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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書（理工）
學(xué)院
輕工與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院
學(xué)生姓名
吳培龍
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班級(jí)
04級(jí)機(jī)設(shè)3班
學(xué)號(hào)
0412104512
指導(dǎo)教師
宋越冬
職 稱
實(shí)驗(yàn)師
課題名稱
葫蘆科植物嫁接機(jī)的設(shè)計(jì)
—平臺(tái)、苗木的傳輸裝置及總裝配圖
起止日期
自2008 年 2 月 25 日起至2008 年 6 月13 日
一、課題來源、目的與要求：
課題來源為教師自擬題目。
嫁接機(jī)技術(shù)是近年在國(guó)際上出現(xiàn)的一種集機(jī)械、自動(dòng)控制與園藝技術(shù)于一體的高新技術(shù)。在極短的時(shí)間內(nèi)，把嫁接的砧木和穗木嫁接為一體，大幅度提高嫁接速度，被譽(yù)為嫁接育苗的一場(chǎng)革命。葫蘆科植物是重要的蔬菜和水果植物，例如黃瓜、西瓜等，其嫁接機(jī)系統(tǒng)的研究，將會(huì)大幅度的提高生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。
平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求符合人的操作習(xí)慣，傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求苗子運(yùn)輸平穩(wěn)不產(chǎn)生倒苗現(xiàn)象，排苗系統(tǒng)要求相鄰的苗子留出足夠的空間讓機(jī)械手抓取。
二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1. 根據(jù)給出的生產(chǎn)率進(jìn)行設(shè)計(jì)
2. 確定該機(jī)器的組成部分：
（1） 平臺(tái)的設(shè)計(jì)
（2） 苗木的傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)
三、主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：
每個(gè)苗缽的重量為300~400克。
運(yùn)輸生產(chǎn)率：6棵/分鐘，沒有倒苗現(xiàn)象出現(xiàn)。
四、分階段指導(dǎo)性進(jìn)度計(jì)劃：
1～2周：查閱文獻(xiàn)，外文翻譯。
3～4周： 根據(jù)給出的生產(chǎn)率確定機(jī)械的工作循環(huán)圖
5～12周：總體設(shè)計(jì)及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
13～14周：完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的撰寫。
15～16周：撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。
17周：答辯。
五、主要參考文獻(xiàn)資料：
【1】 尚久浩，《自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)》,北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003
【2】 邱宣懷，《機(jī)械設(shè)計(jì)》 北京：高等教育出版社，1997
【3】 鄭文緯、吳克堅(jiān)，《機(jī)械原理》 北京：高等教育出版社，1997
【4】 閆俊杰. 營(yíng)養(yǎng)缽苗嫁接機(jī)器人的研究[D]中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) , 2004
【5】 梁喜鳳. 番茄收獲機(jī)械手機(jī)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]浙江大學(xué) , 2004
【6】 譚妮克,張鐵中,楊麗. 蔬菜嫁接機(jī)器人砧、穗木套管式接合裝置的設(shè)計(jì)[J]中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2005,(05)
【7】 李明,湯楚宙,謝方平,吳明亮,孫松林. 毛桃苗力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) , 2005,(03)朱為民. 蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)[J]. 北方園藝 , 2000,(03) .
【8】 吳敬需,張萍萍,劉敬森. 園藝植物嫁接用接穗砧木切削機(jī)的研制[J]. 北方園藝 , 2002,(01)
指導(dǎo)教師（簽字）：
20 年 月 日
系主任（簽字）：
20 年 月 日
摘要
摘要
目前在蔬菜種植中，由于營(yíng)養(yǎng)缽育苗在移栽時(shí)對(duì)幼苗無損傷，所以有取代傳統(tǒng)穴盤育苗的趨勢(shì)。為了滿足營(yíng)養(yǎng)缽育苗日益普遍的現(xiàn)狀，研制新型嫁接機(jī)成為現(xiàn)在的一個(gè)熱門課題。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)嫁接機(jī)針對(duì)的是采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗的葫蘆科植物，實(shí)現(xiàn)了砧木苗在營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)無需拔苗即可直接的操作，有助于嫁接以后苗的恢復(fù)，在生產(chǎn)中具有較高的使用價(jià)值。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是葫蘆科植物自動(dòng)嫁接機(jī)的苗木傳輸系統(tǒng)及平臺(tái)。通過分析原有各種嫁接機(jī)，我們決定選取傳感器配合帶式運(yùn)輸機(jī)作為苗木傳輸系統(tǒng)。首先對(duì)嫁接機(jī)及其苗木傳輸系統(tǒng)和膠帶輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了帶式輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾和導(dǎo)回裝置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。簡(jiǎn)單的說明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。最后說明了傳感器的選擇，平臺(tái)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：嫁接機(jī)；苗木傳輸系統(tǒng)；平臺(tái)；帶式輸送機(jī)；選型設(shè)計(jì)；主要部件
Abstract
Because the bowl seeding has no harm to the stock when transplanted, therefore it is used widely and tends to replace the hole seeding. In order to apply to the current increasing numbers for nutritional bowl seeding of vegetables, the development of new Grafting automatic machine now become a hot topic. The Grafting automatic machine is the cucurbitaceous vegetables which seedling in nutritional bowl.. It solves a difficult problem in vegetables’ grafting., therefore, has high value for use in vegetable production.
The graduation project is the transmission system of grafting automatic machine and platform design. After all of the original graft machine, we decided to select the sensor with a belt conveyor as seedlings transmission system. At first, it is introduction about the grafting automatic machine, seedlings transmission system and the belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor.
Keyword: Grafting automatic machine, seedlings transmission system , belt conveyor; Lectotype Design, main parts
40
目錄
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
第一章 引言 1
1.1 課題目的意義 1
1.2 葫蘆科嫁接機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3 苗木傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 3
1.4 帶式輸送機(jī)的概述 3
1.4.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 3
1.4.2 帶式輸送機(jī)的分類 4
1.4.3 各式輸送機(jī)的特點(diǎn) 4
1.4.4 帶式運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.4.5 帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理 6
1.4.6 帶式運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)和布置形式 8
1.5 傳感器簡(jiǎn)介 10
第二章 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì) 11
2.1帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
2.1.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 11
2.1.2 計(jì)算步驟 12
2.1.2.1 帶寬的確定: 12
2.1.2.2輸送帶寬度的核算 15
2.1.3 圓周驅(qū)動(dòng)力 15
2.1.3.1 計(jì)算公式 15
2.1.3.2 主要阻力計(jì)算 16
2.1.3.3 主要特種阻力計(jì)算 18
2.1.3.4 附加特種阻力計(jì)算 18
2.1.3.5 傾斜阻力計(jì)算 18
2.1.4傳動(dòng)功率計(jì)算 18
2.1.4.1 傳動(dòng)軸功率（）計(jì)算 18
2.1.4.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 19
2.1.5 輸送帶張力計(jì)算 20
2.1.5.1 輸送帶不打滑條件校核 20
2.1.5.2 輸送帶下垂度校核 21
2.1.6傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算 22
2.1.7 拉緊力計(jì)算 23
2.1.8繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算 23
2.2 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 23
2.2.1 電機(jī)的選用 24
2.2.2 聯(lián)軸器 25
2.3 帶式輸送機(jī)部件的選用 26
2.3.1 輸送帶 26
2.3.2 傳動(dòng)滾筒 26
2.3.3 托輥 27
2.3.4 制動(dòng)裝置 28
2.3.5 拉緊裝置 28
2.4其他部件的選用 29
2.4.1 機(jī)架與中間架 29
2.4.2 電氣及安全保護(hù)裝置 31
第三章 傳感器的選擇 33
3.1 傳感器的概述 33
3.1.1定義 33
3.1.2 分類 33
3.2 傳感器的選擇 34
3.2.1 傳感器的類型 34
3.2.2 傳感器水平間距 34
3.2.3 傳感器垂直間距 34
3.2.4 傳感器電源 34
第四章 平臺(tái)設(shè)計(jì) 35
4.1材料選取 35
4.2 結(jié)構(gòu)示意圖 35
4.3 聯(lián)接方式 35
第五章 結(jié)論和建議 36
5.1結(jié)論 36
5.2 建議 36
參考文獻(xiàn) 37
致 謝 39
引言
第一章 引言
1.1 課題目的意義
嫁接就是把兩種幼苗安插、結(jié)合到一起的作業(yè)。利用抗性強(qiáng)的砧木進(jìn)行嫁接育苗， 可大大增強(qiáng)抗病性(嫁接西瓜、黃瓜可防止枯萎病， 嫁接茄子可防止黃萎病、根結(jié)線蟲病， 嫁接番茄可防止青枯病、枯萎病，一般嫁接苗防止土傳病害的效果達(dá)89.6%～100%)； 同時(shí)，通過嫁接換根，還可使植株的抗寒性及耐熱、耐濕、耐旱、吸肥能力大大提高，還可克服連作障礙，因而可顯著增產(chǎn)，瓜類、茄果類嫁接后一般可增產(chǎn)20%以上，重病區(qū)可成倍增產(chǎn)。
嫁接機(jī)是一種集機(jī)械、自動(dòng)控制與園藝技術(shù)于一體的機(jī)器。它根據(jù)不同嫁接方法，把蔬菜苗莖稈直徑為幾毫米的砧木、穗木的嫁接為一體，使嫁接速度大幅度提高； 同時(shí)由于砧、穗木接合迅速，避免了切口長(zhǎng)時(shí)間氧化和苗內(nèi)液體的流失， 從而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接機(jī)被稱為嫁接育苗的一場(chǎng)革命。葫蘆科植物是重要的蔬菜和水果植物，例如黃瓜、西瓜等，其嫁接機(jī)系統(tǒng)的研究，將會(huì)大幅度的提高生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1.2 葫蘆科嫁接機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外蔬菜嫁接機(jī)研究現(xiàn)狀。在日本， 西瓜、黃瓜、茄子靠嫁接栽培的分別達(dá)到l00%、90%、96%，每年大約嫁接10多億棵。從1986年起，日本開始了對(duì)嫁接機(jī)器人的研究，以日本“生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究推進(jìn)機(jī)構(gòu)”為主，一些大的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商參加了研究開發(fā)， 其成果已開始在一些農(nóng)協(xié)的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自動(dòng)化及嫁接機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的廣闊前景，日本一些實(shí)力雄厚的廠家如YANM A、M 1TSUBISHI等也競(jìng)相研究開發(fā)自己的嫁接機(jī)器人，嫁接對(duì)象涉及西瓜、黃瓜、西紅柿等。日本研制開發(fā)的嫁接機(jī)有較高的自動(dòng)化水平，但機(jī)器體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。20世紀(jì)90年代初，韓國(guó)也開始了對(duì)自動(dòng)化嫁接技術(shù)的研究，但其研究開發(fā)的技術(shù)，只是完成部分嫁接作業(yè)的機(jī)械操作，自動(dòng)化水平較低，速度慢，而且對(duì)砧、穗木苗的粗細(xì)程度有較嚴(yán)格的要求，不適于工廠化的大規(guī)模嫁接生產(chǎn)。在歐洲的意大利、法國(guó)、荷蘭等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，蔬菜的嫁接育苗相當(dāng)普遍，大規(guī)模的工廠化育苗中心每年向用戶提供嫁接苗。但這些國(guó)家尚無自己的嫁接機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品，嫁接作業(yè)大部分停留在手工嫁接的水平上，極少地方使用日本的嫁接機(jī)器。
我國(guó)蔬菜嫁接機(jī)研究現(xiàn)狀。嫁接栽培技術(shù)已在我國(guó)日光溫室、大棚等設(shè)施瓜類蔬菜生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。但到目前為止，我國(guó)蔬菜嫁接都是采用人工方法，瓜類蔬菜的手工嫁接， 有靠接、插接等方法。蔬菜嫁接是一項(xiàng)時(shí)間緊迫、作業(yè)量浩大的工作。例如，栽培1畝地黃瓜需要3500～4000株苗，而幼苗適于嫁接的時(shí)間只有3～5天，一個(gè)熟練的操作者平均每分鐘只能嫁接l～2株。為爭(zhēng)取速度，加快進(jìn)度，人們需要長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)嫁接，甚至通宵達(dá)旦地工作。嫁接苗的砧木苗直徑在3～4 毫米左右，穗木苗直徑只有l(wèi)～2毫米，加之幼苗脆嫩細(xì)弱，所以嫁接起來很耗費(fèi)精力。而且，每個(gè)人所掌握的嫁接技術(shù)要領(lǐng)、手法及熟練程度不同，難以保證高的嫁接質(zhì)量和高的成活率。由于費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在有些地區(qū)，又出現(xiàn)了放棄嫁接栽培的現(xiàn)象，取而代之的是大量施用農(nóng)藥、殺蟲劑、殺菌劑。這樣不但造成了浪費(fèi)， 更嚴(yán)重的是污染了蔬菜，破壞了環(huán)境，對(duì)人類健康構(gòu)成威脅。蔬菜的手工嫁接效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、嫁接苗成活率低，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。因此，在我國(guó)發(fā)展機(jī)械化、自動(dòng)化的嫁接技術(shù)勢(shì)在必行。目前，我國(guó)主要有兩種蔬菜嫁接機(jī)。一種是由長(zhǎng)春裕豐自動(dòng)化技術(shù)責(zé)任有限公司與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，利用日本、韓國(guó)專利技術(shù)研制了“ 蔬菜半自動(dòng)嫁接機(jī)”，主要用于黃瓜苗、西葫蘆苗和西瓜苗嫁接，也可用于番茄苗、茄子苗嫁接。它采用的是靠接法。先取出砧木苗，置于嫁接機(jī)左側(cè)的壓苗片中。然后從育苗穴盤中取出接穗苗，置于嫁接機(jī)右側(cè)的壓苗片中。機(jī)器啟動(dòng)后，自動(dòng)進(jìn)行夾苗、切口、結(jié)合等動(dòng)作，并用嫁接夾從右側(cè)夾住已嫁接的苗子。最后取出嫁接苗，栽植在預(yù)備好的苗床中。如果有3～4人配合，嫁接速度可大大提高最快每小時(shí)可嫁接540株，比手工嫁接效率提高數(shù)倍，成活率達(dá)90%。另一種是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化系張鐵中副教授研制的一種智能全自動(dòng)蔬菜嫁接機(jī)。該機(jī)由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了砧木和接穗取苗(用穴盤育苗)、切割、結(jié)合、固定和擺放等嫁接全過程的自動(dòng)化操作，在體積、重量、嫁接速度和性能等方面的指標(biāo)，均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，獲得了國(guó)家專利。它每小時(shí)可嫁接1000株苗，克服了手工嫁接速度慢、費(fèi)工費(fèi)時(shí)和嫁接成活率低的缺點(diǎn)，可用于保護(hù)地黃瓜嫁接，也可用于茄子等其他蔬菜嫁接。但是這個(gè)機(jī)構(gòu)使用穴盤育苗苗木成活率不高，本次設(shè)計(jì)采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗成活率也高于穴盤育苗。
1.3 苗木傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
目前在蔬菜種植中，由于營(yíng)養(yǎng)缽育苗在移栽時(shí)對(duì)幼苗無損傷，所以有取代傳統(tǒng)穴盤育苗的趨勢(shì)。目前大部分采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗，采用傳感器配合帶式輸送機(jī)的傳輸裝置，穴盤傳輸?shù)姆绞街饾u被淘汰。
1.4 帶式輸送機(jī)的概述
1.4.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
帶式輸送機(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(dòng)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。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：
（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(dòng)扶梯及架空索道等；
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等；
（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。
其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門。
1.4.2 帶式輸送機(jī)的分類
帶式輸送機(jī)分類方法有多種，按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機(jī)，這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，各有各的輸送特點(diǎn)。其簡(jiǎn)介如下：
1.4.3 各式輸送機(jī)的特點(diǎn)
（1）QD80輕型固定式帶輸送機(jī) QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDⅡ型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運(yùn)距一般不超過100m，電機(jī)容量不超過22kw。
（2） 它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)，其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里。
（3）U形帶式輸送機(jī) 它又稱為槽形帶式輸送機(jī)，其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致物料對(duì)膠帶的摩擦力增大，從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25°。
（4）管形帶式輸送機(jī) U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽，最后形成一個(gè)圓管狀，即為管形帶式輸送機(jī)，因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)圓管，故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對(duì)環(huán)境的污染，并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行。
（5）氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)行，省去了托輥，用不動(dòng)的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥，運(yùn)動(dòng)部件的減少，總的等效質(zhì)量減少，阻力減小，效率提高，并且運(yùn)行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機(jī)，這種機(jī)型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達(dá)90°。
（6）壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力。這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸送物料的最大傾角可達(dá)90°，運(yùn)行速度可達(dá)6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。
（7）鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 它是無際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn)，又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。
1.4.4 帶式運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場(chǎng)的連續(xù)輸送設(shè)施等。
這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大(可達(dá)30000t/h)，適用范圍廣(可運(yùn)送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運(yùn)人)，安全可靠，自動(dòng)化程度高，設(shè)備維護(hù)檢修容易，爬坡能力大(可達(dá)16°)，經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基建投資。
目前，帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長(zhǎng)度和水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國(guó)已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍：
（1）適用于環(huán)境溫度一般為°°C；在寒冷地區(qū)驅(qū)動(dòng)站應(yīng)有采暖設(shè)施；
（2）可做水平運(yùn)輸，傾斜向上(16°)和向下()運(yùn)輸，也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸；運(yùn)輸距離長(zhǎng)，單機(jī)輸送可達(dá)15km；
（3）可露天鋪設(shè)，運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊；
（4）輸送帶伸長(zhǎng)率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長(zhǎng)；其成槽性好；運(yùn)輸距離大。
1.4.5 帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理
帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī)，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖1-1所示，它主要包括一下幾個(gè)部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。
圖1-1 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)圖
1-張緊裝置 2-裝料裝置 3-犁形卸料器 4-槽形托輥
5-輸送帶 6-機(jī)架 7-動(dòng)滾筒 8-卸料器
9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-清掃器
輸送帶1繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒2和機(jī)尾換向滾筒3形成一個(gè)無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流，在卸載點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機(jī)頭滾筒(在此，即是傳動(dòng)滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。
普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運(yùn)輸。對(duì)于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸，其傾斜角不超過18°，向下運(yùn)輸不超過15°。
輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件。當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時(shí)，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。
提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：
（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應(yīng)地增大輸送帶斷面，這樣導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。故設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用。但在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于運(yùn)輸帶伸長(zhǎng)，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力?
（2）增加圍包角對(duì)需要牽引力較大的場(chǎng)合，可采用雙滾筒傳動(dòng)，以增大圍包角。
（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動(dòng)滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。
通過對(duì)上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用這種方法。
1.4.6 帶式運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)和布置形式
（1） 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)
帶式輸送機(jī)主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等。
輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時(shí)，不同物料的最大運(yùn)輸傾角是不同的，如下表1-1所示：
表1-1 不同物料的最大運(yùn)角
物料種類
角度
物料種類
角度
煤塊
18°
篩分后的石灰石
12°
煤塊
20°
干沙
15°
篩分后的焦碳
17°
未篩分的石塊
18°
0—350mm礦石
16°
水泥
20°
0—200mm油田頁巖
22°
干松泥土
20°
由于帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運(yùn)輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機(jī)的1/3到1/5；由于物料同輸送機(jī)一起移動(dòng)，同刮板輸送機(jī)比較，物料破碎率??；帶式輸送機(jī)的單機(jī)運(yùn)距可以很長(zhǎng)，與刮板輸送機(jī)比較，在同樣運(yùn)輸能力及運(yùn)距條件下，其所需設(shè)備臺(tái)數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設(shè)備和人員，并且維護(hù)比較簡(jiǎn)單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設(shè)備比較，初期投資高且不適應(yīng)輸送有尖棱的物料。
輸送機(jī)年工作時(shí)間一般取4500-5500小時(shí)。當(dāng)二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當(dāng)三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲(chǔ)倉(cāng)時(shí)，取上限為宜。
（2）布置方式
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。
通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，“單點(diǎn)”兩字省略。
單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。帶式輸送機(jī)常見典型的布置方式如下表1-2所示：
表1-2 帶式輸送機(jī)典型布置方式
1.5 傳感器簡(jiǎn)介
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
目前對(duì)傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器
按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)
第二章 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)
2.1帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件
帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料
（1）物料的名稱和輸送能力：
（2）物料的性質(zhì)：
粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；
堆積密度；
動(dòng)堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。
（3）工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等；
（4）卸料方式和卸料裝置形式；
（5）給料點(diǎn)數(shù)目和位置；
（6）輸送機(jī)布置形式和尺寸，即輸送機(jī)系統(tǒng)（單機(jī)或多機(jī)）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運(yùn)或下運(yùn)、提升高度、最大傾角等；
（7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動(dòng)器。
原始參數(shù)和工作條件
（1）輸送物料： 營(yíng)養(yǎng)缽
（2）物料特性： 1）塊度：0～80mm
2）散裝密度：0.099t/
3）在輸送帶上堆積角：ρ=0°
4）物料溫度：<50℃
（3）工作環(huán)境：室內(nèi)
（4）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸： （1）運(yùn)距：3m
（2）傾斜角：β=0°
（3）最大運(yùn)量:0.18t/h
初步確定輸送機(jī)布置形式，如圖2-1所示：
圖2-1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖
2.1.2 計(jì)算步驟
2.1.2.1 帶寬的確定:
按給定的工作條件,取堆積角為0°.
堆積密度按99kg/;
輸送機(jī)的工作傾角β=0°;
帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力計(jì)算公式為
（2.2-1）
式中：——輸送量（；
——帶速（；
——物料堆積密度（）；
在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積,
K----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)
帶速選擇原則：
(1)輸送量大、輸送帶較寬時(shí)，應(yīng)選擇較高的帶速。
(2)較長(zhǎng)的水平輸送機(jī)，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機(jī)傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。
(3)物料易滾動(dòng)、粒度大、磨琢性強(qiáng)的，或容易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。
(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時(shí)，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。
(5)人工配料稱重時(shí)，帶速不應(yīng)大于1.25m/s。
(6)采用犁式卸料器時(shí)，帶速不宜超過2.0m/s。
(7)采用卸料車時(shí)，帶速一般不宜超過2.5m/s；當(dāng)輸送細(xì)碎物料或小塊料時(shí)，允許帶速為3.15m/s。
(8)有計(jì)量秤時(shí)，帶速應(yīng)按自動(dòng)計(jì)量秤的要求決定。
(9)輸送成品物件時(shí)，帶速一般小于1.25m/s。
帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機(jī)的線路傾角有關(guān).當(dāng)輸送機(jī)向上運(yùn)輸時(shí)，傾角大，帶速應(yīng)低；下運(yùn)時(shí)，帶速更應(yīng)低；水平運(yùn)輸時(shí)，可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)考慮輸送機(jī)卸料裝置類型，當(dāng)采用犁式卸料車時(shí)，帶速不宜超過3.15m/s.。
表2-1傾斜系數(shù)k選用表
傾角(°)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
k
1.00
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
輸送機(jī)的工作傾角=0°;
查DTⅡ帶式輸送機(jī)選用手冊(cè)（表2-1）(此后凡未注明均為該書)得k=1
按給定的工作條件,取堆積角為0°;
堆積密度為99kg/;
考慮工作條件取帶速為0.6m/s;
將參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運(yùn)輸能力,帶上必須具有的的截面積
因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)缽是直徑且重量較輕,所以我們確定選用帶寬B=500mm,CC-56棉帆布輸送帶
CC-56棉帆布輸送帶的技術(shù)規(guī)格：
帶厚6.0mm;
輸送帶質(zhì)量5.44Kg/m.
2.1.2.2輸送帶寬度的核算
由于營(yíng)養(yǎng)缽直徑，小于帶寬500mm，故，輸送帶寬滿足輸送要求。
2.1.3 圓周驅(qū)動(dòng)力
2.1.3.1 計(jì)算公式
1）所有長(zhǎng)度（包括L〈80m）
傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力為輸送機(jī)所有阻力之和，可用式（2.3-1）計(jì)算：
（2.3-1）
式中——主要阻力，N；
——附加阻力，N；
——特種主要阻力，N；
——特種附加阻力，N；
——傾斜阻力，N。
五種阻力中，、是所有輸送機(jī)都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機(jī)側(cè)型及附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計(jì)者選擇。
2.1.3.2 主要阻力計(jì)算
輸送機(jī)的主要阻力是物料及輸送帶移動(dòng)和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎檬剑?.4-4）計(jì)算：
（2.4-4）
式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。
——輸送機(jī)長(zhǎng)度（頭尾滾筒中心距），m；
——重力加速度；
初步選定托輥為平行托輥，上托輥間距＝1m，下托輥間距 ＝2m。
——承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（2.4-5）計(jì)算
（2.4-5）
其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；
——承載分支托輥間距，m；
托輥已經(jīng)選好，知
計(jì)算：==11.6 kg/m
——回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式（2.3-6）計(jì)算：
（2.3-6）
其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量
——回程分支托輥間距，m；
kg
計(jì)算：==5.2 kg/m
——每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量
=kg/m
——每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量，kg/m，=5.44kg/m
=0.02×3×9.8×[11.6+5.2+（2×5.44+0.083）×cos0°]=9.8784 N
運(yùn)行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表2-5選取。取=0.02。
表2-5 阻力系數(shù)f
輸送機(jī)工況
工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小
0.02～0.023
工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大
0.025～0.030
工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°
0.035～0.045
2.1.3.3 主要特種阻力計(jì)算
主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，由于這次設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)沒有導(dǎo)料槽，托輥為水平托輥，故主要特種阻力為0。
2.1.3.4 附加特種阻力計(jì)算
附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，由于本次設(shè)計(jì)的輸送機(jī)沒有清掃器，卸料器，所以附加特種阻力為0 。
2.1.3.5 傾斜阻力計(jì)算
傾斜阻力按下式計(jì)算：
（2.3-13）
式中：因?yàn)槭潜据斔蜋C(jī)水平運(yùn)輸，所有H=0
=0
由式=9.8784+0+0+0+0+0=9.8784N
2.1.4傳動(dòng)功率計(jì)算
2.1.4.1 傳動(dòng)軸功率（）計(jì)算
傳動(dòng)滾筒軸功率（）按式（2.4-1）計(jì)算：
（2.4-1）
2.1.4.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
電動(dòng)機(jī)功率，按式（2.4-2）計(jì)算：
（2.4-2）
式中——傳動(dòng)效率，一般在0.85~0.95之間選取；
——聯(lián)軸器效率；
每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率：=0.98
液力耦合器器：=0.96；
——減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率.為0.98計(jì)算；
二級(jí)減速機(jī)：=0.98×0.98=0.96
三級(jí)減速機(jī)：=0.98×0.98×0.98=0.94
——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。
——多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動(dòng)時(shí)，。
根據(jù)計(jì)算出的值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。
由式（2.5-1）==0.0059W
由式（2.5-2）
=2=0.014w
選用型號(hào): 20SY006-J1齒輪減速永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)
額定電壓/V: 27
額定電流/A: 0.16
軸端輸出|減速比: 96.58
軸端輸出|額定轉(zhuǎn)速/(r/min): 37～48
軸端輸出|額定轉(zhuǎn)矩/(N·m): 0.147
2.1.5 輸送帶張力計(jì)算
輸送帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)上午正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件：
（1）在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；
（2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。
2.1.5.1 輸送帶不打滑條件校核
圓周驅(qū)動(dòng)力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖2-3）
圖2-3作用于輸送帶的張力
如圖4所示，輸送帶在傳動(dòng)滾簡(jiǎn)松邊的最小張力應(yīng)滿足式(28)的要求。
傳動(dòng)滾筒傳遞的最大圓周力。動(dòng)載荷系數(shù)；對(duì)慣性小、起制動(dòng)平穩(wěn)的輸送機(jī)可取較小值;否則，就應(yīng)取較大值。取1.5
——傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表2-7
表2-7 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)
工作條件
光面滾筒
膠面滾筒
清潔干燥
0.25～0.03
0.40
環(huán)境潮濕
0.10～0.15
0.25～0.35
潮濕粘污
0.05
0.20
取=1.5，由式 =1.5×9.8784=14.81N
對(duì)常用C==1.97
該設(shè)計(jì)取=0.05；=470。
=1.979.8784=18.77N
2.1.5.2 輸送帶下垂度校核
為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）進(jìn)行驗(yàn)算。
承載分支 (2.5-1)
回程分支 （2.5-2）
式中——允許最大垂度，一般0.01；
——承載上托輥間距（最小張力處）；
——回程下托輥間距（最小張力處）。
取=0.01 由式（2.5-2）得：
=676.56N
N
2.1.6傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算
單驅(qū)動(dòng)時(shí),傳動(dòng)滾筒的最大扭矩按式（2.7.1）計(jì)算：
（2.7.1）
式中D——傳動(dòng)滾筒的直徑（mm）。
雙驅(qū)動(dòng)時(shí),傳動(dòng)滾筒的最大扭矩按式（2.7.2）計(jì)算：
（2.7.2）
初選傳動(dòng)滾筒直徑為240mm,則傳動(dòng)滾筒的最大扭矩為:
==1.18
2.1.7 拉緊力計(jì)算
查〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉初步選定螺旋拉緊裝置。
2.1.8繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算
繩芯要求的縱向拉伸強(qiáng)度按式（2.9-1）計(jì)算；
（2.9-1）
式中——靜安全系數(shù)，一般=710。運(yùn)行條件好，傾角好，強(qiáng)度低取小值；反之，取大值。
輸送帶的最大張力204 N
選為7,由式（2.10-1）
N/mm
可選輸送帶為CC-56,即滿足要求.。
2.2 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì)
帶式輸送機(jī)的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷起動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的起動(dòng)要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大6～7倍，要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動(dòng)過程不超過3～5s。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來源，它由電動(dòng)機(jī)、偶合器，減速器 、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)滾筒由一臺(tái)或兩臺(tái)電機(jī)通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈?zhǔn)铰?lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動(dòng)滾筒。
減速器有二級(jí)、三級(jí)及多級(jí)齒輪減速器，第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪降速傳動(dòng)，聯(lián)接電機(jī)和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯(lián)軸器，一種是液力聯(lián)軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯(lián)軸器時(shí)，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時(shí)，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。
傳動(dòng)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動(dòng)滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面，電動(dòng)機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。
2.2.1 電機(jī)的選用
電動(dòng)機(jī)功率，按式（2.4-2）計(jì)算：
（2.4-2）
式中——傳動(dòng)效率，一般在0.85~0.95之間選??；
——聯(lián)軸器效率；
每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率：=0.98
液力耦合器器：=0.96；
——減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率.為0.98計(jì)算；
二級(jí)減速機(jī)：=0.98×0.98=0.96
三級(jí)減速機(jī)：=0.98×0.98×0.98=0.94
——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。
——多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動(dòng)時(shí)，。
根據(jù)計(jì)算出的值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。
由式（2.5-1）==0.0059W
由式（2.5-2）=2=0.014w
選用型號(hào): 20SY006-J1齒輪減速永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)
額定電壓/V: 27
額定電流/A: 0.16
軸端輸出|減速比: 96.58
軸端輸出|額定轉(zhuǎn)速/(r/min): 37～48
軸端輸出|額定轉(zhuǎn)矩/(N·m): 0.147
2.2.2 聯(lián)軸器
本機(jī)采用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T 5014-1985軸孔直徑30mm。
這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，安裝、制造方便，耐久性好，也有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。
2.3 帶式輸送機(jī)部件的選用
2.3.1 輸送帶
本機(jī)屬于輕型的運(yùn)輸機(jī)，對(duì)帶沒有太高要求，故選用面帆布帶，棉帆布價(jià)格低廉，且能達(dá)到要求。硫化（塑化）接頭具有承受拉力大，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達(dá)60%—95%的優(yōu)點(diǎn)，故采用硫化（塑化）接頭。
對(duì)于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀，如下圖2-4所示：
圖2-4 分層織物層芯輸送帶的硫化接頭
然后將兩個(gè)端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設(shè)備加壓加熱并保持一定的時(shí)間即可完成。其強(qiáng)度為原來強(qiáng)度的(i-1)/i3100%。其中i為帆布層數(shù)。
2.3.2 傳動(dòng)滾筒
傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。本機(jī)滾筒是根據(jù)唐冶TK型滾筒設(shè)計(jì)選用手冊(cè)制造其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-5所示：
傳動(dòng)滾筒長(zhǎng)度的確定. 查《唐冶TK型滾筒選用手冊(cè)》得：
其主要性能參數(shù)如表2-8所示：
表2-8傳動(dòng)滾筒參數(shù)表
mm
許用扭矩
許用合力
500
9
240
再查《唐冶TK型滾筒選用手冊(cè)》可得出滾筒長(zhǎng)度為550。
或者由經(jīng)驗(yàn)公式：
已知帶寬B＝500，傳動(dòng)滾筒直徑為240，滾筒長(zhǎng)度比膠帶寬略大，一般取
（50-100）
取500＋50＝550 與查表結(jié)果一致。
2.3.3 托輥
本次輸送物品營(yíng)養(yǎng)缽為件貨，故選取平行托輥，平行上托輥為DTⅡ01C1411，平行下托輥為DTⅡ01C2111。因?yàn)檩斔途嚯x為3m，故可不加調(diào)心托輥。
平形托輥由一個(gè)平直的輥?zhàn)訕?gòu)成，用于輸送件貨。
其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：
平行托輥
托輥間距的布置應(yīng)遵循膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的2.5％。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為300～600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500～3000mm，或取為上托輥間距的兩倍。
2.3.4 制動(dòng)裝置
因?yàn)樵撦斔蜋C(jī)的設(shè)計(jì)為水平運(yùn)輸，所以不需要制動(dòng)裝置。
2.3.5 拉緊裝置
因本機(jī)長(zhǎng)為3m，小于100m，可選用螺旋式拉緊裝置，拉緊行程為200mm。拉近裝置示意圖：
螺旋式拉緊裝置
1-螺桿 2-滾筒 3-機(jī)架 4-可移動(dòng)的滾筒軸承座
2.4其他部件的選用
2.4.1 機(jī)架與中間架
機(jī)架式支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。
（1）機(jī)架有四種結(jié)構(gòu)如圖所示。可滿足帶寬500~1400㎜、傾角、圍包角多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。
機(jī) 架
a.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。
b．02機(jī)架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動(dòng)滾筒。
c．03機(jī)架：用于傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動(dòng)滾筒，圍包角小于或等于。
d．04機(jī)架：用于傳動(dòng)滾筒設(shè)在下分支的機(jī)架?？捎糜趩螡L筒傳動(dòng)，也可以用于雙滾筒傳動(dòng)（兩組機(jī)架配套使用)。圍包角大于或等于。
e．01，02機(jī)架適于帶寬500~1400mm；03，04機(jī)架適于帶寬800~1400mm。
(2).本系列機(jī)架適用于輸送帶強(qiáng)度范圍；CC-56棉帆布3~8層，NN-100~300尼龍帶及EP-100~300聚酯帶3~6層；鋼繩芯帶ST2000以下。
(3) 滾筒直徑范圍：200~1000mm。
(4) 中間架用于安裝托輥。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為6000mm，非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為3000~6000mm及凸凹弧段中間架；支腿有I型(無斜撐)、H型(有斜撐)兩種。中間架和中間架支腿全部采用螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸和安裝。
中間架為螺栓聯(lián)接的快速拆裝支架，它由鋼管、H型支架、下托輥、和掛鉤式槽形托輥組成，是機(jī)器的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機(jī)身，用彈性柱銷架設(shè)在H型支架的管座中。柱銷固裝在鋼管上，只是打入的位置適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，就能方便地從管座中抽出或放入。
中間架
槽形托輥軸的兩端加工成矩形，這樣就可以把單個(gè)滾筒放進(jìn)機(jī)架中，即可以定位又可以起到固定軸的作用。因?yàn)槠н\(yùn)輸機(jī)的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當(dāng)輥?zhàn)有枰S修時(shí)，就可以快速取下，以便于維修和更換，對(duì)運(yùn)輸很小，提高了工作效率。這就是快速拆裝的特點(diǎn)。
中間架作為輸送機(jī)架的一部分，輸送機(jī)架的選型即決定了中間架的型式。
輸送機(jī)的機(jī)架隨輸送機(jī)類型的不同而不同，有落地式和吊掛式，而落地式又有鋼架落地式和繩架落地式，吊掛式有鋼架調(diào)掛式和繩架吊掛式等種類。本皮帶運(yùn)輸機(jī)是屬于DTⅡ型固定式，選用鋼架落地式機(jī)架。
該種機(jī)架機(jī)身機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省鋼材，安裝、拆卸方便，不易跑偏等特點(diǎn)。
2.4.2 電氣及安全保護(hù)裝置
安全保護(hù)裝置是在輸送機(jī)工作中出現(xiàn)故障能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警的設(shè)備，可使輸送機(jī)系統(tǒng)安全生產(chǎn)，正常運(yùn)行，預(yù)防機(jī)械部分的損壞，保護(hù)操作人員的安全。此外，還便于集中控制和提高自動(dòng)化水平。
(1)電氣及安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸及使用等要求，應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，如IEC439《低壓開關(guān)設(shè)備和控制裝置》；GB4720《裝有低壓電器的電控設(shè)備》；GB3797《裝有電子器件的電控設(shè)備》。
(2)電氣設(shè)備的保護(hù)：主回路要求有電壓、電流儀表指示器，并有斷路、短路、過流(過載)、缺相、接地等項(xiàng)保護(hù)及聲、光報(bào)警指示，指示器應(yīng)靈敏、可靠。
(3)安全保護(hù)和監(jiān)測(cè)；應(yīng)根據(jù)輸送機(jī)輸送工藝要求及系統(tǒng)或單機(jī)的工況進(jìn)行選擇，常用的保護(hù)和監(jiān)測(cè)裝置如下：
a．輸送帶跑偏監(jiān)測(cè)：一般安裝在輸送機(jī)頭部、尾部、中間及需要監(jiān)測(cè)的點(diǎn)，輕度跑偏量達(dá)5％帶寬時(shí)發(fā)出信號(hào)并報(bào)警，重度跑偏量達(dá)l 0％帶寬時(shí)延時(shí)動(dòng)作，報(bào)警、正常停機(jī)。
b．打滑監(jiān)測(cè)：用于監(jiān)視傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線速度之差，并能報(bào)警、自動(dòng)張緊輸送帶或正常停機(jī)。
c．超速監(jiān)測(cè)：用于下運(yùn)或下運(yùn)工況，當(dāng)帶速達(dá)到規(guī)定帶速的l15％~l25％時(shí)報(bào)警并緊急停機(jī)。
d．沿線緊急停機(jī)用拉繩開關(guān)，沿輸送機(jī)全長(zhǎng)在機(jī)架的兩側(cè)每隔60m各安裝—組開關(guān)，動(dòng)作后自鎖、報(bào)警、停機(jī)。
e．其他料倉(cāng)堵塞信號(hào)、縱向撕裂信號(hào)及拉緊、制動(dòng)信號(hào)、測(cè)溫信號(hào)等，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
傳感器的選擇
第三章 傳感器的選擇
3.1 傳感器的概述
3.1.1定義
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
3.1.2 分類
目前對(duì)傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器
按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
3.2 傳感器的選擇
3.2.1 傳感器的類型
為了提高抗干擾性，本機(jī)采用的是兩個(gè)對(duì)射式光電傳感器。
3.2.2 傳感器水平間距
根據(jù)適合嫁接的植物砧木子葉寬度，考慮到幾種不同砧木子葉的寬度變動(dòng)范圍及其他因素（如軟件延時(shí)，響應(yīng)速度等），選定兩個(gè)傳感器的水平間距可調(diào)。
3.2.3 傳感器垂直間距
根據(jù)適合嫁接的植物砧木特征參數(shù)，來選定傳感器發(fā)光管和接收管的垂直間距。
3.2.4 傳感器電源
根據(jù)實(shí)際情況選擇5V或者12-24V的直流電源。
平臺(tái)設(shè)計(jì)
第四章 平臺(tái)設(shè)計(jì)
4.1材料選取
鋼板 厚度10mm
4.2 結(jié)構(gòu)示意圖
4.3 聯(lián)接方式
鋼板與支架之間采用螺母聯(lián)接，方便拆裝。支架部分鋼板采用焊接聯(lián)接。平臺(tái)與機(jī)械手，切削裝置聯(lián)接采用螺母聯(lián)接。
結(jié)論和建議
第五章 結(jié)論和建議
5.1結(jié)論
通過對(duì)葫蘆科植物嫁接機(jī)的苗木傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以得出以下主要結(jié)論：
1該嫁接機(jī)實(shí)現(xiàn)了苗木無需拔苗即可直接嫁接到操作，使得苗木根系免受損傷，有助于嫁接后苗木的恢復(fù)，提高了嫁接到成活率。這適應(yīng)了當(dāng)前的育苗方式的發(fā)展，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
2在苗木傳輸系統(tǒng)中，采用皮帶運(yùn)輸方式，皮帶有直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其中直流伺服電機(jī)和光電傳感器共同完成苗木的傳送和定位功能，實(shí)現(xiàn)了供苗的自動(dòng)化。該系統(tǒng)定位準(zhǔn)確，運(yùn)行可靠，可減輕作業(yè)強(qiáng)度。
3 嫁接機(jī)采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)嫁接到自動(dòng)化，提高了嫁接到速度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。速度達(dá)到了360棵/小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期要求，為其推廣應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。
5.2 建議
由于時(shí)間短，對(duì)嫁接機(jī)的自動(dòng)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不完善，還存在著以下不足
1傳輸系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)，增加了制造成本。之所以不采用直流電機(jī)，是因?yàn)闅飧蓴_現(xiàn)象特別嚴(yán)重。因此建議提高系統(tǒng)的抗干擾部分的硬件、軟件技術(shù)，是該機(jī)器可以采用直流電源，以降低生產(chǎn)成本。
2 建議優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高嫁接到精度和可靠性。
3 建議增加報(bào)警、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和計(jì)數(shù)功能，提高嫁接機(jī)的智能化水平。
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