毕业论文-基于plc的皮带运输机控制装置设计

毕业论文-基于plc的皮带运输机控制装置设计内容摘要：

SlFF + glF （ ） 本输送机没有主要特种阻力 1sF ， 即 1sF =0 (3) 附加特种阻力计算 附加特种阻力 2SF 包括输送带清扫器摩擦阻力 rF 和卸料器摩擦阻力aF等部分，按下式计算： 23S r aF n F F   （ ） 3rF A P    （ ） 2aF B k （ ） 式中 3n —— 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器； A—— 一个清扫器和输送带接触面积， 2m ，见表 13 P —— 清扫器和输送带间的压力， N/ 2m ，一般取为 3 4410 ~ 10 10 N/ 2m ； 3 —— 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为 ~； 2k —— 刮板系数，一般取为 1500 N/m。 表 、刮板与输送带接触面积 带宽 B /mm 导料栏板内宽 1b /m 刮板与输送带接触面积 A/m2 头部清扫器 空段清扫器 500 650 800 1000 1200 1400 得 A= ，取 p=10 410 N/m2 ，取 3 =，将数据带入式（ ） 则 rF = 10 410 =480 N 拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于 个清扫器） aF=0 由式（ ） 则 2SF = 480=1680 N (4) 倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算： stF HgqF Gst  （ ） 式中：因为是本输送机水平运输，所有 H=0 HgqF Gst  =0 12U H S S StF CF F F F    uF = 11379+0+1680+0 14 =14425N 传动功率计算 传动轴功率（ AP ）计算 传动滚筒轴功率（ AP ）按式（ ）计算： 1000UA FP  （ ） 电动机功率计算 电动机功率 MP ，按式（ ）计算： 39。 AM PP  （ ） 式中  —— 传动效率，一般在 ~ 之间选取； 1 —— 联轴器效率； 每个机械式联轴器效率： 1 = 液力耦合器器： 1 =； 2 —— 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率 .为 计算； 二级减速机： 2 = = 三级减速机： 2 = = 39。  —— 电压降系数，一般取 ~。  —— 多电机功率不平衡系数 ，一般取  =~，单驱动时，  =1。 根据计算出的 MP 值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。 由式（ ） AP = 1000  =23080W 由式（ ） 15 MP = )( 23080  2=55614W 选电动机型号为 YB200L4， N=30 KW，数量 2台 输送带张力计算 输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件： （ 1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑； （ 2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。 (1) 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力 UF 通过摩擦传递到输送带上（见图 ） 图 作用于输送带的张力 如图输送带在传动滚简松边的最小张力应满足： min maxLS CF 传动滚筒传递的最大圆周力 FKF amax。 动载荷系数 aK =~；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值。 否则，就应取较大值。 取 aK =  —— 传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表 表 传动滚筒与输送带间的摩擦系数  工作条件  光面滚筒 胶面滚筒 16 取AK=1.5，由式 maxUF = 14425=21638N 对常用 C=11e= 该设计取  =；  =470。 maxmin CFSL  =21638=42626N (2) 输送带下垂度校 核 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力 minF ，需按式（ ）和（ ）进行验算。 承载分支0m in ()8BGadma q q gFha承 () 回程分支0min8Badma q gFha回 （ ） 式中admah —— 允许最大垂度，一般  ； 0a —— 承载上托辊间距（最小张力处）； ua —— 回程下托辊间距（最小张力处）。 取admah = 由式（ ）和（ ）得： minF承  )(   =10280 N minF回   =3381N (3) 各特性点张力计算 为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力，需逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。 清洁干燥 ～ 环境潮湿 ～ ～ 潮湿粘污 17 2 0 0 04 0 0 0810 9765432 13 0 0 0 0 02 9 5 0 0 0 图 至分离点起，依次将特殊点设为 „ 一直到相遇点 10点，如图 所示。 计算运 行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。 在前面我们已经选好了输送带，680S 型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度 750N/mm；带厚。 输送带质量 1)承载段运行阻力 由式（ ）：  00) c o s ( ) sin )Z tz ZF q q q L q q L g       （ ） = ]0c o )[( 0  2)回空段运行阻力 由式（ ）  00) c o s ( ) sin )K tk k kF q q L q q L g      （ ）  176。 56 ( 9 .2 5 .2 7 ) 2 9 5 0 .0 3 5 c o s 0 9 .8F       =1464N  176。 12 ( 9 .2 5 .2 7 ) 4 0 .0 3 5 c o s 0 9 .8F       =20N  176。 9 1 0 ( 9 .2 5 .2 7 ) 2 0 .0 3 5 c o s 0 9 .8F       =10N  176。 34 ( 9 .2 5 .2 7 ) 1 0 .0 3 5 c o s 0 9 .8F       =5N 3)最小张力点 有以上计算可知， 4点为最小张力点 2. 输送带上各点张力的计算 1）由悬垂度条件确定 5点的张力 18 承载段最小张力应满足 minF承  )(  =10280N 2)由逐点计算法计算各点的张力 因为 7S =10280N,根据表 143选 FC =， 故有FCSS 76  =9790N 5 6 5 6S S F  8326N FCSS 54  =7929N 3 4 3 4S S F  7924N FCSS 32  =7546N 1 2 1 2S S F  7526N 87ZS S F  20878N 98FS S C =21921N YS = 10 9 9 10S S F  21931N 滚筒为包胶滚筒，围包胶为 470176。 由表 145 选摩擦系数  =。 并取摩擦力备用系数 n=。 由式（ ）可算得允许 YS 的最大值为： m a x 1 1(1 )Y eSS n  （ ） = ) 11(7526  e =33340N YS 故摩擦条件满足。 19 传动滚筒、改向滚筒计算 改向滚筒合张力计算 根据计算出的各特性点张力 ,计算各滚 筒合张力。 头部 180 改向滚筒的合张力 : 1改F = 98 SS =20878+21921=42799N 尾部 180 改向滚筒的合张力： 2改F = 76 SS  =9790+10280=20200N 传动滚筒合张力计算 根据各特性点的张力计算传动滚筒的 合张力 : 动滚筒合张力 : 11021 SSFF  =21926+7526=29452N 传动滚筒最大扭矩计算 单驱动时 ,传动滚筒的最大扭矩 maxM 按式（ ）计算： max 2020UFDM  （ ） 式中 D—— 传动滚筒的直径（ mm）。 双驱动时 ,传动滚筒的最大扭矩 maxM 按式（ ）计算： 1 2 m a xm a x ()2020UUF F DM  （ ） 初选传动滚筒直径为 500mm,则传动滚筒的最大扭矩为 : 1 2 max()UUFF = 2 ax M = 拉紧力计算 拉紧装置拉紧力 0F 按 式（ ）计算 20 01iiF S S （ ） 式中 iS —— 拉紧滚筒趋入点张力（ N）； 1iS —— 拉紧滚筒奔离点张力（ N）。 由式（ ） 320 SSF  =7924+7546=15470 N = KN 查〈〈煤矿机械设计手册〉〉初步选 定钢绳绞筒式拉紧装置。 绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度 XG 按式（ ）计算； max 1X FnG B （ ） 式中 1n —— 静安全系数，一般 1n =7~10。 运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。 输送带的最大 张力 maxF 21926 N 1n 选为 7,由式（ ） 800 721926 XG =192N/mm 可选输送带为 680S,即满足要求 . 驱动装置的选用与设计 带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。 电动机的起动特性与负载的起动要求在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大 6～ 7 倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而 烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，使起动过程不超过 3～ 5s。 驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机 、 偶合器，减速器 、 联轴器 、 传动滚筒组成。 驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器 、 减速器 、 和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。 传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机 、 减速器的 21 机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。 电机的选用 电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/min,本设计皮带机 所采用的电动机的总功率为 54kw，所以需选用功率为 60kw 的电机，拟采用 YB200JDSB－４型电机，该型电机转矩大，可以满足要求。 查《运输机械设计选用手册》，它的主要性能参数如下表： 表 YB200JDSB－４型电动机主要性能参数 电动机型号 额定功率kw 满载 转速r/min 电流 A 效率％ 功率因数cos YB200L４ 30 1470 56.8 92.5 起动电流 /额定电流 起动。