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物流运输机设计,物流,运输机,设计
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毕业设计论文摘 要本次毕业设计是关于物流运输机的设计。首先对物流运输机作了简单的概述；接着分析了物流运输机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的物流运输机各主要零部件进行了校核。普通型物流运输机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了物流运输机的安装与维护。目前，胶带物流运输机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带物流运输机就是其中的一个。在胶带物流运输机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造物流运输机过程中存在着很多不足。本次物流运输机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：物流运输机；选型设计；主要部件AbstractThe design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keyword: belt conveyor; Electrotype Design; main parts目 录第一章 绪论1第二章 物流运输机的概述22.1 物流运输机的应用22.2 物流运输机的分类22.3 物流运输机的发展状况32.4 物流运输机的工作原理3第三章 物流运输机传动装与电机选择5第四章 减速器的设计计算114.1 传动装置的运动和动力参数114.2 齿轮的设计154.3 各轴的计算19第五章 物流运输机部件的选用225.1 物流运输机225.2 传动滚筒235.3 托辊235.4 制动装置265.5 改向装置265.6 拉紧装置275.7 安全与监控27第六章 轴与轴承计算校核32第七章 控制系统设计357.1 系统总体设计377.2 梯形图设计397.3 系统工作原理和操作使用说明407.4 PLC I/O分配表41 7.4指令系统.42致 谢43参考文献43第一章 绪论 物流包裹输送机是连续操作的运输设备,在冶金、采矿、电力、建筑资料在重工业和交通主管部门主要用于运输大量的散装货物,如铁矿石、物料、砂粉,如块和包装成商品。是最理想和有效的物料矿输送机连续运输设备,与其他运输设备相比,不只具有长间隔的优势,大容量和连续传播,运转牢靠,易于完成自动化和集中化控制,特别对高产高效矿井,输送机传动安装设计已成为物料炭高效开采机电一体化技术与设备的关键设备。特别是近10年来,长间隔、大容量、高速度的呈现输送机矿山建立的公开隧道、矿井空中交通系统和露天采场,进一步促进集中器的应用。选择分离通用机械的输送机设计作为毕业设计的主题,能够培育我们独立处理实践工程问题的才能,经过这次毕业设计是综合应用的根底理论和专业学问,还使我们的设计、计算和绘图才能得到了全面的锻炼。初始参数：1）已知条件（1）机器功用 由物流运输机运送物料。（2）工作情况 电动机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，环境温度低于等于40度。（3）运转要求 物流运输机运动速度误差不超过5%。（4）使用寿命 9年，每年300天，两班制。（5）检修周期 半年小修，4年大修。（6）生产厂型 中小型机械制造厂。2）设计原始数据： 数据编号 1 运输机工作转矩T/(N.m) 780 运输机带速V/(m/s) 0.7 卷筒直径D/mm 310 第二章 物流运输机的概述 物流运输机的应用物流运输机输送器连续联合是一个连续输送或联合运输是主要类型传送升降门票，交通的特征在于形成一个连续流中的一个安装点到装载点，和全球移动的连续流从装载点到交货的排放点完成物流。在工业，农业，交通运输等企业，连续物流运输机组成生产过程中不可或缺的一部分节奏的流水作业运输专线。连续输送可分为：（1）具有一个灵活的牵引输送对象，如式物流运输机带，板式物流运输机，物流运输机，斗式提升机刮板，自动扶梯和索道;（2）具有传送机驱动灵活的对象，如螺旋物流运输机，振动物流运输机;（3）管物流运输机（的液体运输），如气力输送设备，和液压软管。其中的载体是一个连续的物流运输机是最广泛使用的，可靠的式传送带，输送容量，长距离的运输，维修方便，适用于冶金物料炭，电力电器，轻工，材料建筑，食品等行业。第二节 物流运输机的分类有各种各样的式传送带的分类，根据材料的物流运输机结构可分为两类，一类是式传送带的常见的类型，在这种式传送带物料输送过程物流运输机，磁带扁平带状物流运输机辊子保持的形式下被开槽，外传送带的几何形状是平的;另外一个是特殊的式物流运输机的结构，每个人都有自己的运输特点。其分布是如下：第三节 物流运输机的发展状况目前，物流包裹物流运输机，近年来在露天矿和地下矿联合运输系统，被广泛用于国民经济各部门的式物流运输机已经成为一个重要的组成部分。它们是：绳索取芯式物流运输机，物流运输机和连续发射设施荒田之类的牵引绳排。这些物流运输机的特点是传输容量大（可达30000吨/小时），应用范围广，安全，可靠，高（可运送人下矿，物料，岩石和各种粉状物料的，一定条件下运输）自动化，设备维修的程度和检修容易爬坡能力（高达16），运行成本低，由于缩短运输距离可节省资金投入。目前，式物流运输机的发展趋势是：大运输能力，高带宽，高倾角，增加的长度和单圈水平，合理使用张力，降低物料运输能源消耗，最好的方法来清洁了磁带等。第四节物流运输机的工作原理也被称为物流运输机物流运输机，其主要成分是一传送带，也称为带，传送带用作牵引机构和装载机构。物流运输机组件和图2-1所示的工作原理，它包括约几个部分：传送带（通常称为带），辊和中间帧，辊张紧装置，制动装置，清洁装置和卸载装置。图2-1 物流运输机简图1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-物流运输机 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器通过驱动辊2绕带和非极性尾部的形成1改变它的环带，以滚筒3的物流运输机，这两个部分被支撑在辊子。张紧装置5到传送带到所需的拧紧力的正常运行。在操作中，由它和传送带驱动输送器操作之间的摩擦驱动辊。从装载点到传送带装材料，以形成一个连续移动流，卸卸载点。通常该材料被装载到顶端带（轴承部分），并在磁头鼓（在此情况下，也就是，在驱动辊）使用特殊的卸载装置卸载也可在中间的卸载。第三章 物流运输机传动装置与电机选择第一节 已知物流运输机的原始数据1.物流运输机 L=250m；2输送物料：物料，粒度0-100毫米，动堆积角；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天;5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。第二节. 物流运输机的计算 物流运输机宽度的计算 根据 已知Q=800吨/时，=0.6吨/米3。参考表2-3-5，选取带速=3.15米/秒；参考表2-3-1，得k=470；参考表2-3-2，得c=1.0；参考表2-3-3，得=0.94.得：米 ， 选取B=1000毫米的胶带，查表2-3-4，满足块度要求。各种带宽适用的最大块度(mm)带 宽5006508001000120014001600最大块度100150200300350350350二、 张力的逐点计算设物流运输机各点的张力如图2-3-2所示，则得各点张力关系如下： 弹簧清扫器阻力：公斤代入（1）得：查表2-3-20，改向滚筒阻力系数代入（2）得：空载段运行阻力：查表2-2-1，有Z=58.取Z=5；查表2-2-2，取上下胶层厚（3+1.5）毫米；查表2-2-5，得公斤/米，查表2-3-19，得公斤，下托辊间距米所以，得：公斤/米查表2-3-8得。代入上式得：公斤空段清扫器阻力：公斤代入（3）得：查表2-3-20，改向滚筒阻力系数。代入（4）得：查表2-3-20，改向滚筒阻力系数代入（5）得导料槽阻力： 公斤物料加速阻力：因为 公斤/米所以 公斤承载段运行阻力：查表2-3-19得公斤；查表2-2-11得米，故 公斤/米查表2-3-8得故公斤代入（6）得： （7）根据式采用光面传动滚筒，查表2-3-18得代入上式得： （8）联立（7）（8），则：所以 公斤公斤三、功率的计算传动滚筒轴功率为：电动机功率为其中，所以应选JO2924电动机，额定功率为75Kw4、 电机选择5、求得胶带最大张力为2887公斤，查表2-3-17，当B=1000毫米，Z=5层时，胶带的最大允许张力为3110公斤，所以满足最大张力要求。五、允许垂直核算承载段最小张力必须满足： 而承载段最小张力：公斤，故满足要求。六、 车式拉紧装置重锤重量计算拉紧力：公斤重锤重量：公斤负载起动时，电动机功率才能满足起动功率要求。静功率 公斤。已知，代入上式得 千瓦动功率 已知L=250米，公斤/米。，查电动机技术数据表， 公斤/米2。按下式计算：已知公斤/米，公斤/米；按表229选用传动滚筒D=1000毫米，尾轮D=800毫米，曾面轮两个，D=350毫米，查表2323，得公斤。将以上数据代入上式求 公斤/米再将以上数据代入; 取,查电动机技术数据表， ，不大于，原选JO2924电动机，额定功率为75Kw，小于负荷起动功率121Kw，故不能满足负荷起动时的要求。试改选JO2934电动机，额定功率100Kw，公斤/米2 ， 根据这些数据重新计算： 所以还是不能满足，再选JS1154电动机， JS1154电动机额定功率大于126Kw，所以满足要求，故选JS1154电动机，额定功率为135Kw，转速1475转/分。第四章 减速器的设计计算第一节 传动装置的运动和动力参数选择的运动简图如图图一、确定电动机转速，并且通过法兰盘与中间轴相连，则传动装置总传动比，其中：为高速级传动比，为低速级传动比，且，取，则有：，二、 各轴转速计算电动机轴 I轴 II轴 轴 中间轴 三、 各轴输入功率由表，滚动轴承效率，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率，滑块联轴器效率类别传动形式效率圆柱齿轮传动很好跑合的6、7级精度（稀油润滑）0.98-0.998级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）0.979级精度（稀油润滑）0.96加工齿的开式传动（干油润滑）0.94-0.96铸造齿的开式传动0.90-0.93圆锥齿轮传动很好跑合的6、7级精度（稀油润滑）0.97-0.988级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）0.94-0.97加工齿的开式传动（干油润滑）0.92-0.95铸造齿的开式传动0.88-0.92蜗杆传动有自锁性的普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.40-0.45单头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.70-0.75双头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.75-0.82三头和四头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.80-0.92带传动平带开式传动0.98V带传动0.96链传动滚子链传动0.396齿形链传动0.97摩擦传动平摩擦轮传动0.85-0.92卷绳轮传动0.95轴承（一对）滚动轴承（球轴承取大值）0.99-0.995滑动轴承（液体摩擦取大值，润滑不良取小值）0.97-0.995联轴器浮动联轴器（滑块联轴器等）0.97-0.99齿式联轴器0.99弹性联轴器0.99-0.995万向联轴器0.95-0.98减（变）速器单级圆柱齿轮减速器0.97-0.98两级圆柱齿轮联轴器0.95-0.96单级NGW型行星齿轮减速器0.95-0.98单级圆锥齿轮减速器0.95-0.96两级圆锥圆柱齿轮减速器0.94-0.95无级变速器0.92-0.95表电动机轴 I轴 II轴 III轴 中间轴 四、 各轴输入转矩电动机轴 I轴 II轴 III轴 中间轴 将以上算得的运动和动力参数列入下表： 轴名参数电动机轴I轴II轴III轴中间轴转速n（）14751475252.0562.3062.30功率（）70.068.666.263.962.6转矩（）453.22444.162508.279795.269595.99传动比15.8524.181效率0.9790.9650.9650.98 表 第二节 齿轮的设计一、高速级齿轮1. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，; 取取2. 按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3（表113），齿宽系数（表116）.小齿轮上的转矩 齿数 取 ，则，取。实际传动比。齿形系数 。查图118得。由图119得。因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数 Mm由表41取。中心距 取 齿轮分度圆直径 齿宽 取 3. 验算齿面接触强度安全4. 齿轮的圆周速度对照表112，选8级制造精度是合宜的。主要尺寸： 分度圆直径 ， 中心距 二、低速级齿轮1. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，; 取取2. 按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3（表113），齿宽系数（表116）.小齿轮上的转矩 齿数 取 ，则，取。实际传动比。齿形系数 。查图118得。由图119得。因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数 Mm由表41取。中心距 取 齿轮分度圆直径 齿宽 取 3. 验算齿面接触强度安全4. 齿轮的圆周速度对照表112，选8级制造精度是合宜的。主要尺寸： 分度圆直径 ， 中心距 第三节 各轴的计算一、 初算轴径选取轴的材料为45#钢调质处理，c=112，高速轴：，根据联轴器参数选中间轴：，低速轴：，根据联轴器参数选二、输入轴的设计计算(1)轴的结构设计1)轴上零件的定位，固定和装配两级展开式圆柱齿轮减速器中可将齿轮安排在箱体两侧，齿轮由由轴肩定位，套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位，轴承两端分别用端盖密封与固定。采用过渡配合固定。2)确定轴各段直径和长度I段： 长度取II段: 初选用型滚动球轴承，其内径，外径，宽度考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此,故II段长：III段 :安装轴承的轴肩定位， 段直径长度 段直径. 长度该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为，可以判断,因此，该齿轮为齿轮轴。VI段安装轴承的轴肩定位, VII段 该段为支撑段，取初选用6213型滚动球轴承，其内径，外径,宽度三、 中间轴的设计计算(1)轴的结构设计1)轴的零件定位，固定和装配齿轮的一端用轴肩定位，另一段用套筒固定，传力较方便。两端轴承常用同一尺寸，以便加工安装与维修，为便于装拆轴承，轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。2)确定轴的各段直径和长度I段：取初选型滚动球轴承，其内径为，外径为，宽度为。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长，则该段长。II段：安装高速大齿轮段长 直径。III段：固定II段齿轮轴肩取 IV段：取 该轴段安装低速小齿轮，齿轮分度圆直径为，安装轴径为，可以判断,因此，该齿轮为齿轮轴。齿轮距III段轴径。V段： 轴承选型滚动球轴承，内径,外径，宽度四、 输出轴的设计计算(1)轴的结构设计1)轴的零件定位，固定和装配两级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承非对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。2)确定轴的各段直径和长度初选型深沟球轴承，其内径为，大径,宽度为。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为，则I段长，II段安装齿轮段长度为，,轴肩定位为，III段，IV段取套筒长为，初选型深沟球轴承，其内径为，大径，宽度为，故此段长，V段，VI段，。第五章 物流运输机部件的选用第一节 物流运输机在式物流运输机输送两个牵引构件承载构件（钢丝绳牵引物流运输机除外），它不仅具有承载能力，而且还具有足够的拉伸强度。有传送带芯（骨架）和覆盖层，其中所述覆盖层被分成有盖的塑料，塑料装饰，塑料盖下。物流运输机是各种面料（棉，化纤织物及混纺织物等）或绳子宪法的主要核心。他们是带束层的骨干，几乎是在工作时整个承载物流运输机。因此，与芯材必须具有一定的强度和刚度。保护带芯的中间塑料盖不受机械损伤和有害的周围介质。一般较厚的覆盖层，这是传送带的支承表面，以及与所述材料直接接触以承受的冲击和磨损的材料。下部包层是主传送带的一侧，并承担支撑辊的接触压力，以减少沿着传送辊运行时捕获阻力压力，根据一般较薄覆盖所述塑料的厚度。副作用是，当塑料盖，使得当侧与齿条碰撞，以从机械损伤的芯保护发生带偏离。不同传送带芯结构和材料，物流运输机织物层被分成两大类核心和钢丝帘线。织物层芯分为核心和织物核心类别的总体层状织物层，和芯部织物层由棉，尼龙和聚乙烯醇等。为了易于制造和处理的，物流运输机的长度一般是由100-200米，并根据需要使用时，因此必须连接。还有与连接橡胶物流运输机硫化橡胶连接方法两个机械连接。硫化粘合方法被分成两个冷热硫化橡胶硫化的连接。第二节 传动滚筒 滚筒长度计算：已知带宽B1000，传动滚筒直径为1000，滚筒长度比胶带宽略大，一般取（100200）取B1=1100mm第三节 托辊一、 托辊的选型作用：托辊是决定物流运输机的使用效果，特别是物流运输机使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了物流运输机和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。槽形托辊上托辊选用槽型托辊，下托辊为平行托辊。为了防止和克服物流运输机跑偏现象，上分支隔一段距离设置一组槽型调心托辊，下分支隔一段距离设置一组平行调心 托辊。在受料出为了减少对物流运输机的冲击，选用缓冲托辊。其结构简图如下：缓冲托辊a)橡胶圈式 b)弹簧板式托辊间距：设置在带之间应遵循的偏转辊辊之间的距离产生尽可能在原则上的小。偏转辊之间带通常是辊之间的距离不超过2.5。在辊间距应在300600毫米小，一般间隔被加载，并且必须使用缓冲辊，辊间距优选25003000毫米下，或取辊之间距离的两倍。在负载支路头部，尾部应各以减少磁带过渡应力的头部和尾部的边缘，从而减少了磁带边缘损伤设置有一组的过渡辊。过渡辊槽角和辊中心线的两个端部和过渡辊之间的距离一般不超过800千毫米。选择：本设计使用用于输送颗粒材料中，最常用由三个支槽辊的支槽辊物流运输机。从最初的调查“交通运输机械设计手册”表2-4-3 B =千毫米大小，取辊图号TD4C1的108毫米辊筒直径。图号TD4C9使用缓冲托辊的;橡胶圈式结构类型，最好辊径108毫米。通过使用并行辊式滚筒图号TD4C3的108毫米辊径托辊间距由B =千毫米的带宽设计，以惰间距1400毫米，更低的托辊间距是3200毫米。常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.04二、 托辊的校核（一）上托辊的校核所选用的上托辊为槽形托辊，其结构简图如下：槽形托辊结构简图（1）承载分支的校核 查表2-74得，上托辊直径为108mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为4400N，大于所计算的，故满足要求。（2）动载计算承载分支托辊的动载荷：式中：运行系数，查表2-36，取1.2；冲击系数，查表2-37，取1.04；工况系数，查表2-38，取1.00。则：故承载分支托辊满足动载要求。第四节 制动装置合并的倾斜物流运输机材料，其平均倾斜角为比当句号将平滑用逆转的现象，当输送传送带上的材料发生低传输材料时，造成材料的堆积，飞车事故，它应该设定制动器。制动减速机构用于停止机器或设备，有时也可以用作调节速度或限制机构，它是为了确保安全机构或机的工作的一个重要组成部分。停车时需要防止扭转回带，当制动器一般被称为逆止当物流运输机输送的。向下输送，停止需要防止传送带的向前推进时，则称为制动。他们的工作条件应物流运输机根据设计制动装置（逆止器）。在驱动辊期望的制动力（或逆止力）的作用，应当按照与物流运输机的水平，三种传输和运输的情况下被确定。因为本设计是水平物流运输机，不需要制动装置第五节 改向装置 使用物流运输机弯曲滑轮或弯曲惰轮以改变物流运输机的运动方向。惰轮可以在物流运输机，或变动的方向来使用。尾部或弯曲滑轮垂直重锤张紧辊式物流运输机的整体布局，使得重定向垂直上方张紧装置重锤辊弯曲，并围绕以下一般弯曲用于提高包角之间的驱动辊式物流运输机。 改向滚筒直径等250,315,400,500,630,800,1000mm规格。与驱动轮直径匹配，重定向直径大于驱动辊的直径小的时候，当档位选择，重定向或重定向角度时可适当服用1-2小块减少。该设计使用为400mm 4弯曲滑轮直径，弯曲180，重定向辊组沿惰套几个所需半径的弧布置，它是在弯曲的物流运输机的曲率半径大于或槽用于辊部分，以使传送带的重定向可以保持槽的横截面。当由一个凸弧形的物流运输机，因为滚子槽角，从而使传送带伸长比中心更大，以减少应力带的两侧应的圆弧的曲率的凸半径尽可能大。一般按织物芯物流运输机伸长率，钢核心计算的0.2。第六节 拉紧装置一 拉紧装置的作用张紧装置的作用是：确保围绕端传送带驱动辊（即，和驱动感光鼓分离点）有足够的张力，以使生产的滚筒和传送带以防止带打滑之间的必要的摩擦;确保张力不大于一定值以下时，为了限制在支撑辊之间的带，以避免扩散的物质和增加阻力运动的凹陷;在条件下的运行弹性伸长变化产生塑性伸长和过渡劳动者报酬物流运输机。二 张紧装置在使用中应满足的要求。输送器设置在正常操作期间，分离点的带驱动辊具有一定的恒定张力，以防止打滑。输送器设置在启动和关闭，传送带具有在分离点的驱动辊，一般为1.3至1.7比率的恒定张力（可被设计为计算系数不小于开始判断更少）。 保证物流运输机抱着树枝和背部凹陷在最小张力空分支不应超过标准值（GB / T17119-1997规定：两个托辊间距物流运输机下垂和1/100 MT / T467-1996规定。 1/50）。塑料物流运输机伸长补偿和过渡条件的弹性伸缩的变化。提供物流运输机接头的必要的张力中风。（6）在过渡期间的工作状态，动态效果应出现在带可以减少到最低限度，以防止在物流运输机的损坏。车式拉紧装置适用于物流运输机长度较大，功率较大的场合。故选用车式拉紧装置。第七节 安全与监控安全保护装置是在传送装置，其能够监测和报警的，有缺陷的工作可以使安全生产，正常运行时间的物流运输机系统，并防止机械部分损坏，保护操作人员的安全。此外，为便于集中控制和提高自动化级别。（1）的电气和安全设备，制造，运输和使用等方面的设计，应符合相关国家标准或专业标准，如IEC439“低压成套开关设备和控制设备”相一致; GB4720“低压电器配备了电子控制装置”; GB3797“配备了电子控制装置的电子设备。”保护（2）电气设备：主电路需要的电压和电流表指示，和电路，短路，过电流（过载），缺相，接地保护等项目发出声光报警指示灯，指示灯应灵敏，可靠。（3）安全和监视;应根据传送运输系统或独立的工艺要求和工作条件，保护和监控常用设备被选择如下： 一个。带转向监测：通常安装在物流运输机头部，尾部，以及需要监控的中间点，信号稍有偏差达带宽的5，延时报警时严重偏差达L 0带宽的动作，报警，正常停车。湾滑监控：用于和驱动辊的线速度和监视之间的传送带之间的差异可以报警，自动张紧传送带或正常关机。 超速监控：用于下一个操作，或在操作条件下，当磁带速度达到L15L25与预定速度并且当紧急停止报警。 第六章 轴承的计算轴承类型：深沟球轴承，轴承代号：6301 轴承参数：轴承内径：12，轴承外径：37，轴承宽度：12，额定动载荷：7480，额定静载荷：4650，极限转速：22000， 润滑方式：脂润滑。工作参数：径向载荷：406.16，轴向载荷：0，使用寿命：30000，工作转速：1819.8，载荷系数：1.5。计算结果：当量动载荷：609.24当量静载荷：609.24 计算寿命：16950轴结构的设计滚筒轴属于固定心轴只承受弯矩M0；不承受扭矩T=0；轴的毛坯一般用圆钢或锻件。结构设计应满足的基本要求1、 轴与轴上零件应具有准确的工作位置定位要求2、 轴上零件应易于装拆和调整安装调整要求3、 轴上零件的固定应牢固可靠紧固要求4、 轴应具有良好的制造工艺性工艺要求5、 应尽量减少应力集中提高疲劳强度的要求轴的各部分结构名称制造安装要求为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴。为使轴上零件易于安装，轴端和各轴段的端部应有导角轴的形状和尺寸力求简单，以便于加工轴上磨削的轴段有砂轮越程槽；需车制螺纹的轴段，应有推刀槽；轴的材料轴常在交变应力的作用下工作，其材料的要求是：强度高、刚度好、应力集中的敏感度小，抗疲劳，加工性能好，有的轴表面要求也较高。轴的材料主要采用中碳钢35或45钢和合金钢20Cr或40Cr等。最常用的是45#钢（含碳量.45），它具有较高的综合机械性能。此设计采用45#钢。轴的设计包括两个方面： 结构设计：使轴具有合理的结构形状，良好的加工工艺性。 强度计算：保证轴在载荷作用下不致断裂或产生过大的变形。轴的结构设计 轴的端部应有45度倒角，以便安装时对中，防止锐边划手。轴的结构设计主要根据以下几个方面： 轴上零件的配置；轴上零件的固定；轴上零件的装拆；轴的加工工艺性。轴上零件的固定可分为两个方向：周向固定：传递扭矩和运动。采用过盈配合（轴承内圈）、轴向固定：防止零件在运转时产生轴向移动。采用圆螺母图5-1 滚筒结构强度计算 由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上式时，应取T=0。由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。所以固定心轴的许用应力应为1.7-1 。最大弯矩M=0.54/2*300=81N.M抗弯截面系数W=*d4/64 =3.14*(0.012)4/64=2*10-8 强度=M/W=81/(*d4/64)=81/2*10-8=40MPa材料采用45号调质钢许用弯应力为102MP 40102则通过设计能承受足够的工作强度。第7章 控制系统设计系统总体设计1、 主电路的设计主电路线路如图1所示，图中的M1、M2、M3为物流运输机电动机，三台电动机都采用直接启动方式，各台电动机分别使用一个接触器控制，各电动机分别由FR1、FR2、FR3提供过载保护，各自通过自锁实现失压保护。2、 PLC的选择及I/O分配根据给定的控制要求，可统计出现场输入信号共14个，输出信号共8个，故选用OMRON C系列C28P，此型号具有16点输入和12点输出，满足要求。（I/O分配如表2所示）。3、 PLC外部接线图的设计PLC根据表2的I/O分配关系和C28P的端子跑列位置进行相应的接线，PLC系统外部接线图在图1中，图中各接触器采用220V电源，信号指示及报警指示灯与接触器共用220V电源。4、 控制柜的设计由表1中各元件的型号尺寸，设计控制柜的尺寸为：500400230mm.5、 控制柜内部接线图和面板接线图的设计由图1的主电路和控制电路原理图和其中标注的线号，用相对编号法画出如图3和图4所示的接线图。梯形图如图所示：系统工作原理和操作使用说明6、 自动控制旋转SA转换开关至自动（PLC-02）位置，系统进入自动运行状态，此时自动运行指示灯HL05亮。启动：按下启动按钮SB1，使0500线圈得电并保持，电动机1#运行并使TIM00时间继电器开始计时，在其设定的时间5S后，TIM00的常开触点闭合，使0501线圈得电并保持，电动机2#运行并使TIM01时间继电器开始计时，5S后，TIM01的常开触点闭合，使0502线圈得电并保持，电动机3#启动并运行。停机：按下停机按钮SB2，中间继电器1000得电，其常开触点闭合，使得时间继电器TIM02开始计时，在其设定时间10S后，TIM02的常开触点闭合，0502线圈失电，电动机3#停车，同时，时间继电器TIM03开始计时，10S后，0501线圈失电，电动机2#停车，同时，时间继电器TIM04开始计时，10S后，0500线圈失电，电动机1#停车。2、手动控制 旋转SA转换开关手动（PLC-01）位置，系统由自动状态转到手动运行状态，手动指示灯HL04亮。此时，三台电动机可以分别有自己的启动和停机控制按钮。 启动：SB3、SB4、SB5分别为电动机1#、2#、3#的启动按钮，按下启动按钮，线圈得电并保持，电动机启动并运行。 停机：SB6、SB7、SB8分别为电动机1#、2#、3#的停车按钮，按下停机按钮，线圈失电，电动机停车。3、 过载保护当电动机1#过载时，热继电器FR1动作，1#、2#、3#同时停机，并发出过载指示，报警指示灯HL06、HL07、HL08亮。当电动机2#过载时，热继电器FR2动作，2#、3#停机，HL07、HL08亮。当电动机3#过载时，热继电器FR3动作，电动机3#停机，同时，通过时间继电器TIM03和TIM04延时，电动机顺序停机。在人工恢复之前，任何一个电动机将不能再次启动运行。4、 手动与自动的切换系统从自动切换到手动状态时，假使有正在运行，系统经过一个扫描周期会停止各电动机的运行，此时系统将处于手动控制状态并服从手动控制，各个电动机分别受单独的启停控制。手动到自动的切换也一样，考虑到自动转换手动的情况，三台电动机如同时停止，将不利于生产，因此要求自动转换手动前须提前按停机按钮。5、 紧急停机按下紧急停机按钮SB9后，电动机1#、2#、3#将同时停机。 PLC I/O分配表输入说明输出说明0000SA手动状态05001#电动机接触器0001SA自动状态05012#电动机接触器0002自动状态启动按钮05023#电动机接触器0003自动状态停车按钮0503手动运行指示灯0004手动1#启动按钮0504自动运行指示灯0005手动2#启动按钮05051#过载指示灯0006手动3#启动按钮05062#过载指示灯0007手动1#停机按钮05073#过载指示灯0008手动2#停机按钮0009手动3#停机按钮00101#热继电器保护00112#热继电器保护00123#热继电器保护0013紧急停车按钮图表说明及元件明细表1、主电路和控制电路原理图 图12、控制柜内部接线图 图23、梯形图及控制柜内部布置图 图34、控制面板布置和接线图 图4 由于选用的电动机功率为3KW，在本系统中功率因数取0.85，因此由下面的计算可得电动机正常工作的电流是： I=4000/（3*380*0.8）=5.7A因此选用DZX7-8025型低压断路器作为系统的总开关，选用DZX7-2514型低压断路器作为每个电机的开关；选用JRS4-09310d型热继电器，其动作电流整定范围是5.58A；CJX4-06E型接触器;各种指示灯电源都是220V交流电源。起动按钮选用LAY3-10M3.11；停止按钮选用LAY3-10M3.12；具体元件型号和规格如下表所示：序号名称型号个数规格（mm）1可编程控制器OMRON C 28P12501101102低压断路器ZB1-63/4B101817275ZB1-63/3B638154753热继电器JRS4-09312d345.5781004信号指示灯XDY6-1/6322.5XDY6-2/6322.55按钮LAY3-10M3.11430LAY3-01M3.125306接触器CJX4-0611E/22034050587SA转换开关HZZ-H01131308接线端子排JDX1-10144.572.8499控制柜HuXK-MN1500400230 指令系统 13 LD 0000 OUT 0503 LD 0001 OUT 0504 LD 0000 AND 0004 LD 0001 AND 0002 OR LD LD 0007 AND 0000 OR NOT 0010 OR NOT 0011 OR TIM04 KEEP 0500 LD 0500 AND NOT 0501 AND NOT 0011 TIM 00 #0050 LD 0000 AND 0005 LD 0002 AND TIM00 OR LDLD 0008AND 0000OR NOT 0010OR NOT 0011OR NOT 0012OR TIM03KEEP 0501LD 0501AND NOT 0502AND NOT 0011TIM 01 #0050LD 0000AND 0006LD 0002AND TIM01OR LDLD 0009AND 0000OR NOT 0010OR NOT 0013OR NOT 0012OR NOT 0011OR TIM02KEEP 0502LD NOT 0011OUT 0505LD NOT 0012OUT 0506LD NOT 0013OUT 0507LD 0003AND NOT 0000LD NOT 0500KEEP 1000LD 1000TIM 02 #0100LD TIM02OR NOT 0013TIM 03 #0100LD TIM03TIM 04 #0100END总结物流运输机是最常用的固体物料的连续物流运输机，广泛应用于国民经济的各行各业中。本设计的内容包括：物流运输机的应用、分类、发展状况、工作原理、结构、布置方式、及运行阻力；物流运输机的主要零部件（如滚筒等）的常规设计计算和主要零部件的强度校核，主要包括传动功率和物流运输机张力的计算和校核；驱动装置的选用；物流运输机部件的选用，主要有物流运输机、传动滚筒、托辊、制动装置、该向装置、拉紧装置等。本设计以经典的基本理论和设计方法为基础，充分吸收参考书中的基本理论及设计方法；收集了具有代表性的设计用图和设计用表。本设计基本上达到了设计目的。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。由于时间有限加上实际条件的限制，本设计不能进行调试，这也是不足之处。当然，设计中肯定还有其他不足和纸漏之处请各位老师指正。致 谢本次设计由刘老师的指导，刘老师严谨的治学态度、深厚的知识积累和谦逊热情的做人风格使我深受熏陶,受益匪浅! 在设计过程中曾多次得到刘老师的耐心辅导,另外在设计过程中班上的同学们得到了很多帮助，特别是在计算机的使用方面给于了很多帮助，并提出了许多宝贵建议.本次毕业设计的顺利完成离不开以上各位老师指导,以及同学们的大力帮助，借此只言片语,对他们热心而无私的帮助表示衷心的感谢 !参考文献1运输机械设计选用手册编组委.运输机械设计选用手册（上、下）M.化学工业出版社.1999.（1）：56-58.2运输机械手册上册 化工部起重运输设计技术中心站 1983.（11）：35-373 于学谦.矿山运输机械M.中国矿业大学出版社,1998年.（7）：66-704 机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社.2002年.（5）：44-475 北起所.DT型物流运输机设计选用手册M.冶金工业出版社.1994年（8）:67-69.6 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M.上海科技出版社.2000年7 张钺.新型物流运输机设计手册M.冶金工业出版社.2001年2月.(4):65-688 陈炳耀,祁开阳.物流运输机物流运输机与滚筒之间的打滑分析J.物料矿机械,2003(5):49-51.9 史志远,朱真才.物流运输机断带保护装置分析J.物料矿机械,2005(8):83-8510 尹万涛,胡述记,米迎春.物流运输机自动调偏装置的改进设计J.郑物料科技.2005,(3):42-44.中文原文: 带式输送机及其牵引系统 在运送大量的物料时，带式输送机在长距离的运输中起到了非常重要的竞争作用。输送系统将会变得更大、更复杂，而驱动系统也己经历了一个演变过程，并将继续这样下去。如今，较大的输送带和多驱动系统需耍更大的功率，比如3驱动系统需耍给输送带750KW(成庄煤矿输送机驱动系统的要求)。控制驱动力和加速度扭矩是输送机的关键。一个高效的驱动系统应该能顺利的运行，同时保持输送带张紧力在指定的安全极限负荷内。为了负载分配在多个驱动上，扭矩和速度控制在驱动系统的设计中也是很重要的因素。由于输送机驱动系统控制技术的进步，目前更多可靠的低成本和高效驱动的驱动系统可供顾客选择11带式输送机驱动1. 1带式输送机驱动方式 全电压启动 在全电压启动设计中，带式输送机驱动轴通过齿轮传动直接连接到电机。直接全压驱动没有为变化的传送负载提供任何控制，根据满载和空载功率需求的比率，空载启动时比满载可能快3-4倍。此种方式的优点是:免维护，启动系统简单，低成本，可靠性高。但是，不能控制启动扭矩和最大停止扭矩。因此，这种方式只用于低功率，结构简单的传送驱动中。降压启动 随着传送驱动功率的增加，在加速期间控制使用的电机扭矩变得越来越重要。由于电机扭矩是电压的函数，电机电压必须得到控制，一般用可控硅整流器(SCR构成的降压启动装置，先施加低电压拉紧输送带，然后线性的增加供电电压直到全电压和最大带速。但是，这种启动方式不会产生稳定的加速度，当加速完成时，控制电机电压的SCR锁定在全导通，为电机提供全压。此种控制方式功率可达到750kW。绕线转子感应电机 绕线转子感应电机直接连接到驱动系统减速机上，通过在电机转子绕组中串联电阻控制电机转矩。在传送装置启动时，把电阻串联进转子产生较低的转矩，当传送带加速时，电阻逐渐减少保持稳定增加转矩。在多驱动系统中，一个外加的滑差电阻可能将总是串联在转子绕组回路中以帮助均分负载。该方式的电机系统设计相对简单，但控制系统可能很复杂，因为它们是基于计算机控制的电阻切换。当今，控制系统的大多数是定制设计来满足传送系统的特殊规格绕线转子电机适合于需要400kVV以上的系统。直流(DC)电机 大多数传送驱动使用DC并励电机，电机的电枢在外部连接。控制DC驱动技术一般应用SCR装置，它允许连续的变速操作。DC驱动系统在机械上是简单的，但设计的电子电路，监测和控制整个系统，相比于其他软启动系统的选择是昂贵的，但在转矩、负载均分和变速为主要考虑的场合，它又是一个可靠的，节约成本的方式。DC电机一般使用在功率较大的输送装置上，包括需耍输送带张力控制的多驱动系统和需要宽变速范围的输送装置上。1.2液力偶合器流体动力偶合器通常被称为液力偶合器，由三个基本单元组成:充当离心泵的叶轮，推进水压的涡轮和装进两个动力部件的外壳。流体从叶轮到涡轮，在从动轴产生扭矩。由于循环流体产生扭矩和速度，在驱动轴和从动轴之间不需要任何机械连接。这种连接产生的动力决定于液力偶合器的充液量，扭矩正比于输入速度。因在流体偶合中输出速度小于输入速度，其间的差值称为滑差，一般为1%-3%。传递功率可达几千千瓦。固定充液液力偶合器 固定充液液力偶合器是在结构较简单和仅具有有限的弯曲部分的输送装置中最常用的软启动装置，其结构相对比较简单，成本又低，对现在使用的大多数输送机能提供优良的软启动效果。可变充液液力偶合器 也称为限矩型液力偶合器。偶合器的叶轮装在AC电机上，涡轮装在从动减速器高速轴上，包含操作部件的轴箱安装在驱动基座。偶合器的旋转外壳有溢出口，允许液体不断地从工作腔中流出进入一个分离的辅助腔，油从辅助腔通过一个热交换器泵到控制偶合器充液量的电磁阀。为了控制单机传动系统的启动转矩，必须监测AC电机电流给电磁阀的控制提供反馈。可变充液液力偶合器可使用在中大功率输送系统中，功率可达到数千千瓦口这种驱动无论在机械，或在电气上都是很复杂的，其驱动系统成本中等。勺管控制液力偶合器 也称为调速型液力偶合器。此种液力偶合器同样由三个标准的液力偶合单元构成，即叶轮、涡轮和一个包含工作环路的外壳。此种液力偶合器需要在工作腔以外设置导管(也称勺管)和导管腔，依靠调节装置改变勺管开度(勺管顶端与旋转外壳间距)人为的改变工作腔的充液量，从而实现对输出转速的调节。这种控制提供了合理的平滑加速度，但其计算机控制系统很复杂。勺管控制液力偶合器可以应用在单机或多机驱动系统，功率范围为150kW-750kW。1. 3变频控制(VFC)变频控制也是一种直接驱动方式，它具有非常独特的高性能。VFC装置为感应电机提供变化的频率和电压，产生优良的启动转矩和加速度。VFC设备是一个电力电子控制器，首先把AC整流成DC，然后利用逆变器，再将DC转换成频率、电压可控的AC. VFC驱动采用矢量控制或直接转矩控制(DTC)技术，能根据不同的负载采用不同的运行速度。VFC驱动能根据给定的S曲线启动或停车，实现自动跟踪启动或停车曲线。VFC驱动为传送带启动提供了优良的速度和转矩控制，也能为多机驱动系统提供负载均分。VFC控制器可以容易地装在小功率输送机驱动上。过去在中高电压使用时，VFC设备的结构由于受电力半导体器件的电压额定值限制而变得很复杂，中高电压的变速传动常常使用低压逆变器，然后在输出端使用升压变压器，或使用多个低压逆变器串联来解决。与简单的器件串联连接的两电平逆变器系统比较，由于串联器件之间容易均压以及输出端可以有更好的谐波特性，三电平电压型PWI逆变器系统在数兆瓦工业传动中近年来获得了越来越多的应用。由三台750kW/ 2.3kv的这种逆变器构成的VFC系统已经成功安装在成庄煤矿长2. 71m二的带式输送机驱动系统中。2使用IGBT的中性点箱位三电平逆变器 由于串联器件电压均分容易，器件每次开关的dv/dt低以及输出端出色的谐波品质，三电平电压型逆变器在大功率传动应用中变得越来越流行。高压IGBT(HV-IGBT)的出现使得应用三电平中性点箱位原理的中高压逆变器设计有了更大的应用范围。这种逆变器目前可以实现从2. RV到4. 16kV全范围的应用。HV-IGBT模块串联可使用在3. RV和4. 16kV的设备。2. AV逆变器每个开关只需要一个HV-IGBT2,3。2.1主功率逆变电路 主功率逆变电路用三电平中点箱位电压型逆变器实现，可以满足中高压交流传动应用的需要。与两电平电压型逆变器相比，三电平中点箱位电压型逆变器提供三个电压级别给输出端，对于同样的输出电流品质，开关频率可降低到原来的1/4,开关器件的电压额定值可减小到原来的1/2，附加到电机上的额外的瞬态电压应力也可能减少到原来的1/2。 三电平中点箱位电压型逆变器的开关状态可归纳于表1，U，V和W分别表示三相，P, N和G是直流母线上的三个点。例如，当开关S1u和S2u闭合时，U相处于状态P(正母线电压)，反之，当开关S3u和S4U闭合时，U相处于状态n(负母线电压)。在中性点箱位时，该相在o状态，这时根据相电流极性的正负，或者是S2U导通或者是S3U导通。为了保证中性点电压平衡，在o点被注入的平均电流应该是零。2.2输入端变流器 为通常使用12脉冲二极管整流器给直流环节电容器充电，在输入端引入的谐波是很小的。若对输入谐波有更高的要求，可以使用24脉冲二极管整流器作为输入变流器。对于需要有再生能力的更高级应用，可以用一个有源输入变流器取代二极管整流器，这时输入整流器与输出逆变器为同一结构。2.3逆变器控制电机控制感应电机的控制可以使用转子磁场定向矢量控制器实现，通过使用PWM调制器完成了恒转矩区和高速弱磁区的控制。图2为间接矢量控制框图图中指令磁通甲r是速度的函数，反馈速度和前馈滑差控制信号川赫目加。对相加结果的频率信号积分，然后产生单位矢量(cos e和sinOe )，最后通过矢量旋转器产生电压V角控制PWM调制器。PWM调制器 该调制器实际上是把空间矢量调制概念扩展到三电平逆变器。其基本原理是三电平PWM调制器使用两个参考波认Ur1和Ur2，但只使用一个三角波。它以一种优化方式确定每一次开关时刻。 产生的谐波尽可能的小，使用尽可能低的开关频率以最小化开关损耗;可将零序成分加到每一个参考波里以便最大化基波电压。作为一个附加的自由度，参考波与三角波的相对位置可改变，这可以用于直流环节中点的电流平衡。3 测试结果 三个750kW/ 2. 3V三电平逆变器在成庄煤矿2. 7km.长带式输送机驱动系统成功安装之后，对整个变频传动系统(VFC)的性能进行了测试，测试结果显示出使用VFC控制系统的带式输送机的优良特性。图3为测试结果波形。由图看出，曲线1显示受控带速，带速呈S形曲线形状，曲线2、3分别表示电流和扭矩，曲线4显示带张力。从图中可以发现，带张力的波动范围很小，所有检测结果显示出带式输送机驱动系统令人满意的特性。4结论 近年来输送机驱动控制技术的进步已更为可靠，符合低成本效益和高效驱动的驱动系统为用户提供了选择。在这些选择中，可变频率控制(VFC)的方法显现出在将来长距离输送中带式输送机扮演了重要的角色。使用高压工GBT的中点嵌位三电平逆变器本身可以提供电机终端所需的供电中高压，使变频控制的应用更为简单。通过成庄煤矿2. 7km长带式输送机中采用的中点嵌位三电平逆变器变频调速(VFC)控制系统的测试结果表明，采用BV-IGBT的中点嵌位三电平逆变器以及使用转子磁场矢量控制策略的感应电机变频传动，使带式输送机驱动系统具有非常优秀的性能，显示出良好的应用前景。英文译文 Belt Conveying Systems Development of driving system Among the methods of material conveying employed, belt conveyors play a very important part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost. Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have a l so been going through a process of evolution and will continue to do so. Nowadays, bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives such as 3 drives of 750 kW for one belt(this is the case for the conveyor drives in the Mine). The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors performance. A efficient drive system should be able to provide smooth, soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits. For load sharing on multiple drives. torque and speed control are also considerations in the drive systems design. Due to the advances in conveyor drive control technology, at present many more reliable. Cost-effective and performance- driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers choices1.1 Analysis on conveyor drive technologies1. 1 Direct drivesFull-voltage starters. With a full-voltage starter design, the conveyorhead shaft is direct-coupled to the motor through the gear drive. Directfull-voltage starters are adequate for relatively low-power, simple- Profile conveyors. With direct full-voltage starters. no control is provided for various conveyor loads and. depending on the ratio between full- and no-load power requirements, empty starting times can be three or four times faster than full load. The maintenance-free starting system is simple, low-cost and very reliable. However, they cannot control starting torque and maximum stall torque; therefore. they are limited to the low-power, simple-profile conveyor belt drives. Reduced-voltage starters. As conveyor power requirements increase,controlling the applied motor torque during the acceleration period becomes increasingly important. Because motor torque is a function of voltage, motor voltage must be controlled. This can be achieved through reduced-voltage starters by employing a silicon controlled rectifier (SCR). A common starting method with SCR reduced-voltage starters is to apply low voltage initially to take up conveyor belt slack. and then to apply a timed linear ramp up to full voltage and belt speed. However, this starting method will not produce constant conveyor belt acceleration. When acceleration is complete. the SCRS, which control the applied voltage to the electric motor. are locked in full conduction, providing full-line voltage to the motor. Motors with higher torque and pull torque, can provide better starting torque when combined with the SCR starters, which are available in sizes up to 750 KW. Wound rotor induction motors. Wound rotor induction motors areconnected directly to the drive system reducer and are a modified configuration of a standard AC induction motor. By inserting resistance in series with the motors rotor windings. the modified motor control System controls motor torque. For conveyor starting, resistance is placed in series with the rotor for low initial torque. As the conveyor accelerates,the resistance is reduced slowly to maintain a constant acceleration torque. On multiple-drive systems. an external slip resistor may be left in series with the rotor windings to aid in load sharing .the motor systems have a relatively simple a design.However,the control systems for these can be highly complex, because they are based on computer control of the resistance switching. Today, the majority of control systems are custom designed to meet a conveyor systems particular specifications. Wound rotor motors are appropriate for systems requiring more than 400KW. DC motor. DC motors. available from a fraction of thousands of KW，are designed to deliver constant torque below base speed and constant KW above base speed to the maximum allowable revolutions per minute (r/min). with the majority of conveyor drives, a .DC shunt wound motor is used. Wherein the motors rotating armature is connected externally. The most common technology for controlling DC drives is a SCR device. which allows for continual variable-speed operation. The DC drive system is mechanically simple, but can include complex custom-designed electronics to monitor and control the complete system. this system option is expensive in comparison to other soft-start systems. but it is a reliable, cost-effective drive in applications in which torque,load sharing and variable speed are primary considerations. DC motors generally are used with higher-power conveyors, including complex profile conveyors with multiple-drive systems, booster tripper systems needing belt tension control and conveyors requiring a wide variable-speed range.1. 2 Hydrokinetic coupling Hydrokinetic couplings, commonly referred to as fluid couplings. are composed of three basic elements; the driven impeller, which acts as acentrifugal pump; the driving hydraulic turbine known as the runner anda casing that encloses the two power components. Hydraulic fluid is pumped from the driven impeller to the driving runner, producing torque at the driven shaft. Because circulating hydraulic fluid produces the torque and speed, no mechanical connection is required between the driving and driver shafts.The power produced by this coupling is based on the circulated fluids amount and density and the torque in proportion to input speed. Because the pumping action within the fluid coupling depends on centrifugal forces. the output speed is less than the input speed. Referred to as slip. this normally is between 1% and 3%. Basic hydrokinetic couplings are available in configurations from fractional to several thousand KW. Fixed-fill fluid couplings. Fixed-fill fluid couplings are the most commonly used soft-start devices for conveyors with simpler belt profiles and limited convex/concave sections. They are relatively simple,low-cost,reliable,maintenance free devices that provide excellent soft starting results to the majority of belt conveyors in use today. Variable-fill drain couplings. Drainable-fluid couplings work on the same principle as fixed-fill couplings. The couplings impellers are mounted on the AC motor and the runners on the driven reducer high-speed shaft. Housing mounted to the drive base encloses the working circuit. The couplings rotating casing contains bleed-off orifices that continually allow fluid to exit the working circuit into a separate hydraulic reservoir. Oil from the reservoir is pumped through a heat exchanger to a solenoid-operated hydraulic valve that controls the filling of the fluid coupling. To control the starting torque of a single-drive conveyor system, the AC motor current must be monitored to provide feedback to the solenoid control valve. Variable fill drain couplings are used in medium to high-kw conveyor systems and are available in sizes up to thousands of kw.The drives can be mechanically complex and depending on the control parameters. the system can be electronically intricate. The drive system cost is medium to high,depending upon size specified. Hydrokinetic scoop control drive. The scoop control fluid coupling consists of the three standard fluid coupling components: a driven impeller, a driving runner and a casing that encloses the working circuit. The casing is fitted with fixed orifices that bleed a predetermined amount of fluid into a reservoir. When the scoop tube is fully extended into the reservoir, the coupling is 100 percent filled. The scoop tube, extending outside the fluid coupling, is positioned using an electric actuator to engage the tube from the fully retracted to the fully engaged position. This control provides reasonably smooth acceleration rates. to but the computer-based control system is very complex. Scoop control couplings are applied on conveyors requiring single or multiple drives from 150KWto 750KW.1. 3 Variable-frequency control(VFC) Variable frequency control is also one of the direct drive methods. the emphasizing discussion about it here is because that it has so unique characteristic and so good performance compared with other driving methods for belt conveyor. VFC devices Provide variable frequency and voltage to the induction motor, resulting in an excellent starting torque and acceleration rate for belt conveyor drives. VFC drives. available from fractional to several thousand (kW)，are electronic controllers that rectify AC line power to DC and, through an inverter, convert DC back to AC with frequency and voltage control. VFC drives adopt vector control or direct torque control(DTC)technology, and can adopt different operating speeds according to different loads. VFC drives can make starting or stalling according to any given S-curves realizing the automatic track for starting or stalling curves. VFC drives provide excellent speed and torque control for starting conveyor belts. and can also be designed to provide load sharing for multiple drives. easily VFC controllers are frequently installed on lower-powered convey- or drives, but when used at the range of medium-high voltage in the past. the structure of VFC controllers becomes very complicated due to the limitation of voltage rating of power semiconductor devices, the combination of medium-high voltage drives and variable speed is often solved with low-voltage inverters using step-up transformer at the output, or with multiple low-voltage inverters connected in series. Three-level voltage-fed PWM converter systems are recently showing increasing popularity for multiple-megawatt industrial drive applications because of easy voltage sharing between the series devices and harmonic quality at the output compared to two-level converter systems With simple series connection of devices. This kind of VFC system with three 750 kW /2. AV inverters has been successfully installed in the Mine for one 2. 7-km long belt conveyor driving system in following the principle of three-level inverter will be discussed in detail.2 Neutral point clamped(NPC)three-level inverter using IGBTSThree-level voltage-fed inverters have recently become more and more popular for higher power drive applications because of their easy voltage sharing features. lower dv/dt per switching for each of the devices, and superior harmonic quality at the output. The availability of NV-IGBTS has led to the design of a new range of medium-high voltage inverter using three-level NPC topology. This kind of inverter can realize a whole range with a voltage rating from 2. 3 kV to 4. 1 6kV Series connection of IIV-IGBT modules is used in the 3. 3 kV and 4. 1 6kV devices. The 2. 3 kV inverters need only one HV-IGBT per switch2,3.2. 1 Power section To meet the demands for medium voltage applications. a three-levelneutral point clamped inverter realizes the power section. In comparisonto a two-level inverter. the NPC inverter offers the benefit that three voltage levels can be supplied to the output terminals, so for the same output current quality, only 1/4 of the switching frequency is necessary. Moreover the voltage ratings of the switches in NPC inverter topology will be reduced to 1/2. and the additional transient voltage stress on the motor can also be reduced to 1/2 compared to that of a two-level inverter. The switching states of a three-level inverter are summarized in Table 1. U. V and W denote each of the three phases respectively; P N and 0 are the do bus points. The phase U, for example, is in state P (positive bus voltage)when the switches S1uand S2u are closed, whereas it is in state N (negative bus voltage) when the switches S3u and S4u, are closed. At neutral point clamping, the phase is in 0 state when either S2u.or S3u, conducts depending on positive or negative phase current polarity, respectively. For neutral point voltage balancing, the average current injected at 0 should be zero.2. 2 Line side converter For standard applications. a 12-pulse diode rectifier feeds the divided DC-link capacitor. This topology introduces low harmonics on. the line side. For even higher requirements a 24-pulse diode rectifier can be used as an input converter. For more advanced applications where regeneration. capability is necessary, an active front
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