带式输送机自动张紧装置设计毕业论文

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毕业设计（论文）

带式输送机自动张紧装置设计

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专业: 机械设计及其自动化

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带式输送机自动张紧装置设计

摘要

带式输送机试高强力、大运量、大功率的现代化大型运输设备，在国民经济中发挥着重要作用。带式输送机已成为我国煤矿井下连续运输系统的主要运输设备之一，它不仅具有大落差、连续性、高效性、长距离、大运量的特点，而且实现自动化集中控制广泛应用于煤炭、冶金等多个工作领域。输送机试橡胶和纤维织品两者复合而成的制品，在应用中的重锤张紧装置，在运行一段时间后，重锤会自动下降一段距离使输送带变长发生蠕变，使传送带变长而松弛。带式输送机的张紧装置使输送带不会发生打滑现象。本文通过对带式输送机张紧装置的分析，指出当前张紧装置存在的缺陷，对张紧装置的原理及结构进行了改进设计。设计张紧装置主要由张紧绞车系统、液压系统、电气控制系统等部分组成。由于电流和负载之间存在线性比例关系，根据驱动电流来识别输送带上荷载量，利用电流与力双反馈动态系统，通过检测电流量的变化而控制比例溢流阀的溢流，从而控制系统的压力，使输送带产生相应的张紧力，使胶带的张紧力随捕捉驱动电机电流的变化而变化，时刻使交胶带的张紧处在一个动态控制的过程，保证输送带正常运行的必要张力，防止打滑。

关键词：自动张紧装置；带式输送机；动态控制

目录

第一章绪论 (1)

1.1概述 (1)

1.2张紧装置的发展状况 (2)

1.3研究的意义 (2)

第二章动态分析 (3)

2.1动态张紧装置的系统的结构框图机液压系统框图 (4)

2.1.1 系统结构机工作原理 (4)

2.1.2 液压系统的结构机工作原理 (5)

2.1.3 张紧装置的特点及功能 (6)

2.2带式输送机张紧力的计算 (6)

2.2.1 主要参数的确定 (6)

2.2.2 相关计算 (6)

2.3张紧绞车的卷筒设计 (7)

2.3.1 钢丝绳的选择 (7)

2.3.2 卷筒及配件尺寸参数设计 (7)

第三章控制系统动态模型建立 (9)

3.1功率放大器的传递函数 (9)

3.2比例电磁衔铁及先导阀芯等平移组件的传递函数 (10)

3.3溢流阀的传递函数 (11)

3.3.1先导液阻网络和主阀控腔的传递函数 (11)

3.3.2主阀运动及其增益的传递函数 (12)

3.3.3 主阀进口管路容腔的压缩效应和流量的平衡关系 .. 12 3.4液压缸的传递函数 (13)

3.5负载的传递函数 (14)

第四章控制系统仿真 (15)

4.1选择仿真工具 (15)

4.2系统的闭环传递函数 (15)

4.3系统稳定性分析： (16)

第五章总结 (17)

致谢 (18)

参考文献 (18)

第一章绪论

1.1概述

带式输送机经过近两个世纪的发展，已从最初的小型运输工具发展成为具有高强力、大运量、大功率的现代化大型运输设备在国民经济发挥着重要的作用。带式输送机结构简单、工作平稳可靠，噪音小，能实现连续长距离大倾斜输送，设备运行，可在胶带的任意位置上加料或卸料，具有生产效率高、输送量大、能源消耗少的特点，被广泛的应用于煤炭、冶金、矿山、化工、港口、电站、轻工、建材、粮食等工业领域。

二十世纪六十年代末开始，带式输送机进入了另一个新的发展时期，带式输送机技术迅速发展表现在：（1）带式输送机功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机及空间转弯带式输送机等各种类型；（2）带式输送机的本身的技术向长距离、大运量、高带速的大型带式输送机方向发展，运行控制更加智能化、稳定化、界面化；(3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。

张紧装置是带式输送的一个基本组成部分，是保证带式输送机正常工作的重要部件。对带式输送机的稳定运行有着至关重要的作用，他的性能的好坏直接影响着带式输送机的整机的工作性能，合理的设计张紧装置就很重要了。

在启动、稳定运行、制动过程中输送带会发生蠕变，是输送带变长而松弛。带式输送机的张紧装置使输送带不会发生打滑现象。由此可见，张紧装置是保证带式输送机正常运行的保障，它的主要功能有以下几点：（1）保证带式输送机驱动滚筒分离点的足够张力，防止输送带打滑，从而将驱动装置传递的摩擦牵引力传递给输送带，以带动输送机正常运转。（2）保证承载分支最小张力点的必须张力，限制输送带在托辊之间的垂度，防止物料垂直跳动对托辊形成冲击而导致电机能量的损失及物料的洒落现象。（3）补偿输送带过度工况时产生的塑性变形，吸收蠕变产生的伸长变化，维持输送机正常运行所需的最小张紧力，从而保证带式输送机的正常运行。（4）减小启、制动是输送带中出现的动负荷。（5）带式输送机输送带有若干个接头，张紧装置为带式输送机储备了负荷以外的运输带余量，当输送带接头出现问题时可以通过放松张紧装置重新接头排除故障，为输送带重接接头提供必要的行程。（6）在输送带、传动滚筒等部件维修时释放输送带中的张紧力。

1.2 张紧装置的发展状况

张紧装置的性能好坏直接影响带式输送机整体的性能，发展大致经历了三个阶段.

第一阶段，固定张紧装置。这个阶段的典型代表是绞车张紧装置，这类张紧输送带从本质上说，其功能仅仅是张紧，当输送带出于各种原因伸长，张紧力下降时，只能通过人的发现后，再次张紧。

第二阶段，自动张紧装置。这个阶段的典型代表是自动绞车张紧装置。这类只能实现在稳定阶段的自动张紧，保持输送带在该阶段的张力恒定。由于惯性大、响应速度慢，无法实现起、制动阶段的张力恒定。

第三阶段，阶段性的动态自动张紧，这类产品的动态响应快，只能实现起、制动阶段和稳定运行阶段的张力恒定，无法实现整套系统的动态张紧。

目前常用的带式输送机张紧装置主要有绞车张紧装置、重锤张紧装置、液压张紧装置。（1）绞车张紧装置可分为自动绞车张紧装置和固定绞车张紧装置两种形式。自动绞车张紧装置是有压力传感器根据带式输送机运行工况的需要自动控制张紧力的大小，由于压力传感器质量不高和机械系统惯性机信号滞后等因素的影响，自动绞车张紧装置有误动作的现象，影响自动绞车张紧装置的使用效果。固定绞车张紧装置是根据所需的张紧力调定后产生固定的张紧力，张紧力不能自动调节，绞车张紧的缺点是当绞车和控制系统出现问题时，对带式输送机不能产生恒定的张紧力或张紧力失效，安全可靠性相对降低。（2）重锤张紧装置分为重载车式张紧装置和重锤张紧装置。重载车式张紧装置是将重物放在带式输送机的重物张紧车上，利用输送机地脚板的坡度使重物张紧车产生下滑力对输送机产生张紧力。重锤张紧装置是通过钢丝绳悬挂起来的重锤是输送机的张紧车产生张紧力。其特点都是有重物始终产生一个恒定的张紧力，安全可靠性比较高。缺点是张紧力不能调节。（3）液压张紧装置是有液压站产生的压力通过油缸对带式输送机施加张紧力，其特点是可以根据输送机运行工况的需要调节张紧力的大小。由于液压站和油缸始终处于工作状态，当液压系统及控制系统出现故障时，对输送机不能产生恒定的张紧力或张紧力失效，安全可靠性相对降低。

1.3 研究的意义

常规方式设计的张紧装置的动态张紧装置效果不佳，这类设计的问题在