1176-帶式輸送機傳動滾筒的防滑處理,輸送,傳動,滾筒,防滑,處理 機械學院畢業(yè)實習、畢業(yè)設計（論文）學生個人工作計劃學生姓名： 龍銀萍 班級： 機 02-7 班 開始日期： 2006 年 3 月 13 日 結束日期： 2006 年 6 月 24 日設計進程 實習或設計內容 完成情況 檢查者簽字第 一 周 總體設計：采用自動機械供料機構設計第 二 周 電子皮帶秤作為配料機構第 三 周 電子皮帶秤供料原理方案第 四 周 方案結構設計：采用電子皮帶秤控制復合肥配料。該機構主要由帶式輸送機、調節(jié)閥門、PLC、落料斗等第 五 周 皮帶輸送機結構草圖第 六 周 復合化肥配料生產線的總體設計第 七 周 結構分步設計。對皮帶輸送機中有關參數進行計算第 八 周 選擇皮帶輸送機的相關結構型號（驅動裝置、傳動與改向滾筒、上下托輥、輸送帶、張緊裝置）第 九 周 選擇電子皮帶秤結構、傳感器、PLC 等，繪制電氣圖第 十 周 繪制總圖第 十一 周 書寫說明書、論文第 十二 周 修改總圖第 十三 周 專題、外文翻譯第 十四 周 專題、外文翻譯第 十五 周 修改第 十六 周 答辯重 量校 正 高 阻 輸 出偏 差 加 大 重 量 偏差 指 示 欠 重 停 車濾 波加 法比 例視 密 度 指 示裝 料 及 調 節(jié) 閥 門等 分 隔 圓 盤帶 式 輸 送 機 輻 度 觸 點功 率 放 大 延 時閃 光 電 路濾 波振蕩器穩(wěn) 壓 器畢業(yè)設計首先進行相應的資料收集，預計所安排的時間是三個星期，包括實習時間。我的畢業(yè)設計題目是“復合化肥混合比例裝置及 PLC 控制系統設計”。復合肥生產工藝流程為：根據某種顏色高濃度復合肥配方，添加入經粉碎過的尿素、磷銨、氯化鉀等原材料以及有關配置成一定比例的混合顏料及添加劑進行攪拌混合配料，混合好的物料經皮帶輸送機送入鼓造粒機，配以蒸汽進行熱造。其中，我主要研究的是配料和運輸生產線的控制。針對具體所涉及，主要包括以下幾個方面的內容。（1） 運輸裝置；（2） 控制系統；（3） 檢測系統；（4） 回饋裝置。對于運輸裝置，是指皮帶運輸機，而通過電子皮帶秤進行復合化肥混合比例配比，通過 PLC 技術進行控制，這是一種先進的控制技術，附加相應的傳感器，如速度傳感器、流量傳感器，其中尤為重要的是對復合化肥配比的精度控制。以上從整體上對生產線的設計結構，但不能忽略的是正確選擇所涉及的器件、構件的型號。我分步驟安排這幾周的時間。首先，我查閱了有關配料生產線的結構，如下圖。電子皮帶秤供料原理物料由料斗落在輸送皮帶上形成連需物料流，檢測裝置感測到皮帶上物料重量變化轉換成電量信號，信號經檢波，對比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機來調節(jié)閘門的開合度，從而控制皮帶上物料層厚度，以保證物料以恒定重量被輸送。物料從皮帶上落下時，被均速轉動的等轉動的等分格圓盤截取相等重量的物料，經圓盤分隔，通過落料過程，只要調配好皮帶的速度與等分隔圓盤的轉速，即可達到所需的定量。絕大多數的散狀物料包括粉粒狀物料和塊狀物料都運用的機械化運輸為傳輸帶來完成相關加工過程。絕大多數的散狀物料配比機械化運輸作系統性分析，主要是從：工作原理、結構特點、實用范圍、主要零部件、基本參數、設計計算、工藝布局、系列型號、規(guī)格等方面著手。對物料配比機械化可采取自動化控制，如電，PLC，微機相應設備進行控制，即可以大大提高生產效率，同時也提高了生產精度。總之,如果抓住機遇,不斷完善微機螺旋配料系統,不斷開拓市場,該設備應該有很好的發(fā)展前景和應用空間" 。其次對帶式輸送機作了詳細的了解。帶式輸送機具有結構簡單。造價便宜。運行可靠。小時運量較大，輸送距離長短調節(jié)方便，維修保養(yǎng)簡便等特點，廣泛應用于糧食、煤炭、冶金、電力、輕工、建材等行業(yè)，是最常用的連續(xù)運輸設備。帶式輸送機按使用條件可分為固定式輸送機和移動式輸送機兩大類。固定帶式輸送機*結構輸送帶、驅動裝置、傳動與改向滾筒、上下托輥、張緊裝置等組成。*布置水平—傾斜、傾斜—水平、水平—傾斜—水平。根據電子皮帶秤運行的經驗,一般認為,以下條件最適宜皮帶秤的動態(tài)稱重：(1)給料量均勻并接近額定量程通常希望皮帶上物料輸送量始終保持在皮帶秤額定量程的 50%~90%范圍內,輸送量比較大且不超載,這有利于提高電子皮帶秤的使用精確度"。(2)皮帶速度越低越好皮帶張力是稱重過程的主要干擾力,皮帶速度低,張力比較小,干擾因而減少此外,皮帶秤稱重過程中,皮重與總重比值大,因為稱重托輥及皮帶的一部分重量都加在秤架上,如果能在同樣輸送量條件下降低皮帶速度,則單位長度皮帶上的負荷(kg/m)增加 ,從而使皮重與總重比值減少,這樣可以提高稱重精確度。(3)皮帶輸送機的傾角越小越好皮帶輸送機的傾角越大,力的傳遞特性越復雜,秤架的調整越困難，了解皮帶輸送機各種條件對電子皮帶秤稱量精確度有怎樣的影響,我們就可以具體進行。(4)皮帶輸送機托輥的槽形角越小越好槽形角為零的平形托輥在受力時,沿皮帶斷面方向產生的側向力很小，而采用槽形托輥時,這種側向力就比較大,同時,它使皮帶的梁效應或懸垂線效應變得更明顯。(5)皮帶輸送機的長度稍短為好皮帶輸送機過短,秤架離裝料點及排料點太近,稱重精確度也要受影響;皮帶輸送機過長,皮帶張力值增大,當運行條件變化時,張力值的改變更大,而長皮帶的均勻性,皮帶的跑偏量等也難滿足稱量的要求。(6)皮帶輸送機裝有能自動調整皮帶張力的拉緊裝置為好皮帶張力可自動調整的拉緊裝置為精確稱重創(chuàng)造了條件,頭部滾筒式拉緊裝置和尾部滾筒式拉緊裝置均屬能自動調整皮帶張力的拉緊裝置"前者性能更好;而螺旋式拉緊裝置屬不能自動調整皮帶張力的拉緊裝置"在國外某些大輸送量的皮帶輸送機上,還采用了電子機械型皮帶張力自動控制裝置,恒定皮帶張力"。(7)其它條件如皮帶輸送機支架的振動要小,皮帶秤盡量不要裝在有多個裝料點及有卸料犁的皮帶輸送機上。用以上的條件來權衡各條皮帶輸送機,就可以優(yōu)選其中一種安裝電子皮帶秤"。以上就是我的畢業(yè)設計中最重要的兩方面，即電子秤的稱量以及皮帶輸送機的結構選取，它們之間聯系的內容。日期 2006 年 3 月 13 日 實習地點：周一畢業(yè)設計是大四下學期的主要內容，也是考察一個經過四年學習后綜合性的考察。我的畢業(yè)設計題目是：復合化肥混合比例裝置及 PLC 控制系統設計，以及包含 5000 字的英文翻譯和專題。今天我著手對英文翻譯發(fā)起進攻。我選擇了最快捷的方式-上網搜索。幾個小時下來收獲并不大，不是內容不新，就是不能下載，或是字數不夠，于是我改變策略去查期刊雜志，倒還尋出幾篇作為參考。忙了半天多虧一同學說自己那多出一篇來，給我，讓我暗自慶幸。文章題目為"An Integrated System for Command and Control of Cooperative Robotic Systems."即指令集成系統和協作機器人系統控制。為了掌握這篇文章的主要中心思想，我快速瀏覽其摘要。對自治性機器人在功能方面進行的實驗性研究。主要從（1）人機結合；（2）目標追蹤軌跡等方面進行論述。而其中衛(wèi)星自主型飛行器測試平臺為實驗型機器人的發(fā)展研究提供了平臺。促進了研究得到巨大成功，即單一的使用者可以命令多個機器人屈指行人物，其中包括目標追蹤。這篇文章內容前沿，探討性強，當前是自動控制時代，而對機器人發(fā)展前景怎么尤為起熱門，這篇文章不失為一篇好文章。所以我將它定為我的英文論文翻譯的首選。日期 2006 年 3 月 14 日 實習地點周二在復合肥的配料工藝過程中，帶式輸送機扮演一個相當重要的角色。帶式輸送機具有結構簡單。造價便宜。運行可靠。小時運量較大，輸送距離長短調節(jié)方便，維修保養(yǎng)簡便等特點，廣泛應用于糧食、煤炭、冶金、電力、輕工、建材等行業(yè)，是最常用的連續(xù)運輸設備。帶式輸送機按使用條件可分為固定式輸送機和移動式輸送機兩大類。固定帶式輸送機*結構輸送帶、驅動裝置、傳動與改向滾筒、上下托輥、張緊裝置等組成。*布置水平—傾斜、傾斜—水平、水平—傾斜—水平其中的合料轉運是在轉運站設置 3 臺以上的輸送機，應借助料斗和溜管進行物料再分配。對 AccuRate 公司有各種輸送帶，應用于給料設備和配料以裝滿容器。設備為微處理器控制度得以改善。絕大多數的散狀物料包括粉粒狀物料和塊狀物料都運用的機械化運輸為傳輸帶來完成相關加工過程。要對物料配比機械化運輸作系統性分析，主要是從：工作原理、結構特點、實用范圍、主要零部件、基本參數、設計計算、工藝布局、系列型號、規(guī)格等方面著手。對配料可采取自動化控制，即可以大大提高生產效率，同時也提高了生產精度。總之,如果抓住機遇,不斷完善微機螺旋配料系統,不斷開拓市場,該設備應該有很好的發(fā)展前景和應用空間"。日期 2006 年 3 月 15 日 實習地點周三今天我針對在粉狀物料配料系統中所需的配料裝置主要的選擇設備，其中的螺旋電子秤在粉狀物料計量和配料系統中的應用進行簡要的了解。在粉體過程計量中,粉體流量的測定是最重要的項目"粉體過程所要求的粉體流量主要是以重量為單位"因此,稱量單位時間內通過的粉體重量,并以此作為粉體流量是恰當的,這種方法精度也高"流量測量的主要方法就是稱量法。螺旋電子秤是以旋轉螺旋作為物料的推進輸送工具,同時進行動態(tài)累計稱重的一種自動秤,它的工作方式可分稱重型螺旋電子秤和配料型螺旋電子秤兩類"螺旋電子秤由懸臂式螺旋和流量檢測環(huán)節(jié)組成,它是將懸臂式電子皮帶秤的稱重技術和螺旋輸送機結合起來的新型電子秤"螺旋秤結構見圖 1,其相當于支點在 N 處的懸臂結構,L 為有效稱量段"本微機配料系統可為磷肥生產中磷肥粉提供準確的配料和控制手段,改善了勞動條件,有顯著的經濟效益。故電子螺旋枰系統設計合理,符合當前的控制發(fā)展趨勢"。日期 2006 年 3 月 16 日 實習地點周四對粉粒供料主要問題是分離一定量。常用定量方法有兩種：第一種是按體積定量，其定量機構較簡單，調節(jié)方便，但定量精度不高，誤差一般只能控制到 2%~3%，適用于小定量、微細粉提供料后的再加工。針對我所涉及的復合肥，選擇第二種更適合，即重量定量法，其誤差可控制在 0.1%，因為此法用于密度不穩(wěn)定，易受潮結塊的顆粒料的定量包裝，對此十分符合我所設計題目中的物料。下面我就對按重量定量的粉粒料供料機構進行詳細說明。按重量定量的供料機構是在按體積定量的供料基礎上，增設稱量裝置，如天平稱、電子皮帶秤等等。天平秤間歇式供料結構。天平秤供料機構原理料斗 1 中的物料經電磁振動供料器 2 加到秤盤 3 中，當達到所需重量時，天平秤一端的觸點開關斷開，使電磁振動供料器停止上料，而秤盤中已計量的物料則經漏斗 4 例入容器中，完成供料過程。砝碼調量值。組合供料機構上圖為制袋、充填包裝機用的天平秤和容積式定量組合供料機構。料斗中的物料先加到稱量斗中，用天平稱達量后由電磁閥發(fā)出信號，停止給量中加料。在天平秤下面的轉盤勻速轉動，料分配均勻。穩(wěn) 壓 器 濾 波 路電光閃 時延大放率功 點觸度輻帶 式 輸 送 機等 分 隔 圓 盤 裝 料 及 調 節(jié) 閥 門 濾 波 欠 重 停 車偏 差 加 大 高 阻 輸 出重 量校 正振 蕩 器 差 動 變 壓 器 加 法 比 例視 密 度 指 示重 量 偏差 指 示 欠 重 報 警 手 動自 動 門 升門 降12可 逆 電 機日期 2006 年 3 月 17 日 實習地點周五 昨天我將天平間歇式供料機構介紹一通。今天我對電子皮帶稱連續(xù)式供料機構加深認識。 電子皮帶秤供料原理如圖所示，物料由料斗落在輸送皮帶上形成連需物料流，檢測裝置感測到皮帶上物料重量變化轉換成電量信號，信號經檢波，對比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機來調節(jié)閘門的開合度，從而控制皮帶上物料層厚度，以保證物料以恒定重量被輸送。物料從皮帶上落下時，被均速轉動的等轉動的等分格圓盤截取相等重量的物料，經圓盤分隔，通過落料過程，只要調配好皮帶的速度與等分隔圓盤的轉速，即可達到所需的定量。除昨今天的按重量的供料結構外，還有振動供料雙杠桿自動秤，皮帶杠桿組合秤，螺旋供料電子秤等等。日期 2006 年 3 月 18 日 實習地點周六今天我運用一個上午的時間對復合肥生產裝置相關信息的掌握。復合肥生產工藝流程為：根據某種顏色高濃度復合肥配方，添加入經粉碎過的尿素、磷銨、氯化鉀等原材料以及有關配置成一定比例的混合顏料及添加劑進行攪拌混合，混合好的物料經皮帶輸送機送入鼓造粒機，配以蒸汽進行熱造。工藝流程：加料--粉碎-- 攪拌--造粒--烘干--篩分--冷卻--篩分--包裝在工藝流程中的鼓造粒機共作原理：粉狀原料及返料由進料口加入后，旋轉的筒體帶動物料層向上轉動，直一定高度時，由于重力作用，物料脫落下來，在重力和慣性力的作用下，沿弧形軌道下落，使物料完成造粒所需要的滾動運動。筒體內部通過蒸汽管和水管，蒸汽或水噴灑在滾動的料層上，使物料凝聚成粒，在造粒時要保持一定的返料量，這可以降低混合和原料破碎的要求。一般成粒率按5%控制。該機對原料的適應性強，可以用于生產各種規(guī)格和成分的復合肥，工藝較易控制，即可混合作用，又可進行造粒。混合是填料的運輸，儲存和加工過程中我所涉及的配料比例內容。不同填料混合分兩種方法進行討論。一種是設備中的螺桿攪拌器沿著軸旋轉，產生向上的推動力，使物料形成盤上升的物料流，配備計量器件，用于計量。另一種物料的連續(xù)精確計量混合器，料斗下的雙載荷傳感器確保稱量的精確度。物料經由精確的震動該料器供給，在混合室混合后傳到生產裝置。 供料也是一種主要技術。必須精確、連續(xù)，通常要求恒定的供料速度。供料器有震動給料器，閥式給料器，阻尼給針對閥式給料器的各種閥門大致了解了一下。我主要設計閥門控制流量。這些就是今天我主要所羅列的內容。日期 2006 年 3 月 19 日 實習地點周七今天我主要是到圖書館收集關于 PLC 的資料，其中主要針對 PLC在輕化工機械中的應用作個分析。PLC 控制要求：對閥門組進行周期性開閉控制，以調節(jié)各種物料配比的情況。閥門均為電磁閥，其線圈的通電或斷電即可控制對應閥門的開啟或關閉。以 4 個閥門為例，通過 4 種液體化工原料。閥門線圈的通電或斷電可控制對應閥門的開啟及關閉。閥門分 4 步循環(huán)控制，在現場實時操作作選擇設定。 而具體對電磁閥的選定型號有幾種可供選擇類型： 1.直接作用自力式壓力調節(jié)閥；2.指揮器操作型自力式壓力調節(jié)閥；3.直接作用自力式溫度調節(jié)閥；4.直接作用自力式差壓調節(jié)閥。其中直接作用自力式查壓調節(jié)閥的特點為分別接受兩物料壓力，以控制 A 物料壓力隨 B 物料壓力變動而變動，也可控制壓力用。執(zhí)行器的選擇主要包括：1.閥和閥內組件的材料；2.壓力、溫度等級與管道的聯接形式；3.執(zhí)行機構與閥的結構形式；4.閥的流量特性；5.閥的流量系數和公稱通徑；6.執(zhí)行機構的規(guī)格。對于畢業(yè)設計方案的確定至今為止，我有兩條路線：1.選擇多皮帶運輸粉狀復合肥； 2.選擇電磁閥配置液體復合肥。我得繼續(xù)篩選，直至得到優(yōu)化，符合實際的方案。日期 2006 年 3 月 20 日 實習地點周一定專題是畢業(yè)設計中的重要步驟之一。我要針對題目：復合肥混合比例裝置及 PLC 技術中所涉及的某個環(huán)節(jié)進行擴展。其中我選擇了課題的一個主要技術結構。關于流量控制閥的延伸一個方面。題目定為：流量放大閥檢測實驗研究。選擇一種型號的流量放大閥與全液壓轉向器、油泵等液壓元件組成液壓轉向系統，通過轉向器輸出的控制油控制流量放大閥，保證先導油路的流量變化與主油路中進入轉向油缸的流量變化成一定比例，達到低壓小流量控制高壓大流量的目的。這種流量放大閥轉向系統具有轉向功率大，操作靈活輕便，安全可靠，節(jié)能特點。設計檢測實驗的液壓系統圖，結果顯示流量閥的放大特性基本成較明顯的線性規(guī)律變化，且左右轉向基本一致。流量放大器的入口壓力隨負載而變化，但放大特性并不因為壓力變化而明顯變化，即流量放大器在放大特性上有較好的壓力穩(wěn)定性。流量放大閥工作原理示意圖以上就是我今天的收獲，但還需要進一步吸收。包括查資料和咨詢。日期 2006 年 3 月 21 日 實習地點周二今天我針對帶式輸送機計量設備進行對比。帶式輸送及時輸送散必不可少的輸送設備，在其配套的計量儀表中，電子皮帶秤和核子秤都是比較常用的。因此許多人認為皮帶機機配備計量儀表，在二者之間隨便一選即可，其實不然。由于二者構造原理不同，其應用特點也有很大的差別。在一些特殊要求時，就不能隨便選，必須在二者之中做出正確選擇，否則會給生產管理帶來不便，甚至釀成重大的質量事故，給企業(yè)造成嚴重經濟損失。下面就兩種皮帶秤的系統組成、原理及應用特點做介紹，以便科學合理地選配。 對于電子皮帶秤，一般由秤重橋架（含載荷傳感器、秤架等） ，速度傳感器和微機積算器組成。裝有載荷傳感器的秤重橋架上的秤重托輥檢測皮帶上的物料重量。不斷變化的重量信號作用于載荷傳感器，使載荷傳感器產生正比于速度傳感器輸出信號的電信號。載荷傳感器是利用應變阻片的電阻值隨負載重量不同而變化的特性，將重量信號轉變?yōu)殡娦盘枺俳涬娮臃糯罅刻幚盹@示。其結構為在金屬彈性元件一應變筒上，用粘合劑貼上電阻絲應變片，4 片為一組，組成電橋的 4 個橋臂。當有重物作用時，兩片電阻增大，另外兩片電阻減少，電橋失去平衡，繼而產生電壓，輸出至微機積算器。速度傳感器直接連在從動滾筒上或者大直徑的托輥上，提供一系列脈沖，每個脈沖一個單元信號，速度傳感器將電信號傳至主機中的積算器上。積算器是一個微機儀表，它用電子方法把皮帶運動速度和皮帶載荷相乘，通過對時間的計算，產生一瞬時值和累積總重。其公式為W=gvT式中 g—單位長度皮帶上的物料重量，kg/mv—皮帶傳送速度，m/sT—傳送時間，s以上是我今天必吸收的內容，明天再繼續(xù)新內容。日期 2006 年 3 月 22 日 實習地點周三昨天我對電子皮帶秤進行分析，今天針對核子秤作個對比。核子秤一般由放射源、稱重傳感器（含電離室、恒溫套筒、前置放大器、供電電源） 、測速裝置、支架和主機等構成。1) 放射源放射源—銫 137（ ） ，其活度為 40-100mCi 左右,射線能量?137Cs為 0.66v/m,半衰期為 30 年。2) 稱重傳感器它由電離室( 射線探測器),恒溫套筒,前置放大器和供電電源構?成。3) 測速裝置其作用是利用測速傳感器產生與輸送機速度成正比的電壓信號。4) 支架它用于固定放射源一鉛灌和電離室，分為 A 型支架和龍門支架兩種，安裝核子秤時將其固定在輸送機支架上。5) 主機由標準通用工控 PC 機、智能數據卡、核子秤系統軟件、打印機和電源等組成。工控 PC 機可根據用戶特殊要求進行配置，如無特殊要求，則按核子秤系統進行標準配置。計量原理核子秤的放射源穩(wěn)定地放射出 射線，在秤體支架構成的平面內?成扇形照射，物料從秤體支架間穿過，放射源射出的 射線一部分?被物料吸收，其余部分穿過物料，照射到 射線探測器上。?皮帶上有物料后的射線強度I?皮帶上無物料后的射線強度0物料的質量吸收系數mu單位長度皮帶上的物料質量F?皮帶寬度S稱重傳感器輸出信號 與射線強度成正比，1U故 /0FSmue?()().mmQtPtv??()vt1230()n nQqq?????無料的輸出信號0U?有料的輸出信號1所以，綜合昨今天的內容，我選擇電子皮帶秤作為配比儀器。日期 2006 年 3 月 23 日 實習地點周四皮帶秤作為一種能解決膠帶運輸機散裝物料連續(xù)自動稱量和自動配料的衡器。其工作原理：皮帶秤通常采用測速法和測長法來計算物料的瞬時流量與累積重量值。1. 測速法 當皮帶輸送機輸送物料時，單位時間（瞬時）輸送量式中 皮帶單位長度上的物料重量（kg/m）皮帶的傳送速度（m/s） 。一般用電阻應變式稱重傳感器通過承重框架承受承重段的物料重量。傳感器的輸出信號經線性放大，V/F 轉換輸入到微處理機進行信號處理。另外，速度與重量相乘后的信號，最后轉換成 0~10mA 或4~20mADC 標準化信號，作為瞬時輸送量指示和輸出控制信號。2. 測長法該法是對皮帶移動一段距離 s，測量一次稱重托輥上的荷重值。某段時間內皮帶移動距離為 ns 時，所累積物料流量()dQtt?式中 次所測稱重托輥上的荷重值。1~nq??把累積流量對時間進行微分，可求出瞬時流量 測長法皮帶稱是利用光電脈沖或位移檢測器來檢測皮帶上的物料的。即可把皮帶分成若干距離相等的小段長度，然后對每小段皮帶上的物料進行定時采樣，測量該小段皮帶上重量的平均值，最后諑次累加求得在一定行程下物料重量的累加值。日期 2006 年 3 月 24 日 實習地點周五接著昨天的內容，今天針對皮帶秤的功能特點和動態(tài)累計誤差校驗。1. 皮帶秤的功能特點1) 全自動調零。用微處理器處理重量信號和速度信號，通過軟件設計可判斷皮帶機的工作狀態(tài)。如皮帶機空載并維持一整卷的以上時，則進行自動調零，使皮帶秤處于真正的動態(tài)零位。2) 自動加碼修正準確性。當自動加碼時能根據測量值變化進行判別，并休整直原值，使皮帶秤的計量性能保持穩(wěn)定。3) 電源波動自補償。V/F 轉換器的放電基準電壓和稱重傳感器的供橋電壓共用一個電源，這樣能起到電壓波動的自補償作用。2. 動態(tài)累計誤差校驗1) 實物校驗時其校驗條件應符合皮帶秤的國家標準要求。01%G????2) 實物校驗次數至少三次。3) 物料流量和校驗次數應符合下面要求：大量：相當于最大流量的 90%~30%校驗兩次。小量：相當于最大流量的 50%~30%校驗兩次。沒有流量控制流量時，可根據實際使用校驗三次。4）物料量不小累計量，對準確度為 0.25%的皮帶秤而言，不少于最大流量下皮帶運行的累計值，或不小于 4%最大的小時累計量，或不小于 400 個分度值。5）物料量應在物料通過皮帶秤之前或通過皮帶秤之后進行，不要進行多次轉運。6）待校驗的物料全部輸送完畢后，將儀表累計顯示讀數，同已知物料重量相比較，其動態(tài)累計誤差公式為：G—儀表累計顯示值（kg） ；已知實物料重量（kg） 。0?日期 2006 年 3 月 25 日 實習地點周六今天我主要是對復合肥主要工藝技術和生產方法進行簡要的介紹。一、 綜合顆粒狀復合肥料的生產方法主要有以下幾種： 1.料漿法 以磷酸、氨為原料，利用中和器、管式反應器將中和料漿在氨化粒化器中進行涂布造粒，在生產過程中添加部分氮素和鉀素以及其他物質，再經干燥、篩分、冷卻而得到 NPK 復合肥產品。 2.固體團粒法 以單體基礎肥料經粉碎至一定細度后，物料在轉鼓造粒機的滾動床內通過增濕、加熱進行團聚造粒，在成粒過程中，有條件的還可以在轉鼓造粒機加入少量的磷酸和氨，以改善成粒條件。造粒物料經干燥、篩分、冷卻即得到 NPK 復合肥料產品。3.部分料漿法 該技術利用了尿素和硝銨在高溫下能形成高濃度溶液的特性，以尿液或硝銨濃溶液直接噴入造粒機床層中。4.融熔法 熔體油冷造粒制高濃度尿基復合肥生產技術是利用尿素廠的中間產品尿素溶液，配以磷銨、鉀鹽，開發(fā)成功高質量、低能耗、少污的高濃度尿基復合肥生產技術--熔體造粒工藝。5 摻混法 根據養(yǎng)分配比要求，以各種不發(fā)生明顯化學反應、顆粒度和圓度基本一致的氮、磷、鉀各固體基礎肥料為原料，通過一定的摻混方法配制成養(yǎng)分分布均勻的摻混肥料。 6.擠壓法 擠壓造粒是固體物料依靠外部壓力進行團聚的干法造粒過程。日期 2006 年 3 月 26 日 實習地點周七昨天，我主要掌握復合肥主要工藝技術和生產方法，今天對復合肥生產流程的熟悉。本生產線全系統的工藝流程由原料計量配料、尿素濃溶液制備、粉碎、造粒、1#干燥和 2#干燥、冷卻、篩分、返料計量、干法和濕法尾氣處理及包裹油系統等部分組成。 氯化鉀等基礎肥料及輔助料，分別由裝載機加入各自配料貯斗，匯總到原料皮帶上，再經原料提升機送到轉鼓造粒機。物料在造粒機中借助機體的旋轉，形成固體物料的流動床。流動床的上方設有特殊的料漿噴撒器，料漿在物料上進行涂布后，按一定的運動軌跡運動，在擠壓、摩擦力的作用下，團聚成球形顆粒。濕物料由皮帶送到干燥機的進口，由溜管送入干燥機的特殊進料抄板段。由特殊裝置的升舉式抄板，將粒料升舉拋散在干燥機的空間，使粒料和熱爐氣充分接觸，加速傳熱，完成脫水干燥。 通過干燥機干燥后的物料由提升機送入冷卻機和篩分系統。冷卻過程主要是將顆粒表層尚未擴散移除的水分，通過流動的空氣把水汽帶走，同時達到冷卻目的。原料皮帶送至返料皮帶后進入造粒機。包裹機出口成品提升機送入貯斗經半自動包裝秤計量包裝后入庫。為了保持造粒機良好的操作環(huán)境，造粒機尾氣用造粒風機抽風送至洗滌塔洗滌。干燥機尾氣進旋風除塵器后由干燥風機抽吸將尾氣送至洗滌器和洗滌塔洗滌，洗滌后尾氣由塔頂排氣筒放空，洗滌液進入沉降池。旋風除塵下的固體物料由返料皮帶輸送至原料皮帶返回系統。洗滌18???液進入沉降池，一部分自身循環(huán)，一部分可作為造粒機工藝用水。 日期 2006 年 3 月 27 日 實習地點周一考慮到各種因素對皮帶輸送機的影響參數，初選皮帶長 15.53m,水平投影長度 ，帶式輸送機物料輸送高度為 5.04m, 輸送4.7nLm量 , 水平夾角 對比重 ，堆積角10/QTh? 32./YTm?。5P?第二組選參數組：B=650 m m， ， 槽型托輥0.8/vs13/Qt時，平行托輥， ， 。30??? 67/Qt?時 15~4PKW?綜合以上的數據，進行了修改。1. 原始參數及物料特性輸送化肥的能力 ，粒度 2~5mm，松散密度為40/Qth?，安息角 ，動堆積角 ，機長 ，390/kgm??18?? 10???10.85hLm?高差 ，運行方向最大傾斜角為 12~15 度，取 。2.H 3?2. 初選設計參數帶寬 B=650mm，帶速 v=0.8m/s，上托輥間距 ，下托輥0.9am?間距 ，上托輥槽角 ，下托輥槽角 ，上下托輥徑0.23uam?35??? ?為 89mm，導料槽長 0.29m。初定參數后，再對皮帶輸送機進行設計計算，主要分以下幾方面進行分析。1. 由帶寬、帶速驗算輸送能力 /mISvkgs???（ ）得 3.6Qth（ ）（1）由 得 ，取 ，18???0.5~7~13.5????（ ） =910???。0.362s?（2）確定 k 值輸送機傾角 。2.50arc1.98hHtgtL????2. 確定驅動力及所需傳動功率的計算；3. 輸送帶張力計算；4. 拉進裝置重錘質量計算；5. 校核輥子載荷。日期 2006 年 3 月 28 日 實習地點周二今天我對電子皮帶秤中的其中一種型號--KD-20A 型 系列微機電子皮帶秤進行簡要分析，以次作為畢業(yè)設計中型號選取和結構的借鑒。系統示意圖一、 工作原理：利用物料通過計量段時，重量作用于稱重傳感器上，產生一個正比于皮帶載荷的毫伏信號,同時速度傳感器提供正比于皮帶速度信號,兩信號同時進入稱重微機系統進行放大濾波轉換后進入 CPU 積分運算 ,然后將物料的瞬間流量和累計量在微機上顯示。二、 結構特點：* 全懸浮式結構，無耳軸支點和可移動件，維護量小.* 獨特的矩形杠桿，鋼性好，負載輕，零點穩(wěn)定性好.* 計量精度高，安裝簡捷、方便.* 單元組件結構，四只稱重傳感器，秤架可采用不銹鋼制造或進行防腐處理* 40A、40B 型適用于精度要求不高的皮帶輸送計量場所．三、 技術參數：* 系統精度： ± 0.2%.* 稱量范圍： 0--8000 t/h.* 皮帶寬度：　400--2400 mm.* 皮帶輸送機傾角：　0°--　6° 四、 工作環(huán)境：* 機械部分：　 -20℃--+50℃.* 儀 表 ： -10℃--+40℃.* 工作電源：　 AC220v (+10%、-15%) 、 50HZ (±2%).五、 主機配置： 工控機（IPC 主機），壁掛、盤裝式儀表 （可選配 UPS 電源）KD-40A 型稱架KD—20A 型秤架KD-40B 型稱架日期 2006 年 3 月 29 日 實習地點周三對機械方面的知識有了一定的了解后，今天我主要對 PLC 的基本指令作一個了解。1. 特殊標志位 （SM）：SM0.0 RUN 監(jiān)控，PLC 在 RUN 狀態(tài)時，SM0.0 總為 1。SM0.1 初始化脈沖， PLC 由 STOP 轉為 RUN 時，ON 一個掃描周期。SM0.2 當 RAM 中保存的數據丟失時，SM0.2ON 一個掃描周期。SM0.3 PLC 上電進入 RUN 時，SM0.3ON 一個掃描周期。SM0.4 分脈沖，占空比為 50%，周期為 1min 的脈沖串。2. 輸出繼電器（Q）：輸出繼電器是 PLC 向外部負載發(fā)出控制命令的窗口，是專設的輸出過程影象寄存器。輸出繼電器的外部輸出觸點接到輸出端子上，以控制外部負載輸出繼電器的外部輸出執(zhí)行器件有三種：繼電器、晶體管和晶閘管。3. 輸入繼電器（I）：輸入繼電器和 PLC 的輸出端子相連，是專設的輸入過程影象寄存器，用來接受外部傳感器或開關元件發(fā)出的信號，但機器讀取這些信號時并不影響這些信號的狀態(tài)。4. 內部標志位（M）：內部標志位也稱為位存儲區(qū)。5. 計數器（C）：與定時器的基本結構相同。6. 定時器（T）：相當于時間繼電器。日期 2006 年 3 月 30 日 實習地點周四對于電子皮帶秤的誤差問題是我今天主要要討論的問題。一、 稱量誤差產生的原因：在開始稱量時,控制系統首先打開加料門,由于機械誤差的原因,加料門的開度大小不會是一個固定的常數,特別是在運行一段時間后,機械裝置受物料的污染后,更是如此，然而加料門的開度大小決定了加料流量的大小,從而造成了加料流量的不穩(wěn)定"開始加料后,加料量達到一定量時,應關閉加料門，當發(fā)出關閉加料門信號時,由于機械慣性的原因,加料門總要延遲一段時間后才能完全關閉。在這一延遲時間中,所加料的流量發(fā)生了變化，這一延遲時間受機械結構影響限制在 20ms 內。這一時間內的落料量稱為落差量，沖力突然消失,這時稱量壓力傳感器受到的力會產生一個較大的波動，其值的大小在快!中!慢加料時是不同的。以上誤差的存在無法避免,因此必須提出一套有效的控制算法來減小誤差。二、降低誤差的方法對于由于加料門開度大小不一和加料門關閉延時而造成的加料量的波動,可以采用次段加料補償法解決，對于快加料的加料量的變化,可以在中加料過程中進行補償，每次稱量時,當快加料的加料量較小時,中加料的加料時間可適當長些;當快加料的加料量較大時,中加料的加料時間可適當短些，同樣,對于中加料的加料量的變化,可以采用慢加料來補償，而慢加料本來的加料量就比較小,加料量的變化量就更小了,沒有必要進行補償,只需對它作預計即可。對于壓力傳感器由于加料的突然停止形成的壓力信號抖動,我們引進了穩(wěn)定時間來解決，在這段時間內,稱重單元采樣進來的信號被忽略,以免因秤體機械抖動而產生誤動作，當加料門關閉后,空中還有一段物料,所以在穩(wěn)定時間過后,稱量值會比關閉加料門的稱量值增加,其增加量與當時的加料流量有關。通過以上的誤差分析和解決使改造后的皮帶秤達到了預期的效果,滿足了用戶的需要。日期 2006 年 3 月 31 日 實習地點周五對傳輸裝置驅動系統設計進行分析，包括以下兩方面。1 傳輸系統簡介傳統傳輸系統的組成如圖所示:1 為 2.2kW 鼠籠異步電動機 ;2 為變速裝置內含變速齒輪和高!低速離合器;3 為電磁制動器;4 為皮帶輪;5 為位置傳感器。從傳統的傳輸系統可明顯看出它有如下缺點：(1)需要龐大的變速裝置,且低速時效率很低。(2)在每個周期內 t4 時刻以后電機空轉不做功。(3)轉速受電網干擾和負載干擾會發(fā)生改變。(4)機械變速裝置易磨損! 修護工作量大。根據工藝要求和傳統傳輸系統的缺點,主驅動選用了 SR 電動機,并對該傳輸系統進行了新的設計。2 采用 SR 電動機的傳輸系統設計新的系統由三部分構成,如圖 2 所示:圖中 1 為 2.2kW 的 8P6 極開關磁阻電動機;2 為皮帶輪;3 為位置傳感器.由于開關磁阻電動機為調速電機,調速范圍完全可達 361,可省掉變速裝置;電機起動速度快,因此在兩個周期間隔不需讓電機空轉;另外電機有優(yōu)異的制動特性,可省掉電磁制動裝置.SRD 。日期 2006 年 4 月 1 日 實習地點周六在電子皮帶秤中所涉及的重要問題之一是影響皮帶秤計量準確度的主要因素，下面進行說明。1. 皮帶秤計量誤差產生的原因根據皮帶秤的結構原理及重量累計值的計算方法可知，皮帶秤的稱量誤差由以下 5 項組成：1) 機械強度：即秤架的強度或剛度引起的誤差。2) 皮帶運行速度：一般測速傳感器裝在輸送機的回程皮帶上，而皮帶在回程時的張力與輸送重物時的張力有所不同，皮帶表面的黏結程度也不同。3) 信號處理：即模擬量的處理環(huán)節(jié)造成的非線形等綜合誤差。4) 校準：這主要是校準方法與日常計量時的狀況接近的程度，尤其是模擬實物時的校準方法（如掛碼和鏈碼法） ，不能充分地模擬皮帶秤工作環(huán)境下的多種潛在的誤差源，尤其是產生不了像實物運行時所產生的皮帶張力等。而實物校準又不可能在任意多的量程點上進行校準實驗，一般只能在最大流量的 40%~80%之間進行，甚至只能在一個實際量程點上進行，而 42 量往往也不能始終滿足最小累積負荷，所以任然存在看皮帶張力的差異。5) 環(huán)境影響：主要有溫度、濕度、風、震動等一些干擾。日期 2006 年 4 月 2 日 實習地點周天昨天我對影響皮帶秤計量準確度的主要因素，進行說明。今天我繼續(xù)對提高電子皮帶秤計量準確度的途徑進行探索。為了提高皮帶秤的計量準確度，減少計量誤差，在實際工作中，我們首先要保證系統的安裝技術指標及運行穩(wěn)定性，同時對皮帶秤進行正確的維護，另外要選擇切實可行的校準方法，制定合理的檢定周期。1. 提高系統的安裝準確度在安裝皮帶秤架時，首先要根據輸送機現場的情況嚴格按照皮帶秤的技術指標，合理地選址并精確地安裝，特別是對一些輸送帶過長，容易跑偏的輸送機還應采取響應的補救措施。2. 正確使用和維護要經常清除承重框架上的積塵、卡料等贓物，保證稱重傳感器的正常工作狀態(tài)。定期檢查測速傳感器的測速輪與皮帶的接觸情況，保證測速輪與物料運行方向垂直，并與皮帶接觸良好，無打滑現象。開機時應對皮帶秤零點進行校對。定期對現場的放大器和顯示儀表內的積塵進行清理。3. 校準皮帶秤是在動態(tài)下對物料進行選擇累積量稱量，因此除應嚴格按照國家檢定規(guī)程由計量檢定部門定期檢定外，使用中還應根據生產工藝的實際需要對其進行校準，以保證皮帶秤的準確度。到今天為止，對畢業(yè)設計的三周實習與查找資料告一段落，有了充足的資料為后盾，設計起來就更得心應手。1第 1 章 緒論1.1 前 言隨著我國工業(yè)生產自動化程度的不斷提高，配料皮帶秤已廣泛地應用在冶金、建材、電力、化工、食品等行業(yè)中。我國現在廣泛使用的配料皮帶秤的控制部分還比較落后，直接影響了產品的質量。過去傳統配料皮帶秤多采用模擬電路控制滑差調速電機的方法進行速度控制，由于滑差電機調速方式在低速時特性差、效率低；使用現場外部工作環(huán)境又很惡劣，工業(yè)粉塵很多，這些粉塵很容易進入滑差電機內部而出現磨損、卡死等現象，維修、維護麻煩，造成工作故障多，影響正常生產；另外由于采用模擬電路控制方式，控制不穩(wěn)定，精度低，調試煩瑣，使用極不方便。我們可結合現代先進控制技術，采用可編程序控制器控制矢量型變頻器拖動密封式鼠籠電機方案，以數字處理技術取代傳統的模擬控制方式，以無級變速的矢量型變頻器控制封閉式鼠籠電機，取代老式的滑差式調速方式。本章主要介紹了散狀物料的配料混合自動化運輸的發(fā)展狀況,電子皮帶秤運行過程的配料以及混合設計的方案。1.2 選題背景在復合肥的生產特別是對原料配比控制系統總存在一定的不足，有的成本高，不易推廣；有的精度與可靠性差，無法在環(huán)境惡劣、現場干擾大的場合滿足高精度的配料要求。并且大多數使用的是通用計算機系統，因而成本高、靠干擾能力差。在工業(yè)生產中，很多情況下是通過現場操作人員按照配比，人工調節(jié)給料機的給料量。其缺點是給料量的大小完全靠操作人員的經驗或"人工跑盤" 的結果來決定，配比精度較差，操作人員勞動強度大，自動化水平極低。配料系統普遍存在的問題是：配料精度低，機電控制部分的可靠性差，缺少數據庫管理生產以及對生產過程的實時動態(tài)監(jiān)視。配料精度低的主要原因是電子秤系統的動態(tài)性范圍小，而可靠性差主要是中間繼電器和微機控制系統的可靠性低所致。通過電子皮帶秤生產廠家和用戶的共同努力，近年來電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運行維2護量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠未能達到如靜態(tài)電子衡器所能達到的使用精度和使用效果。1.3 配料混合系統研究意義在化工以及冶金、建材、飼料、加工等行業(yè)，配料工段一般都是整條生產線非常重要的一環(huán)。配料工段直接關系到生產效率以及產品質量。如今，配料工段的自動化越來越普遍，作為實現配料工段自動化手段的可編程控制配料系統必將會得到更為廣泛的應用。在生產過程或工藝流程中,對各種配料稱重、定量稱重及現場技術的要求愈來愈高，現代的稱重計量儀器,不僅要給出重量或質量,也要作為過程檢測系統中的一個單元而具有測量、計算、控制、檢驗及通訊等功能,它們已成為工藝技術、儲運技術、預包裝技術、收發(fā)貨業(yè)務及商業(yè)銷售行業(yè)中必不可少的組成部分,推進了工業(yè)生產和貿易交往的自動化和合理化。配料工序是復合化肥生產過程中非常重要的環(huán)節(jié)，其配料精度直接影響著化肥產品的質量，落后的配料設備不僅效率低而且配料不準,手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產中實現，嚴重影響產品質量的穩(wěn)定及進一步提高，因此實現高精度自動配料對工業(yè)企業(yè)生產有著極為重要的意義。1.4 配料混合系統的發(fā)展前景1.配料系統皮帶秤由最初的純機械式（滾輪式）皮帶秤開始，已經發(fā)展四代產品，第二代是傳感器電子儀表皮帶秤，第三代是傳感器微機式皮帶秤，第四代是微機智能化皮帶秤。電子皮帶秤是在皮帶輸送機輸送物料過程中同時進行物料連續(xù)自動稱重的一種計量設備，其特點是無需人員的干預就可以完成稱重操作。國外從上世紀五十年代開始使用電子皮帶秤，國內則從六十年代末期開始試生產電子皮帶秤。時至今日，雖然核子皮帶秤、固體質量流量計、沖量式流量計、失重式秤等多種固體物料連續(xù)計量設備也有一定規(guī)模的應用，但他們仍無法與電子皮帶秤抗衡，也無法撼動電子皮帶秤作為固體物料連續(xù)自動稱重主流計量設備的地位。電子皮帶秤主要由傳感器、秤架、二次儀表三大部分組成，在實際應用過程中，要想使電子皮帶秤在一個較長的時間周期內保證一定的精確度。3其檢定過程非常重要，所以首先將從以下幾個方面介紹電子皮帶秤的發(fā)展現狀：傳感器、秤架、二次儀表、檢定。（1）傳感器電子皮帶秤的傳感器包括測量秤架上物料瞬時重量的稱重傳感器及測量皮帶速度的測速傳感器（又稱測量皮帶行程的位移傳感器） ，該系統涉及到了其中的測速傳感器。測速傳感器主要分模擬式和數字式兩種。當前國內外普遍使用數字式測速傳感器，用模擬式測速傳感器來檢測速發(fā)電機輸出電壓的方式已不再使用。非接觸式測速傳感器盡管從理論上講是優(yōu)越的，能消除“打滑” ，直接檢測輸送帶的線速度，但在實際使用任然存在許多實際問題，有待解決，故未得到廣泛的工程應用。實際廣泛使用的是接觸式測速傳感器，其結構簡單，安裝維修方便，有些廠家的產品將測速元件直接裝到尾輪或托輥上，以尾輪或托輥代替摩擦輪。接觸式測速傳感器正常條件下能比較好地測得輸送帶運行速度，缺點是摩擦輪粘上泥灰，使直徑變大或者“打滑” ，產生測速誤差，不能準確地反映輸送帶線速度。（2）秤架秤架是電子皮帶秤的負荷承受部分，即稱重裝置。為了減輕“皮帶效應”對稱重結構的影響，研究、設計出各種各樣的秤架，典型的秤架結構形式有單托輥式、多托輥雙杠桿式、多托輥懸浮式、平行板簧式、懸臂式、整體式等幾種。其中杠桿系統的支點結構，早期采用刀口和一般軸承，這類支點結構因傳遞力的效果不佳基本上被淘汰。現在大多數采用彈簧片作彈性支撐，秤架上目前采用的支撐簧片有 X 型、十字型和單吊片型三種。此外少數廠用特殊橡膠軸承或無摩擦耳軸作秤架的支撐點。（3）二次儀表二次儀表分模擬式、數字式、電腦式和集散式。從上世紀八十年代起，微機數字式皮帶秤就開始取代常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表了。其特點除了計算精確度遠遠高于常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表外，功能豐富也是其主要特點。以往常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表只有重量信號與皮帶速度信號的乘法運算、累計值運算及簡單的調零、調滿值功能，而采用微機數字式皮帶秤后，多達數十種功能可以儲存在二次儀表內供用戶隨時調用，這些功能包括：自動調零、自動調滿值、秤架特性非線性補償、溫度補償、數字濾波、模擬檢定精確度自動計算及結果判定、有關參數輸4入（如量程、托輥間距、皮帶傾角、模擬標定值、累計值的分辨率等等） 、公制英制單位（如 t/h、lb/s）選擇、輸入參數及中間計算參數顯示、總運行時間顯示、各種調整（調零、調滿值）次數顯示、多個稱重傳感器平衡調整、稱重傳感器及測速傳感器數值調整、多組內部及外部累計器、PID 控制、定值控制、各種參數報警等等。這些功能的增加都是通過軟件實現的，所以二次儀表的成本并不增加。2.混合系統螺旋輸送機是化工企業(yè)中用途較廣的一種連續(xù)混料輸送設備，與其它輸送設備相比較，它在輸送過程中同時完成攪拌、混合等工序，即實現連續(xù)性混合。特別地，具有結構簡單、緊湊，制造成本低，維修方便。對封閉的料槽可減少對環(huán)境的污染。螺桿計量配重方式則具有較多的技術優(yōu)勢。采用螺桿計量裝置，其計量精度較高，在輸送過程中不會出現堵塞物料的現象，是食品、精細化工行業(yè)運用比較普遍的一種計量輸送方式。1.5 本文的結構本文在現有的配料混合系統進行分析的基礎上，根據配料混合系統的總體結構，從機械和電氣控制兩方面對系統各個部分的設計分章節(jié)展開了詳細的介紹。5第 2 章 配料混合機械執(zhí)行系統設計2.1 設計方案在化工生產中，采用帶式輸送機連續(xù)輸送，而皮帶秤是一種能解決帶式運輸機散裝物料連續(xù)自動稱量和自動配料的衡器。本系統設計的:三臺帶式輸送機作為配料系統運載復合肥的設備,其基本參數為：每臺輸送機的額定輸送能力為 Q=30t/h，帶寬 B=650mm，復合肥的粒度 2～5mm，松散密度 ，安息角 ，機長 L=5m，配?390kg/m?18???料過程中輸送機的額定線速度為 0.8m/s。完成配料后的復合肥通過混合系統對其進行混合，混合系統選擇過程中關鍵是要能夠進行混合的同時完成輸送的連續(xù)性設備。其中，選型的時候，要注意其輸送能力要與配料系統相匹配。 ，再將混合后的物料通過輸送帶運送到下一個生產線上。2.2 配料系統設計2.2.1 結構選擇電子皮帶秤在輸送狀態(tài)下利用測速傳感器將輸送帶運送復合肥式的速度轉換成電信號。再通過 S200-7 中的模擬量擴展模塊進行 A/D 轉換成數字信號，通過 PLC 對變頻器來實現配料輸送帶的速度的調節(jié)。從而實現自動配料控制。其工作原理圖見圖 2-1。輸送機輸送物料式，PLC 連續(xù)測量輸送帶在某時刻的速度 （m/s） ，由v于下料的閥門口始終保持不變，即輸送帶上每單位長度的物料質量q（kg/m）為恒值，二者相乘所得結果為物料的瞬時質量流量（kg/s） 。因帶速隨時間變化，所以在 T 時間間隔的累積質量可用以下積分式表示： 0()?Qqvtd式中 — 時間間隔內的物料累計質量，kg；QT—物料通過秤的時間，s；—輸送帶單位長度q上的物料質量，kg/s；6—物料的運行速度（取輸送帶速） ，m/s。()vt稱 重 段圖 2-1 皮帶秤工作原理輸送機組成部件由下面幾部分構成。1.輸送帶輸送帶是輸送機中的曳引構件。本系列帶式輸送機采用普通型輸送帶?？估w（芯層）有棉帆布、聚酯帆布和鋼絲繩芯。（1）覆蓋膠層厚度根據所輸送物料的松散密度、粒度、落料高度及物料的磨琢性確定。（2）輸送帶的安全系數應根據安全、可靠、壽命及制造質量、經濟成本、接頭效率、起動系數、現場條件、使用經驗等綜合考慮確定。2.驅動裝置帶式輸送機的動力部分，由安裝在驅動架上的 Y 系列鼠籠型電機、凸緣聯軸器、減速器等組成。（1）按帶寬、帶速、電機功率確定所需驅動單元。（2）減速器。優(yōu)先采用圓柱齒輪減速器。一般采用漸開線齒輪傳動。其優(yōu)點是：效率高、結構緊湊、 、傳動比穩(wěn)定。根據齒輪的密封情況可分為開式、半開式及閉式。在運輸機械方面多采用閉式齒輪傳動（齒輪箱） 。它與開式或半開式相比，潤滑及防護等條件最好，多用于重要的場合。表示減速箱減速能力的技術參數為傳動比 ，即i712zi?式中 ——大齒輪齒數；2z——小齒輪齒數。1在本設計中采用先進的圓柱直齒輪傳動，使傳動效率有了很大的提高。（3）軸之間是根據軸的直徑選用不同型號的凸緣式聯軸器進行聯接。3.傳動滾筒傳動滾筒是傳遞動力的主要部件。根據承載能力分輕型、中型和重型三種。滾筒直徑為 500、630、800、1000mm。同一種滾筒直徑又有不同的軸徑和中心跨距。傳動滾筒表面有裸露光鋼面，人字型和菱形花紋橡膠覆面。最小傳動滾筒直徑 D 按下式選?。海╩m）Dcd?式中 —芯層厚度或鋼繩直徑，mm；d—系數，棉織物 ，尼龍 ，聚酯 ，鋼繩芯c8090108c?。滾筒軸承座全部采用油杯式潤滑脂潤滑。145c?4.改向滾筒用于改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。5.托輥托輥是用于支撐輸送帶及輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。（1）托輥分為槽行托輥、平行托輥、調心托輥、緩沖托輥、回程托輥、梳形托輥、螺旋托輥、過渡托輥等。（2）托輥間距應滿足兩個條件：輥子軸承的承載能力及輸送帶的下垂度，托輥間距應配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得合適的垂度。最大下垂度：8)max0(8GBgqahF??式中 —兩組托輥間輸送帶的最大下垂度，m；axh—重力加速度， ；gg?29.81/s—托輥間距，m；a—物料質量，kg/m；Gq—輸送帶質量，kg/m；B—該處輸送帶張力，N。0F6.拉緊裝置使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動滾筒間產生摩擦力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送機正常運行。螺旋拉緊裝置適用于長度較短（小于 100mm） ，對功率較小的輸送機，可按機長的的 1%～1.5%選取拉緊行程。7.清掃器清掃器用于清掃輸送帶上粘附的物料，又有頭部及空段清掃器兩種。8.卸料裝置及導料槽卸料裝置用于輸送機中部任意點卸料。導料槽可使從漏斗落下的物料在達到帶速之前集中到輸送帶的中部。導料槽的底邊寬為 2/3～1/2 帶寬。9.機架機架是支撐滾筒及承受輸送帶張力的裝置。其中機架四種結構中的 01機架用于 傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。選用時應標注角度。0~18?10.頭部漏斗頭部漏斗用于導料、控制料流方向的裝置。也可起防塵作用。11.電氣及安全保護裝置9安全保護裝置（輸送帶跑偏監(jiān)測、打滑監(jiān)測、超速監(jiān)測等根據需要進行選擇）是在輸送機工作中出現故障能進行檢測和報警的設備，可使輸送機系統安全生產，正常運行，預防機械部分的損壞，保護操作人員的安全。此外，還便于集中控制和提高自動化水平。2.2.2 結構設計1.設計選型計算（1）原始參數及物料特性復合肥的配料系統帶長 5-7 米，寬 B=650mm，帶速 0.8m/s，輸送能力Q=30t/h，粒度 2～5mm，松散密度 ，安息角 ，機長?390kg/m?18???L=5m。（2）初定設計參數帶寬 B=650mm，帶速 v=0.8m/s，上托輥槽角 ，下托輥槽角 ，35??0?上下托滾輥徑 89mm，承載分支托輥間距 1.2m。（3）由帶寬、帶速驗算輸送能力由式 (2-1)?mISvk?(g/s)得 3.6Qth由 得18???，取 ，得 S=0.0362m2。(0.5~7)913.5???10???1）確定 k 值輸送機傾角 δ=0°。 211cos()()1????SKS??2）由式（1-1）得（kg/s） 0.362.806.?mIvk?（t/h）1?Qvk10（ ）0.362.810.96???vSkI 3m/h能滿足 t/h 的輸送能力要求。Q（4） 驅動力及所需傳動功率計算1）圓周驅動力由式（2-stsNGBRUOu FFqqfLgF ???? 21]cos)2([ ?2）其中 =0.02，f查得上托輥 mm，軸承 4G204。89,50?且單個上輥轉動部分質量kg1.2'?qRO'3.58?na(kg/m)查得下托輥 mm，軸承 4G204。89,70L?且單個下輥轉動部分質量得（kg ）'5.9?Ruq'4.83una(kg/m)計算 B初選輸送帶 NN—100，Z=5 層，查表輸送帶每層質量 1.02kg/m2，上膠厚 mm，下膠厚 mm，每毫米厚膠料質量 1.19kg/m2。13.0??21.5??=[5×1.02+（3+4.5）×1.19]× 650×0.001Bq=6.7958 （kg/m）計算輸送帶清掃器的摩擦阻力（2-3）3?rFAp?11帶入數據得 rF40.3961.??(N)計算 ，計算公式為Gq（2-4）3.6?vGIQq?帶入數據有 .vI15.2.08?(kg/m)計算 。 （2-5）1sF1sglF???（N）52.69.1253stGqH計算 ，無前傾 1s則 =0F? 1?NF9(40.)?dBD2950.65.)6??（N）231.?由表得導料槽阻力（2-21vglIlFb??6）（N）20.690.8156.2.4????式中 ， l=1.5m ， m 。20.6??1b1293.8160.29.???vQI?3(m/s)（N）15..?sglF?計算 2s（2-7）2sraF??（N）430.9610.??rFAp?式中 —清掃器接觸面積。一個頭部清掃器和兩個空段清掃器=0.65 0.01 2+0.65 2 0.01 2=0.039（m2）無卸料器， 0a?214?srF(N)代值進 式中有u0.59.8[3.(26.795.)]????（N）6214514??2）傳動功率計算0.AUPFv(KW)17289.?M?其中 0..401??傳動滾筒及聯軸器效率 0.98，電動機功率 P=22KW，選轉速 10?n的電機。r/min,Y20L16?（5）輸送帶張力計算1）限制輸送帶下垂度的最小張力13由（N）0minmax()1.2(6795.)8174.8/0??????BGqgFh按回程分支（ =2.4m）u（N）minax2.4679.812.68(/)0?Bqgh2）輸送帶工作時不打滑需保持最小張力（2-8）2min,ax1??uFe??得（N）2in675.30948.??按公式求起動時傳動滾筒上最大圓周力（2-9）,maxuAFK取 1.5?AK（N）,max1756.9275.3??u得 ，則3.40e??（N）2min675.310948.???F由 N，計算輸送機各點張力不忽略附加阻力2min10948.?得點 張力662lg()10948.750.98140.25(3)26???????BrROBstNFqHfqF（N）.＞ （N）14則取 ，可得穩(wěn)定工況下2min10948.FN?（N）ax2.1742.8360???uF3）輸送帶層數計算1max8360..95?nZB?()層取 5 層，與初選相同。（6）校核輥子載荷1）靜載計算承載分支 （2-10）0()??mBIPeaqgv， m， m/s， kg/m， kg/s0.8?e1.2a.86.7926.0?mI（N）6.(.79).13.???p上輥 L=250mm，軸承 4G204，承載能力 2950N，滿足要求。89,?回程分支 （N）12.4679.8160.??uBPeaqg下輥 ；軸承 4G204，承載能力 813N，滿足要求。89?2）動載計算承載分支 （2-11）'0?daPfs每天大于 16h， ；粒徑小，取1.2sf 1.0,.aff?取 。N'037.8.489.325??N' 16.0.1.usaPf?均滿足要求。152.2.3 配料系統精度分析在對像復合肥這種散狀物料的連續(xù)累計計量中，電子皮帶秤具有動態(tài)計量速度快、占用空間小、安裝方便等優(yōu)勢，但在實際使用時，由于皮帶張力、環(huán)境、溫度及濕度、托輥軸承摩擦力等諸多外界因素的影響，導致皮帶秤的計量誤差較大。 影響皮帶秤計量準確度的主要因素有：1.皮帶秤計量誤差產生的原因根據皮帶秤的結構原理及重量累計值的計算方法可知,皮帶秤的計量準確度有單位長度皮帶上的物料重量以及皮帶的運行速度決定的。在實際稱量過程中,物料的重量是通過皮帶作用于復合傳感器,而皮帶又是依靠托輥來支撐,托輥在運輸帶上每 1.2m 一組。皮帶所承受的負荷是隨著物料的端面形狀,流量大小而改變,因而,皮帶與托輥的貼合程度也隨時在改變,這就使得皮帶秤具有由其組成結構決定的、不可避免的計量誤差。同時，皮帶秤計量數據準確度還與皮帶秤的技術指標及運行狀態(tài)關系密切。2.皮帶秤計量誤差的表現皮帶秤的綜合計量性能主要體現在零點和量程這兩個指標上。在實際生產過程中，皮帶秤計量誤差的表現形式是：(1) 零點誤差；(2) 量程發(fā)生變化；(3) 測量速度的誤差。3.影響皮帶秤準確度的主要因素(1) 機架和皮帶上積料，皮帶表面水分所造成的皮帶秤零點的波動；(2) 放大電路零點和增益的變化；(3) 運輸皮帶張力的變化，張力的變化是隨著運輸帶上物料的多少、氣溫、傾角等而變化。這就使得作用在稱重傳感器的力發(fā)生變化，從而引起零點和量程發(fā)生變化；(4) 運輸皮帶彈性的變化也會影響到零點和量程的準確性；(5) 秤框及稱重托輥的非準確直度引起的零點偏差。4.提高電子皮帶秤計量準確度的途徑為了提高皮帶秤的計量準確度，減小及克服計量誤差。在實際工作中，我們首先要保證系統的安裝技術指標及運行穩(wěn)定性；同時對皮帶秤進行正確的維護；另外要選擇切實可行的校準方法對皮帶秤進行定期校準。16（1）提高系統的安裝精度在安裝皮帶秤框時，我們首先要嚴格按照皮帶秤的安裝技術指標對其進行精確的安裝。另外保證秤架范圍內托輥傾角的一致性，減少皮帶在運輸物料過程中的形變。取得了良好的效果。（2）正確使用和維護多年的工作實踐證明，皮帶秤的實用經濟價值與現場維護、小準工作關系甚大。因而，在日常的使用中，需對皮帶秤進行正確的使用和技術維護。（3）校準皮帶秤是在動態(tài)下對物料進行連續(xù)累計稱量，因而，嚴格按照校準周期及生產工藝的實際需要對其進行校準，是保證其稱量準確度的必要條件。2.3 混和系統設計2.3.1 混合設備選擇針對復合肥要實現的是在運輸過程中完成配料過程，針對此需求，選擇螺旋輸送機實現此工序。混合復合化肥生產過程中，混合工序是將按預先所需的已通過電子皮帶秤進行一定比例輸送的原料進行混合。為了給混合過程創(chuàng)造一個良好的物態(tài)條件，更有利于均勻。對混合過程中的要求都滿足：1.各種成分能均勻分散；2.混合后的物料溫度不能太高，以防物料結塊；3.混合時間要短，要能滿足生產過程中連續(xù)出料的要求；4.混合過程要在密封狀態(tài)下進行，應能防止粉塵的逸出；5.便于清潔，混合工序是在干燥狀態(tài)下進行的，在整個過程中應注意粉塵飛揚，要實現密封下操作。根據顆粒生產工藝的特點，螺旋輸送機作為混料設備具有高效的混合效率，特別是在輸送過程中能同時完成攪拌、混合等工序是該設備特有的優(yōu)點。螺旋輸送機是一種不帶撓性牽引的輸送設備，見圖 2-2，因結構簡單、橫截面尺寸小、密封性能好、便于中間裝料和卸料，操作安全方便，制造成本低而使用廣泛。它利用螺旋形狀的旋轉面推移物料來完成輸送工作。17工作中，物料像不旋轉的螺母沿軸桿平移，使物料不與螺旋葉片一起旋轉的力是物料本身的重量和機殼與物料的摩擦及物料間的摩擦。它主要用來輸送各種粉塵狀、顆粒狀、小塊狀的物料，如化工原料、面粉、煤粉、煙塵、水泥、糧食等，在輸送過程中還可對物料進行攪拌、混合、加熱和冷卻等工藝。螺旋輸送機是根據機械力學原理工作的，圖 2-2 是其原理圖，由螺旋機本體、進出料口及驅動裝置三大部分組成。螺旋機本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機殼、蓋板及底座等組成。螺旋桿由電機驅動旋轉，帶動復合肥沿著機殼內壁向前運動，實現連續(xù)混合運輸的要求。圖 2-2 螺旋輸送機結構示意圖2.3.2 結構設計1.應用范圍及特點螺旋輸送機是在化工、建材、糧食等部門中廣泛應用的一種輸送設備，主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料。螺旋輸送與其他輸送設備相比較，具有結構簡單、橫截面尺寸小、密封性能好、可以中間多點裝料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點。它的缺點是機件磨損較嚴重、輸送量較低、消耗功率大以及物料在運輸過程易被破碎。2.分類及結構特征螺旋輸送機分為水平固定式螺旋輸送機、垂直式螺旋輸送機。對于復合肥的運輸生產線中用水平固定式螺旋輸送機進行物料運送。螺旋輸送機由螺旋機本體、進出料及驅動裝置三大部分組成。其中螺旋機本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機殼、蓋板及底座等組成。驅動裝置由電動機、減速器、聯軸器及底座所組成。3.設計計算（1） 原始選料[1]被輸送物料的名稱及特性181> 物料松散密度 β( )=0.9 。3t/m3t/2>物料最大粒度（mm）及比率。3>一般物料粒度（mm）(2～5mm)，溫度（°C） ，含水率、粘度、磨琢性及腐蝕性等。[2]選型要求1>需要的輸送能力（t/h） ；2>布置簡圖中輸送長度 L（m） ，傾角 （°C） ，投影高度 H（m） 。?（2）GX 型螺旋輸送機的計算[1]螺旋直徑及螺旋軸轉速計算1>螺旋直徑計算（m） （2-12）2.5QDKC???式中 —輸送能力，t/h；Q—物料特性系數；—填充系數；?—傾角系數。見表 2-1 所示。C表 2-1 傾角系數表傾斜角 ?≤0° ≤5° ≤10° ≤15° ≤20°螺旋輸送機傾斜布置時的輸送量校正系數C1.0 0.9 0.8 0.7 0.65按上式計算得由式（2-12 ）得mm；D2.59004538.1???19值應圓整為 mm。D60?2>螺旋軸轉速計算（2-13）jAnD??（mm）5064..取 （r/min）螺距 .8t?mm40用螺旋直徑 及轉速 圓整后的數值，還必須對填充系數 進行驗算：Dn?（2-247QDntc???14）式中 —螺旋節(jié)距，m。t帶入相關數值進（2-14）式得 29047.6.48.????，03滿足 。0.25~.[2]功率計算1>螺旋輸送機所需軸功率 可由下式確定：0p(KW) （2-15）0()367QPLH???式中 —螺旋輸送機傾斜布置是在垂直平面上的投影高度；H—螺旋輸送機水平投影長度，m；L—物料阻力系數。0?帶入相關數值進式（2-15）得 09(431.0)67P???20（mm）3.18?2>電動機功率(KW) （2-16）01pPK?式中 —功率備用系數，對 Y 系列電動機取 1.0；1K—驅動裝置總效率，一般取 0.9～0.94。?帶相關數值進式（2-16）得 (KW)P3.2176085??根據實際對螺旋輸送機的使用測定結果，實際軸功率要比理論計算功率大 3～5 倍。則 (KW)(~)3.19實取電動機功率 22KW。在選擇螺旋輸送機驅動裝置時，應維持如下關系： 0[]Pn?F式中 —當螺旋輸送機不采用聯軸器與驅動裝置相聯，而采用傳動F帶或鏈條等傳動時，在螺旋軸軸端上所加的總作用力，N；—許用懸臂載荷，N。[]GX 型螺旋輸送機，其許用的功率轉速比 及許用懸梁載荷 列于[]Nn[]F表 2-2 中。表 2-2 GX 型螺旋輸送機許用功率轉速比 與許用懸臂載荷[][]螺旋直徑 D150 200 250 300 400 500 600[]Nn0.013 0.03 0.06 0.10 0.25 0.48 0.8521[]F2100 3700 5800 8000 15000 24000 35000其中，螺旋直徑 ，mm； ， ； ，N。D[]NnKWr/mi[]F對 GX 型螺旋輸送機而言，許用功率轉速比 ， r/min， 0.85n?6則 (KW)，[]60.851??許用懸臂載荷 （N） ，3F02.903.856pn?通過上面計算的相關數值，反過來再對所選定的螺旋輸送機進行輸送能力的驗算。求輸送能力 Q，有 393.8t/h127m/0x?得 34.6/7.9h0?總結以上數據得=600mm， =480mm， =60r/min， =90t/h。選擇尺寸代號為 GX600DtnQ的螺旋輸送機符合要求。4.在對螺旋輸送機設計過程中最重要的是對已經確定的螺桿進行剛度和強度的校核，當然就包括其中涉及的軸承強度、壽命的計算。2.3.3 螺桿強度校核下面先對螺桿進行校核。1.按扭轉強度條件計算在作軸的結構設計時，通常采用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉強度條件為 34950[].2(1)T TPnWd??????（2-17）22式中： —扭轉切應力，單位為 MPa；T?—軸所受的扭矩，單位為 N﹒mm；—軸的抗扭截面系數，單位為 mm3；TW—軸的轉速，單位為 r/min；n—軸轉速的功率，單位為 KW；P—計算截面處軸的直徑，單位為 mm；d—許用扭轉切應力，單位為 MPa[]T?—空心軸的內徑與外徑之比，取 =0.5，見表 2-3。??表 2-3 軸常用幾種材料的 及 值[]T?0A軸的材料 Q235-A、20 Q275、35 45 40Cr、35Ci、Mn、38SiMnMo、3Cr13/MPa[]T?15～25 20～35 25～45 35～550A149～126 135～112 126～103 112～97對于空心軸 3420.85956.0.1()TW?????符合 45 鋼時 =25～45MPa 的要求。[]2.按彎扭合成強度條件計算通過軸的結構設計，軸的主要結構尺寸，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。其計算步驟如下：231）作出彎矩，如圖 2-3 所示。圖 2-3 軸的載荷分析圖其中有： Ggv??23 937.8109.1044d????（N）4562412FG??N0.578()sbxal?.)sFl?((0)bxMal?1/2))4lFG?456.3120?35.9Nm??接著再對軸的強度進行校核。已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）作彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應力（2-18）221()()4[]caMTW???????式中： —軸的計算應力，單位為 MPa；ca—軸所受的彎矩，單位為 N﹒mm；—軸所受的扭矩，單位為 N﹒mm；T—軸的抗彎截面系數，單位為 。3m22635.9(7.4)10/cad????2518.[]????3.按疲勞強度計算進行校核這種校核計算的實質在于確定變應力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎上，即可通過分析確定出一個或幾個危險截面（這時不僅要考慮彎曲應力和扭轉切應力的大小，而且要考慮應力集中和絕對尺寸等因素影響的程度） ，按式計算安全系數 并應使其稍大于或至caS少等于設計安全系數 S，即（2-19）2caS??????其中僅有法向應力時，應滿足（2-20）1amSK????帶數據進（2-20）得2351.480.MZ???35.91.2?1.04?僅有扭轉切應力時，應滿足（2-21）1amSK?????352976.401.???2616.97?由數據進（2-19）得 22.04.caS??9.8?則 =9.82 S=1.3～1.5，滿足其軸的安全程度。caS?4.按靜強度條件進行校核軸的靜強度是根據軸上作用的最大瞬時載荷來校核的。靜強度校核時的強度條件是（2-22）2sscasS??????其中 （2-23）maxax()ssMFWA?帶數據進（2-23）得 3224905.156.3090()46????????2.（2-24）maxssTSW??帶數據進式（2-24） 340.529761(.)s????0.589?.27帶數據入式（2-22）得 2.567.1scaS???..~4sS?式中 —材料的抗彎和抗扭屈服極限，單位為 MPa，其中,s??；(0.5~.62)ss??—軸的危險截面上所受的最大彎矩，單位為 N﹒mm；max,MT—軸的危險截面上所受的最大軸向力，單位為 N；aF—軸的危險截面的面積，單位為 mm2；A—分別為危險截面的抗彎和抗扭截面系數，單位為 mm3。,TW滿足其要求。5.軸的剛度校核計算（1）軸的彎曲剛度校核計算把階梯軸看成是當量直徑，然后按照材料力學中的公式計算。當量直徑 （單位為 mm）為vd（2-25）41vziLdl??式中： —階梯軸第 i 段的長度，單位為 mm；il—階梯軸第 i 段的直徑，單位為 mm；idL—階梯軸的計算長度，單位為 mm；Z—階梯軸計算長度內的軸段數。28代入式得 44312058vd??.9m（2）軸的扭轉剛度校核計算圓軸扭轉角 [單位為（°）/m]的計算公式為：?階梯軸 （2-26）15.73zipTlLGI???式中 —軸所受的扭矩，單位為 N﹒mm；T—軸的材料的剪切彈性模量，單位為 MPa，對于鋼材，GMPa；48.10??—軸截面的極慣性矩，單位為 ，對于圓軸， ；pI 4m432pdI??—階梯軸受扭矩作用的長度，單位為 mm；L—分別代表階梯軸第 i 段上所受的扭矩、長度和極慣性,ipiTlI矩，單位同前；—階梯軸受扭矩作用的軸段數。z軸的扭轉剛度條件為＞1（°）/m[]??代入相關值進式（2-26）得 447350296.1()()80????.8/m?[]??/??滿足對軸的扭轉剛度條件。292.3.4 軸承校核根據工作條件選用 =140mm 的推力球軸承，軸承受徑向力dN，轉速 =60r/min，運轉條件正常，要求壽命278rF?n=20000h。10hL根據式 （2-27）()hmdranTfCPC??或式中 C—基本額定動載荷計算值，N；—當量動載荷，其中 ，N；PraXFY?—軸承轉速，r/min；n—軸承壽命，h。L計算：所選推力球軸承 ，max0.56e?1728rFe?則 P= （N）1.5(04.506)93????由 =122.3 （KN）62938hnLC?621驗算 7328B 型推力球軸承的壽命可知計算所得的壽命值要大于其額定壽命，即 =20002 （h）610()hnP?630()297?所以 7328B 型推力球軸承滿足其要求。30第 3 章 配料混合系統控制電路與選型3.1 控制電路設計該系統是針對室內生產設計的，相配套的還有微機自動控制系統。集控系統由隔爆可編程控制箱、本安現場操作箱、集控操作臺、上位機、測速傳感器構成。帶式輸送機設置了速度傳感器，信號接入 PLC 由 PLC 進行運算處理，參加設備的聯動和閉鎖。包括電流過載保護、急停、報警、調速等。整個配料、混合系統由 PLC 進行自動控制。原料分別由三種型號相同的輸送帶運輸，下料的閥門口一定，即出料截面相恒定，可以按照任意比例進行配料、混合。開始工作時，首先通過 PLC 來啟動這個配料系統的三個電機，同時閉合變頻器的電源開關，變頻器得電正向啟轉動，系統通過測速傳感器測得三臺皮帶分別的速度，由 PLC 的模擬擴展模塊進行 A/D 信號轉換，由 PLC進行處理，變頻器就可以通過變頻來實現降壓，從而實現變頻調速，從而實現系統的配料需求。同時，控制部分還對系統設有保護功能。當生產過程中，由于皮帶打滑、電流過大、過載等意外的時候，PLC 又起到了自動報警的功能，這個時候會自動復位。其配料原理圖如 3-1 所示。31穩(wěn) 壓 器 濾 波 路電光閃 時延大放率功 點觸度輻帶 式 輸 送 機等 分 隔 圓 盤 裝 料 及 調 節(jié) 閥 門 濾 波 欠 重 停 車偏 差 加 大 高 阻 輸 出重 量校 正振 蕩 器 差 動 變 壓 器 加 法 比 例視 密 度 指 示重 量 偏差 指 示 欠 重 報 警 手 動自 動 門 升門 降12可 逆 電 機圖 3-1 配料原理圖由于是實現系統的自動化控制，所以除了通過 PLC 來實現復合肥的自動配料，還實現對混合、配好料的復合肥輸送的自動化。速度信號傳送給 PLC 的模擬量輸入單元和計數 PLC 將現聲采集的數據加以計算處理，求出瞬時流量和積累重量。將流量與設定值比較，由 PLC的輸出單元來控制變頻器，改變給料機電機轉速。3.2 PLC 的選擇可編程序控制器應用于控制系統中，其主要的特點：1.可靠性高。2.控制功能強。3.編程方便，易于應用。4.適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境抗干擾能力強。5.具有各種接口，與外部設備聯結非常方便。6.采用積木式結構或者模塊式結構，具有較大的靈活性和可擴展性，擴展靈活方便。7.維修方便8.可根據生產工藝要求或運行情況，隨時對程序在線修改，不用更改硬接線，靈活性大，適用性強。在對 PLC 選型過程中，S7-200 能滿足高級自動化標準和各種需求，具有各種盡寸以適應所有的應用場合，有適用于運輸機械和各種氣候條件的堅固型，有適用于狹小空間而且具有高處理性能的密集型，有運行速度塊32而且具有良好的擴展能力。它可以配置種類繁多的輸入輸出模塊、編程器、軟件、過程通信和顯示部件，電話診斷設備等。我選擇的 S7-200CPU224I/O 接口是 14 個輸入點，10 個輸出點，與系統的 I/O 接口相吻合。S7-200 系列 PLC 的主要特點:1.快速（1）指令處理周期短減少了循環(huán)時間。（2）高速計數器開辟了新的應用領域。（3）高速中斷處理可以分別響應過程事件。2.靈活（1）模塊式結構可用于各種性能的擴展。（2）脈沖輸出可控制步進電機和直流電機。（3）豐富的指令集可以快速方便的解決最復雜的任務。3.多功能（1）點對點接口（PPI）可連接編程設備，操作員界面和串行設備接口。（2）用戶有好的 STEP 7 Micro/DOS 編程軟件和功能極強的編程器方便了編程。（3）用戶程序三級口令保護。（4）TD 200 和 COROS OPs 操作面板（OPs）為用戶提供了方便人機界面。由于系統中有測速傳感器，這就涉及怎樣將模擬量轉換成數字量，由于 S7-200CPU224 自帶了模擬量擴展模塊，我選用 EM235 模擬量擴展模塊進行 A/D 信號處理，其中我還選用了 EM223 數字量擴展模塊與變頻器相連接。3.3 變頻器的選用3.3.1 異步電動機的調速原理三相交流電動機的同步轉速 n0為 pf16?33式中 ——電動機定子電源頻率；1f——電動機的極對數。p由上式可知，若連續(xù)改變電源頻率 ， 則可平滑地改變電動機的同步1f轉速 n0。而三相異步電動機定子每相感應電動勢有效值 為gEmgKNfE??14.式中 ——定子每相繞組串聯匝數；1N——基波繞組系數；K——每極氣隙磁通量。m?有上式可見，在 一定時，若電源頻率 發(fā)生變化，則必然引起磁通gE1f變化。當 變弱時，電動機鐵心就沒被充分利用；若 增大，則會mm m?使鐵心飽和，從而使勵磁電流過大，這樣會使電動機效率降低，嚴重時會使電動機繞組過熱，甚至損壞電動機。因此，在電動機運行時，希望磁通保持恒定不變。為此，在改變 的同時，必須改變 ，即必須保證 m?1f gE常數?1fEg這樣，采用恒定的電動勢頻率比的協調控制方式，就可以保證磁通值恒定不便。對繞組中的感應電動勢 卻難以直接控制，在 較高時，m?g gE可以忽略定子繞組漏磁阻抗壓降。因此，可以認定定子每相電壓 ，U?1則得34常數?1?U這便是恒壓頻比控制方式。由于電動機定子電壓 只能小于等于額定1U電壓 ，所以 只能下調，這時為恒轉矩調速；若 上調，而 不能nomU1f 1f1大于 ，所以轉矩下降，這時為恒功率調速。在隨著 降低時，定子no 1?阻抗壓降就不能再被忽略了，此時 會更小些，使得磁通 有所減小。gEm?這時，為了保證 不變，可以人為地將 提高一些，以便近似地補償定m?1U子阻抗壓降。帶定子壓降補償的恒壓頻比控制特性如圖 3-2 所示。ba0頻率電壓圖 3-2 恒壓頻比控制特性a——無補償特性 b——有補償特性采取補償措施后，異步電動機的機械特性不但保留了較硬的線性度，而且當頻率降低時，同步轉速 n0隨之下降，使在保證最大轉矩基本不變的情況下，取得類似直流電動機調速的平移特性曲線。這樣，不但擴大了調35速范圍，而且在調速時，轉差率功率不變，所以效率很高。具有定子電壓補償的恒壓頻比控制方式被廣泛應用。變頻器裝置工作原理：對于恒壓頻比控制方式進行變頻調速的裝置來講，其一是直接變頻（交—交變頻）裝置。這種裝置的變頻為一次換能形式，即只用一個變換環(huán)節(jié)就把恒壓恒頻電源換成 VVVF 電源，所以效率較高。但是，所用元件數量較多，輸出頻率變化范圍小，功率因數較低，只適用于低轉速大容量的調速系統。另一類為間接變頻（交—直—交變頻）裝置。這種變頻裝置是將恒壓恒頻交流電源先經整流環(huán)節(jié)轉換為中間直流環(huán)節(jié)，再由逆變電路轉換為VVVF 電源，如圖 3-3 所示。逆變 器整流 器5 0 H ZA C恒壓恒 頻中間直流環(huán)節(jié)A C變壓變 頻圖 3-3 間接（交—直—交）變頻裝置這種裝置的控制方式有以下兩種：1.用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交—直—交變頻裝置這種裝置的輸入環(huán)節(jié)是由晶閘管構成的可控整流器。輸出電壓幅度由可控整流器決定，輸出電壓頻率有逆變器決定。也就是說，變壓和變頻分別通過兩個環(huán)節(jié)并由控制電路協調配合來完成。這種裝置結構簡單，元件較少，控制方便，頻率調節(jié)范圍較寬。但是，在電壓和頻率較低時，電網端功率因數也降低。若由晶閘管構成逆變器，則輸出電壓諧波較大。2.用不可控整流器整流，通過脈寬調制方式控制逆變器同時進行變壓變頻的交—直—交變頻裝置由于輸入環(huán)節(jié)采用不可控整流電路，所以電網端功率因數較高，而且與逆變器輸出電壓大小無關。逆變器在變頻的同時實現變壓，主電路只有一個可控的功率環(huán)節(jié)，簡化了電路結構。逆變器的輸出與中間直流環(huán)節(jié)的36電容電感參數無關，加快了系統的動態(tài)響應。選擇對逆變器的合理控制方式，可以抑制或消除低次諧波，使逆變器的輸出電壓為近似正弦波交變電壓。這種控制方式稱為正弦脈寬調制方式（SPWM） 。3.3.2 變頻器的選擇變頻器的選用，包括變頻器類型選用和容量選用兩個方面。1.變頻器類型的選用變頻調速時需要根據不同的負載類型選擇不同的頻率變化曲線，才能發(fā)揮出變頻器的最佳狀態(tài)。由于輸送帶對動態(tài)性能要求不需要太高，同時對輸送帶這種恒轉矩類負載（即恒轉矩負載的阻轉矩是一個定值，與轉速的高低無關。主要特點：在初始速度時就有阻力，即啟動需要啟動轉矩）可以采用普通功能性變頻器，為了實現恒轉矩調速，常采用加大電動機和變頻器的容量的方法，以提高低速轉矩。也可以采用具有轉矩控制功能的高功能型變頻器，來實現恒轉矩負載的調速運行，則是比較理想的。2.變頻器容量的選用變頻器容量的選用由很多因素決定，例如電動機容量、電動機額定電流、電動機加速時間等，其中，最主要的是電動機額定電流。對于連續(xù)運轉的變頻器控制一臺電動機必須同時滿足下列項計算公式：滿足負載輸出/KVA （3-1）??cos/?MCkP滿足電動機容量/KVA ECMIkUP310??（3-2）滿足電動機電流/A （3-3）ECMkI?式中 —變頻器的容量/KVACMP—負載要求的電動機軸輸出功率/KW—電動機額定電壓/VEU37—電動機額定電流/AEIη—電動機效率（通常約為 0.85）cosΦ—電動機功率因數（通常約為（0.75）k—電流波形補償系數（k 約為 1.05～1.1）計算： 帶數據進式（3-1）～（3-3）得（KW）1.057.28.3CMP???（KW）3.07.26.1?（A）1.057.9.CMI?所以選用選用額定功率 22KW，額定電流 45A 的 BT40S22KWTA 型變頻器。其主要特點：（1）獨特的擬超導技術，低速高轉矩輸出。（2）高性能矢量轉矩控制。（3）轉差補償，AVR 自動穩(wěn)壓功能。（4）IPM、IGBT 智能模塊，超靜音運行。（5）內置 PID 控制及實時換機、開關機控制功能。（6）大功率機型超小形體、超輕重量，切實降低用戶成本。變頻器與 PLC 的連接采用繼電器接點開路形式與 PLC 連接，獲得變頻器輸入的電動機正轉以及不同的運行速度等信號。3.4 測速傳感器的選用從稱重原理可知，電子皮帶秤所測量物料的瞬時流量的大小取決于兩個參數，即瞬時流量等于稱重傳感器測量的承載器上物料負荷值 q(kg/m)和測速傳感器測量的皮帶速度值 v(m/s)兩個參數相乘所得到以下的公式 W（ t)=qv由此可見，測速傳感器的測量精確度和穩(wěn)定性與稱重傳感器的測量精確度和穩(wěn)定性是同等重要的。目前稱重傳感器的精確度普遍提高到萬分之幾，而測速傳感器的精確度大多在千分之幾，所以提高測速傳感器精確度是提高電子皮帶秤系統精確度有效的途徑之一。38電子皮帶秤上所用測速傳感器目前主要有磁電式、磁阻脈沖式、光電脈沖式等不同類型的測速傳感器。模擬式測速發(fā)電機式測速傳感器早已不再使用，取而代之的是上述各種輸出脈沖信號的數字式測速傳感器。在我的設計系統中，選用了磁電式測速傳感器。霍耳轉速傳感器結構原理:在被測物體上粘有多對小磁鋼,并把霍爾元件固定在其附近不動,當小磁鋼隨軸轉動而經過霍爾元件時,就可在霍爾元件上產生相應的脈沖信號。該系統選用的速度傳感器 LM2917 是美國 NSC 公司生產的集成轉速/電壓轉換器?？蓪⑥D速（或頻率、轉數）轉換成電壓，只需接少量的外圍元件即可構成模擬式轉速測量儀。其性能特點：(1) 內部包含比較器、充電泵、放大器等信號。由于其中的 LM2917與 LM2907 的區(qū)別是在內部 與 GND 之間增加了一只 7.6V 穩(wěn)壓管，可提cU高電源的穩(wěn)定性。所以我采用了型號為 LM2917 的傳感器。(2) 比較器的滯后電壓為 30mV，利用滯后性可抑制外界噪聲干擾。(3) 其輸出電壓與被測頻率成正比，線性度達 0.3%。?(4) 價格低廉，外圍電路簡單，使用靈活。(5) 電源電壓實現值為+12V，最高不得超過+28V，最大工作電流為28mA，工作溫度范圍是-40～+85 。C?由于配料系統由三臺輸送機構成，每臺輸送機上至少需要一個傳感器，根據系統精度的不同要求，可以按需添加傳感器來保證精度。復合化肥配料、混合的電氣控制部分主要有繼電器控制和計算機控制兩種控制方式。采用繼電器控制系統的故障率高，大大降低了生產運行可靠性和安全性，所以基本上已經被淘汰。而單片機控制則存在抗干擾能力差的缺點。PLC 控制的配料系統具有工作可靠性高、存儲容量大、編程方便、抗干擾能力強、故障少、維修保養(yǎng)方便等優(yōu)點。39第 4 章 配料混合系統控制設計4.1 配料混合系統的控制4.1.1 總體控制設計自動配料系統由三臺配料皮帶秤及其傳感器、微機系統和供電系統組成。系統采用托輥配料皮帶機，皮帶速度信號經 PLC 的模擬量擴展模塊進行 A/D 信號轉換，通過 PLC 控制變頻器以達到自動調整皮帶機的電機轉速與皮帶速度，達到控制物料流量的目的。PLC 采用通過計算，控制系統外部輸入點數(INPUT)為 9 點，控制輸出點數(OUTPUT)為 12 點。選用西門子系列的 S7-200CPU224 型，共 INPUT 有 14 點；OUTPUT 有 10 點；該機型能滿足系統控制要求，具有較好的性價比。西門子 PLC 中的 S7-200 系列可以滿足多種多樣的自動化控制需求。加上 S7-200 系列不僅穩(wěn)定可靠而且還具有緊湊的設計、良好的擴展性、強大的指令，使得其可以近乎完美的滿足小規(guī)模的控制系統要求。由于 PLC 引入，替代較復雜的繼電—接觸器控制。在保證工藝控制要求的情況下，大大的提高了生產效率，改善了設備的電氣性能，提高了設備的自動化水平。該系統具有操作簡單、可靠性高、工藝參數修改方便的特點，同時還克服了手動操作所帶來的一些人為干擾因素。在生產規(guī)模較大的場合，還可以將多臺由 PLC 控制的設備與上位計算機聯網，實現“集中管理、分散控制” ，在現代工業(yè)控制中，將具有廣闊的應用前景，取得了良好的經濟效益和社會效益。404.1.2 PLC 控制系統1.PLC 滿足控制要求生產系統控制采用 PLC 集散控制系統，實現對生產工況的微機控制和生產工藝的一體化管理，避免人工計量和個性化操作帶來的復合肥生產波動和復合肥質量的波動，提高操作自動化水平和管理水平，從而提高產品質量和生產系統的穩(wěn)定性。使用 S7-200 型 PLC 對皮帶秤監(jiān)控復合肥的連續(xù)生產過程，可幫助充分利用原材料控制庫存。在實際應用，驗證了西門子控制皮帶秤的優(yōu)越性能。它們已成為干燥、散狀固體粒料連續(xù)在線控制調速配料的可靠保證。其維護量小、精度高等優(yōu)點。在實際工作中顯示了極微小的滯后性和優(yōu)良的線性度，且設有過載保護功能。2.運行的安全性這是配料自控系統中首先要考慮的問題，在設計時采取很多措施對其進行保證。此外，上下限的位置保護，過載保護，報警信號處理等。繼電器系統運行時的安全性，特別容易受到內部配線松脫，觸點壽命及接觸不良等因素影響，生產線規(guī)模大，繼電器數目愈多，使用時間愈久，問題愈嚴重。而 PLC 既無內部配線，不必考慮配線松脫，接觸不良，線路漏電或短路，