基于单片机的带式输送机安全监控系统(编辑修改稿)

基于单片机的带式输送机安全监控系统(编辑修改稿)内容摘要：

重量的 30%～ 40%； 因此它在平时工作运行时，需要经常进行 管理、维护和更 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 (论文 ) 第 13 页 换。 托辊 的寿命 和 可靠性 直接 决定 了皮带 输送机的功效。 如果 托辊 的 使用寿命短 的话， 会增加 皮带 输送机的维修费用；堵转的托辊会磨损昂贵的输送带， 如果托辊 转动不灵活 ，也会增 大 输送机的功耗； 并且也 可 能会 导致煤尘 、 爆炸矿井瓦斯 等 严重 矿井 事故。 一般 托辊的预期使用寿命大约 为 2～ 5 万 小时 ，但 如果工作 在恶劣条件，如 在 煤矿井 下工作， 托辊实际使用 的 寿命 会 低于预期寿命。 托辊 按照不同的 用途分 ，可以分 为承载托辊（上托辊）、回程托辊（下托辊）、调心托辊 和 缓冲托辊。 托辊的结构 和在现场 具体 的 布置形式 直接 决定 了皮带 输送机的类型 和输送机 所运物料的性质。 承载托辊 为了 支承输送带与物料 ，需要 安装在有载分支上。 在 实际生产 中， 输送带 所输送物料性质的不 一样 ，输送带承载断面的形状 也要 有相应的 改变。 比如说 ， 在 运送散状物料 的时候 ， 需要 防止物料的撒落 和 提高 运输的 生产率， 一般情况下都 采用 的是 槽形托辊。 因为 槽形托辊一般由 3 个或 3个以上 的 托辊组成。 目前 ， 普通槽形托辊 的成槽角 都是 35176。 ，托辊之间 通过 固支 或者 铰接 连接在一起。 如果输送 成件物品 一般 采用平行承载托辊。 回程托辊 的作用是 支承输送带 ，所以 安装在空载分支 上。 一般都 采用平行托辊， V形回程托辊 一般应用在 大型 的皮带 输送机。 缓冲托辊 为了 减轻物料对输送带的冲击 作用，一般都 安装在 皮带 输送机的装载点上。 如果 运输沉重的大块物料 时 ，也需 要 沿 着 输送机全线 都 设置 为 缓冲托辊。 一般 缓冲托辊有橡胶圈式 和 弹簧钢板式两种。 输送带运行时， 因为 张力的不平衡、机架变形、物料偏堆积、风载荷作用 以及 托辊轴承 的 损坏等 原因， 使 皮带 产生跑偏 的现象 ，目前应用最 普遍的 托辊 是前倾托辊，它 逐渐的取代了调心托辊，靠普通槽形托辊的两侧 ， 辊 沿着 输送带运行 的 方向倾斜 2176。 ～ 3176。 ，来 实现防跑偏。 托辊按其用途不同，可以分为一般托辊与特种托辊两种。 前者主要包括承载托辊（上托辊）；与回程托辊（下托辊）；后者则主要包括过渡托辊、缓冲托辊等。 槽形托辊：用于承载分支（上分支）。 分为 35176。 和 45176。 两种，一般常用的是 35176。 的槽形托辊。 （ 1）槽形前倾托辊： 35176。 槽形托辊的侧辊，朝皮带运行方向前倾 176。 ，使输送带的对中性更好，不容易出现跑偏。 如图 26。 （ 2）过渡托辊：可使输送带由平行逐步 成槽或由槽形逐步展平，用于头部或尾部滚筒到第一组槽形托辊之间，可以减小输送带边缘张力，并可以防止突然摊平时出现撒料现象，过渡托辊有 10176。 、 20176。 、 30176。 三种。 （ 3）缓冲托辊：有 35176。 和 45176。 槽形橡胶圈式缓冲托辊，可吸收输送物料下落时对胶带的冲击产生的动能，同时延长输送带的使用寿命，安装在受料段导料槽的下方，见图 27. 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 (论文 ) 第 14 页 图 26 槽形前倾托辊 图 27 缓冲托辊 （ 4）调心托辊：有锥形 和 摩擦式两种，起对中和调偏作用，可防止输送带跑偏，上分支和下分支 均可选用。 （ 5） 平行上托辊： 主要 用于输送成件 的 物品。 （ 6） 回程分支（下分支）托辊：有 V形前倾、 V形梳形、反 V形 、平形和螺旋形 等几种 形式。 V形前倾 和 V 形 的 下托辊 主要用在 较大带宽 时 ， 在 空载 时实现 输送带 的 对中， V形与反 V 形组装在一起 时，会有更好的 防偏效果。 V形梳形和螺旋形托辊 ，可以 清除输送带上附着的粘料，运行平稳 并防止 跑偏。 选择托辊 的 间距 时 应 要 考虑输送带的重度 、 物料 的 性质 以 及运行阻力等条件 造成 的影响。 承载托辊间距 的 选取可 以 参考表 23。 缓冲托辊间距一般 是 ～ 倍 的 承载托辊间距 ， 大 约为 ～。 回程托辊 的 间距 是 承载托辊 2倍 左右 选取。 因此根据实际情况 和表中信息， 选择承载托辊间距 为 , 缓冲托辊间距 ， 回程托辊间距。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 (论文 ) 第 15 页 表 承载托辊间距参考表 松散物料堆积密度t/m178。 带宽 (mm) 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 2020 ～ ～ 2 ～ 尾部滚筒 到 第一组槽形托辊的距离 s按下式 来 计算： Bs  式中 s — 滚筒与第一组托辊之间的距离， m；  — 托辊的成槽角， rad； B — 输送带宽度， m。 通过 计算可知，带式输送机 的 尾部滚筒 到 第一组槽形托辊的距离： Bs  =179。 20179。 2π179。 1/360= 托辊旋转部分的线质量 tq 和 tq . 本设计的带式输送机的堆积密度  = t/m178。 ，带宽 B =1000mm，经查表 23可知 ,选承载分支托辊 的 间距 39。 tL =， 经查表 24可知， 托辊回转部分 的 质量 G =22 kg（铸铁座） 回程托辊间距 39。 tL =，其托辊回转部分质量 G =17kg（铸铁座）。 可求出托辊旋转部分线质量。 承载托辊旋转部分 的 线质量为：39。 39。 39。 tt LGq = =回程 托辊旋转部分 的 线质量 为 ： 39。 39。 39。 39。 39。 39。 tGq L= 表 托辊回转部分质量 托辊形式 带宽（ mm） 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 槽形承载托辊 铸铁座 11 12 14 22 25 47 50 72 冲压座 8 9 11 17 20 — — — 回程 托辊 V 形托辊 铸铁座 8 10 12 17 20 39 42 61 冲压座 7 9 11 15 18 — — — 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 (论文 ) 第 16 页 滚筒的选择与计算 滚筒是带式输送机的 一个 重要 组成部分。 根据 其 不同的 结构与 功能 ,分为传动（驱动）滚筒、改向滚筒 、 电动滚筒 和 外装式电动滚筒。 传动滚筒 的作 用 是 来传递制动力 或 牵引力。 传动滚筒有钢制光面滚筒、陶瓷滚筒 和 包胶滚筒 等。 钢制光面滚筒 的 主要缺点是表面 的 摩擦系数小，所以常用 在 短距离 带式 输送机中。 包胶滚筒 的 优点是表面 的 摩擦系数大， 所以 适用于长距离 的 大型带式输送机。 包胶滚筒按 照 表面形状 不同 可分为 ， 人字 型 沟槽包胶滚筒 、 光面包胶滚 筒 和菱形（网纹）包胶滚筒。 光面包胶滚筒 的 制造工艺相对 比较 简单， 在 技术要求 上容易满足 ，摩擦系数大正常工作条件下 ， 可以 减少物料 的 黏结，但 是 在潮湿场合 上 ， 因为在滚筒的 表面 ，没有 沟槽 所以无法截断水膜， 致使滚筒表面 摩擦系数显著下降。 为了增 加 摩擦系数，在 表面光滑的 钢制滚筒上， 用 一层人字形沟槽的橡胶板硫化 或 冷粘。 为了使橡胶板层粘接牢固 ，必须先在滚筒 的 表面挂上很薄的一层 衬胶（一般小 于 2mm），然后再 用 冷粘或硫化 的方法， 把人字形沟槽橡胶 粘 在衬胶上。 由于有沟槽存在，这种带人字形的沟槽滚筒， 可以 使 滚筒 表面 的 水薄膜中断，不 会造 成 积水 ，同时当 滚筒 与 输送带 接触时，输送带 的 表面能 够 挤压到沟槽里。 因为 这两种原因， 所以当工作 在潮湿的条件 时 ，摩擦系数 的 降低 也不是 不大。 但是 ，不能反向运转 ，所以 此种滚筒具有方向性。 菱形（网纹）包胶滚筒，除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外，最突出的一个优点是它没有方向性，有效防止了输送带的跑偏，对可逆输送机尤为适用。 但摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低。 尽管如此，人们还是认为菱形沟槽胶面比人字沟槽胶面优越。 继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒。 因为轴向沟槽使摩擦系数升高，从而弥补了菱形沟槽胶面 滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点。 这种菱形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产。 普通传动滚筒都是采用焊接结构，即轮毂、辐板和筒皮之间采用焊接结构。 该类滚筒适用于中小型带式输送机。 在大功率的带式输送机中，必须采用铸焊结合的结构形式，滚筒两端的轮毂、辐板和筒皮为整体铸造，然后再与中间筒皮焊在一起。 改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒。 包胶的目的是为了减少物料在其表面的黏结以防输送带的跑偏与磨损。 滚筒的轴承有布置在内侧与外侧两种形式。 在带式输送机的设计中，正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义。 如果直径增大可改善输送带的使用条件，但在其他条件相同之下，直径增大会使其重量、驱动装置、减速器的传动比和质量相应提高。 因此，滚筒直径尽量不要大于确保输送带正常使用条件所需的数值。 在选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑： (1) 为限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力，传动滚筒直径按下面方法计算： 对于固定式使用帆布芯带的带式输送机传动滚筒直径 硫化接头 ZD 125 =125179。 4=500 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 (论文 ) 第 17 页 式中 D — 传动滚筒直径， mm； Z — 帆布层数 (2) 为限制输送带的表面比压，以免造成覆盖胶脱落，传动滚筒直径为： 织物芯带  pBSD 2 =2179。 179。 1000000= 508 mm 式中 D — 传动滚筒直径， mm； S — 输送带张力， N； B — 输送带宽度， mm； p — 输送带表面许用比压，取 1MPa。 (3) 限制覆盖胶或花纹变形量小于 6%的，传动滚筒直径为 织物芯带 KaD  =179。 [179。 4+(+)]179。 1 = mm 式中 D — 传动滚筒直径， mm； K — 围包角影响系数，当围包角小于 90176。 时， K =，否则， K =1； a — 输送带总厚度， mm； (4) 改向滚筒直径可按下式确定 1D = =179。 1000=800mm 2D = =600mm 式中 1D — 头 部改向滚筒直径， mm； 2D — 其他改向滚筒直径， mm； D — 传动滚筒直径， mm； 表 滚筒直径的选择 带宽 B (mm) 500 650 800 1000 1200 1400 滚筒直径 (mm) 500 500 630 500 630 800 630 800 1000 630 800 1000 1250 800 1000 1250 1400 综合考虑以上几条因素，选择传动滚筒直径 D =1000mm， 头 部改向滚筒直径 1D =800mm；其他 改向滚筒直径为 2D =500mm。 各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖面。 驱 动装置的选择与计算 电动机功率 带式输送机。