帶式輸送機(jī)的電動(dòng)張緊裝置設(shè)計(jì)【3張cad圖紙+文檔全套資料】
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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
系 別: 工程技術(shù)系
專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名: 孟祥南
學(xué) 號(hào): 05208329
2012年2 月4日
文獻(xiàn)綜述
帶式輸送機(jī)是輸送散體物料的最重要的運(yùn)輸工具之一,因其能實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)裝卸運(yùn)輸而且運(yùn)輸距離長(zhǎng)、輸送能力大、電耗低、投資費(fèi)用相對(duì)較低以及維護(hù)方便等特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、冶金、熱電廠、露天礦和煤礦井下的物料運(yùn)送。在散體物料的運(yùn)輸中,帶式輸送機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在長(zhǎng)距離、高速度、大運(yùn)量、大功率等方向。在提高帶式輸送機(jī)生產(chǎn)效率的同時(shí),必須保證輸送機(jī)整機(jī)的性能,降低故障的發(fā)生率。
1.1發(fā)展方向
自20世紀(jì)60年代末開(kāi)始,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,可用于制造、設(shè)計(jì)、安裝的各種新技術(shù)、新方法出的出現(xiàn),輸送帶接頭技術(shù)的不斷完善,帶式輸送機(jī)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。這段時(shí)期的一個(gè)明顯特點(diǎn)是,帶式輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,具體表現(xiàn)在:
(1)帶式輸送機(jī)功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化,如大傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型;
(2)帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)向長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量、高帶速的大型帶式輸送機(jī)方向發(fā)展,運(yùn)行控制更加智能化、穩(wěn)定化、界面化;
(3)帶式輸送機(jī)本身關(guān)鍵零部件向高性能、高可靠性方向發(fā)展。 然而在煤礦運(yùn)輸中,張緊裝置是帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分,它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)整體的性能,直接關(guān)系到帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命。隨著帶式輸送機(jī)的用途不斷擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,合理設(shè)計(jì)張緊裝置就顯得尤為重。
1.2張緊裝置的作用
張緊裝置的作用
(1)保證帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力,從而保證驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力,以帶動(dòng)輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)保證承載分支最小張力點(diǎn)的必須張力,限制輸送帶在托輥之間的垂度,保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行不致因輸送帶松弛而導(dǎo)致打滑、跑偏等現(xiàn)象。
(3)補(bǔ)償塑性變形與過(guò)渡工況時(shí)輸送帶伸長(zhǎng)量的變化。由于負(fù)載變化會(huì)引起輸送帶發(fā)生長(zhǎng)度變化,蠕變現(xiàn)象也會(huì)造成輸送帶伸長(zhǎng),張緊力是變化的,必須經(jīng)常調(diào)節(jié)張緊滾筒的位置,才能保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。保證輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處具有適當(dāng)?shù)膹埩Ψ乐馆斔蜋C(jī)在正常運(yùn)行、起動(dòng)、制動(dòng)和緊急停車(chē)時(shí)驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶間的滑動(dòng)。
(4)為輸送帶重新接頭做必要的行程準(zhǔn)備。每部帶式輸送機(jī)都有若干個(gè)接頭,可能在某一時(shí)間接頭會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,必須截頭重做,張緊裝置為帶式輸送機(jī)準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的運(yùn)輸帶,這樣接頭故障就可以通過(guò)放松張緊裝置重新接頭來(lái)解決問(wèn)題。
1.2張緊裝置的發(fā)展?fàn)顩r
張緊裝置的發(fā)展?fàn)顩r
張緊裝置的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)整機(jī)的性能,因此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)張緊裝置進(jìn)行了大量的研究,研制了許多新產(chǎn)品,張緊裝置的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段,固定張緊裝置,這個(gè)階段的典型產(chǎn)品代表是絞車(chē)張緊裝置。這類(lèi)產(chǎn)品能張緊輸送帶,使帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從本質(zhì)上說(shuō),其功能僅僅是張緊,當(dāng)輸送帶由于各種原因伸長(zhǎng),張緊力下降時(shí),只能通過(guò)人的觀察發(fā)現(xiàn)后,再次張緊。第二階段,自動(dòng)張緊裝置,這個(gè)階段的典型產(chǎn)品代表是自動(dòng)絞車(chē)(機(jī)械絞車(chē)、液壓絞車(chē))張緊裝置。這類(lèi)產(chǎn)品只能實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定(勻速)階段的自動(dòng)張緊,保持輸送帶在該階段的張力恒定由于其慣性大,響應(yīng)速度慢,無(wú)法實(shí)現(xiàn)起、制動(dòng)階段的張力恒定。第三階段,階段性的動(dòng)態(tài)自動(dòng)張緊(兩點(diǎn)式自動(dòng)張緊),這個(gè)階段的典型產(chǎn)品代表是油缸式自動(dòng)張緊裝置。這類(lèi)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,可實(shí)現(xiàn)起、制動(dòng)階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段的張力穩(wěn)定,自動(dòng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)其張緊力的大小,實(shí)現(xiàn)張緊的自動(dòng)控制。
1.3國(guó)內(nèi)研究狀況
國(guó)內(nèi)研究狀況
目前國(guó)內(nèi)外常用的帶式輸送機(jī)張緊裝置主要有以下幾種,一是絞車(chē)張緊裝置,二是
重錘張緊裝置,三是液壓張緊裝置。
(1)絞車(chē)張緊裝置又分為自動(dòng)絞車(chē)張緊裝置和固定絞車(chē)張緊裝置兩種形式。自動(dòng)絞車(chē)張緊裝置是由壓力傳感器根據(jù)帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況的需要自動(dòng)控制張緊力的大小,由于壓力傳感器質(zhì)量不高和機(jī)械系統(tǒng)慣性及信號(hào)滯后等因素的影響,自動(dòng)絞車(chē)張緊裝置有誤動(dòng)作的現(xiàn)象,影響自動(dòng)絞車(chē)張緊裝置的使用效果。固定絞車(chē)張緊是根據(jù)所需的張緊力調(diào)定后產(chǎn)生固定的張緊力,張緊力不能自動(dòng)調(diào)節(jié)。絞車(chē)張緊的缺點(diǎn)是當(dāng)絞車(chē)和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),對(duì)帶式輸送機(jī)不能產(chǎn)生恒定的張緊力或張緊力失效,安全可靠性相對(duì)降低。
(2)重錘張緊裝置分為重載車(chē)式張緊裝置和重錘張緊裝置。重載車(chē)式張緊裝置是將重物放在帶式輸送機(jī)的重物張緊車(chē)上,利用輸送機(jī)地腳板的坡度使重物張緊車(chē)產(chǎn)生下滑力產(chǎn)生張緊力。無(wú)論是重載車(chē)式張緊裝置還是重錘式張緊裝置,其特點(diǎn)都是由重物始終產(chǎn)生一個(gè)恒定的張緊力,安全可靠性比較高。缺點(diǎn)是張緊力不能調(diào)節(jié)。
(3)液壓張緊裝置是由液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力通過(guò)油缸對(duì)帶式輸送機(jī)施加張緊力,其特點(diǎn)是可以根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)行工況的需要調(diào)節(jié)張緊力的大小,安全可靠。它能夠綜合電氣和液壓兩方面的特長(zhǎng),具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、信號(hào)處理靈活、易于實(shí)現(xiàn)各種參量的反饋等優(yōu)點(diǎn)。因此,在負(fù)載質(zhì)量大又要求響應(yīng)速度快的場(chǎng)合使用最為合適。特別適用于礦山機(jī)械運(yùn)輸方面帶式輸送機(jī)輸送散體物料是當(dāng)今世界上廣泛采用的手段之一,采用這種方式不僅可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大批量輸送,而且與其他輸送設(shè)備相比,具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和更低的運(yùn)輸成本。拉緊裝置是帶式輸送機(jī)必不可少的部件。尤其對(duì)于長(zhǎng)距離、大功率帶式輸送機(jī)而言,它是除驅(qū)動(dòng)裝置外,保證輸送機(jī)正常啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)和停車(chē)的重要部件,并且它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)的性能。拉緊裝置可分為以下三個(gè)階段。
第一階段,純機(jī)械張緊階段。這一階段的主要產(chǎn)品有兩種:固定式絞車(chē)?yán)o與重錘式拉緊。從本質(zhì)上說(shuō),絞車(chē)?yán)o的功能僅僅是張緊,當(dāng)膠帶由于種種原因伸長(zhǎng)而張緊力下降時(shí),只能通過(guò)人的觀察發(fā)現(xiàn)后重新張緊;重錘式張緊裝置通過(guò)滑輪組和重錘塊達(dá)到張緊的目的,當(dāng)膠帶伸長(zhǎng)時(shí),能自動(dòng)吸收其伸長(zhǎng)。
第二階段,張緊力可調(diào)階段。這個(gè)階段的典型產(chǎn)品是自動(dòng)絞車(chē)(機(jī)械絞車(chē)或液壓絞車(chē))張緊裝置。其技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)為只能實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定(勻速)階段的自動(dòng)張緊,保持膠帶在該階段的張力恒定,而在起動(dòng)與制動(dòng)等不穩(wěn)定運(yùn)行工況下則與固定式絞車(chē)相同。其結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為帶有閘,絞車(chē)張緊時(shí)松閘,停止時(shí)緊閘,絞車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間很短,而大部分時(shí)間處于停車(chē)待命狀態(tài);
第三階段,動(dòng)態(tài)自動(dòng)張緊階段。這個(gè)階段的典型產(chǎn)品有液壓絞車(chē)自動(dòng)張緊與液壓缸自動(dòng)張緊。其特點(diǎn)為動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,能在起動(dòng)階段和正常運(yùn)行階段兩種狀態(tài)下作用,保持張緊力的穩(wěn)定。液壓絞車(chē)長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài),其結(jié)構(gòu)特征是不帶閘。
結(jié)論
本論文針對(duì)帶式輸送機(jī)張緊裝置常規(guī)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,在前人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,提出了利用電流來(lái)識(shí)別荷載并對(duì)輸送帶進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的理論,較好地解決輸送帶張緊問(wèn)題,取得了一定的研究成果。論文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:本論文所采用的動(dòng)態(tài)張緊方法對(duì)帶式輸送機(jī)張緊裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì),采用識(shí)別電流來(lái)識(shí)別輸送帶上荷載量的原理,即利用電流作為閉環(huán)回路的反饋信號(hào)來(lái)反映載荷量的多少,直接從輸送帶輸送機(jī)電機(jī)取得電流信號(hào),通過(guò)檢測(cè)電流量變化計(jì)算出理論張緊力的值,同時(shí)將理論值與拉力傳感器所測(cè)的瞬間實(shí)際張緊力的值比較,然后根據(jù)理論值來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)張緊張力(即根據(jù)輸送帶上的載荷量調(diào)節(jié)),這樣可以適應(yīng)載荷量隨時(shí)的變化,保證輸送機(jī)正常運(yùn)行的必要張力,防止打滑,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)張緊的效果。較好地克服了常規(guī)的帶式輸送機(jī)張緊裝置的設(shè)計(jì)中,通常都只是在靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各階段獨(dú)立的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),即在每個(gè)階段中設(shè)置固定張力的限定范圍,只有在輸送帶產(chǎn)生張力超出限定范圍時(shí),張緊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,不能對(duì)輸送帶變化的張力進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,不能隨輸送帶上載荷量變化而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)張緊,因此出現(xiàn)了不合理性,有時(shí)余量過(guò)大,有時(shí)余量不足,這樣會(huì)導(dǎo)致輸送帶過(guò)張緊,應(yīng)力疲勞,拉斷,功率消耗過(guò)大等問(wèn)題,造成巨大的浪費(fèi)或不安全因素,達(dá)不到真正的張緊效果。
七、參考文獻(xiàn)
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[2]劉鴻文主編.材料力學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2004.
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[4] 成大先主編, 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 單行本 彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件,化學(xué)工業(yè)出版社,2004年1月
[5] 吳宗澤主編, 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社,2003年11月
[6] 成大先主編, 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 單行本 軸及其聯(lián)接,化學(xué)工業(yè)出版社,2004年1月
[7] 清華大學(xué)吳宗澤,北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主編, 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第3版 高等教育出版社,2006年4月
[8] 東北大學(xué)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組編, 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第三版 下冊(cè) 冶金工業(yè)出版社,1994年4月
[9] 編輯委員會(huì)編, 《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社,2002年3月
[10] 吳宗澤主編, 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社,2004年
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