刮板運輸機設(shè)計

刮板運輸機設(shè)計,運輸機,設(shè)計 中國礦業(yè)大學(xué) 屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 第 頁2 中文翻譯第九屆國際會議電子測量與儀器 ICEMI2009 刮板輸送機減速器的內(nèi)聯(lián)潤滑油污染傳感器的發(fā)展龐崢鐸1史年豐2孟國英1李維1 1 、中國、北京、海淀區(qū)、北京學(xué)院路11號，中國礦業(yè)大學(xué)，機械電子與信息工程學(xué)院。2、中國河南省洛陽市，洛龍區(qū)，望城縣大道90號，洛陽科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，計算機與信息工程教研室， 電子郵件：brucelee11163.com 。摘要 - N320潤滑油用于刮板輸送機減速器的內(nèi)聯(lián)油污染傳感器的研制是這樣描述的。該傳感器可以檢測到NAS的潤滑油污染水平和促進石油替代品的發(fā)展，其污染的程度超過了L CKC封閉標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)齒輪油指標(biāo)水平。本文介紹了傳感器的設(shè)計要求，工作原理，波長選擇，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和測試校準(zhǔn)。該傳感器的缺點和相關(guān)解決方案都在這篇文章中指出。 關(guān)鍵詞 刮板輸送機，內(nèi)聯(lián)傳感器，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，油污染，傳感器校準(zhǔn)，光纖。 .引言 磨損與潤滑失效是機械設(shè)備故障或重大損害的主要原因。殼牌公司最新的研究數(shù)據(jù)顯示，約35的運行故障和38.5的柴油機齒輪故障是由于不正確的產(chǎn)生潤滑1，2的結(jié)果。磨粒磨損是石油污染的主要來源。目前，用于工業(yè)中石油探測的應(yīng)用是基于早期光譜的分析和鐵譜分析，并使用脫機的方法，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求為狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。因此，要發(fā)展一種內(nèi)聯(lián)石油污染探測器，可以提醒操作人員采取過濾設(shè)備和更換油時，油污染水平高于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。其中油污染檢測技術(shù)種類很多，用光學(xué)方法測量具有非接觸、實時和在線測量的優(yōu)勢。 、工作原理 該傳感器的原理是基于光學(xué)吸收法。它使用光纖作為傳輸介質(zhì)并且具有許多優(yōu)點，如抗干擾，不受溫度和電磁干擾。油中的小顆粒只存在于設(shè)備正常磨損狀態(tài)之中。大磨損顆粒的出現(xiàn)可能在很短的時間內(nèi)損壞設(shè)備。因此，在線運動的集中度和潤滑劑中磨粒的尺寸能夠有效地防止了故障的發(fā)生。油中磨粒的性質(zhì)和現(xiàn)象分為三類3,4：內(nèi)部磨損顆粒，既是設(shè)備摩擦的產(chǎn)品，又是嚴重磨損和失效的重要指示;非金屬磨損磨粒來自于密封和過濾裝置的燃燒和失效;環(huán)境污染物顆粒，包括空氣中的各種顆粒，特別是可見的開放式系統(tǒng)，其中的污染水平高，污染物通常存在于氧化物中。這些微粒的尺寸在1-40微米之間，而那些20-30微米的顆粒對設(shè)備有最大的影響，而那些低于1微米的顆粒對設(shè)備無影響。該設(shè)備5。因此傳感器應(yīng)對于尺寸介于1-40微米的顆粒是最敏感的。 油中懸浮的微粒對潤滑油的光學(xué)性能有顯著的影響。濁度可用來描述顆粒對油的透光性質(zhì)的影響。濁度和污染程度之間的連接關(guān)系允許此水平為半定量測量確定濁度。圖1顯示了光纖傳感器原理圖。從半導(dǎo)體發(fā)出的光穿過光纖及光纖準(zhǔn)直儀，然后進入油池的感應(yīng)區(qū)。該光子探測器收集和傳播反映并轉(zhuǎn)換成電壓，其中哪些傳達出的固體顆粒污染信息在油中。 、系統(tǒng)原理 當(dāng)光線穿過的油，其中包含污染物，光的一部分得到分散，其他吸收。當(dāng)一束平行單色光強度為I穿過油，其強度得到減少到我作為一個L函數(shù)的穿透深度,由Beer Lambert法則6，7如下： （1） 這是Lambert定律在同質(zhì)媒體中的數(shù)學(xué)表達式，t是吸收系數(shù)。當(dāng)媒體解決方案，其吸收系數(shù)與濃度c成正比： （2） a是一個連續(xù)獨立的常數(shù)并且只由吸波材料的濃度決定。由（1），（2）我們可以得到以下公式： （3） 這個公式是Beer定律數(shù)學(xué)表達式。假設(shè)粒子是懸浮在油中，分散均勻，顆粒的散射模型，可以被看作是一個二維不透明磁盤。所有入射光的吸收，衰減系數(shù)可寫為： （4） 其中K是消光系數(shù)，表明每個粒子的體積和顆粒大小的功能，波長和粒子相對于媒體的折射率; N是粒子濃度; D是顆粒直徑和是橫截面積面臨的光粒子。 總結(jié)公式（3）對不同大小的顆粒在一個多粒子系統(tǒng)，可以得到： （5） 其中m是相對周圍介質(zhì)粒子相對折射率; 是與直徑相對的粒子數(shù)。指的是顆粒比例，頻率W和粒徑之間的聯(lián)系分布表示如下： （6） （6）乘（5）可以得到一個單一波長的公式 （7） 從（3），（4），我們可以看到對單分散粒子系統(tǒng)，當(dāng)穿透深度是固定的，其價值 正比于粒子的集中數(shù)目，從而也正比于粒子的重量集中度等等，即顆粒的重量集中度可以間接地由測量的值獲得。這樣，石油污染的程度確定了。 .波長選擇 燈是由某些能量的光子組成，依賴于波長。構(gòu)成物質(zhì)的分子和原子對應(yīng)不同的能量水平有著不同運動模式。當(dāng)光穿過油時，油分子的吸收定義為量子化能量的水平，這樣的吸收光子可以激發(fā)分子的轉(zhuǎn)動或振動模式，或電子的能量水平。該波長由傳感器適用應(yīng)符合下列條件：（1）油中敏感的固體微粒。（2）光的吸收率，即油中選定的不變波長仍然基本上在附近。（3）當(dāng)光線穿過油衰變率應(yīng)該降低。 120#發(fā)動機油，二真空泵油，3醫(yī)師1130， 4HL 110，532#液壓油 圖2 透射特性曲線的幾個油。 一般來說，固體微粒體積在5-30微米之間是最危險的污染。根據(jù)光吸收和散射理論，我們可以看到，用油吸收和散射光是最強的當(dāng)粒子尺寸大約為光的波長10倍。為了使所選擇的光波長對這些污染物敏感些，應(yīng)選擇波長為0.5-5微米的。這種波長的光，通過搭配的油樣和使用不同類型Hatachi340記錄分光光度計得到了透射率曲線，所示在圖2中。左邊的面域是油樣的透光曲線5，其波長在0.4-1.0微米之間，而對應(yīng)正確的波長在1.0-2.2微米之間。我們可以從圖中看到5個油樣曲線相似的透過率，這由石油的共性決定。這依賴于波長的透光顯示，這是一個吸收系數(shù)波長的功能。因為不同的顏色和石油類添加劑，該曲線的出發(fā)點源自彼此間轉(zhuǎn)移。 我們也可以從圖2中看到五個油樣透過時的變化率，其波長介于0.4-0.7微米時是大的，而波長介于0.7-0.9微米之間透射相對穩(wěn)定。波長范圍在0.9-1.0微米之間透光率有明顯的波動。該透光率為1.2微米和1.4微米時有兩個吸收峰，這是因為油的共性結(jié)構(gòu)，兩個構(gòu)成要素，即碳和氫氣。上述分析表明，當(dāng)波長介于0.7-0.9微米時，透射性相對穩(wěn)定和較大，結(jié)合典型的光纖轉(zhuǎn)移窗口;最終測試的光波長為850nm時確定。 、該傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 該傳感器主要是用于在線監(jiān)測煤礦刮板輸送機減速器的油污染。為此，傳感器嵌入在減速器的機殼內(nèi)。為了防止在玻璃擋板上積累的油微粒在一段時間內(nèi)的損害，這可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的測量，內(nèi)部玻璃擋板必須定期清理。 該傳感器的機械結(jié)構(gòu)如下：圖3。該傳感器的機械結(jié)構(gòu)1 - 纖維 2 -線的光電探測器 3-拉澤 4法蘭 5內(nèi)芯1 6上的外部護套室 7密封套 8緊固螺母 9 - 密封環(huán) 10 - 緊固螺栓 11 - 石英玻璃擋板1 12 - 密封圈 石英玻璃的 13引線腔 14 - 石英玻璃 擋板2 15 -探測器 16下院的外觀鞘 17 - 18方向鞘 - 內(nèi)芯4 19 - 內(nèi)芯2 20 - 內(nèi)芯3 傳感器的結(jié)構(gòu)解釋： 1.該傳感器的主要結(jié)構(gòu)是由內(nèi)核心，外鞘和密封護套組成; 2.內(nèi)在的核心是由四個部分組成，由緊固螺栓連接起來。石英玻璃擋板構(gòu)成左，右擋板油池，安裝在內(nèi)部的核心; 3.外部護套是由上下房室構(gòu)成;外部油可以流過洞進入油池外鞘測量。通過在較低的外鞘和室合作密封鞘內(nèi)核可以分離外部的石油，以便內(nèi)核可以取出并且石英玻璃隔板可以清理。 、試驗標(biāo)定 微粒計數(shù)器用于校準(zhǔn)不同油的污染程度，是按照重量方法的原則。把油輸入到傳感器和測量輸出信號對應(yīng)不同程度的油和信號為改變油點。由于N320潤滑劑廣泛用于煤礦重型機器的減速機，它可以用來至于不同潤滑油污染程度的搭配。目前NAS1638污染標(biāo)準(zhǔn)被廣泛使用。首先，它可以從表1可見，該固體微粒油污染的上限為0.5個百分點。根據(jù)表2，我們也可以看到，重量百分之0.5的比例相當(dāng)于NAS18的污染程度。從NAS8到NAS20共有13種油與油的污染程度搭配。NAS1638污染標(biāo)準(zhǔn)完全有14個污染程度，從NAS00到NAS12;兩個相鄰的粒子濃度水平的比例為2。所以當(dāng)污染水平高于12，外推法可用于決定它。在礦山機械和設(shè)備所用的油的污染水平遠遠超過NAS12，所以我們可以只能用此方法解決這個問題8。 表1。 L型縱橫交換標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)齒輪油封閉 （SH/T0586） 項目交換石油外貌異常運動粘度（40 ）率變化/ 20 +15或 水分/0.5機械雜質(zhì)/0.5銅片腐蝕1003小時/度？3b鐵姆肯行值/否133.4表2。重污染標(biāo)準(zhǔn)污染水平(NAS1638)1213141516mg /1000ml50100200400800污染 水 平(NAS1638)17181920mg /1000ml1600320064001280012800 、油標(biāo)定 通過重量與反粒子搭配的方法校準(zhǔn)油樣，并得到準(zhǔn)確的其中污染程度。但校準(zhǔn)會有以下問題：1.該油粘度用于粒子計數(shù)器其應(yīng)該10至15條，而N320不符合本要求粘度。 2.上限的石油污染程度通過測試NAS12粒子計數(shù)器得到。這個問題通過稀釋油可以解決，但這可能會導(dǎo)致較大誤差即高油污染程度。對于問題1，根據(jù)不同的石油和混合物的油醚比例搭配，衡量與混合物粘度粘度計并得出結(jié)論，當(dāng)油和油醚滿足3:1的比例，混合粘度符合要求的粒子計數(shù)器。 對于問題2，選擇13個油樣外的4個，其NAS12，NAS14，NAS16，NAS18污染水平用粒子計數(shù)器測量，如果污染程度是由粒子計數(shù)器衡量，與自己的名義水平一致，它表明油污染是由重量法與粒子計數(shù)器搭配統(tǒng)一使用測量?；蛘呒词拱l(fā)現(xiàn)某些規(guī)則可以從測量結(jié)果中找到，其他油樣的實際污染水平可以使用這個法則推測。從4油樣品的測量結(jié)果，我們可以看到，污染水平測定粒子計數(shù)器是2度，樣品搭配比重量法石油高。按照油的13種實際污染水平的原理即從NAS22從NAS10。該點對應(yīng)改變石油NAS20的污染水平。 衡量搭配油的油污染度分別用傳感器。在測量過程中，從半導(dǎo)體激光器的光穿過光纖，光纖準(zhǔn)直器，油并且最終到達了探測器表面。通過測量探測器的輸出電壓，我們可以獲取NAS10到NAS22污染水平的信息，如表3所示。NAS的污染水平10111213141516輸出電壓402401401401401401400NAS的污染水平171819202122輸出電壓398392390368357338數(shù)據(jù)分析可以看出從圖4：1.該探測器的輸出電壓值基本不變，是相同的比潔凈油。這表明，阻止了油中的微粒子，其油污染的程度低于NAS16可以忽略不計。 2.級以上。這表明，阻塞光來自于顯而易見的污染程度。該污染的換油點水平為NAS20，所以這一點是可以衡量的。 圖。 4。該探測器的輸出電壓對應(yīng) NAS的污染程度。 、結(jié)論這篇論文描述了油污染傳感器。測量原理，波長選擇，機械設(shè)計特點，試油搭配，校準(zhǔn)傳感器的校準(zhǔn)和分析數(shù)據(jù)進行了分析?？梢钥吹降臄?shù)據(jù)，其改變油的關(guān)點是可衡量的，它證明了傳感器能滿足刮板輸送機齒輪減速器在內(nèi)聯(lián)油污染監(jiān)測的要求。然而，這種傳感器也有一些不足之處，例如，長期使用對油色的改變后會影響透光率，從而導(dǎo)致測量誤差。這種測試是在室溫下進行的，是不符合實際油溫，其影響傳動效率。因此，下一步將是研究如何消除油溫度和顏色的影響，提高傳感器的精度。 參考文獻 1 Jones M H，摩擦學(xué)- 1的狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵因素機密檔案，狀態(tài)監(jiān)測，牛津大學(xué)的ProC，2001年。 2孟慶民，關(guān)于在線監(jiān)測的研究基于油光纖傳感器中國液壓與氣動，無神論Vol.2006（5），pp.34 - 37，2006年5月。 3肖晗良，鐵譜技術(shù)及其應(yīng)用機械故障診斷，中國交通出版社，北京，1944年。 4尹永輝，嚴新平，肖晗良，石油污染伯傳感器光電f的發(fā)展 監(jiān)測儀表技術(shù)與傳感器，無神論Vol.2006（11），pp.3 - 4，2006年12月。 5球前線素，機械磨損分析-以合理的方式方法整合的最大利益潤滑工程 臺北市，3號，頁。18 - 22日，1998年3月。 6 王玉田，光電子和光纖傳感技術(shù)國防工業(yè)出版社，北京，2003。 7 張福泉，孫榕，唐國維，北京光學(xué)師范大學(xué)出版社，北京，1985。 8 龐正多和孟國營，搭配和實驗標(biāo)定的N320潤滑油服務(wù) 對污染傳感器的設(shè)計，中華 傳感器與微系統(tǒng)卷。 20，第一頁。247-250，2007年1月。 授權(quán)許可使用不限于：中國礦業(yè)大學(xué)科技。在九時二十分30秒下載從IEEE Xplore星期一五月22,2010。限制。 第九屆國際會議電子測量與儀器ICEMI2009致 謝長達近四個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，在這四個月里，設(shè)計的過程中遇到了不少的困難，真是書到用時方恨少，但是在劉書進老師的耐心指導(dǎo)和幫助下，克服了重重困難，完成了此次畢業(yè)設(shè)計，同時也學(xué)到了大量的機械設(shè)計方面的知識，受益非淺。通過本次畢業(yè)設(shè)計，才發(fā)現(xiàn)理論聯(lián)系實際的重要性，才發(fā)現(xiàn)只學(xué)會書本上的理論知識是遠遠不夠的，通過畢業(yè)設(shè)計，搞懂了原來學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到的問題，使自己的專業(yè)知識有了很大的提高，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為以后的實際工作打下了良好的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計主要是對SGB630/90型刮板輸送機傳動部的設(shè)計，采用了機頭驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，傳動部為平行布置，這樣可以更好的利用井下有限的空間。這次設(shè)計的重點是刮板輸送機傳動部(減速器)的設(shè)計，本次設(shè)計的減速器是三級減速器，他采用了圓錐圓柱圓柱齒輪減速器，設(shè)計說明書對主要的齒輪和軸進行了設(shè)計和計算，對重要的軸、軸承和鍵進行了強度校核。通過這個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，不僅對這四年所學(xué)的知識有了一次較為全面的總結(jié)，還培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)知識，獨立分析、處理和解決工程實際問題的能力。在整個設(shè)計過程中深刻體會到了做學(xué)問的艱辛和各位指導(dǎo)老師們對冶學(xué)嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。