帶式輸送機畢業(yè)設計

1、設計方向： 帶式輸送機的設計一、 主要參考資料1 程居山.礦山機械.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1997；2 機械設計手冊編寫組.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社,1987；3 方慎權(quán).煤礦機械.徐州:中國礦業(yè)學院出版社,1986；4 潘英.通用機械設計.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2002；5 孔慶華,劉傳紹.極限測量與測試技術(shù)基礎(chǔ).同濟大學出版社,2002；6 唐大放,馮曉寧.楊現(xiàn)卿.機械設計工程學.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2001；7 機械電子工業(yè)部編.機械產(chǎn)品目錄8.機械工業(yè)出版社,1991；8 中國紡織大學工程圖學教研室.畫法幾何及工程制圖.上?？萍汲霭嫔?2000；9 焦作礦業(yè)學院，煤礦

2、機械傳動設計，煤炭工業(yè)出版社，1979；10 候志學，礦山運輸機械，冶金工業(yè)出版社，1996；11 紀名貴，機械設計，高等教育出版社，2004。 二、 畢業(yè)設計的主要內(nèi)容和任務要求 分析帶式輸送機的工作原理，在此基礎(chǔ)上設計出你自己的一套帶式輸送機 ，使得所設計的帶式輸送機順暢高效的完成運輸工作，較傳統(tǒng)的帶式輸送機有獨到之處，創(chuàng)新點鮮明，工作性能穩(wěn)定。 設計的主要內(nèi)容是：工作原理的確定，需要對帶式輸送機的運動裝置進行設計計算，所選帶的參數(shù)，選用電機等做出選擇，所設計的帶式輸送機必須理論上可行。三、 畢業(yè)論文（設計）進度安排：起 訖 日 期工 作 內(nèi) 容備 注2015

3、年12月布置畢業(yè)實習任務和畢業(yè)設計任務2016年1月收集畢業(yè)設計資料2016年2月完成畢業(yè)設計大綱第一、二章內(nèi)容2016年3月完成畢業(yè)設計大綱第三、四、五章內(nèi)容2016年4月完成畢業(yè)設計大綱第六、七、章內(nèi)容2016年5月準備答辯；2016年6月小組答辯，畢業(yè)設計成績評定。學生（簽名）： 年 月 日指導教師（簽名）： 年 月 日系畢業(yè)設計（論文）工作指導小組意見：組長（簽名） 年 月 日 系畢業(yè)論文工作領(lǐng)導小組審核意見：主管領(lǐng)導（簽名） 年 月 日 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計開 題 報 告 （2016屆）題 目 帶式輸送機的設計 指導教師 胡萍 院 系 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學院

4、機電工程系 班 級 機電一體化1302 學 號 姓 名 張磊 二一五年十二月二十六日一、選題意義目前，帶式輸送機已經(jīng)成為露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中重要的組成部分。為了更好的研究帶式輸送機的工作組成原理，發(fā)現(xiàn)及改進其不足之處，本課題所研究的是大傾角、下運帶式輸送機。此次研究的主要問題在于系統(tǒng)的驅(qū)動件布置、軟啟動和制動問題。帶式輸送機向下運送物料時，其驅(qū)動電動的運行工礦有別于一般的帶式輸送機。由于運轉(zhuǎn)上的需要，在結(jié)構(gòu)上有特點，控制上有特殊需求。下運帶式輸送機的制動裝置及其控制技術(shù)尤為關(guān)鍵。如何實現(xiàn)制動與自動張緊，逐漸向智能化、自動化、人性化方向發(fā)張，是目前帶式輸送機的發(fā)展方向，也是本課題的研究

5、目的和意義所在。相信隨著課題的不斷深入，對帶式輸送機將會有更深入的了解，為以后的學習也能打下夯實的基礎(chǔ)。二、研究的主要內(nèi)容，擬解決的主要問題（闡述的主要觀點）帶式輸送機設計的開始，首先要對系統(tǒng)初步設計，接著對系統(tǒng)設計進行設計計算，根據(jù)各個受力的計算，進行機械設備的選擇確定，確定其電動機、減速帶、聯(lián)軸器以及拉緊裝置的選擇；然后對系統(tǒng)電氣控制設計，設計電氣系統(tǒng)綜合保護，軟啟動裝置在設計中，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際要求，確定帶式輸送機的型式，完成各部件的選用設計以及必要部件的校核，最后將他們轉(zhuǎn)化成能夠指導制造、裝配、安裝、調(diào)試。三、研究（工作）步驟、方法及措施（思路）（1）帶式輸送機初步設計計算 輸送機布

6、置形式的分析確定，帶速的選擇；輸送帶帶寬、類型的選擇確定；輸送帶線質(zhì)量的計算；物料線質(zhì)量的計算；托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量的計算；各直線區(qū)段阻力計算；局部阻力計算；輸送帶各點張力計算及強度校核；變坡段曲率半徑的確定；滾筒牽引力與電機功率的計算；拉緊力與拉緊行程的計算；制動(逆止)力矩的計算。（2）機械裝置的選擇與確定 電動機、減速器、聯(lián)軸器的選擇；軟起動裝置、逆止裝置和制動裝置的選擇；傳動滾筒、改向滾筒的選擇與設計；確定托輥、托輥組的種類、結(jié)構(gòu)形式及特點；確定拉緊裝置的結(jié)構(gòu)與特點。四、畢業(yè)論文（設計）提綱第一步，明確設計要求，找出研究的重難點。 第二步，實地觀摩，大量收集國內(nèi)外相關(guān)資料，吸取專家的設計經(jīng)

7、驗。 第三步，初步確定設計方案。 第四步，在老師的指導下完成本次的設計。一、 主要參考資料1 程居山.礦山機械.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1997；2 機械設計手冊編寫組.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社,1987；3 方慎權(quán).煤礦機械.徐州:中國礦業(yè)學院出版社,1986；4 潘英.通用機械設計.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2002；5 孔慶華,劉傳紹.極限測量與測試技術(shù)基礎(chǔ).同濟大學出版社,2002；6 唐大放,馮曉寧.楊現(xiàn)卿.機械設計工程學.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2001；7 機械電子工業(yè)部編.機械產(chǎn)品目錄8.機械工業(yè)出版社,1991；8 中國紡織大學工程圖學教研室.畫法幾何及工程制圖.上海

8、科技出版社,2000；9 焦作礦業(yè)學院，煤礦機械傳動設計，煤炭工業(yè)出版社，1979；10 候志學，礦山運輸機械，冶金工業(yè)出版社，1996；11 紀名貴，機械設計，高等教育出版社，2004。指導教師意見：簽名： 年 月 日系畢業(yè)設計（論文）工作指導小組意見： 簽名：年 月 日系畢業(yè)設計（論文）工作領(lǐng)導小組意見： 簽名：年 月 日 帶式輸送機的設計 設計說明書二一六年五月目錄摘要-2正文-3第1章 帶式輸送機的概述-311 帶式輸送機的應用-312 帶式輸送機的分類及特點-4第2章 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)及原理-521 帶式輸送機的工作原理-622 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)-6 23 布置方式-7第3章 帶式輸

9、送機的變頻調(diào)速控制-831 帶式輸送機的控制要求-932 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)-10 321 系統(tǒng)配置-10 322 控制原理-10 323 系統(tǒng)參數(shù)設置與調(diào)試-13 324 給定參數(shù)的確定-1433 系統(tǒng)的運行結(jié)果-15第4章 其它裝置的選用-1641 制動裝置-1642 改向裝置-1743 給料裝置-17431 給料裝置的基本要求-17432 裝料段欄板的布置及尺寸-18433 裝料點的緩沖-1844 卸料裝置-1945 清掃裝置-1946 頭部漏斗-2147 電氣及安全保護裝置-22結(jié)束語-23致謝-23參考文獻-24摘要本次畢業(yè)設計是關(guān)于DT型固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單

10、的概述；接著分析了膠帶輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾或?qū)Щ匮b置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。本次帶式輸送機設計代表了設計的一般過程, 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。 關(guān)鍵詞：帶

11、式輸送機 傳動裝置 導回裝置正文第1章 帶式輸送機的概述1.1帶式輸送機的應用帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運輸機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。連續(xù)運輸機可分為:(1)具有撓性牽引物件的輸送機,如帶式輸送機,板式輸送機,刮板輸送機,斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等;(2)不具有撓性牽引物件的輸送機,如螺旋輸送機、振動輸送機等;(3)管道輸送機(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送

12、管道.其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的, 帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門,近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設施等。這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h),適用范圍廣(可運送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,特定條件下也可以運人),安全可靠,自動化程度高,設備維護檢修容易,爬坡能力大(可達16°),經(jīng)營費用低,由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。目前,

13、帶式輸送機的發(fā)展趨勢是:大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉(zhuǎn)彎,合理使用膠帶張力,降低物料輸送能耗,清理膠帶的最佳方法等.我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計.鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍：(1)適用于環(huán)境溫度一般為°°C;在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應有采暖設施;(2)可做水平運輸,傾斜向上不超過 (16°)和向下()運輸不超過,也可以轉(zhuǎn)彎運輸;運輸距離長,單機輸送可達15km；(3)可露天鋪設,運輸線可設防護罩或設通廊；(4)輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右;其使用壽命比普通膠帶長;其成槽性好;運輸距離大。1.2帶式輸送機的分類及特點帶式輸送機分類

14、方法有多種,按運輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類,一類是普通型帶式輸送機,這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中,上帶呈槽形,下帶呈平形,輸送帶有托輥托起,輸送帶外表幾何形狀均為平面;另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機,各有各的輸送特點.其簡介如下: .QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TD型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運距一般不超過100m,電機容量不超過22kw. 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里.U形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機,其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物

15、料間產(chǎn)生擠壓,導致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機的運輸傾角可達25°. 管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽,最后形成一個圓管狀,即為管形帶式輸送機,因為輸送帶被卷成一個圓管,故可以實現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染,并且可以實現(xiàn)彎曲運行.氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行,省去了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥,運動部件的減少,總的等效質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且運行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身

16、,把輸送帶的運載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板，一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機,這種機型適用于大傾角,傾角在30°以上,最大可達90°.（6）.壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機的主要優(yōu)點是:輸送物料的最大傾角可達90°,運行速度可達6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結(jié)構(gòu)復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。.鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。第2章 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)及原理2.1 帶

17、式輸送機的工作原理帶式輸送機又稱膠帶運輸機,其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu).帶式輸送機組成及工作原理如圖1-1所示 ,它主要包括一下幾個部分:輸送帶(通常稱為膠帶) 、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等.圖1-1 帶式輸送機簡圖1張緊裝置 2裝料裝置 3犁形卸料器 4槽形托輥5輸送帶 6機架 7傳動滾筒 8卸料器9清掃裝置 10平行托輥 11空段清掃器 12減速器輸送帶5繞經(jīng)傳動滾筒7和機尾換向滾筒1形成一個無極的環(huán)形帶.輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上.拉緊裝置給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力.工作時,傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力

18、帶動輸送帶運行.物料從裝載點裝到輸送帶上,形成連續(xù)運動的物流,在卸載點卸載.一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機頭滾筒(在此,即是傳動滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐,以增加物流斷面積,下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥.帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸.對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸,其傾斜角不超過18°,向下運輸不超過15°。輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件.當輸送磨損性強的物料時,如鐵礦石等,輸送帶的耐久性要顯著降低。提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：（1）增大拉

19、緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟的。故設計時不宜采用。但在運轉(zhuǎn)中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力。?）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。2.2 帶式輸送機的結(jié)構(gòu) 帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)

20、動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。輸送帶是帶式輸送機的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表1-1所示：表1-1 不同物料的最大運角物料種類角 度物料種類角 度煤 塊18 °篩分后的石灰石12°煤 塊20 °干 沙15°篩分后的焦碳17 °未篩分的石塊18°0350mm礦石16 °水 泥2

21、0°0200mm油田頁巖22°干 松 泥 土20°由于帶式輸送機的結(jié)構(gòu)特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送有尖棱的物料。輸送機年工作時間一般取45005500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少

22、的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。2.3 布置方式電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動

23、方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下圖1-2所示：1輸送機典型布置方式第3章 帶式輸送機變頻調(diào)速控制3.1 帶式輸送機的控制要求 帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大67倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動過程不超過35s。驅(qū)動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由

24、電動機、偶合器，減速器 、聯(lián)軸器、傳動滾筒組成。驅(qū)動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈式聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動滾筒。減速器有二級、三級及多級齒輪減速器，第一級為直齒圓錐齒輪減速傳動，第二級為斜齒圓柱齒輪降速傳動，聯(lián)接電機和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯(lián)軸器，一種是液力聯(lián)軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯(lián)軸器時，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。傳動滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側(cè)。在鋁電解陽極生產(chǎn)過程中，皮帶輸送機被廣泛應用于石油焦

25、、瀝青和殘極等散裝物料輸送作業(yè)線上。由于設備故障、異常和生產(chǎn)工藝變化的隨機性，實際皮帶輸送料量變化很大：有時為4.26.1t/h；有時可達到18t/h以上。但老式皮帶輸送機通常設計為1種速度控制(如帶速為0.82m/s或1m/s)，其輸料能力最大為13t/h左右。因而難以滿足實際生產(chǎn)需要，經(jīng)常出現(xiàn)壓料或落料現(xiàn)象(因皮帶上堆料過高，皮帶在運動過程中會出現(xiàn)部分物料滑落在輸送機兩側(cè))。清掃落料需要耗費大量人力，作業(yè)人員易被皮帶掛傷，存在著安全隱患，也會造成原料損失；另外，因設備大修或檢修，有時只有1臺回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，皮帶機實際輸送料量很小，皮帶長期(290天)運行在運行在超低載狀態(tài)；其次每2個月一二期陽

26、極成型安排1次設備計劃檢修(停產(chǎn)1014天)。由于兩成型煅后焦原料倉單臺爬坡皮帶輸送機最大輸送能力不足13.5t/h。當3臺回轉(zhuǎn)窯同時生產(chǎn)時，其煅后焦只能用2條爬坡皮帶就近輸送、存貯。然后再通過車輛轉(zhuǎn)運平衡物料。由于上述問題，提出了應用變頻調(diào)速技術(shù)對皮帶輸送機控制系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)皮帶走速調(diào)節(jié)，達到提高其輸送量，減少皮帶跑空現(xiàn)象，延長皮帶使用壽命等目的。根據(jù)對設備點檢數(shù)據(jù)和維修備件材料消耗分析：改造前皮帶使用周期為1619個月/條；改造后(相同材質(zhì)的皮帶)其使用壽命延長至2634個月/條。3.2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)變頻調(diào)速技術(shù)應用于設備拖動系統(tǒng)中，實現(xiàn)了異步電機低電流啟動、調(diào)速等功能；提高了生產(chǎn)工

27、藝控制精度，延長設備使用壽命、節(jié)約電能等益處。 通過對眾多廠家不同系列變頻器應用情況統(tǒng)計、分析，結(jié)合本系統(tǒng)控制功能的要求，選擇ctv28系列(施耐德生產(chǎn))的變頻器較為適宜，此系列變頻器具有質(zhì)量高、性價低、抗干擾能力強、適合炭素惡劣環(huán)境使用、多參數(shù)控制等功能，十分適合較為復雜多變量控制系統(tǒng)。因此完全滿足皮帶輸送機根據(jù)皮帶重量大小自動調(diào)節(jié)皮帶走速控制要求。3.2.1系統(tǒng)配置(1) 異步電機或電動滾筒參數(shù)型號y160m4、功率11kw、1460r/min、皮帶走速0.82m/s；型號jo2g426、功率4kw、 960r/min、皮帶走速1m/s。(2) 變頻器因本地海拔超過2400余米，在選擇變頻

28、器容量時應考慮其降容因素影響，故留有足夠的余量；型號ctv-28hd23n4、15kw 20hp、33a、380v 50/60hz；型號ctv-28hd12n4、7.5kw、10hp、17a、380v 50/60hz。(3) 皮帶秤型號sm14(三組托輥懸浮式結(jié)構(gòu))：由sm14型全懸浮式稱重橋架、sm12c型測速傳感器、sm2301-d型數(shù)字轉(zhuǎn)換器、sm2301-d積算儀組成；型號sm201(單托輥)：由sm20型杠桿式稱重橋架、sm2012c型測速傳感器、sm2001積算器組成。3.2.2控制原理 中長距離的皮帶輸送機一般采用11kw普通三相交流異步電動機拖動；短距離的輸送機采用4kw三相異

29、步電動滾筒拖動。皮帶輸料機結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示。由于皮帶輸送線上通常設有多個加料口。如我廠煅燒1#、2#、3#回轉(zhuǎn)窯(產(chǎn)能均為6t/h)煅后石油焦原料分別供給2個陽極成型車間生產(chǎn)用料。雖然3臺回轉(zhuǎn)窯排料口通過短皮帶機與2個成型爬坡皮帶連通。但由于1臺爬坡皮帶輸送機原設計輸送料量為13.5t/h。若3臺窯同時給1個成型原料倉上料，則1臺爬坡皮帶輸送機就不能及時將料輸送走。在實際中，通常啟動2條爬坡皮帶同時向2個成型原料貯存?zhèn)}輸料。然后再用車輛轉(zhuǎn)運。故每月要安排40余臺?班次車輛平衡物料(轉(zhuǎn)運成型原料倉內(nèi)的石油焦)。圖1 爬坡皮帶輸送機結(jié)構(gòu)與原理圖針對生產(chǎn)中存在的上述問題，提出了變頻改造計劃，經(jīng)過

30、在1條爬坡皮帶輸送機控制系統(tǒng)改造試驗，并使其工作在60hz條件下，在不同工況環(huán)境下連續(xù)運行，其電機溫度、電流等運行參數(shù)均正常(不超過允許值)；在12hz條件下較長時間運行時，15kw異步電機溫度較高(達到52左右)。 其系統(tǒng)控制原理為：變頻器通過外部電位器給定值與皮帶秤瞬時流量值相比較，作為皮帶輸送機控制變頻器最終給定值，實現(xiàn)皮帶輸送機走速根據(jù)實際皮帶輸料量大小進行適當?shù)卣{(diào)節(jié)和自動控制，其控制系統(tǒng)原理如圖2所示；變頻器控制接線如圖3所示。圖2 皮帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)控制原理圖3 變頻器接線圖應用變頻器控制皮帶走速功能，實現(xiàn)了根據(jù)給料量采取不同的皮帶走速控制方式，達到了自動調(diào)節(jié)皮帶的輸料能力。如

31、3臺回轉(zhuǎn)窯同時生產(chǎn)時，1條爬坡皮帶機的驅(qū)動電機運行在58hz以上就能滿足生產(chǎn)要求；2臺窯生產(chǎn)時，電機運行在46hz左右；1臺窯生產(chǎn)時，電機工作在31hz左右；料量低于2.8t/h或空載時，電機運行在15hz(此值只作為爬坡皮帶最低工作頻率；電動輥筒最低工作頻率可以達到8hz以下)。變頻器改造后，提高了皮帶輸送機的輸送能力，使皮帶輸送機即能保證實際及時輸料目的，又實現(xiàn)了較為經(jīng)濟的運行方式工作。降低設備空耗和磨損，延長設備使用壽命；明顯地減少了一線操作人員的巡視、維護、作業(yè)等日常工作強度；由于輸送機的皮帶走速度由原來0.82m/s(電動輥筒皮帶走速為1 m/s)提高到1.02 m/s (電動輥筒為

32、1.21m/s)，輸料量由原來14.5t/h增加到18.6t/h，備的工作能力提高了24%；每月減少平衡物料用車36臺.次(費用580元/臺.次)；清料次數(shù)減少至9個班1次(改造前為每班1次)；清料量不足0.2t/次(改造前為0.3t/次左右)。1條爬坡皮帶就能完全承擔3臺回轉(zhuǎn)窯煅后焦輸送任務。3.2.3 系統(tǒng)參數(shù)設置與調(diào)試變頻調(diào)速系統(tǒng)安裝完成后，根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行系統(tǒng)調(diào)試，才能更加發(fā)揮其控制效果。本系統(tǒng)調(diào)試主要分為變頻器控制參數(shù)設置和皮帶秤系統(tǒng)參數(shù)設定。由于ctv-28hd系列變頻器具有電機參數(shù)、信號輸入模式等有關(guān)參數(shù)設置，正確設置這些參數(shù)，才能使變頻器運行在最佳工作狀態(tài)。在通常情況下，變

33、頻器停止或鎖定時，方可修改其控制參數(shù)；只有fet、sfr、nrd和sds等少數(shù)參數(shù)可在運行中修改。(1) 變頻器控制功能激活連接(端接)po、pa即可激活變頻器的過流(ocf)、電機短路(scf)、外部故障(eef)、內(nèi)部故障(inf)等保護功能；設置opl為yes(電動機缺相保護動作激活)；設置電動機熱保護動作電流ieh為0.7；設置電動機缺相故障有效opl為yes；設置進線電源缺相故障有效ipl為yes；設置最高輸出頻率bfr、電機銘牌頻率frs均為60hz。(2) 信號輸入設置設置ai1、aic為信號輸入端：ai1為給定輸入1；aic為皮帶秤量信號輸入端。通過給定求和：即aic與ai1信

34、號按照一定的比例求和后，作為變頻器的實際控制信號給定；設置變頻器頻率輸出上限hsp為60hz；設置變頻器頻率輸出下限lsp為15hz：根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析，變頻器運行頻率低于12hz，就會出現(xiàn)電機(普通異步電動機)溫度過高問題。因此將變頻器的輸出下限設置為15hz較為適宜；設置aic輸入的最小值crl為0ma；設置aic輸入的最大值crh為20ma；設置ao為ocr(輸出電機電流信號)；設置ao為電動機電流有效值(輸入代碼ocr)；設置aor為4(模擬輸出信號為4-20 ma)；設置加減速斜坡時間參數(shù)rcc為6s；設置dec為10s(從0到額定頻率的變換范圍，確保dec的值與負載比不要太小)。(3

35、) 其它參數(shù)設定控制功能pic設置為no(修正值為正，電動機轉(zhuǎn)速升高)；aic信號給定斜率xfb設定值為25；極低速度時優(yōu)化力矩ufr設置為45；其余參數(shù)可默認為出廠設定值。3.2.4給定參數(shù)確定 電位器給定作為控制信號1由變頻器的ai1輸入；皮帶秤的瞬時流量信號(020ma)作為控制信號2由變頻器的aic輸入。通過變頻器的程序處理(比例、合成)，作為變頻器的最終控制信號。其主要設置方法如下： (1) 確定給定1信號的范圍。首先斷開皮帶秤信號，將aic和com兩個端子短接， 調(diào)整給定1電位器至最小(一般為0)，啟動變頻器運行(帶載)，緩慢增加給定電位器電阻至變頻器工作在60hz；在調(diào)試過程中應

36、多選擇幾個工作點，以便準確地獲得系統(tǒng)控制曲線；實際驗證時，要在不同給料量條件下進行測試。最大輸料能力的確定是以實際最大負載(如我廠以3臺窯滿負荷生產(chǎn)煅后焦)時，其能及時輸送為原則，測取系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)。(2)確定皮帶秤控制信號比例關(guān)系。將皮帶稱輸出信號接入變頻器，連續(xù)、均勻地給料(皮帶秤信號變化量不超過0.1ma，則可認為給料恒定)，記錄給料量、變頻器輸出(頻率)、電機溫度等參數(shù)值。分析數(shù)據(jù)，則可驗證其設定值的大小是否合理?；蚋鶕?jù)數(shù)據(jù)變化趨勢，采取相應的對策(增加或減小)調(diào)整其比例系數(shù)。本系統(tǒng)最終確定其皮帶秤信號的比率為85(輸入信號合成關(guān)系為ai1×1+aic×85%)。另外

37、若給定值修正不理想，可通過改變皮帶秤的pid參數(shù)(一般是改變比例常數(shù))，也可獲得匹配的參數(shù)修正值。 (3)最高頻率確定。當3臺回轉(zhuǎn)窯滿負荷正常生產(chǎn)時，其1條爬坡皮帶輸料量必須達到18.4t/h(±0.2)，才能保證皮帶不會出現(xiàn)壓料現(xiàn)象，此時變頻器輸出必須超過58hz以上。由于這一頻率超出工頻不多，又電機額定轉(zhuǎn)速為1460r/min(4極)，其工作在58hz時電機轉(zhuǎn)速不超過1740r/min，根據(jù)電機設計學，其小幅度的超頻運行完全可以。經(jīng)過較長時間超頻(60hz)運行，其電機各項運行參數(shù)均正常。 (4)最低頻率確定。由于皮帶輸送機采用普通異步電動機驅(qū)動，其工作頻率低于15 hz時，電機

38、溫度迅速升高，雖然實際中，這洪超低速運行現(xiàn)象較少，但對于拖動系統(tǒng)的安全性和可靠性要求，應盡可能地避免，為此將系統(tǒng)的最低頻率定為15hz。系統(tǒng)投入運行后，為降低系統(tǒng)因傳感器、積算器等控制器的信號波動引起變頻器頻繁工作在加、減速調(diào)節(jié)現(xiàn)象(這會造成電機、變頻器運行溫度較高問題)，可采用延長積算器信號采樣周期和增大pi積分常數(shù)等措施，就能顯著地提高變頻器的穩(wěn)定性。另外采取在變頻器的aic端假裝高頻過濾器，也可改善系統(tǒng)的波動干擾問題；加速時間設定為47s較為適宜：加速時間過長，當皮帶料量突然較大幅度地增加時皮帶不能及時升速，造成壓料現(xiàn)象；加速時間太短，由于皮帶負載時慣性很大，會使皮帶出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。這種設

39、置雖降低了系統(tǒng)的動態(tài)響應性，但卻能提高皮帶輸料機的正常工作穩(wěn)定性。3.3系統(tǒng)運行效果皮帶輸送機采用ctv-28ud變頻器調(diào)速控制，能使輸料機拖動電機工作在1560hz范圍內(nèi)，皮帶走速實現(xiàn)了0.3m/s1.2m/s的較大范圍調(diào)速控制。20052007年，證明，這種小范圍內(nèi)的增加電機最高運行頻率，是完全可行的，其改造效果良好：皮帶輸送能力提高了32.6%(如爬坡皮帶輸料機的輸料量由原來13.2t/h提高到18.6t/h)；皮帶使用壽命延長43%；由于大幅減少了皮帶跑空現(xiàn)象，其皮帶輸送機月耗電降低約9%左右；輸送機維修費用降低47%左右。另外在改造工程中，還具有如下幾點好處： (1) 沒有復雜的外部

40、控制電路設計，調(diào)試過程簡單、易操作，系統(tǒng)易實現(xiàn)； (2) 通過變頻器、皮帶秤功能數(shù)據(jù)修改，就能實現(xiàn)系統(tǒng)控制各項參數(shù)優(yōu)化調(diào)整； (3) 只需購置變頻器；電機、皮帶稱(包括控制儀)、操作柜等可利用原有的設施，改造成本低； (4) 變頻器控制柜是安裝在操作室內(nèi)，其控制系統(tǒng)關(guān)鍵部件變頻器每46個月才需清灰一次，系統(tǒng)維護工作量少。變頻調(diào)速技術(shù)的廣泛應用，能實現(xiàn)設備的節(jié)能控制，提高生產(chǎn)工藝精度，節(jié)約電能，改善一線工作環(huán)境。應用變頻器對皮帶輸料機控制改造，實現(xiàn)了皮帶輸料機走速按照實際物料的進料量大小自動調(diào)節(jié)控制，提高其輸料能力，減少皮帶跑空現(xiàn)象，大幅降低了物料輸送中的能耗，提高設備的利用率。據(jù)統(tǒng)計單臺皮帶輸

41、送機(11kw)月節(jié)電2200kwh以上：每月減少因平衡物料用車費用1.5萬余元。第4章其他裝置的選用4.1 制 動 裝 置對于傾斜輸送物料的帶式輸送機，其平均傾角大于時，當滿載停車時會發(fā)生上運物料時帶的逆轉(zhuǎn)和下運物料時帶的順滑現(xiàn)象，從而引起物料的堆積、飛車等事故，所以應設置制動裝置。制動器是用于機器或機構(gòu)減速使其停止的裝置，有時也能用作調(diào)節(jié)或限制機構(gòu)的運行速度，它是保證機構(gòu)或機器安全正常工作的重要部件。帶式輸送機制動器的種類很多，根據(jù)輸送機的技術(shù)性能和具體使用條件（如功率大小，安裝傾角等），可選用不同形式的制動器。常用的有帶式逆止器、滾柱逆止器、液壓電磁閘瓦制動器和盤形制動器等。制動器的選型

42、要考慮以下幾點：（1）.機械運轉(zhuǎn)狀況，計算軸上的負載轉(zhuǎn)矩，并要有一定的安全儲備。（2）應充分注意制動器的任務，根據(jù)各自不同的執(zhí)行任務來選擇，支持制動器的制動轉(zhuǎn)矩，必須有足夠儲備，即保證一定的安全系數(shù)，對于安全性有高度要求的機構(gòu)需要裝設雙重制動器。（3）制動器應能保證良好的散熱功能，防止對人身、機械及環(huán)境造成危害。輸送機向上運輸時，在停車時需防止輸送帶的反向倒退，此時的制動一般稱為逆止。向下運輸時，在停車時需防止輸送帶的正向前進，此時稱為制動。輸送機應根據(jù)其工作條件設計制動裝置（逆止裝置）。作用在傳動滾筒所需的制動力（或逆止力）應按照輸送機水平、上運和下運三種情況分別確定。 由帶寬B1000mm

43、，滾筒直徑D800mm，V1.6m/s及電動機的功率75kw，查運輸機械設計選用手冊表278，選用制動器型號為：型液壓推桿制動器。4.2 改 向 裝 置帶式輸送機采用改向滾筒或改向托輥組來改變輸送帶的運動方向。改向滾筒可用于輸送帶、或的方向改變。一般布置在尾部的改向滾筒或垂直重錘式的張緊滾筒使輸送帶改向，垂直重錘張緊裝置上方滾筒改向，而改向以下一般用于增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。改向滾筒直徑有250、315、400、500、630、800、1000mm等規(guī)格選用時可與傳動滾筒直徑匹配，改向時其直徑可比傳動滾筒直徑小一檔，改向或時可隨改向角減小而適當取小12擋。本次設計采用3個直徑630mm

44、的改向滾筒,改向180°,3個直徑為500mm和2個直徑為400mm的滾筒來改變較小角度,調(diào)整皮帶位置.改向托輥組是若干沿所需半徑弧線布置的支承托輥，它用在輸送帶彎曲的曲率半徑較大處，或用在槽形托輥區(qū)段，使輸送帶在改向處仍能保持槽形橫斷面。輸送帶通過凸弧段時，由于托輥槽角的影響，使輸送帶兩邊伸長率大于中心，為降低膠帶應力應使凸弧段曲率半徑盡可能大一般按織物芯帶伸長率為%、鋼繩芯帶為0.2計算4.3 給 料 裝 置4.3.1 給料裝置的基本要求 帶式輸送機裝載和轉(zhuǎn)載物料是最重要、最復雜的運輸作業(yè)之一。研究證明，在廣泛應用的中距離輸送機上（長度在260m以內(nèi)），輸送帶的使用期限主要取決于

45、給料裝置的結(jié)構(gòu)是否合理。為了減輕輸送帶的磨損，對給料裝置提出了一系列要求：物料給到輸送帶上的速度快慢和方向應與帶速近似一致，對準輸送帶中心給料，保證物料均勻的給到輸送帶上；在裝料點不允許有物料堆積和撒料現(xiàn)象，應在給料裝置內(nèi)部而不是在輸送帶上形成物流；在裝料設施后面盡量避免設置緊接輸送帶的攔板，盡量減少物料的落差，特別是要防止大塊物料從很高處直接下落到輸送帶上。當被輸送物料的物理機械性質(zhì)變化或使用條件改變時，要有可能調(diào)節(jié)物料的速度，具有良好的通過性能，特別是當輸送強黏性物料時保證不堵塞，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，耐磨性好，等等。運輸夾雜大塊的物料時，給料裝置要有可能先將細塊和粉料卸到輸送帶上形成墊層，

46、然后再裝塊礦石，防止大塊礦石直接沖擊輸送帶。當輸送磨損性強、棱角銳利的大塊物料時，輸送機的受料段最好布置成水平的。當輸送機在傾斜段裝料時，物料在達到帶速之前容易產(chǎn)生紊流，為了防止撒料，必須設置高而長的攔板。給料漏斗的寬度應不大于輸送帶寬度的。另一方面，為防止漏斗堵塞，其寬度應采取如下值：當輸送篩分過的物料時應不小于最大塊度的2.53倍，當運輸未經(jīng)篩分時可取最大塊度的2倍。4.3.2 裝料段欄板的布置及尺寸當物料在離開給料漏斗達到帶速之前，必須用欄板使其保持在輸送帶上。實際上，擋板就是給料漏斗的側(cè)板沿輸送機方向的延長段。當輸送大塊堅硬礦石時，欄板下緣與輸送帶之間的縫隙應沿輸送帶運行方向均勻的增大

47、。這樣擠在欄板下面的塊料隨著輸送帶向前運動，容易從欄板下面被帶出，因此可避免輸送帶被劃傷。為了防止塊狀物料堵塞在欄板之間，通常將兩塊欄板不是相互平行布置，而是向前擴張布置。后欄板的下緣做成弧形，而不是直線。布置中間裝料點的欄板時，必須考慮前面裝料點給到輸送帶上的物料能順利通過。當各中間裝料點的距離較近時，為了避免撒料，最好布置連續(xù)的攔板。為了防止粉礦從欄板下緣與運動輸送帶的縫隙滑出，需在欄板外側(cè)鑲一條厚8mm16mm的密封用硬橡膠面，或?qū)⑼休伣M側(cè)托輥的傾角增大到，有時達。這時僅用金屬欄板導流就能形成穩(wěn)定的物流。 欄板的長度隨物料各到輸送帶上的速度和帶速之差的增大而增大。欄板之間的最大間距通常取

48、槽形輸送帶寬度的。當輸送流動性好的物料時，最好將欄板的間距減少到槽形輸送帶寬度的。4.3.3 裝料點的緩沖帶式輸送機裝卸塊狀特別是比重大的礦石時，輸送帶受很大的沖擊力作用。在這種情況下，輸送帶面層可能被劃破，甚至擊穿，引起輸送帶早期報廢。理論分析證明，輸送帶受沖擊載荷的大小主要與下列因素有關(guān)。即裝載點的高度、礦石塊的質(zhì)量及其棱角的形狀、托輥的質(zhì)量、輸送帶的橫向彈性模量以及托輥襯墊的彈性模量，等等。在裝料點采用緩沖懸掛托輥組，能大大減輕輸送帶的動載荷，減少輸送帶損壞的幾率。提出以下幾點建議供設計、運輸大塊物料的輸送帶輸送機裝料點時參考：.輸送帶所受的動載荷隨著相互沖擊物體質(zhì)量的減小而減小。在礦石塊質(zhì)量給定的情況下，只要減輕參與沖擊作用的托輥組的質(zhì)量，就可使動載荷減小。借助緩沖裝置使托輥組與輸送機機架隔離，亦即采用懸掛托輥組，是減輕動載荷的一種有效方法。將懸掛托輥組各托輥之間做成彈性連接，可進一步減輕輸送帶的動載荷。.當采用動托輥組時，借增多托輥數(shù)量和改變幾何形狀以減少托輥組的折算質(zhì)量，以及降低給料高度，同樣能減輕輸送帶的動載荷。.給緩沖托輥加襯，是減輕輸送帶動載荷的及其有效的方法。同時托輥襯墊的彈性模量應大大低于輸送帶的彈性模量，而且襯墊應具有足夠大的厚度（3cm5cm）。.在不顯著增大托輥組重量的條件下，應盡量增大托輥的直徑，運輸大塊堅硬物料的輸送帶應比普通