時間:2023-05-30 10:45:56
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇帶式輸送機傳動裝置設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
Abstract: Picking belt conveyor is widely used in the various fields in modern production, its humanized design, safety coefficient appears especially important, and the layout of belt conveyor is very flexible, we should place rational layout according to the needs of the users with the terrain of belt conveyor positioned. This picking belt conveyor is to place the gearing in the middle of the belt conveyor which originally should be arranged in the front of the belt. We modify each roller, reduce the speed ratio of reduction box to meet the tape speed. That not only solves the safety concerns of high-altitude maintenance and installation, but also realizes the nature effect of picking belt conveyor, its structure is compact, and its safety factor is greatly increased.
關鍵詞: 手選帶式輸送機;懸吊;安全;傳動滾筒;帶速;人性化
Key words: picking belt conveyor;suspension;security;transmission roller;tape speed;humanization
中圖分類號:TH222 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)28-0054-02
在現代化的生產中,皮帶機被應廣泛用到各個領域,傳遞工件或是其他材料等。用皮帶機省時、省錢、省力,而手選皮帶機是帶式輸送機中的一種。在洗煤廠用手選帶式輸送機人工選煤把矸塊分離出來,減少了煤炭中含矸量,提高了煤炭質量,可以增加煤礦的銷售收入,并且可以避免操作者反復提起和搬運矸石中體力的損耗,但如果皮帶機設計不合理也容易引起操作者受傷等其他不良后果的發生。現就近期義煤集團石壕洗選廠安裝的一臺手選帶式輸送機為例淺析一下。
該皮帶機運距60m,帶寬1000mm,帶速0.3m/s。此手選皮帶機承擔著篩分后的煤塊精選任務。我們本著如何使操作者工作起來更舒服,避免長期工作所導致容易受傷的原則,我們到用戶單位進行考察并結合我公司多年生產帶式輸送機的經驗和煤礦的實際情況相結合??紤]到該手選帶式輸送機的特殊性對該帶式輸送機的設計方案進行反復的思考,比較。最后在綜合了多種方案優劣的同時對此手選皮帶機進行人性化設計。
首先在設計此手選帶式輸送機的高度時取1200mm,此高度適合身高較高的操作者,其他操作者可以給他們配備操作平臺,這樣就可以生每個操作者實現舒服的工作姿勢。此手選帶式輸送機安裝在煤樓的高層,手選帶式輸送機傳統的設計是卸載滾筒和傳動滾筒為一個滾筒,都布置在皮帶機的頭部。然而此太手選帶式輸送機的安裝位置比較特殊,其頭部要懸空在外面十多米,所以要是再把傳動裝置布置在頭部的話整個傳動、驅動都要懸空,所以在安裝頭部傳動和驅動或是維修時就屬于高空作業,工人在上面工作危險系數高,用不上力氣,安裝各個部件時也不好用起吊設備,所以輸送機的安裝和維修難度很大。鑒于此種情況我們就不得不打破傳統的設計思路,把傳動滾筒設計在中間部,即煤樓的地板上,這樣無論是皮帶機的安裝還是維修都比較方便,工人操作也不會危險了,消除高空作業帶來的不方便和安全隱患。這樣卸載滾筒就和傳動滾筒不能通用一個滾筒了,卸載滾筒設置一個Φ400的改向滾筒完成,另設一滾動的傳動滾動,這樣傳動裝置就后移至手選帶式輸送機中間部下方了。
手選帶式輸送機的帶速0.3m/s也不允許改變,而且把傳動滾筒移至輸送機的中間部后受空間的限制,為節約空間必須把傳動滾筒原來由直徑改小,在保證滾動能受皮帶機運行時最大張力和扭矩把傳動滾筒的軸改粗,軸承加大,傳動滾筒由鍵聯接改為漲套聯接,為鑄焊結構,從而傳統設計滾筒筋板焊接結構容易開裂的缺點,受力小等缺點得到改善。由于把傳動滾筒的位置改變了其皮帶機的膠帶纏繞也必須改變,為解決皮帶機的纏繞問題我們必須增加兩個換向滾筒才能保證輸送機膠帶正確的纏繞,一個直徑Φ320mm滾筒來增加傳動滾筒圍包角,現在減速器的速比由200改為112,所以輸送機的帶速V=電機轉速n/112×D×π×1/60=0.31m/s,基本符合要求。這樣傳動裝置固定在樓板上,這樣在保證皮帶機正常運轉的同時,也提高了工人安裝和檢修時的安全系數。
皮帶機綜合保護加了急停保護裝置,便于有緊急情況時停車。對于伸出樓外部分設計了一個長11米的伸出架,將卸載滾筒和中間部的一部分上下托輥與伸出架安裝為一個整體,伸出架的兩側位置設計了一個龍門架,龍門架與煤樓的水泥立柱用螺栓連接在一起,然后用鋼絲繩斜拉伸出架的端頭,鋼絲繩的拉力按懸臂載荷的10倍選取。這樣就帶機結構緊湊、穩固,安裝使用及維護方便,消除了高空作業的安全隱患,大大提高了操作者的安全系數。
另外在此手選帶式輸送機上安裝護欄,這樣就保證物料不會從輸送帶上掉下來,但如果欄桿較高,操作者就得彎下腰去撿物料,同時還會增加操作者一皮帶機上物料的距離。為解決這個問題我們把操作者位置上的護欄上安裝一個可以用鉸鏈連接的活板,這樣就就以在操作時不受欄桿的影響,不工作時把活板用鉸鏈連接上,就可以防止物料從皮帶機上落下。
此皮帶機設計比較人性化,結構簡單,安全系數高,得到用戶的好評。
參考文獻:
[1]《機械設計手冊》第三版第一卷[M].北京:化學工業出版社.
0概述
近年來帶式輸送機在煤礦井下運煤系統中所占比重越來越大,許多煤礦已基本實現“運煤皮帶化”,尤其是高產高效礦井的運煤系統全部是帶式輸送機,而且大多為大型帶式輸送機。中煤平朔煤業公司有關統計資料可以看出:(1)平朔公司在井下使用的都是大型帶式輸送機;(2)平朔公司在井下帶式輸送機上采用的軟啟動裝置有3種:差動輪系液黏調速裝置(CST)、變頻調速裝置、液力調速裝置。
1軟啟動優點
啟動問題是帶式輸送機尤其是大型帶式輸送機的關鍵技術,此關鍵技術不僅關系到輸送機的啟動性能,而且還直接影響輸送機的經濟效益。因此在大型帶式輸送機設計中必須考慮和解決啟動問題。目前國內外都是采用軟啟動技術來解決帶式輸送機的啟動問題。大型帶式輸送機啟動時,如果直接啟動而不采用軟啟動,將會導致輸送機難以啟動,輸送帶打滑磨損;加大輸送機系統啟動動張力,造成對輸送機系統內部元部件的瞬時沖擊;造成電機啟動時的電流增大,對于電網也會造成干擾。在帶式輸送機上采用軟啟動,就可確保按輸送機所要求的啟動速度曲線(見圖1)平穩啟動,清除上述硬啟動所帶來的危害。軟啟動具有以下優點:(1)確保啟動平穩性,可實現滿載啟動;(2)減小啟動時輸送帶動張力,可降低輸送帶安全系數與對元部件的機械強度要求;(3)減小對外界電源電流與電壓的沖擊;(4)降低輸送機制造成本和日常維護費用。由此可見,軟啟動不僅可提高帶式輸送機的啟動性能而且還為用戶帶來明顯的經濟效益,已成為帶式輸送機是否達到技術先進的標志之一。
2技術經濟比較
帶式輸送機的軟啟動是通過軟啟動裝置來實現的,所以選擇何種軟啟動裝置是至關重要的。應從以下3方面來考慮與選擇軟啟動裝置:必須滿足帶式輸送機的軟啟動要求;價格要經濟合理;使用維護要簡便,操作人員易于掌握。根據帶式輸送機在本公司煤礦井下的使用要求,軟啟動裝置必須具有以下性能。(1)可根據輸送機啟動參數任意調節啟動時間,使輸送機能按設定的速度曲線平穩啟動,同時能實現輸送機的滿載啟動;(2)能控制輸送機系統加速度值小于設定值,從而控制輸送機動張力在允許范圍內;(3)具有多機驅動速度同步和功率平衡功能,同時能設定各個電機間隔啟動的功能;(4)具有系統過載保護及報警功能;(5)具有保護外界電網電壓與電流的功能,減少電網污染。目前具有上述功能的軟啟動裝置有差動輪系液黏調速裝置(CST)、變頻調速裝置和液力調速裝置,下面分別介紹其工作原理及特點。
2.1差動輪系液黏調速裝置
差動輪系液黏調速裝置主要由可控液黏離合器與行星齒輪傳動裝置構成(見圖2)。其工作原理如下:電機轉速通過行星齒輪傳動裝置的輸入軸、中間過渡齒輪,傳遞給太陽輪,并通過3個行星輪帶動內齒圈旋轉,同時內齒圈與離合器中的摩擦片相連接,摩擦片產生的油膜動力黏性來傳遞動力,從而控制輸出軸的轉速,通過控制與調節離合器中活塞壓力和時間,使輸送機能夠按照預先設定的曲線平穩啟動。CST具有可變速運行,調速精度高,功率范圍大,目前最大防爆型差動輪系液黏調速裝置最大功率可達3000kW。缺點是產品及備件主要依賴進口,價格較高;尤其是使用后期,隨著摩擦片的磨損,更換油及摩擦片次數頻繁,導致維護成本高;由于摩擦片在低速工作時發熱量大使得裝置不能長時間的低速運行,從而造成了裝置低速性能較差。
2.2變頻調速裝置
變頻調速裝置主要通過控制電源的頻率、電壓來控制電機的轉速和轉矩,來實現輸送機的軟啟動。其工作原理如下:由電機轉速n=60f/p式中f———交流電源頻率,s-1;p———電機極對數??梢钥闯觯涣麟娫搭l率與電機轉速成比例關系。當交流電源的頻率發生變化時,電機轉速也隨之變化。因此控制電源頻率變化幅值及頻率變化時間,就可使輸送機按照設定的速度曲線平穩啟動,達到軟啟動目的。該裝置具有調速精度較高、可以變速運行、調速范圍大、低速性能好、節能效果顯著等優點。目前井上用非防爆型高壓變頻調速裝置功率最大已達2240kW(10kV)。但是防爆型變頻調速裝置存在功率范圍較低、進口產品價格昂貴等缺點,目前國產防爆型變頻調速裝置最大功率僅為630kW(1140V),存在電機空載時無法啟動,同時在裝置變頻調速時,對外界電源會產生一定程度的干擾。
2.3液力調速裝置
液力調速裝置主要由電動執行器、液力耦合器主體、稀油站與油箱等組成(見圖3)。其工作原理:通過調節耦合器工作腔內充液量的多少,利用傳動介質液來傳遞動力,來控制耦合器輸出軸的轉速,達到輸送機的軟啟動。先由主電機帶動耦合器輸入軸運轉,然后通過稀油站油泵4向耦合器工作腔內注入傳動液。當導流管10位于最底的位置時,進入工作腔的傳動介質液全部流回油箱,此時輸出軸不轉動。當電動執行器9帶動導流管緩慢向外移動時,進入工作腔中的傳動介質液逐漸增多,輸入動力通過傳動介質液的液黏作用,帶動渦輪7和輸出軸,其轉速逐漸達到額定轉速。通過控制導流管向外移動速度,就可使輸送機按照設定速度曲線平穩啟動,以實現軟啟動目的。該裝置具有結構簡單、操作維護方便、產品廠家貨源充足、價格低廉等優點。但是裝置也存在調速精度不高、調速范圍小、低速性能差、不能長時間的低速運轉等缺點。
上述3種軟啟動裝置各有優缺點,其產品價格參數如表1所示。因此通過上述分析,在選擇軟起動裝置時應根據帶式輸送機不同的使用要求來選擇性價比最佳的軟啟動裝置。根據本公司使用經驗,這3種軟啟動裝置啟動調速性能都較好,變頻調速裝置由于具有高的調速精度和能較長時間低速運行等優點,已廣泛地使用在主斜井帶式輸送機上,在井下也有使用,低于630kW(1140V)以下。液力調速裝置和差動輪系液黏調速裝置基本上都使用在井下。液力調速裝置運行可靠,操作維護簡單;差動輪系液黏調速裝置操作維護較困難,使用后期事故率高,維護費用高,事故率增多等原因,目前在井下使用液力調速裝置的較多。國產液力調速裝置價格低廉,僅為進口產品的40%左右,國產液力調速裝置的性能雖比不上進口產品好,但完全滿足帶式輸送機軟啟動要求,其發展前景是相當廣闊的。
Abstract: The paper describes the main structure of belt conveyer and analyzes the causes of the problems such as deviation, material scatter, broken shaft of reducer and slipping of belt and proposes the treating measures.
關鍵詞:帶式輸送機;常見故障;輸送帶
Key words: belt conveyer;common fault;conveyer belt
中圖分類號:TH139文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)33-0265-01
1帶式輸送機的主要結構
1.1 輸送帶輸送帶在帶式輸送機中,既是承載構件又是牽引構件,它不僅要有承載能力,還要有足夠的強度。輸送帶由芯體和覆蓋層構成,芯體承受拉力,覆蓋層保護芯體不受損傷和腐蝕。
1.2 托輥和支架它的作用是支承膠帶和膠帶上所承載的物料。使膠帶保持在一定垂度下平穩地運行。
1.3 傳動裝置它是將電動機的轉矩傳給膠帶,使膠帶連續運動的裝置。它由電動機、傳動滾筒、聯軸器、減速器等組成。隨著輸送機運輸能力的提高。運輸距離的加長,電動機的功率在不斷增加,多電動機傳動也在逐漸增多。采用多電動機傳動,可以減少傳動裝置的高度和寬度。傳動滾筒是傳遞動力的主要部件,它有單滾筒和雙滾筒之分。單滾筒傳動具有傳動系統簡單、部件少等優點。
1.4 拉緊裝置它的作用是:保證膠帶具有足夠的張力使滾筒和膠帶產生必要的摩擦力,限制膠帶在各支架間的垂度,使輸送機正常工作。常用的拉緊裝置有機械拉緊式和重錘拉緊式兩種。
1.5 清掃裝置膠帶輸送機運轉時,清掃膠帶、滾筒和托輥上的臟物非常重要,因為臟物會引起膠帶跑偏和運轉部件嚴重磨損。通常在卸載滾筒的后面,設置刮板清掃膠帶的臟污面,或在卸載滾筒的底部裝設回轉刷進行清掃。
2帶式輸送機常見故障分析及處理
2.1 輸送帶跑偏現象的處理方法①輸送帶跑偏的原因。輸送帶運行依靠的是輸送帶與滾筒及托輥之間的摩擦力,理論上滾筒及托輥的回轉中心須與輸送帶的縱向中心成直角接觸,而且托輥及滾筒必須具有以輸送帶中心線為對稱的直徑。但在實際中就會出現各種誤差,由于機架及輸送帶的撓曲,運行時輸送帶與滾筒及托輥的接觸條件就發生了變化。②輸送帶跑偏的處理方法。a.調整承載托輥組。皮帶機的皮帶在整個皮帶輸送機的中部跑偏時可調整托輥組的位置來調整跑偏;在制造時托輥組的兩側安裝孔都加工成長孔,以便進行調整。具體方法是皮帶偏向哪一側,托輥組的哪一側朝皮帶前進方向前移,或另外一側后移。皮帶向上方向跑偏,則托輥組的下位處應當向左移動,托輥組的上位處向右移動。b.安裝調心托輥組。調心托輥組有多種類型如中間轉軸式、四連桿式、立輥式等,其原理是采用阻擋或托輥在水平面方向轉動阻擋或產生橫向推力使皮帶自動向心達到調整皮帶跑偏的目的。一般在皮帶輸送機總長度較短時或皮帶輸送機雙向運行時采用此方法比較合理,原因是較短皮帶輸送機更容易跑偏并且不容易調整。而長皮帶輸送機最好不采用此方法,因為調心托輥組的使用會對皮帶的使用壽命產生一定的影響。c.調整驅動滾筒與改向滾筒位置。它的調整是皮帶跑偏調整的重要環節。因為一條皮帶輸送機至少有2~5個滾筒,所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶輸送機長度方向的中心線,若偏斜過大必然發生跑偏。其調整方法與調整托輥組類似。對于頭部滾筒如皮帶向滾筒的右側跑偏,則右側的軸承座應當向前移動,皮帶向滾筒的左側跑偏,則左側的軸承座位當向前移動,相對應的也可將左側軸承座后移或右側軸承座后移。尾部滾筒的調整方法與頭部滾筒剛好相反。d.張緊裝置的調整。重錘張緊處上部的兩個改向滾筒除應垂直于皮帶長度方向以外還應垂直于重力垂線,即保證其軸中心線水平。使用螺旋張緊或液壓油缸張緊時,張緊滾筒的兩個軸承座應當同時平移以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。具體的皮帶跑偏的調整方法與滾筒處的調整類似。
2.2 帶式輸送機的撒料①凹段輸送帶懸空時的撒料。當凹段曲率半徑較小時會使輸送帶產生懸空,此時輸送帶成槽情況發生變化,因為輸送帶已經離開了槽形托輥組,一般槽角變小,使部分物料撒出來。因此,在設計階段應盡可能地采用較大的凹段曲率半徑來避免此類情況的發生。如在堆料機設備上為了縮短尾車而將此處凹段設計成無圓弧過渡區間,當輸送帶寬度選用余角較小時就比較容易撒料。②轉載點處的撒料。這主要是在導料槽,落料斗等處。如帶式輸送機嚴重過載,帶式輸送機的導料槽擋料橡膠裙板損壞,導料槽處鋼板設計時距輸送帶較遠橡膠裙板比較長使物料沖出導料槽。以上情況可以在控制運送能力、加強維護保養上得到解決。③輸送帶跑偏時的撒料。這主要是因為輸送帶在運行時兩個邊緣高度發生了變化,一邊高,一邊低,物料從低的一邊撒車,處理的方法是調整輸送帶的跑偏現象。
2.3 減速機的斷軸減速機斷軸發生主要有以下原因:①高速軸不同心。電機軸與減速機高速軸不同心時會使減速機輸入軸增加徑向載荷,加大軸上的彎矩,長期運轉會發生斷軸現象。在安裝與維修時應仔細調整其位置,保證兩軸同心。②減速機高速軸設計上強度不夠。這種情況一般發生在軸肩處,由于此處有過渡圓角,極易發生疲勞損壞,如圓角過小會使減速機在較短的時間內斷軸,斷軸后的斷口通常比較平齊。發生這種情況應當更換或修改減速機的設計方案。③雙電機驅動情況下的斷軸。雙電機驅動是在同一個驅動情況下的斷軸。雙電機驅動是在同一個驅動滾筒上裝有2臺減速機和2臺電機。在減速機高速軸設計或選用余量較小時比較容易發生斷軸現象。過去帶式輸送機驅動不采用液力藕合器此類情況較易發生,原因是2臺電機在啟動與運行時速度同步和受力均衡難以保證。采用液力耦合器,斷軸現象就較少發生了。
關鍵詞:皮帶自移機尾;轉載機機頭偏沉;皮帶跑偏;清理回煤;尾滾筒安裝位置
具有先進技術的高強度、高可靠性的皮帶自移機尾裝置,是煤礦井下高產高效順槽工作面成套設備中不可缺少的重要設備之一。它是橋式轉載機與帶式輸送機的中間銜接裝置,可以替代帶式輸送機無動力機尾進行使用,用其與帶式輸送機的輸煤皮帶銜接,使輸煤皮帶通過此裝置上的繞帶滾筒折返換向形成周復運轉,從而順利導出輸送煤炭;同時還與轉載機機頭傳動部架橋段的支撐軸銜接,可實現多方位調整膠帶的姿態。徹底擺脫了工作面產量受轉載機搭接長度制約的弊端,充分發揮工作面的生產能力。
轉載機與皮帶自移機尾相互依托可以實現皮帶自移機尾裝置在工作面回采過程中的前移,使回采作業連續進行,能滿足快速推進的需要。通過調整布置在頭尾端架上的立缸、水平缸及組合基架上推移缸,能方便地實現順槽皮帶的調偏、調斜、橋式轉載機推移方向校正和自行前移等功能,保證順槽運輸轉載的通暢和良好銜接使皮帶機運煤順暢。
適應配套皮帶機帶的寬度有1m、1.2m、1.4m、1.6m,單步推移行程有2.3m、2.7m、3m各類皮帶自移機尾裝置。結構形式有回程滾筒在小車架上和在尾端架上之分。
皮帶自移機尾裝置主要由組合基架、行走小車及液控系統三大部分組成,液控系統中推移液壓缸將組合基架與行走小車聯接在一起,由于皮帶自移機尾裝置隨工作面推進時組合基架自動前移的動力;液控系統的立缸及水平缸將組合基架上的滑靴和機架體聯接在一起,由于皮帶自移機尾裝置的調偏、調斜、調向等功能,使轉載機與皮帶機以最佳的姿式銜接,保證皮帶機正常運行,使轉載機運來的煤炭準確卸載到皮帶機。
一、皮帶自移機尾裝置的小車及組合基架的受力情況分析
皮帶自移機尾裝置的小車受力主要來自轉載機機頭的壓力,壓力直接作用在小車的鉸接座上,由于轉載機機頭傳動部中的傳動裝置布置在單側,不對稱,所以該力的作用點偏移了小車的中心線。在計算轉載機對小車的作用力時主要考慮其主體部分。以下舉例說明受力分析,具體到每個不同結構,數據會不同。轉載機對小車的作用力可按鉸接槽的鉸接點算起。
(一)轉載機對皮帶自移機尾裝置的作用力計算
(二)轉載機機頭偏沉量計算
因為傳動裝置布置在轉載機的一側,所以轉載機機頭的重心不在皮帶自移機尾裝置的幾何中心線上,而皮帶自移機尾裝置與轉載機機頭的相接處通常采用鉸接方式,以適應各種原因造成的順槽底板傾斜,如不采用有效措施對轉載機機頭偏沉進行糾正,就會使轉載機機頭常期處于傾斜狀態,影響皮帶自移機尾裝置的正常運行。
二、皮帶支承及導向系統設計
皮帶自移機尾裝置的主要功能是實現皮帶的折返和與轉載機的銜接完成承載轉載機運來的原煤,在設計皮帶在自移機尾處的走向時,保證皮帶與自移機尾各處無刮卡,皮帶以與各類托輥和壓輥相接觸為主,盡可能減少磨擦接觸面。
在本項目的皮帶支承及導向系統中,除煤炭卸載段在運煤時存在皮帶與中板的直接接觸磨擦外,其它部位都采用托(壓)輥與皮帶接觸。當皮帶機無煤空運轉時,在煤炭卸載段皮帶與中板也有一定的間隙,不發生磨擦作用。從而極大地降低了皮帶在自移機尾處的磨損。
三、皮帶自移機尾裝置結構的優化
(一)折返滾筒安裝方式優化
折返滾筒在皮帶自移機尾裝置中屬易損部件,在出現故障維修時,需從自移機尾小車上取下折返滾筒。在以前參考國外產品的設計中,折返滾筒的安裝形式如改進前圖,拆卸時需將小車從組合基架上拆下,小車翻轉180°。因此,打破舊的格局,改變了舊式結構,創造出新的結構。優化后在取下端蓋后可直接卸下折返滾筒,極大地方便了設備的維護。
(二)尾滾筒回煤清理裝置的研究
由于煤礦井下的煤質濕度大,粘度高,常常使皮帶機尾自移裝置的饒帶滾筒粘吸很多煤粉,至使尾滾筒回煤清理困難和皮帶滾筒不能正常運轉。
因此,成功地研制了尾滾筒回煤清理裝置。通過在礦上使用,徹底解決了礦井長期存在的尾滾筒回煤清理困難問題。
四、尾滾筒安裝位置的確定
皮帶自移機尾裝置根據繞帶滾筒的位置不同主要有兩種結構形式。尾滾筒可以安裝在行走小車上或組合基架的尾端架上,具體由帶式輸送機的輸入、輸出皮帶銜接高度,工作面長度,推進方式,皮帶機的性能等幾個因素決定。
(1)當帶式輸送機的輸出皮帶銜接高度較高、輸入皮帶銜接高度較低,工作面走向長度較長,采用一步距一推進的作業方式,皮帶自移機尾裝置對帶式輸送機的性能要求較低時,尾滾筒安裝在行走小車上。第一種結構是繞帶滾筒安裝在行走小車上,該結構的特點是:在運行過程中,繞帶滾筒隨轉載機一起運動,滾筒每次移動的距離是一個截深,帶式輸送機收帶和張緊裝置能夠迅速反應,出現張緊力不足的情況比較少。這種結構適合井下一步距一推進的作業方式,推進過程中無需拆卸帶式輸送機的皮帶架。
(2)當帶式輸送機的輸出皮帶銜接高度較低、輸入皮帶銜接高度也較低,采用三步距一推進的作業方式,工作面走向長度不長,皮帶自移機尾裝置對帶式輸送機的性能要求較高時,尾滾筒安裝在組合基架的尾端架上。
該結構的特點是:在運行過程中,繞帶滾筒不隨轉載機一起運動,一般都是割完三刀煤以后移動一次組合基架,每次移動時繞帶滾筒移動的距離就是三個截深,帶式輸送機的收帶和張緊裝置要迅速反應,防止由于張緊力不足造成皮帶打滑,從而避免在皮帶自移機尾裝置受料點出現堆煤現象。這種結構對帶式輸送機的性能要求高,不適合走向長度較長的工作面。適合井下三步距一推進的作業方式,注意推進過程中需要拆卸帶式輸送機的皮帶架。
總之,開發研制的皮帶機尾自移裝置,技術水平達到了國內領先水平,滿足了大型礦井高產高效工作面皮帶機尾和轉載機的快速推進要求。使國內同類設備的整體技術水平和綜合性能實現了升級換代,達到了國際先進、國內領先水平。其市場推廣應用前景將十分廣闊。
參考文獻:
[1] 張樹齊,屈中華. 刮板輸送機運行阻力分析與仿真[J]. 煤礦機械, 2008, 29 (2) : 30-32.
關鍵詞:軟啟動張緊裝置
中圖分類號: TH222 文獻標識碼: A 文章編號:
1軟啟動
大型重載設備的軟啟動技術, 一直是煤炭行業所關注的焦點。所謂軟啟動是指機械系統即使是在滿載的工況下也能按照比較理想的速度, 逐步克服整個系統的慣性而平穩地啟動。就帶式輸送機而言, 理想的啟動應滿足以下幾點要求:
1) 降低電機啟動電流和縮短啟動電流的沖擊時間, 減少對其它在網電器設備的影響。
2) 保證在啟動過程中作用在機械設備上的啟動沖擊量最小, 從而延長減速器, 膠帶等關鍵部件的使用壽命。
3) 多驅動功率的平衡。
4) 啟動過程可控。
理想的啟動速度裝置, 應使帶式輸送機平穩啟動, 且在整個啟動過程中加速度的最大值較小, 沒有加速度突變, 以最大限度地減小啟動慣性力和啟動沖擊作用。
1) 澳大利亞專家Harrsion 提出的啟動速度曲線(見圖1)。
v ( t) = V/2 (1 – cosπt/T ) 0 ≤ t ≤ T
式中: v —設計帶速;
T —啟動時間。
2) 美國專家No rdell 提出的啟動速度曲線(見
圖2)。
v ( t) = 2v ( πt/T ) 20 ≤ t ≤ T/2
v ( t) = v (- 1 + 4 t/T - 2t2/T 2) T/2 ≤ t ≤ T
式中:
v —設計帶速;
T —啟動時間。
由于帶式輸送機在啟動之前, 輸送帶處于松弛狀態,為避免輸送帶的沖擊, 將輸送帶拉緊啟動, 可進一步改善啟動峰值張力作用。這樣, 需要在啟動開始階段加入一段時間延遲段,Dodoge 最佳起動曲線如圖3所示。延遲段的速度一般取為設計帶速的10%。在延遲段內, 下垂輸送帶被張緊, 延遲段結束后, 按最小加速度或最小沖擊的方式完成帶式輸送機的起動過程,從而最大程度地降低了帶式帶輸送機的起動張力。
長期以來, 國內外的工程技術人員在機械、電機和電子、液力和液壓等多學科領域對軟啟動技術開展了深入和廣泛的研究, 開發出了多種多樣的軟啟動裝置或設備, 軟啟動技術也較以往有了突破性的進展, 現將常用液力偶合器與目前先進的軟啟動裝置介紹如下。
1. 1調速型液力偶合器
目前國內煤礦井下用帶式輸送機常用的軟啟動裝置一般為調速型液力偶合器, 液力偶合器是一種有著近百年歷史的液力傳動裝置, 主要利用液力偶合器泵輪和渦輪之間的液體動壓。將來自輸入軸的動力傳遞到輸出軸。調速型液力偶合器可通過調節工作腔液體的充滿度來改變輸出轉速和轉矩, 具有一定的軟啟動功能和調速能力, 但限于其傳動原理和結構, 調速型液力偶合器在軟啟動的功能和性能上遠遠無法滿足要求。
1) 其輸出與輸入轉速之比通常不能高于97% , 即無法實現輸入與輸出軸的同步運行, 因而必然存在較大的功率損失, 且發熱十分嚴重, 顯著降低了傳動系統的效率。
2) 電機的啟動電流仍然較大(5倍~ 8 倍的額定電流) , 因此電動機的啟動次數要受到嚴格限制, 且其有效調速范圍較小, 可控性也較差。
3) 其體積龐大, 系統復雜, 并且具有高速旋轉的大直徑部件, 當其分別與電動機和減速器聯接之后,所占空間更大, 往往難以滿足對安裝空間有一定限制的應用場合的安裝需求。
1. 2CST 減速器
近年來, 也有許多大型帶式輸送機采用進口CST 減速器來實現軟啟動功能。CST 減速器是靠液壓系統施加在線性濕式離合器反應盤系統的壓力使反應盤相互作用, 其輸出力矩與液壓系統的壓力成正比。通過控制器設置所需要的加速度曲線和起動時間, 設在輸出軸上的速度傳感器, 檢測出轉速并反饋給控制系統, 該速度信號將與控制系統設定的加速度曲線比較, 其差值將用于調整反應盤壓力, 從而確保實際啟動速度與設定啟動速度曲線一致, 達到軟啟動功能。經實踐證明, CST 減速器使用效果十分理想, 其具有:
1)降低膠帶基本張力與傳統偶合器相比, 可降低膠帶基本張力30 %;
2) 提高傳動效率。與傳統偶合器相比, 可提高傳動效率13 %;
3) 加大膠帶的安全度。采用CST , 膠帶可選用較小的安全系數, 并可獲得較高的安全度。但其價格相對較貴, 因而多在大型的帶式輸送機上使用。
1. 3變頻調速軟啟動裝置
眾所周知, 通過改變電動機輸入電源的頻率, 從而改變電機轉速的調速方法稱為變頻調速。從技術的角度來看, 電動機的變頻調速是實現大型機械設備軟啟動和無級調速比較理想的方法之一。經過多年的發展, 變頻軟啟動在低電壓、小功率方面應用非常成功, 已被大家所接受, 但在大功率、高電壓情況下由于不能解決變頻器的散熱問題和價格問題而受到限制, 特別是在煤礦井下這種特殊環境下。山西晉城煤業集團采用熱管技術成功地解決了煤礦井下用大功率變頻器的散熱與隔爆等難題, 相繼開發了200 kw、400 kw 變頻軟啟動裝置。其啟動過程可按預先設定的啟動速度曲線運行, 根據電機的負荷變
化自行調整電機工作電壓和頻率, 輸出恒定的轉矩,并實現功率平衡。該裝置具有工、變頻切換功能, 當變頻器啟動運行到電機額定轉速時, 變頻運行退出,切換到工頻運行, 自身脫機。這樣不僅滿足了帶式輸送機的軟啟動特性要求, 而且延長了變頻器中重要元件的使用壽命。其價格適中, 性能較穩定, 更適于國內大型帶式輸送機使用。
2膠帶自動張緊裝置
帶式輸送機在起(制) 動過程中和正常運轉時,由于輸送帶的粘彈特性與輸送量的變化, 都會使輸送帶的張力發生變化, 輸送帶的撓度也跟著發生變化。當撓度增大至一定值時, 有可能喪失輸送帶與傳動滾筒保持正常傳動所需的張力比, 導致輸送帶在傳動滾筒上打滑而不能起(制) 動與正常運轉。張緊裝置的主要作用, 就是保證輸送帶有足夠的張力, 防止出現打滑現象。自動張緊技術也是帶式輸送機的一項關鍵技術, 它可大大提高帶式輸送機運轉的可靠性。
自動張緊裝置必須滿足以下技術要求:
1) 能隨著輸送帶張力變化而自動調節張力與張緊行程, 始終保持輸送帶所規定的撓度;
2) 響應速度快。目前在我國, 大多數順槽帶式輸送機采用絞車張緊形式, 由于固定絞車張緊裝置只能定期張緊輸送帶, 其張緊裝置具有很大的局限性和弊端。因為其設計只是在靜態特性的基礎上實現各階段獨立的動態設計, 即把整個張緊過程分為四個階段: 啟動、運行、制動和停車, 在每個階段中設置固定張力的限定范圍, 只有在膠帶產生的張力超出限定范圍時, 拉緊裝置調整, 而不能對膠帶變化的張力進行及時調整, 有一定的不合理性, 這樣會導致膠帶張緊過大,應力疲勞, 塑性變形, 驅動電機功率消耗過大等問題, 造成設備一次性投入和運行費用的巨大浪費和不安全因素, 達不到真正的動態張緊效果, 也不能與現在輸送機的動力學設計研究相匹配。而且輸送帶的張緊程度往往與操作者的經驗有關, 經常出現張緊過大或過小, 并且直接影響輸送機啟動的安全性,運行的平穩性, 所以固定絞車張緊裝置對于大型的順槽帶式輸送機的安全及平穩運行極為不利。因此帶式輸送機的安全可靠經濟運行對張緊裝置提出了新的要求。
2. 1液壓絞車自動拉緊裝置
液壓絞車自動拉緊裝置的工作原理為: 由液壓系統油泵電動機帶動絞車卷筒旋轉, 通過鋼絲繩使膠帶張緊, 當拉力達到正常起動時的起動張力時, 帶式輸送機起動并加速運行, 在達到等速運行狀態后, 張緊裝置使張力降低到正常運行所需值, 同時制動液壓絞車以保持膠帶張力。如中國礦大可靠性研究所研發的液壓自動拉緊裝置, 在運行過程中, 其上裝有張力檢測裝置隨時監測膠帶的張緊力, 從而實現張力的動態監控。一旦發現張緊力小于正常張力的0. 95 倍時, 通過電器控制柜重新啟動液壓系統, 增大膠帶張力至正常運行所需值。
2. 2液壓自動拉緊裝置
液壓自動拉緊裝置主要由慢速絞車、液壓泵站、拉緊油缸、蓄能站、電控箱及附件等六大部分組成。該自動張緊裝置通常具有以下特點:
1) 張緊力可根據膠帶的需要任意調節, 一旦調定即可按預定程序自動工作, 以保證膠帶在理想狀態下工作。
2) 反應快, 可根據需要及時響應。
3) 可實現自動監控。當皮帶運行過程中發生張力變化時,由控制器來控制相應動作, 通過油缸活塞桿的運動來調節皮帶張力, 從而適應負載隨時變化對張力的不同需求, 使膠帶始終保持最合理的張力。
煤礦井下用帶式輸送機對現代化的大型礦井特別是高產高效礦井起著舉足輕重的作用, 選擇安全、可靠、合理的軟啟動與自動張緊裝置, 將極大地改善煤礦井下用帶式輸送機上重要元器件如膠帶、滾筒等的受力情況, 提高其使用性能及使用壽命, 同時使得整機的自動化、智能化水平大大提高。
參考文獻:
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[2] 北起所,DTII(A)型帶式輸送機設計手冊[S].北京:冶金工業出版社,2003
煤礦皮帶機主要用于運輸采掘出的煤炭和矸石,本文通過對某礦大傾角綜掘巷道掘進配套皮帶機的設計和選型來論述在綜掘巷道中配套皮帶機的計算、設計和選型。
【關鍵詞】皮帶機 掘進配套 自移式
引言
皮帶機在煤礦巷道掘進中有著廣泛的使用,特別是在綜掘機大量使用的今天,巷道掘進速度快,出矸量大,掘進配套皮帶機設計和選型的好壞直接影響到生產安全和效率
2.3聯軸器:高速軸聯軸器采用彈性套聯軸器;數量2套;低速軸聯軸器采用剛性聯軸器;數量2套;
2.4選用盤式制動器:制動力矩89kN.m;電壓660/1140V;適用于下運工況,要求帶有測速裝置,UPS電源;數量2臺;
2.5液壓張緊裝置:張緊力200kN,張緊行程30米 。
3.主要部件及配套件結構特點:
3.1機頭部
由驅動裝置、傳動裝置、卸載部等組成,包括卸煤架、機頭架及驅動底座。卸煤架在機頭的前端,為卸載方便,伸出一個卸載臂,傳動滾筒陶瓷包膠以增大與膠帶的摩擦力。驅動裝置由電動機、減速器和聯軸器組成。電動機與減速器通過聯軸器聯接構成一體。驅動部底座與下面的支撐座支撐在機頭架延伸底座上。
3.2儲帶倉
本機儲帶長度100 米,儲帶部分膠帶設計成往返疊成四層,其中游動小車、托輥小車直接運動于儲帶倉底座上。同時游動小車左右有導輪,從而避免了小車掉道、跑偏、以及側架鋼度不夠所引起的顫動現象。儲帶倉側架與側架、側架與底座采用螺栓聯接,另外該儲帶輪在儲帶過程中隨著游動小車向前,托輥小車依次固定于各自設定的位置。
3.3液壓張緊:其特點是可以根據輸送機運行工況的需要調節張緊力的大小,安全可靠。它能綜合電氣和液壓兩方面的特長,具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量的反饋等優點。合適負載質量大又要求響應速度快的場合。
3.4機身布置形式
因為是大傾角下運運矸石皮帶機因此本機采用包角為60°的上托輥架槽角。托輥架橫梁材料采用∠80×6角鋼,托輥架支座采用δ8鋼板。為增加機械強度,滿足下運機的要求中間架材料采用[120×53×5.5;H架立柱材料采用[10;H架橫梁材料采用φ60圓管,支柱底板采用Q235-A鋼板,為了防止膠帶跑偏,每隔30米設置1組上液壓自動糾偏裝置,每隔40米設置1組下液壓自動糾偏裝置,方便調偏。所有同一或相近位置的滾筒、車輪和滑輪均采用集中,每一個點,均通過橡膠軟管引到一個集中的位置,可實現不停機集中。減小了工人的勞動強度,還可有效地防止有的點因遺忘注油而引起的軸承損壞;采用壓接式油管接頭,以避免加油時因壓力過高而損壞接頭;詳細標明注油嘴標識牌以方便注油。把傳動滾筒處的注油嘴位置上移,以方便注油。傳動滾筒和改向滾筒均為迷宮密封,在滾筒旋轉時迷宮的內外圈為非接觸狀態,沒有磨損,不需更換。采用迷宮密封的滾筒,還可實現在注入新油時,把臟油從迷宮環處擠出,使軸承始終接觸到的是干凈油,提高了軸承的壽命。
3.5機尾部
機尾采用緩沖床+緩沖托輥方式。為配套綜掘機的不斷前進,配置一套移機尾裝置用于移動機尾。自移機尾移動
3.6其他
因下運皮帶機,傾角達到18°部分區段傾角超過18°因此在皮帶機的上帶面全線加裝防護網,防止矸石滾落傷人。
4.結語
皮帶機為煤礦企業一種重要的生產設備, 對煤礦企業安全運行有極其重要作用,因此煤礦在皮帶機設計和選型時必須經過嚴格的計算和統籌考慮,才能保證所選用的皮帶機能充分發揮其效能,促進生產保障安全。
參考文獻:
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【關鍵詞】軟巖高地壓;防爆變頻器;節能
High Pressure Soft Rock Geological Condition Large Power Belt Conveyor Driving Ways and Application
ZHAO Wan-zhong
(Zibo Mining Group Co., Ltd.,Zibo Shandong 255120,China)
【Abstract】Coal companies Tangkou km depth, there is the issue of ultra-high pressure water through the use of downhole pressure control Inoue automatic decompression cutting the water supply system, water pressure can be controlled at about 2.5MPa to meet Underground water supply production requirements.
【Key words】Ultra-high pressure of 1000 meters deep well;Ultra-high pressure water supply;Automatic decompression of water supply
0 引言
國內現有的煤礦大功率帶式輸送機驅動方式基本上都采用限矩型或調速型液力偶合器、液體粘性軟起動裝置、可控起動傳動裝置(CST)、電機軟起動器及變頻器等。隨著煤炭資源的減少,許多煤礦的開采條件也是越來越復雜,面臨著井深地壓高軟巖等困難,這就對煤礦的帶式輸送機的運行帶來許多困難,如何在復雜的地質條件下選擇一種比較科學合理的帶式輸送機驅動方式就顯得優為重要,對于以上幾種帶式輸送機的驅動方式,他們各有各的優點及缺點,具體分析如下:
1 各種驅動方式的特點
1.1 限矩型或調速型液力偶合器
液力偶合器是我們使用最多的啟動裝置之一,其特點是結構緊湊,尺寸較小,維護、檢修、保養方便簡單,能較好地消除沖擊和振動;調速型液力偶合器使用的是油介質,而且油管多、油路復雜,尺寸較大,我們使用的較少。
1.2 液體粘性軟起動裝置
液體粘性軟起動裝置是利用液體的粘性即油膜剪切力來傳遞扭矩的,其特點是: 能夠使大功率電動機空載起動,解決了帶式輸送機的重載起車問題。具有過載保護及功率平衡調節功能,但是不能頻繁開啟,裝置外形尺寸大,并有液壓泵站等附屬裝置,所需的安裝峒室面積大。
1.3 可控起動傳動裝置(CST)
可控起動傳輸(CST)是用于大慣性負載平滑起動的多級減速齒輪裝置, 其特點是電機可以空載起動,起動曲線可調,可降低皮帶機的應力作用,容許臨時離線處理(停止)某臺CST的運行。但是CST系統投資大,配件價格昂貴,油路復雜,出現故障難以查找,外形尺寸大,并有液壓泵站、冷卻風機等附屬設施,致使所需的安裝峒室面積很大。
1.4 電機軟起動器
電機軟起動器主要由串接于電源與被控電動機之間的三對反并聯晶閘管構成調壓電路,軟起動器串接在電機定子的三相電路中,以單片機為控制核心。其特點是軟起動性能較好,起動時間可以調節;結構比較簡單,可靠性高,投資少,可使膠帶機驅動裝置的外形尺寸減小。但是不具備調速功能,只能全速運行,在多電機系統中無法調節各電機的電流,不能實現功率平衡。
1.5 變頻器
變頻器的控制原理是采用PWM脈沖寬度調制技術和矢量控制技術,通過改變控制器輸出的電壓和頻率,使電動機的輸出轉矩和電壓的平方成正比地增加,從而改善電動機的輸出轉矩。使用“矢量控制”,可以使電動機在低速時的輸出轉矩達到額定轉矩。
其特點是:(1)軟起動性能好,起動時間可以調節。(2)起動轉矩很大,可以實現膠帶輸送機重載時的順利起動。(3)調速范圍寬,可實現無級調速。(4)節能效果好,可以根據膠帶運量情況,隨時調整膠帶機的運行速度。(5)外形尺寸小,電機與減速機直聯,極大地減小了膠帶機驅動裝置的外形尺寸。(6)具備工頻應急起動功能,提高了帶式輸送機的可靠性。(7)在多電機系統中可以調整各電機的電流大小,實現各電機功率平衡。(8)安裝方便、維護量小且操作簡單。但是會產生諧波,對電網有一定的污染。
2 現場應用
山東唐口煤業有限公司礦井開采水平為-990m,采深在1000m左右,地壓顯現明顯,煤層頂底板巖性軟,巖石是非均質、非連續的巖體,強度低且有不同程度的遇水膨脹性。有的裂隙發育,容易產生擴容,一些較硬的巖石在埋深>800m或地應力較強的情況下,發生蠕變和大的變形,發生松散、膨脹、碎裂、強度降低的現象。巷道開挖后,變形迅速,變形量很大,最大變形可以超過1000mm。
礦井自2005年建成投產以來在帶式輸送機的驅動方式選擇上經歷了許多挫折,投產初期工作面順槽帶式輸送機選用的是液體粘性軟起動裝置,選用的膠帶機型號是DSJ120/135/3X315,選用的液體粘性軟起動器型號為YNRQD450/1500,配套電機3X315kW,電壓10kV。該型號帶式輸送機我們在七個工作面安裝使用過,每個工作面回采時間大概6-8個月,第一個回采工作面安裝使用時因是首采工作面,地壓顯現不明顯,沒有曝露出來該帶式輸送機的缺點。到第二個回采工作面安裝使用時就給正常的生產帶來了很多困難,因底板變形多次調整帶式輸送機的驅動裝置。最嚴重的事故是發生在2302回采工作面,因底板變形將漲緊裝置的基礎給拉了出來,造成工作面停產二天進行搶修。從2302工作面開始將帶式輸送機的驅動峒室基礎進一步加固,將反底拱支護的U型梁改為U29,同時增設底錨。但確實因峒室的斷面過大,效果不太好,工作面回采過程中仍需要不斷對帶式輸送機的驅動裝置進行調整并找平找正。
礦井西部帶式輸送機最初選型是DTL140/3X450型,選用CST630KS型可控起動傳輸裝置,配套電機為YB560S2-4型,3X450kW,電壓10kV,該帶式輸送機擔負礦井西部的運輸任務,年運輸量為260萬噸左右。該帶式輸送機于2007年8月份安裝完并投入使用,因礦井為軟巖高地壓地質條件,由于膠帶驅動峒室橫斷面大,巷道及峒室極易變形,到2008年6月份膠帶驅動峒室及設備基礎已發生明顯變形,后多次擴修驅動峒室仍未解決問題。
膠帶機驅動峒室尺寸圖如圖1:
圖1 驅動裝置布置圖
3 現場問題解決
最后經多次調研及研究決定在帶式輸送機的中部重新掘徹膠帶驅動峒室及基礎,采用變頻調速驅動方式。在設備布置時充分利用變頻調速設備的優點,將設備峒室小型化及分散化,優化設備峒室的受力特性,采用變頻調速器后設備布置峒室如圖2:
圖2
2010年5月份重新安裝了四臺ZJT-400/1140BP型隔爆兼本安變頻調速裝置,采用四臺YB2-355M2-4型電機驅動,單機額定功率250kW,額定電流146.9A(1140kV),該系統起動時間設定為90S,最大起動轉矩可達到200%,無論負荷大小均可實現平穩起動,重載平穩起動效果明顯,并可輕松實現驗帶功能,尤其是延長托輥及滾筒的壽命,同時可根據帶式輸送機煤量大小來調整膠帶運行速度。
從投入運行到現在帶式輸送機的驅動峒室及驅動基礎未發生任何變化,設備也基本上未發生故障,主要原因是:
(1)電機與減速機采用直聯方式,極大地減小了驅動峒室的橫斷面積,提高了驅動峒室抵抗變形開裂的能力。
(2)控制裝置與驅動裝置布置方式更靈活,使峒室布局更科學合理,受力更均勻,提高了驅動峒室抵抗變形開裂的能力。
4 結語
從現場應用來看,采用隔爆變頻器一方面將大大提高皮帶機的可靠性,降低機械系統損耗,減少運輸系統的維護量,且節能明顯。另一方面能減小設備基礎及膠帶驅動峒室的斷面積,減少開拓工程量,設備峒室布置更科學、靈活、合理,提高設備基礎及驅動峒室抵抗開裂變形的能力,特別適用于高地壓軟巖地質條件下的礦井。
【參考文獻】
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關鍵詞:邁步自移轉載機 結構特征
1 橋式邁步自移轉載機在礦井中的作用
邁步自移轉載機安裝在采煤工作面平巷中,它的作用有兩個:一是將工作面刮板輸送機運出的煤,轉運到帶式輸送機上;二是通過轉載機與帶式輸送機搭接的變化,保證轉載機運輸的連續性,減少帶式輸送機拉伸輸送帶次數,縮短輔助工時,加快掘進速度,提高生產效率。
2 邁步式自移轉載機結構特點
2.1 橋式轉載機的基本組成
橋式轉載機主要由拱橋段、爬坡段與落地段三部分組成。拱橋段主要由架橋槽(槽體為箱式結構)組成。拱橋段的前端與機頭部聯接,后端與爬坡段的凸槽聯接。爬坡段由凸槽、調節槽、鉸接槽、凹槽組成,將貨載抬高,并與拱橋段組成一個剛性整體,后段的凹槽與破碎機的出料腔聯接。落地段由推座槽、抬高槽、調節槽、中部槽、卸料槽、機尾等組成。落地段的前段與破碎機的進料口聯接,后端與機尾聯接,除調節槽用啞鈴銷聯接外,其余各溜槽間均用螺栓聯接。
2.2 機頭
機頭部通過垂直銷軸與行走小車的安裝板聯接,使機頭部可繞此銷軸在水平方向上偏移一定角度。安裝板通過橫梁及水平銷軸與車架相聯,可在垂直方向允許一定偏轉。在小車前部還裝有卸載導料槽擋板及緩沖裝置,防止對輸送帶的偏載并減小對輸送帶的沖擊。行走小車支撐在可伸縮皮帶機自移機尾架的導軌上,用以實現二者的搭接和相對移動??缮炜s機頭架在刮板鏈上,在刮板鏈伸長或磨損造成松弛時進行微調張緊。
2.3 架橋槽、調節槽、鉸接槽、凸槽、凹槽
以上這五種槽子均是箱式結構,分別用中板、側板、底板等部件焊接而成的。架橋槽構成了轉載機主體部分的水平段;凸槽、調節槽、鉸接槽、凹槽構成了主體部分的爬坡段。凸槽、凹槽的中板與水平面有一定的夾角,形成了爬坡的角度。調節槽、鉸接槽是凸槽、凹槽的聯接部分,形成了爬坡上升的高度,主要起到調節高度的作用。鉸接槽能夠彎曲一定的角度(一般最大為68度),能保證凸、凹槽的順利平滑過渡,并能保證凸凹槽的順利聯接,同時釋放一定的力。
2.4 刮板鏈
刮板鏈為中心雙鏈形式,鏈子規格為30×108mm圓環鏈,鏈條間距為200mm,每段長為199個環,長度為21.6m,每10環處安裝一條刮板,即刮板間距為1080mm。刮板采用合金鋼鍛造刮板,組裝刮板時注意刮板大圓弧面與轉載機運行方向一致,在使用中應經常檢查螺栓是否松動,如有松動應立即擰緊。
2.5 調節鏈
調節鏈是用來調節刮板鏈的長度的,以適應輸送機的長度變化。調節鏈的結構形式完全與標準刮板鏈相同,只是每段的長度不同而已。
2.6 機尾部無傳動裝置,主要由推座槽、抬高槽、調節槽、中部槽、卸料槽、機尾等組成。推座槽、抬高槽、調節槽、中部槽、卸料槽、機尾構成機尾部的水平段,機尾是刮板鏈的回轉部位。機尾部通過發蘭與主體或破碎機相聯接。
2.7 自移裝置的組成,主要由推移缸、支撐缸、導軌和液壓管路等部件組成。
2.7.1 自移裝置的操作
先將支撐缸活塞桿推出,抬起轉載機落地段(250mm),利用導軌和地面的摩擦力,以地面導軌為支點將推移缸活塞桿推出,這樣,在推力的作用下,轉載機沿著導軌前進一個行程(1000mm),然后將支撐缸活塞桿收縮,轉載機落回地面,同時導向輪架將導軌抬離地面,然后將推移缸活塞桿收縮,導軌前進一個行程,這樣往復循環,從而實現邁步自移。
2.7.2 液壓操作系統
它由操縱閥控制轉載機支撐缸、推移缸,液壓缸以高壓乳化液為動力,液壓系統工作壓力要求為31.5mpa左右,支撐缸進液回路設有液控單向閥,以保證整體維持所要求的狀態,而不至在自重壓力下自行下落。轉載機管路應從同一側通過電纜槽到達指定位置。
3 橋式轉載機的推移方式
橋式轉載機與可伸縮帶式輸送機機尾段的搭接重疊及配合關系有兩類:一類搭接重疊長度較大,一般為10m~20m,有的可達30m以上,利用小轎車或本身配帶的自移機構拉移。當采空區運輸巷道維護時,工作面推進3m時移動一次,當采
區運輸巷道不維護時,轉載機與工作面刮板輸送機同步推進。當轉載機前移到搭接的極限位置時,必須縮短可伸縮帶式輸送機的有效運輸長度(后退式采煤),方可繼續移動轉載機。另一類是轉載機機尾與交叉側卸式刮板輸送機的機頭連接成一體,用工作面端頭支架推移千斤頂,同時推移工作面刮板輸送機和轉載機。
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一、傳統教學模式不足之處分析
長期以來,《機械設計基礎》課程我們采用的是傳統教學模式,教學主要分成兩大環節,即理論教學和實踐教學,先完成理論教學和相關的實驗教學,然后再進行《機械設計基礎課程設計》的學習。理論教學是根據教材章節的先后次序安排的,這種方法雖然有利于集中傳授書本中的知識,然而教材各章節之間缺乏聯系,學生不知道學這些知識有何用,傳統的教學法是教師講、學生聽,這種脫離實際運用的教學,“教、學、做”相分離的模式,讓聽的學生如同在云里霧里,做的時候也不知道如何去動手,學生學習積極性都不高。對各個知識點掌握不夠,而各個知識點之間的關系更加無法透徹地了解,到了課程設計環節,因為之前的內容,學生沒有真正地消化吸收,設計起來就很吃力。因此,教學改革勢在必行。
二、機械設計基礎課教學改革思路
我們按照基于工作過程系統化的思路,以能力培養為目標,圍繞培養學生的職業技能這條主線來設計教學內容及結構,理論知識以“必須、夠用”為度,簡化相關公式推導,注重應用性和實用性,注重培養學生的動手能力,合理安排理論知識傳授和學生動手實踐的比例,將原先的兩門課程融合為一門課程,理論與實踐穿行。設計了二個項目、一是汽車內燃機傳動裝置的設計,二是帶式輸送機傳動裝置的設計。
為完成這兩個產品的設計工作,我們重構課程結構,根據產品設計所需知識設計教學內容,開展課程學習。這樣做的好處是學生首先了解工作任務,為完成此任務需要學習的各知識點也明確了,使得原先看上去沒有關聯的章節,獲得了聯系,從而讓學生明確了學習目的,有了目標才會有動力,才會對學習產生興趣,才有學習積極性,才會對知識點學習得更加透徹。
每個項目我們都設計了任務、任務下面設計了子任務,從而將教材內容重新序化,以真實工作任務及過程為依據整合了教學內容,實現教、學、做一體化,運用任務驅動、項目導向的教學模式來組織教學,改變傳統教學模式的弊端。這種教學模式符合行業和企業對人才職業能力的要求。
三、將項目教學法貫穿于整個教學過程中
教學實施前,首先對學生進行分組,根據學生的特長與能力劃分組,每組由6人左右組成,各組有負責人一名,負責制定計劃、分配任務、協調與監督實施等各個方面的工作。課內、課外各環節都以小組活動形式來共同完成項目任務,從而彌補傳統教學中的不足,最終讓學生在有限的學習時間里既學習和運用需要掌握的知識和技能,又激勵和引導學生汲取實踐知識和職業技能。下面以項目二是帶式輸送機傳動裝置的設計中的一個任務――輸送機V帶傳動的設計為例介紹運用項目教學法。
我們通過重新序化教材內容,將此任務下設了帶傳動類型認知、輸送機V帶傳動的設計、帶輪設計三個子任務。每個子任務都設計了學生工作頁,工作頁中有任務布置、任務引導、基本概念、任務計劃、實施及檢查、評估。學生工作頁在上課前發給學生,讓學生提前了解任務內容,熟悉工作任務,如:帶傳動類型認知這一子任務,學生可以通過自學、上網、上圖書館等方式收集資料,了解帶傳動的各種類型的特點及應用。通過學生在項目進行前的準備,提前自學與項目有關的知識,預習相關內容,為進行項目教學做好充分準備,提高了教學效率;我們教學是在實訓室里進行,在課堂上再對照實訓中陳列的帶傳動機構展柜及含有帶傳動機構的傳動裝置進行觀察,通過多媒體課件進行展示、以動畫的形式讓學生觀看各種帶傳動的實際應用案例,學生在課堂上可以上網查找,在任務實施過程中,讓學生去使用、觀察、思考、討論、總結,在實際動運用中去體會、感受和領悟, 學生都能很好地完成工作任務;任務完成后,由學生進行自評、互評、及時指出問題所在,及時修改,學生通過自評和互評,進一步鞏固所掌握的知識,同時得到啟發。最后由教師提問,學生回答的方式進行總結,教師進行評價,順利地完成任務,達到教學目標的要求。
項目教學法是通過“項目”的形式來進行教學,它能較好的將理論和實踐結合在一起,是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”,改變了以往“教師講,學生聽”被動的教學模式,是典型的以學生為中心的教學方法,充分調動學生的學習積極性,讓學生體會到自己是課堂的主體,教師的一切活動是以學生為中心的。項目教學法將課堂為中心轉變為以實際操作為中心,學生由被動接受變為主動汲取、探索,鼓勵學生運用已有的知識完成項目的同時,尋找新的解決問題的方法和途徑,推動學生主動性。提高學生對所學知識的綜合應用能力,從而創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。
關鍵字:廣泛、應用、措施、分析
中圖分類號: TH222文獻標識碼:A 文章編號:
工業用皮帶輸送機是一種通過摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械設備,它主要由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等部件所組成。皮帶輸送機除進行純粹的物料輸送外,還可以與各生產流程中的工藝過程的要求相配合,形成有節奏的流水作業運輸線。皮帶輸送機是最理想的高效連續運輸設備,與其他運輸設備(如機車類)相比,具有輸送距離長、運量大、連續輸送等優點,而且運行可靠,易于實現自動化和集中化控制。皮帶輸送機在安裝以及運轉時出現的故障問題具有一定的規律性,下面就皮帶輸送機皮常見的故障進行分析。
皮帶輸送機在安裝過程中出現的跑偏問題
皮帶輸送機機架歪斜對跑偏的影響
若在皮帶輸送機安裝過程中,皮帶機的中心線安裝不正,即使頭尾調正后,中間部位的跑偏也是很難改正過來,這是由于皮帶輸送機機架中心線歪斜和架體兩側高程不一樣所造成的,這樣會形成嚴重的跑偏問題,所以工程安裝人員在安裝皮帶機時,應該檢查皮帶機架體兩側結構高程是否一樣,如果不一樣應該加以調正;另外,機架安裝人員也要樹立較強的工作責任心,嚴格控制好機架高程,為后續安裝單位安裝皮帶輸送機做好基礎性工作。
皮帶輸送機輸送帶的接頭不平直對跑偏的影響
皮帶輸送機安裝過程中會出現輸送帶接頭不平直的情況,這樣會使皮帶后張力分布不均勻,由于張力影響,皮帶會往張力較大的一側運動,造成皮帶跑偏的現象。為了避免這樣的現象發生,皮帶輸送機安裝人員在安裝過程中可以通過調整傳動滾筒或者改變滾筒兩邊的張緊力來消除這種現象。
導料槽兩側的橡膠板壓力不均勻對跑偏的影響
當導料槽兩側的橡膠板壓力不均勻時,也可以造成皮帶兩邊運行阻力不平衡,會使皮帶機的皮帶出現跑偏現象,對于此類情況,需要對兩側橡膠板的壓力進行調整,調整兩側平衡為止。
滾筒安裝不正對跑偏的影響
頭部驅動滾筒或者尾部改向滾筒的軸線與輸送機中線不垂直,也可以使皮帶運轉過程中在滾筒位置出現跑偏的現象。針對于此種情況,應該將跑偏方向的軸承向前移動。對于尾部滾筒,調整跑偏方法與頭部滾筒調整方法相反。在調整驅動或者改向滾筒前,應該先確認正確安裝位置。由于傳動滾筒的調整距離只有10至30mm,所以我們先對傳動滾筒的軸心線進行調整,使之與皮帶輸送機長度方向垂直,然后通過螺旋或者垂直拉緊裝置來調整尾部改向滾筒軸承的位置,反復調整,直至達到較為理想的位置。
皮帶輸送機在運轉過程中出現的跑偏問題
滾筒直徑尺寸不一致對跑偏的影響
由于制作過程中形成的誤差以及正常磨損形成的誤差,滾筒外表面滾筒直徑尺寸會出現不一致的情況,這時皮帶機在運行過程中皮帶會向直徑較大的一側偏移,形成跑偏現象。為了解決這樣的問題,需要及時拆掉滾筒并重新加工包膠直到滿足運轉要求為止。
皮帶機運轉后,皮帶松弛對跑偏的影響
在皮帶機正常運轉一段時間后,由于張力的影響以及正常損耗,皮帶會出現松弛的現象,皮帶的張緊力就會降低很多,此時就很容易使皮帶機出現跑偏現象。
皮帶上面所承載物體重量分布不均對皮帶機跑偏的影響
皮帶上面理想的面荷載是均勻分布的,但是這樣的情況在現實皮帶機運轉過程中幾乎是不可能出現的。所以皮帶上面的分布荷載大小也是不均勻的,這樣會造成皮帶每個位置所承受力量不同,這主要是由于皮帶機上面的料在下落方向以及下落位置不正確所引起的,如果料偏到左側,皮帶就會向右跑偏;如果料偏到右側,那么皮帶就會向左跑偏。所以應該控制好皮帶機上面料的下落方向以及下落位置。
另外,皮帶機在運轉過程中的機械振動是正常的,但是由于速度加快,振動就加快,當皮帶兩側振幅不一致時,皮帶就會出現跑偏的現象。
針對皮帶運轉過程中形成跑偏的解決措施
調整皮帶機托輥組前后位置以及兩側的高低來解決跑偏問題
對于機架歪斜、物料分布不均勻以及機械振動等原因形成的跑偏可以采用如下方法對皮帶進行糾正跑偏處理:把托輥支架的安裝改成長孔并加上調整墊片,這樣可以改善調整幅度。皮帶偏向哪一個方向,就把托輥組朝皮帶運行的方向進行前移,或者把另外一側向后方移動,直到調整到合理位置為止。
安裝自動調心托輥組
每隔6至10組托輥組安裝一組自動調心托輥,這樣可以通過阻擋或者托輥在水平內方向轉動阻擋、產生橫向的推力使皮帶自動向心,從而達到調整皮帶跑偏的目的。
調整皮帶的張緊程度解決皮帶跑偏
針對皮帶松弛以及機架歪斜所引起的皮帶跑偏可以采用如下方法進行糾偏:垂直張緊處上部的兩個改向滾筒除了應該與皮帶長度方向垂直外,還應該垂直于重力垂線。張緊滾筒在皮帶運轉過程中,兩個軸承座應該同時平移,這樣會保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。
另外,隨著技術以及科技的進步,托輥組研究發展也是日新月異,出現了前傾型的結構以及空載托輥組有V型結構。這樣的托輥組可以有效緩解皮帶跑偏的現象,這樣的新設備應該在一些工礦企業大力度推行。
皮帶輸送機運轉過程中出現撒料情況的處理
皮帶輸送機在正常運轉過程中會出現撒料的情況,這個現象是很多皮帶機共有的現象??傮w說,皮帶輸送機撒料的原因也是多方面的,幾種常見的皮帶輸送機撒料的原因:
1、 皮帶輸送機轉載點處的撒料
撒料原因分析:轉載點處撒料主要是在落料斗,導料槽等處。如皮帶輸送機嚴重過載時,它的導料槽擋料橡膠裙板損壞,導料槽處鋼板設計時距皮帶較遠橡膠裙板比較長使物料沖出導料槽。上述情況可以在控制運送能力上,加強維護保養上得到解決。
2、 帶式輸送機的凹段皮帶懸空時撒料
撒料原因分析:撒料原因凹段皮帶區間當凹段曲率半徑較小時會使皮帶產生懸空,此時皮帶成槽情況發生變化,因為皮帶已經離開了槽形托輥組,一般槽角變小,使部分物料撒出來。
因此,在設計階段應盡可能地采用較大的凹段曲率半徑來避免此類情況的發生。如在移動式機械裝船機、堆取料機設備上為了縮短尾車而將此處凹段設計成無圓弧過渡區間,當皮帶寬度選用余度較小時就比較容易撒料。
3、 皮帶輸送機皮帶跑偏時的撒料
撒料原因分析:皮帶跑偏時的撒料是因為皮帶在運行時兩個邊緣高度發生了變化,一邊高,而另一邊低,物料從低的一邊撒出,處理的方法是調整皮帶的跑偏。
為此,需要經常性對皮帶機進行保養和維護,每天檢查傳動馬達以及減速機是否運轉正常,皮帶是否松動,當發現松動應該及時調整;每個月應檢查皮帶是否拉長,若是拉長,需要趕緊更換新皮帶;并要及時檢查皮帶內側是否有雜物,當發現應該趕緊清除;每個月要檢查傳動鏈輪與鏈條的吻合度,并及時調整;每個月要及時檢查滾筒轉動是否靈活,上面是否沾料,并及時清除;每個月要用氣槍吹去控制箱內灰塵,防止故障的發生;每年做一次大保養,嚴格檢查配件損壞程度。
皮帶機出現的跑偏以及撒料現象會對企業正常生產產生一定的影響,設備維修人員應該定期或者不定期對皮帶機進行維護和保養,使設備在良好狀態下運轉。
參考文獻:
【關鍵詞】微處理器;智能分揀系統
一、引言
近20年來,隨著經濟和生產的發展,商品趨于“短小輕薄”,流通趨于小批量、多品種和準時制,各類配送中心的貨物分揀任務十分艱巨,分揀作業已成為一項重要的工作環節。我國目前多數配送中心和物流企業都是人工分揀。顯然,隨著分揀量的增加、分送點的增多、配貨響應時間的縮短和服務質量的提高,單憑人工分揀將無法滿足大規模配貨配送的要求。
同時,隨著電子商務和網購的快速興起,也給我國的物流快遞行業帶來了前所未有的機遇和挑戰[1]。“快遞不快”成為制約我國目前電子商務發展的一大瓶頸。電子商務市場放大了傳統商業模式下的銷量波動,普遍采用人工分揀的傳統快遞企業根本難以應對。
然而,國外一些大中型配送中心,大多采用智能分揀系統進行分揀,充分發揮了智能分揀技術分揀速度快、分揀點多、差錯率極低、效率高和基本上實現無人化操作的優勢。智能分揀系統已成為大中型物流中心、配送中心和流通中心不可缺少的部分,在物流業中得到廣泛的應用。智能分揀系統可以實現分揀的自動化、降低工人勞動強度的目的,有效降低分揀錯誤率、加快分揀速度、提高作業率和降低相關作業成本。
二、智能化分揀系統
1.系統的組成
如圖1所示,智能化郵包分揀系統由上件裝置、分揀裝置、信號識別裝置、傳動鏈、分揀格口、計算機控制系統組成。
圖1 智能化分揀系統示意圖
(1)上件裝置
上件裝置是將貼有條形碼的包裹輸送到分揀裝置上,控制上件裝置的速度使之與傳動鏈牽引保持同步,以便包裹準確地輸送到分揀裝置上。
(2)分揀裝置
分揀裝置有很多種,如推出式、浮出式、傾斜式、輸送式、分支式等,不同的分揀裝置對分揀的貨物有不同的要求[2]。本文介紹1條小型的帶式輸送機作為分揀裝置,其主要由電動滾筒、轉向滾筒和輸送帶組成。其中電動滾筒為動力裝置,其根據計算機控制系統發出的指令運作,將分揀裝置上的包裹輸送到指定的格口中。
(3)信號識別裝置
信號識別裝置的作用是識別、接收待分揀包裹上條形碼的信號,根據信號要求指示,分揀裝置分揀包裹到指定的分揀格口中。信號識別有多種方式,如人工輸入、色碼掃描、鍵盤輸入、條形碼輸入、重量檢測、語音識別、形狀識別及高度檢測等[3]。將這些信號輸入到計算機系統中,根據這些信號來決定某一種物品該進入的分揀格口。在本文中介紹所要分揀的貨物是貼有條形碼的包裹,信號識別裝置采用全向條形碼掃描儀。由于要求分揀速度快,條形碼信號的掃描為在線掃描。結合本系統的特點和要求以及條形碼掃描儀的價格等因素,選用新大陸系列NLS-FM-001固定式激光全自動掃描儀。
(4)傳動鏈
傳動鏈是系統中所有分揀裝置運行的動力源,牽引帶式輸送機和包裹運行。
(5)分揀卸貨道口
分揀卸貨道口是分揀物品脫離主輸送機進行集中的通道,一般由鋼帶、皮帶、滾筒、容器等組成滑槽,使物品從分揀裝置滑向集中站臺或其他接口設備。它的形式各種各樣,主要取決于分揀方式和場地空間。一般采用斜滑道,其上部接口設置動力輥道,把被揀商品“拉”人斜滑道。斜滑道可看作是暫存未被取走貨物的場所。當滑道滿載時,由光電管控制、阻止分揀貨物再進人分揀道口。此時,該分揀道口上的“滿載指示燈”會閃爍發光,通知操作人員趕快取滑道上的貨物,消除積壓現象[4]。一般自動分揀系統還設有一條專用卸貨道口,匯集“無法分揀”和因“滿載”無法進人設定分揀道口的貨物,以作另行處理。有些自動分揀系統使用的分揀斜滑道在不使用時可以向上吊起,以便充分利用分揀場地
(6)計算機控制系統
計算機控制系統的作用是對掃碼器所采集的信息進行處理,并采用單片機控制分揀裝置的運轉,以保證信息處理和物品分揀的可靠性。它是向分揀機的各個執行機構傳遞分揀信息,并控制整個分揀系統的指揮中心。自動分揀的實施主要靠它把分揀信號傳送到相應的分揀道口,并指示啟動分揀裝置,把被揀商品推人道口內。
2.系統的工作原理
包裹上均貼有條形碼,由上件裝置將包裹輸送到分揀裝置上,分揀輸送機由鏈條牽引,在分揀軌道上移動,經過條形碼掃描器時,包裹分揀信息被條形碼掃描器采集并傳輸到計算機控制系統中,進行數據分析處理。單片機控制、計算包裹到達指定分揀格口所需要的時間,以便于包裹到達分揀道口時計算機控制系統發出信號,通過控制電動滾筒啟動帶式輸送機,將包裹分揀到指定格口,達到分揀的目的[5]。
三、控制系統的硬件部分
1.主控制系統
由條形碼掃描器采集到的信號通過標準的RS-232C串行口輸入到單片機中,單片機將包含有分揀信息的信號與存儲在其內的分揀信息及對應的分揀口地址進行比較。從比較得到分揀口的地址時開始計時,計時結束后啟動對應的輸出口,單片機的P1口接通驅動電路,在對應的輸出口啟動固態繼電器,從而啟動帶式輸送機的電動滾筒,進行包裹分揀作業[6]。由于條形碼掃描器的首讀率和分辨率都很高,所設計的自動分揀系統很少出現未能分揀的包裹。對于偶爾出現的未分揀的包裹,可采用人工分揀的方法輔助處理。
2.條形碼識別系統
條形碼系統的組成如圖2所示,主要包括掃描系統、信號整形系統、譯碼系統和計算機。掃描系統由光學系統及探測器(光電轉換器)組成,完成對條形碼的光學掃描,并通過光電探測器,將掃描的光信號轉換成電信號。信號整形部分由信號放大、濾波、波形整形組成,功能是將條形碼的光電掃描信號處理成標準電位的矩形波信號,高低電平的寬度和條形碼符號的條空尺寸相對應。譯碼部分一般由嵌入式微處理器組成,功能是對條形碼的矩形波信號進行譯碼,其結果通過接口電路輸出到條形碼應用系統的數據終端。
圖2 條形碼識別系統的組成
條形碼掃描器工作原理為:由光源發出的光線經過光學系統照射到條碼符號上面,被反射回來的光經過光學系統成像在光電轉換器上,使之產生電信號,信號經過電路放大后產生模擬電壓,它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比,再經過濾波、整形,形成與模擬信號對應的方波信號,經譯碼器編譯為計算機可以直接接受的數字信號[7]。光電傳感器是將光信號轉換為電信號的器件,其在系統中的作用是用于檢測是否有貨物通過傳送帶,配合各分揀執行機構動作。
3.分揀機構
智能分揀系統的分揀部分采用往復式氣缸傳動裝置。目前最常選用的是標準氣缸,其結構和參數都已系列化、標準化、通用化。水平伸縮氣缸選用單活塞桿雙作用氣缸。單活塞桿雙作用氣缸一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等組成[8]。其工作原理:當左側無桿腔進氣,右側有桿腔排氣時活塞桿前伸,反之,活塞桿回縮。氣缸式的執行機構動作比較穩定,易于維修,控制過程簡單,所以有一些物流包裹分揀系統執行機構選擇氣缸推動式。
四、結論
快遞業的行業性質決定了它與我國經濟發展的并駕齊驅,隨著國民經濟水平的提高,傳統的購物方式已不能滿足人們日益增長的消費需求,同時,網購也應運而生。而智能分揀系統與傳統的人工分揀相比,不但節約人力資源成本,而且具有成本低、效率高等優點,緩解了當代快遞業“快遞不快”的問題,特別適合中小型快遞公司對物流配送貨物分揀的需要,具有廣闊的推廣價值和市場前景。智能化程度高可完全替代人工作業,將工人從繁重的勞動中解脫出來。
參考文獻
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關鍵詞:機械設計基礎課程;教學探索與實踐;教學方法;教學手段
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)20-0207-02
機械設計基礎課作為高等職業教育機電類各專業重要的技術性基礎課程,對于提高學生的實踐與創新能力起著非常重要的作用。本課程的學習,旨在培養學生對常用機構基本結構的分析、機械零部件選用及設計能力,使學生初步獲得正確的管理、使用和維護機械的基本知識和要領,為后期專業課的學習以及從事本專業相關工作的可持續性發展打下良好的基礎。探索并采用與專業及課程特點相適應的教學內容、教學過程、教學方法和教學手段,是提高教學質量之關鍵。本文根據機械設計基礎的課程特點,就如何精選教學內容、正確采用各種先進的教學方法和手段,進行了探索與實踐。
一、優化課程教學內容,培養學生工程素質
據教育部16號文件對高職機電類專業培養“高素質技能型人才”的人才培養目標,結合行業企業對人才職業能力的需求,優化教學內容,教學內容的選取以突出適用性為原則。機械設計基礎的課程特點是理論性強,涵蓋了機械原理、機械設計、工程力學等方面內容,知識點比較多,同時這門課程還具有很強的應用性和實踐性,在教學安排時,應適當調整理論教學時數,增加一定的實踐教學時數。
1.精選并更新理論教學內容。在教學內容的選取上調整思路,強調基本知識、基本原理和基本方法,注重理論知識與工程實際應用相融合。從實際應用出發,圍繞機器組成,以工程實際項目及創新能力培養等為主選取知識點;以機構分析、零件選用、機械傳動及創新設計為主線,引入能體現機械設計現狀的、與日常生活和實際生產相關的新型機構及現代機械設計方法等最新成果,突出技術發展前沿,拓寬知識面,豐富課堂信息量,調動學生學習的興趣及積極性,提高教學效果,完成課程教學及學習目標。
2.貼近工程,增加實踐教學內容。接觸本門課程前,學習學生對機械的了解局限于生活之中,缺少工程觀念,缺乏抽象思維,無法將理論知識和工程實際相結合,但是他們的共性是好奇心強,很容易被新鮮事物所吸引。針對這一現狀,我們在教學中穿插一定的實踐教學環節。例如,開課前安排學生參觀機構與刀具陳列室,機械原理及機械傳動陳列室等;開課三周后,安排學生現場參觀典型機械產品和現代化機械加工設備,并進行機械拆裝實訓,課程學習最后階段安排實踐性創新設計等。這一環節,使學生深切感受到工程,建立工程觀念,實現理論與實踐的有機融合,為課程的深入學習奠定必要的基礎。
3.教學內容的組織與實施。機械設計基礎課程的特點是各章節內容的關聯性少,學生一接觸本課程就會產生“沒有系統性”、“邏輯性差”等錯覺。針對這一現狀,教師應該怎么教?學生應該怎么學?在教學內容的組織和實施過程中,遵循由易到難、由簡單到復雜、由具體到抽象的原則,對學生引導鼓勵。針對需要解決的難題,采用教師引導,學生分組分析討論的措施,調動學生的主觀能動性,使學生成為課堂的主體,將教、學、做融為一體,激發學生的學習興趣。
二、改進教學方法,培養學生的學習能力
在教學過程中,怎樣才能把以教師為中心轉變為以學生為中心,怎樣才能充分調動學生自主學習興趣和學習能力,是我們一直在思考和探索的問題。高職學生比較習慣和適合感性認知的教學方式,因此在課堂教學中,應以精講多練為原則,以啟發式教育為主,同時注重采用“對比式”、“案例式”、“演示法”、“現場教學式”等多種教學方法,對理論性較強的內容,可結合工程案例的分析進行講解,以理論的應用為切入點,使學生能對基本概念有較具體的認識。對實踐性較強的內容,則采取任務驅動、學做合一、行動導向的現場教學法等,強調以知識為載體,培養學生發現問題、理解問題、分析問題、解決問題的思維方式與方法。
1.啟發式教學法。啟發式教學重在調動學生“學”的積極性。在教學過程中,聯系工程實際,充分調動學生學習的主動性和積極性,啟發學生積極思考問題,加深對基本知識的理解和掌握,并在求解過程中進一步思考,培養創新意識,取得良好的效果。例如在講解“機構的死點”內容時,首先播放縫紉機的工作過程以及飛機起落架在降落和起飛時相關工作視頻與動畫,繼而拋出問題:飛機著陸時其起落架為什么能穩固地支撐在地面,起飛時又是怎樣收縮回機身的呢?縫紉機腳踏板機構在工作時為什么會出現瞬間卡死甚至反轉現象,又是怎樣克服“卡死”而繼續工作的?等等。學生進行觀看視頻并思考,隨后在與學生相互討論的基礎上展開授課,引導學生對機構的運動進行分析,找出機構死點位置,引出“死點”概念,并對工程中眾多實例進行剖析與歸納,說明“死點”在工程中的利用以及傳動中“死點”的克服方法。合理的啟發式教學法能使枯燥的理論知識與實際生活相結合,使“教”與“學”的過程具體又生動,使學生在主動學習的同時更加深刻地理解并掌握相關概念及原理,提高課堂效率。
2.對比式教學法。對比分析法是通過相關類型的對比激發學生積極思維,加深對各種事物和現象相互聯系的系統化認識,并學會類似問題的處理方法。例如:在學到壓力角的內容時,打破以往傳統的授課順序,先引出壓力角的概念,再將齒輪的壓力角、連桿機構的壓力角、凸輪機構的壓力角等加以對比,分析壓力角在機構中的共性,判斷壓力角在每種機構運動過程中所起的作用、機構傳動過程中壓力角的瞬時變化情況以及對機構傳動的影響等,掌握在機構設計時壓力角的大小控制等問題。又如:在講到凸輪機構從動件的運動規律時,將常見的等速運動、等加速等減速運動、余弦加速度運動、正弦加速度運動等幾種運動規律通過運動方程及運動線圖進行分析比對,明晰每種運動規律的運動特點,總結其應用范圍,加深理解,便于記憶。在機械設計課程教學中正確使用對比式教學方法,不但使學生易于掌握機械知識,在培養學生思維方式和創新意識方面也起著重要的作用。
3.案例式教學法。實行案例教學的宗旨是為了使學生成為教學的主體,有針對性地培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力與意識。例如:在講解齒輪嚙合傳動時,首先給出汽車變速箱的工程案例,通過對傳動過程的仿真模擬,實現對嚙合傳動的感性認識,掌握嚙合傳動的基本原理、類型及其在工程中的應用。通過案例引導學生分析討論,學生可以獲得初步的感性知識,以便于后續知識的學習與理解。
4.演示教學法。通過展示各種實物裝置、模型、錄像等進行的演示法教學,學生可以通過觀察獲得對機構與機器等的感性認識,促進學生對所學內容的理解與掌握。機械設計課程教學中,對于比較抽象的知識點,例如,對于聯軸器與離合器的學習,就可采用演示法教學,首先通過爆炸圖及動畫對聯軸器及離合器的結構及工作過程進行分解演示,學生對聯軸器與離合器進行感觀上的認識,了解聯軸器及離合器的構成和應用,再進行理論講解,使復雜問題簡單化、直觀化,使單調死板的課堂趣味化。
5.現場教學法?,F場教學法是將抽象性的、不易理解的理論知識以現場實物的形式進行直觀展現并進行講解,使學生在親身體驗中學習知識、完成任務;例如在執行“帶式輸送機傳動裝置”的設計任務時,通過“觀看帶式輸送機傳動裝置工作視頻―教師現場示范拆裝并現場講解―學生分組拆裝并現場提問―小組討論,歸納總結”四步走的方法,學生可以掌握帶式輸送機傳動裝置的基本組成、工作原理以及設計時應該注意的事項,然后結合所學知識,在教師的引導下完成設計工作任務。現場教學法重在使學生在提高動手能力及實踐操作能力的同時加深對知識的理解與掌握。
三、合理采用現代化教學手段,提高教學效果
機械設計基礎課程實踐性很強,課程內容包括機構工作原理、機械傳動等,傳統的、以教師為中心、語言加粉筆的教學模式需要教師花費大量的課堂時間來表達講解,課堂信息量較少,無法從根本上解決少課時多內容等矛盾。
隨著計算機技術的應用與普及,廣泛采用多媒體技術與手段,充分利用多元化現代技術與多媒體相結合,針對相關知識特點,采用形象逼真的動畫、爆炸圖、圖片等制成PPT、CIA教學課件或教學視頻,虛實結合,教學過程中給學習者以強烈的視覺沖擊,變抽象教學為直觀教學,不僅擴大了課堂信息量,而且使教學內容更加形象、生動,學生興趣高,教學效果好。
多媒體教學和傳統教學手段各有所長,不能互相替代,所以在采用現代化教學手段的同時,應以傳統教學手段的成熟模式為框架,根據教學內容的特點及學情不斷調整,靈活運用,實現媒體教學和黑板板書教學有機結合,達到最佳教學效果。
四、結語
職業教育改革的目的是提高教學質量,而采用科學的教學方法和手段是提高教學質量的突破口。教無定法,只有結合課程內容和學情特點,不斷挖掘并總結合理的教學方法和教學手段,才能獲得更加理想的教學效果,提升人才培養質量。
參考文獻: