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1、第 III 页辽宁科技大学本科生毕业设计说明书 带式输送机的电气传动系统设计摘 要 带式输送机在现代物流和国民经济各部门当中发挥着极其重要的作用,随着带式输送机向高速、长距离、大运量的快速发展，对传动系统的的要求也越来越高，传动系统直接影响到输送机整机的工作可靠性及运行稳定性。这一系列的要求促进了如今带式输送机的快速发展。 本设计针对带式输送机的现状，采用PLC对带式输送机进行控制，通过电动机对传动系统提供动力，变频器控制电动机的转速。本文在介绍了带式输送机的基本结构的基础上还深入分析了带式输送机的工作原理，阐述了变频器的特点及优点，其中重点研究了输送机传动系统的设计方案,选择西门子公司的 S
2、7 系列 PLC 作为系统的中控单元，并根据中控单元选择了相应的附件。根据皮带的运量、带速、胶带强度等参数计算出了带式输送机的运行功率，选择了电动机型号。依据电机参数通过计算得出需要的变频器型号。带式输送机具有跑偏、欠速、撕裂等保护功能，据此选择了相应的传感器,最后对本论文的研究进行了总结。 关键词： 带式输送机 电气传动系统PLC控制 变频器 电动机 Abstract Belt conveyorplays an extremely important role inmodern logistics all sectors of the national economy,As the belt
3、 conveyorto therapid development of high speed,long distance,large capacity,the transmission systemof theincreasingly high demands,and requirements of the transmission system are also getting higher and higher, transmission system directly affect the whole machine working reliability and the operati
4、on stability of the machine.This series of requirementsto promote the rapid development ofthebelt conveyor. The design for the status quo of belt conveyor,Using PLC to control thebelt conveyor,themotor provides the powerfor the transmission system,and the inverter control motor speed.This paper intr
5、oduces the basic structure of the belt conveyor on the in-depth analysis of the working principle of belt conveyor,also describes the featuresand advantages ofinverter ,Which focuses on thedesign ofthe driving system of the conveyer.Finally, this paper summarizes and prospects.Keyword: belt conveyor
6、 electric drive system PLC control Frequency converter Motor目录摘 要IAbstractII1绪论11.1 本设计的研究背景及意义11.2 论文的主要研究内容11.3 国内外研究现状22带式传输机的概述32.1带式传输机的定义32.2带式输送机的分类32.3 带式输送机的结构32.4 带式输送机的现状与发展趋势53变频器的简介63.1变频器的定义63.2变频器的分类63.3变频器的基本原理63.4变频器的选型原则和注意事项73.5通用变频器调速系统电动机容量的选择83.6变频调速的基本原理94传动系统的选择与计算124.1PLC选型1
7、24.2电机选型134.3变频器的选型154.4传感器的选型185系统电路图215.1皮带输送机控制系统框图215.2电气原理图215.3变频器端子接线图22结论24致谢25参考文献26第 27 页辽宁科技大学本科生毕业设计说明书1绪论1.1 本设计的研究背景及意义 带式输送机自1795年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用。特别是第二次工业革命带来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立局面，并成为各国争先发展的行业。带式输送机
8、因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期使它更加具有竞争力。 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设
9、的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。 随着自动化技术的不断发展，带式输送机将向现代化、智能化、安全化、方便可靠化的方向发展，交流拖动控制系统和变频调速控制在输送机械中必将得到更为广泛的应用，因此对输送机机控制系统进行研究具有重要的现实意义。1.2 论文的主要研究内容 本设计针对带式输送机的现状，采用PLC对带式输送机进行控制，通过电动机对传动系统提供动力，变频器控制电动机的转速。本文在介绍了带式输送机的基本结构的基础上还深入分析了带式输送机的工作原理，阐述了变频器的特点及优点，其中重点研究了输送机传动系统的设计方案,通过给定参数及要求，经过计算，对电动机、
10、变频器、传感器进行选型，最后对本论文的研究进行了总结。1.3 国内外研究现状 八十年代末期以来,我国的矿用带式输送机也有了很大的发展,对其关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ、SSJ、STJ、DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列，如国家“七五”攻关 项目大倾角带式输送机成套设备、“九五”攻关项目-高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都填补了国内空白，开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了多种软起动
11、和制动装置及以PLC 为核心的可编程电控装置。但与国外相比，其机型一般都偏小，特别是带速通常均不超过4m/s，对高带速输送机及其动态设计与计算机监控等关键技术问题缺乏实践经验。由于带速普遍较低，许多设计单位仍延用以往的静态设计法，用加大输送带安全系数的方法来提高设计的可靠性，其结果不仅增大了设备成本，而且降低了设备运行的可靠性。此外，我国输送机制造企业追求小而全模式，未能像国外一样形成大规模的元部件专业生产厂或加工中心，致使元部件设计与制造水平得不到有效提高。建立带式输送机的输送带在起动和停机过程中的动力学方程,求解输送带上不同点随时间推移所发生所的变化找出变化剧烈的张力波可能造成的破坏，这就
12、是带式输送机的动态分析。动态分析技术是一门综合性学科，不仅要对整机运行全过程的动态特性进行分析更重要的是对其涉及到的基础理论，运用现代先进技术进行系统研究，是当今世界的高新技术。 2带式传输机的概述2.1带式传输机的定义 带式输送机又叫做胶带输送机，它是一种以摩擦力作为驱动力，并以连续方式运送物料的机械设备。2.2带式输送机的分类 TDII型固定式带式输送机 QD80轻型固定式带式输送机 普通型 DX型钢绳芯带式输送机 U型带式输送机 带式输送机 管形带式输送机 气垫带式输送机 特种结构性 波状挡边带式输送机 钢绳牵引带式输送机 压带式带式输送机 其他类型 2.3 带式输送机的结构 带式输送机
13、的基本组成： 输送带 托辊 滚筒及驱动装置 制动器 张紧装置 装载及卸载 清扫器 图2.1 带式输送机整机结构图 输送带：经常使用的有橡胶带及塑料带。橡胶带一般在环境温度为-1540摄氏度之间工作。并且物料的温度不能超过50摄氏度，如果超过50摄氏度以上的话，订货的时候需要向厂家告知，换用耐高温材料的输送带。输送散粒状物料的倾角在12度24度之间。需要大倾斜角输送物料时则可采用裙边带。塑料带耐油、耐酸、耐碱等方面的优点，但是对气候的适应性方面较差，并且容易打滑及易老化。带宽是带式输送机的主要技术参数。 托辊：主要包含缓冲托辊、槽形托辊和调心托辊等。缓冲托辊安装在受料部位，用来减小物料对输送带的
14、冲击力；槽形托辊的作用是支承承载分支，用来运输散粒物料；调心托辊是用来调整输送带横向位置的，防止输送带跑偏； 滚筒：一般分为驱动滚筒及改向滚筒两种。驱动滚筒主要是用来为输送机传递动力的。分为单滚筒、双滚筒及多滚筒等。改向滚筒主要用来改变输送带输送方向的。 张紧装置 ：作用主要为了使输送带达到所需的张力，避免在驱动滚筒上面打滑，并保证输送带在托辊间挠度在规定范围之内。主要包括车式拉紧装置、重锤张紧装置及螺旋张紧装置。 驱动装置：主要包含电动机、减速器、联轴器或者液力耦合器、逆止器或者制动器等。2.4 带式输送机的现状与发展趋势 我国生产的带式输送机的品种、数量及类型比较多。在“八五”这段期间内,自国家“日产万吨综采设备”项目的开展和实施,我国带式输送机的技术水平相比之前有了较大的提升,煤矿、井下等使用的大功率、长距离类型的带式输送机关键技术的研究以及新产品开发方面都取得了相当大的进展。例如长距离、大功率的输送机成套设备、工作面顺槽可伸缩的高效高产带式输送机等都填补了国
