小型水泥带式输送机设计毕业设计论文.doc

毕业论文(设计)小型水泥带式输送机设计目录摘要及关键字11.引言11.1带式输送机简介11.2选题的主要目的和意义11.3带式输送机的发展状况12带式输送机概述22.1带式输送机的工作原理22.2 带式输送机的结构和布置形式33标准部件的选用43.1输送带的选择43.2选择传动形式和驱动装置63.3传动滚筒和改向滚筒的选择63.4托辊的选择74输送机受力分析74.1圆周驱动力分析74.2 阻力分析85电动机选用115.1电动机容量及转速的选择115.2选择电动机的型号126减速器的选用126.1 传动装置的总传动比126.2 液力耦合器136.3 联轴器137张力计算147.1输送带张力计算147.2 输送带校核15总结16参考文献17谢辞19小型水泥带式输送机设计）摘要及关键字：本次毕业设计是关于小型水泥带式输送机的设计。首先简单的介绍了带式输送机的概况和发展状况；然后辨析了其原理和设计计算方法的选择；接着计算出基于这些设计标准，并根据给定的参数和设计的要求选定输送机的主要部件。目前，胶带输送机正朝着高速度，低摩擦的方向发展。在带式输送机的设计，制作及其应用上目前中国与海外进步水平对照仍有较大差别,且存在着很多不足！关键词：带式输送机；主要部件；设计1.引言1.1带式输送机简介 带式输送机是一个以持续的机械摩擦传动输送所需料的机械。它可以一定的线路输送物料，即从最起始的供料点到物料输送过程中形成的最终卸料点。它不但可以输送粒状物料，而且同时也可输送成品件。除了纯粹的物料输送，也可以用在协作完成以形成一个有节奏的传输线的过程，在各种工业生产过程中乃至生活中均可使用。1.2选题的主要目的和意义带式输送机具有输送距离长、结构简单、成本低等优点，除此之外还有很高的生产效率。带式输送机现在是最重要的散状物料输送设备，主要应用于冶金、采矿、煤炭、电站及工业企业等。因此,对带式输送机的设计是非常有必要的。因为皮带输送机是由几十个不同类型的基本部件所组成的，并且每种还包含多种类型，结合不同的路况，地形, 且还有很多的变化形式的布局,这一系列的因素无疑都给输送机的设计带来了种种困难，尤其是涉及到的关键部件的选择部分的经验、知识、规则。目前，随着国内外市场的蓬勃发展，带式输送机市场的竞争也日益激烈。对于社会的进步我们必须向多品种、新产品的方向发展，以满足不同层次、不同要求的用户的需求！1.3带式输送机的发展状况自90年代以来，各类带式输送机渐渐出现在我们的视野内，足以见得带式输送机的发展取得快速的进步。例如我国设计出了倾角大、距离长的新型带式输送机系列1制品，并对带式输送机的重要构件连同关键技术进行了研究和开发并取得了一系列的成就！我国带式输送机的发展：1.大型化、智能化为了满足高产量和集约化生产，带式输送机，以增加运送能力，提高机械化控制水平，远距离，高带速，大容量效率的需求，高功率是输送机未来发展的趋势。2.扩大功能，一机多用化带式输送机是一种理想的连续输送装置, 但目前其效率仍没得到充分的利用，这无疑造成了资源的浪费。如果将其现有的构造做恰当的改动,如带式输送机,采取一些安全措施,可以扩展到人,物料或双向运输功能, 实现一机多用最大的经济效益。3.开发专用机种由于运输系统的布局在不同地质条件上往往有一些特殊的要求,如弯曲、大转角, 垂直升降直到在长途运输输送等。而在某些情况下,传统的带式输送机不能满足其要求。为了满足一些煤矿的特殊要求,应制定以满足这些特殊要求的输送机,如线摩擦多驱动带式输送机、平面转弯带式输送机、波纹挡边输送机等等。国外对于带式输送机1研究和应用都先于我国，其主要应用钢厂、水泥厂、矿山等领域。带式输送机也是最为理想和有效的连续输送设备，尤其是现代化大型矿井、水泥厂,带式输送机已成为企业至关重要设备。国外带式输送机的发展：1.输送机功能多样，应用范围扩大。如大倾角带式输送机，管状带式输送机，空间转弯带式输送机等各种机型; 2.带式输送机技术本身朝着大容量，高速长距离大型输送机的方向发展; 3.带式输送机重要组成部分向着高可靠性，高性能方向发展。2带式输送机概述2.1带式输送机的工作原理带式输送机为了满足工作的需要，需要一个传送带和两个分别布置在传送带首尾端的滚筒，靠近出料端的滚筒叫做驱动滚筒，因为把驱动滚筒布置在出料端，可以增大牵引力。驱动滚筒运动所需要的动力是由电机提供的，而输送带的运动所需要的力是驱动滚筒和输送带之间的摩擦力。而另一个滚筒叫做改向滚筒，他的作用是改变输送带的运输方向。2.2 带式输送机的结构和布置形式2.2.1带式输送机的结构带式输送机主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等构成。输送带是带式输送机的承载部件，带上的物料随输送带一同运转，物料可根据需要在其端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。采用光面输送带沿倾斜路径布置时，不一样的物料的最大运输倾角是不同的，如下表2所示： 表1 不同物料的最大运角物料种类角度物料种类角度煤块18筛分后的石灰石12煤块20干沙150350mm矿石16水泥200200mm油田页岩22干松泥土20由于此次设计的是输送水泥故其最大运角为20。222布置方式 电动机的动力要想最终转变成为输送带的运动不可能直接连接输送带，因为电动机的转速太高了，这中间需要调速装置。一般人们会通过联轴器把电动机和减速器连接起来，这样可以通过减速器的减速作用将电动机的高速度转变成为低速度。然后减速器再与驱动滚筒相连，驱动滚筒与传送带之间的摩擦力可以使输送带运动。用于运输水泥的运输机一般是固定式带式输送机，而且很多都是用一个电机提供动力，所以人们一般将输送机的驱动系统放在一起，根据经验，一般放在机头处。带式输送机比较常用的的布置方式如下表2所示：表2 带式输送机典型布置方式水平运动单滚筒传动向上运动单滚筒凸弧单滚筒凹弧双滚筒传动单滚筒凸凹弧三滚筒传动双滚筒向下运动单滚筒向上运动单滚筒双滚筒3标准部件的选用3.1输送带的选择按给定的工作条件,取水泥的堆积角为20.水泥的堆积密度按1800 kg/输送机的工作倾角=0;小型带式水泥输送机的最大输送量3 式 3-1式中：输送量（； 带速（； 物料堆积密度（）； 输送带上物料堆积面积（ ）由于小型带式水泥输送机是在室外工作故取带速为2m/s由已知条件可知输送带索要满足的条件为图1 槽形托辊的带上物料堆积截面表23槽形托辊物料断面面积a 槽角带宽b=500mm带宽 b=650mm带宽 b=800mm带宽b=1000mm动堆积角20动堆积角30动堆积角20动堆积角30动堆积角20动堆积角30动堆积角20动堆积角30300.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.1240350.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.1290400.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.1340450.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表3, 输送机的承载托辊槽角35，物料的堆积角为20时，带宽为500 mm的输送带上允许物料堆积的横截面面积为0.0236，此值大于上式计算所需要的堆积横截面面积0.0231。故选用宽度为500mm的输送带能满足要求。输送带的选择见下表 4表4输送带种类种类抗拉体强度/（n/mm层）输送带宽度/mm400500650800100012001400帆布带cc-56尼龙袋nn-100nn-150由于本设计是小型带式水泥输送机，故选定为帆布带。由给定的工作条件，输送机的工作倾斜角=0，根据设计要求带宽为b=500mm,nn-100型输送带。技术规格为纵向扯断强度100n/mm；每层带宽为1.0mm,截面面积为0.0236m2。3.2选择传动形式和驱动装置 驱动装置对于传动机来说 很重要，因为他是用来传递动力的，而传递动力的传递路线是电机通过联轴器和减速器相连，这样可以将电动机的高转速转化为适合输送系统的适当的低转速。驱动滚筒和输送带直接的摩擦力可以使输送带运动。 由于此设计为小型带式水泥输送机，采用水平输送且输送距离短，故选用y系列电机联轴器减速器的传动形式单电机单筒驱动。如下图图2传动方式3.3传动滚筒和改向滚筒的选择对于头部传动滚筒的选择见下表 5 表5带宽与传动滚筒的关系带宽b滚筒直径500630800100012501400光胶光胶光胶光胶光胶光胶500600800鉴于本设计的输送带宽为500mm故选用直径为500mm的胶面滚筒。对于尾部改向滚筒的选择见下表 表6改向滚筒与传动滚筒的关系带宽传动滚筒直径约180尾部改向滚筒直500500400500500400630500由上表带宽500mm，传动滚筒直径500mm可知尾部改向滚筒直径选择为400mm3.4托辊的选择本系列配置的托辊可分为如下图3所示的槽型承载托辊和如图4所示的平行回程托辊两类6。承载托辊初选为dtgp1103，回程托辊初选为dtgp1211，缓冲托辊初选为dtgh1103。上托辊间距为1m,下托辊间距为2m。上托辊槽角为35，下托辊槽角为0。 图3 槽形托辊 图4 平行托辊 一般生活中使用水泥输送机都是小型的，而且是固定在地面上的，角钢焊接7这种输送机长度较短，所传递的功率也不高，而且输送机输送带的运动方向是水平的，所以一般不需要制动。4输送机受力分析4.1圆周驱动力分析圆周驱动力fv分析 6 式 4.1式中主要阻力，n；附加阻力，n；特种主要阻力，托辊前倾摩擦阻力和导料槽摩擦阻力，n；特种附加阻力，清扫器、卸料器和翻转回程前输送带阻力，n；倾斜阻力，n。=qghg4.2 阻力分析4.2.1主要阻力分析输送机的主要阻力是物料、输送带移动和承载托辊以及回程托辊旋转所产生的各种阻力之和。可用下式计算： 式 4.2式中模拟摩擦系数，输送机长度，重力加速度；承载托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m；承载或回程托辊每米输送带质量,查表可得；-运行阻力系数。1、模拟摩擦系数模拟摩擦系数7见下表 表7模拟摩擦系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于350.0350.045鉴于工作条件为室外，多灰尘，带速为2.0m/s。故f选用为0.035。2、承载分支托辊组每米旋转质量的确定 式 4.3其中承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知l=200时g1=15.3 kg计算：=15.3/1=15.3 kg/m3、回程分支托辊组每米长度旋转部分质量的确定回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m， 式 4.4其中回程分支每组托辊旋转部分质量回程分支托辊间距，2m；=10.4kg计算：=10.4/2=5.2 kg/m4、每米长度输送物料质量的确定每米长度输送物料质量 式 4.55、主要阻力 带入上述各数值计算得=4.2.2附加特种阻力计算附加特种阻力8含输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力部分，按下式计算： 式 4.6 式 4.7 式 4.8式中清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；a一个清扫器和输送带接触面积，见表6清扫器和输送带间的压力，n/，一般取为310410104n/；u清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7刮板系数，一般取为1500 n/m。表8导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽b/mm导料栏板内宽/m刮板与输送带接触面积a/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表4-2 鉴于带宽为500mm，故a=0.005m，取=8104n/m，取=0.6，将数据带入式则=0.00581040.6=240n拟设计有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）即=3.5=0由式 则 =3.5240+0=840n4.2.3总阻力计算本设计没有附加阻力=0，本设计没有特种阻力=0.因为是本输送机水平运输，所有h=0=0由式 =744.4+0+0+840+0=1584.4n 5电动机选用5.1电动机容量及转速的选择5.1.1传动轴功率（）计算传动滚筒轴功率8（）： 式 5.15.1.2电动机功率计算电动机功率， 式 5.2式中传动效率，一般在0.850.95之间选取；由电动机至工作机之间传动装置的总效率4： 式 5.3式中、2、3、4分别是齿轮传动、卷筒、轴承、联轴器的效率其中=0.97、=0.96、=0.98、=0.99.则：=0.970.960.980.99=0.817电压降系数，一般取0.900.95。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。5.1.3卷筒轴的工作转速=(601000v)/d 式 5.4 =(6010002)/3.14500 =76.4r/min5.2选择电动机的型号按照推荐的合理传动比范围，二级圆柱齿轮传动比为840，故电动机的转速范围为=（840）76.4r/min=611.23056r/min电动机型号技术参数如9表9表9电动机型号和基本参数方案电动机型号额定功率电动机转速r/minkw同步转速满载转速1y132s-6310009602y132m1-6410009603y112m-24300028904y132s2-45.515001440综合考虑电机和传动装置的尺寸、质量以及链传动和减速器的传动比和计算得额定功率，可知方案4比较适合。因此选用电动机型号为y132s2-4，所选电动机的额定功率为p=5.5kw,满载转速为1440r/min。6减速器的选用6.1 传动装置的总传动比本次设计选用二级圆柱齿轮减速器：已知电机满载转速为1440 r/min ，卷筒轴的工作转速为=76.4r/min，则电机与滚筒之间的总传动比10为：带传动的传动比取为=3，则减速器的总传动比为则高速级的传动比为低速级传动比为6.2 液力耦合器 液力传动11和液压传动都是通过液体来作为介质传递能量的，它们都是包含在液体传动的范围内，但是它们两者有着很大的区别，根据液压与传动所学知识我们能够知道，液压传动是通过密闭容器腔的体积变化，从而改变液体压力能来工作的。当前液力传动装置广泛应用于众多领域原因是它具有以下多种优点：1能提高设备的使用寿命 2 液力传动有这很好的优点，就是它本身具有减震和缓冲的功能，因为不像一般的传输系统，它的输入轴与输出轴不是通过刚性连接的，而是通过液体来传递动力的，而液体能够很好地减震和起到了很好的缓冲功能。3有良好的启动性能4良好的限矩保护性能 带式输送机的输送系统种类繁多，原理也有很多，但是最常用的是通过机械能和液体之间动能的转化原理来工作的，具体原理是：通过在电动机和减速器之间安装一中液力耦合器，当点击轴转动的时候，泵轮也被带着转动，泵轮中的液体就会绕轴线做圆周运动，另一方面由于离心力的作用，液体会沿着径向叶片间空隙想外流动，这些具有动能的液体进入涡轮中之后，它的动能有转化成了涡轮的机械能，带动涡轮旋转，此时液体的动能便转化成了涡轮的机械能。它的总体能量转化过程是机械能到液体动能再由液体动能到机械能的一中转化。本次设计选用的yox45012，输入转速为1500rmin，效率达0.97，起动系数为22.5。6.3 联轴器 根据机械设计所学的只是我们可以知道，联轴器是用来连接两个不同轴从而传递运动的，在轴运转时，是无法把它分开的，要想分开，必须先停机。联轴器所连接的两个轴之间有这轴向的，径向的或者是轴线相对角度之间的位移，这是不可避免的，这就要求我们在选择联轴器13时，根据实际需要选择能够适应着写相对位移的挠性联轴器。根据机械设计所学知识我们知道联轴器分刚性联轴器和挠性联轴器，所谓的刚性联轴器就是不允许两个用联轴器连接的轴具有相对运动（包括轴向相对运动，径向相对运动，和轴线相对角度的转动),而挠性联轴器分很多种，他们可以荣热各种形式的相对位移，从而满足要求，适应因为轴的制造误差而造成的两轴的相对运动。刚性联轴器这种联轴器不允许相连接的两轴有相对运动，严格要求两轴直接处于相对静止状态。主要由以下几种：1.套筒式联轴器2.夹壳式联轴器3.凸缘式联轴器挠性联轴器一、无弹性元件的挠性联轴器这种联轴器能够允许两轴的相对运动，但是不具有缓冲作用，因为他没有弹性作用。常用的有以下几种：1.十字滑块联轴器2.滑块联轴器3.十字轴式万向联轴器4.齿式联轴器5.滚子链联轴器二、有弹性元件的挠性联轴器弹性元件不仅可以补偿两个轴之间的相对运动，而且还能缓冲吸震。1.弹性套柱销联轴器2.弹性柱销联轴器3.梅花形弹性联轴器7张力计算7.1输送带张力计算 输送带的上带和下带是一紧一松的，所以说输送带上不同地方的张力是不一样的，分为紧带和松带，而输送带上张力分布必须满足一定条件才能正常工作。1.输送带的最小张力应该能够使产生的摩擦力大于最小摩擦力，以便不至于打滑2.为了避免两带互相干扰，作用在带上的张力应控制在一定的范围之内。7.2 输送带校核 1.输送带不打滑条件校核14输送带的运动所需要的力是由滚筒和传送带之间的摩擦力产生的图5作用于输送带的张力输送带必须大于一定数值的张力，这个张力叫最小张力，只有满足这个要求，才能不至于打滑，使传送带正常运动。应满足式 式 7.1传动滚筒传递的最大圆周力 式 7.2动载荷系数；惯性小而且启动机器和停止机器时惯性小的输送机可取较小系数。是表示传动滚筒与输送带之间的摩擦系数15表10 传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.250.030.40湿润潮湿0.100.150.250.35潮湿粘污0.050.20取=1.5，由式 =1.51584.4=2376.6n该设计取=0.40；=410=3.042376.6/3.04=781.78n630n2.输送带下垂度校核为了防止松带和紧带互相干扰，必须把张力限制在一定范围8之内承载分支 式 7.3回程分支 式 7.4式中:允许最大垂度，一般0.01；:承载上托辊间距（最小张力处）；:回程下托辊间距（最小张力处）。取=0.01 由式 7.3、式 7.4得：1.0（23.1+41.7）9.8/(80.01)=5397n 2.023.19.8/(80.01)=5659.5n总结本次毕业设计是关于小型水泥带式输送机的设计。本设计的内容包括：首先简单的介绍了带式输送机的概况和发展状况；然后辨析了其原理和设计计算方法的选择；接着计算出基于这些设计标准，并根据给定的参数和设计的要求选定输送机的主要部件。其中主要包括输送机的受力分析和输送带张力的计算和校核。本设计以经典的基本理论和设计方法为基础，吸收参考书中的基本理论经验及设计方法；搜集了具有代表性的设计用图和设计用表。设计基本实现了设计目标。经过这次设计，进一步扩大我的知识领域，进一步提高了我的专业技能。此外，他们还制定严肃的科学态度和严谨求实的作风。由于时间有限，再加上实际的限制，设计中肯定存在其他不足和遗漏之处请各位老师指正。参考文献1宋伟刚，邓永胜现代带式输送机的设计方法j物流技术与应用，2000。10-15。 2张钺新型带式输送机设计手册m.冶金工业出版社，2001。4861。3陈立德机械设计基础课程设计m高等教育出版社，2006。101104。4荣耀，付铁，杨梦辰机械设计基础第二版m北京理工大学出版社，2006。5053。5 gb/t9881991，带式输送机滚筒基本参数与尺寸s中国标准出版社，1991。103112。6 dt(a)型带式输送机机械设计手册m.冶金工业出版社.2003。2324。7王西平，姜卫东，王永本带式输送机三角形支架的设计计算j2004。38418杨光，席伟光，李波，陈晓岑，机械设计课程设计，高等教育出版社，2002。5257。9濮良贵，纪名刚，陈国定，吴立言，机械设计，高等教育出版社，2005。150-160。10颜传宝,胡少银.软起动和液力偶合器配合使用及在带式输运机传动中的应用j. 2003。334-36。11尹万涛,胡述记,米迎春.带式输送机自动调偏装置的改进设计j. 2005。42-44。12李红玉.带式输送机自动调偏滚筒.2004。36。13毛君,刘训涛.带式输送机断带保护系统的研究j. 2