[機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文]復(fù)合化肥混合比例裝置及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、摘 要本設(shè)計(jì)主要論述了運(yùn)用PLC技術(shù)來(lái)控制復(fù)合化肥混合比例的生產(chǎn)線是將機(jī)電相結(jié)合的在生產(chǎn)領(lǐng)域的一個(gè)具有代表意義的控制系統(tǒng)。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控制理論、電力拖動(dòng)控制技術(shù)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和電子技術(shù)的開展完善，交流調(diào)速技術(shù)不斷開展，并日趨成熟。因此，在PLC對(duì)生產(chǎn)線控制的技術(shù)上，已經(jīng)呈現(xiàn)出用交流調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式的趨勢(shì)。針對(duì)傳統(tǒng)的以傳感器微機(jī)式皮帶秤的根底進(jìn)行改良，采用微機(jī)智能化皮帶秤。采用西門子S7系列PLC與速度傳感器及森蘭系列變頻器控制，采用已趨成熟的交流變壓變頻VVVF調(diào)速方式，控制相同型號(hào)的三個(gè)皮帶秤實(shí)現(xiàn)以調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)速傳感器將

2、輸送帶的速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過模擬模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以V/F的調(diào)頻方式，通過PLC控制實(shí)現(xiàn)皮帶秤的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)對(duì)傳感器信號(hào)的采集進(jìn)行積算、反應(yīng)，從而到達(dá)自動(dòng)調(diào)速的目的、其中還包括自動(dòng)控制混合器和運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)控制等功能。關(guān)鍵詞 PLC 配料 混合 調(diào)速如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻(xiàn)表引文應(yīng)以原始文獻(xiàn)和第一手資料為原那么。所有引用別人的觀點(diǎn)或文字，無(wú)論曾否發(fā)表，無(wú)論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻(xiàn)資料，應(yīng)如實(shí)說明。對(duì)已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評(píng)論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、

3、偽造、篡改文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項(xiàng)科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是單獨(dú)一人可以完成的,還需要各方面的人力,財(cái)力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻(xiàn)可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實(shí)、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點(diǎn)和深度。2) 著錄參考文獻(xiàn)能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來(lái)。3) 著錄參考文獻(xiàn)能起索引作用。4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice

4、 Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.學(xué)位申請(qǐng)者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和

5、辯論合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請(qǐng)者的課程考試通過了，但論文在辯論時(shí)被評(píng)為不合格，那么就不會(huì)授予他學(xué)位。有資格申請(qǐng)學(xué)位并為申請(qǐng)學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)VDC 001.81、CB 7713-87號(hào)文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實(shí)驗(yàn)性、理論性或觀測(cè)性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識(shí)和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會(huì)不斷地為新理論推翻。斯蒂芬梅森因此，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價(jià)值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論

6、文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對(duì)大量的事實(shí)、材料進(jìn)行分析、研究，使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。一般來(lái)說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實(shí)事求是、“有的放矢、“既分析又綜合 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物省級(jí)、國(guó)家級(jí)審核時(shí)間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時(shí)間為14-20天。核心期刊審核時(shí)間一般為4個(gè)月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級(jí)別問題。國(guó)家沒有對(duì)期刊進(jìn)行級(jí)別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級(jí)別來(lái)對(duì)期刊劃為省級(jí)期刊和國(guó)家級(jí)期刊。省級(jí)期刊主管單位是省級(jí)單位。國(guó)家級(jí)期刊主管單位是國(guó)家

7、部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126AbstractThis system expound mainly how to apply PLC technology to control the productive line of compound fertilizers proportional mixing is provided representative control system which combines machinery and power-generating equipment in the product field. It refers t

8、o many branch of learning field. Such as the mechanical engineering、electronic technology、electric power technology、electrical machinery and drag theory、automatic theory、electric power drag control technology. Accompany the development and improvement of microelectronic technology、electrics technolo

9、gy and alternating speed governor technology. It becomes mature more and more. Consequently, to apply the PLC technology to control the productive line, it appears the tread that the alternating speed governor technology replaces the direct speed governor technology. This systems design is the alter

10、nating speed governor technology. In connection with traditional sensor microcomputer driving belts, it is improved to the microcomputer intelligence and ability driving belt. To use the PLC of the S200 series、velocity sensor and frequency conversion instrument of Sen Lan series. To use the speed go

11、vernor of the VVVF to control the same type driving belts. The monitor velocity sensor transform the belt velocity to transform the A/D by the imitation module to the electric signal, then to use the PLC technology to control the automatic belt drive、to accumulate、feedback of the sensor single to ac

12、hieve the automatic speed governor. Also, PLC technology controls the mixture machine and the transport machine.Key words PLC compound material mix speed governor目 錄 HYPERLINK l _Toc106691187 摘要I HYPERLINK l _Toc106691188 AbstractII TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc107386590 第1章 緒論 PAGEREF _Toc107386

13、590 h 1 HYPERLINK l _Toc107386591 前言 PAGEREF _Toc107386591 h 1 HYPERLINK l _Toc107386592 選題背景1 HYPERLINK l _Toc107386592 1.3 配料混合系統(tǒng)研究意義2 HYPERLINK l _Toc107386592 1.4 配料混合系統(tǒng)的開展前景2 HYPERLINK l _Toc107386592 1.5 本文的結(jié)構(gòu)4 HYPERLINK l _Toc107386594 第2章 配料混合系統(tǒng)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc107386595 設(shè)計(jì)方案5 HYPER

14、LINK l _Toc107386596 配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)選擇5 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l _Toc107386617 配料系統(tǒng)精度分析15 HYPERLINK l _Toc107386597 混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l _Toc107386617 混合設(shè)備選擇16 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l _Toc107386617 螺桿強(qiáng)度校核21 HYPERLINK l _Toc107386617 軸承校核28

15、 HYPERLINK l _Toc107386599 第3章 配料混合系統(tǒng)控制電路與選型 PAGEREF _Toc107386599 h 30 HYPERLINK l _Toc107386600 控制電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc107386600 h 30 HYPERLINK l _Toc107386603 3.2 PLC的選用31 HYPERLINK l _Toc107386603 3.3 變頻器的選用32 HYPERLINK l _Toc107386617 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理32 HYPERLINK l _Toc107386617 變頻器選擇35 HYPERLINK l _Toc1

16、07386604 3.4 測(cè)速傳感器的選用37 HYPERLINK l _Toc107386605 第4章 配料混合系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)39 HYPERLINK l _Toc107386606 配料混合系統(tǒng)的控制39 HYPERLINK l _Toc107386607 總體控制設(shè)計(jì)39 HYPERLINK l _Toc107386617 PLC控制系統(tǒng)39 HYPERLINK l _Toc107386618 4.1.3 交流變壓變頻調(diào)速41 HYPERLINK l _Toc107386608 4.2 邏輯控制設(shè)計(jì)42 HYPERLINK l _Toc107386616 第5章 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)可行性分析47

17、 HYPERLINK l _Toc107386608 5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性47 HYPERLINK l _Toc107386608 5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性47 HYPERLINK l _Toc107386624 結(jié)論49 HYPERLINK l _Toc107386619 致謝 PAGEREF _Toc107386619 h 50 HYPERLINK l _Toc107386620 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc107386620 h 51第1章 緒論1.1 前 言隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，配料皮帶秤已廣泛地應(yīng)用在冶金、建材、電力、化工、食品等行業(yè)中。我國(guó)現(xiàn)在廣泛使用的配

18、料皮帶秤的控制局部還比擬落后，直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。過去傳統(tǒng)配料皮帶秤多采用模擬電路控制滑差調(diào)速電機(jī)的方法進(jìn)行速度控制，由于滑差電機(jī)調(diào)速方式在低速時(shí)特性差、效率低；使用現(xiàn)場(chǎng)外部工作環(huán)境又很惡劣，工業(yè)粉塵很多，這些粉塵很容易進(jìn)入滑差電機(jī)內(nèi)部而出現(xiàn)磨損、卡死等現(xiàn)象，維修、維護(hù)麻煩，造成工作故障多，影響正常生產(chǎn)；另外由于采用模擬電路控制方式，控制不穩(wěn)定，精度低，調(diào)試煩瑣，使用極不方便。我們可結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)，采用可編程序控制器控制矢量型變頻器拖動(dòng)密封式鼠籠電機(jī)方案，以數(shù)字處理技術(shù)取代傳統(tǒng)的模擬控制方式，以無(wú)級(jí)變速的矢量型變頻器控制封閉式鼠籠電機(jī)，取代老式的滑差式調(diào)速方式。本章主要介紹了散狀物料的

19、配料混合自動(dòng)化運(yùn)輸?shù)拈_展?fàn)顩r,電子皮帶秤運(yùn)行過程的配料以及混合設(shè)計(jì)的方案。1.2 選題背景在復(fù)合肥的生產(chǎn)特別是對(duì)原料配比控制系統(tǒng)總存在一定的缺乏，有的本錢高，不易推廣；有的精度與可靠性差，無(wú)法在環(huán)境惡劣、現(xiàn)場(chǎng)干擾大的場(chǎng)合滿足高精度的配料要求。并且大多數(shù)使用的是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因而本錢高、靠干擾能力差。在工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下是通過現(xiàn)場(chǎng)操作人員按照配比，人工調(diào)節(jié)給料機(jī)的給料量。其缺點(diǎn)是給料量的大小完全靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)或人工跑盤的結(jié)果來(lái)決定，配比精度較差，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化水平極低。配料系統(tǒng)普遍存在的問題是：配料精度低，機(jī)電控制局部的可靠性差，缺少數(shù)據(jù)庫(kù)管理生產(chǎn)以及對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視

20、。配料精度低的主要原因是電子秤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性范圍小，而可靠性差主要是中間繼電器和微機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性低所致。通過電子皮帶秤生產(chǎn)廠家和用戶的共同努力，近年來(lái)電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運(yùn)行維護(hù)量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠(yuǎn)未能到達(dá)如靜態(tài)電子衡器所能到達(dá)的使用精度和使用效果。1.3 配料混合系統(tǒng)研究意義在化工以及冶金、建材、飼料、加工等行業(yè)，配料工段一般都是整條生產(chǎn)線非常重要的一環(huán)。配料工段直接關(guān)系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。如今，配料工段的自動(dòng)化越來(lái)越普遍，作為實(shí)現(xiàn)配料工段自動(dòng)化手段的可編程控制配料系統(tǒng)必將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)過程或工藝流程中,對(duì)各種配料稱重

21、、定量稱重及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)的要求愈來(lái)愈高，現(xiàn)代的稱重計(jì)量?jī)x器,不僅要給出重量或質(zhì)量,也要作為過程檢測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)單元而具有測(cè)量、計(jì)算、控制、檢驗(yàn)及通訊等功能,它們已成為工藝技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收發(fā)貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售行業(yè)中必不可少的組成局部,推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動(dòng)化和合理化。配料工序是復(fù)合化肥生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，其配料精度直接影響著化肥產(chǎn)品的質(zhì)量，落后的配料設(shè)備不僅效率低而且配料不準(zhǔn),手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進(jìn)一步提高，因此實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)配料對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有著極為重要的意義。1.4 配料混合系統(tǒng)的開展前景皮帶秤由最初的純

22、機(jī)械式滾輪式皮帶秤開始，已經(jīng)開展四代產(chǎn)品，第二代是傳感器電子儀表皮帶秤，第三代是傳感器微機(jī)式皮帶秤，第四代是微機(jī)智能化皮帶秤。電子皮帶秤是在皮帶輸送機(jī)輸送物料過程中同時(shí)進(jìn)行物料連續(xù)自動(dòng)稱重的一種計(jì)量設(shè)備，其特點(diǎn)是無(wú)需人員的干預(yù)就可以完成稱重操作。國(guó)外從上世紀(jì)五十年代開始使用電子皮帶秤，國(guó)內(nèi)那么從六十年代末期開始試生產(chǎn)電子皮帶秤。時(shí)至今日，雖然核子皮帶秤、固體質(zhì)量流量計(jì)、沖量式流量計(jì)、失重式秤等多種固體物料連續(xù)計(jì)量設(shè)備也有一定規(guī)模的應(yīng)用，但他們?nèi)詿o(wú)法與電子皮帶秤抗衡，也無(wú)法撼動(dòng)電子皮帶秤作為固體物料連續(xù)自動(dòng)稱重主流計(jì)量設(shè)備的地位。電子皮帶秤主要由傳感器、秤架、二次儀表三大局部組成，在實(shí)際應(yīng)用過程

23、中，要想使電子皮帶秤在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)保證一定的精確度。其檢定過程非常重要，所以首先將從以下幾個(gè)方面介紹電子皮帶秤的開展現(xiàn)狀：傳感器、秤架、二次儀表、檢定。1傳感器電子皮帶秤的傳感器包括測(cè)量秤架上物料瞬時(shí)重量的稱重傳感器及測(cè)量皮帶速度的測(cè)速傳感器又稱測(cè)量皮帶行程的位移傳感器，該系統(tǒng)涉及到了其中的測(cè)速傳感器。測(cè)速傳感器主要分模擬式和數(shù)字式兩種。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外普遍使用數(shù)字式測(cè)速傳感器，用模擬式測(cè)速傳感器來(lái)檢測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓的方式已不再使用。非接觸式測(cè)速傳感器盡管從理論上講是優(yōu)越的，能消除“打滑，直接檢測(cè)輸送帶的線速度，但在實(shí)際使用任然存在許多實(shí)際問題，有待解決，故未得到廣泛的工程應(yīng)用。實(shí)際廣泛使

24、用的是接觸式測(cè)速傳感器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，有些廠家的產(chǎn)品將測(cè)速元件直接裝到尾輪或托輥上，以尾輪或托輥代替摩擦輪。接觸式測(cè)速傳感器正常條件下能比擬好地測(cè)得輸送帶運(yùn)行速度，缺點(diǎn)是摩擦輪粘上泥灰，使直徑變大或者“打滑，產(chǎn)生測(cè)速誤差，不能準(zhǔn)確地反映輸送帶線速度。2秤架秤架是電子皮帶秤的負(fù)荷承受局部，即稱重裝置。為了減輕“皮帶效應(yīng)對(duì)稱重結(jié)構(gòu)的影響，研究、設(shè)計(jì)出各種各樣的秤架，典型的秤架結(jié)構(gòu)形式有單托輥式、多托輥雙杠桿式、多托輥懸浮式、平行板簧式、懸臂式、整體式等幾種。其中杠桿系統(tǒng)的支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，早期采用刀口和一般軸承，這類支點(diǎn)結(jié)構(gòu)因傳遞力的效果不佳根本上被淘汰?，F(xiàn)在大多數(shù)采用彈簧片作彈性支撐，秤架上

25、目前采用的支撐簧片有X型、十字型和單吊片型三種。此外少數(shù)廠用特殊橡膠軸承或無(wú)摩擦耳軸作秤架的支撐點(diǎn)。3二次儀表二次儀表分模擬式、數(shù)字式、電腦式和集散式。從上世紀(jì)八十年代起，微機(jī)數(shù)字式皮帶秤就開始取代常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表了。其特點(diǎn)除了計(jì)算精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表外，功能豐富也是其主要特點(diǎn)。以往常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表只有重量信號(hào)與皮帶速度信號(hào)的乘法運(yùn)算、累計(jì)值運(yùn)算及簡(jiǎn)單的調(diào)零、調(diào)滿值功能，而采用微機(jī)數(shù)字式皮帶秤后，多達(dá)數(shù)十種功能可以儲(chǔ)存在二次儀表內(nèi)供用戶隨時(shí)調(diào)用，這些功能包括：自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)調(diào)滿值、秤架特性非線性補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、數(shù)字濾波、模擬檢定精確度自動(dòng)計(jì)算及結(jié)果判定、有關(guān)參數(shù)輸入

26、如量程、托輥間距、皮帶傾角、模擬標(biāo)定值、累計(jì)值的分辨率等等、公制英制單位如 t/h、lb/s選擇、輸入?yún)?shù)及中間計(jì)算參數(shù)顯示、總運(yùn)行時(shí)間顯示、各種調(diào)整調(diào)零、調(diào)滿值次數(shù)顯示、多個(gè)稱重傳感器平衡調(diào)整、稱重傳感器及測(cè)速傳感器數(shù)值調(diào)整、多組內(nèi)部及外部累計(jì)器、PID 控制、定值控制、各種參數(shù)報(bào)警等等。這些功能的增加都是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，所以二次儀表的本錢并不增加。螺旋輸送機(jī)是化工企業(yè)中用途較廣的一種連續(xù)混料輸送設(shè)備，與其它輸送設(shè)備相比擬，它在輸送過程中同時(shí)完成攪拌、混合等工序，即實(shí)現(xiàn)連續(xù)性混合。特別地，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，制造本錢低，維修方便。對(duì)封閉的料槽可減少對(duì)環(huán)境的污染。螺桿計(jì)量配重方式那么具有較多的

27、技術(shù)優(yōu)勢(shì)。采用螺桿計(jì)量裝置，其計(jì)量精度較高，在輸送過程中不會(huì)出現(xiàn)堵塞物料的現(xiàn)象，是食品、精細(xì)化工行業(yè)運(yùn)用比擬普遍的一種計(jì)量輸送方式。1.5 本文的結(jié)構(gòu)本文在現(xiàn)有的配料混合系統(tǒng)進(jìn)行分析的根底上，根據(jù)配料混合系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，從機(jī)械和電氣控制兩方面對(duì)系統(tǒng)各個(gè)局部的設(shè)計(jì)分章節(jié)展開了詳細(xì)的介紹。第2章 配料混合機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)方案在化工生產(chǎn)中，采用帶式輸送機(jī)連續(xù)輸送，而皮帶秤是一種能解決帶式運(yùn)輸機(jī)散裝物料連續(xù)自動(dòng)稱量和自動(dòng)配料的衡器。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的:三臺(tái)帶式輸送機(jī)作為配料系統(tǒng)運(yùn)載復(fù)合肥的設(shè)備,其根本參數(shù)為：每臺(tái)輸送機(jī)的額定輸送能力為Q=30t/h，帶寬B=650mm，復(fù)合肥的粒度25mm，松散

28、密度，安息角，機(jī)長(zhǎng)L=5m，配料過程中輸送機(jī)的額定線速度為0.8m/s。完成配料后的復(fù)合肥通過混合系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行混合，混合系統(tǒng)選擇過程中關(guān)鍵是要能夠進(jìn)行混合的同時(shí)完成輸送的連續(xù)性設(shè)備。其中，選型的時(shí)候，要注意其輸送能力要與配料系統(tǒng)相匹配。，再將混合后的物料通過輸送帶運(yùn)送到下一個(gè)生產(chǎn)線上。2.2 配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1 結(jié)構(gòu)選擇電子皮帶秤在輸送狀態(tài)下利用測(cè)速傳感器將輸送帶運(yùn)送復(fù)合肥式的速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。再通過S200-7中的模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過PLC對(duì)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)配料輸送帶的速度的調(diào)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料控制。其工作原理圖見圖2-1。輸送機(jī)輸送物料式，PLC連續(xù)測(cè)量輸送帶在某

29、時(shí)刻的速度m/s，由于下料的閥門口始終保持不變，即輸送帶上每單位長(zhǎng)度的物料質(zhì)量qkg/m為恒值，二者相乘所得結(jié)果為物料的瞬時(shí)質(zhì)量流量kg/s。因帶速隨時(shí)間變化，所以在T時(shí)間間隔的累積質(zhì)量可用以下積分式表示：式中 時(shí)間間隔內(nèi)的物料累計(jì)質(zhì)量，kg；物料通過秤的時(shí)間，s； 輸送帶單位長(zhǎng)度上的物料質(zhì)量，kg/s； 物料的運(yùn)行速度取輸送帶速，m/s。 圖2-1 皮帶秤工作原理輸送機(jī)組成部件由下面幾局部構(gòu)成。輸送帶是輸送機(jī)中的曳引構(gòu)件。本系列帶式輸送機(jī)采用普通型輸送帶。抗拉體芯層有棉帆布、聚酯帆布和鋼絲繩芯。1覆蓋膠層厚度根據(jù)所輸送物料的松散密度、粒度、落料高度及物料的磨琢性確定。2輸送帶的平安系數(shù)應(yīng)根據(jù)

30、平安、可靠、壽命及制造質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)本錢、接頭效率、起動(dòng)系數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)條件、使用經(jīng)驗(yàn)等綜合考慮確定。帶式輸送機(jī)的動(dòng)力局部，由安裝在驅(qū)動(dòng)架上的Y系列鼠籠型電機(jī)、凸緣聯(lián)軸器、減速器等組成。1按帶寬、帶速、電機(jī)功率確定所需驅(qū)動(dòng)單元。2減速器。優(yōu)先采用圓柱齒輪減速器。一般采用漸開線齒輪傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是：效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比穩(wěn)定。根據(jù)齒輪的密封情況可分為開式、半開式及閉式。在運(yùn)輸機(jī)械方面多采用閉式齒輪傳動(dòng)齒輪箱。它與開式或半開式相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。表示減速箱減速能力的技術(shù)參數(shù)為傳動(dòng)比，即 式中 大齒輪齒數(shù)； 小齒輪齒數(shù)。在本設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)的圓柱直齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)效率有了很大的提高。3

31、軸之間是根據(jù)軸的直徑選用不同型號(hào)的凸緣式聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。根據(jù)承載能力分輕型、中型和重型三種。滾筒直徑為500、630、800、1000mm。同一種滾筒直徑又有不同的軸徑和中心跨距。傳動(dòng)滾筒外表有裸露光鋼面，人字型和菱形花紋橡膠覆面。最小傳動(dòng)滾筒直徑D按下式選?。?mm式中 芯層厚度或鋼繩直徑，mm； 系數(shù)，棉織物，尼龍，聚酯，鋼繩芯。滾筒軸承座全部采用油杯式潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。用于改變輸送帶的運(yùn)行方向或增加輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的圍包角。托輥是用于支撐輸送帶及輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置。1托輥分為槽行托輥、平行托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥、回程托輥、梳形托輥、

32、螺旋托輥、過渡托輥等。2托輥間距應(yīng)滿足兩個(gè)條件：輥?zhàn)虞S承的承載能力及輸送帶的下垂度，托輥間距應(yīng)配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得適宜的垂度。最大下垂度：式中 兩組托輥間輸送帶的最大下垂度，m； 重力加速度，； 托輥間距，m； 物料質(zhì)量，kg/m； 輸送帶質(zhì)量，kg/m； 該處輸送帶張力，N。使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動(dòng)滾筒間產(chǎn)生摩擦力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送機(jī)正常運(yùn)行。螺旋拉緊裝置適用于長(zhǎng)度較短小于100mm，對(duì)功率較小的輸送機(jī)，可按機(jī)長(zhǎng)的的1%1.5%選取拉緊行程。清掃器用于清掃輸送帶上粘附的物料，又有頭部及空段清掃器兩種。卸料裝置用于輸送機(jī)中部任

33、意點(diǎn)卸料。導(dǎo)料槽可使從漏斗落下的物料在到達(dá)帶速之前集中到輸送帶的中部。導(dǎo)料槽的底邊寬為2/31/2帶寬。機(jī)架是支撐滾筒及承受輸送帶張力的裝置。其中機(jī)架四種結(jié)構(gòu)中的01機(jī)架用于傾角的頭部傳動(dòng)及頭部卸料滾筒。選用時(shí)應(yīng)標(biāo)注角度。頭部漏斗用于導(dǎo)料、控制料流方向的裝置。也可起防塵作用。平安保護(hù)裝置輸送帶跑偏監(jiān)測(cè)、打滑監(jiān)測(cè)、超速監(jiān)測(cè)等根據(jù)需要進(jìn)行選擇是在輸送機(jī)工作中出現(xiàn)故障能進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)警的設(shè)備，可使輸送機(jī)系統(tǒng)平安生產(chǎn)，正常運(yùn)行，預(yù)防機(jī)械局部的損壞，保護(hù)操作人員的平安。此外，還便于集中控制和提高自動(dòng)化水平。2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1原始參數(shù)及物料特性復(fù)合肥的配料系統(tǒng)帶長(zhǎng)5-7米，寬B=650mm，帶速0.8m

34、/s，輸送能力Q=30t/h，粒度25mm，松散密度，安息角，機(jī)長(zhǎng)L=5m。2初定設(shè)計(jì)參數(shù)帶寬B=650mm，帶速v=0.8m/s，上托輥槽角，下托輥槽角，上下托滾輥徑89mm，承載分支托輥間距1.2m。3由帶寬、帶速驗(yàn)算輸送能力由式 (2-1)得 由得，取。1確定k值輸送機(jī)傾角=0。2由式1-1得 kg/s t/h 能滿足t/h的輸送能力要求。驅(qū)動(dòng)力及所需傳動(dòng)功率計(jì)算1圓周驅(qū)動(dòng)力由式 2-2其中=0.02，查得上托輥mm，軸承4G204。且單個(gè)上輥轉(zhuǎn)動(dòng)局部質(zhì)量kg 查得下托輥mm，軸承4G204。且單個(gè)下輥轉(zhuǎn)動(dòng)局部質(zhì)量得kg 計(jì)算初選輸送帶NN，上膠厚mm，下膠厚。=51.02+3+4.51

35、.19 650=6.7958 kg/m計(jì)算輸送帶清掃器的摩擦阻力 2-3帶入數(shù)據(jù)得 計(jì)算，計(jì)算公式為 2-4帶入數(shù)據(jù)有 計(jì)算。 2-5 N計(jì)算，無(wú)前傾 那么 =0 N由表得導(dǎo)料槽阻力 2-6 N式中，l=1.5m ，m 。 N計(jì)算 2-7 N式中 清掃器接觸面積。一個(gè)頭部清掃器和兩個(gè)空段清掃器22=0.039m無(wú)卸料器， 代值進(jìn)式中有 N2傳動(dòng)功率計(jì)算 其中 傳動(dòng)滾筒及聯(lián)軸器效率0.98，電動(dòng)機(jī)功率P=22KW，選轉(zhuǎn)速的電機(jī)。5輸送帶張力計(jì)算1限制輸送帶下垂度的最小張力由 N按回程分支=2.4m N2輸送帶工作時(shí)不打滑需保持最小張力 2-8得 N按公式求起動(dòng)時(shí)傳動(dòng)滾筒上最大圓周力 2-9取 N

36、得，那么 N由N，計(jì)算輸送機(jī)各點(diǎn)張力不忽略附加阻力得點(diǎn)張力NN那么取，可得穩(wěn)定工況下 N3輸送帶層數(shù)計(jì)算 取5層，與初選相同。6校核輥?zhàn)虞d荷1靜載計(jì)算承載分支 2-10，m，m/s，kg/m，kg/s N上輥L=250mm，軸承4G204，承載能力2950N，滿足要求?；爻谭种?N下輥；軸承4G204，承載能力813N，滿足要求。2動(dòng)載計(jì)算承載分支 2-11每天大于16h，；粒徑小，取NN均滿足要求。配料系統(tǒng)精度分析在對(duì)像復(fù)合肥這種散狀物料的連續(xù)累計(jì)計(jì)量中，電子皮帶秤具有動(dòng)態(tài)計(jì)量速度快、占用空間小、安裝方便等優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際使用時(shí)，由于皮帶張力、環(huán)境、溫度及濕度、托輥軸承摩擦力等諸多外界因素的影

37、響，導(dǎo)致皮帶秤的計(jì)量誤差較大。 影響皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度的主要因素有：根據(jù)皮帶秤的結(jié)構(gòu)原理及重量累計(jì)值的計(jì)算方法可知,皮帶秤的計(jì)量準(zhǔn)確度有單位長(zhǎng)度皮帶上的物料重量以及皮帶的運(yùn)行速度決定的。在實(shí)際稱量過程中,物料的重量是通過皮帶作用于復(fù)合傳感器,而皮帶又是依靠托輥來(lái)支撐,托輥在運(yùn)輸帶上每1.2m一組。皮帶所承受的負(fù)荷是隨著物料的端面形狀,流量大小而改變,因而,皮帶與托輥的貼合程度也隨時(shí)在改變,這就使得皮帶秤具有由其組成結(jié)構(gòu)決定的、不可防止的計(jì)量誤差。同時(shí)，皮帶秤計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度還與皮帶秤的技術(shù)指標(biāo)及運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系密切。皮帶秤的綜合計(jì)量性能主要表達(dá)在零點(diǎn)和量程這兩個(gè)指標(biāo)上。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，皮帶秤計(jì)量誤差

38、的表現(xiàn)形式是：(1) 零點(diǎn)誤差；(2) 量程發(fā)生變化；(3) 測(cè)量速度的誤差。(1) 機(jī)架和皮帶上積料，皮帶外表水分所造成的皮帶秤零點(diǎn)的波動(dòng)；(2) 放大電路零點(diǎn)和增益的變化；(3) 運(yùn)輸皮帶張力的變化，張力的變化是隨著運(yùn)輸帶上物料的多少、氣溫、傾角等而變化。這就使得作用在稱重傳感器的力發(fā)生變化，從而引起零點(diǎn)和量程發(fā)生變化；(4) 運(yùn)輸皮帶彈性的變化也會(huì)影響到零點(diǎn)和量程的準(zhǔn)確性；(5) 秤框及稱重托輥的非準(zhǔn)確直度引起的零點(diǎn)偏差。為了提高皮帶秤的計(jì)量準(zhǔn)確度，減小及克服計(jì)量誤差。在實(shí)際工作中，我們首先要保證系統(tǒng)的安裝技術(shù)指標(biāo)及運(yùn)行穩(wěn)定性；同時(shí)對(duì)皮帶秤進(jìn)行正確的維護(hù)；另外要選擇切實(shí)可行的校準(zhǔn)方法對(duì)皮

39、帶秤進(jìn)行定期校準(zhǔn)。1提高系統(tǒng)的安裝精度在安裝皮帶秤框時(shí)，我們首先要嚴(yán)格按照皮帶秤的安裝技術(shù)指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行精確的安裝。另外保證秤架范圍內(nèi)托輥傾角的一致性，減少皮帶在運(yùn)輸物料過程中的形變。取得了良好的效果。2正確使用和維護(hù)多年的工作實(shí)踐證明，皮帶秤的實(shí)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、小準(zhǔn)工作關(guān)系甚大。因而，在日常的使用中，需對(duì)皮帶秤進(jìn)行正確的使用和技術(shù)維護(hù)。3校準(zhǔn)皮帶秤是在動(dòng)態(tài)下對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)累計(jì)稱量，因而，嚴(yán)格按照校準(zhǔn)周期及生產(chǎn)工藝的實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，是保證其稱量準(zhǔn)確度的必要條件。2.3 混和系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1 混合設(shè)備選擇針對(duì)復(fù)合肥要實(shí)現(xiàn)的是在運(yùn)輸過程中完成配料過程，針對(duì)此需求，選擇螺旋輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)此工

40、序。混合復(fù)合化肥生產(chǎn)過程中，混合工序是將按預(yù)先所需的已通過電子皮帶秤進(jìn)行一定比例輸送的原料進(jìn)行混合。為了給混合過程創(chuàng)造一個(gè)良好的物態(tài)條件，更有利于均勻。對(duì)混合過程中的要求都滿足：1.各種成分能均勻分散；2.混合后的物料溫度不能太高，以防物料結(jié)塊；3.混合時(shí)間要短，要能滿足生產(chǎn)過程中連續(xù)出料的要求；4.混合過程要在密封狀態(tài)下進(jìn)行，應(yīng)能防止粉塵的逸出；5.便于清潔，混合工序是在枯燥狀態(tài)下進(jìn)行的，在整個(gè)過程中應(yīng)注意粉塵飛揚(yáng)，要實(shí)現(xiàn)密封下操作。根據(jù)顆粒生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，螺旋輸送機(jī)作為混料設(shè)備具有高效的混合效率，特別是在輸送過程中能同時(shí)完成攪拌、混合等工序是該設(shè)備特有的優(yōu)點(diǎn)。螺旋輸送機(jī)是一種不帶撓性牽引的

41、輸送設(shè)備，見圖2-2，因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性能好、便于中間裝料和卸料，操作平安方便，制造本錢低而使用廣泛。它利用螺旋形狀的旋轉(zhuǎn)面推移物料來(lái)完成輸送工作。工作中，物料像不旋轉(zhuǎn)的螺母沿軸桿平移，使物料不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料本身的重量和機(jī)殼與物料的摩擦及物料間的摩擦。它主要用來(lái)輸送各種粉塵狀、顆粒狀、小塊狀的物料，如化工原料、面粉、煤粉、煙塵、水泥、糧食等，在輸送過程中還可對(duì)物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等工藝。螺旋輸送機(jī)是根據(jù)機(jī)械力學(xué)原理工作的，圖2-2是其原理圖，由螺旋機(jī)本體、進(jìn)出料口及驅(qū)動(dòng)裝置三大局部組成。螺旋機(jī)本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機(jī)殼、蓋板及底座等組成。螺旋桿由

42、電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)復(fù)合肥沿著機(jī)殼內(nèi)壁向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)混合運(yùn)輸?shù)囊?。圖2-2 螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺旋輸送機(jī)是在化工、建材、糧食等部門中廣泛應(yīng)用的一種輸送設(shè)備，主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料。螺旋輸送與其他輸送設(shè)備相比擬，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性能好、可以中間多點(diǎn)裝料和卸料、操作平安方便以及制造本錢低等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是機(jī)件磨損較嚴(yán)重、輸送量較低、消耗功率大以及物料在運(yùn)輸過程易被破碎。螺旋輸送機(jī)分為水平固定式螺旋輸送機(jī)、垂直式螺旋輸送機(jī)。對(duì)于復(fù)合肥的運(yùn)輸生產(chǎn)線中用水平固定式螺旋輸送機(jī)進(jìn)行物料運(yùn)送。螺旋輸送機(jī)由螺旋機(jī)本體、進(jìn)出料及驅(qū)動(dòng)裝置三大局部組成。其中螺旋

43、機(jī)本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機(jī)殼、蓋板及底座等組成。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及底座所組成。1 原始選料1被輸送物料的名稱及特性1 物料松散密度(。2物料最大粒度mm及比率。3一般物料粒度mm(25mm)，溫度C，含水率、粘度、磨琢性及腐蝕性等。2選型要求1需要的輸送能力t/h；2布置簡(jiǎn)圖中輸送長(zhǎng)度Lm，傾角C，投影高度Hm。2GX型螺旋輸送機(jī)的計(jì)算1螺旋直徑及螺旋軸轉(zhuǎn)速計(jì)算1螺旋直徑計(jì)算 m 2-12式中 輸送能力，t/h； 物料特性系數(shù)； 填充系數(shù)； 傾角系數(shù)。見表2-1所示。表2-1 傾角系數(shù)表 傾斜角05101520螺旋輸送機(jī)傾斜布置時(shí)的輸送量校正系數(shù)按上式計(jì)算得由式2-1

44、2得mm；值應(yīng)圓整為mm。2螺旋軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 2-13mm取 r/min螺距 mm用螺旋直徑及轉(zhuǎn)速圓整后的數(shù)值，還必須對(duì)填充系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算： 2-14式中 螺旋節(jié)距，m。帶入相關(guān)數(shù)值進(jìn)2-14式得 ，滿足 。2功率計(jì)算1螺旋輸送機(jī)所需軸功率可由下式確定： (KW) 2-15式中 螺旋輸送機(jī)傾斜布置是在垂直平面上的投影高度；螺旋輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度，m；物料阻力系數(shù)。帶入相關(guān)數(shù)值進(jìn)式2-15得 mm 2電動(dòng)機(jī)功率 (KW) 2-16式中 功率備用系數(shù)，對(duì)Y系列電動(dòng)機(jī)取1.0；驅(qū)動(dòng)裝置總效率，一般取0.90.94。帶相關(guān)數(shù)值進(jìn)式2-16得 (KW)根據(jù)實(shí)際對(duì)螺旋輸送機(jī)的使用測(cè)定結(jié)果，實(shí)際軸功率要比理論計(jì)

45、算功率大35倍。那么 (KW)取電動(dòng)機(jī)功率22KW。在選擇螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，應(yīng)維持如下關(guān)系：式中 當(dāng)螺旋輸送機(jī)不采用聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)，而采用傳動(dòng)帶或鏈條等傳動(dòng)時(shí)，在螺旋軸軸端上所加的總作用力，N；許用懸臂載荷，N。GX型螺旋輸送機(jī)，其許用的功率轉(zhuǎn)速比及許用懸梁載荷列于表2-2中。表2-2 GX型螺旋輸送機(jī)許用功率轉(zhuǎn)速比與許用懸臂載荷 螺旋直徑150200250300400500600132100370058008000150002400035000其中，螺旋直徑，mm；，；，N。對(duì)GX型螺旋輸送機(jī)而言，許用功率轉(zhuǎn)速比，r/min， 那么 (KW)，許用懸臂載荷 N，通過上面計(jì)算的相關(guān)數(shù)

46、值，反過來(lái)再對(duì)所選定的螺旋輸送機(jī)進(jìn)行輸送能力的驗(yàn)算。求輸送能力Q，有 得 總結(jié)以上數(shù)據(jù)得=600mm，=480mm，=60r/min，=90t/h。選擇尺寸代號(hào)為GX600的螺旋輸送機(jī)符合要求。4.在對(duì)螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)過程中最重要的是對(duì)已經(jīng)確定的螺桿進(jìn)行剛度和強(qiáng)度的校核，當(dāng)然就包括其中涉及的軸承強(qiáng)度、壽命的計(jì)算。2.3.3 螺桿強(qiáng)度校核下面先對(duì)螺桿進(jìn)行校核。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 2-17式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa； 軸所受的扭矩，單位為Nmm； 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm； 軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； 軸轉(zhuǎn)速的功率，單位為KW； 計(jì)算截面處

47、軸的直徑，單位為mm； 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa 空心軸的內(nèi)徑與外徑之比，取=0.5，見表2-3。表2-3 軸常用幾種材料的及值軸的材料Q235-A、20Q275、354540Cr、35Ci、Mn、38SiMnMo、3Cr13/MPa152520352545355514912613511212610311297對(duì)于空心軸符合45鋼時(shí)=2545MPa的要求。通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。其計(jì)算步驟如下：1作出彎矩，如圖2-3所示。圖2-3 軸的載荷分析圖其中有： NN接著再對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。軸的彎矩和

48、扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面即彎矩和扭矩大而軸徑可能缺乏的截面作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力 2-18式中： 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為MPa； 軸所受的彎矩，單位為Nmm； 軸所受的扭矩，單位為Nmm； 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為。 這種校核計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的平安程度。在軸的外形、尺寸及載荷的根底上，即可通過分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面這時(shí)不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對(duì)尺寸等因素影響的程度，按式計(jì)算平安系數(shù)并應(yīng)使其稍大于或至少等于設(shè)計(jì)平安系數(shù)S，即 2-19其中僅有法向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足 2-20帶數(shù)據(jù)進(jìn)2-20得 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足

49、 2-21 由數(shù)據(jù)進(jìn)2-19得 那么S=1.31.5，滿足其軸的平安程度。軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸上作用的最大瞬時(shí)載荷來(lái)校核的。靜強(qiáng)度校核時(shí)的強(qiáng)度條件是 2-22其中 2-23 帶數(shù)據(jù)進(jìn)2-23得 2-24帶數(shù)據(jù)進(jìn)式2-24 帶數(shù)據(jù)入式2-22得 式中 材料的抗彎和抗扭屈服極限，單位為MPa，其中；軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大彎矩，單位為Nmm；軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大軸向力，單位為N；軸的危險(xiǎn)截面的面積，單位為mm；分別為危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)，單位為mm。滿足其要求。1軸的彎曲剛度校核計(jì)算把階梯軸看成是當(dāng)量直徑，然后按照材料力學(xué)中的公式計(jì)算。當(dāng)量直徑單位為mm為 2-25式中： 階梯軸第i段的

50、長(zhǎng)度，單位為mm； 階梯軸第i段的直徑，單位為mm； L階梯軸的計(jì)算長(zhǎng)度，單位為mm； Z階梯軸計(jì)算長(zhǎng)度內(nèi)的軸段數(shù)。代入式得2軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算圓軸扭轉(zhuǎn)角單位為/m的計(jì)算公式為：階梯軸 2-26式中 軸所受的扭矩，單位為Nmm；軸的材料的剪切彈性模量，單位為MPa，對(duì)于鋼材，MPa；軸截面的極慣性矩，單位為，對(duì)于圓軸，；階梯軸受扭矩作用的長(zhǎng)度，單位為mm；分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩，單位同前；階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為1/m代入相關(guān)值進(jìn)式2-26得 滿足對(duì)軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件。軸承校核根據(jù)工作條件選用=140mm的推力球軸承，軸承受徑向力N，轉(zhuǎn)速=60r/

51、min，運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常，要求壽命=20000h。根據(jù)式 2-27式中 C根本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N；當(dāng)量動(dòng)載荷，其中，N； 軸承轉(zhuǎn)速，r/min；軸承壽命，h。計(jì)算：所選推力球軸承，那么P= N由=122.3 KN驗(yàn)算7328B型推力球軸承的壽命可知計(jì)算所得的壽命值要大于其額定壽命，即=20002 h所以7328B型推力球軸承滿足其要求。第3章 配料混合系統(tǒng)控制電路與選型3.1 控制電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)是針對(duì)室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的，相配套的還有微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。集控系統(tǒng)由隔爆可編程控制箱、本安現(xiàn)場(chǎng)操作箱、集控操作臺(tái)、上位機(jī)、測(cè)速傳感器構(gòu)成。帶式輸送機(jī)設(shè)置了速度傳感器，信號(hào)接入PLC由PLC進(jìn)行運(yùn)算處理，參加設(shè)備

52、的聯(lián)動(dòng)和閉鎖。包括電流過載保護(hù)、急停、報(bào)警、調(diào)速等。整個(gè)配料、混合系統(tǒng)由PLC進(jìn)行自動(dòng)控制。原料分別由三種型號(hào)相同的輸送帶運(yùn)輸，下料的閥門口一定，即出料截面相恒定，可以按照任意比例進(jìn)行配料、混合。開始工作時(shí)，首先通過PLC來(lái)啟動(dòng)這個(gè)配料系統(tǒng)的三個(gè)電機(jī)，同時(shí)閉合變頻器的電源開關(guān)，變頻器得電正向啟轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)通過測(cè)速傳感器測(cè)得三臺(tái)皮帶分別的速度，由PLC的模擬擴(kuò)展模塊進(jìn)行A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換，由PLC進(jìn)行處理，變頻器就可以通過變頻來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓，從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配料需求。同時(shí)，控制局部還對(duì)系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)功能。當(dāng)生產(chǎn)過程中，由于皮帶打滑、電流過大、過載等意外的時(shí)候，PLC又起到了自動(dòng)報(bào)警的功能，這

53、個(gè)時(shí)候會(huì)自動(dòng)復(fù)位。其配料原理圖如3-1所示。圖3-1 配料原理圖由于是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，所以除了通過PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)合肥的自動(dòng)配料，還實(shí)現(xiàn)對(duì)混合、配好料的復(fù)合肥輸送的自動(dòng)化。速度信號(hào)傳送給PLC的模擬量輸入單元和計(jì)數(shù)PLC將現(xiàn)聲采集的數(shù)據(jù)加以計(jì)算處理，求出瞬時(shí)流量和積累重量。將流量與設(shè)定值比擬，由PLC的輸出單元來(lái)控制變頻器，改變給料機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速。3.2 PLC的選擇可編程序控制器應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，其主要的特點(diǎn)：1.可靠性高。2.控制功能強(qiáng)。3.編程方便，易于應(yīng)用。4.適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境抗干擾能力強(qiáng)。5.具有各種接口，與外部設(shè)備聯(lián)結(jié)非常方便。6.采用積木式結(jié)構(gòu)或者模塊式結(jié)構(gòu)，具有較大的靈活性

54、和可擴(kuò)展性，擴(kuò)展靈活方便。7.維修方便8.可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求或運(yùn)行情況，隨時(shí)對(duì)程序在線修改，不用更改硬接線，靈活性大，適用性強(qiáng)。在對(duì)PLC選型過程中，S7-200能滿足高級(jí)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)和各種需求，具有各種盡寸以適應(yīng)所有的應(yīng)用場(chǎng)合，有適用于運(yùn)輸機(jī)械和各種氣候條件的鞏固型，有適用于狹小空間而且具有高處理性能的密集型，有運(yùn)行速度塊而且具有良好的擴(kuò)展能力。它可以配置種類繁多的輸入輸出模塊、編程器、軟件、過程通信和顯示部件， 診斷設(shè)備等。我選擇的S7-200CPU224I/O接口是14個(gè)輸入點(diǎn)，10個(gè)輸出點(diǎn)，與系統(tǒng)的I/O接口相吻合。S7-200 系列PLC的主要特點(diǎn):1指令處理周期短減少了循環(huán)時(shí)間。2高

55、速計(jì)數(shù)器開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。3高速中斷處理可以分別響應(yīng)過程事件。1模塊式結(jié)構(gòu)可用于各種性能的擴(kuò)展。2脈沖輸出可控制步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)。3豐富的指令集可以快速方便的解決最復(fù)雜的任務(wù)。1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI可連接編程設(shè)備，操作員界面和串行設(shè)備接口。2用戶有好的STEP 7 Micro/DOS編程軟件和功能極強(qiáng)的編程器方便了編程。3用戶程序三級(jí)口令保護(hù)。4TD 200和COROS OPs操作面板OPs為用戶提供了方便人機(jī)界面。由于系統(tǒng)中有測(cè)速傳感器，這就涉及怎樣將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由于S7-200CPU224自帶了模擬量擴(kuò)展模塊，我選用EM235模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行A/D信號(hào)處理，其中我還選用了EM22

56、3數(shù)字量擴(kuò)展模塊與變頻器相連接。3.3 變頻器的選用3.3.1 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理三相交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0為式中 電動(dòng)機(jī)定子電源頻率； 電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)。由上式可知，假設(shè)連續(xù)改變電源頻率，那么可平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0。而三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為 式中 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 基波繞組系數(shù)； 每極氣隙磁通量。有上式可見，在一定時(shí)，假設(shè)電源頻率發(fā)生變化，那么必然引起磁通變化。當(dāng)變?nèi)鯐r(shí)，電動(dòng)機(jī)鐵心就沒被充分利用；假設(shè)增大，那么會(huì)使鐵心飽和，從而使勵(lì)磁電流過大，這樣會(huì)使電動(dòng)機(jī)效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組過熱，甚至損壞電動(dòng)機(jī)。因此，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，希望磁通保持恒定不變。為此

57、，在改變的同時(shí)，必須改變，即必須保證 常數(shù)這樣，采用恒定的電動(dòng)勢(shì)頻率比的協(xié)調(diào)控制方式，就可以保證磁通值恒定不便。對(duì)繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)卻難以直接控制，在較高時(shí)，可以忽略定子繞組漏磁阻抗壓降。因此，可以認(rèn)定定子每相電壓，那么得常數(shù)這便是恒壓頻比控制方式。由于電動(dòng)機(jī)定子電壓只能小于等于額定電壓，所以只能下調(diào)，這時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；假設(shè)上調(diào)，而不能大于，所以轉(zhuǎn)矩下降，這時(shí)為恒功率調(diào)速。在隨著降低時(shí)，定子阻抗壓降就不能再被忽略了，此時(shí)會(huì)更小些，使得磁通有所減小。這時(shí)，為了保證不變，可以人為地將提高一些，以便近似地補(bǔ)償定子阻抗壓降。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性如圖3-2所示。 圖3-2 恒壓頻比控制特性

58、a無(wú)補(bǔ)償特性 b有補(bǔ)償特性采取補(bǔ)償措施后，異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性不但保存了較硬的線性度，而且當(dāng)頻率降低時(shí)，同步轉(zhuǎn)速n0隨之下降，使在保證最大轉(zhuǎn)矩根本不變的情況下，取得類似直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的平移特性曲線。這樣，不但擴(kuò)大了調(diào)速范圍，而且在調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)差率功率不變，所以效率很高。具有定子電壓補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制方式被廣泛應(yīng)用。變頻器裝置工作原理：對(duì)于恒壓頻比控制方式進(jìn)行變頻調(diào)速的裝置來(lái)講，其一是直接變頻交交變頻裝置。這種裝置的變頻為一次換能形式，即只用一個(gè)變換環(huán)節(jié)就把恒壓恒頻電源換成VVVF電源，所以效率較高。但是，所用元件數(shù)量較多，輸出頻率變化范圍小，功率因數(shù)較低，只適用于低轉(zhuǎn)速大容量的調(diào)速系統(tǒng)。另一類為

59、間接變頻交直交變頻裝置。這種變頻裝置是將恒壓恒頻交流電源先經(jīng)整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為中間直流環(huán)節(jié)，再由逆變電路轉(zhuǎn)換為VVVF電源，如圖3-3所示。圖3-3 間接交直交變頻裝置這種裝置的控制方式有以下兩種：1.用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交直交變頻裝置這種裝置的輸入環(huán)節(jié)是由晶閘管構(gòu)成的可控整流器。輸出電壓幅度由可控整流器決定，輸出電壓頻率有逆變器決定。也就是說，變壓和變頻分別通過兩個(gè)環(huán)節(jié)并由控制電路協(xié)調(diào)配合來(lái)完成。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件較少，控制方便，頻率調(diào)節(jié)范圍較寬。但是，在電壓和頻率較低時(shí)，電網(wǎng)端功率因數(shù)也降低。假設(shè)由晶閘管構(gòu)成逆變器，那么輸出電壓諧波較大。2.用不可控整流器整流，通過脈寬調(diào)制方式

60、控制逆變器同時(shí)進(jìn)行變壓變頻的交直交變頻裝置由于輸入環(huán)節(jié)采用不可控整流電路，所以電網(wǎng)端功率因數(shù)較高，而且與逆變器輸出電壓大小無(wú)關(guān)。逆變器在變頻的同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓，主電路只有一個(gè)可控的功率環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。逆變器的輸出與中間直流環(huán)節(jié)的電容電感參數(shù)無(wú)關(guān)，加快了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。選擇對(duì)逆變器的合理控制方式，可以抑制或消除低次諧波，使逆變器的輸出電壓為近似正弦波交變電壓。這種控制方式稱為正弦脈寬調(diào)制方式SPWM。3.3.2 變頻器的選擇變頻器的選用，包括變頻器類型選用和容量選用兩個(gè)方面。變頻調(diào)速時(shí)需要根據(jù)不同的負(fù)載類型選擇不同的頻率變化曲線，才能發(fā)揮出變頻器的最正確狀態(tài)。由于輸送帶對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求不需要太高