(精品论文)[论文]7.5-15型外胎硫化10工位生产线的传送线设计毕业设计

第 I 页 7.5-15 型外胎硫化 10 工位生产线的传送线设计 目录 摘要V ABSTRACTVI 第一章 引言.1 1.1 研究背景及发展趋势1 1.2 本设计的目的及意义1 第二章 设计参数和设计要求2 2.1 设计参数2 2.2 设计的工艺需求2 第三章 方案的说明与比较选择.3 3.1 方案一的说明.3 3.2 方案二的说明.3 3.3 方案三的说明.4 3.4 方案的比较与选择5 3.5 方案的系统框图6 第四章 输送机与其相关部件的选用.7 4.1 输送机的介绍与选择7 4.2 板式输送机以及主要部件的选取8 4.2.1 板式输送机确定.8 第 II 页 4.2.2 主要部件的选取.8 4.3 板式输送机的设计计算.9 4.3.1 原始数据和资料.10 4.3.2 主要参数的选择与计算.10 4.3.3 牵引力的计算.12 4.3.4 功率计算.16 4.3.5 牵引链链节数量的计算.17 4.3.6 减速比的计算及驱动装置的选择.19 4.3.7 电动机的校核.20 4.3.8 板式输送机的安装与调整.22 4.3.9 关于输送机的特别说明.24 第五章 PLC 的选择与安装25 5.1 PLC 产品比较与选择.25 5.2 控制系统的 I/O 点及地址分配26 5.3 PLC 型号的选型28 5.4 PLC 的基本安装与接线.29 5.4.1 系统的安装.29 5.4.2 系统的接线.30 5.4.3 其他问题的处理方法.31 第六章 传感器的选择.32 6.1 传感器的介绍.32 6.2 传感器的比较与选择33 第七章 电器元件的选择36 7.1 低压断路器.36 第 III 页 7.2 熔断器37 7.3 热继电器38 7.6 行程开关40 7.7 交流接触器.40 第八章 功能流程图42 8.1 功能流程图的介绍42 8.2 使用规则及结合设计说明.42 第九章 对梯形的说明.44 9.1 梯形图介绍.44 9.2 编程指令说明与规则44 第十章 总结.46 参考文献.47 致谢.48 第 IV 页 7.5-15 型外胎硫化 10 工位生产线的传送线设计 摘要 影响轮胎的质量和硫化效率有多种因素，其中轮胎的传送线直接影响着轮胎的质 量和硫化效率。为了改善这一现状，使压制成型后的轮胎在输送过程中更加稳定与快 速，本设计对轮胎的传送线进行了优化，并使用了自动化控制，大大提高了硫化效率。 7.5-15 型外胎硫化 9 工位生产线的传送线设计，使用了可编程控制器控制传送机 构，把压制成型后的轮胎输送到硫化工位上。其主要结构采用了西门子 S7-200 系列 CPU226DC 输入/继电器输出以及两块 EM223 扩展模块组成的控制系统，利用三相异步电 动机以及减速器组成的驱动机构来驱动板式输送机，通过输送机来传送压制成型后的 轮胎。使轮胎平稳的、准确的输送到硫化工位上。与传统的手动控制传送线相比，本 设计大大提高了硫化效率，降低了劳动强度。 关键词：轮胎传送线，板式输送机，轮胎硫化，可编程控制器，自动化控制 第 V 页 第 1 页 第一章 引言 1.1 研究背景及发展趋势 目前，国内轮胎硫化生产线的传送线多采用板式输送机、辊道输送机、链板输送机等 主要硬件，其控制系统有微机、模糊控制等软件。近年来可编程序控制器（PLC）发 展极为迅速，采用可编程序控制器（PLC）来控制轮胎硫化生产线传动，基本上实现 了轮胎输送的自动化生产，大大提高轮胎硫化的生产率。近年来对板式运输机机理进 行了进一步的优化设计，运用散体力学理论对以高层散体物料为工作对象的板式输送 机进行了机理分析，并取得了较大的成就。此成果将能应用于硫化生产线的传送线。 从而大大提高了轮胎的输送效率。轮胎硫化生产线的传送线将采用计算机识别判断， 淘汰传统目测、手模检测方式的趋势，提高生产精度和工作效率。 在国外应用了动力学原理来对输送机进行设计,对静态设计采用动态分析的手段来 对其结果进行改进,用动态分析与动态跟踪的方式分析了输送机的动张力,实现了可调速 功率的平衡系统与监控系统,减轻动载对元件的冲击,大大延长了其使用寿命，减少了轮 胎输送线的投入成本。在控制系统部分，将采用比 plc 功能更加强大的紧凑型多功能控 制器。将进一步完善设备网络化和控制一体化，实现工业网络一体 1.2 本设计的目的及意义 设计 7.5-15 型外胎硫化 9 工位生产线的传送线的目的是能平稳地把待硫化的轮胎 准确、有序的传送到硫化工位上，使硫化工序能有序的进行。采用了可编程序控制器 （PLC）控制待硫化传送线系统能使输送轮胎的传送系统实现自动化生产，改善了轮 胎在传送过程中的条件，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，生产过程更加稳 定和可靠，同时实现了轮胎传送的自动化生产，提高了硫化效率，对整个生产系统起 了一定的促进作用，目前轮胎在输送过程中由于挤压、翻转等引起的损坏现象影响了 轮胎的生产率。本设计的传送系统能大大减少该现象的发生，提高轮胎的整条生产线 的生产效率，降低工人的劳动强度，降低生产成本，同时提高生产过程的安全性和可 靠性。 第 2 页 第二章 设计参数和设计要求 2.1 设计参数 1被输送物品的详细特征 图 2.1 轮胎尺寸标记 斜胶轻型载重汽车轮胎： 型号：7.5-15；前进牌；轮胎直径 D：780mm 断面宽度 B：215mm；轮辋直径 d：350mm 重量：45 2硫化的具体要求 硫化工位为 9 工位,一次一工位硫化罐硫化 2 个轮胎；硫化时间为 9 分钟；硫 化温度为 150 摄氏度。 2.2 设计的工艺需求 1降低轮胎在输送过程中的受损情况，减少轮胎的非硫化时间，提高生产率； 2使呆硫化的轮胎能够迅速、平稳的、准确的输送到呆硫化的工位上，并能保证输送 过程的连续性； 3合理安排输送线的布局，使硫化生产率跟上一工序的生产率相互匹配 第 3 页 第三章 方案的说明与比较选择 3.1 方案一的说明 方案的说明： 1. 压制成型后的轮胎经 1 号输送机输送到 2 号输送机上，经过 9 段独立式输送机传送 到 3 号输送机上。3 号输送机在根据工位是否需要轮胎来决定正反转； 2. 硫化完成后，经过冷却输送机把轮胎送到硫化效果检验，不合格的轮胎经 6 号输送 机返回，同时不合格的轮胎返到 4 号机的某个工位再进行硫化； 3. 9 段独立输送机可储存一定数量的轮胎，以保证硫化生产能连续的进行。 9段 独立 式输 送机 压制成型后输送进入硫化 车间 冷却输送 不合 格返 回 合格 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 工位1 工位2工位3 工位4 工位5工位6 工位7 工位8 工位9 硫化 效果 检验 过热水罐 （提供一定 的压力和温 度的蒸汽） 1 2 3 4 6 3.1 方案一布局图 3.2 方案二的说明 方案的说明： 1. 压制成型后的轮胎经 1 号输送机输送到 2 号输送机上，经过 9 段独立式输送机传送 到 3 号输送机上。3 号输送机根据哪个工位需要轮胎来决定输送机的起停； 第 4 页 2. 轮胎硫化完成后，经过冷却输送机传送到硫化效果检验，不合格的轮胎再经过 5 号 输送机返回到硫化工位上进行再硫化； 3. 9 段独立式输送机可储存 9 个硫化轮胎，以保证硫化生产的连续进行，同时返回段 也可以储存轮胎。 3.2 压制成型后输 送进入硫化车 间 9段 独立 式输 送机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 工位1 工位2工位3 工位4 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 工位5工位6 工位7 工位8 工位9 冷却输送 不合 格返 回 合格 硫化 效果 检验 过热水罐 （提供一定 的压力和温 度的蒸汽） 1 3 2 方案二布局图 3. .3 方案三的说明 方案的说明： 1、压制成型后的轮胎经 1 号输送机输送到 5 号输送机上，根据各个工位是否需要轮胎， 然后决定 5 号输送机正反转；正转传到 12 号输送机上，反转传到 6 号输送机上。 2、轮胎硫化完成后，经过冷却输送机传送到硫化效果检验，不合格的轮胎再经过 10 号输送机返回到硫化工位上进行再硫化； 3、9 段独立式输送机可储存 9 个硫化轮胎，以保证硫化生产的连续进行，同时返回段 也可以储存轮胎。 第 5 页 压制成型后输送 进入硫化车间 9段 独立 式输 送机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 硫化 机 工位1 工位2工位3 硫化 机 工位5 工位4 硫化 机 工位6 硫化 机 工位7 硫化 机 工位8 硫化 机 工位9 不合 格返 回 合格 硫化 效果 检验 过热水罐 （提供一定 的压力和温 度的蒸汽） 1 5 6 10 11 12 图 3.3 方案三布局图 3.4 方案的比较与选择 方案一：整个传送线的总长度合理，机构紧凑，节约了大量空间。使用了两段输 送机来分配硫化轮胎，所以轮胎到达硫化工位所需要的时间也相对较少，使用的电机 数目也相对较少，节约了成本，但是轮胎在输送至硫化工位和从冷却段返回时重复了 运行路线，并且输送机 3 会因为不能及时的把轮胎输送到 4 号跟 8 号输送机上，造成 了工位的等待，影响了硫化效率。 方案二：整个传送线布局简单，需要的电机数目也相对较少。在不合格返回段还 有 3 段独立输送机，可储存一定的轮胎。改进了方案一的重复运行路线的缺点。但是 其整体长度过长，轮胎输送到硫化工位上的路线也比较长，使硫化工位出现长时间等 待现象，延长了非硫化时间。 方案三：在综合方案一和方案二优点的基础上，做了进一步的改进。它可以尽快 地把待硫化的轮胎送到需要的工位，大大缩短了等待时间，提高了生产效率，也在一 定程度上提高了整个系统的自动化，尽可能合理地满足了实际生产过程中对传动系统 第 6 页 的要求。 经比较分析，确定选用方案三。 3.5 方案的系统框图 电源 主令 电器 PLC 电动 机 图 3.5 系统框图 第 7 页 第四章 输送机与其相关部件的选用 4.1 输送机的介绍与选择 输送机械又称连续输送机械。输送机械是沿着一定的输送路线运输货物的机械。 连续输送机械可分为两种形式：成件物品连续运输机和散状物料连续运输机。成件 物品连续运输机有带式输送机、板式输送机和悬挂式输送机等。散装物料连续运输 机有螺旋输送机、埋刮板输送机和振动输送机等。按照它们所运货物的种类可以分 为输送件货的和输送散货的。由于本设计运送的是挤压成型的轮胎即成件物品，并 且同时要满足连续输送，结构简单紧凑，便于实现自动控制，造价低等要求。可供 选择的输送机械有带式输送机、悬挂式输送机和板式输送机。 1、带式输送机 由驱动装置拉紧装置输送带中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件， 借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料 的机械。 ，它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送但是它用输 送带牵引和承载货物，靠摩擦驱动传递牵引力；在以较低的速度传送货物时容易打 滑，而在较高的速度运行时又容易使传送带和货物之间产生相对滑动损坏货物，同 时需要加装增大包角的机构使整个系统复杂化，并且降低了传送效率，不能实现反 向输送 2、板式输送机 而板式输送机则用链条牵引，用固定在链条上的板片承载货物，靠啮合驱动传 递牵引力。无须增加机构以增大包角，并且可以实现反向输送，结构相对简单运行 平稳可靠，输送成件物品的位置精度较高，可实现正反两个方向的输送，输送能力 大，可以进行长距离的输送，可达 2 千米。适用范围广。对工作环境要求不是很高， 可安装在室内，也可安装在室外，允许环境温度为-10+45 度，刚铺板结构的板式 输送机允许输送温度达 400 度的铸件及其他物品。输送线路布置灵活；在输送过程 中可进行分类、干燥、冷却，检测等各种工艺。 3、悬挂输送机 悬挂输送机是一种运送成件物品的连续运输机械，广泛的应用在大批量流水线 第 8 页 的各行各业，其有以下特点：能在三维空间内运行。它可以根据工艺流程的要求造 成平面或空间封闭线路，能长距离输送 其范围可从数米到数百米，如采用多机启 动，则会更长。能输送各种形状尺寸（长达数米）及质量很大的物品，运行速度范 围较大，可调速，适应的工作范围较宽， 根据本设计的需要可知，传送线输送的是高温的轮胎，在输送过程中不能受到 挤压等现象，而且需要它在传送的过程中平稳的运行。带式输送机不能承受高温， 悬挂式输送机对轮胎有很大的作用力，所以，将三者进行比较确定选用板式输送机 作为传送机构。 4. .2 板式输送机以及主要部件的选取 4.2.1 板式输送机确定 板式输送机中常见的为磷板输送机。如将鳞板改为平板，就成为连续式平板式输送 机。输送机由头轮装置、鳞板链条装置、尾轮张紧装置、机架和驱动装置组成。头部 链轮经驱动后，鳞板链条装置中的牵引链和链轮相啮合，带动整个鳞板沿输送机的纵 向中心线运动，而滚轮则沿着固定在机架上的轨道行走，从而完成输送工作。BLT 型磷 板输送机是通用型固定式板式输送机的一种结构形式。该机具有板面结构刚度好、质 量轻、承载能力大，运动阻力小等优点。所以选用 BLT 型磷板输送机。 3 4.2.2 主要部件的选取 1.磷板装置以及牵引链的说明； （1）行走轮以滚动摩擦代替滑动摩擦，使运行阻力降低 55%左右，大大降低了输送机 的牵引力和功率消耗 （2）槽板底板采用波浪形冲压机构。底板用斜肋、横肋以及角钢加强，故刚度好、耐 冲击。 （3） 两牵引链分别用短轴连接代替长轴连接，且与行走轮分开，这样既节省了贵金 属，降低了成本，而且安装和维修业方便。 （4）分别以套筒滚分链、冲压链和铸造链为牵引构件。 可根据磷板的宽度 B=1000（由第四章计算可得）来选择磷板装置的标准尺寸，由 第 9 页 标准鳞板装置的技术参数可知，牵引链的节距 P=315。 2驱动系统的选择 驱动系统包括驱动装置和头轮装置两大部分，由于本设计运行速度较慢，而且速度 已经固定，所以选择以下传动结构形式： 电动机带轮副行星摆线针轮减速器十字滑块连轴器头轮装置。 3尾轮张紧装置的选择 螺旋张紧装置是板式输送机常用的张紧形式。这种装置突出的优点是结构简单和 尺寸紧凑，缺点是需要定期检查和张紧。在尾轮轴上，一个链轮用键固定在轴上，另 一链轮则自由地装在轴上。这样做可使链轮能随着链条关节的位置而自动定位，并且 可使两根链条的受力趋于均衡。张紧链轮的齿数一般与头轮齿数相同。 尾轮装置可分为 BLT、BLY 和 BLZ 三种型式，按鳞板的宽度不同，它们的张紧行程 为：B=650mm 时，S=500mm B=800 至 1200 时，S=500mm 经比较分析，确定用 BLT，S=500 螺旋张紧装置。 3 4机架的确定 板式输送机的机架有头轮装置支架、尾轮装置支架、中间支架、凸轮段支架和凹 弧段支架等。机架一般用角钢或槽钢焊制而成。输送机中间的供滚轮行走用的水平支 承轨道，一般 46 米制成一节,用角钢或槽钢制作，也有用轻规制作的。在凹弧段的 支承轨道的上方需装设压轨，防止行走滚轮转向时，由于采用了较小的弯曲半径而抬 离轨道。用于生产流水线中的板式输送机，在操作区段上往往还安装各种形式的栏杆， 以保障安全。 头轮装置支架、尾轮装置支架、中间支架均选择与鳞板宽度 B=1000 相对应的标准 支架。 3 4.3 板式输送机的设计计算 板式输送机的设计计算，这里主要是选型设计计算。计算方法分为两个阶段，第 一阶段初步计算；第二阶段校核计算。初步计算的内容是根据给定的数据和 资料，确定输送机板带装置的结构形式、底板宽度、运行速度、牵引力及电动机功率 等基本参数。校核计算是根据这些计算所得到的参数，从样本中选择相宜的产品，并 第 10 页 校核计算速度、功率和生产率。 4 4.3.1 原始数据和资料 1.被输送物品的详细特征 斜胶轻型载重汽车轮胎： 型号：7.5-15；前进牌；轮胎直径 D：780mm 断面宽度：215mm；轮辋直径 d：350mm 重量：45 2.输送机的工作制度 工作日：300 天年；工作小时数 24 小时天 3.输送机的工作条件 安装地点：厂房内 工作环境温度：4045 4. 要求硫化罐间距为 1.5 个轮胎直径。 4.3.2 主要参数的选择与计算 1板带宽度 根据机械化运输设计手册 4 P 公式 2-3-6 365 （4-1）)10050( bB 式中： B-板带宽度（mm） ； b-被输送的成件物品的最大横向尺寸； mmb780 mmBBBBBB880100780 1211106#21 结合机械化运输设计手册 4 P 表 2-3-1 365 取标准宽度mmBBBBBB1000 1211106#21 其中： -1 号输送机使用的板带宽度； 1 B 第 11 页 -2 号5 号、7 号9 号、13 号17 号输送机的板带宽度； #2 B -6 号输送机使用的板带宽度； 6 B -10 号输送机使用的板带宽度； 10 B -11 号输送机使用的板带宽度； 11 B -12 号输送机使用的板带宽度； 12 B 注：详见整体布局图的说明部分。 2运行速度 板带运行速度主要是根据板带宽度、用途及生产要求，按机械化运输设计手册4， P361 表 2-3-5 规定的速度系列，在 0.011.00 m/s 的范围内选取。 一般用途的板式输送机 V=0.10.4 m/s。牵引链节距 P= 250400 mm ，链轮齿数 Z=6 的板式输送机，V= 0.3 m/s 。 运输用的板式输送机，在底板宽度尺寸已经选定的情况下，其运行速度应与规 定的生产率相适应。 根据输送机的硫化时间，板带运行速度选择如下： V =0.064 m/s ； 1 V= 0.3 m/s 。 #26 B 10 B 11 B 12 B 3输送机生产率 当输送机的底板宽度已经给定，或者必须按计算宽度校核可能的生产率时，可按 下述公式确定。 连续输送见机械化运输设计手册 4 公式 2-3-11： 366 P （4- V A m Q6.3 2） 式中； Q - 输送机的生产率（t/h） ； m - 单件物品质量（Kg） 第 12 页 V - 运行速度（m/s） ； A - 相邻两物品的间距（m） ； h t Q8064.0 28.1 45 6.3 1 h t Q623.0 78.0 45 6.3 11max 为 1 号输送机的生产率； 1 Q 为 11 号输送机的最大生产率。 11max Q 4.3.3 牵引力的计算 1线荷载 （1） 自重线荷载 q 0 输送机行走部分的自重线荷载 q 可以从有关产品样品中查得。BLT 型磷板输送 0 机的自重线荷载 q 见机械化运输设计手册 4P表 2-3-13，对应板带宽度为 1000mm 0365 的自重线荷载为 1760 N/m。 （2） 负载线荷载 qM 对于成件物品见机械化运输设计手册 4P公式 2-3-18 365 (N/m) (4-3-1) A m qM 10 式中； m-单件物品质量（Kg） ； A-相邻两物品的间距（m） ； m N qM5625.351 28 . 1 4510 1 5 m N qM9230.576 78 . 0 4510 5 #2 m N qM139.58 74. 7 4510 6 5 m N qM2500.281 6 . 1 4510 5 10 第 13 页 m N qM9230.576 78 . 0 4510 5 11 m N qM7310.44 06.10 4510 5 12 2输送机线路上各区段行走部分运行阻力的确定 （1） 直线区段阻力 在水平区段上的运行阻力见机械化运输设计手册 4P公式 2-3-20 367 (4-3-2) wqLF ii 式中； L -该区段的水平投影长度（m） i q - 输送机底板上单位长度的荷载（N/m） ； 对于承载分支： 10M qqq m N qqq M 5625.21115625.3511760 1015 m N qqq M 923.23369230.5761760 #20#2 5 m N qqq M 139.18181390.581760 6065 m N qqq M 2500.204125.2811760 100105 m N qqq M 9230.23369230.5761760 110115 m N qqq M 7310.18047310.441760 120125 对于空载分支 m N qq1760 0 w-阻力因数；当滚轮装在滑动轴承上时 w = 0.080.11，当滚轮 装在滚动轴承上时 w = 0.0250.04。 BLT 型鳞板输送机的阻力因数 w 按机械化运输设计手册 4P 表 2-3-15 板带 368 宽度为 1000mm 对应的阻力因数 w 为 0.060 。 NF9971.1233060. 074. 95625.2111 1 NF3680.109060. 078 . 0 9230.2336 #2 第 14 页 NF3438.844060 . 0 74 . 7 1390.1818 6 NF9600.195060 . 0 6 . 12500.2041 10 NF6726.1609060 . 0 48.119230.2336 11 NF0985.1232060 . 0 06.102500.2041 12 （2）链轮处阻力 牵引链绕过驱动链轮时的阻力 F 见机械化运输设计手册4P 公式 2-3- 0369 25 (N) （4-3-4）)( 120 FFwF n 式中； w -驱动链轮上的阻力因数；w = 0.030.05 22 F -驱动链轮上牵引链绕入端的张力（N） ； n F -驱动链轮上牵引链绕出端的张力（N） ；由机械化运输设4 1 P，F = ，取 4000N 3701 NF40001000 min NF6999.261)40009971.1233(05 . 0 1 01 NF4659.205)40003180.109(05 . 0 1 #02 NF2172.242)40003438.844(05 . 0 1 06 NF7980.209)40009600.195(05 . 0 1 010 NF4836.280)40006726.1609(05 . 0 1011 NF6049.261)40000985.1232(05 . 0 1 012 牵引链绕过张紧链轮时的阻力 F 见机械化运输设计手册4P公式 2-3- 369 26 (N) （4-3-5） m FwF 2 式中； 第 15 页 w -张紧链轮上的阻力因数，w =0.050.08；取 0.08 2 2 -张紧链轮上牵引链绕入端的张力（N） ；= m F m F n F NF7198.989971.123308 . 0 1 NF7454 . 8 3180.10908 . 0 #2 NF5474.673438.84408 . 0 6 NF6768.159600.19508 . 0 10 NF7738.1286726.160908 . 0 11 NF5679.980985.123208. 0 12 （3）装料装置的阻力，在输送成品物件时，装料装置的阻力一般不必计算。 （4）初张力 初张力亦称之为最小张力，它由张紧装置产生，有了处张力即可避免牵引链出现 负力，以保证输送机正确和可靠的工作。板式输送机的初张力，一般为： F= 1000 4000 N min （5）确定最小张力点 板式输送机计算牵引力之前，必须首先确定最小张力点，以作为牵引力计算的起 始点。最小张力点的位置取决于输送机线路的几何形状，负荷的分布和驱动装置的位 置。通常情况下，取牵引链脱离驱动链轮之点为最小张力点。 （6）牵引力计算 通常采用概略计算法，板式输送机牵引力的概算公式见机械化运输设计手册4P 公式 2-3-33 371 （4-3-)(1.1 0minmax qHLqqLwFF KF 6） 式中； F板式输送机的初张力（N） ； min w 运动阻力因数； 第 16 页 q 板式输送机上单位长度的荷载（N/m） ； q 自重线荷载（N/m） ； 0 L 板式输送机承载分支全长的水平投影（m） ； F L板式输送机空载分支全长的水平投影（m） ； K H 板式输送机的爬升总高度(垂直投影)（m） ； NF3968.575774.9)5625.3511760(06.040001.1 1 max NF3048.452078.0)9230.5761760(06.040001.1 #2 max NF7781.532874.7)1390.581760(06.040001.1 6 max 1760(6.1)2500.2811760(06.040001.1 10 max F N2975.584420sin6.1)2500.281 NF6398.617048.11)9230.5961760(06.040001.1 11 max NF7838.559706.10)7310.441760(06.040001.1 12 max 根据验算证明，按公式（2-3-33）计算所得之概算值 F均大于按“逐点计算法” max 所得之详细计算值，即。一般情况下，按概算公式计算牵引力即可。但是，若 1max FF 按概算公式计算所得牵引力 F之值略大于某一许可牵引力量级时，则应按照逐点计 max 算法计算牵引力。 4.3.4 功率计算 板式输送机驱动装置电动机功率按下式计算见机械化运输设计手册4P公式 2-3- 371 34 （kW） （4-3- 1000 0v KF P 7） 第 17 页 式中； K-电动机功率的储备因数，K=1.151.3；取 1.2 F -驱动链轮的牵引力（N） ； 0 v-板带的运行速度（m/s） ； -驱动系统的总效率，见下表。 表 4.1 系统总效率 驱动系统形式 总效率 0.78 0.77 0.73 其中： -电动机-带轮副-行星摆线针轮减速器-十字滑块连轴器-头轮装 置； -电动机-带轮副-行星摆线针轮减速器-链传动-头轮装置； -电动机-带轮副-齿轮减速器-二级齿轮传动头轮装置。 kWP5669.0 78.01000 064.03968.57572.1 1 kWP0863.2 78.01000 3.03048.45202.1 #2 kWP4594.2 78.01000 3.077818.53282.1 6 kWP6974.2 78.01000 3.02975.58442.1 10 kWP8480.2 78.01000 3.06398.61702.1 11 kWP5836.2 78.01000 3.07838.55972.1 12 第 18 页 4.3.5 牵引链链节数量的计算 1 牵引链链节数量由四个部分组成 （1）绕过头轮和尾轮的链节数量分别为 头轮均为 n = 3 尾轮均为 n = 3 TW （2）水平直线区段的链节数量为见机械化运输设计手册4P公式 2-3-35 372 （4-3- p L n s S 2 8） 式中； 输送机各水平区段长度的总和（mm） ； s L P 牵引链节距（mm） ； = 9740mm 1 s L = 780mm #2s L =7740mm 6s L =1600mm 10s L =11480mm 11s L =10060mm 12s L 315mm 1 P #2 P 6 P 10 P 11 P 12 P 84.61 315 9740 2 1 s n 95.4 315 780 2 #2 s n 14.49 315 7740 2 6 s n 16.10 315 1600 2 10 s n 89.72 315 11480 2 11 s n 第 19 页 87.63 315 10060 2 12 s n （3）头，尾轮支架下轨道升起部分倾斜段所需增加的链节数量均为 n = 0.2 2牵引链链节数量总和 n SWT nnnn 计算所得的链节数量，应圆整为整数，并应取为偶数。 节860.284.1633n 1 SWT nnnn 节120.295.433n #2 SWT nnnn 节560.214.4933n 6 SWT nnnn 节180.216.1033n 10 SWT nnnn 节800.289.7233n 11 SWT nnnn 节700.287.6333n 12 SWT nnnn 4.3.6 减速比的计算及驱动装置的选择 1.减速比的计算 （4-3-rvn/ 9） 式中 n-头轮的转速 r/s； v-板带的传送线速度(m/s)； r-头轮的半径(m)。 1 号输送机的线速度 V=064m/s； 2 至 17 号输送机的线速度 V=0.3m/s； 头轮的半径由机械化运输设计手册4P386表 2-3-30 查得： r=0.315m s r n1904.1260315 . 0 /064 . 0 1 第 20 页 s r n1428.5760315 . 0 /30 . 0 172 3.传动比的确定： （4-3- ba nni/ 10） 式中 i-传动比； -电机的转速； a n -头轮的转速。 b n 751094.12/910 1 i 121428.57/710 172 i 与板式输送机相配合的驱动装置常用的有 YX 型和 YJ 型两种。而者相比 YJ 型的减 速比较小，输出轴许用扭矩小，并且驱动装置庞大，制造安装较困难，效率较低，只 有在 YX 型不 满足设计要求的情况下，才选用 YJ 型驱动装置。YX 型驱动装置，它是由 Y 型电动机，V 带轮副和行星摆线针轮减速器组成，其优点是减速器速比大，输出轴许 用扭矩大，因而可直接通过十字滑块联轴器与头轮轴连接。制造、安装、调整均较容 易，成本较低。 4 结合各种输送机需要的牵引力，功率，减速比以及运行速度等因素综合分析，所 选驱动装置如下： 表 4.2 驱动装置的技术参数 电动 机型 号 使用该 电机的 输送机 编号 额定 功率 （K W） 额定 电流 (A) 转速 (r/mi n) 堵转 转矩 /额 定转 矩 起动 电流/ 额定 电流 最大 转矩 /额 定转 矩 减速 器 型 号 减速 后输 送机 的速 度 m/s Y132 M1-8 217 37.77102.06.02.0BWY3- 13 0.3 Y90L 6 11.13.29102.06.52.2BWY 1.1- 75 0.064 第 21 页 4.3.7 电动机的校核 根据机械设计手册第五版第五卷，式 22-1-5 2722 P 启动转矩： （4-3-9550 e e Tq n P KT 11） 式中： 启动转矩倍数；取 1.8 T K 电机的额定功率； e P 电机的额定电流。 e n 电机 Y132M1-8 的启动转矩： mN n P KT e e Tq 739550 710 3 8 . 19550 1 电机 Y132M1-8 的启动转矩： mN n P KT e e Tq 219550 910 1 . 1 8 . 19550 2 由 和 得 TP rv （4-3- v rP T 12） 式中； T-负载转矩（） ；mN P-输送机所需功率（w） ； r-输送机卷筒半径（m） ； -输送机的运行速度（） 。v s m 可以直接启动； mNT 79.2 064.0 2 63.0 567 1 mN 21 可以直接启动；mNmNT 7319.2 3.0 2 63.0 2086 #2 第 22 页 可以直接启动；mNmNT 7358.2 3.0 2 63.0 2459 6 可以直接启动；mNmNT 7324.2 3.0 2 63.0 2130 10 可以直接启动。mNmNT 7399.2 3.0 2 63.0 2848 11 可以直接启动。mNmNT 7371.2 3.0 2 63.0 2584 12 经过校核全部电机均可直接启动。 4.3.8 板式输送机的安装与调整 为使输送机达到预期的工作性能，确保其可靠、耐久地运行，除应按设计要求严格 保证制造质量和装配质量外，还应注意做好输送机的安装与调整工作。 1.板式输送机的布置形式： （1）必须满足工艺要求。既应能符合工艺提出的运输路线、输送量和需要在其上面完 成的工艺作业等要求； (2)在满足工艺要求的前提下，应力求最简单的布置形式。布置形式越简单，输送机线 路的转折越少，其运行阻力就越小，从而可降低制造成本，提高其使用的经济性； （3）布置时，应充分考虑输送机与各有关专业工种的关系，如安设在地坑中的板式输 送机，容易和土建、水道、通风及除尘等设施发生矛盾，故应综合研究各方面的情况， 求得整体布置的合理性和经济性； （4）输送机在作倾斜输送时，不得超越允许的倾角范围。 2.安装顺序 板式输送机的安装，一般均将独立的部件运至安装现场，然后进行整体安装。 其安装顺序如下： （1）根据厂家提供的安装图，定出设备的纵向中心线。纵向中心线是整个输送机的安 装基础。在车间内部，通常是以厂房柱网坐标为基础标出的。划线时，建议最好仅以 厂房柱网之一作基准，待划出输送机的纵向中心线及头，尾轮的横向坐标之后，就不 必再用柱网基准。如果与输送机相关联的设备已安装完毕时则应以相邻设备的关系尺 第 23 页 寸为主要依据来确定其中心线，与厂房坐标的关系尺寸仅作参考。这样，更能保证运 输系统正确和可靠地工作。 在输送机的纵向中心线上，先定出头轮轴的轴线中心位置，然后沿纵向中心 线逐段度量，按总长度定出尾轮轴的中心位置； 以上述中心线为基准，定出机架地脚位置，轨道安装位置及驱动装置的纵横 向中心位置等； 定出各中心位置以后，按土建图纸查对予埋件，并清理洁净，然后进行安装； 机架（包括头架，尾架、中间支架和驱动装置支架）安装完后，接着装轨道， 进而安装头轮轴部件，尾轮张紧装置及底板装置等； 安装驱动装置及附属设施； 安装有关的操作，控制元件； 试车后，对全机外表面刷灰色或工程规定颜色的保护性油漆。 3安装技术要求 （1）机架的安装 机架中心线与输送机纵向中心线应重合，偏差不应大于 2mm ； 机架中心线的直线度偏差每米不应大于 1mm ； 机架横截面对角线之差，不应大于两对角线平均长度的，最大不应大 1000 1 于 10mm ； 支架对建筑物地面的垂直度偏差不应大于 。 1000 2 （2）轨道安装 导轨中心线与输送机纵向中心线应重合，偏差不应大于 1mm ； 导轨轨距应比导轮直径大 12mm ； 导轨接头应平整，左右偏移不应大于 0.2mm ； 导向面应平滑，铅垂度偏差不应大于 ； 1000 10 走轮轨道的轨距，当走轮无轮缘时，偏差不应超过2mm ，当走轮有轮缘时， 偏差应为 02mm ； 轨道转弯处的弧形工作面应圆滑过渡，其面轮廓度不应超过2mm 。 第 24 页 （3）主要部件的安装 驱动链轮轴中心线对输送机中心线的不垂直度误差不应大于；两链 1000 1 轮间的横向中心线与输送机中心线的不重合度不应大于 ； 1000 1 驱动链轮轴水平安装误差不应大于 ； 1000 1 张紧链轮轴对输送机纵向中心线的不垂直度误差不应大于 。两链轮 1000 1 间的横向中心线与输送机中心线的不重合度误差不应大于 ； 1000 1 张紧链轮轴的不水平度误差不应大于 ； 1000 1 底板上滚轮轴的中心线对输送机中心线的不垂直度误差不应大于 ； 1000 1 滚轮轴安装的不水平度误差不应大于 ； 1000 1 滚轮的下母线应处于同一水平面上，在水平区段上，相邻两滚轮下母线的 高低误差不应大于 。 1000 1 4输送机的调整： （1）输送机头，尾轮的链齿与牵引链条是否在正常啮合状态下工作。如差异甚大， 可拧动头，尾轮轴承座的调整螺栓，微微调整头，尾轮轴中心线的位置； （2）调节张紧装置，使牵引链的初张力适度。初张力过大时，则增加张力和动力消 耗；过小时，则影响链轮和牵引链的正常啮合，增加了运动中的不稳定性； （3）张紧装置调整好后，应使牵引构件具有均匀的，正常运行过必须的张紧力，余 下的张紧行程不应少于总行程的 50； （4）检查所有的行走滚轮是否转动灵活。如有滑动和卡轨等现象，应立即更换或排 除故障； （5）运行中，各运动构件如有卡死和强制的机械摩擦等现象，应立即排除； （6）驱动装置装配完成后，带动输送机做 1020 小时的空载跑合试验,以保证投产 后输送机能正常运行。 3 4.3.9 关于输送机的特别说明 硫化是轮胎生产过程中最后一道主要工序,长期以来,硫化后轮胎意外损伤现象普 第 25 页 遍存在。随着生产规模的不断扩大,硫化后的成品轮胎因为各种原因造成损伤的数量也 不断增大, 硫化后轮胎的意外损伤主要发生在输送过程和修剪工序,尤以设计不合理的 输送带结合处最为突出,必须对其进行改造。 分支输送带与主输送带呈90相交,且分支输送带比主输送带高出两个轮胎断面 宽,轮胎在此处容易翻转挤伤和摞压,造成硫化后轮胎的意外损伤。解决措施:在分支输 送带与主输送带结合处安装拐弯滚道,通过拐弯滚道将分支输送带与主输送带由原来的 90相交改造为1/ 4圆弧连接,轮胎经过拐弯滚道平稳地输送到主输送带上。实施此项 改造措施后可以消除轮胎翻转挤伤现象。 具体安装尺寸参考整体布局图的尺寸标注。 第五章 PLC 的选择与安装 5.1 PLC 产品比较与选择 选择 PLC 主要从以下几个方面考虑： 1功能方面 所有 PLC 一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的 PLC 是否有能力完成控制任务。如对 PLC 与 PLC，PLC 与智能仪表及上位机之间有灵活方 便的通信要求；或对 PLC 的计算速度，用户程序容量等有特殊要求；或对 PLC 的位 置位置有特殊要求等。这就要求对市场上流行的 PLC 品种有一个详细的了解，以便 做出正确的选择。结合本设计，资料相对较为丰富，自己了解相对较多的类型主要 有西门子，三菱和欧姆龙的 PLC，在功能方面三者都可以满足本设计的控制要求。 2价格方面 不同厂家的 PLC 产品价格相差很大，有些功能类似，质量相当， I/O 点数相当的 PLC 的价格能相差 40以上。在使用 PLC 较多的情况下，性价比是一个重要因素。在 使用较多的西门子，三菱和欧姆龙的 PLC 中，三菱和欧姆龙的 PLC 性价比要高与西门 子，经比较选择西门子。 3.西门子 plc 简介： 德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在 第 26 页 冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的 PLC 产品包括 LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI 人机界面，工业软件等。 西门子 S7 系列 PLC 体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性 更高。S7 系列 PLC 产品可分为微型 PLC（如 S7-200） ，小规模性能要求的 PLC（如 S7- 300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7-400）等。 1SIMATIC S7-200 S7-200 PLC 是超小型化的 PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及 控制等。S7-200 PLC 的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制 功能， S7-200PLC 可提供 4 个不同的基本型号与 8 种 CPU 可供选择使用。 2.SIMATIC S7-300 是模块化小型 PLC 系统，能满足中等性能要求的应用。可编程序控 制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展 3.SIMATIC S7-400 是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。 模块化无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布 式结构以及用户友好的操作使 SIMATIC S7-400 成为中、高档性能控制领域中首选的理 想解决方案。 15 5.2 控制系统的 I/O 点及地址分配 根据整体布局图及控制要求统计控制系统的输入输出信号的名称、代号及地址编号。 光电开关在有轮胎时输出为 1，在没有轮胎时输出为 0 表 5.1 输入点代码及地址编号 名 称代 码地址编号 1#输送机的光电开关 SQ1I0.0 2#输送机的光电开关 SQ2I0.1 3#输送机的光电开关 SQ3I0.2 4#输送机的光电开关 SQ4I0.3 5#输送机的光电开关 SQ5I0.4 6#输送机工位 1 的光电开关 SQ6I0.5 6#输送机工位 2 的光电开关 SQ7I0.6 6#输送机工位 3 的光电开关 SQ8I0.7 6#输送机工位 4 的光电开关 SQ9I1.0 7#输送机的光电开关 SQ10I1.1 第 27 页 8#输送机的光电开关 SQ11I1.2 9#输送机的光电开关 SQ12I1.3 10#输送机的光电开关 SQ13I1.4 11#输送机工位 1 光电开关 SQ14I1.5 11#输送机工位 2 光电开关 SQ15I1.6 11#输送机工位 3 光电开关 SQ16I1.7 11#输送机工位 4 光电开关 SQ17I2.0 11#输送机工位 5 光电开关 SQ18I