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辽宁工程技术大学毕业设计1附录A现场测量的作用摘要本文描述了用于全地形带式输送机系统的现场测量的模型和设备。将理论计算与现场测量进行了比较。阐述了现场测量如何通过对预期设计性能和实际性能的对比确定偏差。由于带式输送机的项目资本和运营费用具有非常重要的意义,所以输送带的力、强度和预期寿命的准确的理论预计正在变成重要的设计工具。准确的现场测量是证明理论的唯一真实方法,因此在证明理论模型的准确性上具有特殊意义。不精确的预计会导致失败的严重风险以及造成客户的项目资本和运营费用的浪费和过度支出。1引言这本学报刊登了很多关于长距离带式输送机系统设计的分析和数学建模的文章。仅有很少的几篇文章讨论了系统一旦投入运行和使用的实际性能。这篇文章描述了测试方法学、相关设备及输送机动力公司对投入运行的长距离带式输送机的一些测量结果。它将论证通过对设计报告中描述的预期性能与实际性能对比以确定其偏差的现场测量的作用。对系统组成部分(例如制动或驱动控制器)的设计调整的改变都可能导致操作上的问题。为了最大限度地理解导致这些问题的因素,并给出适当的解决方案,理解带式输送机系统动力的理论背景非常重要。对理论演算和大量的现场测量进行了比较。这篇文章的第一部分仅介绍了可用现场测量的一部分。第二部分着重介绍了带面行程、输送机部件噪音、输送带震动,以及加速度测量。2输送机系统来自澳大利亚昆士兰的BarclayMowlem和Moorooka指定输送机动力公司为西电公司设计木加发电站专用的P2型带式输送机,如图1所示。木加发电站坐落在澳大利亚西部柯利镇附近。P2型输送机是从煤矿向木加发电站运输煤炭的带式输送机中最长的一条。输送机大约为6.1km长,并且从尾部到顶端滚筒的高差为15m,如图2所示。输送机共有29处垂直弯,14处内凹弯和15处外凸弯。内凹弯的最小半径为1500m,外凸弯为800m。输送机还有一个半径为4500m的水平弯。设计报告于1997年1月完成,场地测量于1998年1月前进行。P2型带式输送机主要的设计参数如下赵宇秋菌类培养袋分离机构设计2运料煤炭运力770t/h密度850kg/m3超载角度20o输送带平均张力800N/mm宽度800mm电动机2315kW双向驱动头部布置3计算机设计工具稳定状态和动态分析方法被用于对输送带应力、张紧力水平和启动以及制动的控制方法学的确定。在进行稳定状态分析时输送带被假定为一个刚性(无弹性)体。动态分析使用二维波动理论确定通过输送带上张力的传递时间。为了进行动态分析,输送带被划分成一系列包含有弹性机构、缓冲筒的独立的单元,如图3所示。其中的符号在3中给出。流变学定律确定了它们之间的相互作用。大振幅的张力波,有时指的是冲击波,并且局部的输送带位移只能通过动态分析解决。稳定状态分析会产生因所有负载情况和温度变化而引起的连续传送带张力和电力消耗。一种牌号为BELTSTAT的计算机程序,被用于分析稳定状态设计。动态分析在带式输送机的非稳定操作阶段,比如启动和制动阶段,产生输送带张力和动力的消耗。动态分析在牌号为BELTFLEX的计算机程序中执行。动态分析常用于以下方面a.模拟将所有马达和刹车(如果有)的启动和制动控制功能集成的输送带的弹性反应模型b.发展控制策略和动态调整方法(如果必须),以便将输送带张力和位移限制在可以接受的范围之内c.分析和控制在如果在启动和制动过程中出现故障的原因和影响。4设计参数设计长距离带式输送机的公司可能不从事生产。如果设计者和生产者相同,那么客户通常要联系顾问公司检查他们的工作。设计者和顾问公司可能都会要求进行现场测量。其辽宁工程技术大学毕业设计3主要原因就是要确认系统的建立与设计者预期的参数和性能相符。设计报告是现场测量与设计参数进行比较的基础。设计报告中的典型设计参数如下1.物料吨位、密度和超载角度2.输送带宽度、强度、厚度、数量、模数、速度和最低配置3.驱动集合额定功率、惯性、驱动数、位置、效率和离合器比率4.机架尺寸、型号、位置5.飞轮尺寸、型号、位置6.牵引系统位置、作用在滑轮上的输送带轴线张力、总牵引位移7.托辊托辊空间、滚动尺寸、载荷、数量8.滑轮布置、尺寸以及和输送带轴线偏差9.弯曲尺寸、弯曲处输送带压力、断裂分析10.输送带震动分析11.启动控制12.制动控制,包括连接输送机之间的连续规则。现在,客户可能要求长距离带式输送机供应商保证在最小投资和操作成本基础上建立系统。他们还会要求在计划路线和最大替换率基础上运输设计吨位物料的输送机部件效率参数,比如托辊和输送带。因此它被认为是应该在设计报告中给出的系统参量。这些值可以与设计计算中的预期值不同。设计值和期望值之间的空白要靠计算机设计工具来填补。设计值与预期值之间的典型比例为10。由于计算设计工具的不精确性,在陆用输送机的设计上很少能达到这个比例。5程序与设备大多数主要的输送机部件比如驱动,制动和牵引系统都布置在系统的头部或尾部。因此,大部分的测量都集中在这两个位置进行。不幸的是,这些区域都属于高压区和强波动区。由于这些原因,应用在场地中的数据获得设备需要有极大的强度。这种设备不仅要具有抗高压脉动和过载能力,还要有轻便、可靠和低噪音特性。下面是输送机动力公司用于获得大型全地形输送机数据的设备的简单介绍。5.1数据获取记录器所有场地设备的基础就是数据获取记录器。这个装置将各种变换信号数字化并储存在一台便携式电脑中。同一台数据获取记录器可以用来记录50个以上的信号。样品率取决赵宇秋菌类培养袋分离机构设计4于信号及时和结果的期望的准确性改变的率。典型地,样品率变化在0.1Hz之间对10kHz。高采样率例如必需充分地获取马达和闸扭矩瞬间,速度变动由瞬变重音造成波动,牵引机构动作,马达接触器反应,阀门和轮尺时间,等等。低采样率被用于作为记录重量标度和温度测量。为保证每次现场试验适当的记时,所有数据记录单位必须被触发或同时开始。由于全地形输送机常跨越广大的地形,所以做到这一点很困难。如果在输送机的两端可编程控制器的信号均可用,则按键触发器信号可能被编如可编程控制器。这个信号之后将被传递到输送机的另一端,同时所有数据记录器启动。这就引起了50ms之内的延迟。其它的方法包括口头读秒(如果通讯可用),或者两个用户在预设的时间间隔内都触发信号。两种形式的测试方法可以被预先设定。第一种是静态方法。由于这个方法所有数据记录器同时被触发。数据在预设的时间间隔内以固定的采样率被记录。例如,60秒钟测试以10Hz的采样率可能被用于获取输送机系统的启动或制动。这个方法不幸地要求预先的知识,输送机是开始或停止和数据记录器必须被触发在事件发生之前。虽然高采样率可能必需在开始和停止输送机机期间,这些比率不是为长期测试所中意的。这种方法的缺点在于所记录的大量数据集中于高采样率和长时间间隔中。第二种解决问题的方法是允许在预设的高采样率和平稳运行状态以及停车期间的低采样率之间变动的动态测量法。这个方法数据记录器被设置为对样品的高采样率。然后它们被同时触发。在指定的间隔时间以后,比方说500秒,记录的数据被分析。如果输送机的速度显著改变了,输送机启动或制动数据在间隔时间后被保存到指定的文件。如果速度未改变输送机不运行或处于稳定状态然后动力,温度,和/或其它稳定状态数据可能被按时间平均分配并被保存到独立的数据文件。这种方法更多地应用于静态测试之后,但是允许进行长期测试。它还能使工程师对输送机进行紧急制动。5.2输送机带速绝大多数现场测试的基础之一就是带速测定。这个测试不仅关系到输送机设计速度的准确性的确认,还关系到整个输送机系统启动和制动的动力确定。当前,确定输送机速度的两个最普遍的方法是使用一个磁性传感器和光学编码器。磁性传感器需要一个旋转金属盘或齿轮牙从接收的信号中选择信号或者脉冲。这种装置可能有132个预设的脉冲信号。虽然有这些设备引起的错误在输送机稳定状态速度下能被接收,但是它们的准确性在低速时被严重降低。因为在输送机启动或制动时速度通常被
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