(完整版)带式输送机的PLC控制毕业设计

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江西现代职业技术学院毕业论文（设计）题目：带式输送机的PLC控制姓名：黄坚学院：信息工程学院专业：机电一体化班级：机电<4>班指导教师：刘铁生提交时间：2012年10月24日目录：第一章绪论1.1国内外带式输送机研究状况及差距1.2 改进方法1.3常用带式输送机类型与特点第二章带式输送机施工设计2.1概述2.2 带式输送机的设计计算2.3 传动功率计算2.4 输送带张力计算2.5 传动滚筒、改向滚筒计算2.6 驱动装置的选用与设计2.7 带式输送机部件的选用第三章传动滚筒3.1 传动滚筒的作用3.2滚筒的类型及优缺点3.3 改向滚筒3.4 传动滚筒的选型及设计3.5 改向装置3.6 滚筒开裂原因及改进第四章可编程控制器4.1 PLC的基本组成4.2 PLC提高其可靠性的措施4.3 控制装置的主要功能4.4 各控制部件功能4.5 电气控制系统4.6 信号与报警第一章绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。

它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。

它可以用于水平运输或倾斜运输。

1.1国内外带式输送机研究状况及差距1.1.1 国外运带式输送机的研究现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分。

为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。

国外动态分析软件目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位。

1.1.2 国内运带式输送机技术的现状我国生产制造的上运带式输送机的品种、类型较多。

在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。

如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。

1.1.3 国内外运带式输送机的技术的差距a、大型皮带输送机的关键核心技术上的差距(1) 皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。

目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。

(2) 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。

国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。

但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。

当单机功率>500 kW时，可控CST软起动显示出优越性。

由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。

通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。

但价格昂贵，急需国产化。

b、技术性能上差距我国上运带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。

(1) 装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250 kW，国外产品可达4×970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。

(2) 运输能力我国带式输送机最大运量为3000 t=1.2。

由式（2.4-5）可算得允许的最大值为：（2.4-5）==33340N>故摩擦条件满足。

2.5 传动滚筒、改向滚筒计算2.5.1 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:==20878+21921=42799N尾部180改向滚筒的合张力：==9790+10280=20070N2.5.2 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:=21926+7526=29452N2.5.3 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（2.5-1）计算：（2.5-1）式中D——传动滚筒的直径（mm）。

双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（2.5-2）计算：（2.5-2）初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:=29.452KN=5.4KNm2.5.4 拉紧力计算拉紧装置拉紧力按式（2.5-3）计算（2.5-3）式中——拉紧滚筒趋入点张力（N）；——拉紧滚筒奔离点张力（N）。

由式（2.5-3）=7924+7546=15470 N =15.47 KN查〈〈煤矿机械设计手册〉〉初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。

2.5.5 绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度按式（2.5-4）计算；（2.5-4）式中——静安全系数，一般=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21926 N选为7,由式（2.5-4）=192Nmm可选输送带为680S,即满足要求.2.6 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。

2.6.1 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500rmin,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2.6-1 YB200JDSB－４型电动机主要性能参数2.6.2 减速器的选用已知输送带宽为800，查《运输机械选用设计手册》表2－77选取传动滚筒的直径D 为500，则工作转速为：6060 1.661.15/min 0.5w v n r D ππ⨯===⨯，已知电机转速为＝1470 rmin ，则电机与滚筒之间的总传动比为：本次设计选用 JS30型.矿用减速器,传动比为25，可传递30KW 功率。

第一级为螺旋齿轮，第二级、第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动，其展开简图如下：图3.2-1 JS30型减速器展开简图电动机和I轴之间，IV轴和传动滚筒之间用的都是联轴器，故传动比都是1。

2.6.3 液力偶合器目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功．本次设计选用的YOD400，输入转速为1470rmin，效率达0.96，起动系数为1.3～1.7。

2.6.4 联轴器本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器，这里对其做简单介绍：联轴器是机械传动中常用的部件。

它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。

联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。

这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。

根据对各种相对位移有无补偿能力，联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。

挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。

2.7 带式输送机部件的选用2.7.1 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。

输送带有带芯和覆盖层组成。

输送机的带芯主要是有各种织物或钢丝绳构成。

按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。

钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。

钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。

同其它输送带相比，钢丝绳芯输送带的厚度小。

1. 钢绳芯带与普通带相比较优点(1)强度高。

由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。

伸长量小，钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。

这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。

(2)成槽性好。

由钢绳芯是沿输送带纵向排列的，且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。

这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。

(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。

(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。

(5)接头寿命长。

这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长。

(6)输送机的滚筒小。

钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的小。

2. 钢绳芯输送带的缺点(1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。

(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力弱。