皮帶式輸送機的設計論文開題報告

1、東北大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目： 皮帶式輸送機的設計 姓名： 學 號： 專業(yè)： 機械工程及自動化 學習中心： 住址： 電話： Email: 開題日期： 2017 年 月 日 指導教師： 設計（論文）題目皮帶式輸送機設計設計（論文）類型（劃“”）工程設計應用研究開發(fā)研究基礎研究其它一、 本課題的研究目的和意義皮帶式輸送機是連續(xù)運動的無端輸送帶輸送貨物的機械。它結構簡單、造價低、運輸距離長，而且有很高的生產(chǎn)率。主要用于冶金、采礦、煤炭、電站、港口以及 工業(yè)企業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)科學技術的不斷發(fā)展，皮帶式輸送機在工業(yè)生產(chǎn)中重要性越 來越大，是工業(yè)機械化

2、的重要內容。皮帶式輸送機是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設備，它廣泛應用于電力、冶金、化工、煤礦、港口、建材、糧食等領域。因此，對皮帶式輸送機進行設計十分必要。  由于組成皮帶式輸送機的基本部件有幾十種，每種又包括若干類型，加之不同的地形、工況、布置形式又有多種變化，使得皮帶式輸送機的設計任務相當繁重，尤其部件的選型涉及較多的知識、經(jīng)驗與規(guī)則。隨著國內外市場的迅速發(fā)展，皮帶式輸送機市場的競爭也日趨激烈。為了適應用戶要求，必須向新產(chǎn)品、多品種方向發(fā)展，因此，以往的設計方法已經(jīng)不能滿足當前的需要，采用現(xiàn)代化的設計方法和CAD技術，增強競爭能力。并在課題的研究中將對皮帶式輸送機的基本設計思想進行

3、較深入的研究，應用現(xiàn)代的設計計算方法對皮帶式輸送機的設計理論進行分析，相信通過本課題的研究，必定會對皮帶式輸送機的設計提出新的理念，進一步完善設計結果。二、 本課題的主要研究內容（提綱）本課題的側重點在于皮帶式輸送機的結構與設計計算。首先對皮帶式輸送機的一些結構進行分析，分析其現(xiàn)有的結構存在哪些弊端和不足，并從中得出比較合理的布置結構。然后根據(jù)所得結果，進一步分析研究，得出最優(yōu)布置方案。其次給出實現(xiàn)平穩(wěn)可靠布置結構。本文主要應用機械原理設計的知識，首先應用力學等基本知識對皮帶式輸送機的不同布置結構進行分析和研究，并得出各自的特點；研究皮帶式輸送機的受力情況，爭取改進現(xiàn)有的皮帶式輸送機的結構或能

4、創(chuàng)造性地提出一種新的布置結構。 1、 皮帶式輸送機的主要結構設計主要包括以下內容：（1） 輸送帶 （2） 支承裝置（3） 滾筒組（4） 拉緊裝置（5） 驅動裝置 （6） 機架2、 皮帶式輸送機的主要技術參數(shù)與校驗： （1）輸送能力和輸送帶寬度  （2）圓周驅動力 （3）托輥校核 （4）輸送帶張力 （5）傳動滾筒軸功率 （6）傳動滾筒的最大扭矩 （7）電動機功率 （8）織物芯輸送帶層數(shù)（9）核算傳動滾筒直徑  （10）拉緊參數(shù)計算三、 文獻綜述（國內外研究情況及其發(fā)展）1 國外皮帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 國外皮帶式輸送機技術的發(fā)展

5、很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是皮帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀皮帶式輸送機、空間轉彎皮帶式輸送機等各種機型；另一方面是皮帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型皮帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用于了皮帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了皮帶式輸送機的運行性能和可靠性。其關鍵技術與裝備有以下幾個特點：設備大型化。其主要技術參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。   應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術，采用大功率軟起動與自動

6、張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。   采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸送機單機運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。   新型、高可靠性關鍵元部件技術。如包含CST等在內的各種先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（23）×400（600）工作面順槽皮帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調速裝置，運輸能力達3000

7、0;t/h以上，它的機尾與新型轉載機（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。2 國內皮帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的皮帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設備”項目的實施，皮帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離皮帶式輸送機的關鍵技術研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離皮帶式輸送機成套設備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮皮帶式輸送機等均填補了國內空白，并對皮帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC

8、為核心的可編程電控裝置，驅動系統(tǒng)采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。  3 煤礦皮帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢  3.1 設備大型化、提高運輸能力  為了適應高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，皮帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。在今后的10a內輸送量要提高到30004000 t/h，還速提高至46m/s，輸送長度對于可伸縮皮帶式輸送機要達到3000m。對于鋼繩芯強力皮帶式輸送機需加長至5000m以上，單機驅動功率要求達到1000150

9、0 kW，輸送帶抗拉強度達到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮皮帶式輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮皮帶式輸送機，以提高我國皮帶式輸送機技術的設計水平，填補國內空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術水平。其包含7個方面的關鍵技術：皮帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術；軟起動與功率平衡技術；中間驅動技術；自動張緊技術；新型高壽命高速托輥技術

10、；快速自移機尾技術；高效儲帶技術。3.2 提高元部件性能和可靠性  設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使皮帶式輸送機的性能得到進一步的提高。  3.3 擴大功能，一機多用化  拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型皮帶式輸送機，如彎曲皮帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。4 電控系統(tǒng)介紹電控裝

11、置控制核心采用可編程控制器，它能自動對輸送機的可控起動、可控制動、帶速同步、功率平衡、輸送帶張力、輸送帶接頭強度、傳動滾筒與托輥軸承溫度、輸送量計量及各類保護與安全裝置等進行監(jiān)控。目前，國際上出現(xiàn)了采用PLC技術也就是可編程控制器研發(fā)出了一套較為完善的自動監(jiān)控系統(tǒng)。采用綜合電源電器控制技術以及相關的程序軟件形成的監(jiān)控系統(tǒng)。它能輕松完成對相關信息的采集、存儲、處理、傳輸、故障診斷、查尋等工作。因此，它能自動對輸送機的可控起動、可控制動、帶速同步、功率平衡、輸送帶張力、輸送帶接頭強度、傳動滾筒與托輥軸承溫度、輸送量計量及各類保護與安全裝置等進行監(jiān)控?！熬盼濉逼陂g，我國經(jīng)過在膠帶運輸系統(tǒng)的長期研究，

12、在這方面的技術有了極大的突破和進展，尤其在其控制和自動檢測方面發(fā)展迅速，有的技術指標已接近或達到國際先進水平。不過，在某些方面還是和國外有一定的差距，表現(xiàn)在功率平衡、故障的診斷與查、保護措施。4.1 PLC的組成PLC是可編程控制器（Programmable logical controller）縮寫，與20世紀70年代誕生于美國，是計算機與繼電器接觸控制技術相結合的產(chǎn)物。PLC具有邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，并取代了繼電器-接觸器控制，采用了計算機存儲程序和順序執(zhí)行的原理，也是靠存儲程序、執(zhí)行指令進行信息處理，實現(xiàn)輸入到輸出的變換。PLC編程語言采用直觀的類似繼電器-接觸器控制電路

13、圖的梯形語言，它的目的是用以控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。所以從實質講PLC是一臺工業(yè)環(huán)境應用的滿足實時控制要求的專用計算機。與普通計算機所不同的主要是：(1) 沒有鍵盤，代之為一個個輸出電路，并用其獲取控制命令或現(xiàn)場信號。同時，此輸入電路具有濾波能力，與內部電路是電隔離的，但可通過光耦合建立聯(lián)系；(2) 沒有顯示器，代之為一個個輸出電路，并用其產(chǎn)生控制輸出。由于此電路具有驅動功能，故可以驅動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等。同時，此電路與內部電路也是電隔離的，用光或磁偶合建立聯(lián)系。(3) 沒有有硬盤，只有內存。但可配備存儲卡，為程序與數(shù)據(jù)建立備份；(4) 配置有外設或通信接口，可用以編

14、程或下載程序、監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)通信；(5) 結構為模塊化，體積小，安裝方便，比較堅固，具有很強的抗干擾、抗沖擊、抗震動特性。4.2 PLC的指令系統(tǒng)按結構特點分可分為箱體式的PLC和模塊式PLC。箱體式的PLC把電源、CPU、內存、I/O系統(tǒng)都集成在一個小箱體內，一個主機箱就是一臺完整的PLC，就可以實現(xiàn)控制。微型機、小型機多為箱體式。模塊式PLC是由不同功能的模塊組成，包括CPU模塊、輸入輸出模塊、電源模塊、通信模塊、機架等。超大、大型機多采用模塊式。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的可靠的操作系統(tǒng)，因而具有豐富的功能，如：(1) 信號采集功能：可采用開關信號、模

15、擬信號及脈沖信號。(2) 輸出控制功能：可控制輸出開關信號、模擬信號及脈沖（脈沖鏈或脈寬可調制的脈沖）信號。(3) 邏輯處理功能：可進行各種位、字節(jié)、字、雙字邏輯運算(4) 數(shù)據(jù)運算功能：可進行各種字、雙字整數(shù)運算，有的還可以進行浮點運算。(5) 定時功能：可進行延時或定時控制，時間可精確到毫秒。有的還有內置實時時鐘。 (6) 計數(shù)功能：可進行計數(shù)，高速計數(shù)頻率可高達幾百赫茲。(7) 中斷處理功能：可實現(xiàn)種種內外中斷，以提高對輸入的響應速度與精度。(8) 程序與數(shù)據(jù)存儲功能：可存儲系統(tǒng)設定、程序及數(shù)據(jù)，并可保證這些數(shù)據(jù)在掉電時不丟失。除此外，還有聯(lián)網(wǎng)通信、自檢測、自診斷等功能?？梢?，豐富的功能

16、使PLC得到廣泛應用，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。4.3 PLC的主要特性與其他控制器相比，PLC在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用，主要因為PLC具有以下主要特性：(l) 具有高可靠性。所有輸入輸出電路均采用光電隔離；各FO端子除了采用常規(guī)模擬量濾波外，還有數(shù)字濾波；內部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾；每次掃描都對程序進行檢查和校驗，一旦程序出錯立即報警并停止運行。(2) 編程方便，易于使用。PLC采用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖，易懂易編，編程工作集中到了設計思想的本身而不是如何實現(xiàn)設計思想。從硬件方面說，使用可編程控制器，無論是接線、配置都及其方便。(3) 環(huán)境要求低

17、，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，且不需要特殊維護。(4) 與其它裝置配置連接方便。PLC的接口原則是使用外部接線，電平轉換盡量少。對于開關量，輸入可以是無源觸點開關或集電極晶體管輸出；輸出有繼電器、可控硅、晶體管等不同的形式。對于模擬量，只要模擬量信號電平在一定的范圍內(士10或4-20MA)，就可以按要求直接接入。對于數(shù)據(jù)通信，只需要RS232或RS422接口即可。四、 擬解決的關鍵問題1 大傾角輸送過程中物料的下滑，滾料問題，必要時采用四節(jié)深槽托輥組。2 電機重載起動時的軟啟動問題。3 大傾角上運皮帶式輸送機驅動方案的確定。 4 皮帶式輸送機的控制問題。電控裝置控制核心采用可編程控制器，

18、具有起車預告、主電機運行、故障顯示等主要信號顯示，具有沿線通話和起車預警功能，能滿足空載起動、重載啟動，可以分別控制二臺給煤機且和給煤機之間有閉鎖功能。 5 皮帶式輸送機的各種保護問題。例如：防跑偏開關、拉線保護、縱撕保護、煙霧保護、煤位保護、超溫保護、打滑保護以及語音信號系統(tǒng)。五、 研究思路和方法在設計初期，認真學習皮帶式輸送機的基礎知識，閱讀各類有關下運皮帶式輸送機的中文及外文文獻，了解皮帶式輸送機在國內外的發(fā)展狀況及研究方向，為做設計打下一個良好的基礎。隨后通過參加畢業(yè)實習對皮帶式輸送機有一個感性的認識，了解皮帶式輸送機在現(xiàn)場的運轉情況，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。畢業(yè)實習結束后，就可以自己獨立的對所設計的皮帶式輸送機進行功能分析，在以后的設計中也能進行系統(tǒng)的方案設計，同時能準確地進行輸送帶選型、拉緊裝置、制動裝置、驅動裝置、清掃裝置的選型。完成這些機械設備、部件和電氣設備，為施工打下基礎。 六、 參考文獻1于巖,李維堅.運輸機械設計.北京：中國礦業(yè)大學出版社,1998，8.180 2李炳文，王啟廣.礦山機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2007,162186 3張越,DT(A)型帶式輸送機設計手冊.北京：冶金工業(yè)出版社.2003,15450 4宋偉剛.通用帶式輸送