礦山機(jī)電畢業(yè)論文（含外文翻譯）礦用下運(yùn)帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　礦用下運(yùn)帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　ELECTRIC CONTROL SYSTEM FOR MINE BELT CONVEYOR UNDER DESIGN</p><

2、;p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 礦山機(jī)電 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p&g

3、t;　　完成日期 年 月 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 68 頁（其中：外文文獻(xiàn)及譯文 23 頁） 圖紙共 1 張 </p><p><b>　　遼寧工程技術(shù)大學(xué)</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：

4、《 》畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容真實(shí)、可靠，系本人在 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)全部責(zé)任。</p><p><b>　　學(xué)生簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　

5、遼寧工程技術(shù)大學(xué)</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：我已按學(xué)校相關(guān)規(guī)定對(duì) 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的選題與內(nèi)容進(jìn)行了指導(dǎo)和審核，確認(rèn)由該生獨(dú)立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)指導(dǎo)教師相關(guān)責(zé)任。</p><p><b>　　指導(dǎo)教師簽名：</

6、b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連續(xù)輸送機(jī)械之一。由于下運(yùn)帶式輸送機(jī)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上對(duì)生產(chǎn)相對(duì)有優(yōu)勢(shì)，因此備受關(guān)注，已成為地面選煤廠和煤礦井下煤炭運(yùn)送的主要設(shè)備，但長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用仍需要進(jìn)一步的完善。本文分析了

7、常用帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀和技術(shù)難點(diǎn),特別是大型帶式輸送機(jī)的核心技術(shù)(包括帶式輸送機(jī)可控軟起動(dòng)技術(shù)與制動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù))、設(shè)備性能及其可靠性、壽命等。電氣控制系統(tǒng)是帶式輸送機(jī)的控制核心，其工作的可靠性將直接影響帶式輸送機(jī)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止以及正常運(yùn)行。本課題在分析研究了下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)基礎(chǔ)上，針對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)，通過PLC與變頻器的組合系統(tǒng)控制下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行，有效控制和及時(shí)檢測(cè)下運(yùn)帶式輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)沿

8、停、跑偏、超速、撕帶、打滑、超溫、煙霧等故障。</p><p>　　關(guān)鍵詞：下運(yùn)帶式輸送機(jī)；電氣控制系統(tǒng)；故障監(jiān)測(cè)；PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　It is one of the largest continuous conveyor transport machinery transmiss

9、ion capacity. Due to downward belt conveyor technically and economically to produce relative advantage, so much attention, it has become ground coal preparation plant and coal mine coal major equipment deliveries, but lo

10、ng-distance, large capacity under the transport belt Design and Application of conveyor still needs further improvement. This paper analyzes the current situation and technical difficulties common belt conv</p>&l

11、t;p>　　Keywords: lower transport belt conveyors; electrical control systems;fault monitoring;PLC</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)背

12、景及意義1</p><p>　　1.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的介紹1</p><p>　　1.2.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2.2 運(yùn)行工況2</p><p>　　1.2.3 可控啟動(dòng)系統(tǒng)2</p><p>　　1.2.4 制動(dòng)控制系統(tǒng)3</p><p>　　1.3

13、 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容4</p><p>　　2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的電氣設(shè)備概述4</p><p>　　2.1 運(yùn)行阻力計(jì)算5</p><p>　　2.2 電動(dòng)機(jī)選型及其特性6</p><p>　　2.2.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定6</p><p>　　2.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性6</p>&l

14、t;p>　　2.2.3 電動(dòng)機(jī)的固有啟動(dòng)特性8</p><p>　　2.2.4 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速機(jī)械特性9</p><p>　　2.2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性10</p><p>　　2.3 變頻器選型設(shè)計(jì)12</p><p>　　3 故障監(jiān)測(cè)及傳感器的選型15</p><p>　　3.1 堆煤傳感

15、器15</p><p>　　3.2 輸送帶跑偏16</p><p>　　3.3 輸送帶打滑18</p><p>　　3.4 下運(yùn)帶式輸送機(jī)超速18</p><p>　　3.5 輸送帶撕裂19</p><p><b>　　3.6 斷帶20</b></p><p>

16、　　3.7 速度檢測(cè)20</p><p>　　3.8 物料的滾滑21</p><p>　　3.9 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的超溫、煙霧保護(hù)21</p><p>　　3.10 拉線急停開關(guān)23</p><p>　　3.11 自動(dòng)灑水裝置23</p><p>　　3.12 皮帶張緊裝置23</p><

17、p>　　4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)24</p><p>　　4.2 PLC的選型設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.2.1 CPU的選擇24</p><p>　　4.2.2 數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊27</p><p>　　4.2.3 模擬量模

18、塊28</p><p>　　4.2.4 PLC控制變頻器硬件圖29</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.1 控制系統(tǒng)流程圖30</p><p>　　5.1.1 控制系統(tǒng)30</p><p>　　5.1.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行工況流程圖30</p>

19、<p>　　5.2 程序設(shè)計(jì)37</p><p><b>　　6 結(jié)論42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　附錄A46</b></p><p><b>　　附錄B55</b></p

20、><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)背景及意義</p><p>　　帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連續(xù)輸送機(jī)械之一。其具有運(yùn)輸能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，沿傾斜向下運(yùn)送物料，采用帶式輸送機(jī)的越來越多，帶式輸送機(jī)在煤礦生產(chǎn)過程中起著重要的作用，特別是

21、下運(yùn)帶式輸送機(jī)在煤礦井下已得到廣泛應(yīng)用。近年來，煤礦井下采用帶式輸送機(jī)沿傾斜向下運(yùn)送煤炭的愈來愈多，這是由于帶式輸送機(jī)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上對(duì)生產(chǎn)有優(yōu)勢(shì)，因此倍受關(guān)注。下運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)，不僅有利于煤田開采，且可大大減少巷道工程量和建井周期，縮短運(yùn)距，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在分析研究下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠提供可調(diào)的

22、、平滑的而無沖擊的起動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩的要求，通過對(duì)國內(nèi)外常用的幾種可控的起動(dòng)與制動(dòng)裝置功能及特點(diǎn)的比較，闡明若制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的不合理，很容易發(fā)生飛車事故，給生產(chǎn)帶來極大地危害。同時(shí)，與水平及上運(yùn)帶式輸送機(jī)相比，下運(yùn)帶式輸送機(jī)在空載或運(yùn)量較少時(shí)，主電動(dòng)機(jī)可能處在電動(dòng)狀態(tài)；運(yùn)量較 多或滿載時(shí)，主電動(dòng)機(jī)卻又可能處在發(fā)電狀態(tài)。因此，進(jìn)一步研制開發(fā)具有一定先進(jìn)性、可靠性、高效性的下運(yùn)帶式輸送機(jī)已成為煤機(jī)市場(chǎng)的一種迫切需求。</p>

23、<p>　　1.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的介紹</p><p>　　1.2.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)</p><p>　　帶式輸送機(jī)主要由輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置 (電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器等) 、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥組、拉緊裝置、卸料器、機(jī)架、漏斗、導(dǎo)料槽、安全保護(hù)裝置以及電氣控制系統(tǒng)等組成。</p><p>　　1-電機(jī)滾筒，2-頭架，3-拍打裝置，4-凸弧中間

24、段，5-壓帶輪，6-中間架，7-中間架支腿，</p><p>　　8-波狀擋邊膠帶，9-凹弧中間架，10-加料段，11-改向滾筒，12-尾架，13-張緊裝置</p><p>　　圖1.1下運(yùn)帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.1.1 The structure of belt conveyer</p><p>　　1.2.2 運(yùn)行

25、工況</p><p>　　(1)滿載運(yùn)行：正常滿載運(yùn)行時(shí),輸送帶承載段各部分都達(dá)到額定負(fù)荷,系統(tǒng)處于最困難工況,下運(yùn)帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　(2)空載運(yùn)行：正?？蛰d運(yùn)行時(shí),輸送帶各段都無載荷,下運(yùn)帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　(3)超載運(yùn)行：設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮輸送機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該有較好的過載能力。一般要求輸

26、送帶上的物料超過額定載荷10%時(shí)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。同樣,在該工況下下運(yùn)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài),與滿載運(yùn)行工況相比，情況更為惡劣。</p><p>　　1.2.3 可控啟動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　可控起動(dòng)過程如下：當(dāng)帶式輸送機(jī)要起動(dòng)時(shí)，先開動(dòng)液壓泵站，通過電液比例閥控制盤形制動(dòng)器的壓力，使閘瓦離開行星輪系中的內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪處于浮動(dòng)狀態(tài)，在空載狀態(tài)條件下，帶式輸送機(jī)的電機(jī)

27、啟動(dòng)后，通過錐齒輪副帶動(dòng)太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)輸出軸轉(zhuǎn)速為零；當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完畢，通過電液比例壓力閥逐漸減少油缸壓力，閘瓦逐漸對(duì)內(nèi)齒輪施加摩擦力矩，當(dāng)力矩大到某一值時(shí)，輸出軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　為適應(yīng)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的特殊要求，驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該具有良好的起動(dòng)特性。本設(shè)計(jì)采用液體粘性軟起動(dòng)裝置。</p><p>　　液體粘性軟起動(dòng)裝置是利用液體的粘性即油膜剪切

28、力來傳遞扭矩的，其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，其結(jié)構(gòu)主體由主、從動(dòng)軸，主、從動(dòng)摩擦片，控制油缸、彈簧、殼體封件等組成。當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)，如果需要負(fù)載轉(zhuǎn)速低，傳遞轉(zhuǎn)矩小，則使油膜厚度加大；如果需要負(fù)載轉(zhuǎn)速高，傳遞轉(zhuǎn)矩大，則使油膜厚度減??；如果需要轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即為同步傳動(dòng)，則使油膜厚度為零。</p><p>　　1一輸入軸;2一殼體;3一控制油缸;4一彈簧;</p><p>　　5一主動(dòng)摩擦片

29、;6一從動(dòng)摩擦片;7一輸出軸</p><p>　　圖1.2液體粘性軟起動(dòng)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.1.2 Schematic drawing of hydroviscous softstart device</p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)為：①滿足對(duì)于帶式輸送機(jī)可控起動(dòng)的要求；電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)，以減小對(duì)電氣和機(jī)械的沖擊；②正常運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)效率可達(dá)100%

30、；③液粘軟起動(dòng)裝置能提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動(dòng)力矩；④液粘軟起動(dòng)裝置與電動(dòng)機(jī)具有良好的匹配特性，充分使用電動(dòng)機(jī)的最大力矩；⑤配套專用電控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率相互平衡；⑥可以達(dá)到帶式輸送機(jī)的無級(jí)調(diào)速，以滿足驗(yàn)帶等不同的工作需要；⑦帶式輸送機(jī)過載時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過載保護(hù)功能；⑨正常工作時(shí)不需水冷卻系統(tǒng)，大大節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，利于設(shè)備維護(hù)；⑩能實(shí)現(xiàn)煤礦井下防爆，增強(qiáng)礦井安全。</p><p>　　1.2.4 制動(dòng)

31、控制系統(tǒng)</p><p>　　下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制單元、制動(dòng)單元、皮帶輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和信號(hào)傳感反饋單元。當(dāng)控制單元得到主控信號(hào)；要求液壓制動(dòng)器實(shí)施制動(dòng)，即向皮帶輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)輸出一個(gè)制動(dòng)力矩，則控制單元發(fā)送一定值得電流與電壓信號(hào)，然后由信號(hào)傳感單元反饋加速信號(hào)與速度信號(hào)到控制單元中，控制單元即可按一定的指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)對(duì)力矩的調(diào)節(jié)功能，使皮帶輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)滿足工況要求。</p>

32、<p>　　下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全與可靠運(yùn)行,主要體現(xiàn)在以下七個(gè)方面：</p><p>　?。?）制動(dòng)力矩可控；</p><p>　?。?）具有斷電可靠制動(dòng)；</p><p>　?。?）具有定車功能；</p><p>　?。?）具有重載起車制動(dòng)力矩零速保持功能；</p><p>　　（5）實(shí)現(xiàn)多機(jī)制動(dòng)力矩平衡

33、；</p><p>　?。?）易實(shí)現(xiàn)井下防爆要求；</p><p>　　（7）盡量做到節(jié)能。</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 </p><p>　　本論文的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　（1）首先介紹本文的研究背景和意義，同時(shí)對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)進(jìn)行介紹，最后給出了本文的研究?jī)?nèi)容。</

34、p><p>　?。?）對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與分析。</p><p>　?。?）下運(yùn)式輸送機(jī)故障檢測(cè)以及對(duì)傳感器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，并對(duì)各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。</p><p>　?。?）分別對(duì)PLC控制系統(tǒng)硬件、軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）對(duì)本文的工作進(jìn)行總結(jié)，并在總結(jié)的基礎(chǔ)上對(duì)下一步工作進(jìn)行展望。</p>&

35、lt;p>　　2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的電氣設(shè)備概述</p><p>　　2.1 運(yùn)行阻力計(jì)算</p><p><b>　　表2.1原始參數(shù)表</b></p><p>　　Tab.2.1 original parameter list</p><p><b>　　基本參數(shù)計(jì)算：</b></p&

36、gt;<p>　?。?）每米膠帶質(zhì)量取15kg/m。 </p><p>　?。?）每米膠帶貨載質(zhì)量q：</p><p>　　當(dāng)己知設(shè)計(jì)運(yùn)量和帶速時(shí)，物料的線質(zhì)量由下式求得:</p><p>　　=kg/m （2-1）</p><p>　?。?）上下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分每米質(zhì)

37、量，：</p><p>　　由前述托輥組的選擇情況可知:</p><p>　　= （2-2）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中，，一承載分支托輥輥?zhàn)有D(zhuǎn)部分質(zhì)量，取18kg。</p>&l

38、t;p>　　運(yùn)行阻力包括兩部分，一部分是摩擦阻力；一部分是由下滑力引起的阻力，由摩擦力引起的阻力總是為正。</p><p><b>　　重段阻力：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　空段阻力：</b></p><p>&l

39、t;b>　?。?-5） </b></p><p>　　式中，一重段運(yùn)行阻力，N；</p><p>　　一空段運(yùn)行阻力，N；</p><p>　　“”一向上運(yùn)行取“+”，向下運(yùn)行取“一”；</p><p><b>　　g一重力加速度，；</b></p><p>　　一帶式輸送機(jī)安

40、裝傾角。</p><p>　　2.2 電動(dòng)機(jī)選型及其特性</p><p>　　2.2.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定</p><p>　　由于煤礦環(huán)境的特殊需要，膠帶輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)大部分都選取三相異步隔爆型電動(dòng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)滾筒功率為：</p><p>　　kw （2-6）</p><p>　　因此，選擇Y

41、B315L2-4型隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，其各項(xiàng)參數(shù)為：電機(jī)功率200KW、額定電壓380V、額定電流354.7A、額定轉(zhuǎn)速1485r/min。</p><p>　　2.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性</p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉(zhuǎn)子電路中不串聯(lián)任何電阻或電抗時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性，如圖2.1所示為三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線

42、，從特性曲線可以看出，曲線有四個(gè)特殊點(diǎn)可以決定特性曲線的基本形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)如下所示：</p><p>　　圖2.1異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性圖</p><p>　　Fig.2.1 Inherent mechanical characteristics of asynchronous motor</p><p><b>　?。?）T=

43、0</b></p><p><b>　　n=n0（S=0）</b></p><p>　　為電動(dòng)機(jī)的理想空載工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n0=1500r/min。</p><p><b>　?。?）T=TN</b></p><p>　　n=nN=1485r/min(S=SN)</p&g

44、t;<p>　　為電動(dòng)機(jī)的額定工作點(diǎn)，此時(shí)額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率分別為： </p><p>　　(2-7) </p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　?。?）T=Tst，n=0（S=1），為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)工作點(diǎn)。其計(jì)算公式為：</p><p

45、><b>　　(2-9)</b></p><p>　　可見，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與U、R2、及X20有關(guān)。當(dāng)施加在定子每相繞組上的電壓U降低時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯減??；當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻適當(dāng)增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又會(huì)增大；而轉(zhuǎn)子電抗增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩則會(huì)大為減小，這是我們不需要的。通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比：</p><p><b>　?。?-10

46、）</b></p><p>　　作為衡量異步電動(dòng)機(jī)能力的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，一般λst=1.0-1.2。因此：</p><p>　　（4）T=Tmax，n=nm（S=Sm），為電動(dòng)機(jī)的臨界工作點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)遇到短時(shí)沖擊負(fù)載，如果沖擊負(fù)載轉(zhuǎn)矩小與最大電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)仍能運(yùn)行，而且電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載也不會(huì)引起劇烈發(fā)熱。通常把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比：</

47、p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力系數(shù)。它表征了電動(dòng)機(jī)能夠承受沖擊負(fù)載的能力大小，是電動(dòng)機(jī)的又一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)。各種電動(dòng)機(jī)的過載能力系數(shù)在國家標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，如普通的Y系列籠型異步電動(dòng)機(jī)的λm=2.0-2.2，供起重機(jī)械和冶金機(jī)械用的YZ和YZR型繞線異步電動(dòng)機(jī)的λm=2.5-3.0.</p><p&g

48、t;　　結(jié)合公式2-12得：</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，用公式2-12計(jì)算機(jī)械特性，稱為轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性的實(shí)用表達(dá)式，也叫規(guī)格化轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性。</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　2.2.3 電動(dòng)機(jī)的固有啟動(dòng)特性</p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處

49、于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以最快的相對(duì)速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出很大的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流。一般啟動(dòng)電流可達(dá)到額定電流的5~7倍。但因啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)差率=1，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大，一般。異步電動(dòng)機(jī)的固有啟動(dòng)特性如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2異步電動(dòng)機(jī)的固有啟動(dòng)特性圖</p><p>　　Fig.2.2 Startup

50、characteristics inherent induction motor</p><p>　　2.2.4 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速機(jī)械特性</p><p>　　改變定子電源頻對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的影響是比較復(fù)雜的，下面僅定性的分析的近似關(guān)系。根據(jù)，，，并注意到上式中，，且一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持恒值，為此在改變頻率的同時(shí)，電源電壓也要保持不變，使等于常數(shù)，這實(shí)質(zhì)上是

51、使電動(dòng)機(jī)氣隙磁通保持不變。在上述條件下就存在，，，和不變的關(guān)系，即隨著頻率的降低，理想空載轉(zhuǎn)速要減小，臨界轉(zhuǎn)差率要增大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要增大，而最大轉(zhuǎn)矩維持不變，如圖2.3。</p><p>　　圖2.3變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖</p><p>　　Fig.2.3 Mechanical properties when Frequency</p><p>　　2.2.5 三相

52、異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性</p><p><b>　?。?）反饋制動(dòng)</b></p><p>　　當(dāng)某種原因?qū)е庐惒诫妱?dòng)機(jī)的運(yùn)行速度高于它的同步速度，即n>n?，且時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)就進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，顯然，這時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的方向相反，電流改變了方向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變了方向，即T與n的方向相反，T起制動(dòng)作用。反饋制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)從軸上吸收功率后，小

53、部分轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子銅耗，大部分則通過空氣氣隙進(jìn)入定子，并在供給定子銅耗和鐵耗后反饋給電網(wǎng)。所以，反饋制動(dòng)又稱發(fā)電制動(dòng)。這時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖2.4所示。由于T為負(fù)，S<0，所以，反饋制動(dòng)的機(jī)械特性曲線是電動(dòng)狀態(tài)機(jī)械特性曲線向第二象限的延伸。</p><p>　　圖2.4反饋制動(dòng)狀態(tài)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖</p><p>　　Fig.2.4 Regenerative braking

54、state asynchronous motor mechanical properties</p><p><b>　?。?）電源反接制動(dòng)</b></p><p>　　如果正常運(yùn)行時(shí)異步電動(dòng)機(jī)三相電源的相序突然改變，即電源反接，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就將改變，電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線就由圖2.5的第一象限的曲線1變成了曲線2在第三象限的部分。但由于機(jī)械慣性的原因，轉(zhuǎn)速不能

55、突變，系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)a只能平移至特性曲線2的b點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩由正變負(fù)，則轉(zhuǎn)子將在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的共同作用下迅速減速。在從點(diǎn)b到點(diǎn)c的整個(gè)第二象限內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)矩n的方向都相反，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反制動(dòng)狀態(tài)。待n=0（即點(diǎn)c）時(shí)，應(yīng)將電源切斷，否則電動(dòng)機(jī)將反向啟動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　由于反接制動(dòng)時(shí)電流很大，對(duì)于籠型電動(dòng)機(jī)，常在定西電路中串接附加電阻，對(duì)于繞線電動(dòng)機(jī)，則在轉(zhuǎn)子電路中串接附加電阻。這時(shí)的人為機(jī)械特性如

56、圖2.5的曲線3所示，制動(dòng)時(shí)工作點(diǎn)由點(diǎn)a轉(zhuǎn)換到點(diǎn)d，然后沿特性曲線3減速，至n=0（即點(diǎn)e），切斷電源。</p><p>　　圖2.5電源反接時(shí)反接制動(dòng)的機(jī)械特性圖</p><p>　　Fig.2.5 reverse reverse braking power when mechanical properties</p><p>　　2.3變頻器選型設(shè)計(jì)</p

57、><p>　　對(duì)于可調(diào)速的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，工程上往往根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流形式分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。它們最大的不同之出主要在于交流電力拖動(dòng)免除了改變直流電機(jī)電流流向變化的機(jī)械向器——整流子。20世紀(jì)70年代后，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，使得交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面可以與

58、直流電力拖動(dòng)媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。</p><p>　　交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制時(shí)，除了應(yīng)選擇合適的變頻器類型，其調(diào)速范圍、調(diào)速精度等主要技術(shù)性能指標(biāo)必須滿足要求外，變頻器的容量選擇及與使用有關(guān)的一些事項(xiàng)的合理運(yùn)用，也是電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置安全可靠運(yùn)行的重要前提。</p&g

59、t;<p>　　（1）變頻器調(diào)頻范圍的選擇</p><p>　　當(dāng)滾筒阻力最大時(shí)，根據(jù)式（2-4）求得電機(jī)需提供力矩：</p><p>　　Nm (2-13)</p><p><b>　　由式和得：</b></p><p><b>　　(2-14)<

60、/b></p><p>　　將Nm代入公式2-14得：</p><p><b>　　Hz </b></p><p>　　當(dāng)滾筒阻力最小時(shí)，根據(jù)式（2-5）求得電機(jī)需提供的力矩：</p><p>　　Nm (2-15)</p><p>　　

61、將Nm代入公式（2-14）得：</p><p>　　Hz (2-16)</p><p>　　因此，變頻器的調(diào)頻范圍需包括為140.9~228Hz </p><p>　?。?）按變頻器負(fù)載性質(zhì)選擇</p><p><b>　　額定輸出電流</b></p>

62、;<p>　　A (2-17)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　k——電流波形的修正系數(shù)，取k=1.05~1.1；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的額定電流。</p><p>　?。?）按電動(dòng)機(jī)容量選擇</p><

63、p>　　對(duì)于連續(xù)恒載運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械所需的變頻器，其容量可用下式近似計(jì)算： </p><p>　　kVA (2-18)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的效率 =0.85；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的功率因數(shù) =0

64、.75。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要，變頻調(diào)速系統(tǒng)采用西門子公司的MicroMaster 440變頻器，其具體技術(shù)規(guī)格見表2.1：</p><p>　　表2.2 MM440變頻器技術(shù)規(guī)格</p><p>　　Tab.2.2 MM440 Inverter Technical Specifications</p><p>　　3 故障

65、監(jiān)測(cè)及傳感器的選型</p><p>　　與水平或上運(yùn)帶式輸送機(jī)相比，下運(yùn)帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過程中由于傾斜分力的存在更容易出現(xiàn)故障，因此，在使用和維護(hù)管理上需要更加精心，出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)查出原因，采取相應(yīng)的維護(hù)措施，同時(shí)，安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置，避免事故再次發(fā)生，造成更大的人員或經(jīng)濟(jì)損失。</p><p>　　帶式輸送機(jī)的保護(hù)裝置是用來保護(hù)機(jī)械系統(tǒng)能正常工作，防止各種事故發(fā)生。保護(hù)裝置通過各種傳感器

66、、信號(hào)處理器與周圍環(huán)境信號(hào)進(jìn)行交換，供控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、判斷和決策。保護(hù)裝置是電控系統(tǒng)的重要部件，對(duì)帶式輸送機(jī)安全可靠地工作起著至關(guān)重要的作用。</p><p><b>　　3.1 堆煤傳感器</b></p><p>　　當(dāng)煤倉內(nèi)有大煤塊塞住煤倉漏口時(shí)，會(huì)使煤流阻在煤倉內(nèi)，無法向膠帶投放。由于煤倉特別大，如果沒有人及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤倉堆煤，煤在煤倉內(nèi)會(huì)越堆越多，最后會(huì)迫使使用

67、大量人力物力來挖除煤倉內(nèi)阻塞的大量煤，同時(shí)將運(yùn)輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間降低工作效率，同時(shí)也費(fèi)用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此加入堆煤傳感器，及時(shí)報(bào)警危險(xiǎn)煤位，處理煤倉內(nèi)阻塞的煤。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用KG1006系列物料探測(cè)傳感器。KG1006系列物料探測(cè)傳感器包括KG1006A型和KG1006C型，適用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行業(yè)惡劣環(huán)境，主要用途是監(jiān)測(cè)料倉物料高度；檢測(cè)輸送機(jī)溜

68、槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆積。傳感器可以延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起誤動(dòng)作。這里我們選用KG1006A型，輸出觸點(diǎn)容量是AC220V，1A，電阻性負(fù)載；延時(shí)時(shí)間0.4~60s可調(diào)，瞬間復(fù)位，輸出開關(guān)信號(hào)。</p><p>　　堆煤傳感器一般安裝在機(jī)頭下方適當(dāng)?shù)奈恢茫也灰着鰤幕虮凰兔簤m污染的地方。應(yīng)保證正常煤流時(shí)不誤動(dòng)作，機(jī)器振動(dòng)不誤動(dòng)作，不因滴水或煤塵集聚而誤動(dòng)作，大塊矸石碰</p>

69、<p>　　撞后不能使其損壞。其實(shí)物圖、接線端子圖如圖3.1、3.2所示：</p><p>　　圖3.1物料探測(cè)傳感器 1.2—常開接點(diǎn)3.4—常閉接點(diǎn)</p><p>　　Fig.3.1 Material detecting sensor 圖3.2物料探測(cè)傳感器接線端子圖</p>

70、;<p>　　Fig.3.2 Material detecting sensor terminal diagram</p><p>　　KG1006A型物料探測(cè)傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　觸點(diǎn)容量：AC 220V，1A （電阻性負(fù)載 ）；延時(shí)動(dòng)作時(shí)間：0.4~60秒可調(diào)，出廠時(shí)調(diào)為3~4秒；動(dòng)作角度：19±2°；復(fù)位

71、角度：6±1°；復(fù)位時(shí)間：瞬時(shí)復(fù)位；主體外形尺寸：Φ95×340mm；重量：6.5 Kg；外殼防護(hù)等級(jí)：IP54。</p><p><b>　　3.2 輸送帶跑偏</b></p><p><b>　　膠帶跑偏的原因</b></p><p>　　造成膠帶跑偏的根本原因是由于膠帶受力不均

72、造成的。主要原因：一是膠帶的結(jié)構(gòu)與制造質(zhì)量差：例如鋼繩芯膠帶中有數(shù)根鋼絲繩芯，在制造時(shí)如果各鋼絲繩受力不均或者整條膠帶在縱向方向上成S形，較嚴(yán)重時(shí)則在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生跑偏；二是安裝質(zhì)量不合格：安裝時(shí)應(yīng)符合安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，否則，將使膠帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到橫向推力而發(fā)生跑偏現(xiàn)象；三是使用維護(hù)不符合要求：拉緊力過大易造成空載運(yùn)行時(shí)跑偏，拉緊力過小易使膠帶忽左忽右；膠帶接頭不正會(huì)造成受力不均；裝載點(diǎn)落煤不正，貨載偏于膠帶一側(cè)，使膠帶兩側(cè)負(fù)載相差很大造成受力

73、不均；裝載點(diǎn)處的槽形托輥損壞、缺少，會(huì)導(dǎo)致落煤不穩(wěn)，沖擊膠帶跑偏；清掃膠帶不干凈，造成煤粉黏結(jié)在滾筒上，使?jié)L筒的半徑不等，造成膠帶受力不均。</p><p><b>　?。?）跑偏傳感器</b></p><p>　　為監(jiān)測(cè)運(yùn)輸皮帶是否跑偏，一般在機(jī)頭、機(jī)中和機(jī)尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對(duì)防跑偏保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)中采用KG1007A-2型膠帶二級(jí)防跑偏傳感器，在皮帶

74、正常工作時(shí)，跑偏開關(guān)的探桿在豎直位置。當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，皮帶碰到跑偏傳感器的探桿，并帶動(dòng)探桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)與探桿固定在一軸上的凸輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)跑偏傳感器的微動(dòng)開關(guān)發(fā)出跑偏信號(hào)。其實(shí)物圖與內(nèi)部接線圖如圖3.3、圖3.4所示：</p><p>　　圖3.3防跑偏傳感器圖 1-2、3-4—第一級(jí)跑偏常開接點(diǎn)； 5-6、7-8—第二級(jí)跑偏常開接點(diǎn) </p>&l

75、t;p>　　圖3.4跑偏開關(guān)內(nèi)部接線圖</p><p>　　Fig.3.3 Anti deviation sensor Fig.3.4 Deviation switch internal wiring diagram</p><p>　　KG1007A-2型膠帶防跑偏傳感器為本安型電氣設(shè)備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境。它體積較小、重量輕、密封

76、性能好；觸點(diǎn)動(dòng)作后還留有較大的探桿轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖角，探桿上裝有尼龍滾動(dòng)護(hù)套，避免探桿和膠帶之間的磨擦，使本身不易損壞，輸出開關(guān)量信號(hào)。它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過改變微調(diào)開關(guān)的位置來改變。設(shè)計(jì)中，我們要求跑偏信號(hào)發(fā)出傳送給PLC，一級(jí)跑偏時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；二級(jí)跑偏時(shí)PLC發(fā)出急停指令，同時(shí)觸摸屏故障位置指示燈亮并急停。</p><p>　　KG1007A-2型防跑偏開關(guān)技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　膠帶

77、跑偏開關(guān)型號(hào)：KG1007A-2型；外殼防護(hù)等級(jí)：IP54；觸點(diǎn)容量：AC380V、DC220V，5A，煤礦井下使用時(shí)必須和本質(zhì)安全型電路連接；探桿動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度：大于70°，雙向轉(zhuǎn)動(dòng)；觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度：25°（一級(jí)），40°（二級(jí)）；引入電纜外徑：6~12mm，兩個(gè)出線口；重量：2Kg。</p><p>　　（3）膠帶跑偏的調(diào)整</p><p>　　

78、1）在空載運(yùn)行時(shí)從傳動(dòng)部開始，按膠帶運(yùn)行方向，調(diào)整回空膠帶跑偏。</p><p>　　2）從機(jī)尾裝載點(diǎn)開始進(jìn)行承載膠帶調(diào)整。</p><p>　　3）膠帶向哪側(cè)跑偏，就要在膠帶開始跑偏的地方，順著膠帶運(yùn)行的方向，向前移動(dòng)托輥軸哪段的安裝位置，使托輥軸端向前傾斜，但要注意不能同時(shí)移動(dòng)托輥的兩端，調(diào)整時(shí)要適當(dāng)多調(diào)幾個(gè)輥，每個(gè)托輥少調(diào)一點(diǎn)。</p><p>　　4）如果膠

79、帶在卸載滾筒、拉緊滾筒或機(jī)尾滾筒處發(fā)生跑偏時(shí)，可借助于滾筒軸座上的調(diào)整螺絲調(diào)整滾筒軸來校正跑偏。在移動(dòng)滾筒之前，先把滾筒兩側(cè)架子上的調(diào)整螺絲放松一些，以便于移動(dòng)滾筒，否則可能導(dǎo)致滾筒架損壞。每次調(diào)整后，要讓膠帶在新的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，看是否調(diào)好。當(dāng)滾筒調(diào)好后，必須重新調(diào)整刮板清掃器。 </p><p><b>　　3.3 輸送帶打滑</b></p><p>　?。?

80、）膠帶打滑的原因</p><p>　　膠帶打滑的根本原因是膠帶與滾筒之間的摩擦力不夠。具體原因：一是運(yùn)行阻力增大：如輸送機(jī)超載，膠帶擠卡在機(jī)架上，托輥損壞、雜物纏繞、煤泥埋壓等原因造成大量托輥不轉(zhuǎn)；二是摩擦系數(shù)降低：如驅(qū)動(dòng)滾筒與膠帶的接觸面侵入水、煤泥，驅(qū)動(dòng)滾筒表面鑄膠損壞；三是膠帶張緊力減小：如膠帶因變形而伸長(zhǎng)，拉緊裝置拉緊力不夠或損壞。</p><p>　?。?）預(yù)防及處理方法<

81、/p><p>　　防止膠帶打滑，應(yīng)從兩個(gè)方面著手，一是加強(qiáng)運(yùn)行管理和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)膠帶打滑應(yīng)及時(shí)停機(jī)，按上面各原因進(jìn)行分析處理；二是使用打滑保護(hù)裝置。 </p><p><b>　?。?）維護(hù)措施</b></p><p>　　1）對(duì)于超載的情況，直接減少輸送帶上物料的重量(調(diào)節(jié)裝料口的大小)，就可得到解決。對(duì)于傳動(dòng)滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)變小，可以對(duì)傳動(dòng)

82、滾筒表面進(jìn)行處理以增大摩擦系數(shù)；</p><p>　　2）對(duì)于使用拉緊裝置的輸送帶松馳情況要進(jìn)行以下相應(yīng)的處理：調(diào)整張緊行程，增</p><p><b>　　大張緊力；</b></p><p>　　3）及時(shí)更換有故障的托輥；</p><p>　　4）設(shè)置輸送帶打滑檢測(cè)裝置。該裝置安裝于帶式輸送機(jī)頭部輸送帶下分支上，在測(cè)&

83、lt;/p><p>　　得打滑現(xiàn)象時(shí)，發(fā)出警報(bào)信號(hào)同時(shí)使帶式輸送機(jī)緊急停車；</p><p>　　5）工作人員認(rèn)真監(jiān)視設(shè)備，創(chuàng)造良好的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件。</p><p>　　3.4 下運(yùn)帶式輸送機(jī)超速</p><p><b>　　（1）超速的原因</b></p><p>　　一是超載造成超速，二是電氣故障

84、造成超速。當(dāng)下運(yùn)帶式輸送機(jī)嚴(yán)重超載時(shí)，加速力矩超過電動(dòng)機(jī)的顛覆力矩，造成超速乃至飛車。</p><p>　　下運(yùn)帶式輸送機(jī)以發(fā)電方式穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，負(fù)載下滑的加速力矩與電磁反力矩相平衡。此時(shí)如發(fā)生電氣故障或超載，必然會(huì)造成超速。若制動(dòng)裝置不能提供足夠的制動(dòng)力矩，就會(huì)導(dǎo)致飛車事故。</p><p><b>　?。?）維護(hù)措施</b></p><p>

85、　　1）嚴(yán)格控制給料量，有條件時(shí)應(yīng)安裝給料裝置，以及安裝超速保護(hù)裝置;</p><p>　　2）為防止電氣故障造成的超速，應(yīng)將電氣保護(hù)裝置與制動(dòng)裝置有機(jī)結(jié)合起來。 </p><p>　　3.5 輸送帶撕裂 </p><p>　?。?）輸送帶撕裂的原因</p><p>　　如下運(yùn)帶式輸送機(jī)超速造成輸送帶受力過大；輸送帶老化；物料中有尖銳鋒利的硬

86、物；輸送帶接頭連接質(zhì)量不高；拼設(shè)備、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等。不管是哪一種原因造成的斷裂，都會(huì)給安全生產(chǎn)帶來不利影響，如物料撒落、輸送帶飛出傷人等。</p><p><b>　　（2）縱撕傳感器</b></p><p>　　選擇ABL1-GVY-2K型縱撕傳感器。本傳感器為礦用隔爆裝本質(zhì)安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中。安裝于輸送機(jī)膠帶下方，近落料點(diǎn)處。當(dāng)膠帶發(fā)

87、生縱向撕裂時(shí)，物料灑落在傳感器上面，物料超過設(shè)定重量(0.2Kg)時(shí)，傳感器發(fā)出動(dòng)作信號(hào)送至主控系統(tǒng)，立即停車并聲光報(bào)警。</p><p>　　ABL1-GVY-2K型縱撕傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　型號(hào)：ABL1-GVY-2K；工作電壓(V)：DC24V(12V)；工作電流：≤0.01A；外形尺寸：（長(zhǎng)×寬×高）1080×300×54；重

88、量：35Kg。</p><p><b>　　（3）維護(hù)措施</b></p><p>　　1）避免下運(yùn)帶式輸送機(jī)超速事故的發(fā)生；</p><p>　　2）定期檢修，及時(shí)更換損壞的輸送帶；</p><p>　　3）在帶式輸送機(jī)前設(shè)置異物分離器；</p><p>　　4）提高檢修技術(shù)水平，確保輸送帶連接

89、質(zhì)量；</p><p>　　5）設(shè)置輸送帶撕裂保護(hù)裝置。輸送帶撕裂保護(hù)裝置一般只設(shè)于重要的長(zhǎng)距離下運(yùn)帶式輸送機(jī)尾部受料處附近，測(cè)得輸送帶撕裂時(shí)，發(fā)出警報(bào)信號(hào)同時(shí)使帶式輸送機(jī)緊急停車。</p><p><b>　　3.6 斷帶</b></p><p>　　帶式輸送機(jī)斷帶原因大概有以下幾種：</p><p>　?。?）齒輪減

90、速器損壞，液力耦合器噴液或電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)；</p><p>　　（2）輸送帶接頭質(zhì)量問題；</p><p>　?。?）運(yùn)輸中因其他東西卷入而引起運(yùn)輸載荷突然增加；</p><p>　?。?）啟動(dòng)和停車時(shí)應(yīng)力變化大；</p><p>　?。?）輸送帶自身質(zhì)量不過關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過長(zhǎng)，輸送帶長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)輸，日常維護(hù)不到位；</p>

91、<p>　　（6）物料分配不均，輸送帶跑偏。</p><p>　　在滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速不能確定的情況下，我們通過檢測(cè)膠帶線速度與滾筒額定線速度差確定是否斷帶，當(dāng)差值大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出斷帶信號(hào)，命令皮帶緊急停車，并發(fā)出聲光報(bào)警。</p><p><b>　　3.7 速度檢測(cè)</b></p><p>　　檢測(cè)膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道

92、膠帶的運(yùn)行速度，因此我們給皮帶設(shè)置一個(gè)速度傳感器來檢測(cè)膠帶的速度。我們選用KG5007A型速度傳感器。</p><p>　　工作原理：帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度檢測(cè)傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應(yīng)的方波頻率信號(hào)，頻率信號(hào)經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率/電壓、電壓/電流變換后輸出4~20mA的電流信號(hào)。其實(shí)物圖與電路示意圖如圖3.5所示：</p>

93、;<p>　　圖3.5速度傳感器圖</p><p>　　Fig.3.5 Speed sensor</p><p>　　KG5007A型速度傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　速度傳感器型號(hào)：KG5007A；外殼防護(hù)等級(jí)：IP65；電源：DC15~24V，工作電流不大于100mA，煤礦井下使用時(shí)，需由本安電源供電；引入電纜外徑：7~12mm；防爆型式：

94、礦用本質(zhì)安全型；重量：10Kg。</p><p><b>　　3.8 物料的滾滑</b></p><p>　　帶式輸送機(jī)在向下運(yùn)行時(shí)，物料的重力也使其有向下滾動(dòng)的趨勢(shì)，傾角越大物料的穩(wěn)定性就越差，就越容易產(chǎn)生向下的滾動(dòng)和滑動(dòng)。當(dāng)帶式輸送機(jī)突然停車時(shí)，由于物料慣性因素，它的滾動(dòng)趨勢(shì)就更大。如何防止物料在輸送帶上滾動(dòng)和滑動(dòng)，此問題的解決好壞將直接影響下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全生

95、產(chǎn)。</p><p>　　為防止物料的滾滑，一般多在下運(yùn)帶式輸送機(jī)上安裝防滾滑裝置。該裝置采用無動(dòng)力的方式，即在帶式輸送機(jī)承載物的上表面加隨動(dòng)覆蓋帶。隨動(dòng)覆蓋帶所需動(dòng)力不運(yùn)輸物料時(shí)由主機(jī)輸送帶與覆蓋帶間的摩擦力產(chǎn)生;有載時(shí)由物料和覆蓋帶間的摩擦力產(chǎn)生，有時(shí)是二者的結(jié)合。覆蓋帶與物料接觸的帶面壓輪為八字形，通過杠桿原理壓緊物料，為適應(yīng)物料斷面變化或有大塊物料通過，壓輪可上下前后浮動(dòng)以便始終壓緊輸送帶，當(dāng)主機(jī)輸送帶與

96、防滾滑輸送帶間物料超載或有大塊物料通過，防滾滑裝置的下托輥被物料頂起，帶動(dòng)搖臂繞軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使上帶壓緊。物料越多，旋轉(zhuǎn)角度越大，施加的壓緊力越大。當(dāng)輸送帶上實(shí)際物料斷面小于標(biāo)準(zhǔn)斷面數(shù)值的70%，或不設(shè)壓帶輪時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在無驅(qū)裝置情況下，防滑輸送帶與主機(jī)輸送帶間無相對(duì)滑移，兩輸送帶實(shí)現(xiàn)了同速同步運(yùn)行。</p><p>　　3.9 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的超溫、煙霧保護(hù)</p><p>　　下運(yùn)帶式

97、輸送機(jī)在運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)某些部件或周圍環(huán)境溫度過高，影響了</p><p>　　帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行，在有沼氣和煤塵的環(huán)境下，甚至有可能導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)。因此，</p><p>　　下運(yùn)帶式輸送機(jī)應(yīng)安裝超溫自動(dòng)灑水保護(hù)裝置和煙霧檢測(cè)裝置。當(dāng)溫度超過一定范圍時(shí)，</p><p>　　超溫自動(dòng)灑水裝置就會(huì)自動(dòng)灑水。</p><p>　?。?）

98、產(chǎn)生高溫和煙霧的原因</p><p>　　1）輸送帶打滑引起滾筒表面溫度升高并產(chǎn)生煙霧；</p><p>　　2）超速及緊急停車過程中引起制動(dòng)副溫度升高并產(chǎn)生煙霧；</p><p>　　3）周圍環(huán)境中發(fā)生著火事故時(shí)導(dǎo)致溫度過高并產(chǎn)生煙霧。（2）傳感器選擇</p><p><b>　　1）煙霧檢測(cè)傳感器</b></p

99、><p>　　由于打滑摩擦等原因，膠帶機(jī)滾筒升高到一定溫度時(shí)，會(huì)使膠帶燃著，因此我們?cè)跐L筒處設(shè)置煙霧傳感器，當(dāng)煙霧濃度大于一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。煙霧傳感器可分為離子感煙式和光電感煙式兩類，但不管是離子式還是光電式的，都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即機(jī)電一體化。目前，煙霧傳感器大都采用金屬镅的離子式探測(cè)器，由不銹鋼的外殼構(gòu)成。</p><p>　　煙霧傳感器就是通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的器件。本

100、設(shè)計(jì)選用KGQ-12型煙霧傳感器，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體的環(huán)境中，主要用于煤礦井下皮帶機(jī)因摩擦發(fā)熱或其他原因而產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)保護(hù)。該傳感器可配接聲光報(bào)警裝置和斷電裝置，實(shí)現(xiàn)斷電和報(bào)警控制，也可以與各種生產(chǎn)、安全監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。</p><p><b>　　2）紅外溫度傳感器</b></p><p>　　由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當(dāng)滾筒溫度過高時(shí)，會(huì)

101、使膠帶燃著。另外，由于皮帶連續(xù)工作，皮帶接頭處溫度會(huì)比皮帶其他處溫度高。溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測(cè)量是通過檢測(cè)被測(cè)物體所發(fā)出的紅外線，來達(dá)到測(cè)溫的目的。因此，選用了LM35 溫度傳感器作為測(cè)溫元件，溫度傳感器的輸出信號(hào)為0～10V模擬量電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為-32～535度。它具有響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。我們將檢測(cè)到的紅外溫度與設(shè)定值比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，則

102、發(fā)出報(bào)警急停指令，同時(shí)啟動(dòng)灑水閥灑水降溫。其實(shí)物圖如圖3.6所示：</p><p>　　圖3.6 LM35溫度傳感器圖</p><p>　　Fig.3.6 LM35 temperature sensor</p><p>　　3.10 拉線急停開關(guān)</p><p>　　在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中，總有一些無法監(jiān)測(cè)到的事情發(fā)生，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，需要

103、采用手動(dòng)的拉線急停開關(guān)，使其緊急停車，避免發(fā)生重大事故。我們采用KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開關(guān)，可用作輸送機(jī)沿線電纜，并具有故障位置識(shí)別電路，識(shí)別各種不同故障及故障發(fā)生的地點(diǎn)。拉線急停開關(guān)沿輸送機(jī)安裝，一般每隔80-100米安一個(gè)，應(yīng)安裝在易于觀察到、易于操作的地方。</p><p>　　KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開關(guān)技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　拉力：150&#

104、177;20N； 行程：8~10mm；復(fù)位形式：人工復(fù)位；工作電壓：DC10~15V，煤礦井下使用時(shí)，必須與本質(zhì)安全型電路連接；工作電流：監(jiān)控狀態(tài)下不大于0.1mA；動(dòng)態(tài)狀態(tài)下不大于40mA；輸出信號(hào)：2路集電極開路輸出；位置識(shí)別地址：0~63；引入電纜外徑：KG9001A-C 兩側(cè)出線口(2個(gè))15～20mm；下部出線口(4個(gè))6~12mm；出廠時(shí)拉繩配置長(zhǎng)度：2×35m；外殼防護(hù)等級(jí)：IP54；重量：7

105、.5Kg。</p><p>　　3.11 自動(dòng)灑水裝置</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用DF4/7.5型礦用隔爆型電磁閥。主要適用于煤礦井下含有煤塵和爆炸性氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中，用作降溫、煙霧灑水。也可以在井下自動(dòng)及其它管路中控制全開或全閉，與系統(tǒng)控制設(shè)備配合構(gòu)成皮帶機(jī)控制系統(tǒng)，達(dá)到保護(hù)人體健康和安全生產(chǎn)的目的。</p><p>　　3.12 皮帶張緊裝置</p&g

106、t;<p>　　拉緊裝置在輸送機(jī)中起到非常重要的作用，使輸送帶在傳動(dòng)滾筒上張緊力度，滾筒膠帶有著所需的摩擦力，才能避免使用時(shí)出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，可有效的防止帶條在支承托輥過度松弛引起散料和增加運(yùn)動(dòng)阻力，解決由于受拉的塑性伸長(zhǎng)和過渡工況下彈性伸長(zhǎng)的變化。本設(shè)計(jì)采用重錘車式拉緊裝置，它是一種具有恒張力的拉緊裝置，張緊力的大小用增加或減少重錘塊來實(shí)現(xiàn)，一般適用于運(yùn)距較長(zhǎng)，功率較大的帶式輸送機(jī)機(jī)尾。</p><p&

107、gt;　　4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。?）控制系統(tǒng)可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快；</p><p>　?。?）系統(tǒng)采用全分布式控制結(jié)構(gòu)安全性高；</p><p>　?。?）通訊網(wǎng)絡(luò)速度快、距離遠(yuǎn)、可靠性高；</p><p>　　（4）降低布線成本，采用

108、遠(yuǎn)通訊網(wǎng)絡(luò)，減少電纜用量；</p><p>　　（5）維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可隨時(shí)增加節(jié)點(diǎn)，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室在線修改程序。</p><p>　　4.2 PLC的選型設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 CPU的選擇</p><p><b>　　I/O點(diǎn)數(shù)的確定</b></p><

109、p>　　表4.1控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配表</p><p>　　Tab.4.1 Control system I/o points and address allocation table</p><p><b>　?。?）CPU選擇</b></p><p>　　S7-200系列是一種可編程序邏輯控制器。它是德國西門子公司的產(chǎn)品，它能夠

110、控制各種設(shè)備以滿足現(xiàn)代自動(dòng)化控制需求。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使S7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。S7-200系列PLC控制功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、運(yùn)行速度快，可以較好地實(shí)現(xiàn)集中控制和就地分散控制。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它主要與CPU、電源、儲(chǔ)存器和專門設(shè)計(jì)的輸入/輸出接口電路等組成。結(jié)構(gòu)框圖如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 PLC的結(jié)構(gòu)框圖</p><

111、;p>　　Fig.4.1 PLC structure diagram</p><p>　　參照S7-200產(chǎn)品目錄選用主機(jī)為S7-200，主機(jī)外形如圖4.2所示，產(chǎn)品中央處理器為CPU224XP（14入/10繼電器輸出）模塊，程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)大，具有擴(kuò)展功能，可以在線編輯程序。</p><p>　　圖4.2 S7-200系列PLC主機(jī)的外形圖</p><p&

112、gt;　　Fig.4.2 PLC host of S7-200 series</p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)有總啟動(dòng)、停止、急停信號(hào)，手動(dòng)起停信號(hào)，位傳感信號(hào)，S7-200系列CPU 224XP CN，集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或 38路模擬量I/O點(diǎn)。22K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)

113、存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器(100KHz)，2個(gè)100KHz的高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通訊/編程口，是具有模擬量I/O和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊選擇EM223。再加一臺(tái)模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM235。這樣配置比較合適，連接時(shí)CPU模塊放在最左側(cè)，擴(kuò)展模塊用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連。整個(gè)PLC系統(tǒng)外部接線圖如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 CPU 224XP CN外部接

114、線圖</p><p>　　Fig.4.3 CPU 224XP CN external wiring diagram</p><p>　　4.2.2 數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊</p><p>　　數(shù)字量I/O模塊專門為了擴(kuò)展S7-200系統(tǒng)的數(shù)字量I/O數(shù)量，通過選用具有不同I/O點(diǎn)數(shù)的數(shù)字量擴(kuò)展模塊，可以滿足不同的控制需要，節(jié)約費(fèi)用。輸入模塊是通過輸入端子與外部用戶

115、輸入設(shè)備相連接的，輸出模塊是通過輸出端子與外部用戶輸出設(shè)備連接的。模塊與外部用戶輸出設(shè)備的接線分為匯點(diǎn)式接線和分隔式接線兩種基本接線形式。EM223CN外部接線圖如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 EM223 CN外部接線圖</p><p>　　Fig.4.4 EM223 CN external wiring diagram</p><p>　　4.2.

116、3 模擬量模塊</p><p>　　在工業(yè)控制中，某些輸入量（如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等）為模擬量，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等）要求可編程序控制器輸出模擬信號(hào)。輸入的模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓，可編程序控制器用A/D轉(zhuǎn)換器將他們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。D/A轉(zhuǎn)換器將可編程序控制器處理過的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量I/O擴(kuò)展模塊的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換（模擬量輸入