带式输送机自动张紧装置设计(2)(1).doc
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1、安徽三联学院毕业论文本科生毕业论文(设计、创作) 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 论文题目 带式输送机自动张紧装置设计 学生姓名 郑韬韬 学号 1501040152 指导教师1 吴明明 职称/学位 副教授/硕士 指导教师2_职称/学位_安徽三联学院教务处 制I安徽三联学院毕业论文带式输送机自动张紧装置设计带式输送机在很多行业中被广泛运用。对于它来说,张紧装置是其不可或缺的组成部分,只有其正常运行,才能够保证带式输送机的稳定。本文主要是对带式输送机的张紧装置进行研究和分析,了解张紧装置的种类和用处,对其正常运行有个具体的了解。在对其进行研究分析时,需要对张紧装置的发展及历史
2、有个详细的了解,同时还要对多种张紧装置的类型进行对比,分别了解不同类型的张紧装置的优缺点,评出其中最为稳定、安全的张紧装置。另外,为了增强带式输送机的运营稳定、保证其质量,可以在液压缸中加入动滑轮和蓄能器,极大的增加了带式输送机的使用时间。此外,本文也会对带式输送机的结构进行研究和分析,了解带式输送机的液压缸及与其相关的方面的运行原理和特点,并且对于带式输送机的控制系统有所研究,根据不同的压力值的设定了解带式输送机的运行过程中所存在的不同。以此为前提,充分结合不同的研究结果,将PLC技术引用进入其中,让输送机的自动控制和动态监测得以实现。关键词 张力;带式输送机;张紧装置;PLC;动态监测I安
3、徽三联学院毕业论文Design of Automatic Tension Device for Belt ConveyorBelt conveyors are widely used in many industries. For it, the tensioning device is an integral part of it. Only when it is in normal operation can it ensure the stability of the belt conveyor. This article mainly studies and analyzes the
4、tension device of the belt conveyor, understands the type and use of the tension device, and has a specific understanding of its normal operation.In the research and analysis, it is necessary to have a detailed understanding of the development and history of the tensioning device. At the same time,
5、we must compare the types of tensioning devices and understand the advantages and disadvantages of different types of tensioning devices. One of the most stable and safe tensioners. In addition, in order to enhance the stable operation of the belt conveyor and ensure its quality, it is possible to a
6、dd moving pulleys and accumulators in the hydraulic cylinder, which greatly increases the use time of the belt conveyor. In addition, this article will also study and analyze the structure of the belt conveyor, understand the operating principle and characteristics of the hydraulic cylinder of the b
7、elt conveyor and its related aspects, and study the control system of the belt conveyor. Different pressure values are set to understand the differences in the operation of the belt conveyor. Based on this premise, fully combining different research results, the PLC technology is introduced into it,
8、 and the automatic control and dynamic monitoring of the conveyor can be realized.Keywords strain belt conveyer tension device programmable control dynamic monitoringII安徽三联学院毕业论文目录1 前言11.1概述11.2带式输送机传动装置的概况11.3 本课题的意义22 CAD技术的认识与使用42.1CAD简介42.2三维CAD的优势42.3CAD的基本使用方法43动态分析63.1动态张紧装置的系统的结构框图以及液压系统框图63
9、.2带式输送机张紧力的计算73.2.1 带式输送机运行中的阻力类型73.2.2 带式输送机稳定运行时的张力要求93.2.3皮带于不稳定工况下张力大小改变123.2.4张紧力的计算公式123.3张紧绞车的卷筒设计134 带式输送机传动系统的设计154.1 传动齿轮、轴的设计154.2软件设计16 4.2.1思想及流程图16 4.2.2输入输出点地址分配19 4.2.3参数设定205总结216参考文献227致谢23附录A24V1 前言 1.1概述 在国民生产生活中,尤其是重工业类型的冶金、矿工或者电力系统的重工业的生产中,不得不使用到带式的运输传送系统。例如钢铁厂的矿石运输就是通过胶带类型的运输机
10、构完成的。此类运输机械还有一个常用的名字,即皮带运输机。为了完成皮带的运输运动,常见的带式运输机往往呈现向上有一定角度的形式向上运输零散物件。这个角度经常在20以内。进入新的时代后,皮带运输机的运输介质也不仅仅局限于传统的皮带。随着社会经济的不断发展,国内的研究发展同国外的研究发展还是存在着一定的差距的。但是国内的技术也在不断的追进之中。首先,大型化、集约化是大型运输设备共同的发展趋势。输送设备不但在提高着它的运力,其平稳运输速度也在不断提高。另外一个方面,各个零件的生产商也在提高其运输介质的稳定性和可靠性。使用韧性更强,使用寿命更长并且更加不容易损坏的材料也是目前社会生产中加强带式输送机广泛
11、采取的思路。同时,输送机本身也在不断的发展,增加适应性的功能。专用的机型以及无人操纵的形式也在萌芽发展的过程中。通常,带式输送机分为普通型和特种结构这两种类别。特种结构中,还分为管型、气垫式、波状、钢绳牵引式和压带式。 1.2带式输送机传动装置的概况传统的带式输送机有着驱动、托辊、拉紧、制动、储存、清洁等各个分开相对独立的小系统。通过各个部分的相互配合,就可以将需要运输的货物通过皮带运送到想要运送的地方。在运输系统工作的时候,皮带作为运输的主要工具,盘绕在机架的托辊上。作为带式运输机正常运作时所需要的张力则为张紧装置所提供。驱动系统首先开动,之后皮带等带状系统通过摩擦力将货物牢牢控制在带状工作
12、部分的表面。同时与皮带一起运行。图中所示,1号标注的是带式输送机的张紧装置,2号区域为装料装置,3号指代的是犁形卸料器,4号的位置是槽型托辊,5号为传送带,6号为输送机的机架,7号是传动滚筒,8号为卸料器,9号是清扫装置,10号是平行托辊,11号为空段清扫器,12是减速机。图1.1 带式输送机结构简图带式运输机的传输系统由辊轮和输送带等几个具体的部分组成。为了使辊轮能够带动皮带转动。皮带呈现出一个环状结构,使得输送带全部都被托辊支撑住。在工作时,需要在辊轮上安装电机以及减速箱的组合。拉紧装置提供皮带一个工作时需要用的拉紧力,使得皮带上的摩擦力的作用下,带动物料运送。通常的状况是通过一定适合现场
13、的具备足够功率的电机带动着v带轮。之后电机做出的功通过圆柱齿轮减速器输出到联轴器上,最后传导到输送带。普通的带式输送机使用槽型托辊支撑。对于运送皮带的角度,一般取在15-20。1.3 本课题的意义对于带式输送机这个设备来说,传送是非常重要的部分,而张紧装置则是影响着整台设备运行的关键性设备,直接左右着设备的正常运行。张紧装置一般使用在输送机运行的各个阶段。在运行过程中,往往会由于机械疲劳造成皮带变得松弛的情况,张紧装置就是防止这种状况发生、保证运输阶段不打滑的部件。保证承载分支的必要张力,限制输送带的垂度。减轻输送带的运行负荷。在目前的设备现状来看,张紧装置总共有着三个发展阶段,即固定张紧、自
14、动张紧以及阶段性的动态张紧。对于第一个阶段来说,绞车式的张紧结构是最为常见的。之后给绞车加上自动设置,即为自动张紧。对于我们设计来说,不能仅仅从数值计算来设计张紧结构,需要使用更先进的技术设备来对设计制造的备件进行分析验算。计算机技术的发展使得计算备件性质成为了可能,CAD已经成为了很多机械工作者电脑里必备的设计软件,而Pro/E的设计软件使得备件的分析轻而易举。通过计算机软件对带式输送机张紧装置的分析计算,一定能使设计出的备件符合生产实际。2 CAD技术的认识与使用2.1CAD简介随着信息时代的发展,计算机辅助设计对工业设计来说至关重要。对于机械结构的硬件、零件通过计算机的辅助作出相应的图像
15、使得现代化的机械设计变得更加简单方便。这也减少了大量图纸绘制的时间,节省了设计者的精力,同时也降低了成本。而设计的精度却比以往有所提高,同时也方便了图纸的修改。精准、高效、清晰,这就是计算机辅助设计这种设计能够快速发展的原因。基于这种特性,在本次设计中也使用相关软件对硬件部分进行设计。2.2三维CAD的优势对于机械备件来说,通过三维CAD图纸的表达,可以直观的看出零件的形状以及相邻零件之间的构架。这对于实际设计出来的零件之间的拼装配装,有着指导性的意义。同时通过三维动画的方式,可以将零件的组装方法显现出来。也变得更加直观。通过三维的CAD技术,使得机械设计的工作减少了三分之一的时间。这就大大解
16、放了工业设计者的双手和生产效率。通过三维CAD的快速构型,还能使零件进行灵活的变型设计能力。这样能够更加方便的对零件进行重新构造。也方便获得其他品种的机械产品。通过三维CAD与信息技术的相辅相成。使得大型企业的加工数控变得更加精准。通过这种方式生产出来的备件,得到了广大用户客户的一致好评。体现了现代工业设计中提倡的智能化和并行化。2.3ProE的基本使用方法计算机辅助设计软件可以从不同的设计方案中通过大量的计算、比较和分析,得到最优化的图形结果。因此,不论是文字、数字还是图形的信息,都可以便捷的通过搜索查询得到结果。设计人员也同样可以通过软件的工具栏对现场图形进行编辑、平移和扩大缩小。在下载安
17、装好ProE软件后,打开软件并且新建一个绘图文件,生成一个绘图画板,并且设置好相应的参数。这里,把使用缺省模板前的钩选去掉,并且将单位设定为mm。这样做的目的是为了保证做出来的模型使用的是国内熟悉的单位。草绘出一个图形,同时标注好对应尺寸。随后修改。通过拉伸工具将草绘的图形逐步拉伸成一个实体,输入框中标注好需要拉伸的尺寸,设定零件视角的缺省模式,这个时候就可以看到零件的3D状况了。通过相应的编辑指令,把硬件的3D形状拉伸成为需要的样子后,按照零件的形状,对已经做好的3D图像进行抽壳、钻孔、倒角等相应指令。在具体操作上,按住鼠标中键可以上下左右移动屏幕,滚动鼠标就是放大缩小屏幕。而在零件中,按住
18、鼠标的中键代表的则是旋转的意思。在旋转零件的时候,必须要定义一个中心线,而且必须要一个封闭的轮廓,在标注的时候必须按照工程图的标准标注,标注的顺序应当是先选择起点,再选择中心线。最后按住中键确定。为了更好的画出精确的图像,可以在工具栏中找到参照这个选项,设置草绘中的参照线。3动态分析 3.1动态张紧装置的系统的结构框图以及液压系统框图液压站蓄能器比例阀图3.1 动态张紧装置系统框图通过图中所示,可以看出来,张紧装置的主要部件有张紧小车、动定滑轮、张紧油缸、液压泵站和钢丝绳轨道等辅助装置构成。在输送机的运行过程中,张紧装置得到张紧信号后,通过电流传感器的感应电流信号得到电机的驱动电流值,从而计算
19、得到控制张紧力度的大小是多少。同时,将绞车钢丝绳上的张紧力的大小作为反馈信号参与控制,通过比较,得到结果,计算出一个需要控制比例溢流阀的电流信号。如果测量出来的张紧力比理论上的张紧力的大小要大时,控制离合器进行工作,使得绞车可以释放出钢丝绳。如果反之,测量出来的张紧力比理论值的张紧力要小,则开动另外一个离合器,通过绞车将钢丝绳收回一点。通过这种负反馈的形式,将现场皮带的张力调节到最适合的状态。钢丝绳提炼出张紧装置的控制系统构架图如下:绞车装置减速器电动机油膜离合器液压泵比例溢流阀过滤器及冷却器油箱电动机驱动信号模拟信号电控箱力反馈信号图3.2 控制系统原理图通过电动机驱动的油泵使得经过过滤器滤
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