带式输送机自动张紧装置设计（答辩ppt含6张CAD图纸）
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带式输送机自动张紧装置设计（答辩ppt含6张CAD图纸）,输送,自动,装置,设计,答辩,ppt,CAD,图纸
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摘要带式输送机在很多行业中被广泛运用。对于它来说，张紧装置是其不可或缺的组成部分，只有其正常运行，才能够保证带式输送机的稳定。本文主要是对带式输送机的张紧装置进行研究和分析，了解张紧装置的种类和用处，对其正常运行有个具体的了解。在对其进行研究分析时，需要对张紧装置的发展及历史有个详细的了解，同时还要对多种张紧装置的类型进行对比，分别了解不同类型的张紧装置的优缺点，评出其中最为稳定、安全的张紧装置。另外，为了增强带式输送机的运营稳定、保证其质量，可以在液压缸中加入动滑轮和蓄能器，极大的增加了带式输送机的使用时间。此外，本文也会对带式输送机的结构进行研究和分析，了解带式输送机的液压缸及与其相关的方面的运行原理和特点，并且对于带式输送机的控制系统有所研究，根据不同的压力值的设定了解带式输送机的运行过程中所存在的不同。以此为前提，充分结合不同的研究结果，将PLC技术引用进入其中，让输送机的自动控制和动态监测得以实现。关键词 张力；带式输送机；张紧装置；PLC；动态监测AbstractBelt conveyors are widely used in many industries. For it, the tensioning device is an integral part of it. Only when it is in normal operation can it ensure the stability of the belt conveyor. This article mainly studies and analyzes the tension device of the belt conveyor, understands the type and use of the tension device, and has a specific understanding of its normal operation.In the research and analysis, it is necessary to have a detailed understanding of the development and history of the tensioning device. At the same time, we must compare the types of tensioning devices and understand the advantages and disadvantages of different types of tensioning devices. One of the most stable and safe tensioners. In addition, in order to enhance the stable operation of the belt conveyor and ensure its quality, it is possible to add moving pulleys and accumulators in the hydraulic cylinder, which greatly increases the use time of the belt conveyor. In addition, this article will also study and analyze the structure of the belt conveyor, understand the operating principle and characteristics of the hydraulic cylinder of the belt conveyor and its related aspects, and study the control system of the belt conveyor. Different pressure values are set to understand the differences in the operation of the belt conveyor. Based on this premise, fully combining different research results, the PLC technology is introduced into it, and the automatic control and dynamic monitoring of the conveyor can be realized.Keywords strain belt conveyer tension device programmable control dynamic monitoring 目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 带式输送机的发展及结构原理11.2 张紧装置在带式输送机中的作用11.3 张紧装置在国内外的发展21.4 张紧装置的选用21.5 安装张紧装置时所需原则32 张紧力的分析及计算42.1 带式输送机运行中的阻力类型42.2 带式输送机稳定运行时的张力要求62.3 皮带于不稳定工况下张力大小改变82.4 本文张紧力的计算83 液压系统总体方案设计103.1 主要设计要求103.2 方案确定103.2.1 参考方案一103.2.2 参考方案二103.2.3 方案对比123.3 选择装置系统的主要参数124液压系统的设计134.1计算液压缸的几何尺寸134.2液压缸的类型以及安装形式154.3活塞杆154.3.1计算活塞杆164.3.2 活塞杆的导向套、防尘和密封164.4安装以及部件的选择设计174.4.1耳轴的安装174.4.2液压缸的支架设计184.5确定的液压泵以及配套电机194.5.1选用液压泵194.5.2液压泵的分类194.5.3选用液压泵的原则和根据194.5.4液压泵的主要的性能参数204.6电动机的选用204.7电液比例溢流阀及其放大器214.8 机械的结构设计224.8.1 滑轮224.8.2 张紧车架225电控系统设计235.1 控制系统的硬件组成235.1.1 PLC及相关扩展模块235.1.2 压力变送器245.1.3 PLC控制系统的硬件配置图255.2软件设计265.2.1思路及流程图265.2.2输入输出点地址分配285.2.3参数设定285.2.4带式输送机张紧装置PLC程序29结论35致谢36参考文献37381 绪论1.1 带式输送机的发展及结构原理带式输送机最早出现于19世纪中期，最先开始研发成功的国家是英国。在带式输送机发展初期，科技水平还未达到一定程度，工业化程度较低， 所以导致使用的组合材料质量较差，不能保证它的使用时间和质量问题。在经过长期的经济发展以后，技术水平迅速增长，人们对于带式输送机又有了新的创新和研发，在原来的基础上对其组合材料进行改革和优化，提高其质量。多年以来，随着经济的发展，人民对于带式输送机的需求越来越大，要求也越来越高，其专业的技术人员不停地进行新的研发，不断的扩大输送机的种类，出现了多种其他类型的输送机和运送机。带式输送机运用传送带实现了运输功能，传送带一般都是在托辊上才能正常工作，随着技术的提高，更多的高科技产品开始运用到实际生活中，而新的气垫磁垫就能很好的替代托辊，保证传送带的高效运行。带式输送机与其它的输送机相比功能更好，传输的效率更高，而且由于该输送机构造简单，容易控制，所以具有很高的安全性。结构图如下图所示。带式输送机的组成部分众多，其中传送带主要是作为输送物品的承载部分。通过张紧装置的运行使传送带能够在承受一定压力的情况下，确保传输产品的稳定运行。托辊，也是重要部件之一，主要是用来支撑输送带和物料重量。输送机的滚筒主要是为了驱动和从动托辊，托辊和滚筒结合在一起能够通过摩擦产生的力来对带式输送机运输和运作产生一定的影响。在经过多方比对之后，我们清楚发现带式输送机的性能优越在同属设备中尤为突出。其一大优点便是运转更加稳定，可控性强。的大致结构如下图1-1所示：图1-1 带式输送机的组成1.2 张紧装置在带式输送机中的作用的运行主要是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力产生拉力，促进其运行。因此，在输送物品时需要精准控制滚筒和传送带产生的力的大小，才能确保输送机的正常和稳定运行。张紧装置与其运行所产生的至关重要的作用，尤其是在传送一些大型物品时: （l）提供相当足够的张力，有效避免传送带打滑。 （2）满足支承辊低凹带的需求。 （3）滚筒和传送带需要能够自如拆卸。1.3 张紧装置在国内外的发展随着我国技术的快速发展，与此同时有关学者也在不断改进带式运送机的设计，最终使得该运送机能实现距离较长、效率较高的运输方式。运送机随着工业发展的需要而不断发展，拥有较强的时态性。其中，带式运送机最为关键的一个构成部件就是张紧装置，它对运送机的平稳运转有着影响作用。张紧装置质量的好坏和运送机的质量呈现出正相关的关系，张紧装置的质量越好，运送机的质量越好，反之也是一样。为了促进运送机的发展，提高其技术水平和能力，大部分专家和学者都对运送机的张紧装置的发展历史做了深刻的研究，主要有三个阶段:（1）采用机器等设置运送机的张紧装置的阶段。在这一时期内，运输机的发展水平还未达到一定程度，科学技术水平较低，运送机的张紧装置主要是通过机械设备或人工来进行控制。在这一时期内，运送机的质量较差，未达到一定得保证，对于使运送机运行的你度还未达到精准控制，不能保证是否达到或超过皮带所承受的力，只有通过人工的主观意向和经验对其进行评测和判断。（2）通过机械设备对张紧进行调整的阶段。在这一时期内，主要是通过绞车来对运送机的张紧装置进行调整。主要是通过绞车来对使运送机运行的力度和张紧程度进行不断的调整，使其适合、能够保证运送机的稳定运行。但这个时期，只有通过巩固状态下才能对运送机的张紧装置进行调整，其他状态是不能够对其张紧进行调整的，使其发生变化。（3）根据运送机的需要来对其张紧进行调整的阶段。在这一时期内，科学技术水平得到了极大的提高，而运送机也随着技术水平的发展得到了研发和创新，大多数运送机都在其张紧装置上安装了液压缸，能够根据运送机的需要、状态、质量等因素对其张紧进行调整，使其张紧能够达到一个合适的程度。另外，液压可以在任何状态下对其张紧产生影响。多年以来，经济飞速发展，科技也有了质的飞跃，同时受到机器制造和冶炼行业等技术进步的影响，运送机的功能和质量不断完善和提高，世界上的很多专家和学者都对运送机有所研究，并且成功研制出了可实现自动控制的张紧装置。这种张紧装置能根据运送机所反映出的不同需求来调整其，且调整力度较精准，不易发生错误，具有较强的灵活性，结构简单，易维修，功能齐全等特点。1.4 张紧装置的选用在实际生产生活中，我们会根据影响运送机的主要因素来选择合适的张紧器，并且比较各种张紧器的基本构造以及功能，挑选出来质量更好的更适合该运送机的装置。通常情况下，我们都会选择比较简单而且具有周期性的张紧装置作为运送机的主要设备，因此运送机都能实现远距离的输送，自动张紧装置可尽管节约了成本，但还是自动控制张力。因此，综合考虑经济和使用环境两方面，我们更应该选择这种成本低同时几乎适用所有环境的张紧装置。在多种类型和功能的张紧装置中，选择较稳定、质量较好、较安全、控制力度好等各方面因素都优良的张紧装置安装到运送机中，才能够促进运送机的稳定运行。另外，在选择装紧装置时，不仅要考虑到其质量问题，还要考虑其是否适合运送机的运行，并且，要对其安装位置有个大概的了解，以达到最大程度地促进运送机的运行的目的。1.5 安装张紧装置时所需原则我们可以看出，张紧装置的合理安置决定了输送机是否能够稳定运行。张紧装置和输送机之间存在着一些密不可分的联系。因此，只有选择了最佳的安放张紧装置的，才能更好的发挥该装置的作用，以至于带式运送机能更好的实现它的功能，在实际的运送中才能更加的方便、安全。笼统来说，输送效果的好与差是由张紧装置在输送机上不同的安放位置所确定的。收紧设备放置的常用形式是选择以下部件： （1）第一，在张紧力相对较小的地方，安装张紧装置。（2）在靠近启动滚筒的那一侧放置拉紧装置。（3）功率较低的输送机一般都将张紧装置放置于后面。2 张紧力的分析及计算2.1 带式输送机运行中的阻力类型任何设备运行过程中，不同的组成部分在工作时都会产生摩擦，造成摩擦力，受到摩擦力的干扰，对其运行产生微乎其微的影响，带式运输机也不例外。在带式运输机运行过程中，不同的组成部分由于存在微小的差别，不是完全组合在一起，在工作时，就会产生摩擦，造成力。学者界未对这些力做具体的概念，主要是通过个人的主观理解和经验进行判断。因此，其分类也存在差异。均布阻力主要是由三部分产生的:（1）胶带对托辊产生压力，称为压陷阻力故名其曰，压险阻力就是通过输送带压着托辊而产生的力，使其发生变化，对其不断进行挤压，从而产生压陷阻力。（2）托辊在运行中造成的力，称为运行阻力运行阻力分为两部分，一是托辊与滚筒在运送机运行中所产生的摩擦力，二是托辊受到密封所产生的力。（3）输送带和物品在运输过程中受到其他的力而发生形状变化产生的力，称为变形阻力在运送机运行过程中，皮带与滚筒不断发生摩擦，因为皮带具有弹性，所以皮带在摩擦过程中就会发生形状变化而产生力，而这种力也会对输送带和输送带上的物品产生影响，使其也发生变化，从而产生变行阻力。另外，对于皮带变形造成影响的因素有很多，不仅仅包括摩擦力，还有运送机的输送速度、外界产生的力都会对皮带变形造成影响。集中阻力主要有四部分产生:（1）在装卸物品时产生的阻力在装卸物品时，会受到速度、位置等因素的影响，由于物品与输送带的速度不一样，存在差异，在两者互相运动的过程中，会产生摩擦力，即装卸物品的阻力。（2）滚筒方向发生变化而产生的阻力在输送机运转过程中，会根据不同情况的需求，使用改向滚筒。而滚筒由于安装位置的不同，在发生方向改变时，产生一定的阻力。这部分阻力主要是由两部分构成的，一是滚筒与运送机的轴承在运转过程中发生摩擦，在滚筒发生方向改变时对其造成阻碍；二是输送带在方向发生改变处需要弯曲，而输送带在弯曲时也会产生力，对于滚筒方向的改变造成影响。（3）打扫输送带时产生的阻力清扫输送带时，清扫工具会与输送带产生摩擦，造成阻力。（4）在输送带上的凸出部分产生的阻力一些输送带上会存在凸出部分，而托辊在这部分运行时，会收到其产生的阻力。另外，阻力不是只有以上的这几种阻力，还存在其他部位而造成的阻力，但由于这些阻力会受到一定程条件的影响才会出现，并不是在每次运送机运转过程中都会出现的。 为了方便计算数据，在计算输送机的阻力时只需要测量一个近似值即可。我们主要把运输机的阻力分为重在阻力和空在阻力 。： (-)：,-； ； ； ； ； ，； : (-): (-)(-)(-)，；(-) 。如果将附加阻力考虑进去的话，总运行阻力为： (-)， ，。 : (-)表2-1 长度相关系数表2-2 输送带的运行阻力系数2.2 带式输送机稳定运行时的张力要求在实际生产行业中，传送过程中，摩擦是没有办法规避的，尤其是在滚筒和皮带之间。又由于弹性是皮带的一大特征且必定存在，因此不断的伸长与缩短会在输送时体现出来。皮带的工作刚好在这弹性力的作用下得以完成。如果皮带和滚筒并不是非常适合的话，两者在运送力输送过程中会产生摩擦。而皮带会在摩擦时产生变化，从而发生力带动皮带。皮带和滚筒在产生摩擦过程中，皮带发生变化而产生的力是会随着其摩擦的变化而变化的。我们可以设想皮带对外界因素的变化不发生任何影响，其中松边张力为，紧边张力为，传送带在驱动滚筒上的张力变化就如下图所示。皮带具有一定的弹性，可以随着外界因素的变化而产生变化，在运输过程中，皮带发生变化时产生的力越大，使其变化的力度越大。两种力对皮带产生影响时，为使皮带发生一定程度的移动，但移动力度较小。这个移动和皮带的变化是有区别的，移动会对皮带产生影响，减少其使用寿命，而皮带弹性变化是不可避免的，不会对皮带的使用说明产生影响。，。 ： (-)：,； 。，: (-)图2-1 皮带在滚筒上的张力图在皮带工作过程中，最大牵引力表达式为：。其中不打滑条件为: (-)考虑实际具体情况，防滑公式是: (-)，（），=。: (-)，。即: (-)，: (-)： (-)。表2-3 各粘着系数，。 图2-2 悬垂度的分布从图可以看出，悬锤度的要求变化集中表现在平稳运行过程中，确保其在1%以下。因此，Tmin以表达式为： (-)式中: 。在输送机的设计计算过程中，各个地方的张力表达式为： (-)2.3 皮带于不稳定工况下张力大小改变在对运送机的输送带进行选择和设计时，不仅要考虑到其张力因素、安全问题，还要考虑到其资金问题。因此，使用自动张紧装置是较为稳妥、合适的方法，自动张紧装置具有较高的准确性，能够较为精准的运送机输送时所需要的力。皮带在运输过程中需要的力要是通过滚筒在运输过程中而产生的，通过摩擦产生皮带运输而所用的牵引力。如果在输送带运行过程中出现问题，会对其所受的力产生双重的影响。因此，我们要考虑到减少这个影响对输送机造成的损害。2.4 本文张紧力的计算 ： ；：； ； 。,3 液压系统总体方案设计3.1 主要设计要求我们在进行设计的时候需要考虑到摩擦力的作用，利用摩擦力去防止输送带的打滑作用，并且如果输送带受力在合理适当的范围内的话，这时输送带的张力就会保持不变。其中条件参数是：；。3.2 方案确定我们已经对张拉装置的大致的工作原理有了一个了解，所以必须去解决现有的装置问题。3.2.1 参考方案一（1）方案原理如图3-2;图3-1 重锤式张紧装置1.滑轨 2.张紧框架 3.滚筒安装平台 4.滑槽 5.限位挡块 6.偏心轮 7.销轴 8.装运连杆 9.吊架 10.传动连杆 11.缓冲器 12.胶带 13.轴承支座 14.改向滚筒 15.配重(2)工作原理由此图可得，这部装置是由装置框架、动力筒、制动轮和弹簧缓冲器组成的，这些都是张力形成的基础。3.2.2 参考方案二（1）液压系统的原理图如图3-2图3-2 液压原理图1.粗过滤器 2.柱塞泵 3.精过滤器 4.单向阀 5、11.溢流阀 6.三位四通电磁换向阀 7.液控单向阀 8.二位四通电磁换向阀 9、10、12.压力继电器 14.液压缸 15.截止阀（2）工作原理 1) 起动与张紧由图可知，第一步是打开张紧装置，然后溢流阀5就开始对液压泵压力进行修正。随后，压力油通过6号通道左边的位置进入油缸里面。最后提示开始，输送机开始运作。经过2分钟的时间，8号位开始在右边的位置开始工作，同时 。2) 在一个完整的装置中，液控单向阀是一个重要的存在，因为它可以通过封闭自己的导管变成蓄油器。并且它可以通过自主检测有效的防止危险的发生，在危险来临时将张力的值固定在0.9倍。10则提示，泵再开，6变左，由于一直有足够的供油，所以张力就会上升为1.1P。3) 反向移动因为移动、维护等等因素要放松皮带的时候，可以采用一些技巧去打通阀门，让机油可以进入到制动器中为整个装置提供动力。这些石油直接进去到了张紧油缸无杆腔，通过挤压把活塞杆挤掉，那么输送带就变的疏松了。3.2.3 方案对比图3-3 设计总图综上所述，各个方案各有各的优缺点。方案1：搭建和理论意义较为容易。也就是等价交换的意思。但该方案的缺点在于其装置的张力不能调节，只能限制装置起动的最大值，同时各种力也是容易调节的。方案2：能够为装置的张力提供参考，必要的是必须符合装置所满足的平均张力，至少是在1.2-1.5倍之间，并且还能够很快速的对装置的进行做出反应，具有较小空间的装配优点。经过对比分析以上方案，选择第二种方案作为设计理念。该方案比第一种方案有着较强的优势，也是以后实际应用中常用的方案理念。3.3 选择装置系统的主要参数 图3-4 滑轮布置图 根据上文所得数据和已知条件（由图知），可逐步得出液压缸的相关参数： 参照以往资料和数据，选定确定。4液压系统的设计4.1计算液压缸的几何尺寸（1）， ，取，得知：，：可以将作为标准得出取： 。（2）： 。 = , / = , / / / / / ， / +, / / , / / / 3 / / / / / / / / , / / / / / / / / = / / / / / = / / / = / / / / / / / / / / / / / / / / = / / / / / / / / / 结论本文对于输送机的类型、组成结构运行原理等进行研究和分析借鉴了国内外的资料和文献，吸收借鉴了国内外较为先进的技术和经验，模拟设计了输送机的运行，并且对于输送机的整体都做了具体的划分，绘画了各部分的专业图。自动张紧装置主要是通过液压的方式来对输送机的运行产生影响，对其张紧进行调整，保证运送机的平稳运行，同时，对其液压缸内产生的压力和引力进行全面监测。另外，自动液压张紧装置一定程度上增加了运送机的使用寿命，改善了其工作环境。运送机输送过程中产生的张力主要是由制动器产生的，有三种弹性波。因为射入波的原因使得动力滚筒的发力不平均。液压张紧器系统具有多个蓄电池组，这对张力的运行提供了动力，并为液压器抵消入射波提供了基础。在充分利用轮滑组和张紧力的情况下，提升了液压缸的使用价值。由于知识面不够宽广，对于输送机的相关知识了解程度不够深刻，导致这次毕业设计中还存在较多的问题和缺陷，例如有限元分析，将在以后的学习中得到完善。致谢四年大学时光转瞬即逝，弹指一挥间，已经走到了尾声。经过了几个月的努力，毕业论文也已经完成。回首看一下，从开始的无知到渐入佳境，然后一步步完成，每个过程都是一次挑战。在这段时间里，我学到了很多知识和道理，也感受颇深。每当有困难和疑惑，老师总是耐心指点并提出很多有用的建议，这让我收获颇丰。同时，我也完善了自己独立思考并解决问题的能力，这对以后的学习和工作意义重大。越是临近六月，越发感觉离别的伤感。首先，我要感谢老师的悉心指导，在他的帮助下，我顺利完成了论文。然后，对于那些给与我大力支持和帮助的朋友和同学，我也要对他们说声谢谢。最后，感谢答辩组老师的辛苦工作。参考文献1董甲东.带式输送机动态监测虚拟仪器的设计与实现J.煤矿机械,2011，32（7）：142-144.2 沈节，辜飚. 带式输送机自动纠偏托辊优化设计J.煤矿机械,2017，38（12）：102-103.3 韩以伦，姬光青，邱鹏程. 液压张紧装置伺服控制系统设计J.仪表技术与传感器,2016，（8）：67-70.4 程小平.通用带式输送机自动张紧装置的设计J.煤矿机械,2017，38（6）：21-225 曹云露, 陶升元. 矿用带式输送机传动滚筒的优化设计J.煤炭科
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