帶式輸送機是(shi)一(yi)種(zhong)應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan)的(de)複(fu)雜(za)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)。隨(sui)著(zhe)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)向(xiang)大(da)型(xing)化(hua)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)，對(dui)大(da)型(xing)輸(shu)送(song)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)計(ji)係(xi)統(tong)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)要(yao)求(qiu)，應(ying)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)將(jiang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)輸(shu)送(song)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)，縮(suo)短(duan)設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)，實(shi)現(xian)設(she)計(ji)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)優(you)化(hua)。
本文應用最新的計算機輔助設計技術，開發基於CEMA標準的大型帶式輸送機設計係統。係統采用麵向對象的軟件開發技術，將輸送機的設計功能及結構部件模塊化，依據最新的CEMA標準的設計流程，對輸送機係統各部分進行優化設計，主要包括初始圖形建模、整體布置、參數計算分析、校核以及輔助選型等。應用可視化動態圖形組件技術和數據庫技術，具有動態圖形化輸送機側形設計、建模和強大的部件數據庫及庫管理功能，能夠進行輸送機關鍵部件的優化選型和參數分析、可(ke)視(shi)化(hua)計(ji)算(suan)和(he)校(xiao)核(he)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)表(biao)明(ming)采(cai)用(yong)本(ben)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)大(da)型(xing)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)設(she)計(ji)，設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)，設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)縮(suo)短(duan)，實(shi)現(xian)了(le)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)設(she)計(ji)參(can)數(shu)的(de)優(you)化(hua)。
1、輸送機係統及其設計流程
1.1輸送機係統
輸送機係統是一種應用極為廣泛的複雜的機電係統。主要由輸送帶、進料裝置、拉緊裝置、滾筒、托輥、卸料裝置、電機和清掃器等組成。如圖l所示為幾種典型的水平運輸的輸送機係統布置圖。
1.2輸送機係統設計流程
輸送機係統的設計，主要包括：
(1)輸送機側形設計。
(2)根據物料參數和運量要求確定驅動形式、輸送帶（帶寬、帶速、類型及上下覆蓋膠厚度）、托輥（結構、輥徑、數目等）、滾筒（類型、直徑、包角等）。
(3)計算張力和功率。
(4)確定電機數量、製動器、拉緊裝置、清掃器。
輸送機係統設計的一般流程如圖2所示。
1.3輸送機係統設計標準
帶式輸送機係統的機械結構雖然簡單，但是隨著輸送機運量、運速和運距的提高，大型帶式輸送機係統應用出現了一些嚴重問題，如跑偏、縱向褶皺、漂帶、動力故障等。因此，在大型輸送機係統設計時，必須應用先進的分析係統，結合CAD技術對其基本運動、shouliheqiangdujinxingxiangxidijisuanfenxi，bingjinxinggengjiaxizhishenrudedongtaixiangyingfangzhenjisuanhefenxi，yibianduishijiyunxingzhongkenengchuxiandegezhongguzhangjinxingshenruyanjiu，tigongzuijiajiejuefangan，cujinshusongjixianganquan、穩定、高效、節能方向發展。
帶式輸送機係統的設計標準有很多種，如國際標準IS05048，美國標準CEMA，德國標準DIN22101，以及我國的GB/T17119 - 1997等等。
1.4輸送機係統設計依據
在設計之前需要充分了解對設備的要求，這些要求就是設計的依據。主要包括：(1)運量：料流均勻時能夠直接給出運量；料流不均勻時可以考慮給出料流量的基本統計數據，根據經濟分析確定是否增設料倉。(2)輸送機線路的詳細尺寸：包括最大長度、傾角及提升高度，直線段、曲線段的尺寸和連接尺寸等。(3)物料的性質：鬆散密度、安息角、物料的粒度和最大塊度情況（塊度的均勻適度是否經過篩分）、物料的濕度、磨損性、粘結性和摩擦係數。(4)工作條件和環境狀況：露天或室內、環境濕度、環保要求、移動或固定、伸縮要求。(5)給料和卸料方法。(6)工作製度：每天的運轉時間、每年的工作天數、輸送機的服務年限要求等。(7)設計要求：輸送帶的最大撓度要求、運行阻力係數、輸送帶和滾筒的摩擦係數、輸送帶的安全係數。
2、設計軟件結構及功能
帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)複(fu)雜(za)，涉(she)及(ji)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)儲(chu)存(cun)和(he)管(guan)理(li)。因(yin)此(ci)，研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)基(ji)於(yu)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)計(ji)技(ji)術(shu)的(de)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)設(she)計(ji)係(xi)統(tong)，需(xu)采(cai)用(yong)麵(mian)向(xiang)對(dui)象(xiang)的(de)編(bian)程(cheng)技(ji)術(shu)和(he)具(ju)有(you)圖(tu)形(xing)功(gong)能(neng)的(de)、方便易用的、所見即所得的、具有強大數據庫管理功能的開發環境。
2.1開發環境
本設計係統采用C++語言作為編程語言。運用C++語言麵向對象、可視化快速應用程序開發和直接數據庫訪問等特點，開發基於Windows操作係統帶式輸送機係統設計軟件。
帶式輸送機設計中涉及大量標準及其選型數據，因此係統采用基於數據庫技術的軟件開發方法。數據庫采用微軟的Access數據庫。Access數據庫屬於文件型數據庫，對操作係統要求低，每個數據庫文件可以包括多個數據表，操作使用方便。係統使用了2個數據庫文件。一個是係統數據庫文件，用於保存CEMA標準參數、部件型表和設計模板等，供設計選型使用。另一個是項目數據庫文件，為每個設計項目創建，用於保存該項目的設計參數、分析棋型和計算分析結果數據等。
2.2軟件結構
本設計軟件的最終目的就是要實現帶式輸送機各部件的最優選擇、張力的最優分配、功率的最優配置等，成為一套完整的輸送機係統設計軟件。
按功能來劃分模塊，設有一個主模塊。主模塊通過調用關係將其他模塊組織起來，同時通過全局變量和數據庫將各個模塊聯係起來。
2.3側形設計
確que定ding現xian場chang工gong作zuo條tiao件jian和he輸shu送song物wu料liao後hou，根gen據ju地di形xing和he物wu料liao屬shu性xing利li用yong計ji算suan機ji圖tu像xiang處chu理li和he圖tu形xing建jian模mo技ji術shu建jian立li輸shu送song係xi統tong模mo型xing，即ji側ce形xing設she計ji，模mo擬ni輸shu送song機ji工gong作zuo過guo程cheng。根gen據ju輸shu送song機ji幾ji何he尺chi寸cun、傳動滾筒數量、拉緊裝置結構和卸料方式的不同，可布置成多種側形。
側形設計建立了常用輸送機零部件的動畫組件，包括輸送帶、料鬥、驅動滾筒、改向滾筒、壓麵滾筒、翻帶裝置等，如圖4所示。對輸送機運行狀態進行仿真，形象地展示所設計的輸送機在啟動、額定運行、停機和製動等工況下的運行情況。確定側形設計後，將結果導入設計數據庫供後續設計計算用，即產生主界麵中的“分段”數據。
2.4輸送帶設計
輸送帶設計界麵（圖略），主要對輸送帶的相關參數進行設計，確定輸送帶型號。“用戶輸入區”的參數需要設計人員根據側形設計和物料要求來確定，包括設計運量、中間輥輸送帶差值、帶速、帶寬、上下覆層厚度、允許下垂度等參數。或在“數據庫導入區”打da開kai輸shu送song帶dai數shu據ju庫ku，初chu步bu選xuan定ding輸shu送song帶dai型xing號hao，並bing將jiang選xuan定ding參can數shu導dao入ru輸shu送song帶dai設she計ji界jie麵mian。該gai輸shu送song機ji部bu件jian數shu據ju庫ku中zhong包bao含han世shi界jie各ge國guo有you關guan輸shu送song機ji部bu件jian的de大da量liang數shu據ju，可ke以yi直zhi接jie選xuan用yong，也ye可ke以yi自zi行xing通tong過guo數shu據ju庫ku管guan理li界jie麵mian建jian立li自zi己ji的de數shu據ju庫ku。
經計算可以得到帶重、額定張力、導料槽寬度係數、導料槽物料深度、物料重量、輸送帶標準邊角距、輸送帶實際邊角距、滿載運量等參數。
2.5驅動設計
驅動設計界麵如圖5所suo示shi，主zhu要yao對dui驅qu動dong的de相xiang關guan參can數shu進jin行xing設she計ji計ji算suan。所suo有you值zhi的de改gai變bian都dou會hui刷shua新xin數shu據ju庫ku中zhong的de數shu據ju表biao，且qie可ke以yi實shi時shi在zai界jie麵mian上shang方fang的de表biao格ge中zhong顯xian示shi出chu來lai。主zhu要yao驅qu動dong參can數shu包bao括kuo：驅動序號、滾筒工況、包麵類型、載荷比例、啟動轉矩係數等。
經計算、校核得到冬、夏季輸送機滿載、空載或定載時，承載段和回程段啟動、平穩運行、自由停機、製動等工況下的張力曲線，以及輸送帶、托輥、滾筒、驅動電機、製動器、拉緊裝置和清掃器等設備參數，輔助選型，為采購設備提供依據。結果彙總如圖6所示。
此外，本軟件提供帶式輸送機設計中常用的計算工具，如卸料軌道、進料阻力與功耗、滾筒轉速、滾筒包角係數、軸承壽命等，方便設計者在整體設計時進行具體設備的詳細計算。
3、算例驗證
以CEMA標準中給出的雙驅動算例為例，應用本文開發的設計係統進行設計計算。
工程基本參數如下：
(1)輸送機長度l 220 m，提升高度21 m。
(2)物料：石灰石，密度l 365 kg/m3，運量726t/h。
(”帶寬1 000 mm，帶速2m/s，帶重15 kg，m。
(4)上托輥：輥徑152 mm，槽角200，間距1.2 m。
(5)下托輥：輥徑152 mm，槽角00，間距3m。
(6)驅動裝置：雙滾筒，包角3800。
將上述參數輸入到帶式輸送機設計係統，並進行設計計算和分析比較。
根據數據庫中的數據對參數做相應的添加，經計算得出滿載運量是1060 t/h，即輸送機能夠滿足需要。另外輸送帶實際邊角距為145咖，遠遠大於標準邊角距78mm。說明輸送帶初選符合工程要求。
張力計算結果如表l所示。可以看出，軟件計算的有效張力與CEMA文獻中給出的結果是一致的，最大張力相差不大，說明本係統軟件的計算結果是準確可靠的。
圖7為wei啟qi動dong和he額e定ding運yun行xing時shi的de張zhang力li曲qu線xian。分fen析xi可ke知zhi，在zai承cheng載zai段duan和he回hui程cheng段duan沿yan輸shu送song帶dai運yun行xing方fang向xiang，張zhang力li逐zhu步bu增zeng大da，在zai頭tou部bu位wei置zhi達da到dao最zui大da，符fu合he水shui平ping或huo向xiang上shang傾qing斜xie輸shu送song機ji的de張zhang力li特te點dian，與yu文wen獻xian中zhong給gei出chu的de關guan於yu此ci例li的de張zhang力li曲qu線xian一yi致zhi。
通過以上實例驗證，表明本文開發的大型帶式輸送機通用設計係統完全能夠實現CEMA標準進行輸送機設計的目標，能夠應用於實際工程的設計。
4、結語
大運量、gaodaisuhechangjulidaishishusongjideyingyongfuhexiandaihuagongyexuyao，duidaxingshusongjishejijishutichulegenggaoyaoqiu，yingyongxianjindeshejifenxijishuhexitongruanjian，shishejianquan、穩定、高效和節能的輸送機的需要。
本文將CADjishuyingyongyudaishishusongjisheji，kaifalewanzhengdedaishishusongjishejixitong。xitongcaiyongmianxiangduixiangdezujianjishu，jianlikeshihuadongtaituxingzujian，jiangshejigongnenghebujianshejixuanxingquanbumokuaihua，shixianlekeshihuadongtaicexingjianmo、計算校核、模型驗證等功能。
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