【正文】 Ψ=u=0,合適3）齒根彎曲強(qiáng)度校核計算 計算得4）齒輪其他主要尺寸計算(1)輸出軸——Ⅳ軸1） 計算作用在低速計大齒輪上的力 R聯(lián)V R1H Fr2 Ft2 Fa2 R2H R1V R2V圖412）初步估算軸的直徑3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖42 軸①段 根據(jù)dmin圓整（按GB501485），并根據(jù)T2和n2選取聯(lián)軸器型號：HL14型，①段長度比彀孔長度短4mm。；抗滑安全系數(shù)：ξ=；輸送帶與滾筒間的粘著系數(shù)：μ=；驅(qū)動滾筒上的圍抱角：λ=240176。 本課題所做的工作1）對帶式輸送機(jī)張緊系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，總結(jié)了輸送機(jī)啟動張緊力、制動張緊力和正常張緊力的計算方法以及張緊系統(tǒng)的安裝位置。 m/s （31）式中E——膠帶的彈性模量 N/mm2；A——膠帶面積 mm2；q——膠帶、貨物及托輥單位長度的質(zhì)量 kg/m。滿足輸送機(jī)起、制動及正常運(yùn)行時能自動以不同的張緊力運(yùn)行，保證輸送機(jī)以較大張力起、制動，防止輸送帶波涌現(xiàn)象，同時能以較小的張力穩(wěn)定運(yùn)行。在正常工作時允許輸送機(jī)張力在設(shè)定值的177。通過逐點(diǎn)張力計算得到的張力可以表示為圖23所示的曲線，圖中i、i+1為輸送帶上張力變化的臨近點(diǎn)，各點(diǎn)的張力分別為Ti、Ti+1，從i到i+1區(qū)間輸送帶的長度為Li，各段輸送帶上張力是線性變化的。n)，可計算出各點(diǎn)的張力 （i=1，2，2）自動式張緊裝置可以根據(jù)各種工況計算出所需的張力，在輸送機(jī)的運(yùn)行過程中，張緊裝置可以提供相應(yīng)工況的張力，但在設(shè)置張緊裝置時，張緊裝置所輸送的張力應(yīng)根據(jù)輸送機(jī)所需的最大張力來設(shè)計。用這種方法，雖然使張力增大了，但也可能是驅(qū)動裝置增大，增加設(shè)備的投資。當(dāng)假設(shè)輸送帶作為一種撓性體，可以任意彎曲，不受彎曲應(yīng)力；忽略輸送帶質(zhì)量所產(chǎn)生的重力與慣性力，輸送帶與滾筒相遇點(diǎn)的張力T1和分離點(diǎn)的張力T2按歐拉公式有如下關(guān)系：T1=T2eμλ （26）由此得到傳動滾筒所傳遞的驅(qū)動力為 式中 μ——輸送帶雨滾筒間的摩擦系數(shù)； λ——滾筒與輸送帶有相對彈性滑動弧對應(yīng)的圓心角，rad； α——輸送帶圍包滾筒的角度（包角），rad；圖 22 圍抱角力示意如圖22所示，從分離點(diǎn)到相遇點(diǎn)張力按指數(shù)增加，由于輸送帶為彈性體，所以隨著張力的變化，輸送帶的伸長也要發(fā)生變化，故驅(qū)動滾筒上輸送帶會由分離點(diǎn)向相遇點(diǎn)發(fā)生彈性滑動。帶式輸送機(jī)靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦力來傳遞牽引力。本設(shè)計也只是盡綿薄之力嘗試一下，仍有許多不足之處，希望能給大家提供一些幫助。大型帶式輸送機(jī)對張緊裝置性能要求高，中小型帶式輸送機(jī)中廣泛使用的電動絞車張緊和重錘張緊方式不能滿足需要，必須采用大拉力自動張緊裝置，自動張緊裝置在輸送機(jī)起、制動及正常運(yùn)行時能實(shí)現(xiàn)輸送帶張力的自動調(diào)節(jié)，保證輸送代以較小的張力運(yùn)行，這對大型帶式輸送機(jī)來說可以提高輸送帶的使用壽命，提高整個輸送機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性。影響帶式輸送機(jī)動態(tài)特性的因素是多方面的。適用于現(xiàn)代化長距離帶式輸送機(jī)。螺旋張緊裝置是將拉緊滾筒的軸承座固定在活動架上，螺桿與活動架相連，通過調(diào)節(jié)螺桿來達(dá)到調(diào)節(jié)拉緊形成的目的。（1）重錘式重錘式張緊裝置利用重錘來自動張緊，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用范圍廣泛。其特點(diǎn)是：～，穩(wěn)定運(yùn)行時自動降低到原值；用動滑輪來解決張緊裝置對大行程的要求；使用蓄能器提高系統(tǒng)張力的穩(wěn)定性，使用壓力繼電器控制張力的變化。典型產(chǎn)品是自動絞車（機(jī)械絞車或液壓絞車）自動張緊裝置。3）在帶式輸送機(jī)啟、制動及正常運(yùn)行中補(bǔ)償輸送帶的塑性及彈性伸長。隨著物料運(yùn)輸量的增大，帶式輸送機(jī)取得了巨大的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的新型結(jié)構(gòu)帶式輸送機(jī)，其中具有代表性的主要有：深槽帶式輸送機(jī)、花紋帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、氣墊式帶式輸送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦帶式輸送機(jī)等。英國和日本較多使用自動控制絞車張緊方式，歐洲國家則更多地使用液壓系統(tǒng)。帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的動態(tài)特性日益突出，不容忽視。大型帶式輸送機(jī)對張緊裝置性能要求高，中小型帶式輸送機(jī)中廣泛使用的電動絞車張緊和重錘張緊方式不能滿足需要，必須采用大拉力自動張緊裝置，自動張緊裝置在輸送機(jī)起、制動及正常運(yùn)行時能實(shí)現(xiàn)輸送帶張力的自動調(diào)節(jié)，保證輸送代以較小的張力運(yùn)行，這對大型帶式輸送機(jī)來說可以提高輸送帶的使用壽命，提高整個輸送機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性。與國外技術(shù)還有很大差距，有待進(jìn)一步研究開發(fā)。[27] 圖 11 帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)原理 張緊裝置在帶式輸送機(jī)中的作用帶式輸送機(jī)的傳動是靠輸送帶與滾筒之間的摩擦力來完成，因此，輸送帶張力的大小與變化對帶式輸送機(jī)的運(yùn)行起著重要的作用，而輸送帶張力是靠張緊裝置提供的，所以，張緊裝置就是影響帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備。主要產(chǎn)品有兩種：固定式絞車?yán)o、重錘式拉緊。如果內(nèi)外使用較多的KJ2029型礦用帶式輸送機(jī)自動張緊系統(tǒng)，法國A型帶式輸送機(jī)液壓缸自動張緊系統(tǒng)，DYL液壓缸自動張緊系統(tǒng)?，F(xiàn)在澳大利亞ACE公司已經(jīng)研制出變頻調(diào)速自動張緊裝置，但國內(nèi)還是空白，有待我們研究開發(fā)更先進(jìn)的張緊裝置，而我就提出了自己的想法，嘗試著自己去初步設(shè)計。但由于其結(jié)構(gòu)簡單，對短距離上的帶式輸送機(jī)來說還是適用的。這種調(diào)節(jié)方式由于絞車可以消化吸收膠帶所產(chǎn)生的永久變形，所以可以將絞車作為輸送帶的儲帶裝置。為了吸收膠帶應(yīng)力波動的能量，在一些設(shè)計中常常采用恒力自動張緊裝置。而對輸送機(jī)整體運(yùn)行起決定作用的是拉緊力的變化方式。本課題所進(jìn)行的變頻調(diào)速張緊裝置研究，略去了液壓調(diào)速部分，使設(shè)備更加緊湊，使用更加方便。4）在雙滾筒驅(qū)動時，一般拉緊裝置設(shè)置在后一個傳動滾筒分離點(diǎn)；考慮傳遞制動力的要求，也可設(shè)置在兩個傳動滾筒之間。在極限狀態(tài)下，即摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，可得出下列方程： 由于dθ很小，可近似認(rèn)為這樣兩式可變?yōu)? 略去微量項，并將它代入（24）得兩邊積分 求解得 此即為撓性體摩擦傳動的歐拉公式。設(shè)計中為了安全起見，將傳動滾筒可以傳遞的最大驅(qū)動力與傳動滾筒需要傳遞的驅(qū)動力之比作為備用系數(shù)，即：ξ=Fmax/F (29)這里備用系數(shù)ξ并不是為滿足摩擦的備用系數(shù)，而是相對于起、制動動載荷的備用系數(shù)。為了減小張緊力，又需要把張緊力設(shè)置在驅(qū)動滾筒的相遇點(diǎn)一側(cè)，所以一般在電動機(jī)處設(shè)置負(fù)功率反饋發(fā)電狀態(tài)時，要把驅(qū)動裝置設(shè)置在輸送機(jī)尾部。在驅(qū)動狀態(tài)，設(shè)各段的阻力為FAi(i=1，2，彈性伸長的計算是在已知輸送帶在各種工況的張力分布下，通過逐點(diǎn)張力計算法得到的。當(dāng)張力傳感器反饋張緊力達(dá)到起動時的設(shè)定值時，電磁離合器、電磁制動器先后斷電。詳細(xì)的控制工作過程詳見控制系統(tǒng)部分的設(shè)計。本系統(tǒng)中，各種工況下張力的控制范圍可在PLC中進(jìn)行設(shè)定，使張緊裝置能靈活控制各種工況條件下的張力范圍。能對張緊力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控并進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，而且響應(yīng)速度快。4）介紹了如何運(yùn)用STEP7Micro/WIN32軟件對PLC程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控及調(diào)試。2穩(wěn)定性驗算 由于D=1200mm、=2D,故無需對卷筒進(jìn)行穩(wěn)定性校核。軸承潤滑方式選擇：d3*n2=260*4=*1031*105mmr/min，選擇脂潤滑。l4=300mm。②段 d2=d1+2mm，為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，l2應(yīng)比齒輪轂孔長度（=中速級大齒輪齒寬b2=217mm）短4mm。為便于裝拆軸承內(nèi)圈，d1應(yīng)符合軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑。③段長度l3=358mm。取端蓋寬度20mm，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面距30mm，則l2=50mm。⑤段 d5=d6+3mm。 由式84得軸的計算應(yīng)力為合格6）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計圓角半徑：各軸肩處圓角半徑見零件圖鍵槽：見圖紙配合：參考線有設(shè)計圖紙或設(shè)計手冊、圖冊精加工方法：參考線有設(shè)計圖紙或設(shè)計手冊、圖冊（2）選擇危險截面選擇其中應(yīng)力較大、應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。3118～365070，71，75TJ2300/200電磁制動器參數(shù)[1]表格 8型號制動輪直徑D/mm制動閘瓦寬度/mm電磁鐵型號（不包括在制動器內(nèi)）制動力矩N電氣元件的訂貨數(shù)據(jù)詳見西門子MM440變頻器手冊。共需要三個接觸器： 通過PLC輸出的指令控制接觸器的斷開和閉合，從而控制電磁制動器的運(yùn)行和停止。4．MM440變頻器MM440變頻器是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻器系列。下面介紹有關(guān)變頻器的安裝方法，如下圖所示（介紹內(nèi)容均為來自西門子MM440變頻器手冊的截圖），以下介紹的內(nèi)容只是一小部分，需要詳細(xì)資料時應(yīng)參閱《西門子MM440變頻器手冊》：圖 417 各類型外形尺寸圖 418 外形尺寸為FX的MM440變頻器的安裝孔尺寸圖 419 外形尺寸為GX的MM440變頻器的安裝孔尺寸MM440變頻器前蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計是使控制模版幾乎與前蓋板的開縫在同一個平面上。各種控制方式的簡要情況為：線性V/f控制，用于可變轉(zhuǎn)矩或恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，參數(shù)值為P1300=0；帶磁通電流控制的線性V/f控制，可用于提高電動機(jī)的電動機(jī)的效率和改善其動態(tài)響應(yīng)特性，參數(shù)值為P1300=2；多點(diǎn)V/f控制，參數(shù)值為P1300=3；紡織機(jī)械的V/f控制，沒有滑差補(bǔ)償或諧振阻尼，參數(shù)值為P1300=5；用于紡織機(jī)械的帶FCC功能的V/f控制，參數(shù)值為P1300=6；MM440的技術(shù)使用規(guī)格詳見西門子MM440變頻器手冊。③張緊裝置控制系統(tǒng)延時10s（輸送機(jī)啟動階段時長在10s內(nèi)）后，張緊裝置的電磁制動器得電，張緊裝置的滾筒依靠輸送機(jī)皮帶的張力逆轉(zhuǎn)達(dá)到松帶目的，當(dāng)張力傳感器反饋的張力值達(dá)到設(shè)定值（T2）時，張緊裝置的電磁制動器失電制動，使輸送機(jī)皮帶保持在穩(wěn)定運(yùn)行張力值。在不同的工作方式下，PLC進(jìn)行調(diào)試的方法不同。2．狀態(tài)圖顯示（略） 詳見《西門子S7200系列PLC快速入門與實(shí)踐》3．執(zhí)行有限次掃描（略） 詳見《西門子S7200系列PLC快速入門與實(shí)踐》4．運(yùn)行監(jiān)控采用梯形圖、語句表和功能塊圖編寫的程序在運(yùn)行時，利用STEP 7Micro/WIN32軟件可以進(jìn)行監(jiān)控，觀察程序的執(zhí)行狀態(tài)。但是利用STEP 7Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行監(jiān)控時，不是在每個PLC掃描周期都采集I/O的狀態(tài)，因此顯示在屏幕上的數(shù)據(jù)不是實(shí)時狀態(tài)值，該軟件是隔幾個掃描周期采集一次狀態(tài)值，然后刷新屏幕上的監(jiān)視狀態(tài)。相關(guān)圖示詳見《西門子S7200系列PLC快速入門與實(shí)踐》①狀態(tài)圖監(jiān)控啟動狀態(tài)圖標(biāo)，這樣在程序運(yùn)行時，就可以監(jiān)視、讀、寫或者強(qiáng)制改變其中的變量。在STOP（停止）工作方式中，可以創(chuàng)建和編輯程序，PLC處于半空閑狀態(tài)：停止用戶程序執(zhí)行；執(zhí)行輸入更新；用戶終端條件被禁用。若低于，則張緊裝置控制系統(tǒng)控制滾筒張緊皮帶直到張力傳感器反饋的張力值恢復(fù)到T2值；若高于，則張緊裝置控制系統(tǒng)控制滾筒松帶直到張力傳感器反饋的張力值下降到T2值。5．系統(tǒng)軟件設(shè)計前面所做的工作是硬件部分，該部分的設(shè)計與控制系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其預(yù)想的功能有很大的關(guān)系。選件的安裝：卸掉電子控制箱的前蓋板卸掉電子控制箱的緊固螺栓在正確的安裝位置用螺栓固定電子控制箱安裝附件的選件重新裝上前蓋板。具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動裝置。 包括兩個部分，一是正轉(zhuǎn)接觸器，一是反轉(zhuǎn)接觸器，通過PLC輸出的指令控制電機(jī)的的正反轉(zhuǎn)和停止，從而配合控制系統(tǒng)及時松帶或緊帶。分配如下表：表格 9輸入設(shè)備輸入地址輸送機(jī)啟動按鈕SB1輸送機(jī)停機(jī)按鈕SB2變頻器故障清除按鈕SB3張緊電機(jī)轉(zhuǎn)動方向控制按鈕SB4，0：逆時針方向；1：順時針方向張緊電機(jī)慣性停車按鈕SB5,1:停車；0：不起作用張緊電機(jī)快速停車按鈕SB6，1：停車；0：不起作用2）數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出有五個：；；3. 張緊電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器；；；；7. 張緊裝置停機(jī)信號。cm重量kgJC25～40%JC100%JC25～40%JC100%TJ2300/200300140MZD1200240001200040002000基本尺寸/mmLL1L2L3L4BB1H78247562580197120176240H1dAA1A2A3A4A55582141510046190240540A6A7c8038（2）減速器→滾筒外傳動包含部件：聯(lián)軸器、聯(lián)接緊固法蘭、傳動軸、A型普通平鍵；聯(lián)軸器：見前述； 聯(lián)接緊固法蘭：見圖紙； 傳動軸：見圖紙A型普通平鍵：見圖紙,如下圖圖415所示。（6）計算安全系數(shù)查表得許用安全系數(shù)[S]=計算校核如下：