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绪论课题研究的背景和意义斗式提升机广泛用于垂直输送各种散状物料,国内斗提机的设计制造技术是50年代由前苏联引进的直到80年代几乎没有大的发展自80年代以后随着国家改革开放和经济发展的需要一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的斗提机从而促进了国内斗提机技术的发展有关斗提机的部颁标准JB3926—85及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗提机的相继问世使我国斗提机技术水平向前迈了一大步但由于产品设计、原材料、加工工艺和制造水平等方面的原因使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距本课题的研究意义与目的在于,选择斗式提升机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,能培养我们独立解决工程实际问题的能力,通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用,也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练.国内外斗式提升机的发展与现状国内斗式提升机的技术现状国内斗式提升机的设计制造技术是20世纪50年代由前苏联引进的,直到80年代几乎没有大的发展尽管在此期间,各行业针对使用中出现的问题做过一些改进,但大都因为某些原因而未能得到推广20世纪80年代以后,由于改革开放和经济发展的需要,一些大型及重点工程项目引进了一定数量的斗式提升机,从而促进了国内斗式提升机技术的发展目前国内常用的通用斗式提升机均为垂直式,按JB3926—85标准,应用最广的是TD型带式、TH型环链式和TB型板链式等3种型式TD型带式斗式提升机采用离心式或混合式卸载方式,适用于输送松散密度小于
1.5t/m3的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或磨琢性较小物料,物料温度不超过60度;当物料温度在60-200度时,应采用耐热橡胶带提升高度约在4-40m范围内,输送量为4-238m3/hTH型环链斗式提升机采用混合式或重力式卸载方式,适用于输送松散密度小于
1.5t/m3的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或中等磨琢性的物料,物料温度不超过250度提升高度约在
4.5-40m范围内,输送量为35-365m3/hTB型板链斗式提升机采用重力式卸载方式,适用于输送松散密度2t/m3的中、大块,磨琢性较大的物料,物料温度不超过250度提升高度约在5-50m范围内,输送量为20-563m3/hTD、TH、TB型斗式提升机的问世,使我国斗式提升机技术水平向前迈进了一大步,但与国际先进水平相比还存在相当大的差距随着国民经济的进一步发展,运输行业引进、吸收、消化了国外斗式提升机的最新技术,并结合我国的实际情况,在20世纪90年代初研制开发了THG型和TDG型高效斗式提升机系列,以满足市场对大输送量、大提升高度、结构紧凑、运行平稳可靠、使用寿命长的新型高效斗式提升机的需要THG型和TDG型斗式提升机分别是TH型和TD型斗式提升机的改型产品,在结构上有以下显著特点
(1)传动装置中采用了垂直轴减速器和液力偶合器,结构紧凑,实现了柔性传动,既能使运转平稳,又能使电机减速器及牵引构件得到保护,更能使物料在停机时保持稳定状态
(2)采用重锤式张紧装置,既可实现自动张紧又可保持恒定的张紧力,避免胶带打滑或脱链,从而保证机器正常运转
(3)对头、尾部和中部机壳全部做了密封处理,物料及粉尘不会外扬,可避免环境污染
(4)该机在下部增设了料位器和速度控制器,可将控制信号传入中央控制室的计算机中,对斗式提升机的运转情况进行监控国内外斗式提升机技术的差距我国通用斗式提升机在使用中仍存在一些问题,例如,对于频繁更换物料品种的斗式提升机,如何快速清理机座存料和机内残存料;如何提高配套件(减速器、环链及联接环钩、链轮、牵引胶带、轴承座等)的性能和强度,等等我国斗式提升机的技术水平与世界先进水平的差距还相当明显,例如在材料选择、制造工艺等方面尚达不到国外先进水平的技术要求;输送能力、提升高度等还相对落后国外采用钢绳芯输送带作为牵引构件,并采用小型斗式提升机对大型斗式提升机定量供料,使斗式提升机的输送能力高达2000t/h,提升高度达到350m;我国板链斗式提升机的发展相对较慢,而在国外尤其是日本、美国等国家制造的板链斗式提升机性能参数往往超过环链斗式提升机和胶带斗式提升机,提升高度可达90m,输送能力超过1500t/h,牵引构件使用寿命可达10年,应用范围很广对于斗式垂直提升机而言,设计的主要参数有粒度、松散密度、温度、湿度、粘度、磨琢性、实际输送量Q、提升高度H等斗式提升机作为一种常用的提升设备,在得到广泛的应用的同时,根据不同行业的要求也有着非常清楚地分类.按照其传动结构分类
(1)TD系列斗式提升机TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机,该系列斗式提升机和D系列斗式提升机都是采用胶带传动来提升物料,两者没有本质的区别,D系列斗式提升机产品型号叫老且规格少TD列类斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来的其规格TD
100、TD
160、TD
250、TD
315、TD
400、TD
500、TD
630、D
800、D1000等型号,其中D
160、D
250、D315等型号为普遍采用的型号
(2)TH系列斗式提升机TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备,该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动部件,具有很强的机械强度,主要用于提升粉体和小颗粒及小块状物料,区别于TD系列斗式提升机,其提升量更大、运转效率更高其常用于较大比重物料的提升
(3)NE系列斗式提升机NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机,其采用板链传动,区别于老型号TB系列板链斗式提升机,其命名方式采用提升量而非斗宽如NE150是指提升量为150吨每小时而不是斗宽150NE系列斗式提升机有着很高的提升效率,根据提升速度不同还分有NSE型号和高速板链斗式提升机
(4)TB系列斗式提升机TB系列斗式提升机是一种老型号的斗式提升机,其传动部分采用板链传动,现已经被相应的NE系列斗式提升机传品代替
(5)TG系列斗式提升机TG系列斗式提升机是一种加强型胶带斗式提升机,其区别于TD系列斗式提升机,TG系列斗式提升机采用钢丝胶带作为传动带,其具有更强的传动能力该系列斗式提升机多被用于粮食的输送上,又常称为粮食专用斗式提升机
(6)其它型号斗式提升机常见的斗式提升机还有HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升机等,其均为上型号的不同叫法和演变形式按牵引件分类斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种环链的结构和制造比较简单,与料斗的连接也很牢固,输送磨琢性大地的物料时,链条的磨损较小,但其自重较大板链结构比较牢固,自重较轻,适用于提升量较大的提升机,但铰接接头易被磨损,胶带的结构比较简单,但不适宜输送磨琢性较大的物料,普通胶带物料温度不超过60C,钢绳胶带允许物料温度达80C,耐热胶带允许物料温度达120C,环链、板链输送物料温度可达250C斗式提升机最广泛使用的是带式TD,环链式TH两种型式用于输送散装水泥时大多采用深型料斗如TD型带式斗式提升机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于
1.5t/m3的粉状、粒状物料TH环链斗式提升机采用混合式或重力式卸料用浅斗按卸料方式分类式提升机可分为:离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式离心式卸料的斗速较快,适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料;重力式卸料的斗速较慢,适用于输送块状的,比重较大的,磨琢性大的物料,如石灰石、熟料等斗式提升机的发展趋势国外斗式提升机技术的发展很快其主要表现在以下几个个方面:
(1)斗式提升机的功能多元化、应用范围扩大化如HL型环链离心斗式提升机、GTD/GTH系列斗式提升机等各种机型;
(2)斗式提升机本身的技术与装备有了巨大的发展尤其是高距离、大运量、高提升速等大型斗式提升机已成为发展的主要方向其核心技术是开发应用了斗式提升机动态分析与监控技术提高了斗式提升机的运行性能和可靠性.
(3)大型化由于石油、化工、冶炼、制造、食品、啤酒、饮料、烟草、医药、家电等地工程规模越来越大型化,所以运输机运输物品的重量也越来越大,如码头的集装箱专用输送机的超大型结构件达1000t目前世界上运输机重量最大的是3000t的斗式输送机
(4)实现产品的机电一体化机械产品需要更新换代在当今计算机、自控技术和数显技术大发展的年代里,更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化在输送机械上应用计算机技术,可以提高作业性能
(5)人机工程学的应用输送机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较差得场合为了减少人员的作业强度,保证持久旺盛的体力和注意力,应该根据人机工程学的理论,设计导动装置和人员辅助装置,改善振动与噪声的影响,防止废弃污染,使其符合健康规范的要求根据不同的输送要求、不同的输送产品,选择不同的最佳的工艺和运输设备,以使最少、最合理的投资,获得最佳的使用效果,使设备发挥最大的效率TH斗式提升机方案设计总体布置及工作原理在带或链等挠性牵引构件上,每隔一定间隔安装若干个料斗作连续向上输送物料的机械称为斗式提升机THG型斗式提升机的构造如图
2.1所示它的组成包括封闭的环链1和固接在它上面的料斗2,牵引构件及料斗回绕在上部的驱动链轮3和下部的张紧链轮9上斗式提升机的运行部分和链轮都安装在一个封闭的机壳内,机壳由机壳头部
5、中间段6和下部机座8所构成,机壳的中间段可以是两个分支共用的,或者是每个分支各设一个管状外罩为了观察与检修的方便,在机壳的适当位置上设有检视口7装有料斗的牵引构件由驱动装置5驱动,并由张紧装置10张紧在驱动装置上装有防止运行部分返回运动的逆止装置物料由机壳下部的进料口装入各料斗,当料斗被提升至上部链轮时,便卸入提升机的卸料口图
2.1环链斗式提升机的构造1—环链;2—料斗;3—驱动链轮;4—机壳头部;5—驱动装置;6—中间段;7—检视口(座板);8—下部机座;9—张紧链轮;10—张紧装置
2.2设计原始参数此斗式提升机,提升能力,提升物料(水泥)容重γ=
1.2t/m3,提升高度初步设计给定斗宽,斗速
2.3装卸料类型及选型
2.
3.1装载方式及选用斗式提升机的装载方式有掏取式和流入式两种掏取式(图2-1a)主要用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的散状物料,由于在掏取物料时不会产生很大的阻力,所以允许料斗的运行速度较高,为
0.8~
2.2m/s流入式(图2-1b)主要用于输送大块和磨琢性大的物料,其料斗的布置很密,以防止物料在料斗之间撒落,料斗的运行速度不得超过1m/s图
2.2装载方法(a)掏取式;(b)流入式TH型斗式提升机的料斗运行速度一般在
0.8~
2.2m/s,结合设计使用要求“提升物料(水泥)容重γ=
1.2”可以确定本设计的装料方式为掏取式卸料方式及选用斗式提升机的料斗是在行经驱动轮时在头部侧面卸料的,其卸料方式分为三种形式,即离心式、重力式、混合式料斗卸料完全、不产生回流是斗式提升机的卸料的理想状态料斗在头轮处受重力和离心力的作用,其合力大小和方向都随着料斗的回转速度而变化,而合力的反向延长线总是与头轮垂直中心线交于一点,这点称为极点从极点到头轮水平中心线距离称为极距而极距仅与头轮转速有关根据头轮转速就可计算出极距根据极距大小才可判断提升机最终选取何种卸料方式由于TH型斗式提升机需要较大的斗容保证输送量,而重力式卸载的主要优点在于料斗的填充性良好,料斗尺寸与极距的大小无关因此容许在较大的料斗运行速度之下应用大容积的料斗
[2]故可初步设想本设计的卸料方式为离心式主要零部件及选型牵引件斗式提升机的牵引件常采用胶带或链条胶带斗式提升机的优点是成本低,自重较小,工作平稳无噪声,可采用较高的运行速度,生产效率较高,磨损较小;主要缺点是料斗在胶带上的固定较弱,因为是用摩擦传递牵引力,需要有较大的初张力环链作为较为常用的一种牵引件,它的结构和制造比较简单,与料斗的连接也很牢固但环链相互接触处易磨损,降低链的强度,运行不够平稳TH型斗式提升机机为环链高效斗式提升机,其牵引件即为有高强度的环链,其应符合MT36——80《矿用高强度圆环链》具体来说,这种提升机的牵引构件是锻造环链锻造环链由3号圆钢锻制而成,我国目前定型的环链节距为50mm、64mm、86mm、94mm等,结构如图
2.2所示环链与料斗的连接采用链环钩,本次采用用两根牵引链条链条节距为64其具体参数见表
2.1图
2.3锻造环链表
2.1环链参数料斗料斗是提升机的承载构件,通常是用厚度δ=2~6mm的钢板焊接或冲压而制成的为了减少料斗边唇的磨损,常在料斗边唇外焊上一条附加的斗边根据物料特性和装、卸载方式不同,料斗常制成三种形式深斗、浅斗和有导向槽的尖棱面斗与TH型斗式提升机相配用的料斗为深斗或浅斗
(1)深斗深斗的特征是斗口下倾角度较小(斗口与后壁一般成65°角)且深度较大,因此适用于输送干燥的、松散的、易于卸出的物料,如水泥、碎煤块、干砂、碎石等深斗的几何形状如图2-3所示图2-3TH型斗式提升机料斗深斗和浅斗的几何尺寸深斗称为S制法;浅斗称为Q制法
(2)浅斗浅斗的特征是斗口下倾角较大(斗口与后壁一般成45°角)且深度小,因此适用于输送湿的、容易结块的、难以卸出的物料,如湿砂、型砂、黏土等浅斗的几何形状如图
14.6所示,其各部分尺寸见表
14.6及表
14.7深斗和浅斗的底部都制成圆角,以便于物料卸尽为了不阻碍卸料,料斗需有一定间隔基于使用要求提升物料为水泥,参照(表2-1)在使用深斗sh时才能保证≥50t/h的产量,故将料斗的初步选定为深斗
2.
4.3驱动装置和张紧装置
(1)驱动装置提升机的驱动链轮装设在提升机的上部卸料处在TH型斗式提升机驱动装置中的传动部分除减速器外,配有开式齿轮或皮带轮等传动装置环链式斗式提升机的驱动链轮凸齿和环链之间是通过挤压传动的传统的驱动链轮和轴的结构如图2-4所示图2-4驱动链轮装置图1—驱动链轮;2—轴;3—密封装置;4—轴承而与此相对应,设计选用光轴,并配用帐套链接驱动轮,使提升机的轴型设计和加工都变的更为简易对于轴承的选择,则直接采用带座球轴承,由于其是标准件,无需企业另行设计,缩短了产品加工周期此外为了防止突然停车时运行部间随意返回,在驱动装置上装设有逆止器
(2)张紧装置在斗式提升机的机壳下部设有张紧装置张紧装置有螺旋式、弹簧式及重锤式三种,以螺旋式最常采用,如图
2.5所示其结构与带式输送机张紧装置相同张紧装置安装在张紧滚筒(或张紧链轮)轴的轴承座上,并连接在提升机外罩下部的侧壁上张紧装置的行程在200~500mm范围内图
2.5螺旋式张紧装置而在TH型斗提机在张紧机构的处理上,下部采用重锤张紧装置,如图
2.6所示它实现了自动张紧,一次安装调试后,即可保持恒定的张紧力,避免了脱链,从而保证机器正常运行但在日常生产中却也不可避免的发生滑板卡死、张紧机构失去应有的作用、张紧力消失的现象
[4],对其设计仍需进一步的改进图
2.5重锤张紧装置
2.5TH型斗式提升机方案设计总览经过本章的讨论,可以将TH型斗式提升机的各部分设计方案汇总成下表,它们将在接下来“斗式提升机设计计算”的章节中,得到进一步的完善表2-2TH型斗式提升机方案设计总览斗式提升机的设计计算输送能力和料斗的计算输送能力的计算设提升机料斗的容积为升,斗内盛装的物料实际容积为升,为小于1的填充系数,则单位长度的载荷量为(
3.1)式中,q为单位长度的载荷量,公斤/米;为斗的容积,升;为斗距,米;为物料容重,吨/;为填充系数关于填充系数的选取可在《建材机械设备》表15-10中取得对与粉末状物料,填充系数取
0.
80.9输送能力大小决定于线载荷(单位长度上物料重量)和提升速度,其计算按下式确定(
3.2)将式(
3.1)代入式(
3.2)得式中v为斗式提升机运行速度,米/秒由于供料不均匀,计算生产率应大于平均的实际生产率,即(
3.3)式中为平均的实际生产率,吨/小时;K——供料不均匀系数,取
1.2~
1.6套用TH200型斗式提升机的主要技术性能斗距a=512毫米,斗速v=
2.1米/秒,即知确定料斗斗容后即可求得提升机的输送能力料斗的计算在向前的章节中,我们已经结合被输送物料的特性及物料的装卸方式将本提升机所采用的料斗定为深斗而料斗的尺寸规格与提升机的输送能力有关,由上述输送能力计算公式得式中=50,K=
1.4,=
1.2,=
0.85,v=
2.1,=
0.512则有将其进一步取整,选取升核算输送能力在选取的升料斗后,对提升机的输送能力进行核算显然其远远大于实际生产率,故可以满足生产条件运行阻力的计算斗式提升机所需的驱动功率,觉得于牵引件运动时所克服的一系列阻力,其中主要有物料延牵引构件运动方向的重力分量;当牵引构件绕过轮时,各部摩擦力;料斗掏取物料时的阻力;牵引构建张力在如图3-1所示垂直斗式提升机计算简图中,
1、
2、
3、4各点张力分别用、、、表示,1点的张力最小,3点张力最大为了计算个点的张力,可以利用逐点张力计算牵引构件在轮廓上的每一点的张力(按运行方向),等于前一点的张力与这二点之间区段上的阻力之和对链斗式提升机作近式计算时,可以用简化经验公式,所得结果与实际相近(建材机械与设备P241)因为提升机中主要阻力是物料的起升,对于垂直提升机,稳定运动状态下的牵引构件的最大静张力,可以近似地按公式(
3.7)决定(
3.4)式中为考虑装有料斗的牵引构件的运动阻力和在下部及上部滚筒(链轮)上的弯折阻力的系数,其中包括掏取物料的阻力可在《建材机械与设备》表15-14当中,找到双链式深斗的系数=
1.5,为每米长度牵引构建重量,公斤/米,可以在表2-1中查得每米长度牵引构件重量公斤/米为每米长度的物料重量,公斤/米上式中为生产率,吨/小时为提升速度,米/秒则据已知设计条件,计算平均生产量为
90.36吨(实际平均生产量为50吨),由TH200斗式提升机垂直运输,高度15米已知水泥堆积重度为
1.2吨/米3计算牵引构件的张力(参照图3-1)(
3.5)式中为提升段阻力,公斤;(
3.6)即有公斤公斤3-9式中——尾轮阻力,公斤;取——掏取物料阻力,公斤上式中——重量加速度,米/秒2;即有公斤公斤3-10式中——下降段阻力,公斤;即有公斤
3.3电动机的选择
3.
3.1电动机的选取依《建材机械与设备》相关章节的计算资料有驱动轴上圆周力公斤3-11式中——过头轮的阻力,公斤则有计算功率千瓦3-12将,代入得选用电机功率3-13式中——功率储备系数见《建材机械与设备》P240这里取——驱动装置传动效率,这里选取将其代入(3-13)得在此选取千瓦的电机对应《机械设计手册》第五卷
[5],选用Y2系列三相异步电动机Y132S2--2其功率为
7.5千瓦,转速2900转/分
3.
3.2驱动轮节圆的简单计算头轮的长度一般和底轮的长度是相同的头轮的直径应与所要求的卸料方式相适应传动链轮节圆直径沟底圆直径链轮外径齿顶圆直径导向圆侧缘直径窝眼槽底宽度窝眼槽顶宽度齿根宽齿根半径齿顶宽沟底半径窝眼槽半径圆心位置窝眼槽底平面到中心距离链轮转速r/min计算传动比
3.4减速器的设计1分配传动比假设V带传动分配的传动比,则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比=二级减速器中高速级齿轮传动比i低速级齿轮传动比
三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴各轴转速为2.各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率,即3.各轴输入转矩TN•m将计算结果汇总列表备用
四、传动件的设计计算1.设计带传动的主要参数已知带传动的工作条件两班制(共16h),连续单向运转,载荷平稳,所需传递的额定功率p=
6.63kw小带轮转速大带轮转速,传动比.5设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等(因为之前已经按选择了V带传动,所以带的设计按V带传动设计方法进行)1)、计算功率=
2、选择V带型根据、由图8-10《机械设计》p157选择A型带(d1=112—140mm)3)、确定带轮的基准直径并验算带速v
1、初选小带轮的基准直径,由(《机械设计》p155表8-6和p157表8-8,取小带轮基准直径
(2)、验算带速v因为5m/s
19.0m/s30m/s带轮符合推荐范围
(3)、计算大带轮的基准直径根据式8-15,初定=312mm
(4)、确定V带的中心距a和基准长度a、根据式8-20《机械设计》p
1520.
70.
7262.5a750初定中心距=500mmb、由式8-22计算带所需的基准长度=2+=2×500+π×
0.5×(125+312)+(312-125)(312-125)/4×500=1597mm由表8-2先带的基准长度=1600mmc.计算实际中心距a=+-/2=500+(1600-1597)/2=
501.5mm中心距满足变化范围:
262.5—750mm
(5).验算小带轮包角=180°-(-)/a×
57.3°=180°-(312-125)/
501.5×
57.3°=166°90°包角满足条件
(6).计算带的根数单根V带所能传达的功率根据=2900r/min和=125mm表8-4a用插值法求得=
3.04kw单根v带的传递功率的增量Δ已知A型v带,小带轮转速=2900r/min转动比i==/=
2.5查表8-4b得Δ=
0.35kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数=
0.96表8-2得带长修正系数=
0.99=+Δ××=
3.04+
0.35×
0.96×
0.99=
5.34KWZ==
7.29/
5.34=
1.37故取2根.
(7)、计算单根V带的初拉力和最小值=500*+qVV=
190.0N对于新安装的V带初拉力为:
1.5=285N对于运转后的V带初拉力为:
1.3=247N
(8).计算带传动的压轴力=2Zsin/2=754N
(9).带轮的设计结构A.带轮的材料为:HT200B.V带轮的结构形式为:腹板式.C.结构图(略)设计计算选择齿轮材料,确定许用应力由表
6.2选小齿轮调质大齿轮45正火许用接触应力接触疲劳极限查图6-4接触强度寿命系数,应力循环次数查图6-5得接触强度最小安全系数则许用弯曲应力弯曲疲劳强度极限,查图6-7,双向传动乘以
0.7弯曲强度寿命系数,查图6-8弯曲强度尺寸系数,查图6-9(设模数小于5mm)弯曲强度最小安全系数则齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮的传动精度等级,按估取圆周速度,参考表
6.7,表
6.8选取小轮分度圆直径齿宽系数查表
6.14小齿轮齿数,在推荐值20~40中选大齿轮齿数,齿数比小轮转矩初定螺旋角载荷系数——使用系数,查表
6.3——动载系数,由推荐值
1.05~
1.4——齿间载荷分配系数,由推荐值1~
1.2——齿向载荷分布系数由推荐值
1.0~
1.2载荷系数材料弹性系数查表
6.4节点区域系数查图6-3重合度系数由推荐值
0.75~
0.88螺旋角系数故
46.22法面模数按表
6.6圆整小轮分度圆直径圆周速度中心距齿宽大齿轮宽小齿轮宽齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数齿形系数查表
6.5并插值计算小轮=大轮应力修正系数查表
6.5小轮大轮不变位时,端面啮合角端面模数重合度重合度系数螺旋角系数,由推荐值
0.85~.092故要尺寸计算大齿轮齿轮其他主大端分度圆直径根圆直径顶圆直径设计计算选择齿轮材料,确定许用应力由表
6.2选小齿轮调质大齿轮45正火许用接触应力接触疲劳极限查图6-4接触强度寿命系数,应力循环次数查图6-5得接触强度最小安全系数则许用弯曲应力弯曲疲劳强度极限,查图6-7,双向传动乘以
0.7弯曲强度寿命系数,查图6-8弯曲强度尺寸系数,查图6-9(设模数小于5mm)弯曲强度最小安全系数则齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮的传动精度等级,按估取圆周速度,参考表
6.7,表
6.8选取小轮分度圆直径齿宽系数查表
6.14小齿轮齿数,在推荐值20~40中选大齿轮齿数,齿数比小轮转矩初定螺旋角载荷系数——使用系数,查表
6.3——动载系数,由推荐值
1.05~
1.4——齿间载荷分配系数,由推荐值1~
1.2——齿向载荷分布系数由推荐值
1.0~
1.2载荷系数材料弹性系数查表
6.4节点区域系数查图6-3重合度系数由推荐值
0.75~
0.88螺旋角系数故,
46.22法面模数按表
6.6圆整小轮分度圆直径圆周速度中心距齿宽大齿轮宽小齿轮宽齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数齿形系数查表
6.5并插值计算小轮=大轮应力修正系数查表
6.5小轮大轮不变位时,端面啮合角端面模数重合度重合度系数螺旋角系数,由推荐值
0.85~.092故要尺寸计算大齿轮齿轮其他主大端分度圆直径根圆直径顶圆直径设计计算选择齿轮材料,确定许用应力由表
6.2选小齿轮调质大齿轮45正火许用接触应力接触疲劳极限查图6-4接触强度寿命系数,应力循环次数查图6-5得接触强度最小安全系数则许用弯曲应力弯曲疲劳强度极限,查图6-7,双向传动乘以
0.7弯曲强度寿命系数,查图6-8弯曲强度尺寸系数,查图6-9(设模数小于5mm)弯曲强度最小安全系数则齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮的传动精度等级,按估取圆周速度,参考表
6.7,表
6.8选取小轮分度圆直径齿宽系数查表
6.14小齿轮齿数,在推荐值20~40中选大齿轮齿数,齿数比小轮转矩初定螺旋角载荷系数——使用系数,查表
6.3——动载系数,由推荐值
1.05~
1.4——齿间载荷分配系数,由推荐值1~
1.2——齿向载荷分布系数由推荐值
1.0~
1.2载荷系数材料弹性系数查表
6.4节点区域系数查图6-3重合度系数由推荐值
0.75~
0.88螺旋角系数故,
46.22法面模数按表
6.6圆整小轮分度圆直径圆周速度中心距齿宽大齿轮宽小齿轮宽齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数齿形系数查表
6.5并插值计算小轮=大轮应力修正系数查表
6.5小轮大轮不变位时,端面啮合角端面模数重合度重合度系数螺旋角系数,由推荐值
0.85~.092故要尺寸计算大齿轮齿轮其他主大端分度圆直径根圆直径顶圆直径
五、轴的设计计算为了对轴进行校核,先求作用在轴上的齿轮的啮合力第一对和第二对啮合齿轮上的作用力分别为1.高速轴Ⅰ设计1)按齿轮轴设计,轴的材料取与高速级小齿轮材料相同,40Cr,调质处理,查表15-31,取2)初算轴的最小直径高速轴Ⅰ为输入轴,最小直径处跟V带轮轴孔直径因为带轮轴上有键槽,故最小直径加大6%,=
18.375mm由《机械设计手册》表22-1-17查得带轮轴孔有20,22,24,25,28等规格,故取=20mm高速轴工作简图如图a所示首先确定个段直径A段=20mm有最小直径算出)B段=25mm,根据油封标准,选择毡圈孔径为25mm的C段=30mm,与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合,取轴承内径D段=36mm,设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mmE段=
45.58mm,将高速级小齿轮设计为齿轮轴,考虑依据《课程设计指导书》p116G段,=30mm与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合,取轴承内径F段=36mm设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm第
二、确定各段轴的长度A段=
1.6*20=32mm圆整取=30mmB段=54mm,考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mmC段=28mm与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合加上挡油盘长度(参考《减速器装配草图设计》p24)=B+△3+2=16+10+2=28mmG段=29mm与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合加上挡油盘长度(参考《减速器装配草图设计》p24)F段,=△2-2=10-2=8mmE段,齿轮的齿宽D段=92mm考虑各齿轮齿宽及其间隙距离,箱体内壁宽度减去箱体内已定长度后圆整得=92mm轴总长L=290mm两轴承间距离(不包括轴承长度)S=174mm,
2、轴Ⅱ的设计计算1)、按齿轮轴设计,轴的材料取与高速级小齿轮材料相同,40Cr,调质处理,查表15-31,取2)初算轴的最小直径因为带轮轴上有键槽,故最小直径加大6%,=
27.325mm根据减速器的结构,轴Ⅱ的最小直径应该设计在与轴承配合部分,初选圆锥滚子轴承30206,故取=30mm轴Ⅱ的设计图如下首先,确定各段的直径A段:=30mm与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合F段=30mm,与轴承(圆锥滚子轴承30206)配合E段=38mm,非定位轴肩B段=48mm非定位轴肩,与齿轮配合C段=
64.94mm齿轮轴上齿轮的分度圆直径D段=50mm定位轴肩然后确定各段距离A段=29mm考虑轴承(圆锥滚子轴承30207)宽度与挡油盘的长度B段=8mm根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度C段=75mm根据齿轮轴上齿轮的齿宽E段=43mm根据高速级大齿轮齿宽减去2mm(为了安装固定)F段=
41.5mm,考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离D段=
9.5mm由轴Ⅰ得出的两轴承间距离(不包括轴承长度)S=174mm减去已知长度得出
3、轴Ⅲ的设计计算输入功率P=
5.58KW转速n=96r/minT=460300Nmm轴的材料选用40Cr(调质),可由表15-3查得=110所以轴的直径:=
39.65mm因为轴上有两个键槽,故最小直径加大12%,=
44.408mm由表
13.1机械设计课程设计指导书选联轴器型号为LH3轴孔的直径=45mm长度L=84mm轴Ⅲ设计图如下首先,确定各轴段直径A段:=45mm与轴承(圆锥滚子轴承30211)配合B段:=60mm非定位轴肩h取
2.5mmC段:=72mm定位轴肩,取h=6mmD段:=68mm非定位轴肩,h=
6.5mmE段:=55mm与轴承(圆锥滚子轴承30211)配合F段:=60mm按照齿轮的安装尺寸确定G段:=45mm联轴器的孔径然后、确定各段轴的长度A段:=
46.5mm由轴承长度,△3,△2,挡油盘尺寸B段:=68mm,齿轮齿宽减去2mm,便于安装C段:=10mm轴环宽度,取圆整值根据轴承(圆锥滚子轴承30212)宽度需要D段:=
57.5mm由两轴承间距减去已知长度确定E段:=33mm由轴承长度,△3,△2,挡油盘尺寸F段:=65mm考虑轴承盖及其螺钉长度,圆整得到G段:=84mm联轴器孔长度
六、滚动轴承的选择及计算
1.Ⅰ轴轴承型号为30206的圆锥滚子轴承1)计算轴承的径向载荷2)计算轴承的轴向载荷查指导书p12530206圆锥滚子轴承的基本额定动载荷Cr=
43.3KN基本额定静载荷Cor=
50.5KW,e=
0.37,Y=
1.6两轴承派生轴向力为因为轴左移,左端轴承压紧,右端轴承放松、2)计算轴承
1、2的当量载荷取载荷系数因为因为,所以取3)校核轴承寿命按一年300个工作日每天2班制.寿命18年.故所选轴承适用2.Ⅱ轴轴承1)计算轴承的径向载荷2)计算轴承的轴向载荷查指导书p12530206圆锥滚子轴承的基本额定动载荷Cr=
43.3KN基本额定静载荷Cor=
50.5KW,e=
0.37,Y=
1.6两轴承派生轴向力为因为轴右移,左端轴承放松,右端轴承压紧、2)计算轴承
1、2的当量载荷取载荷系数因为因为,N所以取3)校核轴承寿命按一年300个工作日每天2班制.寿命29年.故所选轴承适用2.Ⅲ轴轴承1)计算轴承的径向载荷2)计算轴承的轴向载荷查指导书p12530211圆锥滚子轴承的基本额定动载荷Cr=
90.8KN基本额定静载荷Cor=114KW,e=
0.4,Y=
1.5两轴承派生轴向力为因为轴右移,左端轴承放松,右端轴承压紧、2)计算轴承
1、2的当量载荷取载荷系数因为因为,所以取3)校核轴承寿命按一年300个工作日每天2班制.寿命26年.故所选轴承适用
七、键联接的选择及校核计算1.Ⅰ轴上与带轮相联处键的校核键A10×28,b×h×L=6×6×20单键键联接的组成零件均为钢,=125MPa=125MPa满足设计要求2.Ⅱ轴上大齿轮处键键A12×25,b×h×L=10×8×36单键键联接的组成零件均为钢,=125MPa满足设计要求3.Ⅲ轴上1)联轴器处采用键A,b×h×L=14×9×70单键满足设计要求2)联接齿轮处采用A型键A单键=125Mpa满足设计要求
3.6轴的设计与校核1)初步计算轴的直径参照文献
[3]中关于轴的设计部分,根据轴的承载情况,选择扭转强度计算法来计算轴的直径(3-4)式中A——系数,此处取120,P——电动机功率,Kwn——轴的转速,r/min将相关数据代入式3-4可得(3-5)因为轴端装联轴器需要开键槽,会削弱轴的强度,而且考虑到轴承受较大的竖直载荷增加10%~20%,取轴的直径为70mm2)各轴段直径的确定如图3-1所示,各轴段直径的确定如图3-1所示,轴段
①与减速机空心输出轴套装配,并且在接近轴段
②处装有毛毡弥封圈,故直径=60mm轴段
②和轴段
⑧上安装轴承,现暂取轴承型号为2215,其内径d=75mm,外径D=130mm,宽度B=31mm,故轴段
②的直径==75mm轴段
③和轴段
⑦的直径为轴承的安装尺寸,查有关手册,取==85mm轴段
④和轴段
⑥上安装驱动链轮,考虑到轴段
④与轴段
⑥中间的截面承受的弯矩最大,故在直径上有所增加,现暂定==90mm轴段
⑤考虑滚筒便于安装拆卸,直径略比轴段
④和轴段
⑥的直径小,取=100mm图3-1驱动轴示意图3)各轴段长度的确定轴段
①与减速机空心输出轴套装配,其长度主要决定于减速机和头部壳体之间的安装尺寸,同时还要保证与减速机相配合的部分有足够的长度,从手册中查知减速机的相关安装尺寸要求,现暂取=140mm轴段
②与轴段
⑧上安装轴承,其长度决定于轴承的安装尺寸,故取==110mm轴段
③和轴段
⑦的长度主要根据两轴承之间的距离和滚筒在轴向上的安装尺寸来定考虑到其轴向上密封板、壳体法兰和轴承座等占据的位置,暂取两轴承轴向上的中心距离为590mm,则可以暂取==155mm轴段
④、
⑤、
⑥的长度要和驱动链轮一并设计,现暂定==120mm,=40,驱动轴总长为950mm4轴上零件的固定考虑到轴段
①、
④、
⑥处键传递较大的转矩,故轴段
①与联轴器的配合选用k6;轴段
④、
⑥与驱动链轮的配合选用r6;轴段
②、
⑧与轴承内圈的配合选用r6与减速机和驱动链轮的联结均采用A型普通平键,分别为键20×125GB/T1095-79及键28×110GB/T1095-795轴上倒角及圆角轴端倒角2×45°,安装链轮的轴段倒角为
2.5×45°,倒圆角为R
1.6mm,为方便加工,其它轴肩圆角半径均取为
0.6mm
(2)按弯扭合成强度条件计算(估算轴危险截面的直径)将轴的关键部分看成两端铰支的梁,则轴上的受力情况和弯矩如图所示图3-3轴的受力简图图中轴粗略长度由提升机约束尺寸得来其中为轴与单个头轮作用处所受径向力,为单侧轴承所受径向力即有NN依弯矩图所示,轴中部所受弯矩最大,其值3-17轴受到的扭矩为3-18式中D——链轮节圆直径,mm——链轮牵引力,NN则依N根据公式轴的弯扭合成条件为3-19式中——轴的计算应力,;M——轴所受的弯矩,N·mm;T——轴所受的扭矩,N·mm;[]——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力,查《机械设计》表15-1,取[]=60;W——轴的抗弯截面系数,mm,;——折合系数,当扭转切应力为脉动循环变应力时,取取危险截面的直径为110mm代入(3-19)得MPa故安全考虑轴与驱动轮之间需要使用帐套连接,故轴径的取值还需考虑帐套的配用,这里选取与之配用的帐套内径120mm,即轴最终的工作直径为120mm
3.
4.4轴承选用1)轴承选型考虑驱动轴在的较大弯矩作用下会产生弯曲变形,且不易与减速机严格保证同心,故选用承载能力大并有自动调心功能的调心球轴承轴承2215其基本参数如表3-2表3-2轴承2215基本参数2)工作情况分析及寿命计算提升机驱动轴轴承主要承受径向载荷,轴向载荷很小并可以忽略中等冲击其当量动载荷为(3-19)式中——载荷系数,中等冲击取
1.2~
1.8其寿命为(3-20)式中——轴承的寿命指数,滚子轴承=10/3故驱动轴轴承的工作寿命为24362小时
3.
4.5驱动链轮键的设计校核由驱动链轮轴的直径d为90mm,文献
[3],由表6—1可知,应取键的宽b=25mm,高度h=14mm的普通平键键、轴和轮廓的材料都是钢,由表6—2查得许用挤压应力~120MPa取其平均值=110MPa键的工作长度l=L-b=110-25=85mm,键与轮廓键槽的接触高度k=
0.5h=
0.5×14=7mm由式(6—1)可得合适
3.7联轴器的选取查《机械设计手册》第四卷选择减速器与驱动轮轴间的联轴器根据传递功率,减速器的输出轴径及驱动轴的输入轴径,选取TL11型弹性套柱销联轴器GB/T4323-1984反转装置逆止器的选取为了防止在突然断电或其它意外情况下由于有载分支上物料重力的作用,而使斗式提升机反转,从而引起斗式提升机部件的损坏所以要安装一个装置来阻止提升机的反转通常称反转装置为逆止器逆止器的种类有很多,例如带式逆止器,滚柱逆止器和异形块逆止器等各种逆止器的使用条件和要求都不一样根据此次设计的要求及实际情况,选用滚柱逆止器其结构见设计零件图
3.8壳体的设计由《运输机械手册》THG型斗式提升机机有关章节的内容,可知其壳体设计已经标准化,对于TH型斗式提升机,其壳体内壁长度为1350mm,宽度为540mm下部区段高度为1800,其中尾轴组距地面900,进料口离上边缘200mm中间标准节高度为1800mm,出料口与上部壳体下缘平齐,这样,若满足物料的提升高度H=15,需要7个1800mm的标准中间节至于头节的设计,其需要满足三个条件其一是,其需要分为3个部分,以便于头轮的安装与检修;其二是,上部机壳完成安装后其顶部要与料斗的上缘保有一定的间隙,最小不低于35mm;最后是,头轴与头部壳体下缘的相对位置,实际由以下公式所定3-31式中h——头轴离出料口距离,mmH——提升高度,mm,H=15000mmD——链轮节圆直径,mm,D=482mm——斗距,mm,=512N——料斗个数,N取为60个则依公式(3-31),求得进而估计整个提升机的壳体高度为
16.5m第四章斗式提升机安装、使用说明、故障维修和维护第
4.1节斗式提升机的安装、调试及运行
1、先安装下部区段斗式提升机下部支持面要保证座落在基础的水平面上,校正后将地脚螺栓紧固上端面与水平面的平行度允许公差1/
10002、按标记依次安装中间机壳,机壳的联接允许垫入粗帆布或石棉带以保证密封和调整要求下部和中部机壳的中心线力求在同一铅垂线上,其垂直度偏差在1000mm长度上不应超过1mm,总高度的累积偏差不应超过8mm,最上面的支撑点要尽量靠近头部支撑装置不要限制提升机在垂直方向的伸缩双通道中间每隔4mm要用连扳把两个通道联接起来以加强稳定性
4、安装上部区段和驱动装置,安装减速器前要认真阅读减速器说明书减速器要加足工业齿轮油
5、主轴与下部轴应在同一垂直平面内,两轴心线均应与水平面平行YY型驱动装置低速轴与主轴力求在同一轴心上,其最大平行偏差不得超过
0.1mm最大轴线交角不超过
0.3°
6、最后安装运行部分链式斗式提升机的链条应选配,使两条链长度相等运行部分装好后拉紧装置剩余的行程要大于全行程的一半
7、HL环链型双通道提升机安装或调整链条需要提起拉近链轮组式,可以利用中部机壳上得吊重钢槽方法是打开下部区段上盖板,在钢槽上挂一起重葫芦,即可进行提起链轮组的工作
8、链条式提升机拉紧装置采用重锤张紧式,重锤箱内应放有足够的重物
9、提升机滑板调节得好可也减少回料
10、提升机安装完毕后,检查所有的紧固处是否紧固向各个润滑系统加注必要的润滑剂,用手转动传动部分应轻便灵活,并最少使工作链转一周,确认安装无误后,可以空载试转,先运行两次以上瞬时试转,在开机空转2小时空载试转无问题后,应进行16小时负载试车试车开始时,物料要分三次加到要求的输送量喂料要均匀,负荷试车2小时后开始检查轴承温度,一般不应超过600C第
4.2节斗式提升机操作规程
一、提升系统集中控制时,应按先后顺序启动停止;
二、启动前应检查设备各部件有无异常,减速器及润滑系统加油量是否合适,检查无异常,与控制室联系,发出提升信号;
三、要随时注意提升机在运转是,链板、销子及挡圈等部件的工作情况,发现异常及时停车,通知维修人员处理;
四、做好岗位记录,发现问题及时汇报;
五、交接班时,必须在本岗位进行,不许离岗交班;
六、交班人员应共同检查滑道、斗子、链板、销子、挡圈及其它部件是否正常,共同检查装置、信号、照明等工作情况;
七、检查完毕后,经试车无异常时,双方共同在交接日志上签字,交接者方可离开岗位;
八、斗子被压或被卡时必须立即停车处理,处理时斗子这面不允许站人,以防止物料坠落以及斗子脱链;
九、斗子提升机检修时,必须切断电源,进入机壳时,上下必须要有完善的联系电铃信号设备,照明等电压不得超过12伏特,检修时必须有专人负责监督工作,机壳内进行电焊时,下面禁止有人工作;
十、检修完毕后,必须清点人员及工具,证实机壳内部无人及工具时才能试车;
十一、严禁攀登提升机
十二、工作完后,提升机吊盘应落地,然后切断电源,关好上下护栏门
十三、经常保持提升机周围环境卫生第
4.3节斗式提升机故障处理第
4.4节斗式提升机维护和保养
1、上、下部轴承要定期加润滑油,保持良好的工作条件
2、减速器定期检查润滑,油量适当,避免油不足或过量,按时更换机油
3、要定期对运动部件进行维护和清扫工作,检查传动链、料斗的磨损情况检查应在停机和切断电源后进行
4、对张紧装置进行定期检查和调整,对拉紧行程不足规定的1/5时,可以切除牵引构件的一段长度通常缩短一个斗距来恢复拉紧行程,从而消除料斗被进料口底部刮伤的可能性对螺杆张紧装置,要保持牵引构件的正常工作张力
5、逆止器要定期检查磨损情况,当棘轮、棘爪、滚珠磨损严重时要更换磨损部件,以保持逆止器工作可靠五斗式提升机的变频调速控制随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展,电动机的调速已经从继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用在现在的在工业自动化控制系统中,最为常见的是由PLC控制变频器实现电动机的调速控制该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速,从而实现了自动控制目前,本校已经引进了几十套PLC,变频器,触摸屏设备,并且开设了PLC,电动机调速等相关课程PLC采用怎样的控制方式来实现电动机的变频调速?是不是PLC控制的电动机变频调速方法只有一种?是不是一台PLC只能实现单台电动机的变频调速?在程序上又是如何实现电动机的调速控制?在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问本文就来诠释上述问题通过常用的PLC在变频调速中的三种方法进行详尽阐述,希望对学生在变频调速的学习方面能有一定的帮助为他们在将来的更进一步深入学习该领域的更深层的内容打下基础在日常生活中和在工业里我们随处可以看到需要调速的地方,比如生活中我们看到的电梯,在过去电梯不能随需要自动加速或减速,人坐在电梯有很强烈的震动感,这样人在电梯里既不舒服又不安全而本设计采用的PLC与变频器控制电动机调速,如果用在电梯里,就能自动调速,使电梯平稳的启动、加速、停止这样人在电梯里又感觉舒服又安全同时在工业里过去采用人工控制开关对大功率电动机调速,这样做既不安全又不准确,要是用本设计的PLC与变频器控制电动机调速,就能安全准确的控制大功率电动机调速通过设计能使我们掌握PLC的工程设计方法,同时又能深入了解PLC与变频器控制电动机控制系统的够成和在工业生活中的用处,为我的将来的工作学习打下良好的基础
1.2PLC与MM440变频器控制电动机的发展前景如今,PLC已是工业自动化应用技术的三大支柱之一,自从它诞生以来得到了广泛的使用在工业自动化应用技术领域,速度调节和控制是经常用到的环节而变频器具有高效的驱动性能和良好的控制特性,在提高控制质量、减少维护费用和节能等方面都取得了明显的经济效益在这些场合,变频器所发挥的作用是其他任何控制设备和装置都不能取代的虽然变频器可以单独使用,但大多数情况还是作为一个组成部分在工业自动化控制系统中使用所以,作为主控制器的PLC和作为执行及检测器件(设备和装置)的变频器之间就必须相互配合,共同完成控制任务PLC可以控制变频器的频率给定信号,以使变频器输出相应的速度控制曲线,控制工艺指标变频器上的检测信号和其他智能信号也可以接入PLC,完成系统的报警和速度控制,比如通过变频器控制电机的启动,停止及正、反转,也可以使用一个变频器去控制若干台电动机的运行现在的PLC控制电动机已经离不开变频器了,工业生产,科研,石油开采,几乎所有的现代化都需要变频调速机的工作因此其意义是深远的
2.2电动机运转要求按下电动机运行按钮,电动机启动运行在100Hz频率所对应的3000r/min的转速上按下中速按钮,电动机升速运行在75Hz频率所对应的2250r/min的转速上,按下低速速按钮,电动机继续升速运行在50Hz频率对应的1500r/min的转速上;按下停止按钮,电动机停止运行PLC与MM440变频器控制电动机实现3速段运转系统主要由PLC、变频器MM440电动机三个部分构成如系统结构图3-1所示,图3-1系统结构图变速,启/停按钮操作PLCMM440电动机停起,变速PLC与MM440变频器控制电动机实现3速段运转系统在PLC的输入端设置启动按钮,停止按钮,中速按钮,低速按钮,然后通过PLC程序的变化输出去控制MM440的输入端,由变频器的状态去控制3段速电动机的转速4系统控制功能及控制方案
4.2PLC控制装置功能介绍
4.
2.1PLC的硬件组成图4-2-1PLC结构图PLC的硬件主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成如图4-2-1所示
4.
2.2PLC的工作原理可编程控制器是一种工业控制计算机,它的工作原理建立在计算机工作原理之上,即通过执行反映控制要求的用户程序来完成当PLC运行时,是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的,需要执行众多的操作,但CPU不可能同时去执行多个操作,它只能按分时操作(串行工作)方式,每一次执行一个操作,按顺序逐个执行由于CPU的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,PLC外部出现的结果似乎是同时(并行)完成的这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式
4.
2.3PLC的工作过程PLC在每次扫描工作过程中除了执行用户程序外,还要完成内部处理、通信服务等工作整个扫描工作过程包括内部处理、通信服务、输入采样、程序执行、输出刷新五个阶段整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期
(1)集中采样PLC在一个扫描周期内,对输入状态的采样只在输入采样阶段进行当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁,直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样这种方式称为集中采样
(2)集中输出在一个扫描周期内,只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映像寄存器中输出,对输出接口进行刷新在其它阶段里输出状态一直保存在输出映像寄存器中这种方式称为集中输出
(3)响应滞后当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化做出反应,需要一段时间,这种现象称为PLC输入/输出响应滞后
4.3变频器的功能结构MM440的主电路由电源端输入单相或三相恒压恒频的标准正弦交流电压经整流电路将其转换成恒定的直流电压供给逆变电路.在微控制器的控制下逆变电路将恒定的直流电压逆变成电压和频率均可调节的三相交流电供给电动机负载.因为其直流环节是使用电容进行滤波的所以MM440属于电压型的交一直一交变频器.硬件设计和软件设计
5.1电动机的运转要求按下电动机运行按钮,电动机启动运行在100Hz频率所对应的3000r/min的转速上;按下中速按钮,电动机运行在75Hz频率所对应的2250r/min的转速上;按下低速按钮,电动机运行在75Hz频率所对应的2250r/min的转速上最后按下停止按钮,电动机停止运行,当传感器检测到提升机某个链斗脱落,电动机停止运行MM440变频器输入数字量的约定MM440变频器数字输入“5”、“6”、“7”端口通过P
0701、P0702P0703参数设为3段固定频率控制端,每一频段的频率可分为P1001~P1015参数设置变频器数字输入“16”端口,设为电动机运行、停止控制端,可由P0705PLC数字输入/输出变量约定数字输入I
0.0-----电动机运行,对应电动机运行按钮SB1;I
0.1-----电动机停止,对应电动机停止按钮SB2;I
0.2-----电动机中速运行,对应按钮SB3I
0.3-----电动机低速运行,对应按钮SB4数字输出Q
0.0----固定频率设置,接MM440变频器数字输入接口“5”;Q
0.1----固定频率设置,接MM440变频器数字输入接口“6”;Q
0.2----固定频率设置,接MM440变频器数字输入接口“7”;Q
0.4----电动机运行/停止控制,接MM440变频器数字输入接口“16”;PLC与MM440联机实现3段固定频率控制电路硬接线图图5-3控制电路接线图PLC程序设计按照电动机的控制要求及MM440变频器数字输入接口、PLC数字输入/输出接口所做的变量约定,PLC应实现下列控制
5.
4.1输出状态当按下正转启动按钮SB1时,PLC数字输出端Q
0.4为逻辑“1”,MM4变频器“16”接口为“ON”,允许电动机运行当按下停止按钮SB2时PLC数字输出端Q
0.4为逻辑“0”,MM440变频器“16”接口为“OFF”电动机停止运行
5.
4.3梯形图参考文献北京起重运输机械研究所,武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册.北京冶金工业出版社,2003杨复兴.胶带输送机结构、原理与计算.北京煤炭工业出版社,1983西门子(中国)有限公司.弗兰德齿轮箱.产品样本:MD
20.1,2009成大先.机械设计手册第五版第1卷.北京化学工业出版社,2010成大先.机械设计手册第五版第2卷.北京化学工业出版社,2010成大先.机械设计手册第五版第4卷.北京化学工业出版社,2010吴宗泽,卢颂峰,冼健生.简明机械零件设计手册.北京中国电力出版社,2011输送设备制造商协会联合会.散状物料带式输送机.北京机械工业出版社,1985洪晓华.矿山运输提升.徐州中国矿业大学出版社,2007成大先.机械设计图册第二卷.北京化学工业出版社,2000吴宗泽.机械设计实用手册.北京化学工业出版社,2003程志红.机械设计.南京东南大学出版社,2007李炳文,王启广.矿山机械.徐州中国矿业大学出版社,2007刘鸿文.材料力学第4版.北京高等教育出版社,2004韩正铜,王天煜.机械精度设计与检测.徐州中国矿业大学出版社,2009李爱军,陈国平.画法几何及机械制图.徐州中国矿业大学出版社,2007齐乐华.工程材料及成型工艺基础.西安西北工业大学出版社,2002程志红,唐大放.机械设计课程上机与设计.南京东南大学出版社,2009王洪欣,冯雪君.机械原理.南京东南大学出版社,2007孙海波,姚新港.AutoCAD2008使用教程.北京机械工业出版社,2008周满山,张媛,黄军.我国带式输送机设计要点及其关键技术的应用.水电施工机械化.2007,1088-94李光布.国外带式输送机设计的新动向.起重运输机械.1994,83-9王斌,孙丽.基于DTⅡ的带式输送机设计.农业科技与装备.2011,465-66苑成友,苑成聚.井下带式输送机的设计及验证.煤矿机械.2011,32
(08)27-28毕业论文(设计)诚信声明本人声明所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意论文(设计)作者签名日期年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为论文(设计)作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日链环直边直径d节距p宽度b圆弧半径r单位长度质量公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小内宽最大外宽公称尺寸公称尺寸
180.564±
0.6装载方式掏取式卸载方式离心式牵引件双条矿用高强度圆环链单个链环节距P=64mm料斗Sh型深型料斗驱动轮圆环链链轮驱动轴光轴轴承带座外球面磙子轴承电机(待计算)减速器待设计张紧装置重锤式张紧装置基本尺寸/mm额定载荷/kNdDB
751303144.218故障可能原因解决措施提升机在操作中不能开关自如
1、卸料系统不起作用
2、轨道脱离开关失灵
3、联轴器接线头开关装置失灵
4、皮带夹紧连接的安全装置失灵
5、输送路线中无障但皮带和料斗不能动
6、三相电机、齿轮单元、联轴器或传动轴失灵
1、检查其功能,打开卸料系统
2、检查皮带运行并重新调整
3、参照说明
4、检查皮带夹紧连接,对皮带重新进行预紧
5、检查并确保皮带和料斗是否被卡住,进行清理
6、修理或更换损坏部件斗提不能运送足够的物料
1、料斗没有正确填充
2、卸料板没有正确调节
3、卸料板上得料斗没有完全清空
4、入料口斜槽处有部正常的积料
1、检查喂料
2、调节卸料板
3、检查物料输送情况
4、检查物料输送情况,若有必要,清空斗提罩料斗内物料过满
1、料位指示器不起作用
2、出料口堵塞
3、卸料系统不起作用
4、喂料系统过度喂料
1、检查并确定器作用
2、找正原因并清空料斗
3、检查其功能
4、检查喂料规律并进行调整速度监测器不起作用
1、近似开关或控制装置失灵
2、拉紧装置不起作用
1、确保其功能
2、控制流动性和拉紧距离速度监测器一段时间不起作用斗提内有大块清理斗提罩皮料在底部失调
1、张紧装置磨损或开裂
2、斗提内有大块
1、更换拉紧滑轮
2、清理斗提传动系统故障
1、传动链拉长
2、减速器故障
3、主、从动链轮磨损
1、张紧传动链
2、减速器检查保养
3、磨损件视情况更换机体磨穿更换壳体撒料出料口磨损焊接维修工作时有异响
1、板链断裂,联销磨损
2、料斗磨损,料斗螺栓松动、脱落
1、板链更换、磨损件更换
2、磨损料斗更换、螺栓紧固。