上运机驱动及拉紧装置的设计与计算【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 上运机是一种利用连续运动的无端输送带向上输送工程物料的带式输送机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，又是传递牵引力的构件。带式输送机输送能力大，输送距离长，结构简单，工作可靠，操作管理简单 ,能量消耗少。因而被广泛地运用于矿山、冶金、铸造、化工等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地。本文以煤矿作业为背景，对此工况下所要求的上运机进行了设计与计算。针对实际生产中对上运机结构的要求，从整体结构出发，对整个装置中的驱动装置和拉紧装置进行设计与计算。其中驱动装置的设计，选择电动机 减速器 作为驱动设备，由电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒通过摩擦将牵引力传给输送带使其运动并输送货物。而拉紧装置则选择液压系统来对整个装置进行拉紧，设计了液压系统，并对主要元件进行了计算与选择。同时也对装置中的制动部分和辅助部件如清扫装置做了必要的选择。 关键词 上运机 ； 输送带 ； 减速器 ； 液压拉紧 需要购买对应 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 he is of it is of It is in of so it in is to in of of of of in of in of we in to a of of , it by , a of its s I 目 录 1 绪论 .言 .述 .计思路 输送机构整体设计 .送带材料选择 .动装置倾角选择 .托辊选择 .动滚筒的选择 主参数及初步设计计算 .速选择 .送能力计算 .带运动阻力的计算 带张力计算及强度垂度校核 .周牵引力及功率的计算 . 驱动装置的设计和计算 .动机的计算与选择 . 电动机的选择和计算 . 确定电动机转速 . 电机的选择 10 速器的设计与计算 计算传动装置的传动比、动力参数 11 速器结构的设计 12 动零件的设计与计算 13 的设计计算与校核 滚动轴承的选择 26 的选择及强度校核 联轴器的选择与计算 减速器附件设计 速器的密封和润滑 . 拉紧装置的设计与计算 .体结构 .压系统 压元件的计算与选择 34 压缸的设计计算 . 液压泵计算与选择 . 阀类及辅助元件的选择 . 电动机的选择 .压系统性能验 算 39 压系统压力损失的验算 .个问题的讨论 40 结 41 6 制动、辅助装置的设计与选择 动装置 . 逆止器工作原理 . 逆止器的安装 . 逆止器的润滑与保养 .助设备 42 送带清扫装置 .论 44 致谢 45 参考文献 46 附录 47 附录 1 .录 2 买 文 档 送 全 套 图 纸 扣扣414951605 .V 1 1 绪论 言 毕业设计是培养我们理工科学 生的一个实践性教学环节，也是最后一个教学环节，它是在我们学完了全部基础课、技术基础课及专业课后，并在一些课程设计基础上，到工厂进行参观实习，搜集原始资料之后，进行的一次大规模基本知识和基本技能的全面的、系统的设计。 设计的主要目的：培养我们综合应用所学基本知识和基本技能去分析和解决专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的设计思想、掌握工程设计的一般程序、规范和方法，培养我们收集和查阅资料和运用资料的能力。通过毕业设计，进一步巩固、扩大和深化我们所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高我们设计、 计算、制图、编写技术文件，正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计，培养我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，树立正确的生产观、经济观和全局观，从而实现我们向工程技术人员的过渡，同时学会掌握调查、研究、收集技术资料的方法。在制造业信息化环境中，工艺设计是生产技术准备工作的第一步，工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响，是生产中的关键。工艺知识是制造业中重要的 知识资源之一，是理论中的产品变为实际产品的基础资源，它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。随着国民经济的发展，工程机械的应用越来越多，因为工程机械能够代替工人从事重体力劳动。使用工程机械的优点有很多，如工程机械的适应能力很强，一般不受气候影响，工程机械可以不需要休息，工作效率高，工程机械动力强劲等。但是工程机械一只注重实用性，而舒适性大都会被忽略。而由于社会的进步，国家对工人的工作条件日益关注 般工作效率都比的低，所以开发一些能改善工人工作条件的产品是很有 必要的。而本课题也正是从这一方面考虑的。当前，社会经济正从工业经济向知识经济转变，知识正在成为生产力要素中最活跃、最重要的部分。相信通过这次设计，能够使自己的知识积累达到了一个新的层次！ 述 带式输送机是当代最为得力的输送设备之一，在整个输送机范畴中，它是应用最为广泛的一种设备。随着国民经济的不断发展 ,多种类型的带式输送机广泛的运用于 矿山、冶金、铸造、化工 、粮食等行业的各种场合。近年来由于带式输送机的应用范围的扩大，品种的增多以及质量的不断提高，对制造设计带式输送机提出了更高的要求，特别是在一些大型 的生产流水线上，带式输送机承担了很重要的工作任务。这些带式输送机对传输距离和速度，精度比有较高的要求。 目前我国已编制了统一的 固定带式输送机新系列， 2 包括了原通用型和高强度型两大系列。 为了更好地适应不同工作条件和要求，近年来出现了一些新型的特种带式输送机，如波纹挡边带式输送机，双带输送机，气垫带式输送机，管型带式输送机等。它们之中，有的可在大倾角或垂直方向上输送物料，有的在输送段呈管形，避免扬尘，展现了很好的应用前景。 近 15年来，国外对带式输送机相关理论的研究取得了很大进展，带式输送机主要部件的技术性 能也明显提高，为带式输送机向长距离、大型化方向发展奠定了基础。随着对长距离带式输送机的可靠性和经济性要求的不断提高，其设计观点也在逐步发展。先进的设计观点，是以国际标准 048和德国工业标准 2101为基础，设法减小运行阻力，合理确定输送带的安全系数，采用可控起、制动装置平稳起、制动，利用输送带粘弹性理论进行动态分析，对输送机进行工况预测和优化。 根据工况以及设计要求，确定以下方案： 驱动装置：根据工况以及设计要求，考虑成本，选择电机 电机通过联轴器、减 速器带动传动滚筒转动。 拉紧装置：为了更好的控制整个输送机所需的拉紧力，提高输送机工作的效率，选择了液压拉紧装置来优化使用机械拉紧所带来的不足。 制动装置：根据工况，考虑整个装置的结构以及成本，选择 带式 逆止器作为制动装置，该装置的特点是结构简单，造价低。 辅助装置：在进行清扫装置的选择时，考虑环境因素，选择了 在国外得到广泛应用的篦子式刮板清扫装置 。 3 2 输送机构整体设计 设计一台用于煤矿输送煤矿石的 输送机 其已知工作参数为： =50m =250t/h =1000送带材料选择 输送带用来传递牵引力和承放被运货物，它贯穿于输送机的全长 , 用量大 ,主要采用橡胶带 , 胶带的价格比较贵 , 在输送机成本中占很大的比重。主要包括 : 织物芯橡胶带 钢绳型橡胶带 其中使用最为广泛的是织物芯橡胶带 表 2物料特性 物料名称 覆盖 胶厚度 上胶层 下胶层 堆积密度 2t/m,中小粒度或磨损性小的物料 煤 焦炭 白云石 白石灰 烧结混合料 沙等 积密度 2t/m,块度200损性较大的物料 破碎后的矿石 选矿产品 各种岩石等 积密度 2t/m,磨损性大的大块物料 大铁铁矿石 油母页岩 据输送机类型、结构以及工况，考虑经济成本，选择织物芯橡胶带。 胶带的主要参数如下： 长： 100m 宽： 1m 帆布层数： 3 层 接头方式：机械方式接头，铆钉固定的夹板式 动装置倾角选择 上运机的倾角随不同的被运物料而定。若倾角过大，会因被运物料与输送带之间摩擦力不足，引起物料下滑而降低输送能力。 4 表 2物料名称 块煤 1518 焦炭（块粒） 2021 焦炭（粉粒） 1820 矿石（块度均匀） 1416 矿石（块度不均） 1620 根据工况及输送的物料，选择传动装置的倾角为 15 度 。 托辊选择 上托辊作用是支撑输送带及带上物料，减小输送带 的垂度，使其能平稳运行。主要有槽型托辊，平行托辊，缓冲托辊等。 槽型托辊主要用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽型，以便于增大输送能力和防止物料向两边撒漏。而平行托辊和缓冲托辊主要用于输送件货。 为了提高整个机械设备的输送能力，以及避免输送物料过程中的漏损，选择组合式槽型托辊来支持物料的运输。 此托辊结构由三个短的托辊组合而成，形成槽型以避免漏料和提高机械设备的输送能力，槽角成 30度。 槽型托辊的主要参数如下 : 型号： 33205 托辊直径： 108承尺寸： d=25 D=52 B=22L=1200 2型托辊结构图 动滚筒的选择 传动滚筒借助其表面与输送带间的摩擦传递牵引力。传动滚筒有光面与胶面两种。采用胶面可增大摩擦系数，对防止输送带跑偏也有一定作用。在功率不大，环境湿度小的情况下采用光面滚筒，当环境潮湿，功率较大，容易打滑时则采用胶面滚筒。 传动滚筒直径有 500， 630， 800， 1000 表 25 表 2 带宽 / 500 650 800 1001200 1400 D/ 500 500630 5001000 6301000 8001000 根据输送带带宽及本设计的输送机功率不大，故仅选用单滚筒驱动。滚筒的参数如下： 1 钢板焊接结构 2 光面滚筒 3 滚筒直径 D=630 滚筒轴直径 D=846 3 主参数及初步设计计算 速选择 带速对上运机的尺寸，自重，造价和工作质量都有很 大影响。增加带速，可使上运机在同样输送能力条件下采用较小的带宽，而输送带线载荷减小，张力随之降低，可以采用强度较低的价格较廉的输送带。带速的增加，则驱动装置的尺寸和质量都相应减小。因此，提高带速，减小带宽有很大的经济价值。但增加带速可能在输送扬起粉尘，造成被运物料破损，还会在装载段，清扫段等处增加对输送带地磨损。所以，选定带速要考虑以下因素： 被运输物料的特性 带式输送机的布置和卸料方式 带速与输送能力和带宽的匹配 表 3m/s） 带 宽 m/s 500、 650 800 、 1000 1200 、 400 无磨损性或磨损性小的物料（如煤等） 磨损性的中小块物料（如矿石，炉渣） 磨损性大的物料（如大块矿石） 据生产率和装卸物料的速度，选择带速 v=1m/s 送能力的计算 本设计输送物料为散料，输送能力 ( / )Qt h 可按下式计算 3600Q AK v 式 (式中 ： A 横型输送带物料堆积的最大截面积 由机械手册查得 A= 倾角系数 由机械手册 取 v 带速 已选择带速为 v=1m/s 物料堆积密度 由机械手册查得 此处为 将上述已知条件代入式 (解得 Q =300t/h 带运动阻力的计算 图 3 7 图中 1带在这一段托辊上所遇到的阻力，为重段运行阻力，用 3带在这一段的阻力为空段运行阻力，用 示。在一般情况下，重段和空段的运行阻力可以分别表 示如下： s o s 式 ( s o s 式 (式中： 输送机的倾角（度），此处为 15 度； L 输送机的长度（米），此处为 48250 m 槽形托辊阻力系数，由机械手册查得，此处为 平形托辊阻力系数，由机械手册查得，此处为 q 每米长的胶带上的货载重量（公斤 /米），由机械手册，得此处为 69 公斤 /米； 每米长的胶带自重（公斤 /米），普通帆布胶带每米长度的重量可按下式计算： )(1 d 式 ( 式中： 胶带的平均容重（吨 /立方米）； B 胶带的宽度（米），此处为 1； i 胶带帆布间层数，由机械手册查得，此处选为 3； 一层帆布层的厚度（毫米），由机械手册查得，此处选为 1 胶带上保护层厚度，此处为 3 2 胶带下保护层厚度，此处为 1 将上述已知条件代入式 (解得 5.8米 托辊转动部分的重量，分别按下面的公式计算： 式 (式 (式中： 分别为每组上、下托辊转动部分重量（公斤），由机械手册查得，此处它们分别为 22 公斤和 17 公斤； 上托辊间距（米），一般取 1，此处取 ； 下托辊间距（米）， 一般取 23 米，此处取 3 米。 将上述已知条件代入式 (式 (分别解得 米； 米。将所有条件代入式 (式 (分别解得 1091公斤）； 公斤） 而如图 3，胶带在 4，即在导向滚筒上所遇到阻力可近似地按下式计算： 414 ) 式 (对于传动滚筒的阻力，即 2的阻力可按下式计算： 3232 式 (其中2S, 3S, 4， 3， 4处的张力 8 带张力计算及强度，垂直度校核 （ 1）按逐点法找出 2S 与3系 341441 12 1432 式 (（ 2）按摩擦传动条件找出 2S 与3 1m a 132式 (式中： n 摩擦力备用系数，一般取 处选择 胶带与滚筒之间的摩擦系数，由机械手册查得，此处为 于已知包角为 。180 ，则并可直接查得 e ； 将上述条件代 入 式 ( 得32 S 式 (（ 3）由式 (式 ( )(33 1 0 9 )(7 9 13 公斤S S 公斤7441 S 公斤18352 S （ 4）验算 验算按上述计算法求得的最小的张力，看其是否满足按下垂度所确定的最小张力值 胶带张力与下垂度的关系为： c o m in 式 (c o m in 式 (式中： 重段胶带最小张力（公斤）； 空段胶带最小张力（公斤）； 重段两托辊间距（米），此处为 空段两托辊间距（米），此处为 3； 输送机倾角（度），此处为 15； q 货载每米长重量（公斤 /米），此处为 69； 9 胶带每米长重量（公斤 /米），此处为 将各已知条件代入式 (式 (解得 561斤； 123斤。 由此可见上面所求得的最小的张力满足按下垂度所确定的最小张力值。 周 牵引力及功率的计算 输送机传动滚筒的圆周牵引力为： （公斤）1 0 3 77981 8 3 5320 考虑主轴承摩擦阻力及胶带在传动滚筒上的弯曲阻力，则主轴牵引力为： 32320 此处选择 32320 将已知条件代入解得： 由机械手册查得，电机功率可由以下公式计算： 0 ()102 w 电机功率计算 将在第四章电机选择时详细叙述。 10 4 驱动装置的设计与计算 带式输送机的驱动装置由电动机，连轴器或液力偶合器，减速器，传动滚筒等组成。驱动装置的作用是由传动滚筒通过摩擦将牵引力传给输送带使其运动并输送货物。 根据工况以及设计要求，考虑成本，本设计选择电机 电机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动。 动机计算与选择 率的计算 电动机的功率选择是否合适将直接影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所要求的功率 ,就不能保证工作机正常工作 ,甚至使电动机长期过载而过早损坏 ,如果选用额定功率大于工作机所需要的功率 ,则电动机价格高 ,功率未得到充分的利用 ,从而增加电能的消耗 ,造成浪费。 在设计过程中 ,由于工件传输机一般为长期连续运转 ,载荷不变或很少变化的机械 ,并且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率 样电动机在工作时就不会过热 ,一般不需要对电动机进行热平衡计算和校核启动力矩。 (1) 电动机功率计算 电动机所需工作功率为 Pd=020式 (式中：0W 输送机主轴牵引力，公斤 此处0W= V 带速， m/s 此处 v=1m/s； a 电动机至工作机主运动端运输带的总效率。 (2) 传动效率 由电动机至输送带的传动总效率为 4221 2 3 4a 式中 : 1，2，3，4， 分别为轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率。 该设计中根据要求选择滚子轴承效率1=轮传动效率 2 =轴器传动效率3=筒 4 = 4 2 20 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 8 2a 将上述条件代入式 (解得所需电机功率 确定电动机转速 电机转速的确定： 11 已知卷筒轴的工作转速 n=D v100060r/中： v 带速， m/s 此处 v=1m/s D 卷筒直径， 此处 D=630代入解得 :n=30r/机转速可选范围： 其中根据传动方 式（带传动和二级齿轮减速传动）查表得 12 ( 2 4 ) ( 8 4 0 )ai i i 所以电机的转速可选范围为： 480 电机的选择 容量相同的同类电动机 ,有几种不同的转速系列供使用者选择 ,如三相异步电动机常用的有四种同步转速 ,即 3000,1500,1000,750r/应的电动机定子绕组的极对数为2,4,6,8)。同步转速为由电流频率与极对数而定的磁场转速 ,电动机空转时才可能达到同步转速 ,负载时的转速都低于同步转速。 选定电动机类型 ,结构 ,对电动机可选的 转速进行比较 ,选定电动机转速并计算出所需容量后 ,即可在电动机产品目录中查出所要的电动机。 根据工况和计算所选电动机见下表 4 表 4动机参数表 型号 额定功率 转速 r/载时转速 r/量 1605 1500 1440 470 表 4动机尺寸参数表 型号 尺寸 (H A B C D E 4， 6 4， 6 60 216 178 89 38 80 100 图 4三相异步电动机结构示意图 速器的设计与计算 12 算传动装置的传动比和运动、动力参数 图 4动示意图 （ 1）确定传动装置的总传动比和分配传动比 1）总传动比 由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速 ,可得到传动装置的总传动比为 式中： 选择电 动机的满载转速 r/此处 440 n 工作机主动轴转速 r/此处 n=30 所以 ia=01440=48 2） 分配传动比 传动示意图如图 4传动比为各级传动比 即 ia= 选 3， 别为减速器各级传动比 . 3）分配减速器的各级传动比 按转开式布置，考虑润滑条件 ,为使两级大齿轮直径相近 ,可由二级圆柱齿轮减速器传动比分配图资料查得 2）计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速 轴： n =0 31440 480 13 轴： n =1 100 轴： n=2 30 卷筒轴； n=30 式中： n ,n 各轴的转速 ( ; i0, 各传动比 2）各轴输入功率 轴： P =1 =2.8(轴： P = P 2 3=轴： P= P 2 3=卷筒轴： = P 2 4 =1.3(式中： ， P , P ， P， 各轴功率； 1 2 3 4 带 ,轴承 ,齿轮，联轴器的传动效率。 3）各轴输入转矩 电机： 550N m=9550 m= m 轴： T =1 N m=3 m =m 轴： T = T 1 2 N m = m =m 轴： T =T 2i 2 3N m= m = m 卷筒轴： =T 2 4 N m= m = m 速器结构的设计 （ 1）机体结构 减速器机体是用以支持和固定轴系的零件 ,是保证传动零件的啮合精度 ,良好润滑及密封的重要零件 ,其重量约占减速器总重量的 50%。因此 ,机体结构对减速器的工作性能 ,加工工艺 ,材料消耗 ,重量及成本等有很大的影响。 机体材料用灰铁 ( 造 ,机体的结构用剖分式机体。 （ 2）铸铁减速器机体的结构尺寸见下表 3位 ) 表 4名称 符号 减速器尺寸关系 尺寸选择 机座壁厚 8 16 机盖壁厚 1 8 12 机座凸缘厚度 b 23 机盖凸缘厚度 18 14 续表 4座底凸缘厚度 37 地脚螺钉直径 2 30 地脚螺钉数目 n a250n=6 6 轴承旁联接螺栓直径 22 机盖与机座联接螺栓直径 ( 16 联接螺栓 间距 l 15000 轴承端盖螺钉直径 (16 窥视孔盖螺钉直径 ( 6 定位销直径 d (2 见表 4 22 凸缘边缘距离 见表 4 20 轴承旁凸台半径 20 凸台高度 h 根据低速级 轴承座外径确定 外机壁至轴承座端面距离 (850 50 大齿轮顶圆与内机壁距离 1 =10 18 齿轮端面与内机壁距离 2 =10 15 机盖 ,机座肋厚 = =4 轴承端盖凸缘厚度 t (16 轴承旁联接螺栓距离 s 尽量靠近 轴承端盖外径 轴承孔直径 +(D+40 表 4螺栓直径 10 16 24 13 16 18 22 26 34 40 c 11 14 16 20 24 28 34 沉头座直径 20 24 26 32 40 48 60 注 :多级传动时 ,a 取低速级中 心距 动零件的设计计算 传动装置包括各种类型的零件，其中决定其工作性能，结构布置和尺寸大小的主要是传动零件。支撑零件和联接零件都要根据传动零件的要求来设计，因此一般应先设计计算传动零件，确定其尺寸，参数，材料和结构。 15 (1)圆柱齿轮传动设计 1）级圆柱齿轮传动设计 a)齿轮材料的选择 小齿轮选用 40质处理 ,硬度 241均取 260 大齿轮选用 45钢 , 调质处理 ,硬度 229均取 240 b)齿轮传动的计算方法 已知条件：功率 转速 480r/动比 1 式软齿） 转矩 106106 54667 N 齿宽系数d由机械设计手册查表取d=触疲劳极限机械设计手册查表取 1=7002=600 初步计算的许用接触应力 H 1 1=700=630 H 2 2=600=540 d=90 初步计算的小齿轮直径 131 2 1 中：传动比 u=其他条件见上 代入解得1d 取1d=90 初步齿宽 b =d 1d=90 圆周速度 v = 1160 1000=100060 48090 =度等级 由表格查得，选 9级精度 齿数 z 和模数 m 初取齿数1z=30,2z=1i *1z=144 m =113090 =3 由机械设计手册查表取 m =3 1z= 190=30 2z=30=144 使用系数16 动载系数间载荷分配系数机械设计手册查表先取 12 902546672 =5659N =100a=1z +21z )=(301 +141 )= 43 =此得 21Z=向载荷分布系数机械设计手册查表取 A +B 1+2 (12 +C b 310 =(1+9010 3 =荷系数 K =A V H K K= =性系数节点区域系数触最小安全系数工作时间830010 =24000h 总应力循环次数91 0 1 0, 则指数 m =60 n i (60 2400014801 =10 原估计应力循环次数正确 210 /10 接触寿命系数1用接触应力 H 1H= =633 17 2H= 2= =662验算 H=2121 uz z zb d u 代入解得H=6022H 计算结果表明 ,接触疲劳强度较为合适 ,齿轮尺寸无需调整。 实际分度圆直径 d ， 因模数取标准值时 ,齿数已重新确定 ,故分度圆直径不会改变 ,即 1d=1 30=90 2d=232 中心距 a = 122m z z =261 齿宽 b b =d 1d=90 荷和几何参数是用小齿轮输出转矩 直径 表示的，不论强度计算是针对小齿轮还是大齿轮，公式中的转矩，齿轮直径或齿数，都应是小齿轮的数值； 1齿宽， b 应是一对齿轮的工作宽度， 为易于补偿齿轮轴向位置误差，应使小齿轮的宽度大于大齿轮宽度，应此大齿轮宽度取 45 b+(5 ,齿宽数值应圆整。 计算所得的参数见下表 4 4齿轮参数表 名称 代号 单位 小齿轮 大齿轮 中心距 a 两齿轮中心距为 261 传动比 i 两齿轮传动比为 数 m 3 3 螺旋角 度 0 0 端