毕业设计论文 外文文献翻译 中英文对照 车辆工程 机械类 有关带式输送机的驱动装置设计的一些研究

机电工程学院毕业设计外文资料翻译设计题目译文题目有关带式输送机的驱动装置设计的一些研究学生姓名学号20054740218专业班级车辆工程0502指导教师正文外文资料译文附件外文资料原文指导教师评语签名年月日出自THESOUTHAFRICANINSTITUTEOFMATERIALSHANDLING有关带式输送机驱动装置设计的一些研究JHRALL理工学硕士,汉森变速器（控股）有限公司董事PSTAPLES理工学硕士,输送机知识与信息科技（控股）有限公司（CKIT）董事、总经理摘要这是是一篇关于探讨运送大量颗粒物质的动力和平板橡胶输送带之间的驱动装置的综述。它关注的是大批量的物料输送，而不是像喂料或计量输送带，大倾角式输送机等特殊情况。它主要研究电机联轴器和驱动滚筒之间的减速器，带速，轴承寿命，使用因数，制动器和逆止器等。1概述地球原材料的消耗越来越多，那就需要很快地将这些材料从一个地方转移到使用它的地方，而且要通过一定的工艺来运输这些物料并且要在最短的时间内处置废物。许多物料输送的方法是从轮手推车送到自卸卡车或接送的车辆上，或是依靠一定的空气流在空气导管中进行散料输送。这种输送方式中，在限制成本的前提下，在可靠的长距离的物料输送中带式输送机发挥了非常重要的作用。每一种物料输送都有其优点和缺点。带式输送机的问题之一是，输送带柔软易降解，特别是在装货和卸货的时候。如果维持整体尺寸是很重要的话，那么照目前的技术来说这在复杂的输送系统中是很困难。输送系统已变得越来越大，越来越复杂，驱动系统也已经历一个演进过程而且会继续演进下去。大带要求很大的驱动力。不仅需要更大的独立驱动装置，同时也需要多驱动装置比如一个带需要4个各1000KW功率的驱动器。完整驱动装置中轴的安装是另一个变化，它要求更紧凑重量更轻的驱动装置。这往往倾向于在输送带和硬齿面齿轮旁边配置一个直角驱动器来减小驱动器的尺寸和质量。2传动比与带速根据待输送物料的数量，规模，输送距离和其特点的不同决定了带的吸收功率，宽度，拉伸要求和厚度等。大部分的传送带带速范围在26M/S，并且由带允许的弯曲半径决定了托辊的直径。大型传送带的托辊直径在0815M之间，托辊速度在50125RPM之间。假设使用4极电机，这能提供121301之间需要的减速比。大部分的齿轮制造商不会采用过高的传动比，每级传动比不超过51，这意味着将会是23级减速。（除小功率的蜗杆减速器或是扭矩臂和V带驱动器可能会使用）。有一种误解以为减速器使用6或8极电机可以降低成本，但即使是8极电极能有更高的速度，且每级减速比超过61，这样仍然需要2级传动。大部分变速器的成本与低速轴的扭矩有关系。因此，只要确定了这一点，除了使用了4极电机以外使用其他任何电机相比之下都是没有任何经济优势可言的。由于受到规模和数量的限制，一般对电机制造商来说提供的4极电机的价格最低。因此作为选择电机的一条原则，为了达到要求的传动轴速度，4极电机是最佳选择了。电动机使用球轴承和滚子轴承的一些制造商喜欢6极甚至8极的转速，能给电机提供超过1000千瓦的功率。31选择单个或多个驱动器在计算出驱动皮带所需功率和皮带张力和包角之后就可决定就带是否应装有一个或多个驱动器。这一决定往往受安装在工厂的数倍于经常使用的小驱动器等设备的影响。驱动器的大小也可能由最近可用的标准电动机决定。如果一个驱动器离主要动力源有相当的距离，那么就要用一根长的电缆来连接电机和驱动器。这样一来，在选择我们使用的电机的数量和尺寸时电缆尺寸和变压器的成本就可能发挥一个很重要的作用。随着电机的启动，电动机的峰值电流可能是6相满载电流。一个电机或一组电机的运行电流与最后一个电机启动时的启动电流之间的联系对驱动器的选择会有很强的影响。32低速轴的连接从减速器到皮带轮轴的传动一种是通过与安装在构架旁边的基础部件上的驱动装置的“弹性”耦合来实现，一种是通过挂在带轮轴上的驱动装置的轴来实现。驱动装置可以安装空心轴，通过摩擦锁合原理来驱动或是安装实心轴用一个刚性联轴器将其与输送机轴连接起来以实现驱动。附件中给出了一些典型的附属装置草图。（见附录A）。41起动方法驱动器的大小和保护装置的选择在启动传送带时，通常涉及到一个需要加速的相当大的质量。为了缩短电机达到启动电流的时间，需要在减速器和驱动电机之间安装一个“滑动联轴器”。另外，滑环电动机的使用，实现了通过控制电机的峰值电流以实现快速且柔性启动。功率10KW以下的小带直接在线器启动采用直接耦合是很正常的，但对于100千瓦以下的带来说采用“滑动联轴器”是最常见的，而且可能是最简单和成本效益最大的。采用较大的驱动器来获得需要的功率会持续的增加成本，在这种情况下滑环电机就可能引起了人们的注意，因为它能预防用电高峰期，特别是在最高电力需求需要支出大量电费的时候。市场上有很多种与DOL启动机配套使用的滑动联轴器，但对于较大的输送带来说多数使用液体耦合器，无论是连续牵引或是延迟填补牵引或是可控填补填补牵引（杓子式）。流力耦合器总是会做少量的“滑动”以帮助多个驱动器共担负载，并且提供了精确调整过的耦合“填补”。一般来说，每个耦合器都略有各自不同的特点，如果正确调整分担载荷，在满载条件下将有可能比轻载条件下不适当的分担载荷更好。电机的特点也各不相同，这有助于多个驱动器分担负荷。驱动系统通常都是每带最多4个电机，但只用很少的会用更多的电机。42电动机起动（DOL与液力偶合器）多个驱动器启动的一般做法是先启动次级驱动器电机35秒钟后在启动另一个主级电机，持续510秒钟后启动下一个主级电机。然而，在实践中观察到启动开始后和理想状态有一个时间延迟。一个非常常见的现象是观察到次级驱动电机由于保守耦合的选择，启动电流有所下降，但很快又开始上升，由于延迟填补耦合增加了它的滑动力矩，而带依然平稳。如果主级驱动器是在耦合扭矩大幅度增加之前的正确时间启动的，带就会在过低电流状态下带速增加。联轴器的相对滑移影响到它的扭矩和电机电流，而且很快带就可以启动了，峰值电流很快也将下降。在杓子式液力偶合器中所有电机都很快成功的启动然后所有联轴器开始缓慢填补。滑环电动机也采用类似的的方式启动。这两种方法无疑对皮带，皮带轮是有利的方式。采用杓子式液力偶合器或滑环电机有可能使较小型电机的使用更安全和开关装置维修成本的节省。43其他驱动器方法如果要求输送率变化的，那么直流驱动器可以当作鼠笼电动机来实现变频控制。另一种方法是用水文静态驱动器，但大功率驱动器的运行和维护费用上很可能会高于采用SC电机液力偶合驱动器和或滑环电动机。44带保护带保护是为了防止超载和失控。其做法通常是通过皮带下方的托辊驱动的离心开关来实现的。然而，这并不是现在使用的非常灵敏和最尖端的方法。一种恰当的方法是在驱动变速箱低速轴上安装一个脉冲发生器，皮带驱动的托辊上装上类似的脉冲发生器。监测器能不断的检测脉冲频率，如果输送带跑偏的话它就会给出警报或直接使带停下来。通过使用监测器来控制滑环电动机的启动能将带的跑偏滑动控制在最低限度内。监测器可控制转子电阻继而控制起动转矩。5带式输送机制动51正向制动一般说来，摩擦会降低皮带正常前进的速度并增加负载使其在相对较短的时间内停止。停车时间的长短主要取决于卸料结束条件。如果一个带给另一个带送料是，平稳的条件，转载仓的大小和带的布局可能会需要一个制动带的其他方法而不是靠正常的摩擦。一般来说向下卸料或是向上输送的带都需要制动。如果一个输送带输送部分比输送机其它部分长很多的话，输送斜槽就可会超载甚至可能是遭到破坏，但这种情况很少出现。先初步根据输送带的布局（见附录B）在变速箱高速轴上装制动器，可以看到，当又载荷的情况下停止的时候载荷的惯性往往会依靠重力拉紧和释放驱动器和前部带轮之间带的张紧力，甚至带还可能会松弛。反转时驱动器因制动器作用而不动，但负载会在重力的作用下使带加速。而当驱动器和头部滚筒张紧时，就会使因负载而加速的带由于长距离输送之间的摩擦力而减缓下来。在这种根据负载突然停止的时候驱动器会受到剧烈冲击。在这种情况下，制动不仅是不必要的，而且是极不可取的。安装在卸料带的制动器将再次释放驱动器和头部滚筒之间的张紧力，但这往往会释放正在运行（或停止）的带轮的张力，并使得带有滑动。这对皮带和带轮有害，而且也是很危险的。制动带正确的方法像是这样的在带尾部滚筒或反转时的其它滚筒上采取行动。另一个制动器有时会用到的方法有时用一个移动堆垛机来制动皮带，以减少带的刮伤；带固定的时候堆垛机应能够移动。但在尾部滚筒上仍然要装一个制动器，在驱动器或输送机头部安装一个钳制器。附件FROMTHESOUTHAFRICANINSTITUTEOFMATERIALSHANDLINGBELTCONVEYORDRIVESACONSIDERATIONOFSOMEDESIGNASPECTSJHRALLPRENG,BSCENG,MSAIMEHANSENTRANSMISSIONSPTYLTDPSTAPLESPRENGBSC,MSAIMEMANAGINGDIRECTORCONVEYORKNOWLEDGEANDINFORMATIONTECHNOLOGYPTYLTDCKITSUMMARYTHISISASHORTREVIEWOFPARTOFTHELINKBETWEENTHEELECTRICPOWERGRIDANDFLATRUBBERCOVEREDBELTSUSEDFORTRANSPORTINGLARGEVOLUMESOFGRANULARMATERIALITISCONCERNEDWITHHIGHVOLUMEMATERIALCONVEYINGANDNOTWITHSPECIALCASESSUCHASFEEDORMETERINGCONVEYORS,STEEPINCLINEDCONVEYORSETCITCONSIDERSMAINLYTHESPEEDREDUCERBETWEENMOTORCOUPLINGANDDRIVEPULLEY,RATINGS,BEARINGLIFE,SERVICEFACTORS,STOPPINGANDANTIRUNBACKDEVICES1GENERALTHEEVERINCREASINGRATEOFCONSUMPTIONOFEARTHSRAWMATERIALSHASBROUGHTWITHITANEEDFORFASTERMOVEMENTOFTHESEMATERIALFROMTHEPOINTOFEXTRACTIONTOTHEPOINTOFPROCESSORUSAGEANDTRANSPORTINGTHESEMATERIALSTHROUGHTHEPROCESSPLANTANDDISPOSINGOFTHEWASTEINTHESHORTESTPOSSIBLETIMEMANYMETHODSOFMATERIALHANDLINGAREEMPLOYEDFROMWHEELBARROWSTODUMPTRUCKSORSHUTTLECARS,TOPNEUMATICDUCTSCARRYINGPULVERISEDPARTICLESINANAIRSTREAMINTHISLINEOFMOVEMENT,BELTCONVEYORSPLAYAVERYIMPORTANTPARTINTHERELIABLECARRYINGOFMATERIALOVERLONGDISTANCESATACOMPETITIVECOSTEACHMETHODOFMATERIALCONVEYINGHASITSADVANTAGESANDDISADVANTAGESONEOFTHEPROBLEMSWITHBELTCONVEYORSISTHATSOFTFRIABLEMATERIALCANBEDEGRADED,PARTICULARLYINLOADINGANDUNLOADINGIFTHEMAINTENANCEOFLUMPSIZEISIMPORTANT,THISCANPRESENTDIFFICULTIESONACOMPLICATEDCONVEYORSYSTEMCONVEYORSYSTEMSHAVEBECOMELARGERANDMORECOMPLEXANDDRIVESYSTEMSHAVEALSOBEENGOINGTHROUGHAPROCESSOFEVOLUTIONANDWILLCONTINUETODOSOBIGGERBELTSREQUIREMOREPOWERANDHASBROUGHTTHENEEDFORLARGERINDIVIDUALDRIVESASWELLASMULTIPLEDRIVESSUCHAS4DRIVESOF1000KWEACHONONEBELTSHAFTMOUNTINGOFTHECOMPLETEDRIVEUNITISANOTHERCHANGEWHICHHASBROUGHTWITHITTHEREQUIREMENTFORMORECOMPACTANDLIGHTERDRIVEUNITSTHISTENDSTOFAVORARIGHTANGLEDRIVECONFIGURATIONWITHTHEMOTORNEXTTOTHEBELTANDHARDENEDGEARSTOREDUCETHEDIMENSIONSANDMASSOFTHEDRIVE2DRIVERATIOANDBELTSPEEDSDEPENDINGONTHEQUANTITY,SIZE,DISTANCEANDCHARACTERISTICSOFTHEMATERIALTOBECONVEYED,THEABSORBEDPOWER,WIDTH,TENSILEREQUIREMENTSANDTOPCOVERTHICKNESSOFTHEBELTWILLBEDECIDEDLARGEVOLUMECONVEYORBELTSRUNINTHERANGEOF2TO6METRE/SECONDANDTHEALLOWABLEBENDRADIUSOFTHEBELTDETERMINESPULLEYDIAMETERSWHICHFORLARGEBELTSISOFTHEORDEROF0,8TO1,5MGIVINGPULLEYSPEEDSBETWEEN50AND125RPMASSUMINGTHAT4POLEMOTORSAREUSED,THISGIVESAREDUCTIONRATIOREQUIREDBETWEEN121AND301MOSTMODERNGEARMANUFACTURERSDONOTUSEAHIGHERRATIOPERSTAGETHAN51,WHICHMEANSTHATSPEEDREDUCERSWILLBEEITHER2OR3STAGEREDUCTIONEXCEPTFORSMALLPOWERSWHEREWORMREDUCERS,ORTORQUEARMSANDVBELTDRIVESMAYBEUSEDTHEREISAMISCONCEPTIONTHATONECANREDUCETHECOSTOFTHEGEARSPEEDREDUCERBYUSINGA6OR8POLEMOTOR,BUTEVENAN8POLEMOTORONTHEHIGHERSPEEDSWOULDREQUIREAREDUCTIONABOVE61ANDA2STAGEUNITWOULDSTILLBEREQUIREDTHEBULKOFTHECOSTOFAGEARBOXISRELATEDTOTHELOWSPEEDSHAFTTORQUEANDTHEREFOREHAVINGDETERMINEDTHIS,THEREISGENERALLYNOECONOMICADVANTAGEATALLINUSINGANYTHINGBUTA4POLEMOTORTHEMOTORMANUFACTURERS,BECAUSEOFSIZEANDVOLUME,GENERALLYSUPPLY4POLEMOTORSATTHELOWESTPRICE,ANDASARULETHEREFORE,A4POLEMOTORISTHEBESTCHOICEWITHAGEARBOXOFTHEAPPROPRIATERATIOTOARRIVEATTHEDESIREDCONVEYORSHAFTSPEEDWHEREBALLANDROLLERBEARINGSAREUSEDINTHEELECTRICMOTORSSOMEMANUFACTURERSPREFER6POLEOREVEN8POLESPEEDSFORMOTORSOVER1000KW31CHOICEOFSINGLEORMULTIPLEDRIVEHAVINGCALCULATEDTHEPOWERREQUIREDTODRIVETHEBELTANDHAVINGCONSIDEREDTHEBELTTENSIONANDANGLEOFCONTACT,ADECISIONCANBETAKENONWHETHERTHEBELTSHOULDBEFITTEDWITHSINGLEORMULTIPLEDRIVETHISDECISIONISOFTENINFLUENCEDBYOTHEREQUIPMENTINSTALLEDINAPLANTANDMULTIPLESOFOTHERSMALLERDRIVESAREOFTENUSEDDRIVESIZEMAYALSOBEDETERMINEDBYTHENEARESTSTANDARDMOTORAVAILABLEWHEREADRIVEPOINTISSITUATEDSOMECONSIDERABLEDISTANCEFROMTHEMAINPOWERSOURCE,ALONGCABLEMAYBEINVOLVEDTOSUPPLYELECTRICPOWERTOTHEDRIVEINTHISCASE,THECABLESIZEANDCOSTOFTRANSFORMERSMAYPLAYANIMPORTANTPARTINTHESELECTIONOFNUMBERANDSIZEOFMOTORSUSEDWITHDIRECTONLINESTARTING,THEPEAKCURRENTTHEMOTORWILLDRAWISLIKELYTOBEOFTHEORDEROF6XFULLLOADCURRENTANDTHECOMBINATIONOFRUNNINGCURRENTOFAMOTORORGROUPOFMOTORSWITHTHESTARTINGCURRENTOFTHELASTMOTORTOSTARTWILLHAVEASTRONGINFLUENCEONTHEDRIVECHOICE32METHODOFLOWSPEEDSHAFTCONNECTIONSDRIVEFROMTHEREDUCERTOTHEBELTPULLEYSHAFTISEITHERBY“FLEXIBLE“COUPLINGFROMADRIVEPACKMOUNTEDONAFOUNDATIONNEXTTOTHESTRUCTUREORBYSHAFTMOUNTEDDRIVEUNITHANGINGONTHEPULLEYSHAFTWHENSHAFTMOUNTED,THEDRIVEUNITCANBEEITHERHOLLOWSHAFT,DRIVINGTHROUGHAFRICTIONLOCKINGELEMENTORSOLIDSHAFTATTACHEDBYARIGIDCOUPLINGTOTHECONVEYORSHAFTSOMETYPICALATTACHMENTSARESHOWNINTHESKETCHESSEEAPPENDIXA41CHOICEOFSTARTINGMETHOD,DRIVESIZEANDPROTECTIONDURINGSTARTUPOFCONVEYORBELTS,ACONSIDERABLEMASSISUSUALLYINVOLVEDWHICHREQUIRESACCELERATION,ANDTOREDUCETHELENGTHOFTIMETHATTHEMOTORDRAWSSTARTINGCURRENT,A“SLIPCOUPLING“ISFITTEDBETWEENTHEDRIVEMOTORANDSPEEDREDUCERALTERNATIVELY,SLIPRINGMOTORSAREUSEDTOACHIEVEAQUICKBUTGENTLESTARTUPWITHCONTROLOFTHEPEAKCURRENTONSMALLBELTSBELOW10KWDIRECTONLINESTARTINGDIRECTLYCOUPLEDISQUITENORMALANDONBELTS,SAYBELOW100KWDOLSTARTINGWITH“SLIP“COUPLINGSISMOSTCOMMON,ANDPROBABLYTHESIMPLESTANDMOSTCOSTEFFECTIVEONLARGERDRIVESWITHPOWERATITSPRESENTCONTINUOUSLYINCREASINGCOST,SLIPRINGMOTORSMAYBEATTRACTIVE,DUETOTHEPREVENTIONOFTHEPEAK,PARTICULARLYWHEREMAXIMUMDEMANDPLAYSAPARTINTHEELECTRICITYTARIFFTHEREISAMULTITUDEOFSLIPCOUPLINGSONTHEMARKETFORUSEWITHDOLSTARTMOTORS,BUTFORLARGERBELTSTHEMAJORITYINUSEARELIQUIDTYPECOUPLINGS,EITHERSTRAIGHTTRACTIONORTRACTIONWITHDELAYEDFILLORCONTROLLABLEFILLSCOOPTYPEAFLUIDCOUPLINGWILLALWAYS“SLIP“ASMALLAMOUNTANDWILLHELPMULTIPLEDRIVESTOSHARELOAD,PROVIDEDTHECOUPLING“FILL“HASBEENCAREFULLYADJUSTEDASARULE,EACHCOUPLINGHASASLIGHTLYDIFFERENTCHARACTERISTICANDIFADJUSTEDTOSHARELOADCORRECTLYUNDERFULLLOADCONDITIONSWILLMORETHANLIKELYNOTSHAREPROPERLYUNDERLIGHTLOADCONDITIONSMOTORCHARACTERISTICSALSOVARYALITTLEANDCANALSOCONTRIBUTETOPOORLOADSHARINGONMULTIPLEDRIVESDRIVESYSTEMSCOMMONLYGOUPTO4MOTORSPERBELT,BUTRARELYMORE42MOTORSTARTINGDOLWITHFLUIDCOUPLINGONMULTIPLEDRIVESACCEPTEDPRACTICEISTOSTARTTHEMOTORONTHESECONDARYDRIVEFIRSTANDSAY35SECONDSLATERONEOFTHEPRIMARYDRIVEMOTORSANDTHENTHENEXTPRIMARYMOTORSAY510SECONDSLATERINPRACTICE,HOWEVER,THEOBSERVEDSTARTINGPROCEDURESANDDELAYTIMESVARYAGREATDEALAVERYCOMMONSIGHTISTOSEETHESECONDARYDRIVEMOTORRUNNINGANDDUETOCONSERVATIVECOUPLINGSELECTION,THESTARTINGCURRENTDROPSSOMEWHAT,BUTSTARTSRISINGQUICKLYAGAINDUETOTHEDELAYEDFILLCOUPLINGINCREASINGITSSLIPTORQUE,WHILETHEBELTREMAINSSTATIONARYIFAPRIMARYDRIVEISSTARTEDATTHECORRECTTIMEBEFORETHECOUPLINGTORQUEHASINCREASEDTOOFAR,THEBELTISBROUGHTINTOMOTIONMUCHQUICKERWITHALOWEROVERALLCURRE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