烟草生产线上输送系统的设计49页

1、摘 要由于输送机械具有很强的输送能力，所以在工业中有着广泛的应用，它是工业生产中实现连续化、规模化、自动化、现代化必不可少的设备。输送机械不仅能实现生产过程中各段的连接，组成流水生产线，还可以结合其他控制方法来控制物料的流量、计数等，达到控制整个生产节奏和速度的目的。本次设计在机械方面采用了带传动方案，电控部分采用单片机控制。经过对本次设计的综合分析，使得该设计保持了其技术的先进性，而且提高了设计质量；加快了开发速度，进一步缩短了设计周期，提高设计计算的准确性，减轻技术人员的劳动强度，降低了设计成本，从而提高了该类产品的竞争能力。并加快了输送机在我国各行业的广泛推广与应用。关键词：输送机械；输

2、送能力；输送带；控制43AbstractBecause there is a strong conveyor transport copacity.The conveyer in the industry has wide application, it is industrial production to achieve continuous, large-scale, automated, and essential to the modernization of equipment. transport level can also be tilted transportation;

3、can transport bulk grain, but also the transportation of food packaging, low power consumption, reliable operation and easy management, work without the noise. Food conveyor machinery is not only able to make the production process of connecting to form Production Lines. Also in conjunction with oth

4、er control measures to control the flow of materials and to control the entire production rhythm and speed purposes. The design of the mechanical aspects of using a belt drive program,electric control part adopts MCU control. After a comprehensive analysis of this design,making the design of advance

5、d technology to maintain, and improve design quality.Further shorten the design cycle ,improve design accuracy of the calculation ,reduce the laber intensity of technology,reduce design cost, consequently improve competitive ability of this kind of cargo, and accelerate belt conveyors widely spread

6、and use. Keywords：transportation machinery；transport capability；conveyor；control目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题的目的和意义11.2 输送机概况11.2.1 输送机械在工业中的应用11.2.2 输送机国内外发展现状及趋势21.3 设计的主要内容3第2章 总体方案论证42.1 机械部分的方案的论证42.1.1 重要机械部件的确定42.1.2 传动方案的确定42.1.3 托辊的选择52.2.4 总体结构的确定52.2 电控部分的方案论证6第3章 输送机的设计计算83.1 输送机的计算83.1.

7、1 带宽的计算83.1.2 输送带宽度校核93.1.3 输送带最大的物料横截面积93.2 输送能力的计算103.3 圆周驱动力与驱动功率113.3.1 圆周驱动力113.3.2 传动滚筒轴功率的计算143.3.3 附加功率计算153.4 电动机功率计算163.5 输送带张力计算163.5.1 输送带允许最大的下垂度计算最小张力163.5.2 输送带不打滑条件173.5.3 输送带下垂度校核193.6 输送带的选择与校核203.7 张紧装置的选择和计算213.8 滚筒的设计22第4章 输送机其他主要零件的设计304.1 托辊304.1.1 静载计算304.1.2 动载计算314.1.3 托辊的额

8、定负荷和最大转速334.2 支架类装置35第5章 单片机控制365.1 单片机的主要控制原理365.2 电机的正反转控制375.3 电机的调速控制385.4 检测与计数功能的实现39结论41致谢42参考文献43 AbstractIChapter 1 Introduction 11.1 The purpose and significance of topics11.2 Overview conveyor1 1.2.1 Conveyor in the Industry1 1.2.2 Conveyor current development status and trends21.3 The de

9、sign of the main contents3Chapter 2 Demonstrated the overall program42.1 Demonstration of the mechanical parts of the program 42.1.1 Transmission for the scheme42.1.2 Determination of other mechanical parts52.1.3 Demonstrating the electronic control section62.2 Determination of the overall structure

10、6Chapter 3 Design and Calculation of conveyor83.1 Calculation of conveyor83.1.1 Calculation of bandwidth83.1.2 Checking the width of conveyor belt93.1.3 The largest cross sectional area of conveyor belt materials93.2 Calculation of transmission capacity103.3 The circle drive and the drive power113.3

11、.1 Circle drive143.3.2 Calculation of power transmission roller shaft153.3.3 Additional power calculation163.4 Motor power calculation163.5 Calculation of belt tension163.5.1 Conveyor belt to allow the greatest degree of calculation of the minimum tension of sag173.5.2 Conveyor belt does not slip co

12、nditions193.6 Calculation of belt layers203.7 Tensioning of component selection and calculation 213.8 Design of drum22Chapter 4 The main part of the design of conveyor304.1 Roller304.2 Device Bracket35Chapter 5 DMC Control365.1 Theory of DMC Control365.2 Motor reversing control375.3 Moter speed cont

13、rol385.4 Detection and counting39Conclusions41Thanks42References43第1章 绪论1.1 选题的目的和意义带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相 配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。本设计选用的输送机属于轻型带式输送机，是一种用途很广的连续输送设备，适用于输送各种散状或成

14、件物品。轻型带式输送机是通用固定式连续输送机，因此对轻型带式输送机进行设计和研究有很大的应用价值。在轻型带式输送机的设计工作中涉及的参数很多，而目这些参数只有在很好的匹配下，才能实现运行高效、可靠、电耗低和建设投资少的目标。1.2 输送机概况1.2.1 输送机械在工业中的应用运输机在工业中有着广泛的应用，它是工业生产中实现连续化、规模化、自动化、现代化必不可少的设备。随着我国工业的迅速发展，特别是我国加入世界贸易组织后，贸易、加工等领域的规模不断扩大，输送机械愈来愈显示出其重要作用。输送机械不仅能实现生产过程中各段的连接，组成流水生产线，而且可以在输送物料的同时进行其他工艺作业1。还可以结合其

15、他控制方法来控制物料的流量，达到控制整个生产节奏和速度的目的。因而对工业来讲，输送机的选用是否合理、技术性能是否良好、技术状态是否正常，不仅对企业的生产效率、经济效益起重要作用，而且还影响着企业生产的现代化程度、工人的劳动强度和劳动条件、安全生产和环境保护等2。对社会来讲，高效率的输送机还能节省能源、减小污染，提高车站、码头、仓库的利用律，促进工农业生产的发展，创造社会效益3。 我国输送机的现状可概括为以下四方面：使用的广泛性。在我国的工业中，凡有繁重的物料搬运的地方，都已采用了输送机械。生产过程的机械化、自动化已达到了较高的水平。输送技术的先进性。例如近10年来在我国的粮食流通项目建设中，普

16、遍采用了世界先进的装卸和输送机械。应用中的创造性。我国粮工程技术人员和工人，对运输机械进行了大量的研究、改进和创新，特别是在输送机械的功能创新和组合应用上。发展的不平衡性。由于我国工业的布局点多面广，因此它的发展很不平衡。输送机械的设计、制造、使用的水平参差不齐，有的地方和企业还很落后。机械的专业化、系统化、标准化和自动化水平都有待提高4。1.2.2 输送机国内外发展现状及趋势国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分8。为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要

17、研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。国外动态分析软件，目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位9。 输送机发展很快，提高输送机的生产率，增大单机长度和输送距离，提高输送机的爬坡能力，扩大输送机的使用范围如发展耐热耐寒的输送带，采用特殊的支架和托辊以便输送500公斤以上的货物，改善输送机的操作和提高管理的自动化程度，进一步降低输送机的能量消耗等等10。由于输送机是粮仓、船舶、工厂等最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比，具有运量大、连续输送等优点，而目运行可靠，易于实现自动化和集中化控制11。输送机已成为机电一体化技术与装备的关键

18、设备。随着我国工业的高速发展，原有的输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，要改善和提高运行性能，确保安全可靠。输送机现代的发展趋势是:输送量、运输距离和驱动装置的功率迅猛地增长12。随着全球经济的增长，输送机技术已成为当代科学技术发展的前沿之一。当今世界需要设计和生产“环保”型输送机，要求输送量大，并且要节约能量14。输送机技术进步的一个重要特点是基础研究发展为应用技术，进而实现商业化。轻型固定式胶带输送机是一种用途很广的连续输送设备，由于结构简单、使用成本低、维护方便等优点，广泛地使用于化工、轻工、食品、粮食、邮电等部门，可输送各种散状

19、物料和成件物品15。工作环境温度为-15C+40C。1.3 设计的主要内容 本文对输送机各个部分进行系统的理论分析，总结了输送机各部分主要原理和功能，进行设计计算。对输送机的结构型式、技术特性、安装尺寸和造型计算等均做了系统的分析研究。验证了重锤自动张紧系统的可行性，并总结了一定的经验，为将来产品的深入研究提供了理论和实践依据。本文主要设计的内容：1带式输送机设计计算的原始参数2带式输送机的设计计算理论和方法的研究，包括以下几方面：(1)输送能力的确定与输送带的初步选择以及托辊的类型、直径确定；(2)影响圆周驱动力与驱动功率计算中各阻力的分析。对长度小于80米带式输送机的阻力计算比较复杂，有许

20、多不能确定的参数，需要研究合理的计算方法。(3)输送带不打滑条件计算的分析，由于带式输送机驱动方式的多样性，(如单滚筒驱动和多滚筒驱动)，需要对其不打滑条件进行相应的处理，以取得相应合理地张力值，使输送带的总负荷不会偏差太大；(4)输送机布置方式及其各特征张力点计算方法的分析；3带式输送机各主要部件与辅助部件选型方法的分析研究。4利用单片机电控实现输送机电机的正反转和变速控制以及对物品的计数功能。第2章 总体方案论证2.1 机械部分的方案的论证2.1.1 重要机械部件的确定 输送机三种状态的特性分析：(1)启动时，胶带松边突然松弛，胶带会伸长，此伸长量须补偿，否则启动极不平稳，对胶带损伤很大。

21、(2)正常工作时，胶带必须保持足够张紧力，否则运行中容易跑偏、打滑。目前国内常见的带式输送机拉紧装置是螺栓拉紧装置，所以本设计采用螺栓摇把张紧装置。 图2-1螺栓张紧装置 2.1.2 传动方案的确定现阶段输送机的传动方案基本采用两种方案：方案1：采用传统设计用电机与减速器与传动滚筒相连这种方案的优点是运动规律、传动精度高、效率高、承载能力强、加工简单、维护简便、耗能小、更经济等，缺点是相较与电动滚筒占用空间比较大、噪声较大。方案2：采用电动滚筒电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机。电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、运转平稳、

22、工作可靠、密封。它的缺点是由于电机与减速器共同置于滚筒体内部所以，当电机与减速器需要维修时不方便。基于经济与维护等方面因素考虑方案1更符合本次设计要求，所以选择方案1作为输送机的传动装置。2.1.3 托辊的选择输送机以托辊为支承装置，其作用是支承输送带及带上的物料，减小带的垂度，使其能稳定运行。目前常用的上托辊由三个辊子组成的槽形托辊与由两个辊子组成的V 型托辊。槽型托辊适用于带宽较宽的输送机而V 型托辊适用与带宽小于300的输送机，槽型托辊轴材料采用冷拔圆钢，轴承座采用优质钢板冲压，密封结构采用PDC型，防尘、防水性能均优于国家相关标准。槽型托辊装配后辊子强度好，径向跳动量小，旋转阻力小，重

23、量轻，能耗低，使用寿命长，一般均超过30000小时,，所以选择槽型托辊。槽型托辊示意图如图2-2。图2-2槽型托辊示意图 2.1.4 总体结构的确定输送机的的布置形式如图2-3： 图2-3 带式输送机的典型布置形式采用不同结构形式输送带，则输送机对水平的允许倾角取决于被送物料与输送带之间的动摩擦系数，输送带的断面形状，物料的动堆积角，装载的方式和输送带的运动速度。本设计带长较短而且是室内工作工作环境比较稳定，不需要有倾角,整体结构如图2-4. 图2-4 输送机整体结构图2.2 电控部分的方案论证单片计算机是将电子计算机的基本环节，如：CPU，存储器，总线，输入输出接口等，采用集成电路技术集成在

24、一片硅基片上。由于单片计算机体积很小，功能强，因而广泛用于电子设备中作控制器之用。目前，大到导弹火箭国防尖端武器，小至电视机微波炉等现代家用电器，内中都毫无例外地运用单片计算机作为控制器，因此,从控制的观点，我们也常称它为单片控制器。单片微控制器的工作离不开软件，即固化在存储器中的已设计好的程序。所有带单片微控制器的电子设备，它的工作原理当然与具体设备有关.但它的最基本的原理是一样的，即；1)从输入接口接收来自外界的信息存入存储器。这些信息主要包括二部分：来自诸如温度压力等传感器的信息；来自人工干预的一些手动信息,如开关按钮等操作。2)单片微控制器中的CPU根椐程序对输入的数椐进行高速运算处理

25、。3)将运算处理的结果通过输出接口送去控制执行机构，如继电器，电机，灯泡等。当前这个过程不断重复着，即系统中的微电脑不断监视着各种信息，并及时作出不同的处理使系统正常运行。 为了方便实现本设计的控制功能，本设计选用单片机控制系统。第3章 输送机的设计计算设计主要参数：根据市场调查确定如下参数，输送物料：烟草输送机长度：输送量：3t/h 带速：工作环境：室内，环境温度大约在20左右，且灰尘较少；输送机布置形式：水平放置。3.1 输送机的计算3.1.1 带宽的计算对于散状物料，带宽的计算为公式：式中 所需输送量；3 物料松散密度， 输送带速度， ； k装载系数，一般取，取； y断面系数，将以上各值

26、代入公式得：取3.1.2 输送带宽度校核考虑输送的物料为成袋物品的形式，需要考虑物品的最大粒度，如果所运物料的粒度与带宽相比太大时，由于输送机的振动的影响，物料可能会散落，并导致设备故障。输送带宽度B和物料最大粒度之间应满足：式中 物料最大粒度，mm； 带宽，；查表3-1 ，代入上式 故，满足条件。故本设计所选取的满足以上的各种要求。 表3-1 各种带宽允许的最大物料粒度 mm带宽B30040050065080010001200允许的最大粒度 50801001301802503003.1.3 输送带最大的物料横截面积为了保证正常输送条件下输送带上的物料不散落，考虑如图3-1所示输送带上允许的最

27、大物料横截面积图3-1输送带最大物料横截面积输送物料时，输送带宽与带面堆料截面如图3-1，堆积面积按公式计算： 表3-2 断面系数托辊形式槽形两节式三节式=25=35=45动堆积角203020302030断面系数y0.1120.1320.1270.1460.1360.152注：物料动堆积角一般为其静堆积角的70%左右。由表3-2查得：取时，动堆积角，断面系数。将数据代入公式： 3.2 输送能力的计算输送机的输送能力按公式计算：将各值代入公式中得：3.3 圆周驱动力与驱动功率3.3.1 圆周驱动力输送机正常运转时，带条沿输送机线路运行的总阻力等于驱动滚筒的牵引力，即圆周驱动力，按公式计算： (3

28、-1)式中 主要阻力，N； 倾斜阻力，N； 特种主要阻力，N； 特种附加阻力，N； 与输送机长度有关的系数。查有关资料取1. 主要阻力输送机的主要阻力F是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生的阻力总和，按公式： (3-2)式中 模拟摩擦系数，查表得 ； 输送机长度(输送机的头尾中心距)； 承载分支托辊组每米长度旋转质量，；查手册得上托辊89，质量； 承载分支托辊间距，查表 ；所以： 回程分支托辊组每米长度旋转质量，；查手册得下托辊89，质量； 回程分支托辊间距，查表4 ；所以： 每米长输送带质量，初选输送带为4层，查资料得； 每米长度输送带物料质量，；将以上各值代入公式(3-2)

29、：表3-3 模拟摩擦系数安装情况工作条件f水平、向上倾斜及向下倾斜的电动工况工作环境良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦小0.020标准设计，制造、调整好，物料内摩擦系数小0.022多尘，低温，过载，带速高，安装不良，物料内摩擦大0.0230.03向下倾斜设计，制造正常，处于发电工况时0.0120.016表3-4 托辊直径、槽角和安装间距与带宽的关系带宽槽形输送机30040050065080010001200托辊直径6089槽角253545354535上托辊间距1000下托辊间距250030002500 3. 主要特种阻力主要特种阻力，包括托辊前倾(托辊前倾主要是防止输送带跑偏)的摩擦阻力

30、和被输送物料与导料槽栏板间的摩擦阻力两部分，按公式： (3-3)式中 前倾上托辊与前倾下托辊摩擦阻力之和，； 输送物料与导料槽栏板间的摩擦阻力，； (1)无前倾，即=0 (2)导料槽阻力： 无导料槽所以=0即4. 附加特种阻力附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力，按公式： (3-4)式中 清扫器个数，；(1)清扫器摩擦阻力，按公式：清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3 N/；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7，取0.6；代入数据得N将以上各计算结果代入公式(3-1)得：3.3.2 传动滚筒轴功率的计算按公式： (3-5)式中 传动滚筒轴功率，；空载功率；负载功率，;附加功率，

31、；托辊阻力系数，取；传动滚筒至尾部滚筒的中心距，；中心距修正值，取；除物料外，输送机单位长度内所有运动部件质量和， ，查表3-5 ；表3-5 输送机单位长度内所有运动部件质量之和W带宽30040050065080010001200W152025304050603.3.3 附加功率计算按公式：式中 清扫器阻力，N； 带速，m/s；导料槽长度， 输送带上每米长度物料的质量，kg/m，； 将以上各值代入上式计算出将计算出的值代入式(3-5)得：3.4 电动机功率计算按式 式中 传动总系数，取0.9；备用系数，取；将以上各值代入式得：本设计选用Y132S-6型三相异步电动机。3.5 输送带张力计算输送

32、机的布置形式即输送机的侧型。在设计输送机时，根据输送机的几何尺寸、传动滚筒的数量、拉紧装置结构和卸料方式以及安装地点的要求，尽量采用最简单的布置形式。3.5.1 输送带允许最大的下垂度计算最小张力在输送带自重和物料的作用下，输送带在托辊间总是有垂度的作用在输送带上的张力应足够的大；使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。如果悬垂度过大，带条在两托辊之间松弛变平，物料易撒漏和下滑，输送带的运动阻力也大为增加，所以在设计中规定了允许的最大悬垂度。一般规定输送带的最大悬垂度应满足：h/a=0.0050.02,本设计取0.02。 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力需按公

33、式计算：承载分支最小张力： 回程分支最小张力： 式中 输送机承载分支的托辊间距； 回程分支最小张力处；所以：载分支最小张力回程分支最小张力3.5.2 输送带不打滑条件输送机是靠皮带与带轮之间的摩擦力来传递运动和力的，在安装带传动时，须将带张紧；由于张紧力的存在，带与带轮的接触表面上就产生了正压力。当带传动开始工作时，带与带轮的接触表面有相对运动的趋势，因而在该接触面间就产生了摩擦力，传动轮的两边就产生了相应的紧边和松边，设紧边的张力为，松边为，则两边的拉力差为:由于输送机在非稳定状态下(启动和制动)，带条除受静张力作用外还受速度变化引起的附加动张力作用动张力与静张力叠加，可能引起带条在驱动滚筒

34、上的打滑，这种是不允许的，因为这会造成带条的下覆面胶层与滚筒覆面之间的强烈摩擦、发热而损坏，更主要的是会使滚筒与带条之间摩擦系数降低，以致造成输送机不仅难于继续传动，而且破坏了它的正常传动。为了防止这种状况的发生需要在圆周驱动力前乘以一个系数k；即根据柔体摩擦的理论，输送带的紧边和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示为: 式中 传动滚筒与输送带间的摩擦系数； 输送带在所有传动滚筒上的包角；综合上面两式可得：因此，为防止输送带的打滑，需在回程带上保持的最小张力应大于，即输送带最小张力，应按公式计算：式中 输送机满载启动时或制动时出现的最大圆周力，启动时启动系数， 取1.7；所以 式中 传动滚筒与输

35、送带间的摩擦系数； 输送带在所有传动滚筒上的尾包角，采用弧度；对于单滚筒驱动，取，即；综上所述，输送机最小张力由计算输送机各点张力，忽略附加阻力情况下，可得承载段最小张力为：稳定工况下最大张力 3.5.3输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）进行验算。承载分支回程分支式中 允许最大垂度，一般0.01；承载上托辊间距（最小张力处）；回程下托辊间距（最小张力处）。1.0（4.352+103.3）9.8/（80.01）=13187.37N3.04.3529.8/（80.01）=15993.6 输送带的选择与校核按公式

36、：式中 安全系数，取； 带芯径向扯断强度，表3-6取带芯种类：棉帆布芯，取，即每层厚度0.56mm；将各值代入公式得： 取层 与初选相同表36 薄型带技术参数带芯种类棉帆布芯维纶帆布芯维纶整芯维纶减层芯经向扯断强度18253556365070112120240224336每层厚度mm050.560.851.20.40.50.60.85231.11.6输送带选型满足输送带的强度要求即带式输送机输送带上所承受的最大张力值应小于输送带所能承受的纵向扯断强度。 织物芯带强度校核织物芯带强度校核按公式：式中 输送带最大张力，N； 输送带宽度，mm； 输送带纵向扯断强度，N/(mm层)； 稳定工况下，织物

37、芯带的静安全系数，棉帆布芯带n=89，尼龙、聚酷帆布芯带；将以上各值代入公式得： N/(mm层)所以选择棉帆布芯的输送带N/(mm层)，能满足要求。3.7 张紧装置的选择和计算拉紧力的计算拉紧装置在驱动滚筒之后，所以拉紧力，拉紧力，这个拉紧力只考虑带式输送机在满载正常运行情况下的拉紧力，当启动时，所需要的拉紧力，按公式：将各值代入公式得：所以： 所以螺栓的尾端分别有一个摇把而且滚筒下方还有一个承载小车以便增大扭矩减小操作时的作用力.通过以上校核螺栓张紧装置满足设计要求，选择螺栓张紧装置。3.8 滚筒的设计 输送机的滚筒分为传动滚筒与改向滚筒两类，作为输送机的动力传递装置 与输送带的改向装置，是

38、重要的功能部件。1.传动滚筒（1） 求轴上的功率,转速和转矩 由于输送带速度为，而滚筒圆直径为，因此传动滚筒角速度： 传动轴与减速器的输出轴两者转速相同，即：。而减速器的输入轴是通过联轴器与电动机主轴联接，两者转速也相同，即：。因此减速器的总传动比： 根据电动机功率、传动比选择减速器型号为YDC-160。联轴器传动效率 若取每级齿轮传动的效率(包括轴承效率在内)=0.97，则 则轴的角转速（2） 轴的最小直径的确定 式中 P轴转递的功率，单位为 n轴的转速 空心轴的内径与外径之比，通常取0.5 轴的材料为，。于是得 (3)滚筒体厚度的计算 选Q235A钢板用作滚筒体材料，并取。对于Q235A刚

39、，=235N/，则=58.75N/。式中 P功率，; 带速，; l筒长，mm, R=; 许用应力，N/表3-7 带式输送机宽度与筒长对应表输送带宽度800100012001400滚筒长度950115014001600由表3-7可知 滚筒长度l=950mm,取(4) 滚筒筒体强度的校核 已知 功率P=7.2kW,带速筒长l=950mm,直径D=500mm，筒体厚度t=10mm,材料为Q235钢板。 由式 式中 圆周驱动力； 由式 输送带与滚筒之间的摩擦系数，按潮湿空气运行取 滚筒的包角，一般在之间，现取。由此可以得出：。,紧边拉力； 松边拉力；代入得, ;平均张力的近似式为滚筒所受转矩；设输送带

40、平均张力沿滚筒长度均匀地分布在滚筒上，则滚筒单位长度上受的力 因此 因 W抗弯曲截面模数，滚筒抗弯截面模数应按圆柱壳理论选取：因此 式中 R壳(滚筒)的平均半径，mm; t壳(滚筒)的厚度，mm;则 正应力 根据第四强度理论，合成弯矩可以写成；式中 弯矩作用下的正盈利，；扭矩作用下的剪切应力， 许用应力，按第四强度理论，取。通常筒体均为Q235A钢制造，该钢的；其许用应力为根据第四强度理论，合成弯矩可以写成：计算强度校核通过。2. 尾部改向滚筒选择用于改变输送带的运行方向和增加输送带与传动滚筒的包围角。改向滚筒直径匹配（部分表）表3-8 尾部改向滚筒带宽传动滚筒直径180尾部改向滚筒直径500

41、5004006505004006305008005004006305008006301000800可从表中查出500mm传动滚筒匹配的尾部改向滚筒直径为400mm。选用材料与及壁厚传动滚筒相同。故强度校核通过。3. 头部改向滚筒选择头部改向滚筒的选型根据带宽、改向滚筒的合张力根据表4-7选择。表3-9 头部改向滚筒带宽D许用最大负荷 N30016460002408000400164600024080005001646000240800065016457002401300080016470002401300032018000100016462003201800012001645200320180

42、00本设计选择，许用最大负荷13000N的改向滚筒，如图4-3。图4-3头部改向滚筒其最大负荷为13000N 故强度校核通过。第4章 输送机其他主要零件的设计4.1 托辊4.1.1 静载计算静载计算按公式：承载分支：回程分支：式中 承载分支托辊静载荷，N；承载分支托辊间距，m, ； 辊子载荷系数，表4-1 ； 带速；每米长输送带质量，；I输送能力，；回程分支托辊间距，取；将各值代入公式得：查有关资料，上托辊89mm,L=315mm，承载能力1250N能满足要求。查有关资料，下托辊89mm, ,L=950mm，承载能力1700N能满足要求。表4-1 辊子载荷系数e托辊型式e一节辊1二节辊063三

43、节辊084.1.2 动载计算动载计算按公式： 承载分支：回程分支：式中 运行系数，表4-2 ； 冲击系数，表4-3 粗估， 工况系数，表4-4；将各值代入公式得：表4-2 运行系数f运行条件，每天运行小时f669916160.81.01.11.2图4-1 槽型上托辊图4-2 下托辊表4-3冲击系数f物料粒度带速22.53.153.5456.501001.001.001.001.001.001.001.051001501.021.031.061.071.091.131.23150300细料中有少量大块1.041.061.111.121.161.241.39150300块料中有少量大块1.061.

44、091.141.161.211.351.571503001.201.321.571.701.902.302.94表4-4 工况系数f工况条件f正常工作和维护条件有磨蚀或磨损性物料磨蚀性较高的物料1.001.101.154.1.3 托辊的额定负荷和最大转速托辊的实际负荷按公式：式中 托辊的实际负荷，kN； 输送带单位长度质量，； 物料单位长度质量，； 重力加速度，； 托辊间距，；系数，根据物料块度选择， ，取；系数，根据环境干湿程度选择，取；系数，根据工作时间长短选择，取；系数，根据带速快慢选择，取；将以上各值代入公式得：根据表4-5 带宽时，满足条件。表4-5 I值带宽300400500650

45、80010001200平行托辊1150115011001100110018001800槽形托辊15501550235023502350400040004.2 支架类装置支架包括滚筒支架及各种中间架，用以支撑输送机上的各功能部件。支架的选择以输送带、传动滚筒与改向滚筒、托辊等已知参数来选择滚筒支架及各种中间架。带式输送机机架有落地式和绳架吊挂式两种结构。落地式机架又有固定式和移动式两种。选煤厂主要采用固定落地式机架。固定带式输送机的机架是用角钢和槽钢焊接而成的结构件。按照机架的用途，可分为头架、尾架、中间架和驱动装置架。图4-3 机架的总体结构第5章 单片机控制5.1 单片机的主要控制原理 单片

46、机具有功能强、体积小、成本低、功耗小等特点，使它在工业控制、智能仪器、节能技术改造、通信系统、信号处理及家用电器产品中都得到了广泛应用。另外，单片机在很大程度上改变了传统的设计方法，以往采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，大部分功能单元都可以通过对单片机硬件功能的扩展及专用程序的开发，来实现系统提出的要求，这意味着许多电路设计问题将转化为程序设计问题。目前，由于Intel公司向许多厂商转让了8051微处理器的生产权，从而派生出百余种该系列的芯片，它们既保留8051核心结构又增加了各个厂家的专用功能，或在原来功能基础上加以补充，使其速度更快、功耗更低、封装多样、资源丰富，如HashROM、A/

47、D、PSW、12C、CAN等专用功能模块；又由于市场上向用户提供了软件包和硬件接口，为用户使用此类型的单片机提供了很多便利条件。本设计采用ATMEL公司生产的单片机AT89S52见图5-1对其进行控制，此单片机相比其他而言具有功耗低、速度快的特点，更是适用于此设计。 图5-1单片机AT89S525.2 电机的正反转控制 本设计采用上海中达电通公司生产的VFD-E型三相交流电机驱动器来驱动电机，电机正反转控制采用ULN2003，引脚1：DCM数字控制信号，引脚2：MI1正转控制信号，引脚3：MI2 反转控制信号，引脚1接地，开始正转，放开停止，引脚2接地，开始反转，放开停止，见图5-2 图5-2

48、电机正反转控制电路5.3 电机的调速控制 电机部分控制采用一个变频器来进行无级变速，AD5259是AD公司生产的数字电位计，用于调速，I2C通信接口，利用P3.0和P3.1脚模拟I2C时序来进行控制，引脚1：ACM模拟信号，,引脚2：变频器+10V端子，引脚3：变频器AVI接口，见图5-3图5-3变频器连接电路5.4 检测与计数功能的实现本设计在检测和计数方面采用红外线接收管来实现对带速的检测和对物料的输送量进行计算。红外线接收管是一种将红外线光信号变成电信号的半导体器件它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接收入射光线，PN结面积做的尽量比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结身很浅，一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小，称为暗电流。当有光照时携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对（简称光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得