)輸送裝置中的重要部件 , 使用數(shù)量多 , 形式多樣 , 價(jià)格昂貴?；爻掏休伩煞譃椋浩叫邢峦休仭⒙菪休?、 V形托輥等。在同樣壽命情況下 , 轉(zhuǎn)速大 , 使用時(shí)間就短 ,轉(zhuǎn)速小 , 使用時(shí)間就長(zhǎng)。 表 26 托輥輥徑與 帶速、 轉(zhuǎn)速的關(guān)系（ r/min） 輥徑(mm) 89 172 215 268 344 429 537 108 142 177 221 283 354 442 557 133 144 180 230 287 359 453 575 159 120 150 192 240 300 379 481 601 194 123 158 197 246 310 394 492 219 275 349 436 567 已確定輸送帶寬度 B=500mm，且?guī)?v=1m/s，再綜合以上情況 , 根據(jù)表 21和表 22, 選用托輥直徑 89mm。 拉緊裝置 拉緊裝置給輸送帶一定的初始 拉 緊力，在運(yùn)行中始終使輸送 帶保持一定的 拉 緊程度，以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑，并使輸送帶在拖輥間的撓度保證在規(guī)定的范圍內(nèi)。 常見的拉緊裝置有重力拉緊裝置、螺旋拉緊裝置、固定絞車?yán)o裝置、自動(dòng)拉緊裝置等。重力拉緊裝置是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單， 應(yīng)用 最廣泛的一種拉緊裝置。螺旋拉緊裝置 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，拉緊行程小，適用于短距離 輸送機(jī) ， 此拉緊裝置所需的拉緊力一般通 過絲杠手動(dòng)調(diào)整，適用 于長(zhǎng)度 80m 以內(nèi)的短距離輸送機(jī)。固定絞車?yán)o裝置是利用小型絞車來拉緊，絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒來纏繞鋼繩，從而拉緊膠帶。自動(dòng)拉緊裝置不但能根據(jù)主動(dòng)滾筒的牽引力來自動(dòng)調(diào)整拉緊力，而且還能補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。 表 27 螺旋拉緊裝置 參數(shù) 帶寬 /mm 行程 /mm 最大拉緊力 /kN 滾筒直徑 /mm 500 800 1000 500 √ √ √ 9 400 650 √ √ √ 16 400 800 √ √ √ 24 500 1000 √ √ √ 38 630 1200 √ √ √ 38 630 1400 √ √ √ 38 630 設(shè)計(jì)計(jì)算 初定設(shè)計(jì)參 數(shù)： 帶速 1m/sv? ，帶寬 mm500B? ，單件物品重量 ? ，物品在輸送機(jī)上的間距? ，輸送機(jī)長(zhǎng)度 mL 10? 。 10 圓周驅(qū)動(dòng)力和傳動(dòng)滾筒軸功率 在一般帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒上所需要的圓周力 UF 可用空載運(yùn)行阻力 HF 、物料水平輸送的附加阻力 NF 、物料輸送的提升阻力之和 nF 以及特種阻力之和 SF 等四種阻力的和表示。再由式 ()解得585NFU ? 。 由參考文獻(xiàn) [4],其值根據(jù)幾何條件確定，一般單滾筒驅(qū)動(dòng)取 ～ ,折合 ? = ?190 ～ ?210 ，此處取 ?190 ； ??e —— 歐拉系數(shù)， 由參考文獻(xiàn) [4],見表 29。 由參考文獻(xiàn) [4],按表 210選取，此處選 mkg/ ； Gq —— 每米長(zhǎng)度輸送產(chǎn)品質(zhì)量， mkg/ ，按式（ ）計(jì)算： vIq mG? 式（ ） 得 mkgqG /? 。工業(yè)上常采用交流電動(dòng)機(jī)。 所以， 420 .9 8 0 .7 0 .9 9 0 .9 6a? ? ? ? ? ? 4 0 1 . 2 1 1 (1 0 0 0 0 . 6 ) 0 . 6 7P d K W? ? ? ? (3) 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為 60 1000 ( )n v D??? 式（ ） 式中： D—— 傳動(dòng)滾筒直徑，此處為 500mm； v —— 輸送帶帶速，此處為 1m/s。 表 211 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定功率（ KW） 定子電流 （ A） 轉(zhuǎn) 速（ r/min） 最大轉(zhuǎn) 矩 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩 堵轉(zhuǎn)電流 效率（ %） 功率因數(shù) YZ112M6 920 減速器的選擇 根據(jù)帶速，傳動(dòng)滾筒直徑和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推知減速器的傳動(dòng)比為： 6 0 3 . 1 4 9 2 0 0 . 5 6 0 2 4 . 0 7i n D v?? ? ? ? ? 式（ ） 14 由機(jī)械手冊(cè)查得，蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊 湊，效率低，適用于載荷較小。 所以 ， 1 0 . 7 1 . 2 5 1 . 1 0 . 9 6 2 5JP K W? ? ? ? 1 0 .7 0 .7 1 .1 4 0 .5 6RP K W? ? ? ? 由于 1JP 大于 1RP ，故按 1 KW? 進(jìn)行選擇。本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng) 計(jì)數(shù)和顯示的 裝置系統(tǒng)，利用傳感器檢測(cè)產(chǎn)品，并與單片機(jī)接口，輸出 的開關(guān)信號(hào)控制產(chǎn)品的自動(dòng) 計(jì)數(shù) ，另外由單片機(jī)控制數(shù)碼管的顯示 。該設(shè)計(jì)選用我們實(shí)驗(yàn)中常用的 51單片機(jī) AT89S51。下面就以 51 單片機(jī) AT89S51 為例介紹其硬件連接方法。 時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過程都是在統(tǒng)一的時(shí)序脈沖的驅(qū)動(dòng)下的進(jìn)行的，時(shí)鐘電路就好比人的心臟，如果單片機(jī)的時(shí)鐘電路停止工作（晶振停振），那么單片機(jī)也就停止運(yùn)行了。 EA /VPP（ 31 腳）為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制引腳，當(dāng) EA 為低電位時(shí)，單片機(jī)從外部程序存儲(chǔ)器取指令；當(dāng) EA 接高電平時(shí)，單片機(jī)從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指令。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 18 P2口： P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。對(duì) P3口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高可作為輸入端口。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。 XTAL2：振蕩器反向放大器的輸出端。 AT89S51單片機(jī)內(nèi)部集成 4個(gè)可編程的并行 I/O口（ P0P3），每個(gè)輸出接口電路都具有鎖存器和驅(qū)動(dòng)器，輸入接口電路具有三態(tài)門控制，這是接口電路的基本特征。在時(shí)鐘振蕩器穩(wěn)定工作情況下，該引腳若有低電平上升到高電平并持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期，如圖所示，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位 操作。 RST引腳出現(xiàn)的高電平將會(huì)隨著對(duì)電容 C的充電過程而逐漸回落，為了保證 RST引叫出現(xiàn)的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，須合理地選擇其電阻和電容的參數(shù)值，而電阻和電容參數(shù)的取值隨著時(shí)鐘頻率的不同而變化。也可以使用外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)直接加載到振蕩器的輸入端，作為 CPU的時(shí)鐘源，稱為外部時(shí)鐘方式。而光電傳感器(光電開關(guān) )是光電接近開關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射， 當(dāng)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)，以達(dá)到檢測(cè)的目的 。 光電傳感器 在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為： 發(fā)射器 (光源 ) 、 接收器和檢測(cè)電路。 光電二極管的 PN 結(jié)在沒有光照時(shí)和普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦?, 使用時(shí)處于反向偏置 。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收。光束不間斷地發(fā)射， 或者改變脈沖寬度。 光電傳感器 的特點(diǎn) （ 1） 檢測(cè)距離長(zhǎng) 如果在對(duì)射型中保留 10m以上的檢測(cè)距離等，便能實(shí)現(xiàn)其他檢測(cè)手段（磁性、超聲波等 ） 無法離檢測(cè)。也可進(jìn)行微小物體的檢測(cè)和高精度的位置檢測(cè)。利用這種性質(zhì)，可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè) 。 （ 2）鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當(dāng)被 檢測(cè)物體經(jīng)過且完全阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開關(guān)信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且 它能分辨透明與半透明物體 ,使用安全可靠。 數(shù)碼管 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “8” 可分為 1 位、 2 位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。 圖 39 數(shù)碼管 驅(qū)動(dòng)方式 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 （ 2） 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 表 32 數(shù)碼管顯示數(shù)字的對(duì)應(yīng)字形碼 數(shù)字 字形碼 “ 0” 3FH “ 1” 06H “ 2” 5BH “ 3” 4FH “ 4” 66H “ 5” 6DH “ 6” 7DH “ 7” 07H “ 8” 7FH “ 9” 6FH 由于顯示的數(shù)字 0－ 9 的字形碼沒有規(guī)律可循， 寫程序時(shí) 只能采用查表的方式來完成我們所需的要求了。如圖 310,圖311 所示，把傳感器（紅外發(fā)射、接收裝置）安裝在產(chǎn)品傳送帶的兩側(cè)，使它們對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)沒有產(chǎn)品通過時(shí)，接收器受紅外光照射而導(dǎo)通，從發(fā)射極輸出高電平。光傳感器的輸出電壓，經(jīng)過電容器 C1 和電阻 R3 組成微分電路、 Q1 組成的放大電路、電阻 R4 和電容 C2 組成的積分電路、 Q2 組成的輸出電路進(jìn)行輸出，該輸出與光傳感器的輸 出是 同相位的高電位輸出。 27 圖 314 顯示電路 系統(tǒng)流程圖 光電傳感器與單片機(jī)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)功能 。計(jì)完后將這個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值 100 比較，不等于 100時(shí)繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)它等于 100 時(shí)，計(jì)數(shù)器溢出， CPU 產(chǎn)生中斷，使傳送帶暫停 30s，方便計(jì)滿的 100 個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行。 系統(tǒng)上電后，手動(dòng)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，主程序首先對(duì) AT89S51 各 I/0口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 進(jìn)行初始化 。 另外單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路根據(jù)工業(yè)流水線生產(chǎn)的特點(diǎn)，采用手動(dòng)復(fù)位，這樣方便 控制，減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)。 25 圖 310 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 311 系統(tǒng)框圖