針對(duì)列車超裝后進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量卸載裝置設(shè)計(jì)大學(xué)畢業(yè)論文

目錄TOC\o"1-3"\h\u36161緒論 2223042總體方案 3327142.1自動(dòng)計(jì)量卸載裝置工況及要求 3149682.1.1工況條件 3279962.1.2要求 3269042.2方案對(duì)比 4166702.2.1機(jī)架形式對(duì)比 4322692.2.2取料裝置方案對(duì)比 4174502.2.3卸料裝置方案對(duì)比 4223432.2.4計(jì)量裝置方案對(duì)比 564052.3裝置基本組成簡介 582552.4主要技術(shù)參數(shù) 6112973自動(dòng)計(jì)量卸載裝置電控技術(shù)方案 8202153.1技術(shù)設(shè)計(jì)要求 8208473.2電控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 935303.2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9162223.2.2裝置系統(tǒng)控制方式綜述 1084203.2.3裝置系統(tǒng)控制過程詳述 13232954主要電氣設(shè)備選型及技術(shù)特點(diǎn) 1631654.1主要設(shè)備選型及技術(shù)特點(diǎn) 1697674.1.1可編程控制器(PLC) 16103154.1.2觸摸屏TP270 17265664.1.3牽引絞車驅(qū)動(dòng)變頻器 17313074.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn) 17101895主要部件的設(shè)計(jì)和選型 18103095.1取料裝置的設(shè)計(jì) 1890425.1.1刮板輸送機(jī)發(fā)展概況 18139555.1.2發(fā)展趨勢 19171115.1.3刮板輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)與作用 2049475.1.4刮板輸送機(jī)的型式選擇 20112395.1.5機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與選型 20176025.1.6機(jī)尾部 2541885.1.7刮板鏈的設(shè)計(jì)與選擇 25289865.1.8刮板的設(shè)計(jì) 29125565.2液壓泵站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 315195.2.1初選系統(tǒng)工作壓力 32303855.2.2油缸作用時(shí)間的確定 33222895.2.3液壓缸 34233695.2.4馬達(dá) 42320725.2.5液壓泵 46284855.2.6驅(qū)動(dòng)電機(jī) 5196245.2.7液壓控制閥 55248805.2.8油箱 62185315.2.9聯(lián)軸器 64255446設(shè)備的檢查及維護(hù)保養(yǎng) 684596.1設(shè)備的檢查 68280586.1.1班前檢查 68218476.1.2常規(guī)防護(hù)檢查 68262597總結(jié) 6915287參考文獻(xiàn) 7015155翻譯部分 7213236中文譯文 7219012致謝 801緒論在產(chǎn)的煤業(yè)大型生產(chǎn)企業(yè)，煤炭外運(yùn)主要采取火車運(yùn)輸方式。外運(yùn)煤炭一般由選煤廠、發(fā)運(yùn)站火車裝車系統(tǒng)裝車。大部分裝車系統(tǒng)為上世紀(jì)七、八十年代建成，由于受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)水平、裝備能力、投資規(guī)模等條件的影響，該類裝車系統(tǒng)普遍存在效率低、調(diào)控能力差，不能自動(dòng)解決裝運(yùn)列車多裝、超載、卸煤集約回收等問題。這些問題已廣泛影響生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能與運(yùn)能的發(fā)揮，因此如何提高裝車系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、減小裝車誤差、提高裝車效率、集約回收超裝后的卸煤，滿足企業(yè)外運(yùn)高產(chǎn)、高效的需求，是許多煤企在這一作業(yè)環(huán)節(jié)中亟待解決的問題。煤礦裝車系統(tǒng)主要存在以下幾方面的問題：采用多人手動(dòng)操作方式進(jìn)行放煤式裝載，裝煤量依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)控制，無法滿足裝煤精度的要求，普遍存在著裝車誤差大的缺點(diǎn)（虧裝、超裝，每一車皮最大超載量高達(dá)7000Kg）。裝車系統(tǒng)無“超裝自動(dòng)卸載裝置”，對(duì)于超裝的煤采用人工卸煤，卸煤量大小無法控制，無法滿足車皮裝載量精度的要求。采用人工卸煤處理車皮的超裝量，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響整車裝車效率，卸載煤沿鐵路堆放、無法較好地集散、造成作業(yè)環(huán)境的無序、雜亂及污染。上述問題的存在也對(duì)煤炭外運(yùn)作業(yè)的有序管理帶來很大的困難和不利，也給運(yùn)、銷工作帶來很多后續(xù)的問題。對(duì)于上述問題的解決，可以采用全自動(dòng)裝車（或配煤裝車）系統(tǒng)，以保證快速、精確地裝車。然而上述全自動(dòng)裝車系統(tǒng)僅適合于新建的裝車線，而將其用于對(duì)于現(xiàn)有裝車線的改造顯然是不合適宜的。針對(duì)多數(shù)煤礦裝車系統(tǒng)存在的問題，我們通過廣泛的調(diào)查研究，結(jié)合機(jī)械、液壓傳動(dòng)；傳感技術(shù)；自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)管理、監(jiān)控等方面的綜合技術(shù)，根據(jù)許多礦列車裝運(yùn)線現(xiàn)有的實(shí)際情況與條件，設(shè)計(jì)出了針對(duì)列車超裝后進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量卸載裝置。2總體方案2.1自動(dòng)計(jì)量卸載裝置工況及要求2.1.1工況條件最大卸載量：7000Kg車皮尺寸：長度：11～12.5m高度：2.6～3.2m軌距：1.435m列車行最大駛速度：6m/min2.1.2要求實(shí)現(xiàn)超裝車皮的自動(dòng)計(jì)量卸載，卸載量控制精度為±200Kg；系統(tǒng)具備自動(dòng)計(jì)量卸載和人工手操作卸載兩種工作方式；具備完善的計(jì)量卸載系統(tǒng)與列車運(yùn)行的安全連鎖及各類保護(hù)。整個(gè)自動(dòng)計(jì)量卸載系統(tǒng)應(yīng)滿足煤礦裝車場地及地面配套設(shè)備的要求。根據(jù)用戶提出的有關(guān)本裝置的其他相關(guān)要求。2.2方案對(duì)比2.2.1機(jī)架形式對(duì)比機(jī)架是整個(gè)裝置的載體，所有的設(shè)備和裝置都是安裝在機(jī)架上的。機(jī)架的形式主要有兩種：一種是旁置式，一種是橫跨式（龍門架）。最終我們采用了橫跨式，和旁置式相比，橫跨式具有及時(shí)性好，工作方式簡單等優(yōu)點(diǎn)。2.2.2取料裝置方案對(duì)比為了實(shí)現(xiàn)把超裝的煤從車皮中取出，取料裝置是必不可少的。在取料裝置的選擇上主要有以下幾種方案：抓斗式斗輪式耙裝式其中，抓斗式和斗輪式都能夠具有快速取料的功能，但其取料量不便控制，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量。耙裝式取料裝置，它具有連續(xù)取煤的功能，取料均勻，瞬時(shí)取煤不至于過多或過少，便于取料量的控制。但它的不足之處是其快速性沒有抓斗式和斗輪式的好。通過比較分析，最終選擇耙裝式取料裝置。2.2.3卸料裝置方案對(duì)比取料裝置取出的煤要通過卸料裝置才能到達(dá)計(jì)量皮帶稱稱上。卸料裝置的作用不僅是對(duì)超裝量的卸載，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)精確裝車的目的，其還擔(dān)負(fù)著將多取的煤返回車皮的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，我們比較了以下幾種方案：四連桿翻板機(jī)構(gòu)分料器機(jī)構(gòu)油缸翻板卸料機(jī)構(gòu)其中，四連桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)卸料裝置的功能，同時(shí)其及時(shí)性也好，但其所承受的摩擦力和驅(qū)動(dòng)力都比較大，這樣的后果是磨損嚴(yán)重，機(jī)構(gòu)容易損壞，裝置磨損后其精度變的很差，而且所需的動(dòng)力源也需要更大的功率。顯然，它不是好的方案。分料器不存在磨損問題和及時(shí)性問題，但其致命的缺點(diǎn)是其體積較另外兩種大，而取料機(jī)構(gòu)和平臺(tái)之間的空間有限，如果采用分料器就必須提高取料裝置，這樣的后果是帶來整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問題，同樣分料器也不是一個(gè)好的辦法。油缸翻板機(jī)構(gòu)能夠很好地滿足要求，而且它的體積較小，宜損件便于更換，最終我們采用了油缸翻板機(jī)構(gòu)。2.2.4計(jì)量裝置方案對(duì)比為了實(shí)現(xiàn)精確卸載，需要對(duì)取料裝置取出的煤進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量的方法有以下幾種：計(jì)量皮帶稱稱定容積法定時(shí)間法其中，定容積法是指根據(jù)工人的經(jīng)驗(yàn)或列車超裝量的平均值對(duì)取料量設(shè)定一個(gè)固定的容積，每次取料都按這個(gè)固定的容積來取。定時(shí)間法是指對(duì)取料機(jī)構(gòu)的工作時(shí)間設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間，如論超裝量為多少，每次取料裝置都工作那么長的時(shí)間。顯然，這兩種方法都不能滿足準(zhǔn)確取料的要求。采用計(jì)量皮帶稱稱可以很好地滿足精度要求。2.3裝置基本組成簡介經(jīng)過分析比較后，最終自動(dòng)計(jì)量卸載系統(tǒng)由龍門架、耙裝式取煤裝置、翻板卸載裝置、液壓泵站、計(jì)量皮帶稱、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶、集煤倉、給煤機(jī)、電控柜、操控室等組成。龍門架：龍門架采用焊接結(jié)構(gòu)，為整個(gè)耙裝式自動(dòng)計(jì)量卸載系統(tǒng)的安裝平臺(tái)，耙裝取煤裝置、卸料翻板裝置、液壓泵站、計(jì)量皮帶稱、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶、電控系統(tǒng)等置于龍門架安裝平臺(tái)之上。耙裝取煤裝置：卸載取煤機(jī)構(gòu)由耙裝盤、刮板輸送機(jī)、取料臂等組成。耙裝盤、刮板輸送機(jī)置于取料臂上，取料臂安裝在龍門架安裝平臺(tái)的支撐座中。取煤卸載機(jī)構(gòu)在升降液壓缸的控制下，分別進(jìn)入取煤卸載工位及列車通過工位。耙裝盤鉸接于取料臂上，在耙裝盤液壓缸的作用下，可對(duì)耙裝盤角度進(jìn)行調(diào)整，以利于取煤。翻板卸料裝置：翻板卸料裝置由支撐架、卸料板、翻轉(zhuǎn)液壓缸等組成。翻板卸料裝置工作時(shí)，根據(jù)控制指令將耙裝取煤裝置所取的煤送入計(jì)量皮機(jī)帶或卸回車廂。液壓泵站：液壓泵站安置于龍門架平臺(tái)一側(cè)。液壓泵站采用雙泵系統(tǒng)，分別為液壓馬達(dá)和液壓缸提供液壓動(dòng)力。耙裝盤液壓馬達(dá)由手動(dòng)變量泵供液，以便調(diào)節(jié)撥轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)耙裝取煤量。刮板輸送機(jī)液壓馬達(dá)和一系列的油缸由定量液壓泵供液。計(jì)量皮帶稱：計(jì)量皮帶稱安置于龍門架平臺(tái)中央，完成卸載煤的計(jì)量，并將計(jì)量后煤料送入轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶。轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶：轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶安裝在龍門架平臺(tái)上，承接計(jì)量皮帶稱輸送的卸載煤，并將卸載煤運(yùn)至集煤倉。集煤倉、給煤機(jī)：集煤倉安裝在龍門架的側(cè)面，用于承接轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶的卸載煤。給煤機(jī)連接在集煤倉的下端，用于集煤倉煤的裝運(yùn)。電控柜：電控柜置于龍門架平臺(tái)上，內(nèi)置總電源及各類強(qiáng)、弱電控系統(tǒng)。操作控制室：操作控制室布置在龍門架上，位于耙裝取煤裝置一側(cè)。操作控制室內(nèi)設(shè)置耙裝式自動(dòng)計(jì)量卸載系統(tǒng)的觸摸屏人機(jī)控制界面。在控制室內(nèi)可進(jìn)行卸載系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置等各種操作。操作控制室前面及兩側(cè)配置觀察玻璃窗，室內(nèi)設(shè)置冷暖空調(diào)，配置一名操作人員操作控制。2.4主要技術(shù)參數(shù)龍門架總體參數(shù)機(jī)架龍門長度(立柱中心距)：3.0m機(jī)架龍門寬度(過車寬)：3.4m機(jī)架龍門高度（距軌面）：3.45m卸載取煤機(jī)構(gòu)耙裝盤寬度：2.5m耙裝盤臥底深度：250mm耙裝盤抬起高度：360mm轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：30r/min刮板輸送機(jī)運(yùn)輸形式：邊雙鏈刮板槽寬：510mm爬坡設(shè)計(jì)夾角：25°鏈速：0.95m/s錨鏈規(guī)格：18×64mm張緊形式：黃油缸張緊輸送量：180m/h液壓系統(tǒng)系統(tǒng)額定壓力：馬達(dá)控制系統(tǒng)16MPa液壓缸控制系統(tǒng)10MPa裝載馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵電動(dòng)機(jī)：型號(hào)：Y200L-4功率：30KW轉(zhuǎn)速：1470r/min液壓缸驅(qū)動(dòng)泵電動(dòng)機(jī)：型號(hào)：Y160L-4功率：15KW轉(zhuǎn)速：1460r/min電氣系統(tǒng)供電電壓：380/660V總功率：45KW3自動(dòng)計(jì)量卸載裝置電控技術(shù)方案3.1技術(shù)設(shè)計(jì)要求裝置具備全自動(dòng)取煤和人工手操作取煤兩種工作方式，且兩種方式可以任意切換，切換過程中不能打亂系統(tǒng)整個(gè)工作流程。裝置在自動(dòng)工作方式下，每節(jié)車皮的卸載誤差不得超過±200kg。由位置檢測機(jī)構(gòu)控制取料臂的動(dòng)作，形成閉環(huán)控制。列車行走與耙裝取煤機(jī)構(gòu)動(dòng)作相匹配。在整個(gè)卸載取煤過程中，不允許有灑、漏煤現(xiàn)象發(fā)生。在手動(dòng)操作方式下，各機(jī)構(gòu)可單獨(dú)動(dòng)作，方便人工操作。裝置具有完善的報(bào)警功能，防止人工操作失誤。裝置具有各種保護(hù)，保證系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行。裝置具有完善的故障報(bào)警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障，并給出相應(yīng)的信息，供維修人員判定和處理。整個(gè)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，均按照鐵路電控設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，依據(jù)故障導(dǎo)向安全的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用工業(yè)現(xiàn)場專用觸摸屏面板顯示整個(gè)系統(tǒng)的工作過程，和當(dāng)前卸載取煤量、車皮編號(hào)、車皮總數(shù)、每節(jié)車皮的給定取煤量、實(shí)際取煤量、當(dāng)日取煤總量、操作員姓名等數(shù)據(jù)。電氣線路設(shè)計(jì)要求簡單、布線合理，走線及安裝，一律按照國家電工協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。3.2電控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自動(dòng)計(jì)量卸載裝置主要是根據(jù)前方傳來的車皮參數(shù)、裝煤量等有關(guān)參數(shù)，通過調(diào)整自動(dòng)計(jì)量卸載裝置的有關(guān)工作參數(shù)進(jìn)行計(jì)量取煤卸載。取出的煤量通過電子皮帶秤進(jìn)行計(jì)量、判定。本裝置主要通過對(duì)列車牽引絞車進(jìn)行變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)卸載取煤量的調(diào)節(jié)。耙裝盤耙裝速度也可根據(jù)相應(yīng)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足卸載取煤量的要求。列車定位、耙裝取煤裝置的定位及升降動(dòng)作均由控制系統(tǒng)根據(jù)卸載取煤參數(shù)的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。上述各功能的實(shí)現(xiàn)均由PLC（可編程序控制器）完成。因此可編程序控制器PLC是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。裝置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.１所示：觸摸屏觸摸屏軌道衡稱重?cái)?shù)據(jù)打印軌道衡稱重?cái)?shù)據(jù)打印故障報(bào)警列車牽引絞車控制可編程控制器故障報(bào)警列車牽引絞車控制可編程控制器PLC傳感器傳感器轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶控制耙裝卸載裝置轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶控制耙裝卸載裝置液壓控制系統(tǒng)皮帶秤控制耙裝卸載裝置保護(hù)刮板輸送機(jī)耙裝卸載裝置保護(hù)刮板輸送機(jī)控制耙裝盤控制圖3.1電控原理方案3.2.2裝置系統(tǒng)控制方式綜述系統(tǒng)控制方式分為以下幾種：自動(dòng)控制方式：當(dāng)控制方式選擇開關(guān)處于自動(dòng)控制方式時(shí)，計(jì)量卸載取煤系統(tǒng)按照預(yù)定的工藝流程自動(dòng)進(jìn)行。在此過程中，除了故障按鈕按下，手動(dòng)狀態(tài)無效。本過程中允許進(jìn)行其中一些參數(shù)重新調(diào)整、設(shè)置，如車皮數(shù)量、型號(hào)等數(shù)據(jù)。自動(dòng)控制卸載取煤工藝流程參見圖3.2。手動(dòng)控制方式：當(dāng)控制方式選擇開關(guān)處于手動(dòng)控制方式時(shí)，可以手動(dòng)控制耙裝取煤機(jī)構(gòu)的升降、耙裝盤的運(yùn)轉(zhuǎn)、計(jì)量皮帶稱及轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶的運(yùn)行等工況。手動(dòng)控制時(shí)報(bào)警系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)及極限停車位有效，以防止人工操作失誤。本過程允許進(jìn)行參數(shù)設(shè)定以及參數(shù)調(diào)整。手動(dòng)卸載取煤過程工藝流程參見圖3.3。故障處理方式：裝置發(fā)生故障后，當(dāng)按下故障處理按鈕后，系統(tǒng)停止工作處于檢修狀態(tài)。設(shè)備所存在的故障排除后，控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)處于自動(dòng)位置時(shí)，可以按下故障恢復(fù)按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)故障發(fā)生前的工況。若按下系統(tǒng)復(fù)位按鈕，所有工作數(shù)據(jù)清零，系統(tǒng)所有的動(dòng)作重新開始。停止方式：按下系統(tǒng)急停開關(guān)，控制系統(tǒng)掉電。在此工作方式下，所有的自動(dòng)、手動(dòng)操作全部失效。此工作方式為安全檢查方式。使用此功能時(shí)，列車就無法啟動(dòng)，必須把取料裝置抬起復(fù)位，并關(guān)閉安全鎖，列車才能啟動(dòng)。選擇自動(dòng)方式，按系統(tǒng)啟動(dòng)鍵參數(shù)設(shè)定完成，確認(rèn)鍵按下開始選擇自動(dòng)方式，按系統(tǒng)啟動(dòng)鍵參數(shù)設(shè)定完成，確認(rèn)鍵按下開始對(duì)比參數(shù)，計(jì)算第N節(jié)車皮的取煤量，同時(shí)計(jì)算牽引絞車速度對(duì)比參數(shù)，計(jì)算第N節(jié)車皮的取煤量，同時(shí)計(jì)算牽引絞車速度軌道衡傳來第N節(jié)車皮裝車重量 軌道衡傳來第N節(jié)車皮裝車重量1、2號(hào)傳感器上升沿信號(hào)，第N節(jié)車皮到達(dá)。蓄能器檢測滿足條件1、2號(hào)傳感器上升沿信號(hào)，第N節(jié)車皮到達(dá)。蓄能器檢測滿足條件放下轉(zhuǎn)臂，開始取煤放下轉(zhuǎn)臂，開始取煤皮帶秤計(jì)量是否到達(dá)取煤量置傳感器2為ON？皮帶秤計(jì)量是否到達(dá)取煤量置傳感器2為ON？N3、4號(hào)傳感器是否有下降沿信號(hào)NN3、4號(hào)傳感器是否有下降沿信號(hào)NYYYY轉(zhuǎn)臂抬起，停止取煤轉(zhuǎn)臂抬起，停止取煤5、6號(hào)傳感器有下降沿信號(hào)時(shí)7號(hào)是否有信號(hào)5、6號(hào)傳感器有下降沿信號(hào)時(shí)7號(hào)是否有信號(hào)緊急停止煤車緊急停止煤車啟動(dòng)蓄能器備用液壓油路系統(tǒng)報(bào)警NNY故障處理Y故障處理N是否到達(dá)最后一節(jié)車皮 N是否到達(dá)最后一節(jié)車皮YY各機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作各機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作結(jié)束結(jié)束圖3.2自動(dòng)取煤過程工藝流程開始開始系統(tǒng)上電系統(tǒng)上電選擇開關(guān)置于手動(dòng)位置選擇開關(guān)置于手動(dòng)位置啟動(dòng)液壓系統(tǒng)啟動(dòng)刮板機(jī)和撥爪啟動(dòng)液壓系統(tǒng)啟動(dòng)刮板機(jī)和撥爪啟動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶和電子秤車皮到，手動(dòng)放下轉(zhuǎn)臂取煤車皮到，手動(dòng)放下轉(zhuǎn)臂取煤人工監(jiān)控電子秤取煤讀數(shù)人工監(jiān)控電子秤取煤讀數(shù)N是否會(huì)碰上車廂是否會(huì)碰上車廂是否到達(dá)最終取煤量是否到達(dá)最終取煤量NNYYY手動(dòng)抬起轉(zhuǎn)臂手動(dòng)抬起轉(zhuǎn)臂N是否到達(dá)最后一節(jié)車皮N是否到達(dá)最后一節(jié)車皮YY各機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作各機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作結(jié)束結(jié)束圖3.3手動(dòng)操作工藝流程圖3.2.3裝置系統(tǒng)控制過程詳述考慮到本系統(tǒng)的整個(gè)工藝運(yùn)行流程以及相關(guān)的技術(shù)要求，將整個(gè)系統(tǒng)化分為下列控制過程：系統(tǒng)上電電源總開關(guān)閉合，控制系統(tǒng)上電、液壓控制系統(tǒng)上電，相應(yīng)的上電指示燈點(diǎn)亮。參數(shù)設(shè)定人工初始設(shè)定系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)參數(shù)。選擇或輸入列車的編組信息。該信息可通過485口傳送,也可直接輸入。自動(dòng)運(yùn)行控制（參見附錄一卸載取煤運(yùn)行時(shí)序圖）當(dāng)列車編組信息輸入后，選擇開關(guān)處于自動(dòng)控制方式時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)信號(hào)檢測正常后，進(jìn)入自動(dòng)控制方式工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶啟動(dòng)。當(dāng)1、2號(hào)傳感器同時(shí)收到上升沿信號(hào)，耙裝卸載裝置、翻板卸料裝置進(jìn)入工作位置進(jìn)行卸載取煤。同時(shí)對(duì)車皮開始計(jì)數(shù)。卸載機(jī)構(gòu)卸載取煤同時(shí)，電子皮帶秤計(jì)量卸載量，并與軌道衡傳過來的重量數(shù)據(jù)比較，當(dāng)達(dá)到卸載取煤量時(shí)，翻板卸料裝置動(dòng)作，將刮板輸送機(jī)上的煤返回到車廂內(nèi)，減少了誤差。與此同時(shí)，卸載機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)入列車通過位置，到位后7號(hào)傳感器有信號(hào)。當(dāng)3、4號(hào)傳感器下降沿信號(hào)，卸載機(jī)構(gòu)未處于列車通過位置時(shí)，且耙裝盤距車廂頂部只有1米距離，卸載機(jī)構(gòu)無條件抬起，處于列車通過位置。當(dāng)5、6號(hào)傳感器下降沿信號(hào)，卸載機(jī)構(gòu)距車廂只有0.6米距離，7號(hào)傳感器仍無信號(hào)，系統(tǒng)報(bào)警，并無條件停止列車。7號(hào)傳感器有信號(hào)時(shí)，列車正常通過。當(dāng)1號(hào)傳感計(jì)數(shù)到達(dá)上限后，作業(yè)完成，相應(yīng)機(jī)構(gòu)停機(jī)，等待下一步命令。煤量預(yù)估控制依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最大取煤量為7000Kg，根據(jù)不同的卸載取煤量，計(jì)算取煤機(jī)構(gòu)插入煤層的深度和列車行進(jìn)的速度。如果卸載取煤量過大，必須調(diào)整列車行進(jìn)速度，系統(tǒng)把列車行進(jìn)速度分為三擋速度控制，以保證大卸載取煤量時(shí)也能完成工作要求。根據(jù)不同的卸載取煤量，裝置把取煤機(jī)構(gòu)插入深度也分為三擋。當(dāng)卸載取煤量大時(shí)，插入煤層的深度較大，反之較淺。既到達(dá)快速卸載取煤的要求，又保證稱量精度。卸載機(jī)構(gòu)控制卸載機(jī)構(gòu)控制是控制系統(tǒng)的主要部分，分別包括：卸載機(jī)構(gòu)的位置控制：卸載機(jī)構(gòu)由液壓缸配合限位開關(guān)控制。根據(jù)控制信號(hào)卸載機(jī)構(gòu)分別處于卸載工作位和列車通過位。卸載取煤時(shí)，根據(jù)不同的卸載取煤量，卸載機(jī)構(gòu)處于不同的工作位置。刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)：刮板輸送機(jī)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，該馬達(dá)由變頻液壓動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，使刮板輸送機(jī)速度可調(diào)，以保證有限時(shí)間內(nèi)的運(yùn)量和卸載取煤量。耙裝盤驅(qū)動(dòng)：耙裝盤與刮板輸送機(jī)同步變頻調(diào)速。卸載機(jī)構(gòu)保護(hù)： 在正常卸載取煤作業(yè)中，若卸載機(jī)構(gòu)受力過大超載，控制系統(tǒng)控制卸載機(jī)構(gòu)自動(dòng)上抬，以減小受力。在非作業(yè)期間使用卸載機(jī)構(gòu)安全鎖。當(dāng)關(guān)閉安全鎖后，牽引絞車啟動(dòng)回路接通，才能牽引列車。卸載機(jī)構(gòu)具有雙重保護(hù)，為防止撞上車廂，由3、4、5、6傳感器測量位置，進(jìn)行保護(hù)。若列車到位后卸載機(jī)構(gòu)不能抬起，列車會(huì)聯(lián)鎖停車。另一方面在液壓上設(shè)計(jì)有獨(dú)立于PLC的旁路控制回路，供緊急時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)蓄能器備用油源，也可使卸載機(jī)構(gòu)處于列車通過位置。電子皮帶秤控制電子皮帶秤啟停：由PLC控制啟停，具有保護(hù)功能。數(shù)據(jù)采集：電子皮帶秤的稱重量通過485信號(hào)傳輸給PLC,一節(jié)車皮取完后，PLC下達(dá)數(shù)據(jù)清零信號(hào)給電子皮帶秤，以備下次重新計(jì)量。牽引絞車控制啟?？刂疲籂恳g車（鐵牛）的啟停仍由前方裝煤人員控制。在啟?；芈分写胪Ｖ归_關(guān)，卸載取煤操作人員可以按下停止開關(guān)使列車停止。卸載機(jī)構(gòu)的位置信號(hào)也串入啟?；芈?。當(dāng)因卸載取煤系統(tǒng)原因，前方裝煤人員無法啟動(dòng)列車時(shí)，卸載取煤系統(tǒng)會(huì)送出相應(yīng)的指示信號(hào)。速度控制：牽引絞車由45KW變頻調(diào)速器控制（可根據(jù)用戶裝機(jī)容量定），進(jìn)而控制列車的運(yùn)行速度。速度分三擋進(jìn)行，正常卸載取煤速度為V，當(dāng)需卸載取煤量為0～4000Kg時(shí)，列車速度降為V,當(dāng)需卸載取煤量超過4000Kg時(shí)，列車速度降為0.6V。液壓系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)的啟停：液壓系統(tǒng)的啟停由PLC依據(jù)工藝要求進(jìn)行控制。液壓系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控：為了使液壓系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，控制系統(tǒng)對(duì)其實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，內(nèi)容包括：工作壓力、液箱油位、液壓油溫、油污染、超壓保護(hù)等。轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶控制啟?？刂疲簡⑼Ｓ蒔LC依據(jù)工藝要求進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)電機(jī)配有熱保護(hù)。跑偏控制：左右配置4個(gè)跑偏開關(guān)，當(dāng)皮帶極限跑偏時(shí)，信號(hào)傳輸?shù)絇LC,卸載取煤動(dòng)作會(huì)自動(dòng)停止，并報(bào)警。觸摸屏控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)定與顯示采用工業(yè)專用觸摸屏，可方便的設(shè)定運(yùn)行數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控取煤運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以顯示故障報(bào)警信息。4主要電氣設(shè)備選型及技術(shù)特點(diǎn)4.1主要設(shè)備選型及技術(shù)特點(diǎn)自動(dòng)計(jì)量卸載裝置電氣控制部分主要有以下幾個(gè)部分：4.1.1可編程控制器(PLC)可編程控制器PLC為本套系統(tǒng)的控制核心，選用德國SIEMENS公司的成熟產(chǎn)品S7-300系列CPU314可編程控制器。 主要完成以下幾種功能:按照工藝流程要求完成卸載取煤聯(lián)鎖動(dòng)作,包括自動(dòng)、手動(dòng)、故障三種方式的聯(lián)鎖功能。選用最適合的控制算法,控制刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度、耙裝盤入煤深度及轉(zhuǎn)速、牽引絞車速度等在不同工況的運(yùn)行值。完成與軌道衡之間的數(shù)據(jù)交換、與電子皮帶秤之間的數(shù)據(jù)交換、與牽引絞車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、與TP270觸摸屏之間的數(shù)據(jù)交換。 S7-300系列PLC的性能及特點(diǎn)：循環(huán)周期短、處理速度高、系統(tǒng)容錯(cuò)能力強(qiáng)。指令及功能強(qiáng)大、可用于復(fù)雜功能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊、可用于空降有限的場合。模塊化結(jié)構(gòu)、適合緊密安裝?？稍诟鞣N惡劣的環(huán)境條件下可靠的運(yùn)行。結(jié)構(gòu)緊湊,易于接線,用戶程序和預(yù)置數(shù)據(jù)保存在EEPROM中相當(dāng)安全,指令執(zhí)行速度(布爾指令位0.2us)具有MPI、PROFIBUS等多種通訊方式，可與多種設(shè)備通訊。4.1.2觸摸屏TP270 系統(tǒng)人機(jī)界面采用德國SIEMENS公司TP27010英寸彩色觸摸屏，可十分方便的設(shè)置參數(shù)和顯示數(shù)據(jù)。 TP270觸摸屏特點(diǎn)：功能強(qiáng)大，性能卓越，價(jià)格低廉，可顯示各種過程控制和監(jiān)視。堅(jiān)固耐用、穩(wěn)定可靠、使用簡便，具有標(biāo)準(zhǔn)硬件/軟件接口，保證了極高的柔性度和透明度。彩色STN液晶顯示，640*480像素，256色。獨(dú)立內(nèi)存卡，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。具有MPI、PROFIBUS、以太網(wǎng)和USB等多種接口配置。適合所有的文本顯示和面板組態(tài)，使圖形達(dá)到所見即所得。4.1.3牽引絞車驅(qū)動(dòng)變頻器 變頻器采用德國SIEMENS公司MICROMASTER440系列，同樣具有使用方便、堅(jiān)固耐用、通訊方便等特點(diǎn)。采用VVVF變頻調(diào)速控制，整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)矩恒定，可以采用本地面板控制，外部開關(guān)量控制，外部模擬量控制以及網(wǎng)絡(luò)化通訊控制四種方式。4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn) 自動(dòng)計(jì)量卸載裝置控制部分設(shè)計(jì)上充分考慮控制系統(tǒng)的可靠性、先進(jìn)性、可擴(kuò)展性以及經(jīng)濟(jì)性等方面，綜合如下：控制系統(tǒng)的先進(jìn)性作為工控領(lǐng)域國際公認(rèn)的知名品牌，西門子公司享有盛譽(yù)，本裝置人機(jī)界面、PLC、變頻器等控制核心部件全部選用該公司的產(chǎn)品。同時(shí)選用了西門子公司的兩種網(wǎng)絡(luò)：MPI網(wǎng)絡(luò)和USS網(wǎng)絡(luò)。本裝置系統(tǒng)可以方便的接入工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)，納入整個(gè)工廠的管控一體化。完善的操作方式及故障處理手段 本裝置的參數(shù)設(shè)定靈活、方便。給出了各種故障報(bào)警提示。對(duì)于每節(jié)車皮的給定裝煤量和實(shí)際卸煤量，可以進(jìn)行顯示、查詢以及打印。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，允許操作人員手動(dòng)操作系統(tǒng)，故障恢復(fù)后，可繼續(xù)使用自動(dòng)裝煤。 現(xiàn)場設(shè)有急停開關(guān)，如果現(xiàn)場發(fā)生緊急情況，可以停止所有設(shè)備的動(dòng)作，操作臺(tái)選擇開關(guān)設(shè)有零位檔，禁止所有的操作和動(dòng)作，可以有效的避免在設(shè)備維護(hù)和檢修過程中的誤動(dòng)作。 精確、簡便的控制算法： 本裝置系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)是如何在保證精度的同時(shí)，在有限的40～50秒鐘時(shí)間內(nèi)，取出相應(yīng)的數(shù)量的煤，太快精度不高，太慢無法完成作業(yè)。本裝置系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)耙裝盤入煤深度、刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度、牽引絞車速度的多變量預(yù)估計(jì)算法，保證每節(jié)車皮及時(shí)完成作業(yè)。 裝置系統(tǒng)的可擴(kuò)展性 西門子S7-300系統(tǒng)具有很大的擴(kuò)展空間。既可以作為以太網(wǎng)的主站控制多臺(tái)現(xiàn)場傳感一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以作為profibus—pp網(wǎng)的一個(gè)從站方便地納入管控一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。裝置系統(tǒng)的安全性 系統(tǒng)充分考慮各關(guān)鍵部分的安全性，對(duì)于轉(zhuǎn)臂采用二重保護(hù)控制，其他部分設(shè)計(jì)也依據(jù)故障導(dǎo)向安全的原則設(shè)計(jì)。最大限度的保證系統(tǒng)安全。經(jīng)濟(jì)性西門子S7-300整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，性價(jià)比較高。再者采用了網(wǎng)絡(luò)化通訊模式，大大降低了線纜方面的成本，也減少了布線、維護(hù)方面的費(fèi)用。5主要部件的設(shè)計(jì)和選型5.1取料裝置的設(shè)計(jì)5.1.1刮板輸送機(jī)發(fā)展概況5O年代廣泛使用SGD－Ⅱ型、SGB—Ⅱ型刮板輸送機(jī)，因不能橫向彎曲自移工作面推進(jìn)后要大拆大卸重新安裝，占用時(shí)問長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，再加上強(qiáng)度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮，仍不斷發(fā)生超載事故。在逐步挾用SGD－20型sGs－30型刮板輸送機(jī)之后，工作面的生產(chǎn)能力雖然有所提高，但仍不能彎曲自移，憑人力搬運(yùn)十分笨重，而且輸送機(jī)與煤壁距離較遠(yuǎn)，要人力攉煤。到了70年代，隨著采煤機(jī)的大量應(yīng)用，出現(xiàn)了SC-W-40、SGW－44型可彎曲刮板輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了不解體和不停運(yùn)分段自移，運(yùn)輸能力提高到200t／h。80年代以來，工作面運(yùn)輸設(shè)備發(fā)展很陜，由于各種新型采煤機(jī)的出現(xiàn)，刮板輸送機(jī)已大為改觀，因采煤機(jī)要在輸送機(jī)上行走，不僅要求輸送機(jī)強(qiáng)度大，保證采煤機(jī)工作穩(wěn)定，且要與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相匹配，促使刮板輸送機(jī)不斷向重型化發(fā)展。代表機(jī)型有SGW-I50和SGW－250型。隨著大功率采煤機(jī)的出現(xiàn)，一些刮板輸送機(jī)的功率已達(dá)到400—500kW，運(yùn)輸能力達(dá)1000t／h，已能適應(yīng)工作面單產(chǎn)150萬t／a的生產(chǎn)規(guī)模。目前煤礦用刮板輸送機(jī)的類型很多，按牽引鏈的結(jié)構(gòu)形式分為雙邊鏈，雙中鏈和單鏈3種。雙邊鏈刮板輸送機(jī)：雙邊鏈?zhǔn)悄壳皣馐褂玫米顝V泛的結(jié)構(gòu)形式．與單鏈相比其優(yōu)點(diǎn)是預(yù)張力較低，能承受較大的張力，鏈條充滿上下溜槽兩邊的槽幫鏈道并可自行清掃鏈道積煤。缺點(diǎn)是：溜槽磨損較大，兩條鏈子受力不均，在鏈輪處易跳鏈，彎曲性能和斷鏈?zhǔn)鹿识嗟取Ｆ浯頇C(jī)型有國產(chǎn)SGW-250型．SGB764W／264型及英國ML-722型。雙中鏈刮板輸送機(jī)：其特點(diǎn)是將兩條相同直徑的鏈條并列布置在溜槽中心，與雙邊鏈相比，這種結(jié)構(gòu)形式的鏈子受力均勻，彎曲性能好，使用性能較好。其代表機(jī)型有國產(chǎn)SGz_730／320、SGZ一764／264型及西德MZI－600型等單鏈刮板輸送機(jī)：其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，事故少，受力均勻，運(yùn)行平穩(wěn)，摩擦阻力小，餾槽利用率高和彎曲性能好．在輸送機(jī)上不易出現(xiàn)堵塞。缺點(diǎn)是預(yù)張力較大。其代表機(jī)型為國產(chǎn)SGWD--250及德國EⅪ--HB280型。當(dāng)然按照刮板鏈的構(gòu)造及加工方式，按傳動(dòng)方式及溜槽的布置方式也可以對(duì)刮板輸送機(jī)分類。目前，由西北煤機(jī)廠研制的SGZ-8B0／2×400型交叉傾4卸式(功率8OOkW、運(yùn)輸能力l500t／h)的重型刮板輸送機(jī)已于1995年5月通過了工業(yè)性試驗(yàn)。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，有利于端頭支護(hù)、輸送和轉(zhuǎn)載機(jī)布置在同一平面上，轉(zhuǎn)載煤炭落差小。產(chǎn)生的煤粉少，輸送機(jī)卸載煤流與轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸煤流一致，輸送機(jī)回煤量步，底鏈阻力小，功率消耗少，輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)整體推移，有利于實(shí)現(xiàn)集中控制和管理等特點(diǎn)，代表著最先進(jìn)的卸載方式。5.1.2發(fā)展趨勢刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：研制運(yùn)輸能力2000—3500t／h，功率均為采煤機(jī)功率1．5倍的超重型刮板輸送機(jī)。中部槽采用整體鑄造和軋制，盡量減少螺栓聯(lián)接。為了減少空載功率消耗，中部槽采用封底結(jié)構(gòu)，取消鏟、擋板的聯(lián)接螺栓，提高工作可靠性。為了避免端頭卸載發(fā)生大塊堵塞．重點(diǎn)發(fā)展交叉?zhèn)刃妒?。鏈條將普遍采用強(qiáng)化鏈或異形鏈，既有利于降低機(jī)身高度，增大裝煤量，又有足夠強(qiáng)度。同時(shí)．隨著鏈環(huán)強(qiáng)度的提高，單鏈重型刮板輸送機(jī)將得到很大發(fā)展。應(yīng)增設(shè)軟起動(dòng)系統(tǒng)，既能保證滿載起動(dòng)，又能保證多電機(jī)同步調(diào)速和功率平衡。減速器采用行星齒輪傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是：體積小，效率高，承載能力大和卸載便等。應(yīng)增設(shè)自動(dòng)緊鏈和工況監(jiān)測顯示，傳輸及報(bào)警系統(tǒng)，為雙高工作面進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展創(chuàng)造條件。5.1.3刮板輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)與作用刮板輸送機(jī)是一種有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械。它由刮板、鏈輪、刮板鏈、溜槽、機(jī)頭部、機(jī)尾等部件組成。其中牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是溜槽。由于綜采刮板輸送機(jī)中的溜槽比較加工復(fù)雜，所以本系統(tǒng)的溜槽不采用綜采中的刮板結(jié)構(gòu)而使用鋼板焊接而成。5.1.4刮板輸送機(jī)的型式選擇本系統(tǒng)預(yù)緊力小，運(yùn)輸時(shí)傾角大，因此采用邊雙鏈型式的刮板輸送機(jī)。這種刮板輸送機(jī)的刮板鏈位于刮板兩端鏈條和連結(jié)環(huán)在中部槽內(nèi)起導(dǎo)向作用。其主要優(yōu)缺點(diǎn)是：預(yù)緊力小，功率消耗少但兩連受力不均。5.1.5機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與選型機(jī)頭架機(jī)頭架是機(jī)頭部支撐安裝鏈輪組件、馬達(dá)、過濾槽等部件的框架式焊接構(gòu)件，它由左側(cè)板、右側(cè)板和中板用較厚的鋼板焊接而成，右足夠的剛度和強(qiáng)度。傳動(dòng)裝置及選型本系統(tǒng)刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置為液壓馬達(dá)。刮板輸送機(jī)的輸送能力，按連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算，其公式為（5.1）式中F＝貨載最大橫斷面積，㎡（如圖5.1）（5.2）（5.3）（5.4）ρ－貨載在溜槽中的動(dòng)堆角，對(duì)原煤ψ－貨載的裝滿系數(shù)，ψ＝0.65－0.9γ－貨載的集中容量，t/，對(duì)原煤v－刮板輸送機(jī)的鏈速，m/s，v＝0.95m/s取值：b=510㎜h=157.5㎜ρ=0°ψ=0.65γ=1.0t/v=0.95m/s計(jì)算結(jié)果：＝163.5t/h圖5.1中部槽物料斷面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)應(yīng)不得小于鏟斗的裝載能力即：（5.5）鏟斗的裝載能力為：即＝163.5t/h>（5.6）所以刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力符合要求。當(dāng)給定輸送機(jī)生產(chǎn)能力時(shí)，驗(yàn)算溜槽最大貨載斷面時(shí)，按下式計(jì)算（㎡）（5.7）式中－輸送機(jī)對(duì)列車得相對(duì)速度(m/s)（5.8）式中號(hào)選取的原則是：當(dāng)刮板鏈與列車的運(yùn)動(dòng)方向相反是取“＋”號(hào)，相同時(shí)取“－”號(hào)。鏈輪組件及鏈輪驅(qū)動(dòng)鏈輪的型式如圖5.2本系統(tǒng)刮板鏈采用圓環(huán)鏈。圓環(huán)鏈公稱直徑=18節(jié)距=64圓環(huán)鏈最大外寬=60以上刮板鏈的選擇按GB/T12718規(guī)定取用鏈輪齒數(shù)=5鏈輪節(jié)距角（5.9）鏈輪節(jié)圓直徑（5.10）鏈輪外徑（5.11）圖5.2驅(qū)動(dòng)鏈輪的型式和尺寸鏈輪立環(huán)立槽直徑（5.12）鏈輪立環(huán)立槽寬度（5.13）齒根圓弧半徑（5.14）鏈窩長度L（5.15）鏈窩平面圓弧半徑值等于接連環(huán)圓弧部分的最大外圓半徑。圓心在連接環(huán)中心線上，此中心線平行鏈窩平面，距鏈輪中心的距離為鏈窩中心至窩底平面的距離（5.16）值精確到0.5㎜短齒厚度（5.17）式中：A為鏈窩中心距鏈窩中心距離（A為參考值）（5.18）齒形圓弧半徑（5.19）式中：為參考值，圓弧半徑的中心在離鏈輪中心的直線上立環(huán)槽圓弧半徑（5.20）短齒根部圓弧半徑（5.21）鏈窩間隙限制的最大值，能保證圓環(huán)鏈在鏈窩中得到足夠的支撐，也能保證連接環(huán)和刮板在鏈窩中有足夠的間隙。但在某些重載情況下，平鏈環(huán)的支撐面積有必要增加時(shí)，用戶和廠方商定，可以規(guī)定尺寸，而調(diào)整值。帶入數(shù)值計(jì)算得：＝36°，＝208㎜，＝244㎜＝129㎜，＝25㎜，＝9㎜L＝105㎜，＝30㎜，＝86.5㎜＝60㎜，＝87㎜，＝37㎜＝9㎜，＝9㎜驅(qū)動(dòng)鏈輪的技術(shù)要求：1）驅(qū)動(dòng)鏈輪的材料：抗拉強(qiáng)度：延伸率：沖擊值：鏈輪材料選用：2）鏈輪須進(jìn)行碉質(zhì)處理．凋質(zhì)硬度應(yīng)達(dá)到HB260—320，鏈禽和齒形表而須進(jìn)行淬火，淬火硬度應(yīng)達(dá)到HRC45－55，淬火硬度層深度不低于3mm。3）鏈輪齒面及鏈窩表面粗糙度不高于25。5.1.6機(jī)尾部本系統(tǒng)刮板輸送機(jī)的功率較小，因此采用機(jī)頭傳動(dòng)方式，機(jī)尾則采用光軸傳動(dòng)。光軸在兩側(cè)開槽槽的寬和深與鏈輪相同。為減少刮板鏈對(duì)槽幫的磨損，在機(jī)尾假上槽兩側(cè)裝有壓板塊。由于不在機(jī)尾部緊鏈，機(jī)尾不設(shè)緊鏈裝置。5.1.7刮板鏈的設(shè)計(jì)與選擇刮板鏈和刮板的連接如圖5.3所示圖5.3刮板與刮板鏈形狀與連接采用邊雙鏈與Ⅱ型刮板連接，刮板和開口時(shí)連接環(huán)相連接。本系統(tǒng)采用圓環(huán)鏈。圓環(huán)鏈的型式和尺寸表1圓環(huán)鏈型式和尺寸（GB/T12718-91）成品鏈直徑d節(jié)距p寬度圓弧半徑r焊接處單位長度質(zhì)量≈kg/m最大直徑長度公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最大內(nèi)寬b最小內(nèi)寬a公稱尺寸極限偏差1864216028+2019.5136.6配對(duì)長度在拉應(yīng)力為的成品鏈上測量，任意兩條配對(duì)鏈的長度之差在2m以內(nèi)，不得大于鏈條公稱長度的;2m以上應(yīng)符合圖5.4和表2的規(guī)定圖5.4圓環(huán)鏈型式、尺寸與配對(duì)鏈條長度圖a－鏈條型式和尺寸;b－單鏈型式和尺寸；c－配對(duì)鏈條長度圖表2圓環(huán)鏈配對(duì)鏈條長度（GB/T12718-91）圓環(huán)鏈規(guī)格長度L1長度L2連環(huán)數(shù)n公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差測量次數(shù)大于至大于至18x64317919845056+20995（15環(huán)）2～55～1010～2121～2579159505610176+301593191017620416+603193892041624896+80圓環(huán)鏈的技術(shù)要求1）圓環(huán)鏈的鋼材性能（GB10560-89）：牌號(hào)：試樣毛坯尺寸：15mm熱處理：淬火：溫度：880℃冷卻劑：水回火：溫度：370℃冷卻劑：空氣力學(xué)性能：適用于鋼材直徑：10～18mm屈服點(diǎn)：＝885抗拉強(qiáng)度：＝1080伸長率：10％冷彎試驗(yàn)180°，d=彎心直徑，a＝鋼材直徑：d＝a（熱扎鋼）2）圓環(huán)鏈的破斷負(fù)荷參數(shù)(GB/T12718-91)圓環(huán)鏈規(guī)格：18x64mmB級(jí)：試驗(yàn)負(fù)荷：260KN最小破斷負(fù)荷：320KNC級(jí)：試驗(yàn)負(fù)荷：330KN最小破斷負(fù)荷：410KND級(jí)：試驗(yàn)負(fù)荷：410KN最小破斷負(fù)荷：510KN3）疲勞試驗(yàn)時(shí)的上限負(fù)荷、下限負(fù)荷和彎曲撓度值（GB12718-91）圓環(huán)鏈規(guī)格：18x64mmB級(jí)：下限：25KN上限：127KNC級(jí)：下限：25KN上限：168KND級(jí)：下限：25KN上限：204KN最小撓度值：14mm刮板鏈的連接裝置刮板鏈之間采用開口式連接環(huán)進(jìn)行連接。開口式連接環(huán)適用于煤礦井下邊雙鏈刮板輸送機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)，與礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，刮板相連接使用，其形狀如圖5.5所示。圖5.5開口式連接環(huán)1－連接環(huán)；2－螺栓；3－彈簧墊圈；4－螺母連接環(huán)組件靜拉伸和疲勞性能（MT/T71-1997）:規(guī)格：18x64mm初始載荷：13KN試驗(yàn)負(fù)荷：B級(jí)：232KNC級(jí)：300KN試驗(yàn)負(fù)荷下最大伸長率：2％最小破斷負(fù)荷：B級(jí)：290KNC級(jí)：370KN破斷后永久伸長率：≥8％脈動(dòng)負(fù)荷范圍：上限：25KN下限：127KN最小循環(huán)次數(shù)：B級(jí)：25000C級(jí)：40000連接環(huán)配合使用緊固件性能（MT/T71-1997）：連接環(huán)規(guī)格：18×64mm螺栓：規(guī)格：M20x75mm性能等級(jí)：10.9螺母：規(guī)格：M20最小擰緊力矩：400N·m彈簧墊圈:規(guī)格：20mm5.1.8刮板的設(shè)計(jì)刮板是刮板輸送機(jī)和刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的重要部件，刮板不僅要求強(qiáng)度高、耐磨，而且要具有一定的韌性和抗腐蝕性，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問題較多。這里選用邊雙鏈刮板，邊雙鏈刮板適用于煤礦井下邊雙鏈刮板輸送機(jī)和邊雙鏈轉(zhuǎn)載機(jī)，其規(guī)格有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四種型式，如下圖5.6所示。其中Ⅰ、Ⅱ型刮板用于圓環(huán)鏈φ18×64mm以下非綜采小型刮板輸送機(jī)，Ⅲ、Ⅳ型刮板用于中型以上的刮板輸送機(jī)。制造邊雙鏈刮板常用的鋼號(hào)為27SiMn。本系統(tǒng)選用Ⅱ型刮板。我國刮板鏈分中單鏈、邊雙鏈、中雙鏈和準(zhǔn)邊雙鏈4種型式，但無論哪一種型式，其刮板的設(shè)計(jì)都要考慮與鏈輪的配套關(guān)系、與溜槽的配套關(guān)系、與鏈環(huán)的配套關(guān)系及上、下刮板的配套關(guān)系，同時(shí)還要考慮結(jié)構(gòu)的合理性(包括強(qiáng)度與重量、體積的關(guān)系)和制造的工藝性。刮板還可分整體刮板和分體刮板2種。整體刮板是由刮板、橫梁(E形螺栓或u形螺栓)組成，其受力主要作用在刮板兩端頭。整體刮板強(qiáng)度高，但隨著輸送機(jī)功率加大．溜槽加寬，也就要求刮板越來越長，這就給制造帶來困難。如果刮板超出12OOmm，制造后其變形量就比較大，無法滿足設(shè)計(jì)要求，那么就有必要考慮設(shè)計(jì)成分體刮板。分體刮板由左、右或上、下2個(gè)分刮板組成，兩端所受的力作用在不同刮板上，所以螺栓受力比較大。分體刮板由于長度縮小，其設(shè)計(jì)加工也就比較方便，但對(duì)緊固螺栓的要求比較高，尤其是防松問題。所以目前多采用整體刮板。隨著輸送機(jī)向重型發(fā)展，分體刮板也將是發(fā)展方向．因此應(yīng)加緊研制，盡快解決緊固螺栓的防松問題。本系統(tǒng)刮板較短且受力較小因此使用整體刮板。圖5.6刮板結(jié)構(gòu)5.2液壓泵站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓泵站安置于龍門架平臺(tái)一側(cè)。液壓泵站采用雙泵系統(tǒng)，分別為液壓馬達(dá)和液壓缸提供液壓動(dòng)力。耙裝盤液壓馬達(dá)、刮板輸送機(jī)液壓馬達(dá)由變頻驅(qū)動(dòng)液壓泵供液，以便調(diào)節(jié)耙裝取煤量和刮板輸送機(jī)輸送量。耙裝取煤裝置升降液壓缸、耙裝盤液壓缸由定量泵系統(tǒng)供液。本裝置中主要的執(zhí)行元件有液壓馬達(dá)和液壓缸，包括鏟板上的撥轉(zhuǎn)盤馬達(dá)，刮板輸送機(jī)的鏈輪馬達(dá)以及各個(gè)油路的液壓缸。液壓缸共三組5個(gè)，其中，鏟板升降油缸2個(gè)，鏟臂升降油缸2個(gè)，翻板機(jī)構(gòu)油缸1個(gè)。根據(jù)裝置的功能要求現(xiàn)確定總體規(guī)劃如圖4.1所示圖5.7液壓系統(tǒng)原理圖圖中共分為三個(gè)回路：裝載回路，運(yùn)輸回路和油缸回路。5.2.1初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表3和表4。表3按載荷選擇工作壓力載荷/kN＜55～1010～2020～3030～50＞50工作壓力/MPa＜0.8～11.5～22.5～33～44～5≥5表4各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī)床家業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門創(chuàng)床拉床工作壓力/MPa0.8～23～52～88～1010～1820～32根據(jù)系統(tǒng)的工作情況和各執(zhí)行元件載荷的大小，參考表3和表4，選擇各執(zhí)行元件的工作壓力，如表5表5系統(tǒng)各回路額定壓力執(zhí)行元件鏟板油缸回路鏟臂油缸回路翻板油缸回路裝載回路轉(zhuǎn)載回路額定壓力/MPa1010216105.2.2油缸作用時(shí)間的確定由方案原理圖可知，鏟臂油缸的行程為190mm。絞車正常運(yùn)行時(shí)的速度為V=6m/s,則一節(jié)車廂通過龍門架的時(shí)間為t==×60=110s裝載機(jī)構(gòu)的裝載能力按180m/h計(jì)算，取煤量為4000Kg時(shí)，所需的時(shí)間為t=×3600=80s現(xiàn)把時(shí)間分配如下：取煤時(shí)間：80S鏟臂上升和下降各10S鏟板升降各3S剩余4S為了使布置結(jié)構(gòu)緊湊有序，特采用雙聯(lián)齒輪泵。該類泵采用鋁合金壓鑄成形泵體，徑向密封采用齒頂掃鏜，軸向密封采用浮動(dòng)壓力平衡側(cè)板，因而，其具有體積小、重量輕、效率高、性能好、工作可靠、價(jià)格低等特點(diǎn)。在本系統(tǒng)中，該雙聯(lián)齒輪泵給運(yùn)輸回路和油缸回路供油。采用雙聯(lián)泵除了體積小、結(jié)構(gòu)緊湊外，還具有節(jié)約能源的功效。因而，泵站的油箱可以做的相對(duì)較小。運(yùn)輸回路的流量及泵的排量刮板輸送機(jī)的參數(shù)如下：運(yùn)行速度V0.95m/s鏈輪半徑r110mm馬達(dá)功率P4Kw供油壓力P10MPa電機(jī)轉(zhuǎn)速1470r/min鏈輪的轉(zhuǎn)速為n===82.5r/min取n=80r/min馬達(dá)的流量Q==×60=24L/min泵的排量為==×1000=16.33ml/r油缸回路的流量和泵的排量油缸回路中共有三組5個(gè)油缸，依次為鏟臂升降油缸，鏟板升降油缸和翻板機(jī)構(gòu)油缸。鏟臂升降油缸和鏟板升降油缸各為兩個(gè)，翻板機(jī)構(gòu)油缸為一個(gè)。其中，翻板機(jī)構(gòu)的油缸流量和排量都很小，并且本系統(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)，因而翻板機(jī)構(gòu)的油缸并不影響泵的選型。鏟臂升降油缸鏟臂升降油缸的選型計(jì)算在前面已經(jīng)進(jìn)行了，其型號(hào)為HSG.-K-125/70-E-0-1250-615，主要技術(shù)參數(shù)如下：缸徑125mm活塞桿直徑70mm速度比1.46額定工作壓力16MPa拉力134770N最大行程1250mm本裝置中鏟臂油缸的參數(shù)如下：最大行程190mm單程所需時(shí)間10s鏟臂油缸流量的計(jì)算：活塞桿的運(yùn)行速度為V==×60÷1000=1.14m/min油缸流量的計(jì)算公式為Q=Dv×10(5.33)式中Q——油缸的流量，L/mint——液壓缸活塞一次行程所需的時(shí)間，minD——液壓缸內(nèi)徑，mv——活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，m/min——液壓缸容積效率，當(dāng)活塞密封為彈性密封材料時(shí)，=1，當(dāng)活塞密封材料為金屬環(huán)時(shí)，=0.98本裝置中取=1，則把參數(shù)代入公式得Q=×0.125×1.14×10=13.98L/min鏟板升降油缸鏟板升降油缸的參數(shù)如下：缸徑125mm最大行程38mm單程所需時(shí)間3s活塞桿的運(yùn)行速度為V==×60÷1000=0.76m/min本裝置中取=1，則把參數(shù)代入公式（5.33）得Q=×0.125×0.76×10=9.32L/min因?yàn)楸鞠到y(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)，所以各組油缸是依次工作的，它們沒有太大的重疊。因而油缸回路總的流量為Q=2×13.98=28L/min油缸回路總的排量為==×1000=19.05ml/r考慮到系統(tǒng)的誤差問題，把各自的排量相應(yīng)地有所增加。然后查手冊選取雙聯(lián)齒輪泵的型號(hào)為CBGF1032/1018。其技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)CBGF1032/1018公稱排量50ml/r額定壓力16MPa最高壓力20MPa額定轉(zhuǎn)速2000r/min最高轉(zhuǎn)速3000r/min額定功率27Kw容積效率≥91%總效率≥82%比較其技術(shù)參數(shù)，不難發(fā)現(xiàn)該泵滿足我們的要求。5.2.6驅(qū)動(dòng)電機(jī)在本系統(tǒng)中共選用兩個(gè)電機(jī)，分別為兩個(gè)泵的提供動(dòng)力。一個(gè)為裝載回路提供動(dòng)力，一個(gè)為運(yùn)輸回路和油缸回路提供動(dòng)力。裝載回路電機(jī)在裝載回路中，我們選用的泵為63SCY14-1B型軸向柱塞泵。其性能參數(shù)如下：排量63ml/r油路壓力16MPa工作轉(zhuǎn)速1470r/min容積效率≥92%重量65Kg驅(qū)動(dòng)泵軸所需的機(jī)械功率可由下面的公式確定，=pQ/η(5.34)Q=n式中——電機(jī)輸入功率，WP——油路的工作壓力，PaQ——實(shí)際流量，m/s——泵的排量，ml/rn——轉(zhuǎn)速，r/minη——總效率，η=ηηη——容積效率，泵的實(shí)際輸出流量與理論流量的比值η=Q/η——機(jī)械效率，泵的理論轉(zhuǎn)矩與泵軸上實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的比值η=把參數(shù)代入公式(5.34)得=16×10×63×1470÷0.98÷10÷60=25200W=25.2Kw查手冊選取電機(jī)型號(hào)為Y200L-4JB/T9616—1999，其技術(shù)參數(shù)如下：同步轉(zhuǎn)速1500r/min額定功率30Kw額定電流56.8A滿載轉(zhuǎn)速1470r/min滿載效率92.2%功率因數(shù)0.87堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0堵轉(zhuǎn)電流/額定電流7.0最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2振動(dòng)速度1.8mm/s轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.262Kgm重量253Kg雙聯(lián)泵電機(jī)在液壓系統(tǒng)中，為油缸回路和運(yùn)輸回路提供動(dòng)力的是雙聯(lián)齒輪泵，其技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)CBGF1032/1018公稱排量50ml/r回路壓力10MPa工作轉(zhuǎn)速1450r/min容積效率≥91%總效率≥82%驅(qū)動(dòng)泵軸所需的機(jī)械功率可由公式(5.34)確定，把參數(shù)代入公式(5.34)得=10×10×18×1450÷0.98÷10÷60+10×10×32×1450÷0.98÷10÷60=12330W=12.3Kw查手冊選取電機(jī)型號(hào)為Y160L-4JB/T9616—1999，其技術(shù)參數(shù)如下：同步轉(zhuǎn)速1500r/min額定功率15KW額定電流30.3A滿載轉(zhuǎn)速1460r/min滿載效率88.5%功率因數(shù)0.85堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2堵轉(zhuǎn)電流/額定電流7.0最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.3振動(dòng)速度1.8mm/s轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.0918Kgm重量142Kg上面兩個(gè)電機(jī)都Y系列（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。其電機(jī)外殼的防護(hù)等級(jí)為IP44。IP表示國際防護(hù)，前一個(gè)4為第一位表征數(shù)字，4級(jí)能防止直徑或厚度大于1mm的導(dǎo)線或片條觸及或接近殼內(nèi)帶電或運(yùn)轉(zhuǎn)部件。后一個(gè)4為第二位表征數(shù)字，4級(jí)能承受任何方向的濺水而無有害影響。該類電機(jī)的主要性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。為B級(jí)絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。冷卻方式為IC411。容量范圍0.55～160Kw。用途：適用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場合，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、攪拌機(jī)、碾米機(jī)、磨粉機(jī)等，為一般用途電動(dòng)機(jī)。工作條件：海拔不超過1000m環(huán)境溫度不超過10℃，最低溫度為-15℃，軸承允許溫度（溫度計(jì)法）不超過95℃。最濕月月平均最高相對(duì)濕度為90%，同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25℃。額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。3Kw以下為Y接法，4Kw及以上為△接法。工作方式為連續(xù)使用。5.2.7液壓控制閥本裝置液壓系統(tǒng)中共有三個(gè)工作回路，依次為裝載回路，運(yùn)輸回路和油缸回路。此外，還有一個(gè)緊急制動(dòng)回路，以確保鏟臂及整個(gè)裝置在緊急情況下的安全。裝載回路的控制閥由液壓系統(tǒng)原理圖可知，裝載回路中共有4個(gè)控制元件，包括分流閥，溢流閥，電磁換向閥和單向閥。單向閥裝載回路的主要參數(shù)如下：回路壓力16MPa泵的型號(hào)63SCY14-1B馬達(dá)型號(hào)JMDG11-1200由流量公式Q=n可得回路流量72L/min查手冊選取單向閥的型號(hào)為：S20P30圖5.13S20P30型單向閥的型號(hào)意義其技術(shù)規(guī)格如下：通徑20mm連接形式板式最大工作壓力31.5MPa最大流量115L/min介質(zhì)粘度（2.8～380）×10介質(zhì)溫度-30℃～80℃溢流閥根據(jù)回路的參數(shù)，查手冊選取SBG-03-V-L-40型分流集流閥。其技術(shù)規(guī)格如下：型號(hào)SBG-03-V-L-40調(diào)壓范圍0.4～25.0MPa最大流量100L/min重量4.1Kg其型號(hào)意義如下：圖5.14SBG-03-V-L-40溢流閥的型號(hào)意義電磁換向閥根據(jù)回路的參數(shù)，查手冊選取4WE10G20/AG24