Удельная нагрузка на ленту конвейера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Горная электротехника и автоматика»

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту  по дисциплине

«Метрология»

на тему

 

Удельная нагрузка на ленту конвейера

 

 

 

 

 

Выполнил 

студент группы АУП-10б   __________  Черный В.В.

 

Проверил

доцент кафедры ГЕА       ____________  Неежмаков С.В.

 

 

 

 

Донецк-2013

Задание

 

 

 

на курсовой проект по дисциплине

“ Технологические измерения и приборы  в горной промышленности”

 

 

студента Черного Вадима Валериевича  группы АУП-10 б

 

 

 

Наименование  технологического объекта: магистральный ленточный конвейер

 

Наименование  базового устройства или аппаратуры автоматизации: АУК.1М

 

Литературный источник: Гаврилов П. Д., Гимельштейн Л. Я., Медведев А. Е. Автоматизация производственных процессов. Учебник для вузов. М.: Недра, 1985, 215 с.

 

Тема проекта: «Удельная нагрузка не ленту магистрального конвейера»

 

 

 

 

Дата выдачи задания  “  ” сентября 2012г.

 

Срок сдачи  студентом

курсового проекта  “  ”   января 2013г.

 

 

 

 

 

Задание принял к выполнению: Черный В.В.

 

Задание выдал  и утвердил: Неежмаков С.В.

 

РЕФЕРАТ

 

Пояснительная записка  к курсовому проекту:  28 стр.,  6 рис., 1прил.,  

5 источников.

 

 

Объект исследования – магистральный конвейер.

Цель работы – проектирование устройства измерения удельной нагрузки на ленту конвейера.

Метод исследования –  логический синтез на основе дискретной схемотехники.

 

На основании исследования технологического объекта, рассмотрения литературных источников, изучения современного состояния элементной базы автоматизации указанного объекта разработаны структурная схема средства измерения. Рассчитаны мультипликативные и аддитивные погрешности и метрологические характеристики прибора. Определены порядок подключения и поверки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СХЕМА, УСТРОЙСТВО, КОНВЕЙЕР, ВЕС, ГРАДУИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПОГРЕШНОСТИ, ДАТЧИК, ТЕНЗОРЕЗИСТОР, СУММАТОР.

Содержание

Введение …………………………………………………………………  5                                                                                                 

1 Характеристика и метрологическое описание ленточного конвейера в заданном технологическом процессе …………………………………………6                                                    

2 Выбор контролируемого параметра, определение диапазона его изменения. Разработка технологических и технических требований, требований условий эксплуатации к средству измерения ……………………………….9                                               

3 Анализ существующих методов и средств измерения удельной нагрузки в технологическом процессе ………………………………………10                                                       

4 Выбор метода измерения. Описание его преимуществ и недостатков, физического явления (принципа)………………………………………………12  

5 Разработка структурной схемы измерения. Нахождение уравнения преобразования. Расчет чувствительного элемента первичного измерительного преобразователя (датчика) и средства измерения ………………14            

6 Анализ погрешностей измерения первичного преобразователя (датчика) и средства измерения. Уравнение погрешности ……………………….19

7 Нахождение градуировочной и рабочих характеристик. Оценка метрологических характеристик измерительного преобразователя (датчика) и средства измерения ……………………………………………………………. 21

8 Установка  средства измерения на технологической установке …...22

9 Определение динамических характеристик средства измерения. Работа средства измерения в системе автоматического управления ………..23                        

10 Методы и средства поверки измерительного устройства ………….24             

Выводы ……………………………………………………………………25                 

Перечень ссылок…………………………………………………………26

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Конвейерный транспорт, получивший широкое распространение, как объект управления, который наиболее полно пригоден к автоматизации, является основным средством доставки угля из очистных забоев угольных шахт.

Проведение измерений  – достаточно важная часть технологического процесса. Измерение веса на конвейерах широко применяется для:

управления грузопотоками,учета производительности, экономической оценки процесса, управление эффективностью процесса транспортирования,

В данном курсовом проекте необходимо расчитать устройство измерения удельной нагрузки на ленту конвейера. Данное устройство должно быть пригодным для использования в различных системах автоматического контроля и управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика и метрологическое описание Ленточного конвейера в заданном технологическом процессе

 

Современные подземные  конвейерные линии характеризуются  значительной протяжённостью и использованием мощных многодвигательных конвейеров для перевозки грузов и людей, а также наличием нескольких маршрутов. Это сложные объекты автоматизации как с позиции управления ими, так и обеспечения безопасности их эксплуатации. К средствам конвейерного транспорта относятся ленточные, ленточно-цепные, ленточно-канатные, пластинчатые и другие виды конвейеров.

Наибольшее распространение  на угольных шахтах получили ленточные  конвейеры.

Ленточные конвейеры используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния большие расстояния. Такие конвейера обычно составляют из отдельных секций. Тяговый и грузонесущий орган - лента, которая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму, так как на горном предприятии основной задачей является транспортирование сыпучего груза, а именно угля, то применяется лента желобчатой формы, конвейера же с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов.

 

Рисунок 1.1 – Схема ленточного конвейера

1 — электродвигатель, 2 — редуктор, 3, 5 ведущий и ведомый  барабаны, 4 — лента, 6 натяжное устройство

Роликовый став ленточного конвейера предназначен для поддержания грузовой и порожняковой ветвей конвейерной ленты и для направления ее движения. Роликовый став представляет собой металлоконструкцию, на которой устанавливают роликоопоры. Иногда роликоопоры, поддерживающие грузовую ветвь ленты, прикрепляют к двум параллельно натянутым стальным канатам, которые поддерживаются специальными опорами.

Привод конвейера (приводная  станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку - через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные конвейер имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч.

Для конвейеров, используемых на горных предприятиях, принят следующий  ряд лент по ширине: 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2500; 3000 мм.

Ленточные конвейеры  применяют преимущественно при  подземной добыче полезных ископаемых. Они имеют производительность от 270 до 2300 т/ч при скорости ленты 1,6-З,15 м/с.

На ленточных конвейерах проводят измерение разных параметров.

Для автоматизации управления подземными конвейерами шахт применяют  различные датчики и отдельные  устройства автоматической защиты и блокировки, автоматического измерения, контроля и регулирования того или иного параметра самих средств транспортирования или данного технологического процесса, а также комплектную аппаратуру автоматизации конвейерных линий.

Скорость рабочего органа ленточного конвейера контролируется тахогенераторными датчиками скорости ДКС (УПДС). Датчик представляет собой десятиполюсный синхронный генератор однофазного переменного тока с ротором из постоянного магнита и статором с катушкой, размещенных в пластмассовом корпусе, рычаг которого валиком шарнирно связан со скобой, укрепленной на раме конвейера. Вращение генератору передается приводным резиновым роликом, укрепленным на шарнирном подшипнике. Датчик устанавливают у ленты. Выходное напряжение датчика зависит от частоты вращения ролика и обычно составляет 30-35В.

Существуют также более  современные виды датчиков, основанных на изменении частоты сигнала в зависимости от скорости ленты, так при контроле сигнала по частоте, а не по уровню, наблюдается большая точность измерения, отсутствие помех.

Контроль аварийного схода ленты в сторону осуществляется герконовым датчиком КСЛ-2. Датчик состоит из корпуса с крышкой, гибкого стержня и исполнительного устройства, состоящего из магнитной системы и магнитоуправляемого контакта, который замыкается при отклонении стального наконечника от центрального положения на 60-70 мм под действием сошедшей в сторону ленты.

Контроль температуры приводных барабанов ленточных конвейеров выполняется аппаратом АКТЛ-1, который отключает приводной двигатель при нагреве барабанов выше допустимой температуры (65±10 °С), предотвращая возможное воспламенение ленты при её пробуксовке.

Контроль пробуксовки осуществляется аппаратом АКП. При возникновении пробуксовки ленты от электронного блока поступает сигнал на отключение пускателя конвейера ПВИ.

Контроль нагрузки на ленту осуществляется конвейерными весами.

В основу конструкций  автоматических весов положен принцип  периодического или непрерывного взвешивания. По конструктивному исполнению весового механизма конвейерные весы делятся на механические, электрические, в радиоактивными датчиками, пневматические и гидравлические весы.

Наибольшее распространение  получили электрические весы непрерывного действия. Они разделяются на весы, измеряющие величину суммарного веса материала Q как интеграл от функции q (х), характеризующей изменение погонной нагрузки по длине конвейера, и весы, измеряющие величину суммарного веса материала Q, как интеграл от функции G (t), характеризующей изменение производительности как произведение погонной нагрузки q (t) на скорость V (t) конвейера по времени Т.

Q = C G(t) dt = C q(t) V(t) dt.

Электрические конвейерные  весы состоят из грузоприемного устройства, датчика веса, датчика скорости и регистрирующего устройства.

Грузоприемное устройство весов непрерывного действия для  ленточных конвейеров выполняется  в виде одной роликоопоры или  платформы, имеющей плоскопараллельное или угловое перемещение.

Датчик веса представляет собой элементы из константановой проволоки сечением 0,025-0,035 мм.  Чувствительность тензодатчиков характеризуется их передаточным коэффициентом (т. е. отношением относительного изменения сопротивления к относительной деформации). Степень чувствительности тензодатчиков практически не зависит от величины деформации (в пределах упругих деформаций) и поэтому характеристику тензодатчика можно считать линейной.

Тензодатчики наклеиваются на упругие элементы датчиков веса, которые выполняются в виде колец.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Выбор контролируемого параметра, определение диапазона его изменения. Разработка технологических и технических требований, требований условий эксплуатации к  средству измерения

 

Для анализа работы технологических аппаратов, учета и финансовой деятельности предприятия необходим весовой учет потоков угля. Непрерывное суммирующее взвешивание осуществляется на конвейерных весах.

Расчет будем осуществлять на примере магистрального ленточного конвейера 1Л800

Ленточный конвейер 1Л800. L=500м, Q=330 т/ч, v=1.6 м/с, мощность приводного двигателя P=75 кВт.

Конвейер 1Л800 обладает следующими характеристиками:

  - масса угля на погонном метре ленты при нормальном режиме работы. 

Q – производительность  конвейера,

v – скорость ленты;

q_rmax= 70 (кг) - максимальная масса угля, которая может          поместится на погонном метре ленты q_rmax

 Р_max = (q_rmax + m_ленты + m_ст.) · g = (70 + 20 + 64) · 9,8 = 1500 (Н),

 Р_{max -} максимальный вес одного метра нагруженного конвейера: