【導(dǎo)讀】帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結(jié)構(gòu)簡單、運行。管理維護方便，在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸。本論文主要涉及了帶。式輸送機的機械設(shè)計和電器原理設(shè)計部分。理論上的計算選出合適的輸送機部件。其中包括輸送帶的類型、帶寬和帶。電動機、減速器、盤式制動器、液力耦合器的選擇等；第二步是施工設(shè)計，布置圖紙的設(shè)計工作。

　　

【正文】 緊急制動與系統(tǒng)突然斷電 當(dāng)機電設(shè)備接受到緊急停車指令或供電系統(tǒng)突然斷電時，電機 比例1— 粗濾油器， 2— 電動機； 3— 油泵； 4— 精濾油器； 5— 單向閥； 6— 電磁換向閥； 7— 蓄能器； 8— 調(diào)速閥； 9— 比例閥； 10— 溢流閥； 11— 安全閥； 12— 手動換向閥； 13— 開關(guān)； 14— 壓力表； 15— 油箱 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 閥 9 和電磁換向閥 6 斷電，系統(tǒng)通過溢流閥 10 使油壓降至預(yù)先的調(diào)定值，制動閘快速貼制動盤，此后蓄能器的油液通過調(diào)速閥 8 卸壓，制動力矩逐漸增大，機電設(shè)備平穩(wěn)減速停車。 ⑧ 配套電控 電控系統(tǒng)是專門針對 KZP 系列盤式 可控制動裝置開發(fā)的，能夠?qū)崿F(xiàn)機械系統(tǒng)（尤其是帶式輸送機）可控制動要求的控制裝置。它是以高性能可編程序控制器（ PLC）為核心，并配備專用電液比例放大板，以實現(xiàn)制動裝置的可控制動性能。 根據(jù) 要求和現(xiàn)場需要，電氣控制系統(tǒng)分別有 BSY 型防爆型和KXJ51140 型隔爆型兩種不同配置的控制箱。 BSY 型電控不帶操作臺，控制起動按鈕以及各類保護顯示均在控制箱箱體上，它能夠?qū)崿F(xiàn)單電機或雙電機驅(qū)動單元的軟起動控制； KXJ5 型電控配有多功能操作臺，各種起動控制按鈕以及信號顯示均在操作臺上，非常方便操作、調(diào)試以及故障診斷，它能夠 實現(xiàn)多電機驅(qū)動單元的軟起動控制。 驅(qū)動裝置及其布置 驅(qū)動裝置的作用是在帶式輸送機正常運行時提供牽引力或制動力。它主要由傳動滾筒、減速器、聯(lián)軸器、電動機、軟啟動等組成。電動機與減速器又構(gòu)成驅(qū)動單元。 （ 1）驅(qū)動裝置型式 驅(qū)動裝置按傳動滾筒的數(shù)目分為單滾筒驅(qū)動、雙滾筒驅(qū)動及多滾筒驅(qū)動；按電動機的數(shù)目分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。每個傳動滾筒機可配一個驅(qū)動單元又可配兩個驅(qū)動單元，而且每個驅(qū)動單元也可以驅(qū)動兩個傳動滾筒。 動單元的軸線與輸送機身的關(guān)系，驅(qū)動裝置的布置形式有垂直式和并列式兩種。并列式與 垂直式相比較具有驅(qū)動裝置橫向尺寸小，占地面積小，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 適宜于工作空間小的場合，特別對煤礦井下更有意義。但并列式布置要求使用垂直出軸減速器，因此制造要求高，價格也比較高。我國 TD75 與 DX系列帶式輸送機驅(qū)動裝置均為垂直布置。 按驅(qū)動單元的固定方式可分為側(cè)掛式與基本式?；臼接址譃楣潭ㄊ絾吸c浮動支承式。側(cè)掛式的驅(qū)動單元掛在機頭一側(cè)，不需地基，基建投資少，不必考慮地面的崎嶇不平，安裝調(diào)試方便，但加裝制動裝置有困難。固定式的驅(qū)動單元固定在機座上，機座用螺栓固定的基礎(chǔ)上，減速器與傳動滾筒之間采用固定式聯(lián)軸器，這種固定方式要 求安裝精度高，但往往由于制造和安裝的誤、工作載荷引起的軸和支承部分的變形以及基礎(chǔ)下沉等不均衡因素使兩根軸的對中受影響，從而大大地降低了傳動性能。而單點浮動支承可以克服這一不足。整個驅(qū)動單元安裝在浮動底座上。浮動支承從理論上講減速器不受附加彎矩，機殼不受附加應(yīng)力的影響，因此機殼的壽命比較長浮點支承受力分析，減速器傳給主動滾筒轉(zhuǎn)矩 T 時，減速器殼體必受反作用轉(zhuǎn)矩 T?。根據(jù)力矩平衡原理即可求出球鉸點距質(zhì)心的距離 L，即 WTL ?? 式中 T?— 作用于減速器機殼的反作用轉(zhuǎn)矩， Nm； W— 傳動系統(tǒng)的重力， N。 當(dāng)正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，由于反轉(zhuǎn)矩的T?的作用，輔助支點（千斤頂）與底座脫開；停機時，T?=0，在重力 W 作用下，底座與千斤頂接觸，輔助支點起作用。 減速器采用軸裝式減速器，即輸出軸是空心的，主動滾筒與軸，減速器輸出軸與主動滾筒軸的聯(lián)接采用各種鎖緊裝器聯(lián)接。這種聯(lián)接的缺點是拆卸減 速器必須把整個減速器與電機底座一起外移，給檢修更換零件造成困難。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 （ 2）電動機 帶式輸送機驅(qū)動裝置最常用的電動機是三相籠型電動機，其次是三相繞線型異步電動機，只有個別情況下才采用支流電動機。 型電動機與其他兩種電 動機相比較具有結(jié)構(gòu)簡、制造方便和易隔、運行可、價格低廉等一系列優(yōu)點，并且在輸送機上便于實現(xiàn)自動控制，因此在煤礦井下得到廣泛的應(yīng)用。其最大的缺點是不能經(jīng)濟地實現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速，起動力矩不能控制，起動電流大。當(dāng)驅(qū)動裝置采用剛性聯(lián)軸器時，同時在多滾筒傳動系統(tǒng)中，難以調(diào)整整個電動機之間的負(fù)載分配，這個缺點可通過使用液力聯(lián)軸器在一定程度上得以克服。我國帶式輸送機常用這種電動機的型號有 JO、 JO JQO JS、 JB、 BJO2。目前，我國已經(jīng)生產(chǎn)出最新 Y 系列三相異步電動機，它是一般用途的全封閉自扇冷三相籠型電動機 ，功率等級和安裝尺寸符合國際電工委員會（英文縮寫為 IEC）標(biāo)準(zhǔn)。它與被替代的 JO JO3 系列相比較具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、性能好、噪音低、震動小可靠性高等優(yōu)點。 YB 系列三相電動機派生的隔爆型三相異步電動機，它除了有 Y 系列電動機的優(yōu)點外，還有隔爆結(jié)構(gòu)先進(jìn)，使用可靠等優(yōu)點。它相應(yīng)替代了 BJO2 和 BJO3 系列電動機。 三相繞線型電動機具有較好的調(diào)速特性，在其轉(zhuǎn)子回路中串電阻，可以解決輸送機各傳動滾筒間的功率平衡問題，不致使個別電動機長時過載而燒壞或悶車；可以通過串電阻起動以減小對電網(wǎng)的負(fù)荷沖擊，同時 又可以按所需的加速度調(diào)整時間斷電器或電流繼電器進(jìn)行電阻的逐步切換，以實現(xiàn)平穩(wěn)起動。三相繞線型電動機在結(jié)構(gòu)和控制上都比較復(fù)雜，如果帶電阻長時運轉(zhuǎn)使電動機發(fā)熱、效率降低，使用壽命短，尤其在隔爆方面很難做到，因此煤礦井下很少采用。一般長距離、大功率帶式輸送機應(yīng)用較多，我國 DX 系列帶式輸送機除隔爆式電動機采用三相籠型電動機外，其余均使用三相繞線型電動機，主要型號有： JR、 JRQ、 YR 系列電動機。這種電動機最突出的優(yōu)點就是調(diào)速特性好，起動轉(zhuǎn)矩大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護量大。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 與同容量的異步電機相比較，重量是異步電機的 2 倍，價 格是異步電機的3 倍，而且需要直流電源，因此只有在特殊情況（例如調(diào)速性能高）下才采用，直流電機在要求隔爆的場合使用很少。 （ 3）減速器 動單元用的減速器從結(jié)構(gòu)形式分為直交軸式和平行軸式，按固定形式分為懸掛式與落地式。根據(jù)使用要求輸出軸可以做成空心。 本設(shè)計選用圖號為 DCY50040 的減速器。 （ 4）聯(lián)軸器 驅(qū)動裝置中的聯(lián)軸器分為高速聯(lián)軸器和低速聯(lián)軸器，它們分別安裝在電動機與減速器之間和減速器與傳動滾筒中間。常見的高速聯(lián)軸器有尼龍柱銷聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器和粉末聯(lián)軸器等；常見的低速聯(lián)軸器有十字滑塊聯(lián)軸器和棒銷聯(lián) 軸器等。液力聯(lián)軸器與籠型轉(zhuǎn)子異步電動機聯(lián)合工作具有改善電動機起動性能、均衡負(fù)荷、保護電機的優(yōu)點。目前國內(nèi)外對于大型帶式輸送機為改善起動、調(diào)速、均衡載荷等廣泛推廣使用調(diào)速液力耦合器和油膜離合器。 本設(shè)計選用的高速聯(lián)軸器型號是 ML10，低速聯(lián)軸器型號為 ZL13。 （ 5）驅(qū)動裝置位置的選擇 帶式輸送機其他參數(shù)已定，如果忽略由于張力變化而引起主力變量時，驅(qū)動裝置功率與其位置選擇無關(guān)，但其位置影響輸送帶的各點張力。因此，在選擇驅(qū)動裝置位置時應(yīng)考慮以下兩點： ① 盡量將驅(qū)動裝置的位置選擇在使輸送帶的最大張力值為最小。這樣可是輸送帶的強度、價格相對降低，運行阻力也能減少，能耗降低，提高了輸送帶、滾筒及其他部件的壽命。 根據(jù)上述原則，一般驅(qū)動滾筒應(yīng)選擇在松邊張力較大的位置。如輸送機傾斜上運行時，驅(qū)動裝置盡量設(shè)在上部即卸載端；當(dāng)傾斜下運并處于發(fā)電制動工況時，驅(qū)動裝置也應(yīng)盡可能放在上部。這樣布置不僅有利于減小山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 輸送帶張力，而且有利于制動，避免發(fā)生飛車事故。 ② 適當(dāng)考慮安裝、維修、搬運及特殊條件的要求。例如煤礦井下的上山運輸，由于巷道狹窄，驅(qū)動裝置放在上部給更換電機、減速器、驅(qū)動滾筒等部件帶來了困難，同時供電線路加長，而且隨著工作面的 不斷推進(jìn)要求上部滾筒能經(jīng)常下移，故驅(qū)動裝置在上部回帶來拆卸的不便，這時驅(qū)動裝置可適當(dāng)向下布置，但盡量避免放在下端。 清掃裝置 在帶式輸送機運行過程中，不可避免的有部分細(xì)塊和粉料粘到輸送帶的表面，不能完全卸凈。當(dāng)表面粘有物料的輸送帶通過回程托輥或?qū)驖L筒時，由于物料的積累而是它們的直徑增大，加劇托輥和輸送帶的磨損，引起輸送帶跑偏，同時不斷掉落的物料又污染了場地環(huán)境。如果粘有物料的輸送帶表面與傳動滾筒表面相接觸，除有上列危害外，還會破壞多滾筒傳動的牽引力分配關(guān)系，以致使某些電機過載而燒毀。 因此，清掃粘結(jié)在輸送帶表面的物料，對于提高輸送帶的使用壽命和保證輸送帶的正常運轉(zhuǎn)是具有重要意義的。 對清掃裝置的基本要求是：清掃干凈，清掃阻力小，不損傷輸送帶的覆蓋層，結(jié)構(gòu)簡單而可靠。常用的清掃裝置有刮板式清掃器、清掃刷， 此外，還有水力沖刷、振動清掃器等，采用哪種裝置，應(yīng)視所輸送物料 粘性而定。目前，應(yīng)用比較好的清掃器有 P 型橡膠彈簧清掃器、 H型橡膠彈簧清掃器和 TQ 型硬質(zhì)合金刮片清掃器。 清掃裝置一般安裝卸載滾筒 下方是輸送帶在進(jìn)入空載分支前將粘附在輸送帶上的物料清掃掉，有時為了清掃輸送帶非承載面 上的粘附物，防止物料堆集在尾 部滾筒或拉緊滾筒處，還需在機尾空載分支安裝刮板式清掃裝置。 選用圖號 DTⅡ 06E1 頭部清掃裝置，圖號 DTⅡ 06E2 空段清掃裝置。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 3 可編程控制器（ PLC） 簡介 可編程控制器是自自動控制技術(shù)、微計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，目前它已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。 PLC 優(yōu)越的性能 （ 1）靈活性和通用性強。 PLC 是利用存儲在機內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)各種控制功能的。因此，在 PLC 控制的系統(tǒng)中，當(dāng)控制功能改變時只需修改程序即可， PLC 外部接線改動極少，甚至可不必改動。一 臺 PLC 可以用于不同的控制系統(tǒng)，只不過改變了其中的程序罷了。其靈活性和通用性是繼電器控制電路所無法比擬的。 （ 2）抗干擾能力強、可靠性強。 繼電器控制系統(tǒng)中，由于器件的老化、脫焊、觸點的抖動以及觸點電弧等現(xiàn)象是不可避免的，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。繼電器控制系統(tǒng)的維修工作不僅耗資費時，而且停產(chǎn)維修所造成的損失也不可估量。而在 PLC控制系統(tǒng)中，大量的開關(guān)動作是由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成的，加之 PLC在硬件和軟件方面都采取了強有力的措施，使產(chǎn)品具有極高的可靠性和抗干擾能力，故此 PLC 可以直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定的 工作。從國內(nèi)外使用 PLC 的實際情況來看，平均無故障率可以達(dá)到幾萬甚至幾十萬小時以上。因而 PLC 被譽為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的計算機”。 PLC 在硬件和軟件方面主要采取以下措施來提高其可靠性。 ① 硬件方面采取的措施 對電源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾；對供電系統(tǒng)及輸入電路采取多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各部分之間的相互影響；對 PLC 內(nèi)部所需的 +5V 電源采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以消除由于交流電網(wǎng)的山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 波動引起的過電壓、欠電壓的影響 ；采用光電隔離措施，有效的隔離了內(nèi)部與外部電路間的直接電聯(lián)系，以減少故障和誤動作；采用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，一旦某一模塊有故障，就可以迅速更換模塊，從而盡可能縮短系統(tǒng)的故障停機時間。 ② 軟件方面采取的措施 其一，對掉電、欠電壓、后備電池電壓過低及強干擾信號等， PLC 通過監(jiān)控程序定時地進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到故障時，立即把當(dāng)前狀態(tài)保存起來，并禁止對程序的任何操作，以防止存儲信息被沖掉。故障排除后立即恢復(fù)到故障前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行程序。其二， PLC 設(shè)置了監(jiān)視定時器，如果程序每次循環(huán)的執(zhí)行時間超過了規(guī)定值，表明程序已進(jìn)入死循 環(huán)，則立即報警。其三，加強對程序的檢查和校驗，發(fā)現(xiàn)錯誤立即報警，并停止程序的執(zhí)行。其四，利用后備電池對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護，確保停電時信息不丟失。 由于采取了以上措施， PLC 的抗干擾能力和可靠性得到大大提高。 （ 3）編程語言簡單易學(xué)。大多數(shù) PLC 采用類似繼電器控制電路的“梯形圖”語言編程，清晰直觀，簡單易學(xué)。 （ 4） PLC 與外部設(shè)備的連接簡單、實用方便。 PLC 的輸入 /輸出接口已經(jīng)做好，其輸入接口可以直接與各種輸入設(shè)備（如按鈕、各種傳感器等）連接，輸出接口具有較強的驅(qū)動能力，可以直接與繼電器、接觸器 、電磁閥等強電電器連接，接線簡單，使用非常方便。 （ 5） PLC 的功能強、功能的擴展能力強。 其一， PLC 利用程序進(jìn)行定時、計數(shù)、順序、步進(jìn)等控制，十分準(zhǔn)確可靠。而用繼電器控制時，需使用大量時間繼電器、計數(shù)器，步進(jìn)控制開關(guān)等設(shè)備，其準(zhǔn)確性與可靠性無法與 PLC 相比。其二， PLC 還具有 A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)運算和數(shù)據(jù)處理、運動控制等功能。因此，它既可對開關(guān)量進(jìn)行控制，又可對模擬量進(jìn)行控制。其三， PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，因山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 此，它不僅可以控制一臺單機、一條生產(chǎn)線，還可控制一個機群、多條生產(chǎn)線，它既可現(xiàn)場控制，也可遠(yuǎn) 距離對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。 PLC 的功能擴展極為方便，硬件配置相當(dāng)靈活，根據(jù)控制要求的改變，可以隨時變動特殊功能單元的種類和個數(shù)，再相應(yīng)修改用戶程序就可以達(dá)到變換和增加控制功能的目的。 （ 6） PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試周期短。由于 PL