喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 編號(hào)：（ ）字 號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于PLC控制的帶式輸送機(jī)自動(dòng)張緊裝置 張飛 21040218 機(jī)械工程及自動(dòng)化04-1班 題目： 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 二〇〇八年六月 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第104頁(yè) 1 概述 帶式輸送機(jī)俗稱(chēng)“皮帶機(jī)”，是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶作為傳送物料和牽引工件的輸送機(jī)械，是連續(xù)式輸送機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種。帶式輸送機(jī)是由承載的輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。它具有運(yùn)輸能力大、運(yùn)輸阻力小、耗電量低、運(yùn)行平穩(wěn)、在運(yùn)輸途中對(duì)物料的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，特別是在礦山生產(chǎn)運(yùn)輸中起著重要的作用。 張緊裝置是帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分，隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)也越來(lái)越占據(jù)了主導(dǎo)地位，也積極推動(dòng)和響應(yīng)了企業(yè)領(lǐng)域中的安全生產(chǎn)。PLC控制的自動(dòng)張緊裝置可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行自動(dòng)控制皮帶機(jī)的張力，并保護(hù)皮帶機(jī)，增加了皮帶機(jī)的運(yùn)行壽命。同時(shí)，PLC還可以監(jiān)控皮帶機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。 輸送機(jī)及張緊裝置基本的布置形式如圖1.1所示。 1、2—驅(qū)動(dòng)滾筒 4 、5、6、7—改向滾筒 3—拉緊小車(chē) 圖1.1 輸送機(jī)及張緊裝置基本的布置形式 1.1張緊裝置的作用 張緊裝置使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生摩擦力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥之間的垂度，使輸送帶正常運(yùn)行。具體如下： （1）可以保證輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒的奔離點(diǎn)具有適當(dāng)?shù)膹埩?，防止輸送帶打滑? （2）保證輸送帶與托輥接觸弧上具有必要張力，防止輸送帶在兩組托輥間松弛引起撒料和輸送帶的垂直拍打； （3）補(bǔ)償輸送帶永久變形時(shí)的張力； （4）補(bǔ)償在不同工況下輸送機(jī)的起動(dòng)張力，包括輸送機(jī)的輕載和重載啟動(dòng)，由于輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)的張緊力比正常運(yùn)行時(shí)的張緊力大1. 4～1. 5 倍，所以在設(shè)計(jì)張緊裝置時(shí)還要考慮帶式輸送機(jī)的起動(dòng)狀態(tài)； （5）減小起、制動(dòng)時(shí)，輸送帶中出現(xiàn)的動(dòng)負(fù)荷； （6）在輸送帶、傳動(dòng)滾筒等部件維修時(shí)釋放輸送帶中的張緊力； 1.2張緊裝置的類(lèi)型及其介紹 張緊裝置按結(jié)構(gòu)可分為重錘式張緊裝置、固定式張緊裝置和自動(dòng)張緊裝置三大類(lèi)。 （1）重錘式張緊裝置 它是利用重錘的重量產(chǎn)生張緊力，并保證輸送帶在各種工況下均有恒定的張緊力，可以自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度改變和磨損而引起的輸送帶的伸長(zhǎng)變化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維護(hù)量小，是一種應(yīng)用廣泛的較理想的張緊裝置。其缺點(diǎn)是占用空間大，工作中張緊力不能自動(dòng)調(diào)整。這種張緊裝置包括垂直式張緊裝置(能利用走廊空間位置，便于布置，缺點(diǎn)是改向滾筒多，并且物料容易掉入輸送帶與張緊滾筒之間而損壞輸送帶)；車(chē)式張緊裝置(適應(yīng)于距離較長(zhǎng)，功率較大的輸送機(jī)，張緊行程有2m、3m、4m 三檔)。 （2）固定式張緊裝置 固定式張緊裝置的張緊滾筒在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是固定的，其張緊行程的調(diào)整有手動(dòng)和電動(dòng)兩種方式。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工作可靠；缺點(diǎn)是對(duì)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于輸送帶彈性變形和塑性伸長(zhǎng)無(wú)法適時(shí)補(bǔ)償而導(dǎo)致張緊力下降，可能引起輸送帶在傳動(dòng)滾筒上打滑。常見(jiàn)的固定式張緊裝置有螺旋式(適用于長(zhǎng)度較短，功率較小的輸送機(jī))、絞車(chē)—滑輪式張緊裝置(適用于大張緊力、長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的輸送機(jī)，有電動(dòng)式和手動(dòng)式)。固定式張緊裝置一般情況下是不動(dòng)作的，當(dāng)膠帶產(chǎn)生塑性變形后，應(yīng)重新調(diào)整其張緊位置。 （3）自動(dòng)張緊裝置 自動(dòng)張緊裝置是一種在輸送機(jī)工作過(guò)程中能按一定要求自動(dòng)調(diào)節(jié)張緊力的張緊裝置。在現(xiàn)代化長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)中使用較多，它能使輸送帶具有合理的張力圖，自動(dòng)補(bǔ)償輸送帶的彈性和塑性變形，是一種理想的張緊裝置。對(duì)長(zhǎng)距離大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)，自動(dòng)張緊裝置能保證輸送機(jī)有效的工作，避免輸送帶出現(xiàn)松弛、飄帶、跑偏、喘振等異?，F(xiàn)象。 為了能夠更有效而又實(shí)時(shí)地控制皮帶機(jī)的張緊力，采取PLC控制與液壓張緊裝置相結(jié)合的自動(dòng)張緊裝置系統(tǒng)。 1.3液壓張緊裝置的基本介紹及其特點(diǎn) 液壓張緊裝置主要通過(guò)液壓缸的伸縮來(lái)拉緊皮帶?，F(xiàn)在的液壓張緊裝置，一般是通過(guò)繼電器或者是PLC來(lái)控制液壓系統(tǒng)，從而進(jìn)一步控制皮帶的張緊程度。它可以根據(jù)工作情況調(diào)整張緊力的大小，改善了皮帶的工作狀況，大大提高了皮帶的使用壽命。 1.3.1液壓張緊裝置的特點(diǎn) (1) 可根據(jù)起動(dòng)時(shí)張緊力和正常運(yùn)行時(shí)張緊力的不同需要,調(diào)節(jié)輸送帶張力的大小(可以達(dá)到起動(dòng)時(shí)張緊力比正常運(yùn)行時(shí)大1. 4～1. 5 倍的要求) ,一旦調(diào)定后,按預(yù)定程序自動(dòng)工作,保證輸送帶在理想狀態(tài)下工作； (2)響應(yīng)快,帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí),輸送帶松邊突然松馳伸長(zhǎng),該裝置能立刻縮回油缸,及時(shí)補(bǔ)償輸送帶的伸長(zhǎng),對(duì)緊邊沖擊小,從而使起動(dòng)時(shí)平穩(wěn)可靠,避免斷帶事故； (3) 具有斷帶時(shí)自動(dòng)停止帶式輸送機(jī)和打滑時(shí)自動(dòng)增加張緊力等保護(hù)功能； (4) 結(jié)構(gòu)緊湊,安裝空間?。? (5) 可與集控裝置連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制,還可實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制； (6) 便于根據(jù)工況的變化設(shè)定和調(diào)節(jié)張力。 1.3.2新型自動(dòng)控制液壓張緊裝置的主要技術(shù)特點(diǎn) (1)用動(dòng)滑輪解決長(zhǎng)行程的要求。由于在膠合接頭和安裝過(guò)程中都要求輸送帶有一定的松弛量，如用油缸直接張緊小車(chē)，則油缸行程太長(zhǎng)。為此可以通過(guò)若干個(gè)動(dòng)滑輪組拉住張緊小車(chē)，通過(guò)這種方法可以降低液壓缸的長(zhǎng)度；但是，在減小液壓缸行程的同時(shí)，增大了液壓缸的拉力； (2)設(shè)置蓄能器提高系統(tǒng)張力的穩(wěn)定性。在輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，構(gòu)成輸送帶動(dòng)張緊力的彈性波有入射波、反射波和透射波三種。由于入射波與反射波的作用，輸送帶在傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)的力忽大忽小，成不穩(wěn)定狀態(tài)，輸送帶承受著沖擊載荷。為此在張緊裝置的液壓系統(tǒng)中設(shè)置若干個(gè)蓄能器，來(lái)抵消入射波與反射波對(duì)奔離點(diǎn)張緊力的影響； (3)通過(guò)壓力傳感器及時(shí)監(jiān)控液壓缸的張緊狀態(tài)，根據(jù)情況改變張緊力的大小。這樣就可以大大改善皮帶的工作條件，提高皮帶的壽命。 1.3.3液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 1.3.3.1優(yōu)點(diǎn) （1）同其它傳動(dòng)方式比較，傳動(dòng)功率相同，液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、體積緊湊； （2）級(jí)變速，調(diào)速范圍大； （3）建的慣性小，能夠頻繁迅速換向；傳動(dòng)工作平穩(wěn)；系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)緩沖吸震，并能自動(dòng)防止過(guò)載； （4）電氣配合容易實(shí)現(xiàn)動(dòng)作和操作自動(dòng)化；與微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)配合，能實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制工作； （5）件已基本上系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，利于CAD技術(shù)的應(yīng)用，提高效率，降低成本。 1.3.3.2缺點(diǎn) （1）易產(chǎn)生泄漏，污染環(huán)境； （2）因有泄漏和彈性變形大，不易做到精確的定比傳動(dòng)； （3）系統(tǒng)內(nèi)混入空氣，會(huì)引起爬行、噪音和震動(dòng)； （4）適用的環(huán)境溫度比機(jī)械傳動(dòng)小。 1.4帶式輸送機(jī)張緊裝置的PLC控制系統(tǒng)介紹 1.4.1 PLC的介紹 1.4.1.1 PLC的定義 PLC稱(chēng)為可編程序控制器（Programmable Controller,英文縮寫(xiě)為PC、后又稱(chēng)為PLC），是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它面向控制過(guò)程、面向用戶(hù)、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。PLC控制技術(shù)代表著當(dāng)前程序控制的先進(jìn)水平，PLC裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存放指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。 1.4.1.2 PLC的功能 PLC在不斷地發(fā)展，其性能在不斷地完善、功能在不斷地增強(qiáng)。其主要功能有： （1） 開(kāi)關(guān)量邏輯控制 這是PLC的基本功能。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單和復(fù)雜的邏輯控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。 （2） 模擬量控制 在工業(yè)控制中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、速度等參數(shù)。而PLC中的微處理器CPU只能處理數(shù)字量。所以PLC中配置了A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，把現(xiàn)場(chǎng)輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理。而CPU處理的數(shù)字量結(jié)果，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)去控制相應(yīng)的設(shè)備。 （3）閉環(huán)過(guò)程控制 運(yùn)用PLC不僅可以對(duì)模擬量進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，而且還可以進(jìn)行閉環(huán)控制。配置PID控制單元模塊，對(duì)控制過(guò)程中某一變量（電壓、溫度、速度等）進(jìn)行PID控制。 （4）定時(shí)控制 PLC具有定時(shí)控制功能，它為用戶(hù)提供了若干個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器的時(shí)間可以由用戶(hù)在編寫(xiě)用戶(hù)程序時(shí)設(shè)定。 （5）計(jì)數(shù)控制 PLC具有計(jì)數(shù)控制功能，它為用戶(hù)提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以由用戶(hù)在編寫(xiě)用戶(hù)程序時(shí)設(shè)定。 （6）順序（步進(jìn)）控制 在工業(yè)控制中，選用PLC實(shí)現(xiàn)順序（步進(jìn)）控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言—順序功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （7）數(shù)據(jù)處理 它不僅能進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算（包括四則運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算等）和數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等。 （8）通信和聯(lián)網(wǎng) 它既可以對(duì)遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)自動(dòng)化。 1.4.1.3 PLC的特點(diǎn) （1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) PLC能抑制諸如電噪聲、電源波動(dòng)、振動(dòng)、電磁干擾等的干擾，能抗1000V、1脈沖的干擾，能在高溫、高濕以及空氣中存有各種強(qiáng)腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地工作。PLC還采用了冗余技術(shù)等，進(jìn)一步增強(qiáng)了PLC的可靠性。 （3） 通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全 PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，能方便靈活地組成大小不同、功能不同的控制系統(tǒng)，通用性強(qiáng)。由于可編程序控制功能齊全，幾乎可以滿(mǎn)足所有控制場(chǎng)合的需求。組成系統(tǒng)后，即使控制程序發(fā)生變化，只要修改軟件即可，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的柔性。 （4） 模塊化結(jié)構(gòu) PLC內(nèi)部的各不部件都用電纜連接起來(lái)，系統(tǒng)的功能和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶(hù)的實(shí)際需求自行配置，從而實(shí)現(xiàn)最佳的性?xún)r(jià)比。 （5） 安裝簡(jiǎn)便、調(diào)試方便 只要把現(xiàn)場(chǎng)的I/O設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端子相連就完成了全部的安裝任務(wù)。調(diào)試的時(shí)候可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管和編程器提供的信息方便地進(jìn)行測(cè)試、排錯(cuò)和修改。 （6） 網(wǎng)絡(luò)通信 PLC提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口，可以方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。 1.4.1.4 PLC的分類(lèi) 按PLC的控制規(guī)模分類(lèi)，PLC可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。通常小型機(jī)的控制點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量小于8K。小型機(jī)常用于單機(jī)控制和小型控制場(chǎng)合，在通信網(wǎng)絡(luò)中常作從站。例如西門(mén)子公司的S7-200；中型機(jī)的控制點(diǎn)數(shù)在256—2048點(diǎn)范圍內(nèi)，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量小于50K。常用于中型控制場(chǎng)合，在通信網(wǎng)絡(luò)中可作主站也可作從站。例如西門(mén)子公司的S7-300；大型機(jī)的控制點(diǎn)數(shù)在2048以上，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到50K以上。常用于大型控制場(chǎng)合，在通信網(wǎng)絡(luò)中作從站。如西門(mén)子公司的S7-400。 PLC按結(jié)構(gòu)形式還可分為整體式、模塊式和疊裝式。 1.4.1.4 PLC的基本組成 從廣義上說(shuō)，PLC也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，只不過(guò)比一般的計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的工業(yè)過(guò)程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言。所以PLC與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)十分相似，也具有中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出I/O接口、電源等，如圖1.2所示。 圖1.2 可編程序控制器的基本組成 1.4.2帶式輸送機(jī)張緊裝置的控制原理 如圖1.3所示為帶式輸送機(jī)張緊裝置的PLC控制基本框圖，根據(jù)張緊裝置的控制需求和控制作用，目的只是對(duì)皮帶的張緊力大小而控制，若張緊裝置采取液壓張緊的話(huà)，PLC根據(jù)所識(shí)別的信號(hào)輸出相應(yīng)的信號(hào)控制電液閥的流量，從而使液壓缸按照合適的大小去伸縮。 （1） 監(jiān)測(cè)輸入部分 根據(jù)以上所分析的帶式輸送機(jī)張緊裝置的作用可歸納出張緊裝置起作用的情況：一是皮帶輸送機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，由于皮帶的疲勞等各種原因的導(dǎo)致，使得皮帶變松，從而發(fā)生皮帶與驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的現(xiàn)象，這樣的話(huà)，大大降低了皮帶的使用壽命，也降低了皮帶輸送機(jī)的工作壽命；二是當(dāng)皮帶機(jī)起動(dòng)時(shí)，需要更大的起動(dòng)張緊力，防止在起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)打滑而不能正常起動(dòng)皮帶輸送機(jī)。為了使帶式輸送機(jī)能夠正常工作，并根據(jù)工作情況的分析，從而設(shè)計(jì)了如圖1.3所示的5個(gè)傳感器。 圖1.3 張緊裝置的PLC控制基本框圖 由于所設(shè)計(jì)的皮帶機(jī)運(yùn)輸距離比較長(zhǎng)，而且是頭尾雙驅(qū)動(dòng)，頭尾的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒分別由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以需要分別在各臺(tái)電機(jī)及其附近安置傳感器。 各傳感器的作用及安裝位置： 1號(hào)電機(jī)速度傳感器：測(cè)量1號(hào)電機(jī)所帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速，輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，其數(shù)字脈沖的頻率與驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速成正比。將其安裝在1號(hào)電機(jī)所帶的動(dòng)滾筒上； 2號(hào)電機(jī)速度傳感器：測(cè)量2號(hào)電機(jī)所帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速，其型號(hào)及原理與1號(hào)電機(jī)速度傳感器一樣，安放位置是在2號(hào)電機(jī)所帶動(dòng)的滾筒上面； 1、2號(hào)電機(jī)附近帶速傳感器：主要目的是測(cè)量皮帶的線(xiàn)速度，但是由于考慮到其安裝困難和誤差比轉(zhuǎn)速傳感器大，所以將其安放在如圖1.1所示的拉緊滾筒3上，測(cè)量出改向滾筒的轉(zhuǎn)速，根據(jù)線(xiàn)速度和轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，則可得到皮帶的速度。當(dāng)然這里還考慮到皮帶和改向滾筒是否發(fā)生打滑的現(xiàn)象，是否能精確測(cè)量出皮帶的速度的問(wèn)題。，根據(jù)理論的推導(dǎo)和實(shí)踐的證明是不會(huì)發(fā)生打滑的，因?yàn)楦南驖L筒是不承受載荷的。 壓力傳感器：將其安裝在液壓張緊裝置液壓回路，通過(guò)測(cè)量液壓回路的壓力來(lái)計(jì)算皮帶張緊力的大小。其作用主要是在帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)用，并保護(hù)皮帶的太大張緊力而縮短皮帶的壽命。 （2） 控制輸出 PLC根據(jù)識(shí)別到的輸入信號(hào)和后敘的軟件程序輸出相應(yīng)的信號(hào)，去控制電液閥的流量大小，并控制各電機(jī)的起動(dòng)。 （3）控制原理 當(dāng)帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)力矩遠(yuǎn)大于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的力矩，起動(dòng)張緊力也比正常運(yùn)行時(shí)大，這就需要張緊裝置進(jìn)行作用，使輸送機(jī)具有足夠的起動(dòng)張緊力，PLC輸出信號(hào)控制張緊裝置使液壓缸伸出，在液壓回路安放的壓力傳感器檢測(cè)張緊力的大小，當(dāng)達(dá)到起動(dòng)時(shí)的張緊力時(shí)，張緊裝置停止工作并鎖緊到此時(shí)的狀態(tài)，在起動(dòng)過(guò)程中，隨著速度的增加，張緊裝置作用的張緊力也減小，當(dāng)達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，張緊裝置輸出運(yùn)行時(shí)的張緊力。 在帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)，由速度傳感器進(jìn)行檢測(cè)滾筒和皮帶的速度是否同步。當(dāng)兩個(gè)傳感器檢測(cè)到的速度大小不一致時(shí)，說(shuō)明滾筒和皮帶發(fā)生了打滑，根據(jù)速度信號(hào)大小的比較，PLC輸出相應(yīng)的信號(hào)，使張緊裝置作用，改變皮帶的張緊力，直到其不打滑為止。 2 帶式輸送機(jī)的工作原理 2.1帶式輸送機(jī)的組成及工作原理 2.1.1帶式輸送機(jī)的組成 1—張緊裝置； 2—裝載裝置； 3—換向滾筒； 4—上托輥 5—輸送帶； 6—下托輥； 7—機(jī)架； 8—清掃裝置； 9驅(qū)動(dòng)裝置 圖2.1 帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 如圖2.1所示為帶式輸送機(jī)的基本組成,其各部分的功能作用如下: (1) 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送給輸送帶，并帶動(dòng)它運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和驅(qū)動(dòng)滾筒等部件組成。 (2) 清掃裝置 清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。最簡(jiǎn)單的清掃裝置是刮板式清掃器，由重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，還有旋轉(zhuǎn)刷、指狀彈性刮刀、水力沖刷、振動(dòng)清掃等。采用哪種清掃裝置，應(yīng)視運(yùn)送物料的粘性而定。 (3) 上、下托輥 托輥是帶式輸送機(jī)的重要部件之一。它的作用是支承輸送帶，使輸送帶的垂度不超過(guò)限定值以減小運(yùn)行阻力，保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。托輥沿輸送機(jī)全長(zhǎng)分布，數(shù)量很多，它的工作性能直接影響帶式輸送機(jī)的整機(jī)性能。托輥的全部質(zhì)量約占整機(jī)的1/3，價(jià)值約占整機(jī)的20﹪～25﹪。為增大輸送帶的承載斷面，將承載的輸送帶用短托輥組成槽形斷面，這種托輥組稱(chēng)為槽形托輥組。槽形托輥組所使用的托輥數(shù)量有3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)等，因而也使槽形端面的形狀各異。對(duì)于空程段的輸送帶用一個(gè)長(zhǎng)托輥支承，一般稱(chēng)為平形托輥組。有些輸送帶較寬的帶式輸送機(jī)，其空程段的輸送帶用2個(gè)托輥組成V形斷面的托輥組支承，稱(chēng)為V形托輥組。采用V形托輥組對(duì)防止輸送帶跑偏有一定作用。 (4) 輸送帶 輸送帶的作用是承載物料和運(yùn)送物料。輸送帶貫穿帶式輸送機(jī)的全長(zhǎng)（為機(jī)身長(zhǎng)度的2倍多），用量大、價(jià)格高，約占整個(gè)帶式輸送機(jī)價(jià)值50﹪。為使輸送帶不但有足夠的強(qiáng)度，而且能夠耐磨損和腐蝕，輸送帶由芯體和覆蓋層構(gòu)成，芯體承受拉力，覆蓋層起保護(hù)芯體的作用。芯體的材料有絲織物和鋼絲繩2類(lèi)。絲織物芯體有多層帆布粘合及整體編織2種。絲織物芯體的材質(zhì)有棉、維綸和尼龍。整體編織芯體的輸送帶與多導(dǎo)粘合的相比，強(qiáng)度相同時(shí)整編芯體的厚度小、柔度好、耐沖擊性好，使用中不會(huì)發(fā)生層間剝裂。整編芯體的輸送帶伸長(zhǎng)率較高，使用時(shí)需要有較大的拉緊行程，鋼絲繩芯體是由許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的強(qiáng)度高，抗沖擊性和抗彎曲疲勞性能好；伸長(zhǎng)率小，需要的拉緊行程小。同其他類(lèi)型的輸送帶比較，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小，所需滾筒直徑也小。 (5) 拉緊裝置 拉緊裝置的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅(qū)動(dòng)裝置傳遞出應(yīng)有的摩擦牽引力和使輸送帶的垂度保持在限定范圍內(nèi)。帶式輸送機(jī)常用的拉緊裝置有螺旋式、重力式和鋼絲繩絞車(chē)式等幾種，它們都是采用改變機(jī)尾換向滾筒與驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)滾筒之間中心距的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)拉緊輸送帶的。一般而言，螺旋式拉緊裝置只能用于拉緊行程小、要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。重力式拉緊裝置適用于固定安裝的帶式輸送機(jī)，結(jié)構(gòu)形式有多種，其特點(diǎn)是輸送帶伸長(zhǎng)變形不影響拉緊力，但體積大、比較笨重。鋼絲繩絞車(chē)式拉緊裝置是用絞車(chē)代替重錘，靠牽引鋼絲繩改變機(jī)尾滾筒與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的距離來(lái)張緊輸送帶。用這種方法實(shí)現(xiàn)輸送帶的張緊，在輸送帶伸長(zhǎng)變形時(shí)需要開(kāi)動(dòng)絞車(chē)來(lái)調(diào)整輸送帶張力，否則張力下降。它的特點(diǎn)是調(diào)整拉緊力方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。在滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)，則開(kāi)動(dòng)絞車(chē)以增加輸送帶張力；在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，適當(dāng)反轉(zhuǎn)絞車(chē)使張力減小。驅(qū)動(dòng)滾筒出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又可開(kāi)動(dòng)絞車(chē)增大拉緊力，使驅(qū)動(dòng)滾筒摩擦牽引力增大，消除驅(qū)動(dòng)滾筒打滑現(xiàn)象。 (6) 制動(dòng)裝置 制動(dòng)裝置有逆止器和制動(dòng)器。逆止器的作用是防止向上運(yùn)輸?shù)膸捷斔蜋C(jī)停車(chē)后輸送帶下滑。制動(dòng)器的作用是保證向下運(yùn)輸?shù)膸捷斔蜋C(jī)可靠停車(chē)；在水平運(yùn)輸時(shí)，若要求準(zhǔn)確停車(chē)，也應(yīng)裝設(shè)制動(dòng)器。 (7) 裝載裝置 裝載裝置也稱(chēng)給料裝置，主要由漏斗和擋板等部件組成。常用的有強(qiáng)制式、自溜式和組合式3類(lèi)。 (8) 機(jī)架 機(jī)架包括機(jī)頭架、機(jī)尾架和中間架等。它們的作用是安裝帶式輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾、托輥組以及其他輔助裝置等。常用機(jī)架也有幾種不同的結(jié)構(gòu)。煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)，為了拆裝方便，機(jī)頭架、機(jī)尾架做成結(jié)構(gòu)緊湊便于移置的構(gòu)件，中間架采用便于拆裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有鋼繩機(jī)架和型鋼機(jī)架兩種。按照安裝方式不同，中間架又有落地式和繩架吊掛式之分，落地式機(jī)架又有固定式和可拆移式兩種。用于地面和煤礦井下主要運(yùn)輸巷道的通用帶式輸送機(jī)的中間架多采用型鋼焊接而成的固定式機(jī)架，而采區(qū)順槽一般用可拆移式機(jī)架或吊掛式機(jī)架。可拆移式機(jī)架一般用型鋼焊接成H型中間托架。將H型中間托架與兩邊的鋼管采用插入式銷(xiāo)釘固定聯(lián)接，整個(gè)機(jī)架不用一個(gè)螺栓，避免了因螺栓生銹而造成的拆裝不便。型鋼機(jī)架也可采用吊掛式安裝，但應(yīng)用較少。 2.1.2帶式輸送機(jī)的工作原理 如圖2—1所示,輸送帶4繞過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置1的主動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒6形成一個(gè)環(huán)形帶。上下兩股輸送帶分別支承在上、下托輥3上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置1的主動(dòng)滾筒通過(guò)它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。貨載裝在輸送帶上與輸送帶一起運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)一般是利用上段輸送帶運(yùn)送貨載的，并且在端部卸載，也可利用專(zhuān)門(mén)的卸載裝置在中間卸載。 帶式輸送機(jī)的機(jī)身斷面如圖2—1中的截面圖A—A 所示。上部的輸送帶利用一組槽形上托輥支承，以增加輸送帶的承載斷面積。下部輸送帶一般利用平形下托輥支承。 帶式輸送機(jī)可用于水平或傾斜運(yùn)輸，但傾角受物料特性限制。在通常情況下，傾斜向上運(yùn)輸時(shí)的傾角不超過(guò)18°，向下運(yùn)輸不超過(guò)15°。帶式輸送機(jī)不宜運(yùn)送有棱角的貨物，因?yàn)橛欣饨堑奈锪弦讚p壞輸送帶，降低帶式輸送機(jī)的使用壽命。帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力大，運(yùn)行阻力小，運(yùn)輸過(guò)程中物料一般不會(huì)破碎，因而特別適合輸送散料貨物。 2.2帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理——摩擦傳動(dòng)原理 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置有許多形式，它們的區(qū)別在于：驅(qū)動(dòng)滾筒的數(shù)量；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的形式；各部件相互的布置；有無(wú)液力偶合器和制動(dòng)裝置；電機(jī)的功率等。按照傳動(dòng)滾筒的數(shù)量，驅(qū)動(dòng)裝置可分為：?jiǎn)螡L筒、多滾筒。同時(shí)為了增大驅(qū)動(dòng)力，各組傳動(dòng)滾筒還可附設(shè)導(dǎo)向滾筒。 帶式輸送機(jī)所需的牽引力是通過(guò)傳動(dòng)滾筒與輸送帶接觸表面的摩擦，形成圓周力，由傳動(dòng)滾筒傳遞到輸送帶，也就是說(shuō)為了使輸送機(jī)運(yùn)行，在輸送帶趨入和奔離傳動(dòng)滾筒時(shí)，必須形成張力差。 2.2.1單滾筒驅(qū)動(dòng)情況 圖2.2 單滾筒驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 圖2.3 傳動(dòng)滾筒上帶的受力圖 如圖2.2為單滾筒驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖。當(dāng)傳動(dòng)滾筒由電機(jī)帶動(dòng)作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用它和輸送帶之間的摩擦力，帶動(dòng)輸送帶一起運(yùn)動(dòng)。輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)輸送帶上各點(diǎn)的張力是不相等的。各點(diǎn)張力的大小決定于張緊力、輸送量、帶寬和帶速、機(jī)長(zhǎng)及托輥結(jié)構(gòu)等。由逐點(diǎn)張力計(jì)算方法的原則可知，在圖示水平運(yùn)輸?shù)那闆r下，輸送帶的張力從點(diǎn)2 經(jīng)過(guò)3、4 到點(diǎn)1 逐漸增加，而在輸送帶的主動(dòng)段1—2 之間，張力卻逐漸減小。1、2 兩點(diǎn)的張力差就是傳動(dòng)滾筒傳給輸送帶的摩擦力，也就是輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。輸送帶在相遇點(diǎn)1 的張力和分離點(diǎn)2 的張力取決于兩方面： 一方面，它們?nèi)Q于輸送機(jī)的各個(gè)技術(shù)參數(shù)。當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)，相遇點(diǎn)的張力隨負(fù)荷或輸送機(jī)長(zhǎng)度的增加而增大。此時(shí)傳動(dòng)滾筒所傳遞的驅(qū)動(dòng)力也必須加大，才能滿(mǎn)足正常運(yùn)行的需要。另一方面，傳動(dòng)滾筒傳給輸送帶的驅(qū)動(dòng)力是摩擦力，有一個(gè)限度，不能任意增大。當(dāng)負(fù)荷和輸送機(jī)長(zhǎng)度增加過(guò)多，使得傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)與分離點(diǎn)的張力差大于滾筒與輸送帶間的極限摩擦力時(shí)，輸送帶將在滾筒上打滑。要使輸送帶在滾筒上不打滑，相遇點(diǎn)張力與分離點(diǎn)張力必須保持一定的關(guān)系，即符合歐拉公式。 在建立牽引力和圍包角之間的關(guān)系時(shí)，為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，我們把輸送帶看作一種理想的撓性體，它可以任意撓曲，不受彎曲應(yīng)力；同時(shí)，由于在滾筒上那一段輸送帶的質(zhì)量和慣性力同它所受的張力和摩擦力相比很小，可以忽略輸送帶本身重量和所受的慣性力。 如圖2.3 所示，設(shè)輸送帶在傳動(dòng)滾筒上分離點(diǎn)2 的張力為；在相遇點(diǎn)1 的實(shí)際張力為，而其極限張力為；輸送帶圍包滾筒的弧所對(duì)的圓心角稱(chēng)為圍包角，簡(jiǎn)稱(chēng)包角。在圍包弧內(nèi)，輸送帶任一點(diǎn)A的張力為；當(dāng)有一微小增量時(shí)，輸送帶長(zhǎng)度由A點(diǎn)變化到B點(diǎn)，即有一長(zhǎng)度增量；在B點(diǎn)的張力為，即當(dāng)有一微小增量時(shí)，張力增量為。 取AB這段長(zhǎng)度的膠帶為隔離體，如圖2.3所示。當(dāng)傳動(dòng)滾筒順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，作用在該單元的力有：A點(diǎn)的張力T；B點(diǎn)的張力T+dT，與T成角；傳動(dòng)滾筒對(duì)輸送帶的法向反力及摩擦力，為滾筒與膠帶間的摩擦系數(shù)。由于長(zhǎng)度很短，如果又忽略膠帶的厚度，那么可以認(rèn)為上述四個(gè)力為共點(diǎn)力系作用在長(zhǎng)度的重中點(diǎn)。以該點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系。在極限平衡狀態(tài)下，該單元體的受力平衡方程為： 由于很小，故，。因此上述方程組可簡(jiǎn)化為： 略去二次微量項(xiàng)，解上述方程組，得 （2-1） 式2-1為一階常微分方程。解之可得出張力隨圍包角變化而變化的函數(shù)。在極限平衡狀態(tài)下，當(dāng)圍包角由0增大到時(shí)，張力由增大到，利用這兩個(gè)邊界條件，對(duì)此微分方程兩邊定積分得 解上式得 即 （2-2） 式中：—自然對(duì)數(shù)的底數(shù) —輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù) —圍包角 同理，對(duì)于圍包弧上任意一點(diǎn)A的張力為： （2-3） 式2-2、2-3就是撓性體摩擦傳動(dòng)的歐拉公式，根據(jù)歐拉公式可繪制出膠帶的張力變化曲線(xiàn)，如圖2.4所示 圖2.4 傳動(dòng)滾筒上的膠帶張力分布 相遇點(diǎn)張力隨負(fù)載的增加而增大，當(dāng)負(fù)載增加過(guò)多時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)相遇點(diǎn)張力與分離點(diǎn)張力之差大于傳動(dòng)滾筒與膠帶間的極限摩擦力，膠帶將在滾筒上打滑而不能工作。若使膠帶不在滾筒上打滑，必須滿(mǎn)足如下條件 根據(jù)歐拉公式輸送帶與滾筒相遇點(diǎn)的張力和分離點(diǎn)的張力有下述關(guān)系 （2-4） 上式表示了一種傳遞驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系，即傳動(dòng)滾筒所傳遞的驅(qū)動(dòng)力為 （2-5） 式2-4明當(dāng)彈性滑動(dòng)角為時(shí)，輸送帶張力達(dá)到，在區(qū)間輸送帶張力不再變化，也就是沒(méi)有彈性伸長(zhǎng)的變化，輸送帶在滾筒上不再有彈性滑動(dòng)?？梢哉J(rèn)為只有滑動(dòng)弧才有摩擦力，從而傳遞驅(qū)動(dòng)力。分析式2-5可知，當(dāng)分離點(diǎn)張力保持不變時(shí)，隨著需要傳遞驅(qū)動(dòng)力的增大，滑動(dòng)弧和相遇點(diǎn)的張力也隨之增大?；瑒?dòng)弧最大值為，所以為防止膠帶在滾筒上打滑，相遇點(diǎn)的最大張力必須滿(mǎn)足 （2-6） 因而，傳動(dòng)滾筒可能傳遞的最大驅(qū)動(dòng)力為 （2-7） 當(dāng)運(yùn)行阻力時(shí)，傳動(dòng)滾筒傳遞驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系式2-5已不再成立，此時(shí)傳動(dòng)滾筒靠摩擦已不能傳遞大于的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置可以提供驅(qū)動(dòng)力時(shí)，輸送帶必然會(huì)在傳動(dòng)滾筒上打滑，即輸送帶不能運(yùn)動(dòng)，而傳動(dòng)滾筒仍然隨驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。打滑時(shí)，摩擦生熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將輸送帶燒壞。在帶式輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，考慮到摩擦系數(shù)和運(yùn)行阻力的變化，還有動(dòng)載荷的影響等，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力有一定的裕量作為備用。故設(shè)計(jì)時(shí)采用 （2-8） 式中 ——傳動(dòng)滾筒需要傳遞的驅(qū)動(dòng)力， ——傳動(dòng)滾筒可能傳動(dòng)的最大驅(qū)動(dòng)力， ——傳動(dòng)滾筒傳遞驅(qū)動(dòng)力的備用系數(shù)， 則，當(dāng)包角和分離點(diǎn)張力一定時(shí)，傳動(dòng)滾筒傳遞的驅(qū)動(dòng)力為 （2-9） 當(dāng)圍包角和傳動(dòng)滾筒所需傳遞的驅(qū)動(dòng)力一定時(shí)，分離點(diǎn)的張力為 （2-10） 由式2-9可見(jiàn)，增大驅(qū)動(dòng)力可以從以下三個(gè)方面著手： （1）增大張緊力，以實(shí)現(xiàn)增大輸送帶在分離點(diǎn)的張力。在設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用，應(yīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用，以免使最大張力加大，帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸加大，從而增大制造成本。 （2）增加圍包角單滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)圍包角為大約為200°～230°，雙滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)可達(dá)450°～480°。驅(qū)動(dòng)力會(huì)隨圍包角的增大而按指數(shù)規(guī)律加大。改措施一般在設(shè)計(jì)時(shí)采用，對(duì)帶式輸送機(jī)的成本影響較小。 （3）增加摩擦系數(shù)為增加摩擦系數(shù)，多采用在驅(qū)動(dòng)滾筒表面包覆高摩擦材料，如橡膠、陶瓷襯墊或其他襯墊。這種方法在設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)時(shí)使用，對(duì)帶式輸送機(jī)的制造成本影響最小。 2.2.2多滾筒驅(qū)動(dòng)情況 具有兩個(gè)及兩個(gè)以上傳動(dòng)滾筒的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成為多滾筒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。將每臺(tái)電動(dòng)機(jī)到與傳動(dòng)滾筒相連的聯(lián)軸器之間所有傳動(dòng)部件組成一個(gè)單元，成為驅(qū)動(dòng)單元。在一個(gè)滾筒上可以設(shè)一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元。如果需要也有在輸送機(jī)的中部設(shè)置傳動(dòng)滾筒并配有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。 這里僅研究頭尾雙滾筒傳動(dòng)的情形。由于采用多滾筒傳動(dòng)的輸送機(jī)一般都比較長(zhǎng)，輸送機(jī)頭、尾傳動(dòng)滾筒間會(huì)出現(xiàn)一些比較復(fù)雜的情況，有關(guān)頭尾多滾筒傳動(dòng)的情況還有待于作大量的、更進(jìn)一步的研究。 （1）多滾筒傳動(dòng)各滾筒的驅(qū)動(dòng)力的分配 在總功率確定后，需要解決如何分配兩個(gè)滾筒所傳遞的功率問(wèn)題。確定各傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)力(功率)的比例關(guān)系，叫做名義配比。 設(shè)計(jì)各傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)力的分配比時(shí)要考慮的因素有： 1）各傳動(dòng)滾筒傳遞驅(qū)動(dòng)力的能力； 2）電動(dòng)機(jī)功率與數(shù)量的分配； 3）配比是整數(shù)，以便于分配電動(dòng)機(jī)； 4）輸送帶的張緊力。 （2）頭尾雙滾筒傳動(dòng)的情況 如圖2.5為頭尾雙滾筒驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，、、、分別為1、2滾筒相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)的張力，則有 （2-11） 根據(jù)式2-9，各傳動(dòng)滾筒傳遞的動(dòng)力關(guān)系為 （2-12） 圖 2.5 頭尾雙滾筒驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 （2-13） （2-14） 從而有 則：傳動(dòng)滾筒1和傳動(dòng)滾筒2傳遞驅(qū)動(dòng)力的比為 令，則 （2-16） 由式2-12和式2-14得 （2-17） 當(dāng)，時(shí)， 在頭尾雙滾筒傳動(dòng)中，兩個(gè)傳動(dòng)滾筒布置的地點(diǎn)有一定的距離，其間輸送帶的阻力大到不可忽略的程度。與頭部雙滾筒的情況相比，采用頭尾雙滾筒驅(qū)動(dòng)的好處是可以減小輸送帶的最大張力。 （3）雙滾筒分別傳動(dòng)的功率匹配問(wèn)題 兩滾筒傳動(dòng)功率的分配，有按最小張力分配和按比例分配兩種方式 1）按最小張力分配 這是指?jìng)鬟f一定的牽引力，輸送帶的張力最小。從式2-7可以看出，總的摩擦牽引力一定時(shí)，為使最小，在摩擦因數(shù)不變的條件下，要充分利用圍抱角。若兩滾筒的圍抱角分別為和，如圖2.6所示，兩滾筒分別能傳遞的最大牽引力為： 圖2.6 雙滾筒分別傳動(dòng)時(shí)的膠帶變化曲線(xiàn) （2-18） （2-19） 當(dāng)滾筒2的抱角充分利用時(shí)，則： （2-20） 將式2-20代入式2-18中，得 （2-21） 為了充分利用圍抱角，應(yīng)按式2-19和2-21求得的牽引力計(jì)算和配備兩個(gè)滾筒所需要的電動(dòng)機(jī)功率。按圖2.6所示的圍包方式，一般情況下 代入式2-19和2-21得： （2-22） （2-23） 由 （2-24） 得 （2-25） 式2-25是傳遞一定的摩擦牽引力時(shí)，按式3-22和3-23配備兩滾筒電機(jī)時(shí)，輸送帶分離點(diǎn)應(yīng)有的最小張力。 按最小張力分配的優(yōu)點(diǎn)是：傳遞一定的牽引力時(shí)，輸送帶張力最小，有利于輸送帶運(yùn)行。缺點(diǎn)是很難選到合適的電動(dòng)機(jī)，且兩滾筒所用的電動(dòng)機(jī)功率不同，減速器不同，設(shè)計(jì)和使用都不便。 2）按比例分配 這是按比例將總功率分到兩個(gè)滾筒上，通常采用按1：1和2：1兩種分配方式。 <1> 按1：1分配 以這種方式分配時(shí)，可設(shè)兩滾筒功率相同，各為總功率的一半。其優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)、減速器及有關(guān)設(shè)備完全一樣，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)方便，因此采用較多。缺點(diǎn)是不能充分利用相遇點(diǎn)一側(cè)的滾筒1所能傳遞的摩擦牽引力，因而需要加大輸送帶的張力。 按1：1分配，兩滾筒傳遞的總牽引力為： （2-26） （2-27） 比較式2-25和2-27，因，當(dāng)兩滾筒所傳遞的總牽引力相同，即時(shí)，。這就是說(shuō)為傳遞同樣的牽引力，采用1：1分配，需要加大分離點(diǎn)的張力，即需要將輸送帶的張力加大。 <2> 按2：1分配 這是將相遇點(diǎn)一側(cè)的滾筒1的功率按兩倍于滾筒2分配。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：兩滾筒既可使用相同的電機(jī)、減速器及有關(guān)設(shè)備，又可充分發(fā)揮滾筒1的摩擦牽引力。傳遞同樣牽引力時(shí)，所需輸送帶的張力比按1：1分配小的多。缺點(diǎn)是：滾筒1需要兩套電機(jī)和減速器，占地面積大。 由式2-22和2-23可知，當(dāng)兩個(gè)滾筒的圍抱角，如摩擦因數(shù)，按張力最小分配方法計(jì)算可得：，相當(dāng)于按2：1的功率分配，此時(shí)兩個(gè)滾筒的摩擦牽引力已接近充分發(fā)揮。如圍抱角和摩擦因數(shù)不是上述數(shù)值，按2：1分配電機(jī)功率時(shí)，輸送帶張力要大一些，但比按1：1分配所需要張力要小得多。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按實(shí)際條件的摩擦因數(shù)合理調(diào)整圍抱角，使兩滾筒所傳遞的牽引力比值接近2：1。 3 帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1設(shè)計(jì)參數(shù) 皮帶機(jī)的輸送能力：； 提升高度： 煤的密度： 最大煤塊尺寸： 運(yùn)輸距離： 頭尾雙驅(qū)動(dòng) 3.2帶式輸送機(jī)的機(jī)型選擇 帶式輸送機(jī)有通用、輕型、移動(dòng)、鋼絲繩芯、大傾角等多種帶式輸送機(jī)。其中鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)是一種強(qiáng)力型帶式輸送機(jī)，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)輸距離大、運(yùn)行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。如表3-1為鋼絲繩芯DX型帶式輸送機(jī)規(guī)格。 表3-1 鋼絲繩芯DX帶式輸送機(jī)規(guī)格 帶寬 產(chǎn)品代號(hào) 輸送帶強(qiáng)度GX 帶速 800 1000 1250 1600 2000 2500 3000 3500 輸送帶許用最大張力 2.5 3.15 4 800 DX3 64 80 100 128 160 200 240 280 √√ √√√ — 1000 DX4 80 100 125 160 200 250 300 350 √√ √√√ — 1200 DX5 — 120 150 192 240 300 360 420 √√ √ √√ 1400 DX6 — — 175 224 280 350 420 490 √ √√ 1600 DX7 — — — 256 320 400 480 560 √ 1800 DX8 — — — 288 360 450 540 630 2000 DX9 — — — — 400 500 600 700 3.3輸送帶的選擇設(shè)計(jì) 3.3.1選取帶速 帶速選擇原則: 表3-2不同性質(zhì)的物料選用帶速的推薦值 物料名稱(chēng) 帶速 2 2.5 3.15 4 5 原煤（濕）、濕砂、剝離層(無(wú)太大塊) √ √ √ √ √ 煤(小塊)、土、砂、細(xì)碎石 √ √ √ √ — 礦石、細(xì)碎巖石、大塊煤 √ √ √ — — （1）可按表3-1及表3-2選擇； （2）水平輸送、物料塊度小而潮濕的、琢磨性小的、環(huán)境衛(wèi)生條件要求不高的，可選用較高帶速； （3）上運(yùn)或下運(yùn)輸送、物料易滾動(dòng)、塊度大、琢磨性大的、環(huán)境衛(wèi)生條件要求高的，宜用較低帶速； （4）選用較高帶速是提高運(yùn)輸能力、降低帶寬的有效措施，但要進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定。 由運(yùn)輸距離，提升高度,得傾角，接近于水平輸送。，故選擇較高帶速，取 3.3.2選擇帶寬 帶寬的確定主要取決于以下兩方面的要求 （1）物料塊度要求 對(duì)于未篩分得物料，有 式中 ——帶寬 ——物料中最大塊度尺寸 ， 代入得： （2）輸送能力要求 按給定條件，，，經(jīng)查表3-3可得，將其代入下式，則可求出物料斷面積為 表3-3輸送機(jī)的傾斜系數(shù) 傾角/（°） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 根據(jù)運(yùn)送的物料名稱(chēng)和帶速及物料密度等因素，查《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得物料的堆積角；同時(shí)取托輥槽角。按托輥槽角，堆積角，并結(jié)合物料的斷面積查《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得帶寬。 為了增大運(yùn)送余量，并結(jié)合帶寬、帶速與運(yùn)送能力的匹配關(guān)系，同時(shí)查表3-4，取帶寬 表3-4 各種帶寬使用的最大塊度 帶寬/ 500 650 800 1000 1200 1400 最大塊度/ 150 150 200 300 350 350 帶寬/ 1600 1800 2000 2200 2400 最大塊度/ 350 350 350 350 350 預(yù)選用的GX800型鋼繩芯輸送帶，輸送帶參數(shù)如下： 帶芯強(qiáng)度： 鋼繩直徑： 鋼繩破斷張力： 膠帶面質(zhì)量： 膠帶線(xiàn)質(zhì)量： 3.4運(yùn)行阻力的計(jì)算 運(yùn)行時(shí)的總阻力： （3-1） 式中： ——與輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)，在機(jī)長(zhǎng)大于時(shí)，可從表3-5 查得。 ——主要阻力， ——特種主要阻力， ——特種附加阻力， ——傾斜阻力， 表3-5 系數(shù)與輸送機(jī)長(zhǎng)度的關(guān)系 / 80 100 150 200 300 400 500 600 1．92 1．78 1．58 1．45 1．31 1．25 1．20 1．17 / 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 1．14 1．12 1．10 1．09 1．06 1．05 1．04 1．03 （3-2） 式中：——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，可按表3-6查得，取 ——輸送機(jī)長(zhǎng)度， ——重力加速度， ——承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量， ——回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量， ——每米長(zhǎng)度輸送帶重量， ——每米長(zhǎng)度輸送物料重量， ——輸送機(jī)的傾角， 選取上托輥間距，下托輥間距，查表可得： 每米物料重量： 將以上數(shù)據(jù)代入式3-2中得： 表3-6模擬摩擦系數(shù) 安裝情況 工作條件 水平、向上傾斜及向下傾斜的電動(dòng)工況 工作環(huán)境良好、制造、安裝良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦因數(shù)小 0.02 按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造、調(diào)整好、物料內(nèi)摩擦因數(shù)中等 0.022 多塵、低溫、過(guò)載、高帶速、安裝不良、托輥質(zhì)量差，物料內(nèi)摩擦因數(shù)大 0.023～0.03 向下傾斜 設(shè)計(jì)、制造正常，處于發(fā)電工況時(shí) 0.012～0.016 （3-3） 式中：——托輥前傾的摩擦阻力， ——物料與導(dǎo)料攔板間的摩擦阻力，由于不設(shè)導(dǎo)料攔板，所以 （3-4） 式中：——槽型系數(shù)，槽角時(shí)， ——托輥和輸送帶之間的摩擦系數(shù)，一般取0.3～0.4 ——裝有前傾托輥的輸送機(jī)長(zhǎng)度， ——托輥前傾角度，查《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，則可得 代入式3-4得： 將、代入式3-3可得： （3-5） 式中：——輸送帶和清掃器的接觸面積， ——輸送帶和清掃器間的壓力，一般取 之間 ——送帶和清掃器間的摩擦因數(shù)，取0.5～0.7 ——輸送帶寬度， ——犁式卸料器阻力系數(shù)，一般為 代入式3-5可得： （3-6） 式中：——輸送機(jī)的提升高度， 代入式3-6可得： 將、、、、代入式3-1中，可得： 運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)滾筒的總圓周驅(qū)動(dòng)力為： 3.5輸送帶張力的計(jì)算 如圖3.1輸送機(jī)的布置形式，各點(diǎn)的張力如圖所示。 取兩滾筒的圍抱角，摩擦因數(shù)按表3-7取。兩滾筒的功率配比按1：1分配，則兩滾筒的圓周力分別為： 圖3.1 輸送機(jī)的布置示意圖 根據(jù)摩擦傳動(dòng)原理，設(shè)第二滾筒的值用足，有 （3-7） （3-8） 將相應(yīng)的數(shù)值代入式3-7和式3-8中，可得： 表3-7驅(qū)動(dòng)滾筒和膠帶之間的摩擦因數(shù) 運(yùn)行條件 光滑裸露的鋼滾筒 帶“人”字形溝槽的橡膠覆蓋面 帶“人”字形溝槽的聚胺基酸酯覆蓋面 帶“人”字形溝槽的陶瓷覆蓋面 干態(tài)運(yùn)行 0.35～0.4 0.4～0.45 0.35～0.4 0.4～0.45 清潔濕態(tài)運(yùn)行 0.1 0.35 0.35 0.35～0.4 污濁濕態(tài)運(yùn)行 0.05～0.1 0.25～0.3 0.2 0.35 重段阻力： 空段阻力，忽略傳動(dòng)長(zhǎng)度，則 則 3.6校核 （1）垂度校核 垂度校核必須分別校核重段垂度和空段垂度，兩者都要找出最小張力點(diǎn)，必須滿(mǎn)足最小張力大于各垂度所需要的最小張力。 重段垂度所需要的最小張力為 (3-9) 式中：—輸送帶最大允許懸垂度，一般取 上分支托輥間距，代入式3-9得 通過(guò) 空段垂度所需要的最小張力為 (3-10) 下分支托輥間距，代入式3-10得 通過(guò) （2）采用自動(dòng)張緊裝置，張緊力可調(diào)，不需要校核起動(dòng)情況。同時(shí)滿(mǎn)足 （3）最大張力，小于表3-1中許用值，通過(guò)。 （4）校核輸送帶安全系數(shù) (3-11) 式中：—輸送帶強(qiáng)度，取 代入式3-11得： 則輸送帶安全系數(shù)通過(guò) 3.7張緊行程及張緊力的計(jì)算 3.7.1張緊行程 張緊行程的總行程包括安裝行程和工作行程。安裝行程由設(shè)計(jì)者根據(jù)張緊裝置結(jié)構(gòu)并考慮輸送帶接頭所需行程在設(shè)計(jì)時(shí)確定。工作行程是指張緊滾筒的位移，它與輸送機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)方式、頻率、輸送帶的延伸特性有關(guān)，可按下式計(jì)算： (3-12) 式中：—輸送機(jī)的長(zhǎng)度， —張緊工作行程， —輸送帶彈性伸長(zhǎng)率和永久伸長(zhǎng)率，由輸送帶廠(chǎng)家給出，通常鋼繩芯為0.0025 —張緊后托輥間允許的垂率，一般取0.001 將以上數(shù)據(jù)代入式3-12得 3.7.2張緊力 帶式輸送機(jī)在起動(dòng)時(shí)的牽引力比正常運(yùn)行時(shí)要大，兩者的比值叫做起動(dòng)系數(shù)。起動(dòng)時(shí)張緊裝置的張緊力和正常運(yùn)行時(shí)也不同，兩者的比值叫做張緊力比。顯然，合理的張緊力比對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有很大影響，而且，張緊力比與起動(dòng)系數(shù)的關(guān)系如何，與運(yùn)行工況及驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)位置關(guān)系如何，都是選型設(shè)計(jì)中應(yīng)明確的問(wèn)題。 （1）起動(dòng)系數(shù) 若起動(dòng)時(shí)的牽引力為，正常運(yùn)行時(shí)的牽引力為，則起動(dòng)系數(shù) 正常運(yùn)行時(shí)的牽引力為總圓周力，而起動(dòng)時(shí)的牽引力為運(yùn)行總阻力與起動(dòng)慣性總阻力之和,即 而 式中: —起動(dòng)慣性總阻力， —起動(dòng)加速度， —重力加速度， —旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性系數(shù)， 可見(jiàn)，存在以下關(guān)系式： 即 （3-13） 由式3-13可計(jì)算出不同運(yùn)距、不同加速度下的起動(dòng)系數(shù)，有以下結(jié)論： 1）運(yùn)距，加速度越大，起動(dòng)系數(shù)越大； 2）通常水平運(yùn)輸取，則運(yùn)距時(shí)，加速度；運(yùn)距時(shí)，； 3）當(dāng)加速度時(shí)，要保證，則水平運(yùn)距只能是，所以長(zhǎng)距離水平運(yùn)輸時(shí)，加速度不能太大； 水平運(yùn)輸時(shí)，起動(dòng)加速度一般取。加速度過(guò)大，會(huì)引起輸送機(jī)喘振，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，傳動(dòng)滾筒處輸送帶打滑，電機(jī)過(guò)載太大。加速度過(guò)小，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，也會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)。 綜合考慮，取加速度，起動(dòng)系數(shù)左右。 （2）張緊力比 起動(dòng)時(shí)所需的張緊力與正常運(yùn)行所需的張緊力之比即為張緊力比 下面討論起動(dòng)系數(shù)與拉緊力比之間的關(guān)系： （3-14） 式中，、分別為起動(dòng)時(shí)輸送帶相遇點(diǎn)和奔離點(diǎn)的張力。 （3-15） （3-16） 式中：、分別為起動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)的摩擦力備用系數(shù)。 將以上幾式簡(jiǎn)化得： （3-17） 水平和上運(yùn)時(shí)，，則。取，則取 左右。 則可得到以下結(jié)論： 張緊裝置布置在輸送帶張力最小處，實(shí)際布置形式見(jiàn)圖3-2。正常運(yùn)行時(shí)的張緊力為 起動(dòng)時(shí)，使張緊力與額定工作拉力的比值為1.3，起動(dòng)時(shí)所需張緊力為 3.8機(jī)型布置 3.8.1布置原則 （1）采用多傳動(dòng)滾筒的功率配比是根據(jù)等驅(qū)動(dòng)功率單元法任意分配； （2）雙傳動(dòng)滾筒不采用S型布置，以延長(zhǎng)輸送帶和包膠滾筒的使用壽命，且避免物料粘到傳動(dòng)滾筒上影響功率的平衡； （3）張緊裝置一般布置在輸送帶張力的最小處。若水平輸送機(jī)采用多電機(jī)分別起動(dòng)時(shí)，張緊裝置應(yīng)設(shè)在先起動(dòng)的傳動(dòng)滾筒一側(cè)。盡可能使輸送帶張緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線(xiàn)平行，且施加的張緊力要通過(guò)滾筒中心。 （4）輸送機(jī)盡量布置成直線(xiàn)型，避免有過(guò)大的凸弧、深凹弧的布置形式，以利于正常運(yùn)行。 3.8.2布置形式 由上面的計(jì)算結(jié)果，圖3.1中張力的值最小，可將張緊裝置布置于此處。采用二電機(jī)分別起動(dòng)，可使機(jī)頭電機(jī)先起動(dòng)。布置形式見(jiàn)圖3.2。 3.9滾筒的選擇 改向滾筒及傳動(dòng)滾筒與帶強(qiáng)、帶寬的組合見(jiàn)表3-8 1、2—驅(qū)動(dòng)滾筒 4 、5、6、7—改向滾筒 3—拉緊小車(chē) 圖3.2 輸送機(jī)及張緊裝置基本的布置形式 表3-8 滾筒組合(部分) 帶寬 使用張力百分?jǐn)?shù) ﹪ 包角 ° 輸送帶強(qiáng)度， 650 800 1000 1250 傳動(dòng)滾筒直徑 改向滾筒直徑， 100 180 800 800 30 500 500 50 180 630 800 30 400 400 30 180 500 630 30 400 400 選帶寬，帶強(qiáng)，使用張力百分?jǐn)?shù)不到30﹪，圖3.2 中，改向滾筒3、5、6、7 的包角＞180°，改向滾筒4的包角約為30°。因此，選擇傳動(dòng)滾筒的直徑，改向滾筒3、5、6、7直徑，改向滾筒4的直徑。 對(duì)于傳動(dòng)滾筒1，其傳遞的扭矩為： 所受的合力為： 對(duì)于傳動(dòng)滾筒2，其傳遞的扭矩為：