(精品論文)[論文]7.5-15型外胎硫化10工位生產(chǎn)線的傳送線設計畢業(yè)設計

第 I 頁 7.5-15 型外胎硫化 10 工位生產(chǎn)線的傳送線設計 目錄 摘要V ABSTRACTVI 第一章 引言.1 1.1 研究背景及發(fā)展趨勢1 1.2 本設計的目的及意義1 第二章 設計參數(shù)和設計要求2 2.1 設計參數(shù)2 2.2 設計的工藝需求2 第三章 方案的說明與比較選擇.3 3.1 方案一的說明.3 3.2 方案二的說明.3 3.3 方案三的說明.4 3.4 方案的比較與選擇5 3.5 方案的系統(tǒng)框圖6 第四章 輸送機與其相關部件的選用.7 4.1 輸送機的介紹與選擇7 4.2 板式輸送機以及主要部件的選取8 4.2.1 板式輸送機確定.8 第 II 頁 4.2.2 主要部件的選取.8 4.3 板式輸送機的設計計算.9 4.3.1 原始數(shù)據(jù)和資料.10 4.3.2 主要參數(shù)的選擇與計算.10 4.3.3 牽引力的計算.12 4.3.4 功率計算.16 4.3.5 牽引鏈鏈節(jié)數(shù)量的計算.17 4.3.6 減速比的計算及驅動裝置的選擇.19 4.3.7 電動機的校核.20 4.3.8 板式輸送機的安裝與調整.22 4.3.9 關于輸送機的特別說明.24 第五章 PLC 的選擇與安裝25 5.1 PLC 產(chǎn)品比較與選擇.25 5.2 控制系統(tǒng)的 I/O 點及地址分配26 5.3 PLC 型號的選型28 5.4 PLC 的基本安裝與接線.29 5.4.1 系統(tǒng)的安裝.29 5.4.2 系統(tǒng)的接線.30 5.4.3 其他問題的處理方法.31 第六章 傳感器的選擇.32 6.1 傳感器的介紹.32 6.2 傳感器的比較與選擇33 第七章 電器元件的選擇36 7.1 低壓斷路器.36 第 III 頁 7.2 熔斷器37 7.3 熱繼電器38 7.6 行程開關40 7.7 交流接觸器.40 第八章 功能流程圖42 8.1 功能流程圖的介紹42 8.2 使用規(guī)則及結合設計說明.42 第九章 對梯形的說明.44 9.1 梯形圖介紹.44 9.2 編程指令說明與規(guī)則44 第十章 總結.46 參考文獻.47 致謝.48 第 IV 頁 7.5-15 型外胎硫化 10 工位生產(chǎn)線的傳送線設計 摘要 影響輪胎的質量和硫化效率有多種因素，其中輪胎的傳送線直接影響著輪胎的質 量和硫化效率。為了改善這一現(xiàn)狀，使壓制成型后的輪胎在輸送過程中更加穩(wěn)定與快 速，本設計對輪胎的傳送線進行了優(yōu)化，并使用了自動化控制，大大提高了硫化效率。 7.5-15 型外胎硫化 9 工位生產(chǎn)線的傳送線設計，使用了可編程控制器控制傳送機 構，把壓制成型后的輪胎輸送到硫化工位上。其主要結構采用了西門子 S7-200 系列 CPU226DC 輸入/繼電器輸出以及兩塊 EM223 擴展模塊組成的控制系統(tǒng)，利用三相異步電 動機以及減速器組成的驅動機構來驅動板式輸送機，通過輸送機來傳送壓制成型后的 輪胎。使輪胎平穩(wěn)的、準確的輸送到硫化工位上。與傳統(tǒng)的手動控制傳送線相比，本 設計大大提高了硫化效率，降低了勞動強度。 關鍵詞：輪胎傳送線，板式輸送機，輪胎硫化，可編程控制器，自動化控制 第 V 頁 第 1 頁 第一章 引言 1.1 研究背景及發(fā)展趨勢 目前，國內輪胎硫化生產(chǎn)線的傳送線多采用板式輸送機、輥道輸送機、鏈板輸送機等 主要硬件，其控制系統(tǒng)有微機、模糊控制等軟件。近年來可編程序控制器（PLC）發(fā) 展極為迅速，采用可編程序控制器（PLC）來控制輪胎硫化生產(chǎn)線傳動，基本上實現(xiàn) 了輪胎輸送的自動化生產(chǎn)，大大提高輪胎硫化的生產(chǎn)率。近年來對板式運輸機機理進 行了進一步的優(yōu)化設計，運用散體力學理論對以高層散體物料為工作對象的板式輸送 機進行了機理分析，并取得了較大的成就。此成果將能應用于硫化生產(chǎn)線的傳送線。 從而大大提高了輪胎的輸送效率。輪胎硫化生產(chǎn)線的傳送線將采用計算機識別判斷， 淘汰傳統(tǒng)目測、手模檢測方式的趨勢，提高生產(chǎn)精度和工作效率。 在國外應用了動力學原理來對輸送機進行設計,對靜態(tài)設計采用動態(tài)分析的手段來 對其結果進行改進,用動態(tài)分析與動態(tài)跟蹤的方式分析了輸送機的動張力,實現(xiàn)了可調速 功率的平衡系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng),減輕動載對元件的沖擊,大大延長了其使用壽命，減少了輪 胎輸送線的投入成本。在控制系統(tǒng)部分，將采用比 plc 功能更加強大的緊湊型多功能控 制器。將進一步完善設備網(wǎng)絡化和控制一體化，實現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡一體 1.2 本設計的目的及意義 設計 7.5-15 型外胎硫化 9 工位生產(chǎn)線的傳送線的目的是能平穩(wěn)地把待硫化的輪胎 準確、有序的傳送到硫化工位上，使硫化工序能有序的進行。采用了可編程序控制器 （PLC）控制待硫化傳送線系統(tǒng)能使輸送輪胎的傳送系統(tǒng)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，改善了輪 胎在傳送過程中的條件，降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)過程更加穩(wěn) 定和可靠，同時實現(xiàn)了輪胎傳送的自動化生產(chǎn)，提高了硫化效率，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)起 了一定的促進作用，目前輪胎在輸送過程中由于擠壓、翻轉等引起的損壞現(xiàn)象影響了 輪胎的生產(chǎn)率。本設計的傳送系統(tǒng)能大大減少該現(xiàn)象的發(fā)生，提高輪胎的整條生產(chǎn)線 的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度，降低生產(chǎn)成本，同時提高生產(chǎn)過程的安全性和可 靠性。 第 2 頁 第二章 設計參數(shù)和設計要求 2.1 設計參數(shù) 1被輸送物品的詳細特征 圖 2.1 輪胎尺寸標記 斜膠輕型載重汽車輪胎： 型號：7.5-15；前進牌；輪胎直徑 D：780mm 斷面寬度 B：215mm；輪輞直徑 d：350mm 重量：45 2硫化的具體要求 硫化工位為 9 工位,一次一工位硫化罐硫化 2 個輪胎；硫化時間為 9 分鐘；硫 化溫度為 150 攝氏度。 2.2 設計的工藝需求 1降低輪胎在輸送過程中的受損情況，減少輪胎的非硫化時間，提高生產(chǎn)率； 2使呆硫化的輪胎能夠迅速、平穩(wěn)的、準確的輸送到呆硫化的工位上，并能保證輸送 過程的連續(xù)性； 3合理安排輸送線的布局，使硫化生產(chǎn)率跟上一工序的生產(chǎn)率相互匹配 第 3 頁 第三章 方案的說明與比較選擇 3.1 方案一的說明 方案的說明： 1. 壓制成型后的輪胎經(jīng) 1 號輸送機輸送到 2 號輸送機上，經(jīng)過 9 段獨立式輸送機傳送 到 3 號輸送機上。3 號輸送機在根據(jù)工位是否需要輪胎來決定正反轉； 2. 硫化完成后，經(jīng)過冷卻輸送機把輪胎送到硫化效果檢驗，不合格的輪胎經(jīng) 6 號輸送 機返回，同時不合格的輪胎返到 4 號機的某個工位再進行硫化； 3. 9 段獨立輸送機可儲存一定數(shù)量的輪胎，以保證硫化生產(chǎn)能連續(xù)的進行。 9段 獨立 式輸 送機 壓制成型后輸送進入硫化 車間 冷卻輸送 不合 格返 回 合格 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 工位1 工位2工位3 工位4 工位5工位6 工位7 工位8 工位9 硫化 效果 檢驗 過熱水罐 （提供一定 的壓力和溫 度的蒸汽） 1 2 3 4 6 3.1 方案一布局圖 3.2 方案二的說明 方案的說明： 1. 壓制成型后的輪胎經(jīng) 1 號輸送機輸送到 2 號輸送機上，經(jīng)過 9 段獨立式輸送機傳送 到 3 號輸送機上。3 號輸送機根據(jù)哪個工位需要輪胎來決定輸送機的起停； 第 4 頁 2. 輪胎硫化完成后，經(jīng)過冷卻輸送機傳送到硫化效果檢驗，不合格的輪胎再經(jīng)過 5 號 輸送機返回到硫化工位上進行再硫化； 3. 9 段獨立式輸送機可儲存 9 個硫化輪胎，以保證硫化生產(chǎn)的連續(xù)進行，同時返回段 也可以儲存輪胎。 3.2 壓制成型后輸 送進入硫化車 間 9段 獨立 式輸 送機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 工位1 工位2工位3 工位4 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 工位5工位6 工位7 工位8 工位9 冷卻輸送 不合 格返 回 合格 硫化 效果 檢驗 過熱水罐 （提供一定 的壓力和溫 度的蒸汽） 1 3 2 方案二布局圖 3. .3 方案三的說明 方案的說明： 1、壓制成型后的輪胎經(jīng) 1 號輸送機輸送到 5 號輸送機上，根據(jù)各個工位是否需要輪胎， 然后決定 5 號輸送機正反轉；正轉傳到 12 號輸送機上，反轉傳到 6 號輸送機上。 2、輪胎硫化完成后，經(jīng)過冷卻輸送機傳送到硫化效果檢驗，不合格的輪胎再經(jīng)過 10 號輸送機返回到硫化工位上進行再硫化； 3、9 段獨立式輸送機可儲存 9 個硫化輪胎，以保證硫化生產(chǎn)的連續(xù)進行，同時返回段 也可以儲存輪胎。 第 5 頁 壓制成型后輸送 進入硫化車間 9段 獨立 式輸 送機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 硫化 機 工位1 工位2工位3 硫化 機 工位5 工位4 硫化 機 工位6 硫化 機 工位7 硫化 機 工位8 硫化 機 工位9 不合 格返 回 合格 硫化 效果 檢驗 過熱水罐 （提供一定 的壓力和溫 度的蒸汽） 1 5 6 10 11 12 圖 3.3 方案三布局圖 3.4 方案的比較與選擇 方案一：整個傳送線的總長度合理，機構緊湊，節(jié)約了大量空間。使用了兩段輸 送機來分配硫化輪胎，所以輪胎到達硫化工位所需要的時間也相對較少，使用的電機 數(shù)目也相對較少，節(jié)約了成本，但是輪胎在輸送至硫化工位和從冷卻段返回時重復了 運行路線，并且輸送機 3 會因為不能及時的把輪胎輸送到 4 號跟 8 號輸送機上，造成 了工位的等待，影響了硫化效率。 方案二：整個傳送線布局簡單，需要的電機數(shù)目也相對較少。在不合格返回段還 有 3 段獨立輸送機，可儲存一定的輪胎。改進了方案一的重復運行路線的缺點。但是 其整體長度過長，輪胎輸送到硫化工位上的路線也比較長，使硫化工位出現(xiàn)長時間等 待現(xiàn)象，延長了非硫化時間。 方案三：在綜合方案一和方案二優(yōu)點的基礎上，做了進一步的改進。它可以盡快 地把待硫化的輪胎送到需要的工位，大大縮短了等待時間，提高了生產(chǎn)效率，也在一 定程度上提高了整個系統(tǒng)的自動化，盡可能合理地滿足了實際生產(chǎn)過程中對傳動系統(tǒng) 第 6 頁 的要求。 經(jīng)比較分析，確定選用方案三。 3.5 方案的系統(tǒng)框圖 電源 主令 電器 PLC 電動 機 圖 3.5 系統(tǒng)框圖 第 7 頁 第四章 輸送機與其相關部件的選用 4.1 輸送機的介紹與選擇 輸送機械又稱連續(xù)輸送機械。輸送機械是沿著一定的輸送路線運輸貨物的機械。 連續(xù)輸送機械可分為兩種形式：成件物品連續(xù)運輸機和散狀物料連續(xù)運輸機。成件 物品連續(xù)運輸機有帶式輸送機、板式輸送機和懸掛式輸送機等。散裝物料連續(xù)運輸 機有螺旋輸送機、埋刮板輸送機和振動輸送機等。按照它們所運貨物的種類可以分 為輸送件貨的和輸送散貨的。由于本設計運送的是擠壓成型的輪胎即成件物品，并 且同時要滿足連續(xù)輸送，結構簡單緊湊，便于實現(xiàn)自動控制，造價低等要求?？晒?選擇的輸送機械有帶式輸送機、懸掛式輸送機和板式輸送機。 1、帶式輸送機 由驅動裝置拉緊裝置輸送帶中部構架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構件， 借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料 的機械。 ，它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送但是它用輸 送帶牽引和承載貨物，靠摩擦驅動傳遞牽引力；在以較低的速度傳送貨物時容易打 滑，而在較高的速度運行時又容易使傳送帶和貨物之間產(chǎn)生相對滑動損壞貨物，同 時需要加裝增大包角的機構使整個系統(tǒng)復雜化，并且降低了傳送效率，不能實現(xiàn)反 向輸送 2、板式輸送機 而板式輸送機則用鏈條牽引，用固定在鏈條上的板片承載貨物，靠嚙合驅動傳 遞牽引力。無須增加機構以增大包角，并且可以實現(xiàn)反向輸送，結構相對簡單運行 平穩(wěn)可靠，輸送成件物品的位置精度較高，可實現(xiàn)正反兩個方向的輸送，輸送能力 大，可以進行長距離的輸送，可達 2 千米。適用范圍廣。對工作環(huán)境要求不是很高， 可安裝在室內，也可安裝在室外，允許環(huán)境溫度為-10+45 度，剛鋪板結構的板式 輸送機允許輸送溫度達 400 度的鑄件及其他物品。輸送線路布置靈活；在輸送過程 中可進行分類、干燥、冷卻，檢測等各種工藝。 3、懸掛輸送機 懸掛輸送機是一種運送成件物品的連續(xù)運輸機械，廣泛的應用在大批量流水線 第 8 頁 的各行各業(yè)，其有以下特點：能在三維空間內運行。它可以根據(jù)工藝流程的要求造 成平面或空間封閉線路，能長距離輸送 其范圍可從數(shù)米到數(shù)百米，如采用多機啟 動，則會更長。能輸送各種形狀尺寸（長達數(shù)米）及質量很大的物品，運行速度范 圍較大，可調速，適應的工作范圍較寬， 根據(jù)本設計的需要可知，傳送線輸送的是高溫的輪胎，在輸送過程中不能受到 擠壓等現(xiàn)象，而且需要它在傳送的過程中平穩(wěn)的運行。帶式輸送機不能承受高溫， 懸掛式輸送機對輪胎有很大的作用力，所以，將三者進行比較確定選用板式輸送機 作為傳送機構。 4. .2 板式輸送機以及主要部件的選取 4.2.1 板式輸送機確定 板式輸送機中常見的為磷板輸送機。如將鱗板改為平板，就成為連續(xù)式平板式輸送 機。輸送機由頭輪裝置、鱗板鏈條裝置、尾輪張緊裝置、機架和驅動裝置組成。頭部 鏈輪經(jīng)驅動后，鱗板鏈條裝置中的牽引鏈和鏈輪相嚙合，帶動整個鱗板沿輸送機的縱 向中心線運動，而滾輪則沿著固定在機架上的軌道行走，從而完成輸送工作。BLT 型磷 板輸送機是通用型固定式板式輸送機的一種結構形式。該機具有板面結構剛度好、質 量輕、承載能力大，運動阻力小等優(yōu)點。所以選用 BLT 型磷板輸送機。 3 4.2.2 主要部件的選取 1.磷板裝置以及牽引鏈的說明； （1）行走輪以滾動摩擦代替滑動摩擦，使運行阻力降低 55%左右，大大降低了輸送機 的牽引力和功率消耗 （2）槽板底板采用波浪形沖壓機構。底板用斜肋、橫肋以及角鋼加強，故剛度好、耐 沖擊。 （3） 兩牽引鏈分別用短軸連接代替長軸連接，且與行走輪分開，這樣既節(jié)省了貴金 屬，降低了成本，而且安裝和維修業(yè)方便。 （4）分別以套筒滾分鏈、沖壓鏈和鑄造鏈為牽引構件。 可根據(jù)磷板的寬度 B=1000（由第四章計算可得）來選擇磷板裝置的標準尺寸，由 第 9 頁 標準鱗板裝置的技術參數(shù)可知，牽引鏈的節(jié)距 P=315。 2驅動系統(tǒng)的選擇 驅動系統(tǒng)包括驅動裝置和頭輪裝置兩大部分，由于本設計運行速度較慢，而且速度 已經(jīng)固定，所以選擇以下傳動結構形式： 電動機帶輪副行星擺線針輪減速器十字滑塊連軸器頭輪裝置。 3尾輪張緊裝置的選擇 螺旋張緊裝置是板式輸送機常用的張緊形式。這種裝置突出的優(yōu)點是結構簡單和 尺寸緊湊，缺點是需要定期檢查和張緊。在尾輪軸上，一個鏈輪用鍵固定在軸上，另 一鏈輪則自由地裝在軸上。這樣做可使鏈輪能隨著鏈條關節(jié)的位置而自動定位，并且 可使兩根鏈條的受力趨于均衡。張緊鏈輪的齒數(shù)一般與頭輪齒數(shù)相同。 尾輪裝置可分為 BLT、BLY 和 BLZ 三種型式，按鱗板的寬度不同，它們的張緊行程 為：B=650mm 時，S=500mm B=800 至 1200 時，S=500mm 經(jīng)比較分析，確定用 BLT，S=500 螺旋張緊裝置。 3 4機架的確定 板式輸送機的機架有頭輪裝置支架、尾輪裝置支架、中間支架、凸輪段支架和凹 弧段支架等。機架一般用角鋼或槽鋼焊制而成。輸送機中間的供滾輪行走用的水平支 承軌道，一般 46 米制成一節(jié),用角鋼或槽鋼制作，也有用輕規(guī)制作的。在凹弧段的 支承軌道的上方需裝設壓軌，防止行走滾輪轉向時，由于采用了較小的彎曲半徑而抬 離軌道。用于生產(chǎn)流水線中的板式輸送機，在操作區(qū)段上往往還安裝各種形式的欄桿， 以保障安全。 頭輪裝置支架、尾輪裝置支架、中間支架均選擇與鱗板寬度 B=1000 相對應的標準 支架。 3 4.3 板式輸送機的設計計算 板式輸送機的設計計算，這里主要是選型設計計算。計算方法分為兩個階段，第 一階段初步計算；第二階段校核計算。初步計算的內容是根據(jù)給定的數(shù)據(jù)和 資料，確定輸送機板帶裝置的結構形式、底板寬度、運行速度、牽引力及電動機功率 等基本參數(shù)。校核計算是根據(jù)這些計算所得到的參數(shù)，從樣本中選擇相宜的產(chǎn)品，并 第 10 頁 校核計算速度、功率和生產(chǎn)率。 4 4.3.1 原始數(shù)據(jù)和資料 1.被輸送物品的詳細特征 斜膠輕型載重汽車輪胎： 型號：7.5-15；前進牌；輪胎直徑 D：780mm 斷面寬度：215mm；輪輞直徑 d：350mm 重量：45 2.輸送機的工作制度 工作日：300 天年；工作小時數(shù) 24 小時天 3.輸送機的工作條件 安裝地點：廠房內 工作環(huán)境溫度：4045 4. 要求硫化罐間距為 1.5 個輪胎直徑。 4.3.2 主要參數(shù)的選擇與計算 1板帶寬度 根據(jù)機械化運輸設計手冊 4 P 公式 2-3-6 365 （4-1）)10050( bB 式中： B-板帶寬度（mm） ； b-被輸送的成件物品的最大橫向尺寸； mmb780 mmBBBBBB880100780 1211106#21 結合機械化運輸設計手冊 4 P 表 2-3-1 365 取標準寬度mmBBBBBB1000 1211106#21 其中： -1 號輸送機使用的板帶寬度； 1 B 第 11 頁 -2 號5 號、7 號9 號、13 號17 號輸送機的板帶寬度； #2 B -6 號輸送機使用的板帶寬度； 6 B -10 號輸送機使用的板帶寬度； 10 B -11 號輸送機使用的板帶寬度； 11 B -12 號輸送機使用的板帶寬度； 12 B 注：詳見整體布局圖的說明部分。 2運行速度 板帶運行速度主要是根據(jù)板帶寬度、用途及生產(chǎn)要求，按機械化運輸設計手冊4， P361 表 2-3-5 規(guī)定的速度系列，在 0.011.00 m/s 的范圍內選取。 一般用途的板式輸送機 V=0.10.4 m/s。牽引鏈節(jié)距 P= 250400 mm ，鏈輪齒數(shù) Z=6 的板式輸送機，V= 0.3 m/s 。 運輸用的板式輸送機，在底板寬度尺寸已經(jīng)選定的情況下，其運行速度應與規(guī) 定的生產(chǎn)率相適應。 根據(jù)輸送機的硫化時間，板帶運行速度選擇如下： V =0.064 m/s ； 1 V= 0.3 m/s 。 #26 B 10 B 11 B 12 B 3輸送機生產(chǎn)率 當輸送機的底板寬度已經(jīng)給定，或者必須按計算寬度校核可能的生產(chǎn)率時，可按 下述公式確定。 連續(xù)輸送見機械化運輸設計手冊 4 公式 2-3-11： 366 P （4- V A m Q6.3 2） 式中； Q - 輸送機的生產(chǎn)率（t/h） ； m - 單件物品質量（Kg） 第 12 頁 V - 運行速度（m/s） ； A - 相鄰兩物品的間距（m） ； h t Q8064.0 28.1 45 6.3 1 h t Q623.0 78.0 45 6.3 11max 為 1 號輸送機的生產(chǎn)率； 1 Q 為 11 號輸送機的最大生產(chǎn)率。 11max Q 4.3.3 牽引力的計算 1線荷載 （1） 自重線荷載 q 0 輸送機行走部分的自重線荷載 q 可以從有關產(chǎn)品樣品中查得。BLT 型磷板輸送 0 機的自重線荷載 q 見機械化運輸設計手冊 4P表 2-3-13，對應板帶寬度為 1000mm 0365 的自重線荷載為 1760 N/m。 （2） 負載線荷載 qM 對于成件物品見機械化運輸設計手冊 4P公式 2-3-18 365 (N/m) (4-3-1) A m qM 10 式中； m-單件物品質量（Kg） ； A-相鄰兩物品的間距（m） ； m N qM5625.351 28 . 1 4510 1 5 m N qM9230.576 78 . 0 4510 5 #2 m N qM139.58 74. 7 4510 6 5 m N qM2500.281 6 . 1 4510 5 10 第 13 頁 m N qM9230.576 78 . 0 4510 5 11 m N qM7310.44 06.10 4510 5 12 2輸送機線路上各區(qū)段行走部分運行阻力的確定 （1） 直線區(qū)段阻力 在水平區(qū)段上的運行阻力見機械化運輸設計手冊 4P公式 2-3-20 367 (4-3-2) wqLF ii 式中； L -該區(qū)段的水平投影長度（m） i q - 輸送機底板上單位長度的荷載（N/m） ； 對于承載分支： 10M qqq m N qqq M 5625.21115625.3511760 1015 m N qqq M 923.23369230.5761760 #20#2 5 m N qqq M 139.18181390.581760 6065 m N qqq M 2500.204125.2811760 100105 m N qqq M 9230.23369230.5761760 110115 m N qqq M 7310.18047310.441760 120125 對于空載分支 m N qq1760 0 w-阻力因數(shù)；當滾輪裝在滑動軸承上時 w = 0.080.11，當滾輪 裝在滾動軸承上時 w = 0.0250.04。 BLT 型鱗板輸送機的阻力因數(shù) w 按機械化運輸設計手冊 4P 表 2-3-15 板帶 368 寬度為 1000mm 對應的阻力因數(shù) w 為 0.060 。 NF9971.1233060. 074. 95625.2111 1 NF3680.109060. 078 . 0 9230.2336 #2 第 14 頁 NF3438.844060 . 0 74 . 7 1390.1818 6 NF9600.195060 . 0 6 . 12500.2041 10 NF6726.1609060 . 0 48.119230.2336 11 NF0985.1232060 . 0 06.102500.2041 12 （2）鏈輪處阻力 牽引鏈繞過驅動鏈輪時的阻力 F 見機械化運輸設計手冊4P 公式 2-3- 0369 25 (N) （4-3-4）)( 120 FFwF n 式中； w -驅動鏈輪上的阻力因數(shù)；w = 0.030.05 22 F -驅動鏈輪上牽引鏈繞入端的張力（N） ； n F -驅動鏈輪上牽引鏈繞出端的張力（N） ；由機械化運輸設4 1 P，F(xiàn) = ，取 4000N 3701 NF40001000 min NF6999.261)40009971.1233(05 . 0 1 01 NF4659.205)40003180.109(05 . 0 1 #02 NF2172.242)40003438.844(05 . 0 1 06 NF7980.209)40009600.195(05 . 0 1 010 NF4836.280)40006726.1609(05 . 0 1011 NF6049.261)40000985.1232(05 . 0 1 012 牽引鏈繞過張緊鏈輪時的阻力 F 見機械化運輸設計手冊4P公式 2-3- 369 26 (N) （4-3-5） m FwF 2 式中； 第 15 頁 w -張緊鏈輪上的阻力因數(shù)，w =0.050.08；取 0.08 2 2 -張緊鏈輪上牽引鏈繞入端的張力（N） ；= m F m F n F NF7198.989971.123308 . 0 1 NF7454 . 8 3180.10908 . 0 #2 NF5474.673438.84408 . 0 6 NF6768.159600.19508 . 0 10 NF7738.1286726.160908 . 0 11 NF5679.980985.123208. 0 12 （3）裝料裝置的阻力，在輸送成品物件時，裝料裝置的阻力一般不必計算。 （4）初張力 初張力亦稱之為最小張力，它由張緊裝置產(chǎn)生，有了處張力即可避免牽引鏈出現(xiàn) 負力，以保證輸送機正確和可靠的工作。板式輸送機的初張力，一般為： F= 1000 4000 N min （5）確定最小張力點 板式輸送機計算牽引力之前，必須首先確定最小張力點，以作為牽引力計算的起 始點。最小張力點的位置取決于輸送機線路的幾何形狀，負荷的分布和驅動裝置的位 置。通常情況下，取牽引鏈脫離驅動鏈輪之點為最小張力點。 （6）牽引力計算 通常采用概略計算法，板式輸送機牽引力的概算公式見機械化運輸設計手冊4P 公式 2-3-33 371 （4-3-)(1.1 0minmax qHLqqLwFF KF 6） 式中； F板式輸送機的初張力（N） ； min w 運動阻力因數(shù)； 第 16 頁 q 板式輸送機上單位長度的荷載（N/m） ； q 自重線荷載（N/m） ； 0 L 板式輸送機承載分支全長的水平投影（m） ； F L板式輸送機空載分支全長的水平投影（m） ； K H 板式輸送機的爬升總高度(垂直投影)（m） ； NF3968.575774.9)5625.3511760(06.040001.1 1 max NF3048.452078.0)9230.5761760(06.040001.1 #2 max NF7781.532874.7)1390.581760(06.040001.1 6 max 1760(6.1)2500.2811760(06.040001.1 10 max F N2975.584420sin6.1)2500.281 NF6398.617048.11)9230.5961760(06.040001.1 11 max NF7838.559706.10)7310.441760(06.040001.1 12 max 根據(jù)驗算證明，按公式（2-3-33）計算所得之概算值 F均大于按“逐點計算法” max 所得之詳細計算值，即。一般情況下，按概算公式計算牽引力即可。但是，若 1max FF 按概算公式計算所得牽引力 F之值略大于某一許可牽引力量級時，則應按照逐點計 max 算法計算牽引力。 4.3.4 功率計算 板式輸送機驅動裝置電動機功率按下式計算見機械化運輸設計手冊4P公式 2-3- 371 34 （kW） （4-3- 1000 0v KF P 7） 第 17 頁 式中； K-電動機功率的儲備因數(shù)，K=1.151.3；取 1.2 F -驅動鏈輪的牽引力（N） ； 0 v-板帶的運行速度（m/s） ； -驅動系統(tǒng)的總效率，見下表。 表 4.1 系統(tǒng)總效率 驅動系統(tǒng)形式 總效率 0.78 0.77 0.73 其中： -電動機-帶輪副-行星擺線針輪減速器-十字滑塊連軸器-頭輪裝 置； -電動機-帶輪副-行星擺線針輪減速器-鏈傳動-頭輪裝置； -電動機-帶輪副-齒輪減速器-二級齒輪傳動頭輪裝置。 kWP5669.0 78.01000 064.03968.57572.1 1 kWP0863.2 78.01000 3.03048.45202.1 #2 kWP4594.2 78.01000 3.077818.53282.1 6 kWP6974.2 78.01000 3.02975.58442.1 10 kWP8480.2 78.01000 3.06398.61702.1 11 kWP5836.2 78.01000 3.07838.55972.1 12 第 18 頁 4.3.5 牽引鏈鏈節(jié)數(shù)量的計算 1 牽引鏈鏈節(jié)數(shù)量由四個部分組成 （1）繞過頭輪和尾輪的鏈節(jié)數(shù)量分別為 頭輪均為 n = 3 尾輪均為 n = 3 TW （2）水平直線區(qū)段的鏈節(jié)數(shù)量為見機械化運輸設計手冊4P公式 2-3-35 372 （4-3- p L n s S 2 8） 式中； 輸送機各水平區(qū)段長度的總和（mm） ； s L P 牽引鏈節(jié)距（mm） ； = 9740mm 1 s L = 780mm #2s L =7740mm 6s L =1600mm 10s L =11480mm 11s L =10060mm 12s L 315mm 1 P #2 P 6 P 10 P 11 P 12 P 84.61 315 9740 2 1 s n 95.4 315 780 2 #2 s n 14.49 315 7740 2 6 s n 16.10 315 1600 2 10 s n 89.72 315 11480 2 11 s n 第 19 頁 87.63 315 10060 2 12 s n （3）頭，尾輪支架下軌道升起部分傾斜段所需增加的鏈節(jié)數(shù)量均為 n = 0.2 2牽引鏈鏈節(jié)數(shù)量總和 n SWT nnnn 計算所得的鏈節(jié)數(shù)量，應圓整為整數(shù)，并應取為偶數(shù)。 節(jié)860.284.1633n 1 SWT nnnn 節(jié)120.295.433n #2 SWT nnnn 節(jié)560.214.4933n 6 SWT nnnn 節(jié)180.216.1033n 10 SWT nnnn 節(jié)800.289.7233n 11 SWT nnnn 節(jié)700.287.6333n 12 SWT nnnn 4.3.6 減速比的計算及驅動裝置的選擇 1.減速比的計算 （4-3-rvn/ 9） 式中 n-頭輪的轉速 r/s； v-板帶的傳送線速度(m/s)； r-頭輪的半徑(m)。 1 號輸送機的線速度 V=064m/s； 2 至 17 號輸送機的線速度 V=0.3m/s； 頭輪的半徑由機械化運輸設計手冊4P386表 2-3-30 查得： r=0.315m s r n1904.1260315 . 0 /064 . 0 1 第 20 頁 s r n1428.5760315 . 0 /30 . 0 172 3.傳動比的確定： （4-3- ba nni/ 10） 式中 i-傳動比； -電機的轉速； a n -頭輪的轉速。 b n 751094.12/910 1 i 121428.57/710 172 i 與板式輸送機相配合的驅動裝置常用的有 YX 型和 YJ 型兩種。而者相比 YJ 型的減 速比較小，輸出軸許用扭矩小，并且驅動裝置龐大，制造安裝較困難，效率較低，只 有在 YX 型不 滿足設計要求的情況下，才選用 YJ 型驅動裝置。YX 型驅動裝置，它是由 Y 型電動機，V 帶輪副和行星擺線針輪減速器組成，其優(yōu)點是減速器速比大，輸出軸許 用扭矩大，因而可直接通過十字滑塊聯(lián)軸器與頭輪軸連接。制造、安裝、調整均較容 易，成本較低。 4 結合各種輸送機需要的牽引力，功率，減速比以及運行速度等因素綜合分析，所 選驅動裝置如下： 表 4.2 驅動裝置的技術參數(shù) 電動 機型 號 使用該 電機的 輸送機 編號 額定 功率 （K W） 額定 電流 (A) 轉速 (r/mi n) 堵轉 轉矩 /額 定轉 矩 起動 電流/ 額定 電流 最大 轉矩 /額 定轉 矩 減速 器 型 號 減速 后輸 送機 的速 度 m/s Y132 M1-8 217 37.77102.06.02.0BWY3- 13 0.3 Y90L 6 11.13.29102.06.52.2BWY 1.1- 75 0.064 第 21 頁 4.3.7 電動機的校核 根據(jù)機械設計手冊第五版第五卷，式 22-1-5 2722 P 啟動轉矩： （4-3-9550 e e Tq n P KT 11） 式中： 啟動轉矩倍數(shù)；取 1.8 T K 電機的額定功率； e P 電機的額定電流。 e n 電機 Y132M1-8 的啟動轉矩： mN n P KT e e Tq 739550 710 3 8 . 19550 1 電機 Y132M1-8 的啟動轉矩： mN n P KT e e Tq 219550 910 1 . 1 8 . 19550 2 由 和 得 TP rv （4-3- v rP T 12） 式中； T-負載轉矩（） ；mN P-輸送機所需功率（w） ； r-輸送機卷筒半徑（m） ； -輸送機的運行速度（） 。v s m 可以直接啟動； mNT 79.2 064.0 2 63.0 567 1 mN 21 可以直接啟動；mNmNT 7319.2 3.0 2 63.0 2086 #2 第 22 頁 可以直接啟動；mNmNT 7358.2 3.0 2 63.0 2459 6 可以直接啟動；mNmNT 7324.2 3.0 2 63.0 2130 10 可以直接啟動。mNmNT 7399.2 3.0 2 63.0 2848 11 可以直接啟動。mNmNT 7371.2 3.0 2 63.0 2584 12 經(jīng)過校核全部電機均可直接啟動。 4.3.8 板式輸送機的安裝與調整 為使輸送機達到預期的工作性能，確保其可靠、耐久地運行，除應按設計要求嚴格 保證制造質量和裝配質量外，還應注意做好輸送機的安裝與調整工作。 1.板式輸送機的布置形式： （1）必須滿足工藝要求。既應能符合工藝提出的運輸路線、輸送量和需要在其上面完 成的工藝作業(yè)等要求； (2)在滿足工藝要求的前提下，應力求最簡單的布置形式。布置形式越簡單，輸送機線 路的轉折越少，其運行阻力就越小，從而可降低制造成本，提高其使用的經(jīng)濟性； （3）布置時，應充分考慮輸送機與各有關專業(yè)工種的關系，如安設在地坑中的板式輸 送機，容易和土建、水道、通風及除塵等設施發(fā)生矛盾，故應綜合研究各方面的情況， 求得整體布置的合理性和經(jīng)濟性； （4）輸送機在作傾斜輸送時，不得超越允許的傾角范圍。 2.安裝順序 板式輸送機的安裝，一般均將獨立的部件運至安裝現(xiàn)場，然后進行整體安裝。 其安裝順序如下： （1）根據(jù)廠家提供的安裝圖，定出設備的縱向中心線?？v向中心線是整個輸送機的安 裝基礎。在車間內部，通常是以廠房柱網(wǎng)坐標為基礎標出的。劃線時，建議最好僅以 廠房柱網(wǎng)之一作基準，待劃出輸送機的縱向中心線及頭，尾輪的橫向坐標之后，就不 必再用柱網(wǎng)基準。如果與輸送機相關聯(lián)的設備已安裝完畢時則應以相鄰設備的關系尺 第 23 頁 寸為主要依據(jù)來確定其中心線，與廠房坐標的關系尺寸僅作參考。這樣，更能保證運 輸系統(tǒng)正確和可靠地工作。 在輸送機的縱向中心線上，先定出頭輪軸的軸線中心位置，然后沿縱向中心 線逐段度量，按總長度定出尾輪軸的中心位置； 以上述中心線為基準，定出機架地腳位置，軌道安裝位置及驅動裝置的縱橫 向中心位置等； 定出各中心位置以后，按土建圖紙查對予埋件，并清理潔凈，然后進行安裝； 機架（包括頭架，尾架、中間支架和驅動裝置支架）安裝完后，接著裝軌道， 進而安裝頭輪軸部件，尾輪張緊裝置及底板裝置等； 安裝驅動裝置及附屬設施； 安裝有關的操作，控制元件； 試車后，對全機外表面刷灰色或工程規(guī)定顏色的保護性油漆。 3安裝技術要求 （1）機架的安裝 機架中心線與輸送機縱向中心線應重合，偏差不應大于 2mm ； 機架中心線的直線度偏差每米不應大于 1mm ； 機架橫截面對角線之差，不應大于兩對角線平均長度的，最大不應大 1000 1 于 10mm ； 支架對建筑物地面的垂直度偏差不應大于 。 1000 2 （2）軌道安裝 導軌中心線與輸送機縱向中心線應重合，偏差不應大于 1mm ； 導軌軌距應比導輪直徑大 12mm ； 導軌接頭應平整，左右偏移不應大于 0.2mm ； 導向面應平滑，鉛垂度偏差不應大于 ； 1000 10 走輪軌道的軌距，當走輪無輪緣時，偏差不應超過2mm ，當走輪有輪緣時， 偏差應為 02mm ； 軌道轉彎處的弧形工作面應圓滑過渡，其面輪廓度不應超過2mm 。 第 24 頁 （3）主要部件的安裝 驅動鏈輪軸中心線對輸送機中心線的不垂直度誤差不應大于；兩鏈 1000 1 輪間的橫向中心線與輸送機中心線的不重合度不應大于 ； 1000 1 驅動鏈輪軸水平安裝誤差不應大于 ； 1000 1 張緊鏈輪軸對輸送機縱向中心線的不垂直度誤差不應大于 。兩鏈輪 1000 1 間的橫向中心線與輸送機中心線的不重合度誤差不應大于 ； 1000 1 張緊鏈輪軸的不水平度誤差不應大于 ； 1000 1 底板上滾輪軸的中心線對輸送機中心線的不垂直度誤差不應大于 ； 1000 1 滾輪軸安裝的不水平度誤差不應大于 ； 1000 1 滾輪的下母線應處于同一水平面上，在水平區(qū)段上，相鄰兩滾輪下母線的 高低誤差不應大于 。 1000 1 4輸送機的調整： （1）輸送機頭，尾輪的鏈齒與牽引鏈條是否在正常嚙合狀態(tài)下工作。如差異甚大， 可擰動頭，尾輪軸承座的調整螺栓，微微調整頭，尾輪軸中心線的位置； （2）調節(jié)張緊裝置，使牽引鏈的初張力適度。初張力過大時，則增加張力和動力消 耗；過小時，則影響鏈輪和牽引鏈的正常嚙合，增加了運動中的不穩(wěn)定性； （3）張緊裝置調整好后，應使牽引構件具有均勻的，正常運行過必須的張緊力，余 下的張緊行程不應少于總行程的 50； （4）檢查所有的行走滾輪是否轉動靈活。如有滑動和卡軌等現(xiàn)象，應立即更換或排 除故障； （5）運行中，各運動構件如有卡死和強制的機械摩擦等現(xiàn)象，應立即排除； （6）驅動裝置裝配完成后，帶動輸送機做 1020 小時的空載跑合試驗,以保證投產(chǎn) 后輸送機能正常運行。 3 4.3.9 關于輸送機的特別說明 硫化是輪胎生產(chǎn)過程中最后一道主要工序,長期以來,硫化后輪胎意外損傷現(xiàn)象普 第 25 頁 遍存在。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,硫化后的成品輪胎因為各種原因造成損傷的數(shù)量也 不斷增大, 硫化后輪胎的意外損傷主要發(fā)生在輸送過程和修剪工序,尤以設計不合理的 輸送帶結合處最為突出,必須對其進行改造。 分支輸送帶與主輸送帶呈90相交,且分支輸送帶比主輸送帶高出兩個輪胎斷面 寬,輪胎在此處容易翻轉擠傷和摞壓,造成硫化后輪胎的意外損傷。解決措施:在分支輸 送帶與主輸送帶結合處安裝拐彎滾道,通過拐彎滾道將分支輸送帶與主輸送帶由原來的 90相交改造為1/ 4圓弧連接,輪胎經(jīng)過拐彎滾道平穩(wěn)地輸送到主輸送帶上。實施此項 改造措施后可以消除輪胎翻轉擠傷現(xiàn)象。 具體安裝尺寸參考整體布局圖的尺寸標注。 第五章 PLC 的選擇與安裝 5.1 PLC 產(chǎn)品比較與選擇 選擇 PLC 主要從以下幾個方面考慮： 1功能方面 所有 PLC 一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的 PLC 是否有能力完成控制任務。如對 PLC 與 PLC，PLC 與智能儀表及上位機之間有靈活方 便的通信要求；或對 PLC 的計算速度，用戶程序容量等有特殊要求；或對 PLC 的位 置位置有特殊要求等。這就要求對市場上流行的 PLC 品種有一個詳細的了解，以便 做出正確的選擇。結合本設計，資料相對較為豐富，自己了解相對較多的類型主要 有西門子，三菱和歐姆龍的 PLC，在功能方面三者都可以滿足本設計的控制要求。 2價格方面 不同廠家的 PLC 產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似，質量相當， I/O 點數(shù)相當?shù)?PLC 的價格能相差 40以上。在使用 PLC 較多的情況下，性價比是一個重要因素。在 使用較多的西門子，三菱和歐姆龍的 PLC 中，三菱和歐姆龍的 PLC 性價比要高與西門 子，經(jīng)比較選擇西門子。 3.西門子 plc 簡介： 德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在 第 26 頁 冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品包括 LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡，HMI 人機界面，工業(yè)軟件等。 西門子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信能力，功能更強，可靠性 更高。S7 系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7-200） ，小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7- 300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7-400）等。 1SIMATIC S7-200 S7-200 PLC 是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及 控制等。S7-200 PLC 的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜的控制 功能， S7-200PLC 可提供 4 個不同的基本型號與 8 種 CPU 可供選擇使用。 2.SIMATIC S7-300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用。可編程序控 制器是模塊化結構設計。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展 3.SIMATIC S7-400 是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 模塊化無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現(xiàn)的分布 式結構以及用戶友好的操作使 SIMATIC S7-400 成為中、高檔性能控制領域中首選的理 想解決方案。 15 5.2 控制系統(tǒng)的 I/O 點及地址分配 根據(jù)整體布局圖及控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代號及地址編號。 光電開關在有輪胎時輸出為 1，在沒有輪胎時輸出為 0 表 5.1 輸入點代碼及地址編號 名 稱代 碼地址編號 1#輸送機的光電開關 SQ1I0.0 2#輸送機的光電開關 SQ2I0.1 3#輸送機的光電開關 SQ3I0.2 4#輸送機的光電開關 SQ4I0.3 5#輸送機的光電開關 SQ5I0.4 6#輸送機工位 1 的光電開關 SQ6I0.5 6#輸送機工位 2 的光電開關 SQ7I0.6 6#輸送機工位 3 的光電開關 SQ8I0.7 6#輸送機工位 4 的光電開關 SQ9I1.0 7#輸送機的光電開關 SQ10I1.1 第 27 頁 8#輸送機的光電開關 SQ11I1.2 9#輸送機的光電開關 SQ12I1.3 10#輸送機的光電開關 SQ13I1.4 11#輸送機工位 1 光電開關 SQ14I1.5 11#輸送機工位 2 光電開關 SQ15I1.6 11#輸送機工位 3 光電開關 SQ16I1.7 11#輸送機工位 4 光電開關 SQ17I2.0 11#輸送機工位 5 光電開關 SQ18I