【文章內(nèi)容簡介】 時間：分類物品的最大長度（m）:分類裝置長度（m）:分類部的物品推出速度（m/min）:主輸送線物品速度(m/min):在分類段的動作和分類段的復位過程中浪費的時間（s）:分類的總時間（s）由于電動滾筒具有結(jié)構緊湊，傳動效率高，噪聲低，使用壽命長，運輸平穩(wěn)，工作可靠，密封性好，占據(jù)空間小，安裝維修方便等優(yōu)點，并且適合在各種惡劣環(huán)境條件下工作，包括潮濕，泥濘，粉塵多的工作環(huán)境，所以目前國內(nèi)外已將電動滾筒廣泛應用于采礦，冶金，煤炭，交通，能源，糧食，煙草，化工，建材，郵電，航空，農(nóng)林，印刷，商業(yè)等各個生產(chǎn)建設領域。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電動滾筒作為主動輥子已廣泛應用于各種生產(chǎn)線中的輥子輸送機和輥道輸送機，用來輸送成件物品。所以本設計采用電動滾筒。參見《電動滾筒設計與選用手冊》DIN22101標準及JOKI公司計算方法軸功率為式中L—輸送長度，mH—輸送物料提升高度，mV—帶速，m/s B—輸送帶寬，mmQ—輸送量，t/h =電機功率的計算輸送帶所需電機功率的表達式為 式中—電動機功率，kw—輸送機所需要的軸功率，kw—總機械效率由于電動滾筒比一般傳動滾筒的傳動機構至少少了兩個聯(lián)軸器，因此考慮總效率η時，只需考慮電動滾筒機械效率和滾筒表面效率?！@里取η1=； 取國家標準電動滾筒功率電動滾筒選型注意事項。電動滾筒的功率在下列情況下需要進行修正⑴電動滾筒每天連續(xù)工作超過8h，電動機的功率需要提高一檔。⑵滾筒體表面有包層的電動滾筒，電動機的功率需要提高一檔。⑶頻繁起動的電動滾筒，電動機的功率需要提高一檔。由于本設計是自動生產(chǎn)線，每天工作必定超過8h。則查《電動滾筒設計與選用手冊》可得由天津市叉車總廠電動滾筒廠生產(chǎn)的電動滾筒有如下參數(shù)： 表32 滾筒參數(shù)表滾筒直徑mm電機功率kw帶速m/s滾筒長度mm60～～≥30090～～≥350112～～≥350132～～≥350因此，590型號的電動滾筒一定能夠滿足要求，,最大扭矩為50Nm。其外形尺寸如圖31所示： 圖31電動滾筒外型結(jié)構圖在輸送機和進給臺上，由于電動滾筒功率很小，滾筒直徑較小，試選用尼龍帆布NN100這個型號為帶芯層，取最小層數(shù)Z=2。 NN100：尼龍芯，扯斷強度△為100N/mm。其中，NN（尼龍）可以耐高溫（80℃～150℃），摩擦性能好，不易產(chǎn)生帶跑偏的現(xiàn)象。由于其負載輕、長度短，故在保證足夠摩擦性的情況下選用傳動帶作為輸送帶使用。帶的接頭方式優(yōu)先采用熱硫化膠接或冷膠法。膠帶輸送機最大張力計算輸送機最大許用工作張力按下式計算：式中：Smax——輸送帶的最大工作張力N B ——帶寬（mm） △——輸送帶的縱向扯斷強度（N/mm層） Z ——輸送帶芯層的帆布層數(shù) N ——輸送帶安全系數(shù)表33 安全系數(shù)表帶芯材料工作情況SstaSinstaDTⅡ型建議N棉帆布有利≥≥N=8～9尼龍正?！荨軳=10～12條件惡劣可大于此值聚酯不利≥≥N=10～12條件惡劣可大于此值鋼絲繩芯有利≥≥N=7～9鋼絲繩芯正?！荨軳=7～9鋼絲繩芯不利≥≥N≥79輸送帶的安全系數(shù)DIN221011982規(guī)定分兩種工況，即穩(wěn)定工況安全系數(shù)Sata和非穩(wěn)定工況安全系數(shù)Sinsta。選擇NN100為帶芯層，取其最小層數(shù)Z＝2△＝100N/mm層，其層厚為1mm，， kg/m2①輸送帶厚度（mm）= 布層數(shù)層重＋上膠厚＋小膠厚 ②輸送帶質(zhì)量 =［布層數(shù)每一層質(zhì)量＋（上膠厚＋下膠厚）單位膠料的質(zhì)量］帶寬帶長 ③最大許用工作張力取尼龍芯安全系數(shù)為10校驗其扭矩T:運行阻力式中： ——主要阻力，N；——附加阻力，N；——特種主要阻力，N；——特種附加阻力,N；——傾斜阻力，N；（1）主要阻力FH：輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和，可用下式計算得 式中：——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定,；——輸送機長度，6m；——重力加速度g=——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，0——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，0——每米輸送帶質(zhì)量，——每米長度輸送物料質(zhì)量， ——輸送帶上升角度，0（2）附加阻力FN：輸送機附加阻力包括加料段物料加速和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力，加料段加速物料和導槽兩側(cè)欄板間的摩擦阻力，輸送帶繞過滾筒的彎曲阻力和除傳動滾筒的改向滾筒軸承阻力四部分。可用下式計算得到：式中： ——加速物料和輸送帶間的慣性阻力和摩擦力，0 ——被輸送物料和導料板間的摩擦阻力，0 ——輸送帶繞經(jīng)滾筒的纏繞阻力 表示輸送帶的厚度 ——滾筒軸承阻力，0 所以 （3）特種主要阻力、特種附加阻力和傾斜阻力在本設計中都為0N。所以圓周驅(qū)動阻力：所以輸送帶有效拉力為Fy和為膠帶與滾筒相遇點和分離點張力，它們與有效拉力關系為：式中： 式中圍包角α=π，μ=所以可求得：對電動滾筒而言，滾筒直徑為D=132mm 故扭矩小于50 Nm,所以滿足設計要求。 且最大工作張力為最大工作張力遠遠低于輸送帶的最大許用張力10000N，故所選膠帶滿足輸送要求。改向滾筒選擇其直徑與電動滾筒相同的型號，型號為GD132A,尾部拉緊裝置其拉緊行程為100mm，根據(jù)《新型帶式輸送機設計手冊》推倒得出，因為30m 膠帶對應的張緊行程為500mm，所以我的6m膠帶張緊行程為100mm，適用于輸送部分輸送機的拉緊。能有效地保證輸送機的正常工作，防止跑偏。本設計采用長方形的輸送機作為分揀轉(zhuǎn)臺，其旋轉(zhuǎn)時與進給臺和過渡輸送機之間必然會產(chǎn)生干涉，要避免這種情況，就必須在分揀轉(zhuǎn)臺和進給臺與過渡輸送機之間留有間隙，下面以1000mm500mm的分揀轉(zhuǎn)臺為例，如下圖32所示。圖32分揀臺輸送機 當轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到45176。（如圖所示的位置）時，將產(chǎn)生最大的間隙，其值為： 其產(chǎn)生的間隙影響工作的可靠性，使得從進給臺輸送來的物品容易掉落被卡住，縮小了分揀轉(zhuǎn)臺的適用范圍。為此，我采用自己設計的分揀轉(zhuǎn)臺，帶式輸送機的空間布置不在一個平面從而避開干涉現(xiàn)象產(chǎn)生。整體結(jié)構如圖33所示。3固定帶式輸送機 轉(zhuǎn)臺輸送機 臺式條碼閱讀器 光電傳感器 接收輸送機 計算機控制器圖33整體結(jié)構布置形式分揀轉(zhuǎn)臺分為兩個部分，上部為膠帶輸送機部分，主要作用是進行物品的輸送；下面為分揀部分，主要作用是分揀旋轉(zhuǎn)。上下兩部分通過鋼珠進行支撐、旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構如圖34所示： 圖34 轉(zhuǎn)臺原理圖1：膠帶；2：電動滾筒；3：支架；4：鋼珠；5：步進電機；6：底座；7：貨物最常見的有三種驅(qū)動方式，液壓傳動、氣壓傳動和步進電機驅(qū)動。下面是他們優(yōu)缺點的比較和適用的范圍。液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。液壓傳動技術是機械設備中發(fā)展速度最快的技術之一，特別是近年，進入了一個新的發(fā)展階段。液壓傳動在許多領域中是機械傳動無法取代的：1 液壓技術既能實現(xiàn)高速大扭矩傳動，也能實現(xiàn)低速大扭矩傳動；2 采用適當?shù)墓?jié)流技術可使運動機構的速度十分均勻穩(wěn)定；3 使用伺服、仿形、調(diào)速等機構，可使執(zhí)行件的運動精度達到很高，甚至以微米計；4 液壓傳動可靈活布局，而其體積，重量遠比機械傳動??；5 液壓傳動運動方向很容易控制，而控制所需的功率又很小；6 液壓傳動系統(tǒng)磨損小，效率高，標準化程度高，是最為經(jīng)濟的。氣壓傳動是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和控制信號，控制和驅(qū)動各種機械和設備，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中機械化、自動化的一門技術。他是流體傳動及控制學科的一個重要分支。因為以壓縮空氣為工作介質(zhì)，具有防火、防爆、防電、防電磁干擾、抗振動、沖擊、輻射，無污染，結(jié)構簡單，工作可靠等特點。表34 下面是液壓傳動和氣壓傳動的優(yōu)缺點的比較：傳動方式 氣壓傳動 液壓傳動 優(yōu)點 　能源經(jīng)濟，其工作介質(zhì)是空氣，取之不盡，用之不竭　工作介質(zhì)是液壓油，需補充和更換　防火防爆，工作環(huán)境條件適應強　相對氣動環(huán)境要求較高　能源損失小，容易實現(xiàn)集中供應和遠距離輸送　每臺裝置需要一臺泵站，而且安裝不能太遠　適合于高速間歇運動　適合于中、低速連續(xù)運動　自保持能力強，即斷電后由于氣體的壓縮性機械裝置能在較長的一段時間停留在原來的位置上　　可靠性高，壽命長　壽命較短　安全方便，氣動元件結(jié)構簡單、輕便，安裝維修方便　結(jié)構復雜，安裝維修不方便缺 點 　穩(wěn)定性差　穩(wěn)定性好　輸出功率小　輸出功率大　噪聲大　噪聲小　潤滑性差　潤滑性好步進電機是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移或直線位移的元件，由專用電源供給電脈沖。每輸入一個脈沖，電動機前進一步，輸入量為脈沖信號，輸出量為增量角位移或者直線運動，電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率存在正比關系，所以又稱為脈沖電動機。式中 ——電機平均轉(zhuǎn)速（r/min）——電機步距角（℃）——脈沖頻率（hz）在速度和位置控制系統(tǒng)中，步進電機驅(qū)動系統(tǒng)具有運行可靠、結(jié)構簡單，成本低，維修方便等優(yōu)點。其步距角值和旋轉(zhuǎn)速度不會因電壓，電流，溫度等因素而波動，可以做到快速啟動，反轉(zhuǎn)和制動。步進電機主要應用領域有：計算機外部設備、攝影系統(tǒng)、光電組合裝置、閥門控制、核反應堆、銀行終端、數(shù)控機床、自動繞線機、電子鐘表及醫(yī)療設備等。各類裝置或系統(tǒng)在采用步進電機時，應充分注意步進電動機的運行特點，全面考慮技術經(jīng)濟指標。表35 步進電機的優(yōu)點和缺點優(yōu)點缺點①無積累誤差②采用數(shù)字脈沖信號控制，不需數(shù)模轉(zhuǎn)換，便于和計算機連接③結(jié)構簡單，成本低，無滑環(huán)和電刷，便于維修④可堵轉(zhuǎn)運行而不會燒毀⑤可以開環(huán)控制，抗干擾能力強、啟動、反轉(zhuǎn)、定位都很方便①運動增量或步距角是固定的，分辨率不能改變②效率低③單步響應有超調(diào)和震蕩④不適合慣性的的負載⑤摩擦負載影響精度⑥性能指標受控制，驅(qū)動電路影響較大驅(qū)動電路及運行方式 步進電動機運行時受電脈沖信號控制的，脈沖信號的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件組成一定的電路來完成。脈沖信號直接由計算機給出，分配可以用硬件構成環(huán)形分配起來完成，也可以通過計算機編程來實現(xiàn)。設計步進電動機的驅(qū)動電路時，應考慮如下4條原則：（1）在通電周期內(nèi)，能提供足夠大的矩形或接近矩形的電流波形（2）在保證步進電動機具有良好性能的前提下，驅(qū)動電路的效率要高，功耗要?。?）要求驅(qū)動電路運行可靠，性能穩(wěn)定，便于維修（4）價格便宜表36 步進電機驅(qū)動電路分類分類依據(jù)類型按電路結(jié)構分類①單壓驅(qū)動②雙壓驅(qū)動③調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動④細分驅(qū)動⑤平滑驅(qū)動按開關元件類型分類①晶體管驅(qū)動②高頻晶閘管驅(qū)動③可關斷晶閘管驅(qū)動④混合元件驅(qū)動 根據(jù)上述4條原則和上表的驅(qū)動電路類型并權衡系統(tǒng)的各項經(jīng)濟技術指標選擇適應的電路。由于同樣一臺電機會因為配備的驅(qū)動電路不同而測試所得的性能差別很大，所以設計和應用時必須全面考慮，使電機和驅(qū)動電路能夠相互補償，獲得較好效果。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 其中以磁阻式(反應式)和感應子式（混合式）應用最多。（一）反應式步進電機原理由于反應式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應式步進電機原理。