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1、串聯(lián)盤式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及工作原理
    串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。它是用牽引機(jī)構(gòu)將一個(gè)個(gè)串聯(lián)盤3等間距地串聯(lián)起來，在管道5內(nèi)環(huán)繞過驅(qū)動(dòng)輪2和從動(dòng)輪6，形成連續(xù)運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。右側(cè)是負(fù)載段，左側(cè)是空載段。物料在管道內(nèi)通過串聯(lián)盤，在驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)下將物料高速向上輸送，在出料口處將物料拋出。這樣物料在整個(gè)運(yùn)輸過程中始終處于密封狀態(tài)，避免了污染環(huán)境，能以不同的角度運(yùn)輸。
2、試驗(yàn)臺(tái)的主要研究?jī)?nèi)容
    (1)驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及牽引方式的確定
    經(jīng)過大量資料搜集和理論分析可知，目前串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)可能的驅(qū)動(dòng)方式有3種：①牽引機(jī)構(gòu)采用鏈條，電動(dòng)機(jī)傳遞的牽引力通過驅(qū)動(dòng)鏈輪與鏈條嚙合驅(qū)動(dòng)串聯(lián)盤運(yùn)行；②牽引機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩，電動(dòng)機(jī)傳遞的牽引力通過鏈輪與鋼絲繩的摩擦牽引力驅(qū)動(dòng)串聯(lián)盤運(yùn)行；③牽引機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩，但電動(dòng)機(jī)傳遞的牽引力一部分由驅(qū)動(dòng)輪輪齒拖動(dòng)串聯(lián)盤運(yùn)行，另一部分牽引力靠驅(qū)動(dòng)輪槽與鋼絲繩的摩擦來驅(qū)動(dòng)串聯(lián)盤。對(duì)于不同種類的物料，采用哪種驅(qū)動(dòng)方式更合適，需要對(duì)不同驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力分析，同時(shí)經(jīng)過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。例如，當(dāng)采用第3種驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，串聯(lián)盤的運(yùn)行靠驅(qū)動(dòng)輪與盤之間的咬合，這個(gè)力是很大的，而且牽引機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)輪上運(yùn)行的是曲線，而在管道里是直線運(yùn)行，要保證驅(qū)動(dòng)齒和盤之間恰當(dāng)?shù)膰Ш希瑸榇艘獙?duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行很好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來解決這一問題。驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒依次與串聯(lián)盤嚙合，牽引著串聯(lián)盤連續(xù)運(yùn)動(dòng)，將鏈輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩變成直線牽引力。串聯(lián)盤是以相等的距離串聯(lián)在鋼絲繩上，繞經(jīng)鏈輪呈半圓形環(huán)繞。鏈輪是經(jīng)過電機(jī)，減速器來驅(qū)動(dòng)的，鏈輪做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，牽引串聯(lián)盤運(yùn)動(dòng)是變速直線運(yùn)動(dòng)，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)2個(gè)串聯(lián)盤之間所對(duì)應(yīng)的中心角為周期。
    (2)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)動(dòng)力分析
    利用串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)輸送物料，雖然物料被離散運(yùn)輸，但驅(qū)動(dòng)它的鋼絲繩或牽引鏈條卻是連續(xù)的。因此，將運(yùn)輸系統(tǒng)分為直線重載段、直線空載段、彎曲段分別進(jìn)行研究，確定串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)牽引力的計(jì)算數(shù)學(xué)模型。
    (3)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與裝載系統(tǒng)的自動(dòng)控制
    由前述可知，串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)可對(duì)不同粘度、粒度、濕度、溫度、腐蝕度的散裝物料進(jìn)行密封輸送。當(dāng)l臺(tái)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)輸送不同的物料時(shí)，其物理性質(zhì)不完全相同，整個(gè)輸送機(jī)各主要承載部件和牽引部件將處于不同的受力狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)有可能影響輸送機(jī)的正常工作。因此，應(yīng)根據(jù)不同工作環(huán)境及狀態(tài)對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。其自動(dòng)控制主要對(duì)于2個(gè)參數(shù)進(jìn)行：一是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，二是裝載系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)螺旋給料機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。控制的目標(biāo)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)輸送物料一定時(shí)，給料輸送機(jī)轉(zhuǎn)速一定，進(jìn)入每個(gè)串聯(lián)盤上部的物料量就一定，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需要的牽引力基本一定。為了滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速（例如，當(dāng)輸送機(jī)輸送極細(xì)干粉末或輸送粘度很大濕粉末時(shí)，所需牽引力要相差很大）。為保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率在允許的工況下，就需調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速以滿足要求。但一臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速也不是無限可調(diào)的，它都有一個(gè)正常的工作范圍。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超出這個(gè)范圍，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將不能正常工作，這時(shí)需要調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的牽引力，在物料的物理性質(zhì)一定時(shí)，電機(jī)牽引力的變化取決于每個(gè)串聯(lián)盤上物料高度h的變化，而h的變化又取決于給料系統(tǒng)單位時(shí)間給料量。對(duì)螺旋給料機(jī)，可以通過調(diào)節(jié)螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給料量。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及給料系統(tǒng)進(jìn)行控制，需要設(shè)計(jì)一套先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
3、試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
    為了實(shí)現(xiàn)對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，弄清不同物料屬性對(duì)所需牽引力的影響，驗(yàn)證及修證理論計(jì)算模型。需要設(shè)計(jì)1臺(tái)試驗(yàn)裝置，為了既節(jié)省資金又能完成試驗(yàn)任務(wù)，所配備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以滿足上2項(xiàng)要求：①對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)實(shí)行自動(dòng)控制；②試驗(yàn)研究。試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)備的配備示意圖如圖2所示。
    串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)由變頻調(diào)速電機(jī)1經(jīng)過星齒輪減速器帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此系統(tǒng)用于試驗(yàn)研究時(shí)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)l的軸端支撐起來，電動(dòng)機(jī)兩軸被支撐受徑向及軸向位移限制，整個(gè)電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子及殼體）轉(zhuǎn)動(dòng)是自由的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于機(jī)外殼沒有固定，機(jī)殼就會(huì)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩應(yīng)與轉(zhuǎn)子力矩相等。利用這一原理，在電機(jī)外殼上沿電機(jī)徑向固定一個(gè)杠桿（杠桿的長(zhǎng)度由計(jì)算確定），杠桿的另一端作用在壓力傳感器上，這樣即可測(cè)得電機(jī)扭矩，電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的靜態(tài)扭矩可直接讀出。動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)其扭拒信號(hào)可通過89C51單片機(jī)，7705 A/D轉(zhuǎn)換器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀出或記錄。當(dāng)更換輸送物料，變換驅(qū)動(dòng)電機(jī)、給料電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，就可測(cè)出串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)系統(tǒng)在許多不同工況下所需牽引力，驗(yàn)證理論分析模型。
    當(dāng)試驗(yàn)控制系統(tǒng)用于串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)的自動(dòng)控制時(shí)，需將圖3中驅(qū)動(dòng)電機(jī)及給料電機(jī)與單片機(jī)連接上，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)牽引力的修正，把合理的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及給料電動(dòng)機(jī)工況編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。當(dāng)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由速度傳感器及壓力傳感器測(cè)得的信號(hào)送到單片機(jī)中進(jìn)行部分處理，然后通過接口將信號(hào)送到AD7705 16位A/D轉(zhuǎn)換器（此轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是能將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)直接送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理），轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。如果分析結(jié)果證實(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)不在合理工況內(nèi)，可通過反饋信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)或給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)在合理的工況內(nèi)，達(dá)到對(duì)串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。