機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計---箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書 </b></p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械學(xué)院 </p><p>　　系(專業(yè))： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　題 目： 箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計 </p><

2、p><b>　　畢業(yè)設(shè)計中文摘要</b></p><p>　箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計摘要：本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計，主要任務(wù)是設(shè)計鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和轉(zhuǎn)向裝置。課題主要包括以下內(nèi)容：第一步首先對鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)作了簡單的概述，介紹了鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢；接著分析了鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計準(zhǔn)則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計。第二步首先對轉(zhuǎn)向裝

3、置作了簡單概述，接著對頂升位移裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并按照給定參數(shù)進(jìn)行了選型設(shè)計。第三步利用PLC可編程控制器將鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和頂升位移轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終完成箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計。首先簡單對PLC可編程控制器作了簡單概述并介紹了它的選型原則，接著選擇型號，繪制了控制原理圖。本次帶式輸送機(jī)設(shè)計代表了設(shè)計的一般過程, 對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。關(guān)鍵詞： 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 轉(zhuǎn)向裝置 可編程控制器</p><

4、;p><b>　　畢業(yè)設(shè)計外文摘要</b></p><p><b>　　目 次</b></p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　2鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)概述1</p><p>　　2.1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的應(yīng)用1</p><p>

5、　　2.2 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的分類2</p><p>　　2.3 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的特點(diǎn)2</p><p>　　2.4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的發(fā)展趨勢2</p><p>　　2.5 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的工作原理3</p><p>　　3 系統(tǒng)總體方案確定3</p><p>　　4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計計算4</p><p

6、>　　4.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件4</p><p>　　4.2 鏈條設(shè)計4</p><p>　　4.3 電動機(jī)的選型5</p><p><b>　　4.4鏈條計算6</b></p><p>　　4.5 鏈輪方案設(shè)計7</p><p>　　4.6 張緊裝置9</p>

7、<p>　　5 轉(zhuǎn)向裝置概述11</p><p>　　6 轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計12</p><p>　　6.1 電機(jī)的選型12</p><p>　　6.2 輥?zhàn)拥倪x型12</p><p>　　6.3 氣缸的選型13</p><p><b>　　7控制技術(shù)14</b></p&

8、gt;<p>　　7.1 PLC概述14</p><p>　　7.2 PLC的選型原則15</p><p>　　8 系統(tǒng)其余部件的選型16</p><p>　　8.1 光電開關(guān)16</p><p><b>　　8.2 杯腳16</b></p><p><b>　　

9、結(jié)論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水

10、平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。[1]</p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝的板條、金屬網(wǎng)帶、輥道等承載物料的輸送機(jī)。</p><p>　　本課題就是實現(xiàn)箱體輸送及轉(zhuǎn)向的自動化問題，因為一般輸送機(jī)都是直線傳動，要實現(xiàn)90度轉(zhuǎn)向，必須設(shè)計一種轉(zhuǎn)向裝置

11、以及控制系統(tǒng)，這對企業(yè)生產(chǎn)的自動化、輸送機(jī)的應(yīng)用范圍有著十分重要的意義。選擇鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)這種通用機(jī)械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的選題，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。</p><p><b>　　2 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)概述</b></p><p>　　2．1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的應(yīng)

12、用</p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。[2,3]</p><p><b>　　連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：</b&g

13、t;</p><p>　　1．具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)、自動扶梯及架空索道等；</p><p>　　2．不具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如螺旋輸送機(jī)、振動輸送機(jī)等；</p><p>　　3．管道輸送機(jī)(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。</p><p>　　其中鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)應(yīng)用十分廣泛，鏈?zhǔn)?/p>

14、輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護(hù)簡便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 </p><p>　　2.2 帶式輸送機(jī)的分類</p><p>　　據(jù)鏈條上安裝的承載面的不同，可分：鏈條式/鏈板式/鏈網(wǎng)式/板條式/鏈斗式/托盤式/臺車式，此外，也常與其他輸送機(jī)、升降裝置等組成各種功能的生產(chǎn)線。</p><p>　　2.3 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的特點(diǎn)&l

15、t;/p><p>　　1.輸送能力大，高效的輸送機(jī)允許在較小空間內(nèi)輸送大量物料。</p><p>　　2.輸送能耗低，借助物料的內(nèi)摩擦力，變推動物料為拉動，使其與螺旋輸送機(jī)相比節(jié)電50%。</p><p>　　3.密封和安全，全密封的機(jī)殼使粉塵無縫可鉆，操作安全，運(yùn)行可靠。</p><p>　　4.使用壽命長，用合金鋼材經(jīng)先進(jìn)的熱處理手段加工而成

16、的輸送鏈，其正常壽命＞5年，鏈上的滾子壽命（根據(jù)不同物料）≥2~3年。</p><p>　　5.工藝布置靈活，可高架、地面或地坑布置，可水平或爬坡（≤15°）安裝，也可同機(jī)水平加爬坡安裝，可多點(diǎn)進(jìn)出料。</p><p>　　6.使用費(fèi)用低，節(jié)電且耐用，維修少，費(fèi)用低（約為螺旋機(jī)的1/10），能確保主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以增加產(chǎn)出、降低消耗、提高效益。</p><p&

17、gt;　　7.系列齊全，F(xiàn)U系列有FU150.FU200.FU270.FU50.FU410.FU500.FU600和FU700等各種型號，并均可提供兩種型式的雙向輸送。</p><p>　　2.4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的發(fā)展趨勢</p><p>　　自歐洲文藝復(fù)興時代偉大的科學(xué)家達(dá)·芬奇提出鏈條基本結(jié)構(gòu)的設(shè)想以來，鏈條的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了500年。在此期間，許多科學(xué)家根據(jù)應(yīng)用狀況對鏈條的結(jié)構(gòu)形

18、式進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新。諸如，法國的伽爾發(fā)明了銷軸鏈，英國的司萊泰發(fā)明了無套筒滾子鏈，幾乎同時搭扣鏈也問世。特別是1880年，英國的漢斯·雷諾在無套筒滾子鏈的基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計出了如今仍然廣泛應(yīng)用的滾子鏈，不久以后，他又發(fā)明了齒形鏈，由于耐磨性等發(fā)面的原因，齒形鏈沒有像滾子鏈一樣得到廣泛的應(yīng)用。盡管如此，50多年以前，美國摩斯鏈條公司通過改進(jìn)鉸鏈的結(jié)構(gòu)型式，開發(fā)出了使用于高速重載的高速齒輪鏈。近100多年以來，隨著工業(yè)化生產(chǎn)的迅速發(fā)

19、展，派生出了各種各樣的不同結(jié)構(gòu)型式和制造工藝的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，用以滿足機(jī)械化生產(chǎn)的需要。它的主要發(fā)展趨勢為：</p><p>　　1. 繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達(dá)440公里以上。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2. 擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性

20、、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機(jī)。</p><p>　　3. 使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動化控制對單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。[4]</p><p>　　4. 降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要

21、指標(biāo)之一。</p><p>　　5. 減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。</p><p>　　2.5 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的工作原理</p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)其主要部件是鏈條，兼做牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。[5]鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)主要包括一下幾個部分：鏈條、鏈輪、托棍及中間架、張緊裝置和機(jī)架等。鏈條繞經(jīng)傳動鏈輪和機(jī)尾換向鏈輪形成一個無極的環(huán)形鏈。鏈條的上、下兩部分

22、都支撐在托輥上。張緊裝置使鏈條張緊以免發(fā)生跳齒。工作室，傳動鏈輪帶動鏈條移動。物料從裝載點(diǎn)裝到鏈條上上，形成連續(xù)運(yùn)動的物流，在卸載點(diǎn)卸載。</p><p>　　3 系統(tǒng)總體方案確定</p><p>　　經(jīng)過分析，本課題主要完成兩個方面的設(shè)計，一是鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)設(shè)計，用來輸送箱體，二是轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計，用來實現(xiàn)箱體的90度轉(zhuǎn)向。最后將兩者通過控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，從而完成箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計。&l

23、t;/p><p>　　系統(tǒng)的工作流程見圖3-1</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)工作流程</p><p>　　因此，在接下來的任務(wù)中要分別完成鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計，最后再通過PLC控制將兩者結(jié)合。</p><p>　　在本次設(shè)計中，需要完成的是：</p><p>　　1. 設(shè)計箱體輸送及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)整體方案；&

24、lt;/p><p>　　2. 完成各傳動件、氣動件選型，設(shè)計箱體轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)；</p><p>　　3. 設(shè)計各動作行程檢測及限位保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；</p><p>　　4. 設(shè)計控制系統(tǒng)原理圖；</p><p>　　5. 繪制機(jī)械系統(tǒng)整體裝配圖；</p><p>　　6. 繪制完成主要零、部件工作圖；</p>

25、<p>　　7. 繪制控制系統(tǒng)原理圖；</p><p>　　8. 編寫完成畢業(yè)設(shè)計說明書一份；</p><p>　　9. 總圖量不少于 3 張零號圖。</p><p>　　4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計計算</p><p>　　4.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件</p><p>　　1.輸送機(jī)為帶耳鏈條式傳送，鏈條中心距3

26、00mm，鏈條加裝小托板，托板寬76mm</p><p>　　2.工作面長度為3000mm，寬度為470mm，工作面高度800±50mm可調(diào)；</p><p>　　3.運(yùn)動速度15m/min，間歇運(yùn)動；</p><p>　　4.兩側(cè)設(shè)導(dǎo)向桿，間距360mm～470mm可調(diào)，高度100±20mm；</p><p>　　5.實

27、際載荷80kg，預(yù)留足夠安全系數(shù)。</p><p>　　6.三相交流電動機(jī)驅(qū)動。</p><p>　　7.箱體自動輸送機(jī)末端設(shè)有頂升移位轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)一套，采用掛膠滾筒。前四個滾筒為主動，運(yùn)動速度15m/min。</p><p><b>　　4.2鏈條設(shè)計</b></p><p>　　4.2.1 鏈條的選型</p>

28、<p>　　用于傳動的鏈有四種:短節(jié)距精密滾子鏈(簡稱滾子鏈)、短節(jié)距精密套筒鏈(簡稱套筒鏈)、齒性鏈和成形鏈。其中廣泛應(yīng)用的是滾子鏈。[6]本論文選擇滾子鏈。</p><p>　　滾子鏈最重要的一個參數(shù)是節(jié)距，鏈條節(jié)距的選擇應(yīng)基于以下原則:1.要使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，應(yīng)盡量選取較小的單排鏈。2.鏈速高、傳動的功率大，應(yīng)選用小節(jié)距的多排鏈。3.從經(jīng)濟(jì)上考慮，中心距小，傳動比大的傳動，應(yīng)選用小節(jié)距的

29、多排鏈。4.低速、重載、中心距大、傳動比小的傳動、可選大節(jié)距鏈。綜合考慮，本論文選取A系列節(jié)距為15.875mm的單排滾子鏈。滾子鏈一般由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子組成。滾子鏈的銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板分別用過盈配合連接，滾子與套筒、套筒與銷軸之間為間隙配合，構(gòu)成了鉸鏈連接，使鏈條成為中間撓性件，當(dāng)內(nèi)外鏈板相對撓曲時，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動，滾子活套在套筒上以減輕鏈條與鏈輪齒廓的磨損。[7]滾子鏈現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù) GB1243

30、.1一83，節(jié)距為15.875nun的10A鏈節(jié)具體參數(shù)如表4-1所示。</p><p>　　表4-1鏈節(jié)基本參數(shù)(長度單位:mm)</p><p>　　具體選用取10A-K1OJn103D雙側(cè)彎板鏈，外形見圖4-1</p><p>　　圖4-1 鏈條外形尺寸</p><p>　　4.2.2確定潤滑方式</p><p>

31、;　　查《現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊》，按10A與鏈速為0.25m/s，確定為人工定期潤滑</p><p>　　4.3 電動機(jī)的選型</p><p>　　由已知條件可知，鏈條運(yùn)動速度為</p><p>　　=15m/min=0.25m/s,載荷M=80kg</p><p><b>　　而鏈條平均速度：</b></p>

32、<p>　　由于鏈節(jié)數(shù)最好選偶數(shù),考慮磨損均勻,鏈輪齒數(shù)應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù),并優(yōu)先:17,19,21,23,25,38,57,76,95,114，根據(jù)</p><p>　　可以看出，在d一定的情況下，減少z將使p增大，這會造成:多邊形效應(yīng)的增大，使傳動平穩(wěn)性降低;動載荷加大;鉸鏈及鏈條與鏈輪的磨損增大，因此鏈輪齒數(shù)不能太少，在本論文中鏈輪齒數(shù)定為z=25</p><p>

33、;　　節(jié)距p=15.875mm</p><p><b>　　計算鏈輪直徑</b></p><p><b>　　=126.66mm</b></p><p>　　計算可得 n1=n2=37.795r/min</p><p><b>　　計算功率</b></p>&

34、lt;p><b>　　=0.317kw</b></p><p>　　Pc=Pf1f2 f1為工況系數(shù) f2為齒數(shù)系數(shù) </p><p>　　查《現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊》可知主動機(jī)械和從動機(jī)械都為平穩(wěn)傳動，</p><p><b>　　f1=f2=1</b></p><p>　　則Pc=0.3

35、17kw</p><p>　　考慮到電機(jī)啟動制動頻繁，以及安全系數(shù)及轉(zhuǎn)速，選用RF47系列斜齒輪硬齒面減速機(jī)，其參數(shù)見表4-2</p><p>　　表4-2系列斜齒輪硬齒面減速機(jī)參數(shù)</p><p><b>　　4.4 鏈條計算</b></p><p>　　4.4.1 鏈長計算</p><p>　

36、　圖4-2 鏈條中心距</p><p>　　計算可得a=3000-126.66=2873.34mm</p><p><b>　　=365.99節(jié)</b></p><p><b>　　圓整為=386節(jié)</b></p><p>　　鏈傳動的鏈節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這是基于以下方面考慮的:滾子鏈有三種接頭方式，

37、當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時且節(jié)距較大時，接頭處可用開口銷固定，節(jié)距較小時，接頭處可以用彈簧鎖片來固定;當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處必須采用過渡鏈節(jié)連接，由于過渡鏈節(jié)的鏈板要承受彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度僅為正常鏈節(jié)的80%左右，所以要盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)的鏈。</p><p>　　4.4.2中心距精確計算</p><p><b>　　理論中心距：</b></p><p>

38、;　　=2865.44mm</p><p>　　實際中心距：a’=a–Δa，因有垂度，一般Δa=(0.002-0.004)a，故a’=2856.84mm</p><p>　　查《現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊》鏈條單位質(zhì)量q=1kg/m，M=Lq=5.77kg</p><p>　　=0.023kw，與電機(jī)額定功率相比影響很小</p><p>　　鏈傳動的鏈

39、節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這是基于以下方面考慮的:滾子鏈有三種接頭方式，當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時且節(jié)距較大時，接頭處可用開口銷固定，節(jié)距較小時，接頭處可以用彈簧鎖片來固定;當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處必須采用過渡鏈節(jié)連接，由于過渡鏈節(jié)的鏈板要承受彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度僅為正常鏈節(jié)的80%左右，所以要盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)的鏈。</p><p><b>　　4.5鏈輪方案設(shè)計</b></p><p>

40、　　鏈輪方案設(shè)計需要確定鏈輪的類型、鏈輪的結(jié)構(gòu)型式、鏈輪參數(shù)和齒型。</p><p>　　4.5.1 鏈輪類型的確定</p><p>　　鏈輪是與鏈條相配而使用的，大部分情況下鏈輪是為鏈條服務(wù)的。在工程應(yīng)用中其主要用途為傳動、輸送與傳力三種，其基本功能是用來傳遞轉(zhuǎn)矩。鏈輪是與鏈條相嚙合而工作的，因此鏈輪齒形很大程度上取決于相配用鏈條的結(jié)構(gòu)。由于鏈條己經(jīng)確定為滾子鏈，所以鏈輪的類型確定為滾子

41、鏈鏈輪。</p><p>　　4.5.2結(jié)構(gòu)型式的確定</p><p>　　常用的鏈輪結(jié)構(gòu)有四種:整體式、孔板式、焊接式、螺栓連接式。小直徑的鏈輪可制成整體式;中等尺寸的鏈輪可制成腹板式或孔板式;大直徑的鏈輪常采用齒圈可以更換的組合式，齒圈可以焊接或用螺栓連接在輪芯上。此次選用小直徑的鏈輪，所以鏈輪的結(jié)構(gòu)確定為整體式的。</p><p>　　4.5.3 齒型的確定&

42、lt;/p><p>　　本文選取目前較流行的三圓弧一直線的齒形如圖4-3。</p><p>　　圖4-3三圓弧一直線齒形</p><p>　　4.5.4 鏈輪基本參數(shù)</p><p>　　表4-3鏈輪基本參數(shù)</p><p><b>　　4.6張緊裝置</b></p><p>

43、　　4.6.1 張緊裝置的作用</p><p>　　張緊裝置的作用是：為了避免鏈條的松邊垂度過大時產(chǎn)生的嚙合不良和鏈條振動現(xiàn)象；同時增加嚙合包角，在鏈傳動中加入張緊裝置。</p><p>　　4.6.2 張緊裝置在使用中應(yīng)滿足的要求</p><p>　　1．布置輸送機(jī)正常運(yùn)行時，鏈條在驅(qū)動鏈輪的分離點(diǎn)具有一定的恒張力，以防鏈條脫扣。</p><p

44、>　　2．布置輸送機(jī)在啟動和停機(jī)時，鏈條在驅(qū)動鏈輪的分離點(diǎn)具有一定恒張力，比值一般取1.3～1.7（可以通過設(shè)計計算不小于啟動系數(shù)進(jìn)行確定）。</p><p>　　3．保證鏈條承載分支和回空分支最小張力處的鏈條下垂度不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值（GB/T17119－1997，規(guī)定：鏈條下垂度為兩組托輥間距的1/100。而MT/T467－1996規(guī)定為1/50）。</p><p>　　4．補(bǔ)償鏈

45、條的塑性伸長和過渡工況下彈性伸縮的變化。</p><p>　　5．在工況過渡過程中，應(yīng)能將鏈條中出現(xiàn)的動力效應(yīng)減至最小限度，以防損壞輸送機(jī)。[8]</p><p>　　4.6.3 張緊裝置布置時應(yīng)遵循的原則</p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)張緊裝置的位置的合理布置，對輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動和制動，以及張緊裝置的設(shè)計、性能及成本的影響都十分大，一般情況下張緊裝置的布置應(yīng)遵

46、循以下原則：</p><p>　　為降低張緊裝置的成本，使其張緊力最小，一般張緊裝置盡可能布置在鏈條張力最小處。</p><p>　　長運(yùn)距水平輸送機(jī)和坡度在5％以下的傾斜輸送機(jī)，張緊裝置一般布置在驅(qū)動鏈輪的空載側(cè)（張力最小處）。</p><p>　　距離較短的輸送機(jī)和坡度在6％以上的傾斜輸送機(jī)張緊裝置一般布置在輸送機(jī)機(jī)尾，并盡可能將輸送機(jī)局部鏈輪作張緊鏈輪。<

47、;/p><p>　　張緊裝置的布置位置還要考慮輸送機(jī)的具體安裝布置形式，使張緊裝置便于安裝、維護(hù)。</p><p>　　⑴ 螺旋式張緊裝置 </p><p>　　螺旋式張緊裝置如圖所示，張緊滾筒的軸承座安裝在帶有螺母的滑動架上，滑動架可在尾架的導(dǎo)軌上移動。它利用人力旋轉(zhuǎn)螺桿來調(diào)節(jié)鏈條的張力。螺旋式張緊裝置的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但是張緊力的大小不易掌握，工作過程中不能保持恒定

48、。一般用于機(jī)長小于100m，功率較小的輸送機(jī)上，可按機(jī)長的選取張緊行程。</p><p>　　圖4-4 螺旋式張緊裝置</p><p>　　1-螺桿 2-滾筒 3-機(jī)架 4-可移動的滾筒軸承座</p><p>　?、?小車重錘式張緊裝置 </p><p>　　小車重錘式張緊裝置結(jié)構(gòu)原理如圖所示，其張緊滾筒固定在小車上，通過重錘的

49、重力牽引小車，從而達(dá)到張緊鏈條的作用。它的結(jié)構(gòu)也較簡單，可保持恒定的張緊力，其大小決定于重錘的重量。小車重錘式張緊裝置外形尺寸大、占地多、質(zhì)量大，適用于長度、功率較大的輸送機(jī)，尤其是傾斜輸送機(jī)上。</p><p>　　圖4-5小車重錘式張緊裝置</p><p>　　1-重錘 2-小車 3-滑輪組 4-絞車</p><p><b>　?、?直式張

50、緊裝置</b></p><p>　　垂直式張緊裝置是利用重錘重力，使張緊滾筒沿垂直導(dǎo)軌移動產(chǎn)生張緊力。它能保證鏈條在各種運(yùn)動狀態(tài)下有恒定的牽引力，可以自動補(bǔ)償鏈條的伸長，適用于長距離固定式帶式輸送機(jī)。其缺點(diǎn)是需要有足夠的空間放置張緊滾筒、重錘和要保證張緊所需要的行程，因此在空間受限的條件下無法使用。</p><p>　　⑷ 繩絞筒式張緊裝置</p><p&g

51、t;　　利用鋼繩纏繞在絞筒上，將鏈條張緊。一般絞筒都是經(jīng)過蝸輪減速器來帶動。</p><p>　　綜合考慮，本課題鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)選用螺旋式張緊裝置</p><p>　　4.7 在設(shè)計中解決跳齒問題</p><p>　　鏈條傳動為具有中間撓性件的嚙合傳動，從理論上講它有很好的工作可靠性。但是，在實際使用過程中，當(dāng)不能保證它們的正常嚙合條件時，會出現(xiàn)跳齒與掉鏈現(xiàn)象。跳齒瞬間

52、，鏈傳動的從動輪會出現(xiàn)丟速，并且伴有劇烈的沖擊與振動。所以，跳齒的發(fā)生會嚴(yán)重的破壞鏈傳動的傳動質(zhì)量，并損壞傳動鏈條[9]。</p><p>　　為了避免跳齒，在設(shè)計時，我們應(yīng)該采取以下措施：</p><p>　　①合理的設(shè)計張緊裝置。設(shè)計鏈傳動時，應(yīng)認(rèn)真考慮張緊裝置的設(shè)計，使傳動鏈輪在最大教荷下工作時，保證松邊張力仍可維持平衡點(diǎn)處在圍齒區(qū)間內(nèi)。張緊裝置設(shè)計的具體內(nèi)容，包括合理地確定張緊量，

53、鏈條磨損伸長后的補(bǔ)償，以及安放位置等。</p><p>　?、谡_選擇鏈論齒數(shù)與中心距。選擇齒數(shù)與中心合距時，要考慮保證圍齒區(qū)間內(nèi)有足夠多的輪齒參加工作，使平衡點(diǎn)不容易完全移到圍齒區(qū)外。在設(shè)計多軸傳動的鏈傳動時，這一因素更是重要。</p><p>　?、壅_確定松邊垂度。從不發(fā)生跳齒的角度確定松邊垂度，應(yīng)該保證鏈條松邊實際長度比理論長度小于一個鏈節(jié)距，這對小節(jié)距長中心距的傳動十分重要。因為

54、在這種情況下，每個鏈條鉸鏈磨損量的累積，容易使松邊實際長度增加到比理論長度超過一個鏈節(jié)距。</p><p>　?、芟拗奇溳喿畲髧Ш献饔媒?。如果限于空間尺寸無法安裝張緊裝置及增大圍鏈齒數(shù)時，防止跳齒有效的措施是設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)的小嚙合作用角鏈輪。只要嚙合作用角小于摩擦角，滾子的向外移動就不會出現(xiàn)，從而也不會出現(xiàn)跳齒。</p><p><b>　　5 轉(zhuǎn)向裝置概述</b><

55、;/p><p>　　本課題要求系統(tǒng)實現(xiàn)90度轉(zhuǎn)向，在實際生產(chǎn)中有多種轉(zhuǎn)向方法：環(huán)形輥筒轉(zhuǎn)向、頂升位移轉(zhuǎn)向以及萬向球轉(zhuǎn)向等[10]。但是，環(huán)形輥筒轉(zhuǎn)向占地面積啊較大，適合大型物流輸送設(shè)備；萬向球轉(zhuǎn)向?qū)嵌瓤刂凭纫筝^高，綜合考慮，本課題采用頂升位移轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)件圖見圖5-1。</p><p>　　圖5-1 頂升位移裝置結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　當(dāng)箱體移動到指定位置

56、，氣缸推動工作臺上升，輥?zhàn)映^鏈條托起箱體，通過轉(zhuǎn)動使箱體向右方移動，從而實現(xiàn)90度轉(zhuǎn)向。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，占地面積小，在實際生產(chǎn)中有很廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　6 轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計</b></p><p><b>　　6.1 電機(jī)的選型</b></p><p>　　同樣選用RF47系列斜齒輪硬齒面減速

57、機(jī)</p><p><b>　　6.2輥?zhàn)?lt;/b></p><p>　　6.2.1 輥?zhàn)拥倪x型</p><p>　　因為傳動需要，選用塑鋼雙鏈傳動輥?zhàn)尤忾臼?，外管材質(zhì)鋁合金，外形如圖6-1。</p><p>　　圖6-1塑鋼雙鏈傳動輥?zhàn)尤忾臼酵庑螆D</p><p>　　棍子外徑D=50，軸芯直

58、徑d=12 ，鏈條節(jié)距p=12.7，齒數(shù)z=14，總長L=520</p><p>　　6.2.2輥?zhàn)觽鲃渔?lt;/p><p>　　和輥?zhàn)酉嗯浜?，選用08A型滾子鏈。</p><p><b>　　表6-1 鏈條參數(shù)</b></p><p><b>　　6.3 氣缸的選型</b></p>&

59、lt;p><b>　　估算重量</b></p><p>　　鋼板尺寸約為600*400*15，密度為785kg/m3</p><p><b>　　電機(jī)重量10kg</b></p><p><b>　　工作載荷80kg</b></p><p>　　其余部件約為20kg<

60、;/p><p>　　總重約為35+10+80+20=145kg</p><p>　　在工作壓力5kg的條件下，缸徑63的推拉力為155kg，可滿足要求，但是一般選擇都大一個型號，保證在壓力下降時的安全，所以氣缸選擇缸徑為80，行程為100mm的SC型氣缸，具體型號為SC_SU-80-FA，外形尺寸見圖6-2</p><p>　　圖6-2 氣缸外形尺寸圖</p>

61、;<p><b>　　7 控制技術(shù)</b></p><p><b>　　7.1 PLC概述</b></p><p>　　可編程邏輯控制器(PLC)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置,是自動控制、計算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設(shè)備。[11]目前,PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場,

62、為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。主要原因在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案,適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。PLC之所以得到迅速的發(fā)展和越來越廣泛的應(yīng)用，是因為它具有一些良好的特點(diǎn)①PLC集三電(電控、電儀、電傳)于一體，實現(xiàn)三電一體化;②PLC的輸入/輸出系統(tǒng)完善，性能可靠，能夠適應(yīng)于各種形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量信號的輸出和輸入，在PLC內(nèi)部具備計數(shù)器、中間繼電器等的許多控制功能，而且還

63、具有良好的聯(lián)網(wǎng)通信功能;③PLC的硬件結(jié)構(gòu)全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝方便、接線簡單，而且可以通過不同的模塊組合，適應(yīng)不同規(guī)模、功能復(fù)雜程度的各種控制要求;④PLC能直觀地反映現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)和控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，非常有利于系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)控，PLC可采用梯形圖編程和語句編程多種方式，給編程人員帶來了極大的方便;⑤PLC性能穩(wěn)定，可靠性高，且具有較</p><p>　　7.2 PLC的選型原則</p>

64、<p>　　目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有:日本的OMRON C40/C60、MITSUBISHI、 FUJJF50、 Panasonic FP，德國的 SIEMENS57-300/400，韓國的LG等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多自動化工程技術(shù)人員選用PLC的重要原因。[13]PLC的選型應(yīng)注意以下方面:</p><p>　　1.PLC控制系統(tǒng)規(guī)模

65、的確定</p><p>　　l)一般依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程確定，單機(jī)或者小規(guī)模生產(chǎn)過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關(guān)量為主，F(xiàn)O點(diǎn)數(shù)小于128點(diǎn);建議選用微型PLC，如C40/C60、F50、57-200等。</p><p>　　2)如果生產(chǎn)過程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制，應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，F(xiàn)O點(diǎn)數(shù)在128-512點(diǎn)之間;建議選用中檔PLC，如0MR0N

66、C2000， SIEMENS57-300等。</p><p>　　3)如果生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)控制，應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫、中斷控制、函數(shù)運(yùn)算的高檔PLC，F(xiàn)O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上;建議選用高檔PLC，如 oMRONeZ000H， sIEMENs57-400等，再和工業(yè)現(xiàn)場總線Profibus結(jié)合實現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的無縫通訊和完美控制。</p><p

67、>　　2.PLC編程方法的確定</p><p>　　l)一般的手持編程器編程。它只能用商家規(guī)定語句表中的語句表 (STL)編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場調(diào)試，造價也較低，這主要用于微型PLC，如三菱機(jī)電Fl-40MR的編程器(F1-20PE)。</p><p>　　2)圖形編程器編程。該編程器采用梯形圖 (LAD)編程，方便直觀，一

68、般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價格較高，主要用于微型PLC和中檔PLC，如 FUJIF50、 OMRONC40/60的編程器。</p><p>　　3)個人計算機(jī)或兼容機(jī)加PLC軟件包編程。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程，如 SIEMENSSTEPS.O軟件包。[14]</p>

69、<p>　　基于以上原則，本設(shè)計選定采用OMRON公司的CPM2A型，采用圖形編程器編程。</p><p>　　7.2 系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　圖7-1 系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　7.3 系統(tǒng)控制原理圖</p><p>　　圖7-2 控制原理圖</p><p>　　按下啟動按鈕SB1，系統(tǒng)報

70、警3s后，電機(jī)KM1和KM2開始工作，箱體在鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上開始輸送，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置，SQ1到位開關(guān)閉合，電機(jī)KM1停止工作，同時氣缸開始工作，頂起箱體，當(dāng)?shù)街付ㄐ谐掏Ｖ?，轉(zhuǎn)向裝置將箱體轉(zhuǎn)向輸送，箱體輸送出后氣缸帶動滾筒下降，開始下一輪工作。</p><p>　　在箱體停止時，若有另外物體在其后方，系統(tǒng)報警并停止工作。</p><p>　　按下急停按鈕SB0，系統(tǒng)急停，接觸后系統(tǒng)按原來進(jìn)程繼續(xù)

71、工作。</p><p>　　8 系統(tǒng)其余部件的選型</p><p><b>　　8.1光電開關(guān)</b></p><p>　　光電開關(guān)主要用于檢測箱體是否到位，[15]基于檢測范圍與檢測精度的考慮，選用上海普邦傳感器公司生產(chǎn)的PCBA-R2MNA-D3Y2型光電式接近開關(guān)，具體參數(shù)見圖8-1</p><p>　　圖8-1

72、PCBA-R2MNA-D3Y2型光電式接近開關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　8.2 杯腳</b></p><p>　　杯腳是用來支撐架體的，選擇BD-16型，外形尺寸如圖8-2。</p><p>　　圖8-2 杯腳外形尺寸</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p>&l

73、t;p>　　本次設(shè)計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿形設(shè)計，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計與計算。</p><p><b>　　設(shè)計的主要成果為：</b></p><p>　　(1) 對生產(chǎn)線輸送系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)有了更深入的認(rèn)識，掌握了鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計方法。該輸送機(jī)系統(tǒng)普遍適用于小型工廠的物料運(yùn)輸。該輸送機(jī)系統(tǒng)通過PLC控制，完成物料的自動化輸送和轉(zhuǎn)向

74、功能，實現(xiàn)復(fù)雜生產(chǎn)過程的自動化，更有效的組織快節(jié)奏、高效率的現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。</p><p>　　(2)對生產(chǎn)線傳輸系統(tǒng)的自動控制部分的知識得到充實，尤其對可編程控制器的設(shè)計選擇使用有了新的認(rèn)識和掌握，掌握了CPM2A形成自動控制系統(tǒng)的性能。CPM2A是模塊化小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得CPM2A成為各種從小規(guī)模到中等性

75、能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。CPM2A系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/0擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時，可隨時使用附加的模塊對PLC進(jìn)行擴(kuò)展。 CPM2A所具備的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動，抗沖擊性，更使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。此外，CPM2A系列PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><

76、;p><b>　　存在的主要問題：</b></p><p>　　(1)對部分零件的結(jié)構(gòu)尺寸和安裝尺寸掌握的不夠準(zhǔn)確。</p><p>　　(2)設(shè)計中對標(biāo)準(zhǔn)件的選擇做不到最適合。</p><p><b>　　進(jìn)一步研究的建議：</b></p><p>　　(1)根據(jù)實際情況對輸送機(jī)整體進(jìn)行簡化

77、，減小輸送機(jī)的重量和體積。</p><p>　　(2)對各個部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使各部分的功能達(dá)到最優(yōu)。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1 王偉寧.皮帶運(yùn)輸機(jī)故障檢測系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，蘭州理工大學(xué).2007.07.13.</p><p>　　2 Y.Yang，Z.J.Shen，S.

78、X.Wang，“StableAduPtiveControlWithParameteSehedullingsForTime一VaryingDelaySystems”，((IECON’9PROCEEDINGS》，1991，PP:1985一1989.</p><p>　　3 曹中柱，徐薇莉.自動控制理論與設(shè)計[M]. 1995.9.</p><p>　　4 劉光第.鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計問題.化工起重

79、運(yùn)輸設(shè)計,1992, (4)</p><p>　　5 柴邦衡.鏈條機(jī)構(gòu)，吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1983（1）：136-156</p><p>　　6 李玉瑾.帶式輸送機(jī)的動力學(xué)設(shè)計及理論計算「J」，起重運(yùn)輸機(jī)械。2000(3):8一</p><p>　　7 余汪洋. 國式鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的鏈條設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn),《起重運(yùn)輸機(jī)械》.1984 (9):38-46</p>

80、<p>　　8 余汪洋. 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的張緊裝置,《起重運(yùn)輸機(jī)械》.2002 (6):5-8</p><p>　　9 楊國先,洪美琴. 淺述機(jī)電一體化鏈條輸送設(shè)備設(shè)計，機(jī)電一體化.2007,10(1):14-15</p><p>　　10 楊雷,張元聽,蔣正兵.頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).2004.5.12.</p><p>　　11 李國財，王澤蘭，汪偉民，曲延濱.基于

81、PLC的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計,煤礦機(jī)械.2003(11):16-17. </p><p>　　12 李東君. 皮帶運(yùn)輸機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計,機(jī)械研究與應(yīng)用.2005.12,18(6):79-80.</p><p>　　13 RobertB.HoPler，Conveyortoolseasemaintenanee，PreventbeltsliPPage.MINING，ENGINEERING

82、，1996(7):34一35</p><p>　　14 魏寶林，張官元. 傳感器的快速選擇法,電工技術(shù).2003(9):66-67.</p><p>　　15 張建民等. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計.第2版.北京理工大學(xué)出版社，2001</p><p>　　16 J.P.Peng and M.Carpino，“Optional Design of the Path of C

83、hain Link System”，Journal of Mechanical Design，Vol.115(1993)</p><p>　　17 Stone，W.A.，Trethewey，M.Wand ang K.W.Experimental Evaluation of Chain Noise.119th Meeting of the Acoustical Society of America State Co

84、llege PA.199O 18 寧新華. 帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)向裝置的換向滾筒.2000.2.13</p><p>　　19 成大先主編. 機(jī)械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　20 《電氣工程師手冊》第二版編輯委員. 電氣工程師手冊. 第 2 版. 北京：機(jī)械工業(yè) 出版社，2003</p><p>　　21 SMC氣動元件選型手冊</p

85、><p>　　22 OMRON電氣元件選型手冊</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在***老師指導(dǎo)下完成的，在論文期間，導(dǎo)師在論文研究方面和設(shè)計過程中給予悉心指導(dǎo)，在工作和生活方面給予了大力支持和幫助；尤其是導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神，惜時如金的工作態(tài)度深深地影響了本人，使學(xué)生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高