基于变频调速的水平输送带设计

商丘工学院毕业设计（论文）摘 要水平输送带在当今社会应用日益广泛，当然一个产品也需要不断的研发和更新，才能永保活力。我所做的 变频调速输送带就是在一些方面进行了改进，首先通过电机的变频调速，使带式输送转速随物料多少进行变速运输，降低了输送带使用成本，使水平输送带在节能方面得到了改进；其 次 在 输 送 带 上 方 安 装 风 扇 ，适 用 于 高 温 压 铸 产 品 的 运 输 ； 再次螺旋拉紧装置保证了运行的稳定和可靠性；最后， 使用螺杆和升降架可以根据使用环境自由调整高度。这些结构和技术保证了水平输送带的整机性能优良， 输送量大，带速快，高效节能。通过对国内外 水平输送带技术现状的分析，得出了其在以后的发展趋势；在对水平输送带的各部件进行设计与选择，得出了对其整体的设计与选择；在其计算中验证了水平输送带的 各 部 件 满 足 了 它 的 功 能 要 求 ， 另 外 输 送 带 在 设 计 的 过程 中 考 虑 到 了 工 作 环 境 ， 运 输 高 温 产 品 等问题进行了加风扇和升降架结构，是本输送带与其他机器的不同之处！可以使输送带在更广的范围，更可靠的运行。关键词： 变频调速水平输送带； 风 扇 ； 螺 旋 拉 紧 装 置 ； 升 降 架 。商丘工学院毕业设计（论文）ABSTRACTHorizontal conveyor belt is widely applied in todays society and, of course, and update a product also needs to continuous research and development, in order to keep vitality forever. Frequency control of motor speed conveyor belt is what I do is improved in some ways. First of all, with motor frequency control of motor speed, the belt type conveyor speed along with the material and how much to transport speed, reducing the conveyor belt use cost, and making the horizontal conveyor belt is improved in terms of energy saving. Secondly, the fan installed above the conveyor belt, is suitable for high temperature die casting products transportation. Thirdly, we use screw take-up device to ensure the running stability and reliability. Finally, the screw and the lifting frame we used can be adjusted according to the environment. The structure and technology can ensure the horizontal conveyor belt of the machine performance is good, distribution is large, belt speed is fast, high efficiency and energy saving.Through analyzing the current situation of horizontal conveyor belt technology at home and abroad, its development trend in future is obtained; In the horizontal conveyor belt parts to carry on the design and selection, obtained the overall design and choice; Horizontal conveyor belt is verified in the calculation of components to satisfy its functional requirements, and conveyor belt in the process of design considered the work environment, the transportation problems such as high product with fan and the lifting frame structure, the conveyor belt is difference with other machines, which can make the belt work in wider range, more reliable operation.商丘工学院毕业设计（论文）Key words:Frequency control of motor speed conveyor belt；air fan；screw take-up；the lifting frame.商丘工学院毕业设计（论文）目 录第 1 章 绪论 .31.1 国内外研究现状 .31.1.1 国内普通输送带现状 .31.1.2 国外普通输送带现状 .61.2 国内外带式输送机技术上的差距 .81.2.1 可靠性，寿命上的差距 .61.2.2 控制系统上的差距 .61.3 压铸行业概述 .91.4 输送带的作用 .12第 2 章 输送带的总体设计方案设计 .222.1 底座总成 .222.1.1 机架 .232.1.2 手摇轮 .232.1.3 脚轮 .232.1.4 活节支脚 .232.2 龙骨架 .232.3 方形工业换气扇 .222.3.1 工业换气扇的选择 .232.3.2 工业换气扇的使用及使用原则 .232.4 输送带的选用 .222.4.1 输送带的一般注意事项 .232.5 拉紧装置的作用 .222.6 升降架的选用 .222.7 滚筒匹配 .222.8 托辊 .222.9 输送带的主要参数 .222.9.1 主要参数 .23商丘工学院毕业设计（论文）2.9.2 技术参数 .23第 3 章 链传动及计算 .223.1 链传动的特点 .222.1.1 润滑范围选择 .232.1.2 滚子链的耐磨损工作能力的计算 .233.2 张力的计算 .223.3 输送带垂度的校核 .223.4 按垂度条件计算各点张力验算传动滚筒的摩擦条件 .223.5 校核传动滚筒的摩擦传动条件 .22第 4 章 电动机和变频器的选择 .224.1 电动机的选择 .224.1.1 电动机的型号选择 .234.1.2 电动机的正反转线路 .234.1.3 动力头的自动循环控制 .234.2 变频器的选择 .224.2.1 变频器的计算 .234.2.2 变频调速在带式输送机上的应用 .234.2.3 变频调速在带式输送机上的应用特点 .23第 5 章 SolidWorks 的使用 .225.1SolidWorks 系统简介 .225.1.1SolidWorks 软件的特点 .235.1.2 零件设计建模 .235.1.3 装配设计建模 .235.2 三维实体零件的装配 .225.2.1 坐标系与位姿矩阵的变换 .235.2.2SolidWorks 软件辅助装配体设计 .235.2.3 向装配体中添加实体零件 .23结 论 .26参考文献 .27致 谢 .29商丘工学院毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 国内外普通输送带现状1.1.1 国内普通输送带现状我国生产制造的普通输送带的品种、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，普通输送带的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离普通输送带的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离普通输送带成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩普通输送带等均填补了国内空白，并对普通输送带的减低关键技术及其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统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用普通输送带的主要技术特征指标如表 1-2 所示：表 1-2 国内普通输送带的主要技术指标Tab1-2 The main technical parameters of the belt conveyor China商丘工学院毕业设计（论文）主参数 顺槽可伸缩普通输送带 大巷与斜井固定式强力普通输送带运距/m 20003000 3000带速/ 1.ms3.54 45, 最高达 8输送量/ 1.th25003000 30004000驱动功率/kW12002000 15003000，最大达 100001.1.2 国外普通输送带现状国外普通输送带技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面：一方面是普通输送带的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状普通输送带、空间转弯普通输送带等各种机型；另一方面是普通输送带本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型普通输送带已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了普通输送带动态分析与监控技术，提高了普通输送带的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的普通输送带已达到表 1-1 所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化。商丘工学院毕业设计（论文）3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4、新型、高可靠性关键元部件技术。表 1-1 国外普通输送带的主要技术指标Tab1-1 The main technical parameters of belt conveyor in overseas主参数 顺槽可伸缩普通输送带 大巷与斜井固定式强力普通输送带运距 /m 60007500 6000带速/ 1.ms4.56 47, 最高达 10输送量/ 1.th35005000 40005000驱动功率/kW 15004000 35007000，最大达 150001.2 国内外带式输送机技术的差距1.2.1 可靠性、寿命上的差距1、输送带抗拉强度。我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/mm，国外为 3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/mm，国外为 7000 N/mm。2、输送带接头强度。我国输送带接头强度为母带的 50%65%，国外达母带的 70%75%。3、托辊寿命。我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大商丘工学院毕业设计（论文）外国的比我们的寿命多 30%-40%。4、输送机减速器寿命。我国输送机减速器寿命 3 万 h，国外减速器寿命 7万 h。5、带式输送机上下运行时可靠性差。1.2.2 控制系统上差距1、驱动方式。我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如 BOSS 系统、CST（软启动）可控传动系统等，控制精度较高。2、监控装置。国外输送机已采用高档可编程序控制器 PLC，开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。3、输送机保护装置。国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。1.3 压铸行业概述压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种先进的少、无切削特种铸造商丘工学院毕业设计（论文）方法。该方法的生产过程是,液态金属在高速高压作用下射入紧锁的模具型腔内并保压,结晶直至凝固,使原材料变为半成品或成品。它所获得的铸件表面粗糙度通常可达 Ra1. 6Ra25,尺寸精度高(可达 25 级),机械性能好,生产效率高,是一种精密成型工艺。图 1-1 产品展示图在压力铸造中,一般作用于金属上的压力在 20MPa200MPa 范围,充型的初始速度为 15 m/s70 m/s,充型时间仅为 0. 01 s0. 2 s。正是由于压力铸造过程的这种特殊充型方式及凝固方式,导致这种方式具有自身独特的一些特点。（1）可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。通常铸件的壁厚在 1 mm6 mm 范围,小铸件可以做得更薄,而大铸件的壁可以更厚。对于复杂的零件,或其他铸造方法无法制备的零件,即使产量小,只能使用压力铸造方法。（2）铸件精度高、尺寸稳定、一致性好、加工余量少、表面光洁,加工余量一般在 0. 2 mm0. 5 mm 范围,表面粗糙度在 Ra 3. 2 以下。由压力铸造制备的铸件装配互换性好,只要对零件进行少量加工便可进行装配,有的零件甚至无须机械加工就商丘工学院毕业设计（论文）能直接装配使用。（3）铸件组织致密、具有较好的力学性能。由于铸件在金属型中在压力作用下凝固,所获得的晶粒细小、组织十分致密,体现出的强度较高。另外,由于激冷造成铸件表面硬化,形成约 0. 3 mm0. 5 mm 的硬化层,表现出良好的耐磨性。（4）压力铸造效率高。（5）压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约 5 s3 min,一般多为 300 件/min,这种方法适于大批量的生产。1.4 输送带的作用皮带输送机中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合的制品。 皮带输送机在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，能连续化、高效率、大倾角运输，操作安全，使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离，降低工程造价，节省人力物力给厂家带来了极大的方便，人们可以更方便，更省力一些。目前带式输送机的驱动装置南电机、联轴器、制动器、耦合器、减速机、滚筒组合而成(见图 1-2)。其结构复杂，布置宽度尺寸大，需要保养维修部位多。不能软启动、软制动、能耗高等。采用变频技术不仅缩小了驱动装置的布置空间，而且可以实现软启动。在带式输送机中装人皮带秤动态称重反馈控制还可以实现带式输送机随物料多少进行的变速运输。重载加速、轻载减速、空载时停机。这样不仅提高了运输效率而且还节省了宝贵的电能资源。且使带式输送机横向尺寸大大减小，结构紧凑、轻巧。方便与现场设备配置，适用于机头位置狭小的场合，因而不需要许多齿轮降速，也节省了许多成本。商丘工学院毕业设计（论文）图 1-2 传统带式输送机布置图商丘工学院毕业设计（论文）第 2 章 总体方案设计输送带用在压铸机旁配合原有的自动取件机就可以使压铸机进行全自动化生产， ，可以降低工人劳动强度，但每模生产时间加长产量有所下降，由于被压铸工件温度较高，对输送带的材料要求也比较特殊，并需要做降温处理，根据不同出件的需要，输送带应能灵活运动进行抬高降低和移动。输送带绕经传动滚筒形成一个环形带，上下两部分都支撑在托辊上，拉紧装置给输送带一正常运转所需要的拉紧力，工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。机体主要由排风扇，升降架，链板，龙骨架总成，底座总成。2.1 底座总成2.1.1 机架它是输送机的支承架，用于支承托辊、输送带，以保证链板输送机的正常运底座总成链板龙骨架风扇升降架商丘工学院毕业设计（论文）行，本次选择落地式。2.1.2 手摇轮通过手摇轮和传动机构，实现重物的升降操纵。2.1.3 脚轮带有脚轮的输送带可以使机身移动比较方便，省时，省力，节约了我们的劳动成本，很多年前固定不动的那种输送带，使用时如果想移动几米，就需要全部拆掉重新安装，浪费了大量了人力物力。移动脚轮的出现正好解决了这一难题。2.1.4 活节支脚支脚圆盘增大与地面接触面积，分担更多的压力，增加输送的稳定性。2.2 龙骨架龙骨架是整个输送带的核心部分，它的质量直接关系到未来输送带所承受的压力及冲击力的大小。4 寸脚轮手摇轮机架活节支脚商丘工学院毕业设计（论文）2.3 方形工业换气扇2.3.1 工业换气扇的选择1、工业换气扇应设计优良，造工精细，外观美观大方。2、选用优质的轴承，噪音低，寿命长。3、还应具有使用安全、运转平稳、排气量大、温升低、耗电小等优点。4、适用于工厂压铸机旁。2.3.2 方形换气工业扇的使用1、换气扇的安装请参照安装说明和示意图进行，安装前请仔细检查产品是否在运输过程中有损伤。2、换气扇应使用于环境温度不超过+40，海拔高度不超过一千米的地方。3、换气扇应使用于铭牌规定的电压和频率，同时不宜在过湿或腐蚀性的环境中使用。4、使用前转动风叶，确认风叶无变形及与框架无干涉。通电后，检查风叶的转向。正确的方向是：从风叶的后面看，风叶顺时针转向，如果转向不正确，会引起紧固螺母松脱，造成严重事故。商丘工学院毕业设计（论文）5、为了起保护作用，应在户外加一个挡风罩。6、若利用插座供电时，插座应符合 IEC335-1 标准，当至二级用电源线供电时，应在引线上安装开距不少于 3mm 的全极开关。2.3.3 注意事项1、切勿将手指和任何义务插入运转中的风叶内。2、在使用换气扇时如出现异常噪音、冒烟、风叶不转等异常情况，应立即切断电源，并送回本厂或请具有相关资格的专职人员检查维修。3、如果风扇的电源软线损坏，因需专用工具，故必须由制造厂指定的维修店来更换。4、在双控插座中不要使用 3 阵插头。2.4 输送带的选用输送带是带式输送机中的拽引构件和承载构件，是带式输送机最主要的部件，其价格一般占整机价格的 30-40或以上。因而，选择适用的输送带，降低输送带所承载的张力，保护输送带在使用中不被损伤，方便输送带的安装以及更换和维修，延长输送带的使用寿命等成为输送机设计的核心内容。因为运输压铸原件选用链板，链板自重轻，网孔空隙大，网面平整，运行平稳，不会走偏，可作洗涤，干燥，冷却，热处理的输送线耐腐蚀，抗拉伸，运行平稳，使用寿命长。商丘工学院毕业设计（论文）2.4.1 注意事项1、输送机倾角：输送机的输送能力随其倾角的提高而减小，因而尽量选用较小倾角，特别对于由多台输送机组成的输送系统更是这样。对于带速超 2.5m/s的输送机，为保证机尾不撒料，输送机的最大倾角应较规定值减小 2 3，速度越高，倾角应越小。输送多种物料的输送机的最大倾角，按最大倾角规定值最小的那种物料确定。槽角 =45的输送机，其最大倾角可较一般输送机提高2 3。同时采取特殊措施时除外下运带式输送机的倾角应较一般输送机减少 2 4。某些情况下，无论上运或下运输送机的倾角可以提高到 28或更高。此时需要采取特殊措施，例如，降低带速，提高拖辊槽角，改变侧型以增加水平或较缓坡段等，并请教专家进行经济和技术评估，不应贸然采取大倾角。2、受料段和机尾长度：受料段应尽量设计为水平段，必须倾斜受料时，其倾角应尽量小。物料落到输送机的受料点，应是输送机正常成槽的地方，并使导料槽处在一种托辊槽角上，以确保受料顺利，方便导料槽的密封。有条件时，受料段的槽角最好为 45，并在导料槽前后均配设过段，以更好地消除导料槽撒料商丘工学院毕业设计（论文）的可能性。3、卸料段：倾斜输送机的卸料段最好设计成水平段，尽量不采用高式架和高式驱动装置架，以方便操作和维修，有利于输送机头部和转运站设计的标准化。卸料段为水平的倾斜输送机，其折点到头部滚筒中心线的距离应足够，以保证所有过渡托辊均不在凹弧段上。带速3.15 m/s 的输送机的卸料段一般应设计为水平段。2.5 拉紧装置车式重锤拉紧装置可置于输送机中部和尾部，条件允许时，应尽量置于中部并靠近传动滚筒处，不得已时，才将车式重锤拉紧装置置于输送机尾部。长距离输送机选择电动绞车拉紧装置或液压车式拉紧装置时，总是将拉紧装置设于输送机中部并靠近中部传动滚筒，螺旋拉紧装置一般只用于无法采用其他拉紧方式的机长小于 30m 的输送机上，对于轻质物料或运量特小的输送机，此值可延长到50m，一般装于机尾滚筒处,直接拉紧输送带,结构简单,安装方便,因其拉紧行程最大为 1m,故适用于输送机长度小,功率较小的带式输送机。计算拉紧行程较大，在侧型布置上有困难时，可采用双行程中部重锤拉紧装置，或同时采用俩种不同形式的拉紧装置予以解决。2.5.1 拉紧装置的作用由于在启动、制动过程中输送带会发生蠕变,使输送带变长而松驰,胶带机拉紧装置使其不会发生打滑现象。由此可见,拉紧装置是保证带式输送机正常运行必不可少的重要部件,它的功能有:(1)使输送带在传动滚筒上形成正压力,靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传递出来。(2)限制输送带在托辊间的垂度,防止输送带在商丘工学院毕业设计（论文）托辊间距内过分松弛而丧失槽形,引起物料和输送带跑偏,增加运行阻力;为重新接头提供必要的行程。(3)补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长,同时在启动、制动时输送带自动收紧,免除机组振动。(4)在长距离带式输送机中,拉紧装置对其拉力产生重大影响。2.6 升降架的选用升降架，其包括外管和内管。在带有外托盘的外管内套装有内管，该内管下端触地，其上端固定有螺母，该螺母啮合有螺纹丝杠，该丝杠的上端通过传动机构固定在外管的上端，在该上端还设有驱动摇把，该摇把与传动机构相连，且带动该丝杠转动，构成该丝杠在内管上的螺母中相对内管移动。该升降架是将外托盘上的重物随着外管相对内管和地面的移动，而托起重物的。通过驱动摇把和传动机构，实现重物的升降操纵。该升降架是应工场作业升降重物的需要，而设计的一种结构简单，制造容易，造价低廉的升降设备。2.7 滚筒匹配在使用织物带芯的输送带时，取决于输送带的厚度，即织物带芯的层数。这商丘工学院毕业设计（论文）是因为输送带在运转中要反复地绕过滚筒，在滚筒上发生挠曲。胶带在挠曲时，外层受拉伸，内层受压缩，各层的应力和应变均不一样，这样多次反复挠曲到一定程度以后，各层之间的橡胶层就要发生机械疲劳，产生层间剥离而损坏。滚筒的直径越小，胶带的挠曲度就越大，机械疲劳而导致的层间剥离出现得也越快。所以，驱动滚筒的直径 D 由输送带的允许弯曲度来决定，其值用下列公式确定：对于硫化接头： D125Z；对机械接头： D100Z；对移动式输送机： D80Z。式中 Z胶带的挂胶帆布层数。在标准设计中，带宽与滚筒直径也有一定比例关系，所以用上式计算的滚筒直径，然后在系列标准中圆整成相近的标准直径。表 3 滚筒匹配B 传动滚筒直径180尾部改向滚筒直径180中部改向滚筒直径180头部改向滚筒直径90改向滚筒直径45改向滚筒直径1200 1000 800 800 1000 630 5002.8 托辊托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命，托辊间距应满足辊子承载能力和输送带下垂度俩个条件。凸弧段托辊间距一般为承载分支托辊间距的 1/2。受料段托辊间距一般为承载分支商丘工学院毕业设计（论文）托辊间距的 1/2-1/3 。因受力过大需加密托辊时，可根据实际需要，由设计者确定托辊间距。输送质量大于 20的成件物品时，托辊间距不应大于物品长度（沿输送方向）的 1/2；对于 20以下的成件物品，托辊间距可取 1200mm。2.9 输送带的主要参数2.9.1 主要参数输送带的主要参数包括输送能力，输送速度，构件尺寸，输送长度。2.9.2 技术参数输送带一般根据物料搬运系统的要求，物料装卸地点的各种条件，有关的生产工艺过程和物料等来确定。设计参数如下表 2-1 所示：表 2-1 输送带设计参数商丘工学院毕业设计（论文）序号项目 单位参数1 风扇数量 台 22 离地面最低位置 mm 8003 调整行程（Max）mm 3004 颜色深蓝色5 电源 V AC3806 链板样式 坦克链式7 适合压铸机 400T8 链板材质 镀锌板冲制9 移动方式 4 寸方向脚轮移动10 长度 M 2.8（其他长度另计）11 内宽 M 0.4（其他宽度另计）12 速度控制方式 调速器控制（0.11.5M/S）商丘工学院毕业设计（论文）第 3 章 链传动及计算3.1 链传动的特点链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低；链轮齿受力情况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减震性能；中心距可大而结构轻便。与摩擦型带传动相比，链传动的平均传动比准确；传动效率高；链条对轴的拉力较小；同样 使用条件下，结构尺寸更为紧凑；此外，链条的磨损身长比较缓慢，张紧调节工作量较小，并且能在恶劣环境条件下工作。链传动的主要缺点是：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳齿；不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。链传动的应用范围很广。通常，中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动，环境恶劣的开式传动，低速重载传动，润滑良好的高速传动等都可成功采用链传动。3.1.1 润滑范围选择不同工作环境温度下的链传动用润滑油粘度等级见下表链传动用润滑油的粘度等级（摘自 GB/T 18150-2000）环境温度 C5C5 2C25 4C45 70润滑油的粘度级别VG68(SAE20)VG100(SAE30)VG150(SAE40)VG220(SAE50)3.1.2 滚子链的耐磨损工作能力计算商丘工学院毕业设计（论文）当工作条件要求链条的磨损伸长率 明显小于 3或者润滑条件下不能符合p规定要求而有所恶化时，可按下式进行滚子链的磨损计算。链条磨损使用寿命与润滑条件、许用的磨损伸长率以及铰链承压面上产生的摩擦功等因素有关。 pvizLpcTr1)(915032式中 T-使用寿命（h） ；-链长，以节数表示；pV-链速；-小链轮齿数；1z-传动比；i-磨损系数；1c-节距系数；2-铰链比压；rp3.2 张力的计算S2S1 S4S3如图 1-3, 逐点张力(3)23WS(4)2234K商丘工学院毕业设计（论文）(5)122141 WKSWS当输送机的运行参数(运量、带长、带速、阻力系数等)不变时,传动滚筒的拖动力为一定值常数21S为了使输送带最大张力 最小,则 越小越好,而 必须满足空段最小张力。因此,1S22S可求得 的最小值为2cos50tlqS式中 输送带每米自重下托辊间距tl输送机倾角求出后，代入(3)式，可求出 ，再将 代入(4)式，可求出 ， 必须满足承2S3S34S载段最小张力，将 代入(5)式，便可求出 。此值即为输送带最大张力的最小值，4 1然后根据欧拉方程(6)eS21求出当 为最小时，所需的传动滚筒包角 /21sIn选用最优的传动滚筒包角 ，使输送带的最大张力 最小。1S3.3 输送带垂度的校核在输送带自重和载荷重量的作用下，输送带在两托辊之间必然有悬垂度。托辊间距愈大或输送带张力愈小，其垂度将愈大。如果垂度过大，输送带在两组托辊之间将发生松驰现象，可能导致物料撒落且将引起输送带运行阻力加大，故各国均规定了允许的最大垂度值。ISO5048 中规定输送带垂度不超过托辊间距的0.52.0，我国设计规范中规定为 2.5。为满足输送带的垂度条件，对于任何一个运输系统，承载分支输送带的最小商丘工学院毕业设计（论文）张力 Szmin需满足 cos)(5mintdzlq回空分支输送带的最小张力 Skmin需满足cos5mintdklqS若输送带最小张力不满足上式中之一，则应增大初张力，直到满足垂度条件为止。对于上图的带式输送机系统来说满足垂度的校核条件为 cos5)(23tdtlqSl3.4 按垂度条件计算各点张力验算传动滚筒的磨擦条件1、按垂度要求计算各点张力首先要根据带式输送机布置系统的阻力情况，定性判断输送带承载分支和回空分支的最小张力点位置，并计算出其相应满足垂度条件的最小张力值，然后根据此两张力值判断满足垂度条件的最小张力值，针对图具体步骤为 cos)(5min3 tdZlqS由逐点张力法得 KS32如果 则以承载分支垂度条件计算的最小张力满足回cos5min2tdKlqS空分支的垂度要求，并且有商丘工学院毕业设计（论文）KZHWS2134否则 cos5min2tdklqS并且有 KZHWS213423.5 校核传动滚筒的磨擦传动条件外载荷需要传动滚筒表面输出的牵引力 140SF传动滚筒表面所能输出的额定牵引力为 neSF110则满足磨擦传动的条件是 ，即0neS114如果式（5-45）不成立，即不能满足磨擦传动条件，此时可据下式计算 S1neS141此时，据式（5-46）计算 S1，一定满足输送带垂度条件，然后据此时的 S1，应用“逐点张力法”计算出系统中各点张力。商丘工学院毕业设计（论文）商丘工学院毕业设计（论文）第 4 章 电动机和变频器的选择4.1 电动机的选择根据伺服控制的要求，可选择电机类型。1 步进电机 2 伺服电机伺服电机在性能各方面上都要优于步进电机，但伺服电机成本太大。因此需根据控制要求，权衡电机能否胜任，从而选择最优者。两者性能对比：1.加速特性步进电机电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要 200400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以现场所选用台安 ECMA-E213 系列电机为例，空载情况下从禁止加速到转速 3000RPM 仅需 10MS 可用于要求快速启停的控制。2.控制特性步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。3.低频特性商丘工学院毕业设计（论文）步进电机在低速时易出现低频振动现象。而交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。4.负载特性步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在 300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为 2000RPM 或 3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。综上，为满足现场控制要求，应选择伺服电机。4.1.1 电动机的型号选择(1)选择电动机类型 选用 Y 系列一般用途的三项异步电动机。(2）选择电动机容量= = =wPFv10kW95.01374.为取 V 带传动效率 ；滚动轴承效率 ；8 级精度齿轮传送效率b 9.0r；联轴器效率 ，则总效率97.g 8.c5.09.05.2kWkPwn 3.8.74电动机额定功率 只需大于 即可，选电动机的额定功率 为 5.5 。ednPedPkW(3)确定电动机转速 工作机轴转速商丘工学院毕业设计（论文） min/6.7140.35.6104 rDvnw根据重量和价格，选择 Y 系列异步电动机 Y132M2-64.1.2 电动机正反转线路图 2-1 为异步电动机正反转控制线路，从图 2-1（a）可知，按下 SB2，正向接触器 KM1 得电动作，主触点闭合，使电动机正转。按停止按钮 SB1，电动机停止。按下 SB3，反向接触器 KM2 得电动作，其主触点闭合，使电动机子绕组与正转时相比相序反了，则电动机反转。 从主回路来看，如果 KM1、KM2 同时通电动作，就会造成主回路短路。在线路图 2-1（a）中，如果按了 SB2 又按了 SB3，就会造成上述事故。为此要求线路中必须设置联锁环节。如图 2-1（b）所示，根据本章前面所讲述过的互锁的内容，利用两个接触器的辅助常闭触点互锁控制的方式将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器的线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的起动按钮，另一个接触器也无法通电，这种方式称为电气联锁或电气互锁. 电动机工作后才能起动等等，都需要有类似的这种联锁控制。如果现在电动机在正转，想要反转，则线路 2-1（b）必须先按停止按钮 SB1 后，再按方向按钮 SB3才能实现，显然操作不方便。线路图 2-1（c）利用复合按钮就可实现正反转的直接转换。很显然采用复合按钮，还可以起到联锁作用，这是由于按下复合按钮SB2 时，KM1 可得电动作，同时 KM2 回路被切断。同理按下复合按钮 SB3 时，KM2得电，同时 KM1 回路被切断。这样的互锁叫机械互锁。图 2-1（c）既有接触器常闭触点的电气互锁，也有复合按钮常闭触点的互锁，即具有双重互线。商丘工学院毕业设计（论文）4.1.3 动力头的自动循环控制图 2-2 是动力头的行程控制线路，它也是由行程开关按行程控制来实现动力头的往复运动的。控制线路完成了这样一个工作循环：首先使动力头由位置 b 移到位置