悬臂堆料

悬臂堆料（精选4篇）

悬臂堆料 篇1

1 概述

环形悬臂堆料机主要应用于港口、露天矿、煤矿等行业, 堆积煤、矿石、沙石、粮食等散装物料。具有结构简单、占地面积小、价格低廉、节能环保、料场储量大等特点。料场通常布置形式如图1、图2所示。该种设备主要由堆料悬臂钢结构、胶带机系统、行走装置系统、回转机构系统、照明系统、避雷系统、检测系统、保护系统、操作系统等组成, 在料场内形成伞形或条形料堆区域, 如上图右侧图形所示为扇形堆料区域。

此种设备形式多样, 根据客户具体的要求不同, 可以改变功能、形式以满足要求。比如对能力及料场储量的不同, 可对设备的回转半径进行调整;对环保等要求较高的, 可以改成悬臂俯仰或者增加收尘设备、喷雾装置等;对场地要求较高的, 我们可以将设备改成移动式行走, 用胶轮行走等。目前我公司环形悬臂堆料机已开发出能力200t/h-3000t/h不等、回转半径由30m-90m不等、胶轮等移动、半移动堆料机、移动收尘堆料机, 最大范围的满足客户的要求。

2 产品创新点

该种产品虽基本结构形式比较简单, 但有时用户有着更多方面的要求。比如要实现更好的混匀效果, 使料堆截面形成鳞状;或者有些物料的粒度特别易被损坏, 如何降低物料的落差, 成为关键的问题;随着国家对节能环保的要求不断提高, 各种散料输送设备的收尘、除尘成为一时的话题。针对上述诸多问题, 我们专心研发了如下的几种设备, 满足各行业发展的需要, 同时也为国内散料输送设备提供研发方向。

2.1 可伸缩式圆形悬臂堆料机

此种圆形悬臂回转堆料机的胶带机系统中头部卸料滚筒可移动变换位置, 从而实现变化堆料位置的功能, 这种改进能使料堆的横截面形状形成鳞状, 取料时全断面取料, 达到最佳的混匀效果。

(1) 可伸缩胶带机

在堆料桁架的内部布置胶带机系统, 同时在悬臂架的内部设计可移动的小车, 胶带机的头部卸料滚筒及改向滚筒安装在移动小车上。通过电动葫芦拉动小车来改变小车的具体位置, 从而改变卸料滚筒的位置, 实现改变堆料位置的目地。小车的回缩功能是靠释放钢丝绳同时依靠小车的自身重力和重锤拉紧的作用力实现, 使其自行回缩。胶带机的托辊组采用槽型前倾托辊组、V型托辊组、自纠偏托辊组等, 防止胶带机跑偏, 使用效果良好。

(2) 胶轮行走

行走装置系统采用胶轮设计, 改变以往钢轮行走, 需要搭建轨道行走系统的麻烦。另外, 驱动可以采用柴油发电机或者移动电缆等方式。此种设备可降低对料场地面的要求, 大大的降低了料场的建设费用。但是由于摩擦系数大, 所需行走功率较大, 另外胶轮所能承受的轮压较小, 不适合大回转半径, 大能力的需要, 只适合小能力、小回转半径的设备, 限制了设备的总重量。一般应用于回转半径小于50m, 胶带机带宽小于1200mm的悬臂式回转堆料机。

驱动采用可变频三合一减速电机, 结构简单、维修方便, 通过变频, 可改变行走的速度, 来调节不同的工作状况, 一般选择4-7.5k W, 双驱动形式。

2.2 可俯仰式回转悬臂堆料机

此种圆形堆料机其前部臂架可实现俯仰运动, 从而降低了物料的落差, 有效的防止物料粒度的破坏, 同时具有抑尘的效果, 减小了灰尘的产生。

(1) 俯仰运动

此种堆料机将臂架分为前后两部分, 即前臂及后臂。后臂与行走装置系统和回转机构刚性连接在一起, 前臂与后臂通过铰轴连接。在机架上部安装电动卷筒使臂架前段能够围绕铰轴实现俯仰运动。

(2) 铰链机构

由于胶带机布置在臂架上, 随着前臂架的俯仰, 有一部分胶带机也随着俯仰, 这样就给胶带以及胶带上物料的正常运行带来一定的麻烦。如何使胶带以及物料平稳的通过圆弧段, 成为新的技术难题。为此, 我们设计了活动铰链机构, 采用变槽角的托辊组, 成功的解决了此问题。

铰链前端以焊接方式固定在前臂, 后端设计成滑块, 连接在臂架的后段, 这样, 在臂架前段整体做俯仰运动的同时, 可拉动铰链前端, 使铰链通过滑块, 在臂架后段上滑动。托辊支架螺栓连接在铰链上随着铰链运动, 使皮带形成圆弧过渡。图3为现场效果图。

2.3 可移动式无尘堆料机

此种设备主要就是为了除尘和防止限制位置而专门设计研发的。首先, 此种设备就像汽车一样可自行移动, 它的行走机构由胶轮组成, 驱动单元采用三合一减速电机, 动力来源为柴油发电机, 从而实现自行移动, 不限制场地的位置, 可随时随地的进行堆料储料作业。另外, 此设备悬臂可实现俯仰和小角度回转, 达到上述设备的功能。在此设备各受料点, 均布置收尘设备、喷雾系统, 收集到的灰尘利用自循环系统回到料仓, 实现无尘作业, 达到环保的效果。

结语

此种堆料机结构简单、成本低廉、实用性强, 在市场上得到了广泛的应用。随着各种行业工艺布置上的不同, 将会有更多功能、更多形式的悬臂堆料设备在市场上出现。

摘要：环形悬臂堆料机主要应用于港口、露天矿、煤矿等行业, 其技术特点具有结构简单、功能多样、料场储量大, 实用性强、料场建设费用小、节能环保等优点。

关键词：环形悬臂堆料机,伸缩,俯仰,功能,移动

参考文献

[1]钢铁企业原料场工艺设计规范[Z].

[2]工程力学与运动学[Z].

悬臂堆料 篇2

关键词：侧式悬臂堆料机主要结构工作原理结构优化

中图分类号：TH246文献标识码：A文章编号：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

1.引言

侧式悬臂堆料机广泛应用于水泥、钢铁、冶金、化工、能源等行业中，该设备主要用于对某些均化效果有较高要求的生产原料如钢铁厂的铁粉，水泥厂的石灰石、粘土、磷渣、热电厂的原煤等物料进行预均化处理。

北方重工生产的侧式悬臂堆料机，是二次料场中与取料机配套使用的原料预均化设备，此设备可堆积多种粒度在0～50mm之间的物料，将由来料皮带输送来的物料按照规定的堆料方式均匀的堆积在料场，在此过程中对物料进行预均化处理。

2.主要结构与工作原理：

2.1主要结构

侧式悬臂堆料机（此后简称堆料机）主要由：(1)悬臂部分 (2)导料槽 (3)胶带机 (4)行走机构 (5)来料车 (6)液压系统 (7)照明系统 (8)检测系统 (9)控制室(10)动力电缆卷盘(11)控制电缆卷盘等组成。

2.1.1悬臂架

由两个变截面的工字型梁构成。横向用角钢连接成整体。工字型梁采用钢板焊接成型。悬臂架上安有胶带输送机，胶带机随臂架可上仰、下俯。螺旋拉紧装置设在头部卸料点处，拉紧装置使胶带保持足够的张力。胶带机上设有料流检测装置、打滑检测器、防跑偏等保护装置，胶带机头、尾部设有清扫器。悬臂尾部同时设有配重系统。

悬臂前端垂吊两个料位计，分别为工作检测和极限检测。

悬臂两侧设有走台，走台上铺设钢格板，一直通到悬臂的前端，以备检修、巡视胶带机。悬臂下部设有两处支撑铰点。一处是与行走机构的三角形门架上部铰接，使臂架可绕铰点在平面内回转；另一处是通过球铰与液压缸的活塞杆端铰接，随着活塞杆在油缸中伸缩，实现臂架变幅运动。

液压缸尾部通过球铰铰接在三角形门架的下部。

在悬臂与三角形门架铰点处，设有角度检测限位开关，正常运行时，悬臂在一定角度之间运行；当换堆时，悬臂上升到最大角度。

2.1.2行走机构

由三角形门架和行走驱动装置组成。三角形门架通过球铰与上部悬臂铰接，堆料臂的全部重量施加于三角形门架上。三角形门架一侧与一套驱动装置铰接，另一侧与另一套驱动装置刚性连接。驱动装置实现软起动、延时制动。

三角形门架下部设有平台，用来安装变幅机构的液压站。

行走驱动系统的同步运行是靠结构刚性实现的。车轮架的两端设置缓冲器和轨道清扫器。

在三角形门架的横梁上吊装一个行走限位装置，所有行走限位开关均安装在吊杆上，随堆料机同步行走，以实现堆料机的堆场限位。

2.1.3来料车

等同于一台卸料台车。堆料胶带机从来料车通过，将来料胶带机运来的物料通过来料车卸到悬臂的胶带机上。

来料车由卸料斗、斜梁、立柱等组成。卸料斗悬挂在斜梁前端，使物料通过卸料斗卸到悬臂胶带面上。斜梁由两根工字型梁组成，横向通过两个立柱支撑。立柱之间用卸料车平台连接，卸料车平台和斜梁之间又支撑数根小立柱。这样可保证卸料车的整体稳定性。卸料车平台上安有电气柜、控制室以及电缆卷盘。斜梁上设有胶带机托辊，前端设有卸料改向滚筒，尾部设有防止空车时胶带飘带的压带轮装置。大立柱和小立柱的下端装有行走车轮。

来料车的前端大立柱与行走机构通过牵引杆铰接，使来料车能够随驱动装置同步运行。

2.1.4液压系统

用以实现悬臂的变幅运动。液压系统由液压站和油缸组成，液压站安装在三角形门架下部的平台上，而油缸支撑在门架和悬臂之间。

2.1.5胶带机

整体布置在悬臂架上，传动滚筒设在尾部，改向滚筒设在卸料端，改向滚筒下面设有螺旋拉紧装置，使胶带保持足够的张力。螺旋拉紧装置行程可调。

2.1.6动力电缆卷盘

由单排大直径卷盘、集电滑环、减速器及力矩堵转

电机组成。外界电源通过料场中部电缆坑由电缆通到卷盘上，再由卷盘通到堆料机配电柜。

2.1.7控制电缆卷盘

同样由单排大直径卷盘、集电滑环、减速器及力矩堵转电机组成。主要功能是把堆料机的各种联系反映信号通过多芯电缆与中控室联系起来。

2.2工作原理：

定点堆料时，臂架下俯到合理位置，开始堆料。物料通过来料胶带机转运至悬臂上的胶带机并由悬臂头部卸料，形成圆锥形料堆。在堆料过程中，悬臂根据料堆的高度，每隔一定时间仰起一个角度。当悬臂上仰至上极限时认为该堆点料堆已经达到正常高度，这时，堆料机在该料场内根据预定程序，运行一段距离，悬臂下俯至一个预定的角度，开始在第二点继续进行定点堆料。往复堆料时，悬臂的初始位置为最低点，堆料机通过行走驱动在轨道上往复运动，每走一个行程堆积一层物料，料堆堆到一定高度，悬臂抬升一个角度，往复多次后直到堆到最高点。

3.设备结构优化：

3.1悬臂架

臂架前部侧板开孔，改进后减轻臂架自身重量，减轻配重重量从而降低整机重量，更好的控制重心，提高了设备的使用安全系数。臂架后部由配重箱盛装铸铁配重块改为无配重箱直接悬挂水泥配重块，水泥配重块现场制作，改进后节约设备制造成本及配重的运输成本。

3.2整机走台

整机走台由焊接铺设花纹钢板改为焊接铺设钢格板，改进后视野好，解决了走台上漏料堆积的问题，减小设备风载。

3.3行走车轮材质

行走车轮材质由35SiMn改为ZG310-570，改进后车轮硬度强度不变，成本下降。

3.4卸料斗

卸料斗中加装防堵料检测装置，外壁安装仓壁振动器，改进后可以随时检测卸料斗内部物料流通状态，防止物料堵塞。

3.5胶带机液压张紧

胶带机由机械张紧改为液压张紧，改进后增加了缓冲量修补了由于机械制动带来的撕带，断带等问题。

4、结束语

侧式悬臂堆料机系单件小批量产品,不同用戶的物料、现场布置、使用工况等等都各有不同，针对不同用户的特点可对设备结构和堆料方式进行更改,以满足用户现场的使用的需要。随着用户对设备的要求不断增多，我们的设计技术能力不断提高，设备结构不断优化。现在我们设计的堆料机已达到国际先进水平。突出体现在整体提高了此类设备的使用寿命，提高了设备的自动化程度，确保满足了不同客户对设备工艺性的要求，采用了现代化的检测、控制技术。如何正确操作使用这些设备，关系到能否充分发挥设备的性能，达到预期的设计效果。

参考文献

[1] 高长明．矿物原料预均化．北京：中国建筑事业出版社，1983

[2] 沈光逹，陈英汉，王刚等．火力发电厂重型辅机新产品汇编．测绘出版社，1992.6．

[3] 石必孝高译．国际先进水泥工艺装备手册．武汉：武汉工业大学出版社，1989

堆料机悬臂的静力分析 篇3

侧式悬臂堆料机主要用于水泥建材、煤炭、电力、冶金、化工等工业行业, 可以对石灰石, 煤, 铁矿石、辅料等进行预均化处理, 可以根据需要设定堆料方式, 与取料机配合使用后可以大幅提高散料的均化效果, 保证原料的稳定性, 是散料储存及均化的必备设备。悬臂承载着用来输送物料的整个胶带机机构, 其受力状态随着堆料机的作业工况的改变而时刻变化着。本文对DB200/16.5侧式悬臂堆料机的悬臂进行静力学分析, 对其进行强度、刚度及稳定性计算。

2侧式悬臂堆料机基本构造及工作过程

2.1堆料机结构主要分如下几部分:

(1) 悬臂部分;

(2) 导料槽;

(3) 胶带机;

(4) 来料车;

(5) 行走机构;

(6) 液压系统;

(7) 轨道部分;

(8) 电缆坑;

(9) 照明系统;

(10) 检测系统;

(11) 电缆布线系统等组成。

2.2来料车将地面皮带上的物料通过导料槽转送至悬臂胶带机, 悬臂胶带机将物料运送到头部卸料滚筒处, 利用挡料板调节落料点位置, 在行走机构的行走及俯仰机构的变幅动作下, 完成物料的定点式堆料或往复式的人字形堆料。

3悬臂的结构

悬臂架由两个变截面的工字型梁构成。横向用钢板和角钢连接成整体。工字型梁采用钢板焊接成型。因运输限制, 臂架分段制造、现场焊接成整体。悬臂架上面安有胶带输送机, 胶带机随臂架可上仰下俯。悬臂尾部设有配重箱, 箱内装有混凝土配重块。

悬臂两侧设有走台, 走台上铺设钢格板, 一直通到悬臂的前端, 以备检修、巡视胶带机。悬臂下部设有两处支撑铰点。一处是与行走机构的三角形门架上部铰接, 使臂架可绕铰点在平面内回转;另一处是通过球铰与液压缸的活塞杆端铰接, 随着活塞杆在油缸中伸缩, 实现臂架变幅运动。液压缸尾部通过球铰铰接在三角形门架的下部。如图1所示。

4悬臂的静力学分析

本设备中悬臂的工作范围为上仰6°、下俯8°, 本文取 (1) 工作风压满载下俯8°, (2) 工作风压满载水平, (3) 工作风压空载上仰6°, (4) 非工作风压空载水平四种工况进行分析。本文采用普通应力分析法进行构件设计, 结构材料的许用应力及载荷工况依照JB/T8849-2005移动式散料连续搬运设备钢结构设计规范, 且悬臂在俯仰过程中速度很低, 不考虑惯性力的作用, 行走机构速度也较低, 不考虑冲击系数的影响。

由于悬臂结构主截面全部由钢板组焊而成, 所以模型采用板单元模拟, 横连角钢类似于空间桁架结构, 采用杆单元模拟误差不大, 并且可以提高计算效率, 节省计算成本。整体悬臂建模结束后, 施加约束条件, 臂架与液压缸、行走机构门架均为铰接。非工作风压下地面锚定装置与悬臂为铰接, 液压缸采用杆单元模拟, 板单元大小采用50mm, 计算模型如图2所示。

(1) 工作风压满载下俯8°。

边界条件施加结束后, 应力云图如图3所示。

此工况下载荷组合为Ⅱ, 由图3可以看出板单元的冯氏应力值最大为78MPa<[σ]=180MPa (此处板厚16mm, 材质Q235-B) , 出现在液压缸铰点附近板厚变化处, 强度满足要求, 悬臂最大总变形量是42mm, 许用挠度取L/350=16500/350=47mm, 整体刚度满足要求。

稳定性的验算包括悬臂的整体稳定性验算和局部稳定性验算, 为了简化计算过程, 提高计算效率, 下面运用电算和手算结合的方式进行分析:首先用软件做线性屈曲分析, 求出一阶特征值, 初步判断线性屈曲时的临界应力的大致范围, 再由一阶模态结果分析出结构失稳时是整体屈曲行为先发生还是局部屈曲行为先发生, 若为后者, 则确定出屈曲的板件为哪一块板件, 然后在利用电算的应力结果, 手算该板件的稳定性是否通过。若为前者, 则手算整体稳定性是否通过。现对此工况进行线性屈曲分析, 得到一阶特征值为5.8, 局部屈曲, 板件为靠近油缸支点处的腹板, 位置和形态如图4所示, 屈曲形态为波浪形, 应力几乎成上下对称性分布, 由此可以判定出该板件主要是由弯曲应力引起的局部屈曲, 由于剪切应力及局部压应力不大, 为了简化计算局部压应力和剪应力对板件屈曲的影响可以暂不考虑, 待计算结束后用通过适当增大系数的方法进行补偿。现将该板件提出单独进行稳定性计算, 计算简图如图5所示。

该板件最大的应力值为±60MPa, 参照板件稳定性理论, 临界应力按下式计算:σk=K (δ/h0) 2×103MPa, 其中系数K取值与腹板的固定情况和正应力分布情况有关, 参考相关资料, 翼缘板对腹板起弹性固定作用, K≈6300, 板厚δ=8mm, 腹板高度h0=1168mm, 带入公式得出临界应力σk=295MPa, 考虑到腹板受剪应力及局部压应力作用, 将临界应力降低10%, 临界应力取295×0.9=2 6 8 M P a, 稳定性安全系数达到了268/60=4.5, 再由于268MPa已然超过了材料的许用应力180MPa, 所以屈曲的发生是在强度失效之后, 无须考虑屈曲状态。综上所述可以得出, 悬臂主截面的控制因素为整体刚度要求。板件的验算全部通过。下面对杆件进行分析计算。

本结构中的杆件全部布置在受压翼缘板一侧, 与横隔板联合作用提高了悬臂的抗侧弯屈曲能力和抗扭转能力, 从而提高了悬臂整体稳定性。通过杆件的应力云图可知最大受力为-30MPa, 即此杆为轴心受压杆。悬臂中的杆件全部采用等边角钢∠50×50×5, 几何长度2220mm, 截面积480mm2, 毛截面的最小回转半径r=9.8 mm, 考虑到角钢的单边焊接造成的偏心影响, 将许用应力[σ]=180MPa降低15%, 取值153MPa, 强度计算通过。杆件的刚度由长细比λ衡量, 由于此结构中的杆系均为支撑类杆, 参照起重机设计规范和钢结构设计规范将许用长细比[λ]取值200。λ=μL/r=2220/9.8=226>[λ] (其中杆件视为两端铰接, 长度系数μ=1.0) , 刚度未通过。杆件的稳定性按σ=N/ (φA) <[σ]=153MPa判定, 查钢结构设计规范可知角钢∠50×50×5在长细比λ=226时的φ=0.149, 代入公式σ=30/0.149=201>[σ], 稳定性未通过。以上针对1) 工况 (工作风压满载下俯8°) , 全部验算完毕。

(2) 针对剩余三种工况, 将有限元模型进行旋转, 定义好边界条件后, 按照上面的步骤和方法进行计算, 计算结果按照杆件和板件进行分类, 分别汇总于表1、表2中。

由以上数据看出, 四种工况中整体刚度均满足要求, 板件强度除工况4) 情况需说明外, 其余均满足要求, 但考虑到工况4) 为非工作状态, 应力达到四种工况中的最高值86MPa, 且此载荷工况属于Ⅲ类载荷, 板件许用应力取200MPa, 杆件许用应力取170MPa, 强度、局部稳定性全部通过。杆件的受力最大工况是工况4) , 强度计算通过, 刚度和稳定性未通过, 工况4) 计算通过, 则前三种工况自然通过。现将角钢∠50×50×5全部换成角钢∠75×75×5, 计算后强度应力值σmax=27MPa, λ=148, 稳定性应力值σmax=130MPa, 全部通过。

结语

(1) 此侧式悬臂堆料机的悬臂的主截面由整体刚度控制。

(2) 工况4) 非工作风压下水平状态下的板件应力及杆件应力达到峰值。

(3) 利用FEMAP的强大分析能力结合传统手算, 可以大大提高计算效率, 保证了计算结果精度。

(4) 为其他类似的悬臂式堆料机的悬臂结构的设计计算提供了参考依据。

摘要：侧式悬臂堆料机是散料堆放的理想设备, 可以采用定点堆料方式或人字法堆料方式将物料堆积成长形料堆, 以达到物料的均化和贮存的目的。本文利用有限元分析软件并结合手算对DB200/16.5侧式悬臂堆料机的悬臂进行静力学计算, 对其典型的几种工况进行分析, 验算了其强度, 刚度及稳定性。

关键词：悬臂,应力,屈曲

参考文献

[1]成大先, 等.机械设计手册第四版第5卷[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[2]徐克晋.金属结构[M].北京:机械工业出版社, 1982.

[3]JB/T8849-2005, 移动式散料连续搬运设备钢结构设计规范[S].

悬臂堆料 篇4

侧式悬臂回转堆料机包括悬臂, 来料车及大车行走等机构组成, 具有悬臂俯仰及大车行走、连续进行人字形堆料的功能, 各机构可单独或联合动作, 主要应用于两个相邻的长形料场的堆料, 堆料能力大及堆料均匀是理想的堆料设备, 本项目中的回转堆料机的电气控制室包括司机室和配电室, 配电室设有电控柜, 司机室固定在来料车上, 司机室里设有电控柜和操作台。

2控制方式

侧式悬臂回转堆料机的控制方式是三种方式, 分别是自动控制方式、手动控制方式和现场维修控制方式, 自动控制方式包含中控室自动控制和机上自动控制, 控制方式的选择开关设置在司机室的操作台上, 三种控制方式具有互锁性, 当选择其中一种控制方式时, 其他操作方式均无效。

2.1自动控制方式:在回转堆料机备妥和允许启动的情况下, 由中控室或堆料机操作台上的按钮进行启动和停止操作实现自动控制, 所有的设备会按照设计好的自动堆料程序顺序启动和停止。

2.2手动控制方式:当通过操作台上的选择开关选择了手动控制时, 设备的各个驱动动作的内部联锁解除, 每个驱动动作都需要操作人员通过司机室里的操作台上的按钮和触摸屏上的按键来完成。

2.3现场维修控制方式:通过操作位于现场的按钮站来启动和停止各个驱动, 从而为设备的保养和检修提供了方便。

3变频器与回馈单元:近年来, 随着电力电子技术、微电子技术、大规模集成电路的发展和生产工艺的改进, 变频调速越来越被工业上所采用, 通过对变频器参数的设定, 可以使交流电机工作在需要的理想状态下, 这个过程涵盖电机的启动、加速、匀速、减速、停止的各个过程, 同时还会对电机的过载、电源的故障、本身的故障进行判断, 并反馈给PLC故障信号, 同时还会记录以往的数次故障信息, 以供检修调试人员发现问题, 并及时修正。

3.1为了保证回转堆料机在每一层布料的均匀性, 行走的驱动是采用变频器驱动, 设置了两个行走速度, 逆料流行驶时的速度和顺料流行驶时的速度。

3.2为了保证回转堆料机在回转工作中, 电机能平稳地运行和停止, 回转的驱动采用变频器驱动。

3.3在变频调速系统中, 电动机的降速和停机的过程中, 电动机处于发电状态, 为了变频器的安全稳定性, 变频器配接了回馈单元, 将电机处于发电状态时所产生的能量通过回馈单元反馈到电网。

4限位开关

限位开关分工作限位开关和极限限位开关, 限位开关的主要用途是对设备的运行状态进行监测, 并反馈给PLC信号, 从而PLC做出相应的操作指令。

4.1回转限位开关:悬臂回转设置了四个限位开关, 其中两个回转极限开关和两个回转工作开关, 当回转时首先会触动工作开关, 此时回转停止, 一旦工作开关发生故障时, 会触动极限开关, 此时会向反方向回转。

4.2行走限位开关:行走限位开关设置了四个限位开关, 其中两个行走极限开关和两个行走工作开关, 当堆料机正常堆料时是在两个工作开关之间反复堆料, 当极限开关动作时行走停止同时其他的驱动停机。

4.3悬臂俯仰限位开关:在悬臂俯仰设置了三个限位开关, 悬臂上极限开关、悬臂下极限开关和悬臂堆满开关。

5物料检测

料位计:在悬臂前端配置两个物料探测计, 一个长的和一个短的, 长的料位计用于工作, 随着堆料机一边往复行走, 一边堆积物料, 料堆逐渐升高, 当悬臂靠近料堆时, 料位计向PLC发出信号, PLC发出指令启动变幅液压系统, 抬高悬臂到设定的高度, 继续堆料工作, 短的料位计用于报警停机。

6编码器

是一种将旋转位移转换成数字脉冲信号的传感器

6.1行走编码器:定位堆料机在料场的位置

6.2悬臂俯仰旋转编码器:编码器的脉冲信号进入到PLC系统, 经过PLC的逻辑指令, 能运算出布料的每一层悬臂上升的角度。

7 PLC系统

本项目中的回转堆料机的PLC选择了AB公司的1756系列的产品, CPU选用1756-L71产品, 采用用以太网通讯, 设置司机室的PLC系统为主站, 配电室的PLC系统为从站。

7.1冗余系统:冗余系统的设计目的是防止由于故障或断电引起的PLC程序的中断, 为了保证PLC程序的完整性和连续性, 本项目中的回转堆料机设计了电源冗余系统和CPU冗余系统, 冗余系统需要在PLC主站上设计两个单独独立的机架, 在适配器模块后面再分别放置一个CPU模块、一个以太网模块和一个冗余模块, 通过一根冗余电缆把两个机架上的冗余模块连接起来, 就构成了CPU冗余系统。

7.2以太网通讯:和Device Net通讯相比较, 以太网通讯具有传输数据量大, 传输速度快, 成本低的优势, 在PLC的主站和从站上分别配置I/O模块机架, 机架上放置了电源模块、以太网模块和I/O模块, 冗余系统两个机架上的以太网模块分别通过两台交换机, 再和PLC的主、从站的I/O模块机架上的以太网连接起来, 进行以太网通讯。

8触摸屏

在回转堆料机的操作台上配置了AB公司的触摸屏, 通过以太和PLC通讯, 触摸屏设置了操作画面、报警画面和设置画面, 可以通过触摸屏的操作画面上的按钮来驱动设备, 在报警画面上显示故障报警信息, 在设置画面上可以设置更改变频器的频率。

9无线通讯

为了保证无线通讯信号的可靠传递及程序的完整性和独立性, 在中控室放置一台PLC控制柜, 由中控室提供控制电源, 回转堆料机与中控室的PLC柜的通讯方式是无线通讯, PLC柜与中控室的通讯室硬线干接点方式。

结语

随着科技技术的不断发展, 电气设计的发展也是与时俱进, 本项目中的回转堆料机应用了PLC系统、冗余功能设计、以太网通讯, Device Net通讯和无线通讯等先进的技术, 大大地提高了侧式回转堆料机的安全可靠性, 操作更加方便灵活。

摘要：侧式悬臂回转堆料机的电气控制系统的设计主要是通过PLC的数据和逻辑运算来发出和接受控制指令, 从而完成堆料机的堆料工作。

关键词：PLC,以太网通讯,DeveiceNet通讯,触摸屏,编码器,变频器,回馈单元,无线通讯,冗余

参考文献

[1]陶权.变频器应用技术[Z].