毕业论文-450吨混凝土制造装备水平输送装置虚拟设计.docx

目 录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1混凝土搅拌站发展历史11.2混凝土搅拌站的发展现状21.2.1自动化控制程度较高21.2.2可靠性高21.2.3生产能力较高21.2.4计量精度高31.2.5普及率不高地区差异大31.2.6环保性能不高31.3我国混凝土搅拌站发展趋势41.4混凝土搅拌站的组成51.4.1搅拌主机51.4.2物料称量系统51.4.3物料输送系统51.4.4物料贮存系统61.4.5控制系统6第二章 水平输送装置带式输送机72.1带式输送机简述72.2带式输送机的适用范围82.3带式输送机的分类82.4带式输送机的工作原理82.5带式输送机的优缺点9第三章 带式输送机设计计算103.1原始数据及工作条件103.1.1原始数据103.1.2工作条件103.2部分部件的选择103.2.1输送带103.2.2托辊113.2.3驱动装置123.2.4传动滚筒133.2.5改向滚筒133.2.6拉紧装置133.2.7清扫器143.2.8机架153.3输送带参数的选定163.3.1设计参数163.3.2输送能力计算163.3.3圆周驱动力计算173.3.4带式输送机功率计算223.3.5输送带张力计算223.3.6输送带层数的计算243.3.7校核托辊载荷243.3.8胶带输送机运行过程中存在的问题及解决方法27第四章 水平输送装置带式输送机Pro/E建模304.1 三维软件（Pro/E）304.2 主要特性304.2.1参数化设计304.2.2基于特征建模304.2.3单一数据库314.2.4直观装配管理314.2.5易于使用314.3 三维软件（Pro/E）主要应用模板314.3.1工业设计(CAID)模块314.3.2机械设计(CAD)模块324.3.3功能仿真(CAE)模块324.4带式输送机零件组成334.5带式输送机零件绘制：334.6 带式输送机运动仿真50总结53参考文献54致 谢55附录56附录一 外文翻译56附录二 毕业设计任务书80附录三 开题报告85混凝土搅拌站水平输送装置虚拟设计摘要混凝土搅拌站是用于集中搅拌混凝土的联合机械；主要由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。随着国民经济的发展，采用集中搅拌、提供商品混凝土的搅拌站具有很大优越性，因而得到迅速发展，并为推广混凝土泵送施工，实现搅拌、输送、浇注机械联合作业创造条件。而我国的混凝土搅拌站技术还不够完善，对混凝土搅拌站进行优化设计会带来巨大的经济效益。本次设计涉及水平输送装置的设计计算、虚拟建模、运动仿真。本次搅拌站虚拟设计，采用虚拟样机技术，应用三维软件构造虚拟样机环境，通过可视化技术和虚拟现实技术，可以直观、方便、迅速地分析、比较多种设计方案，继而设计出结构合理的搅拌站。 本文首先对混凝土及其在国内外的发展现状进行简单介绍,并指出了我国混凝土搅拌站的发展方向；主要介绍了水平输送装置带式输送机的主要组成部分及其工作原理，简单的列举了水平输送装置带式输送机的优缺点。在设计计算阶段依据原始数据和相关资料确定设计所需参数，以此选取相关规格的零部件。最后在虚拟设计环节中，利用计算机三维软件（Pro/E）绘制带式输送机主要零部件的零件图、装配图及运动仿真。关键字：混凝土搅拌站，带式输送机，虚拟设计，Pro/EOn The Virtual Design of Concrete Batching Plant: Horizontal Delivery DeviceAbstractConcrete batching plant is the integrated equipment used for mixing concrete; mainly by the mixing console, weighing system, material conveying systems, material storage system and a control system composed of 5 major systems and other ancillary facilities.With the development of the national economy, concrete batching plant that adopt centralized mixing technology to provide goods has great advantages, and thus obtained the rapid development, and to the construction for the promotion of concrete pump, to create conditions to achieve mixing, transportation, pouring mechanical joint operation. Moreover, Chinas concrete batching plant technology is still not perfect, concrete mixing station to optimize the design will bring huge economic benefits.The design involves a Horizontal delivery device design and calculations, virtual modeling, and motion simulation.This virtual design of concrete batching plant, adopt the virtual prototyping technology, using 3D software to establish virtual prototyping environment, through visualization and virtual reality technology, can be intuitive, convenient, fast analysis, comparison of various design scheme, and then design a rational structure of the mixing station.Firstly, the current development of concrete at home and abroad were introduced briefly, and points out the development direction of concrete batching plant ; mainly introduces the main part of belt conveyor and its working principle, list the advantages and disadvantages of the horizontal conveyor belt conveyor simply. The computation phase according to original data and information in the design to determine the design parameters required to select the relevant specifications of components. Finally, the virtual design process, using computer software (Pro/E) drawing of main parts of belt conveyor parts diagram, assembly and motion simulation.Key words: concrete mixing stations, belt conveyor, virtual design, Pro/E93华北水利水电大学毕业设计第一章 绪论1.1混凝土搅拌站发展历史混凝土搅拌站是指将砂子、水泥、石子、水、添加剂等物料按照一定的混凝土配合比计量，然后经过混凝土搅拌机搅拌成合格混凝土的联合装置。凝土搅拌站最早出现于德国，1903年德国在斯太尔贝格(starberg)建造了世界上第一座搅拌混凝土工厂，美国从1913年开始生产预搅拌混凝土，日本从1950年才开始生产预搅拌混凝土。初期的混凝土搅拌站大都是靠手动操作的，称量方式也都是容积式的。随着建筑工业的发展，混凝土搅拌站的称量由容积式转为重量式，并从手动操作逐步过渡到半自动操作。在四十年代末，美国的大型建筑工程中使用的混凝土搅拌站已经采用了自动控制的重量式称量。五十年代末，随着电子工业的兴起和发展，混凝土搅拌站也大量采用了电气自动控制。到了六十年代初期，穿孔卡控制系统已用于配合比预选、容积变更、水分补偿和称量调节等。这样既保证了混凝土的质量，又能使劳动强度大为减少。从六十年代末到七十年代初，由于电子计算机工业的迅速发展，因而也促进了混凝土搅拌站设备的发展。在混凝土搅拌站上安装了电子计算机和工业电视后，不但能对配合比、称量、水分补偿等进行自动控制，还能对混凝土的销售、运输车辆的调度等行政事务加以控制和监视。 现在，世界上各先进的工业国家，如美国、日本和西欧等国，他们在建筑工程中所需要的混凝土，几乎都是由混凝土搅拌站供给的，混凝土的普及率高达90%以上。而我国的混凝土机械发展在解放前是一片空白，即使在解放初也只是仿造国外落后的搅拌机。1951年，上海市建筑机械厂生产了JG250型混凝土搅拌机，它成为我国早期建设的主力军；1978年后，我国采取以经济建设为中心的方针，这一措施促进了工程建设的发展，同时使发展混凝土机械成为一项重要任务，我国花重金引进多套搅拌站设备并组织多家领头机械厂对搅拌站进行攻关、研发，取得了一定的成就。随后我国在不断引进外国搅拌站技术的同时，加大自身对混凝土搅拌站的研发，到21世纪我国的搅拌站技术已较为先进。1.2混凝土搅拌站的发展现状混凝土搅拌站等搅拌设备在我国已有多年的发展历史了，混凝土行业在我国虽然经过了20多年的发展，但是整体水平与世界先进水平相比还有一定的差距，和许多发达国家相比还属于初级阶段。近年来，我国混凝土搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，但技术水平参差不齐，只有部分产品接近国际先进水平，有些技术已经超过进口混凝土搅拌站的水平，其中部分产品具有自动化程度高、生产能力高、称量精度高、投资少、搅拌质量好，能实现多仓号、多配合比、不间断地连续生产以及主机及其主要元器件的国产化程度高等优点，但我国的混凝土搅拌站还存在着整体技术含量不高、普及率不高、地区差异较大、智能化程度不高和环保性能不高等缺点1.2.1自动化控制程度较高自动化控制程度是反映一台设备技术含量高低的主要标志，混凝土搅拌站从原始的人工搅拌到滚筒式搅拌，再到强制式搅拌站，其自动化程度不断提高 其控制系统目前大都相对先进和稳定，自动化程度普遍较高，均可全自动长时间不间断连续生产。控制室里的操作平台及电脑监控可以形象地反映整个生产流程和每个部位的情况，如水泥筒仓的水泥贮备情况、骨料仓里的骨料贮备、骨料的输送和混凝土出料等情况，一旦某个部位出现了问题就可以在最短的时间内发现，并及时加以解决。 1.2.2可靠性高我国的混凝土搅拌站经过了十多年的发展，其可靠性较高，关键部件如主机、螺旋机、主要控制和气动元件的性能已相当稳定，如搅拌叶片采用独特的高铬高锰合金耐磨材料，轴端支承及密封形式采用独特的多重密封或气密，极大地提高了主机的可靠性能。对常受冲击、易磨损处，如卸料斗、过渡斗等处采用耐磨钢板在里部加强；环型皮带接合处硫化黏结，使用寿命比普通的钢铆接增长3倍，这是确保其可靠性高的前提条件。1.2.3生产能力较高当前混凝土搅拌站多采用双并联站和多并联站的形式，这极大地提高混凝土公司的生产能力，从根本上解决了生产能力不足的问题；另一方面生产能力的提高，可以承担更多的业务，从而占领更多的混凝土市场份额。1.2.4计量精度高混凝土搅拌站的计量精度分四个方面，及水泥、骨料、水、外加剂，其中水泥的精度控制在1%之内，骨料的精度控制在2%之内，水的精度控制在1%之内，外加剂的精度控制在1%之内。骨料的计量一般是采用皮带称、称量斗来进行称量，皮带称为累计称量，称量斗为单独称量或累计称量。水泥及粉料的称量一般是采用称量斗来进行，当有多种粉料时采用累计称量或单独称量。水的计量一般有容积式和称量式两种方式，容积式又分为时间计量方式、定量水表计量方式、涡轮流量仪计量方式；称量式分为自落排水称量装置、加压水泵排水称量装置以及整体式称量桶结构；外加剂的称量有容积式、质量式和脉冲计量表等方式。无论是骨料、粉剂还是水剂的称量，其称量、控制和信号转换元件等均采用进口元件，高精度的传感器、进口微机控制、各秤单独称量或累计称量，完全保证计量的准确且工作性能稳定。1.2.5普及率不高地区差异大目前我国商品混凝土发展不平衡，沿海与内地，东部与西部地区，省会与地级城市都存在很大差异。1.2.6环保性能不高混凝土搅拌站的污染主要来自于三个方面，一是粉尘的污染，粉尘主要是输送水泥等粉料物质时产生的；二是噪声的污染，主要是装卸骨料时产生的；三是污水的污染。这些环保问题一方面是混凝土生产商为节约投资不注重环保，另一方面是政府及相关部门监管力度不够。1.3我国混凝土搅拌站发展趋势由于混凝土搅拌站本身和选用混凝土搅拌站的工程机械具有很多优点，因此，今后我国的需求量将持续增长，并有以下主要发展趋势。 1）.发展大中型混凝土搅拌站大中型混凝土搅拌站具有简化泵结构和节省工程机械建设投资的突出优点，一般可降低成本40%60%，缩短工期1/22/3。因此，将在市政、工矿、环保和工农业给排水等方面得到越来越广泛的应用。预计将来的需求量将较大。2）.发展多功能多用途混凝土搅拌站我国混凝土搅拌站的形式和国外著名的混凝土搅拌站生产厂的产品相比还不够多，如带有切割装置的泵、多级泵、抽送腐蚀性介质的混凝土搅拌站等生产的还很少，然而其市场的需求量又很大，因此，具有很好的发展前途。3）.开发高可靠性密封机械是混凝土搅拌站的关键部分，采用两道单端面机械密封，这样介质的压力可以作用到端面，泄漏方向为内流型，这些都是有利的，但结构稍复杂。在油室内装双端面机械密封，两侧的端面应采用不同的结构型式，使介质的压力能作用到下侧的端面上，否则只靠弹簧力，密封端面的反推力易使端面打开。因此，还应进一步在结构和材料方面进行研究，提高其可靠性和寿命。4）.新材料新技术新工艺等将逐步应用普通泵已使用不锈钢、氟塑料(F46)、衬塑、衬胶、喷涂陶瓷等，所有这些材料应当尽快应用到混凝土搅拌站上，扩大潜水泵的应用领域。而计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等新技术、新工艺的应用也势在必行。事实证明，新技术、新材料、新工艺的应用，不但解放劳动生产力，而且还可以保证产品质量稳定可靠。5）.注意混凝土搅拌站的外观质量并逐步打入国际市场我国的混凝土搅拌站在国际市场上有着明显的价格竞争优势，但是必须要注意提高电泵的可靠性和寿命，尤其要改善混凝土搅拌站的外观质量，要给用户一种美的感觉，以使国产的混凝土搅拌站早日更多地打入国际市场。1.4混凝土搅拌站的组成混凝土搅拌站主要由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。1.4.1搅拌主机搅拌主机按其搅拌方式分为强制式搅拌和自落式搅拌。强制式搅拌机是国内外搅拌站使用的主流，它可以搅拌流动性、半干硬性和干硬性等多种混凝土。自落式搅拌主机主要搅拌流动性混凝土，在搅拌站中很少使用。强制式搅拌机按结构形式分为主轴行星搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机。而其中尤以双卧轴强制式搅拌机的综合使用性能最好。1.4.2物料称量系统物料称量系统是影响混凝土质量和混凝土生产成本的关键部件，主要分为骨料称量、粉料称量和液体称量三部分。一般情况下，每小时20立方米以下的搅拌站采用叠加称量方式，即骨料（砂、石）用一把秤、水泥和粉煤灰用一把秤、水和液体外加剂分别称量，然后将液体外加剂投放到水称斗内预先混合。而在每小时50立方米以上的搅拌站中，多采用各称物料独立称量的方式，所有称量都采用电子秤及微机控制。骨料称量精度2%，水泥、粉料、水及外加剂的称量精度均达到1%1.4.3物料输送系统物料输送由三个部分组成：1）.骨料输送：搅拌站输送有料斗输送和皮带输送两种方式。料斗提升的优点是占地面积小、结构简单。皮带输送的优点是输送距离大、效率高、故障率低。皮带输送主要适用于有骨料暂存仓的搅拌站，从而提高搅拌站的生产率。2）.粉料输送：混凝土可用的粉料主要是水泥、粉煤灰和矿粉。普遍采用的粉料输送方式是螺旋输送机输送，大型搅拌楼有采用气动输送和刮板输送的。螺旋输送的优点是结构简单、成本低、使用可靠。3）.液体输送主要指水和液体外加剂，它们是分别由水泵输送的。 1.4.4物料贮存系统混凝土可用的物料贮存方式基本相同。骨料露天堆放（也有城市大型商品混凝土搅拌站用封闭料仓）；粉料用全封闭钢结构筒仓贮存；外加剂用钢结构容器贮存。1.4.5控制系统搅拌站的控制系统是整套设备的中枢神经。控制系统根据用户不同要求和搅拌站的大小而有不同的功能和配制，一般情况下施工现场可用的小型搅拌站控制系统简单一些，而大型搅拌站的系统相对复杂一些。混凝土搅拌站工艺过程：1）.开始生产后各原材料按其距搅拌机进口的距离顺序启动均匀配料 过程、同步到达拌缸口；2）.各料按比例均匀进入搅拌机进口；3）.搅拌机回旋搅拌的同时将料向前推进,料从进口开始搅拌/推进到出口即变为成品。4）.生产到预先设定方量后，各材料按距搅拌机进口的距离顺序停止。 从启动生产到生产结束，配料、搅拌/推进、出料是连续进行的。第二章 水平输送装置带式输送机2.1带式输送机简述1、头部漏斗 2、机架 3、头部清扫器 4、传动滚筒 5、安全保护装置 6、输送带 7、承载托管8、缓冲托辊 9、导料槽 10、改向滚筒 11、螺旋拉紧装置 12、尾架 13、空段清扫器 14、回程托辊 15、中间架 16、电动机 17、液力耦合器 18、制动器 19、减速器 20、联轴器图2-1 带式输送机整体结构带式输送机由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。、输送带能连续化、高效率、大倾角运输，输送带操作安全，输送带使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离， 降低工程造价，节省人力物力。输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送堆积密度小于1.67/吨/立方米，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。胶带输送机可在环境温度-20至+40范围内使用，被送物料温度小于60。传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。2.2带式输送机的适用范围带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。2.3带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。其简介如下：2.4带式输送机的工作原理输送带绕经传动滚筒和尾部改向滚筒形成环形封闭带。传动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。输送带支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点载入输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。必要时，可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。 普通型带式输送机机身的上部是支撑段，用槽形托辊支撑，以增加物料的横截面积，下部为回程段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。2.5带式输送机的优缺点优点：A运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。如在这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。B带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小（约为刮板输送机的1/3-1/5），而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。C带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米，长可达10km以上。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料（如选煤厂煤仓下的输送机）或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。缺点：倾斜输送时受最大允许倾角限制；不宜沿水平改变输送方向；不宜用于输送温度较高的物料。第三章 带式输送机设计计算3.1原始数据及工作条件3.1.1原始数据胶带输送机输送带 450t/h输送宽度 800mm输送长度 15.60m带速 1,6m/s驱动方式 电动滚筒式上料方式 装载机上料配送材料 小石、细石、砂等。3.1.2工作条件工作环境 露天放置3.2部分部件的选择3.2.1输送带输送带又叫运输带，是用于皮带输送带中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合的制品。皮带输送机在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，输送带能连续化、高效率、大倾角运输，输送带操作安全，输送带使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离， 降低工程造价，节省人力物力。设计中考虑物料性质输送机械设计选用手册、上册表1-2及输送带强度，参见表1-6；初选输送带层数z=4.表1-6 帆布芯输送带规格及技术参数（参考值）3.2.2托辊托辊是用于支撑运输带上所承载的物料，保证输送带稳定运行的装置。托辊的种类有：槽型托辊、平行托辊、调心托辊、缓冲托辊、回程托辊、过度托辊等。其中，槽型托辊用于承载分支输送散状物料；平行下托辊用于回程分支支撑输送带。托辊的间距应满足两个条件：棍子轴承的承载能力（见表2-74）及输送带的下垂度托辊间距应配合考虑该处的输送带张力，使输送带获得合适的带速。稳定工况下的下垂度应限制在1%以内。本系列承载分支托辊的间距见表2-24，取间距1.2m。回程分支托辊间距为2.43m。参照输送机械设计选用手册、上册表2-42；表2-50；表2-70，表2-74：选取槽型托辊直径D=108mm；长度L=315mm；A=1090mm；E=1150mm；H1=146mm；H=270mm；H2=385mm；P=170mm；Q=130mm；孔d=M12；轴承4G205；旋转部分质量为4.07kg；承载能力:2.75kN。选取平行托辊直径D=108mm；长度L=950mm；A=1090mm；E=1142mm；H1=154mm；H2=385mm；P=145mm；Q=90mm；孔d=M12；轴承4G205；旋转部分质量为8.74kg；承载能力:1.53kN。头部滚筒中心线至第一组槽型托辊的最小过渡距离A=1.6B=1480mm。图3-1 槽型托辊结构图3.2.3驱动装置电动滚筒是将电机、减速齿轮装入滚筒内部的传动滚筒。因其结构紧凑，外形尺寸小，适合短距离及较小功率的单机驱动带式输送机。功率范围2.255kW，用于环境温度不超过40的场合。参照输送机械设计选用手册、上册表2-75 电动滚筒系列选用表图3-2 电动滚筒选取电动滚筒规格B、D：8063；电机功率：11KW；带速：1.6m/s；最大张力：6463N。3.2.4传动滚筒传动滚筒是带式输送机传递动力的主要部件，其驱动带式输送机的方式有单滚筒、双滚筒及多滚筒之分。单滚筒多用于功率不太大的输送机上，如煤矿地面运输及选煤厂等处。井下带式输送机一般均采用双滚筒，以使输送机结构紧凑。传动滚筒从制作材料上来分有钢板卷制焊接、铸钢及铸铁3种。从结构型式上来分有装配辐板式、辐条式、整体辐板式3种。另外，滚筒表面也有光面、包胶、铸胶等型式；其中，以钢板焊接装配辐板式铸胶滚筒应用最为广泛。3.2.5改向滚筒改向滚筒用于改变输送带的运动方向或增加输送带与传动滚筒的围包角。改向滚筒用于180改向是一般放在尾部或垂直拉紧装置处。90改向放在垂直拉紧装置的上方。增面滚筒一般用于小于或等于45的场合。改向滚筒覆面有裸露光钢面和平滑胶面两种。改向滚筒与传动滚筒直径匹配参见输送机械设计选用手册、上册表2-21、表2-22.选取传动滚筒直径为630mm，改向滚筒直径为400mm；轴承型号均选取3520。3.2.6拉紧装置拉紧装置使输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒间产生摩擦力是输送带不打滑，并限制输送带在各托辊间的垂度，是输送带正常运行。常见的拉紧装置有螺旋式、垂直重锤式、重锤车式、固定绞车式四种。拉紧装置应尽量布置在输送带张力最小的位置上，并尽量靠近传动滚筒以便于维修。在确定拉紧力时，除考虑正常运动外，还应该考虑起（制）动及空载空车工况。螺旋拉紧装置使用于长度较短（小于100m），对功率较小的输送机，可按机长的1%1.5%选取拉紧行程。螺旋拉紧装置行程有500mm、800mm、1000mm三种。参见输送机械设计选用手册、上册表2-11.选取拉紧装置为螺旋拉紧装置；行程为500mm；最大拉紧力为24KN；滚筒直径为400mm；预紧力取20KN图3-3 螺旋拉紧装置3.2.7清扫器清扫器用于清扫输送带上粘附的物料。带式输送机输送物料过程中,若残留附着物料进入滚筒或托辊轴承座内会加快轴承磨损、滚筒或托辊表面粘上物料会撕裂和拉毛输送带面胶，加速输送带的磨损和毁坏。如果物料在带式输送机尾部改向滚筒或垂直拉紧滚筒表面附着并结块会造成输送带跑偏，增加输送带的磨损，甚至撕裂滚筒包胶层等造成严重后果。清扫器在输送机上有着不可忽视的作用。在运行中，如果人为的清除机尾滚筒附着物，往往容易发生严重人身伤亡事故。而清扫器有及时、方便地、快速的清除滚筒附着物的特点。本设计包含一个头部清扫器 和两个空段清扫器；与输送带的接触面积: A=0.80.0120.80.01=0.04m2 其中清扫器板厚10mm.3.2.8机架 机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置。本设计采用了机构紧凑、刚性好、强度高的三角形机架。（1）机架有四种结构，见图3-4.可满足带宽5001400mm、倾角018、围包角190210多种形式的典型布置。并能与漏斗配套使用。01机架：用于018倾角的头部传动或头部卸料装置。选用时应标志角度。02机架：用于018倾角的尾部改向滚筒或中间卸料传动滚筒。03机架：用于018倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒，围包角小于或等于18004机架：用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于多滚筒传动，也可用于单滚筒传动（两组机架配套使用）。围包角大于或等于200.01、02机架适用于5001400mm；03、04机架适用于8001400mm。（2）本系列机架适用于输送带强度范围：CC-56棉帆布3 8层；NN-100300尼龙带及EP-100300聚酯带36层；钢绳芯带ST2000以下。（3）滚筒的直径范围：5001000mm。（4）中间架用于安装托辊。标准长度为6000mm，非标准长度为30006000mm及凸凹弧段中间架；支腿有I型（无斜撑）、II型（有斜撑）两种。中间架与中间架支腿全部采用螺栓连接，便于安装和运输。图3-4 机架结构选取机架结构为01机架3.3输送带参数的选定3.3.1设计参数初选带宽800（mm）；带速v=1.6（m/s）；上承载托辊间距取1.2(m)；下承载托辊间距取3(m)；上承载槽型托辊取槽角=35；下托辊选平行托辊；上下托辊直径均取108（mm）；导料槽长度取1.5*4（m）3.3.2输送能力计算 式中 S 输送带上物料的最大横截面积，m2； 带速，m/s； 倾斜角度，表2-28查取 取=1.00； 物料的松散密度，kg/m3；表2-28 倾斜系数倾角，（o）24681012141618201.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81参数值的确定：参见输机械设计选用手册表1-3，表2-4；因为动堆积角一般为为安息角的50%75%，取物料的动堆积角松散密度=1.25103kg/m3；由输送机械设计选用手册、上册表1-3得：S=0.0678m2； 则 =3.60.06781.61.25103=488.16t/h 450t/h满足输送能力450t/h的要求。3.3.3圆周驱动力计算传动滚筒上所需圆周驱动力FU为所以阻力之和，可按式（2-11）、式（2-12）进行计算。FU= FH+FN+FS1+FS2+FSt (N) (2-11) FU= LgqRO+qRU+(2qB+qG)+FN+FS1+FS2+FSt（N） （2-12）当输送机倾角小于18时，可选取1.模拟摩擦系数，根据工作条件及制作、安装水平选取，参见输送机械设计选用手册、上册表2-30L输送机长度(头、尾滚筒中心距)，m；g重力加速度，取g=9.8m/s2；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m，参见输送机械设计选用手册、上册表2-70、表2-71；qRU回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m，参见输送机械设计选用手册、上册表2-70、表2-72、表2-73；qB每米输送带的质量，kg/m，参见输送机械设计选用手册、上册表1-7、表1-11及各厂样本；qG每米长输送带物料的质量，按公式（2-14）计算 qG=Iv / （2-14） FH主要阻力，N；FN附加阻力，N，参见输送机械设计选用手册、上册表2-31；FS1 特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N，参见输送机械设计选用手册、上册表2-32 FS2 特种附加阻力，即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力，N，参见输送机械设计选用手册、上册表2-32；FSt 倾斜阻力，N。表2-30 模拟摩擦系数（推荐值）安装情况工作条件水平、向上倾斜及向下倾斜的电动工况工作环境良好，制造，安装良好，带速低，物料内摩擦系数小0.020按标准设计，制造，调整好，物料内摩擦系数中等0.022多尘，低温，过载，高转速，安装不良，托辊质量差，物料内摩擦大0.0230.03向下倾斜设计，制造正常，处于发电工况时0.0120.016参数的确定： =0.03；L=15.6m ；g=9.81m/s2；槽型托辊直径D=108mm；长度L=315mm；轴承4G205；旋转部分质量为4.07kg；上承载托辊间距取1.2(m)； 平行托辊直径D=108mm；长度L=950mm；轴承4G205；旋转部分质量为8.74kg；下承载托辊间距取3(m)； qRO=34.07/1.2=10.18kg/mqRU=8.74/3=2.91kg/m输送带质量=布层数*每层质量（kg/）+（上胶厚+下较厚）*每毫米胶料质量*带宽*带长输送带型号：NN-100；抗拉体材料：锦纶（尼龙）帆布；抗拉强度：100N/（mm层）；每层厚度: 1.00 mm；每层重量：1.02 kg/mm2；带宽范围：400 1800mm；层数范围26；覆盖胶厚度:上胶厚度4.5mm；下胶厚度1.5mm；， 每毫米厚胶料重量：1.19kg/m2；输送带层数z=4 每米输送带质量：qB=41.02+（4.5+1.5）1.190.8=8.98kg/m每米长输送物料质量： G=IV/=450/(3.61.6)=78.13kg/m阻力形式单位代号说明单位在加料段、加速段输送物料和输送带间的惯性阻力及摩擦阻力=NDdF导料挡板内部宽度滚筒直径输送带厚度轴承内轴径轴承上输送带平均张力作用于滚筒的两个输送张力和滚筒旋转部分质量引起的力的向量和加速度长度在输送带运行方向上物料的输送速度分量物料与输送带间的摩擦系数，0.50.7物料与导料挡板间的摩擦系数，=0.50.7MmmmNM-在加速段物料和导料挡板间的摩擦阻力N输送带经过滚筒的弯曲阻力（1） 各种帆布输送带(2) 钢绳芯输送带N滚筒轴承阻力（传动滚筒的不计算）N表2-31 附加阻力FN附加阻力：FN=FbA+Ff+F1+Ft其中：在加料段、加速段输送物料和输送带间的惯性阻力及摩擦阻力：=450/3.61.6=200N在加速段物料和导料挡板间的摩擦阻力： 物料与导料挡板间的摩擦系数2 =0.7；物料与输送带间的摩擦系数1=0.7； 加速段长度：= 0.186m IV=Q/3.6=0.1m2/s取导料槽挡板内部宽度b1=0.495mFf= =101.81N输送带经过滚筒的弯曲阻力： B=800mm；d=21.0+（4.5+1.5）=8mm；F=20000N；D=630mm；F1=9O.8(140+0.0120000/0.8)0.008/0.63=35.66N则 FN=200+101.81+35.66=337.47N特种阻力：FS=Fg1+Fr其中：输送物料与导料挡板间的摩擦阻力式中： 装有导料挡板的设备长度l=1.54=6mFg1=547.38N输送带清扫器的摩擦阻力：Fr=Ap3 式中： 本设计包含 一个头部清扫器 和两个空段清扫器；与输送带的接触面积： A=0.80.0120.80.01=0.04m2 其中清扫器板厚10mm；取输送带与输送带清扫器间的摩擦系数3=0.7； 输送带清扫器和输送带间的压力p=10104N/m2 Fr=0.04101040.7=2800N在本设计中托辊无前倾： F=0无卸料器: Fa=0 则 Fs2=547.38+2800=3347.38N计算圆周驱动力: FU= LgqRO+qRU+(2qB+qG)+FN+FS1+FS2+FSt（N） =0.0315.69.8110.18+2.91+(28.98+78.13) +337.47+3347.38=4186N3.3.4带式输送机功率计算 PA=FU式中： PA传动滚筒轴所需功率，kW； FU圆周驱动力，kW； 带速，m/s；PA1=41861.6=6.7(kW)驱动电机轴所需功率PM：带式输送机所需正功率 PM=Pa/1 反馈功率 PM=Pa2式中1=0.780,95； 取中间值0.8 2=0.951.0： 取中间值0.98则： 正功率 PM=6.7/0.8=8.37(kW) 反馈功率 PM=6.70.98=6.57(kW)选取电动滚筒规格B、D：8063：电机功率：11KW；带速：1.6m/s；最大张力：6463N3.3.5输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足以下两个条件：1）.输送带的张力在任何负载情况下，作用在全部滚筒上的圆周驱动力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；圆周驱动力Fu通过摩擦传递到输送带上，为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持最小张力F2max，按式（2-18）进行计算： F2minFU,max （2-18） FU,max满载输送机启动或制动时出现的最大圆周驱动力； 传动滚筒与输送带间的摩擦系数，参见表2-33，取=0.4； 传动滚筒的围包角，一般取=2.84.2rad（160240）； 尤拉系数，见表2-34，取=3.51启（制）动时传动滚筒上最大圆周力:FA=KAFU式中： KA起动系数，KA=1.31.7：取KA=1.5则： FU,max=1.5 FU=1.54186=6279N F2minFU,max 6279=2501N 2）.作用到输送带上的张力应足够大，使输送带在两组承载托辊间保证垂度小于一定值。 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一带你的最小张力Fmin，需按式（2-19）、式（2-20）、进行验算，承载分支: 回程分支: 输送带许用的最大下垂度应满足h/a0.01.则： 承载分支 Fmin=11609N 回程分支 Fmin=3303N由Fmin=11609N计算输送带各点张力，在忽略附加阻力情况下，可得F4点张力：F4=Fmin -Fr- Lg（qB+qG） =11609- 2800- 0.0315.69.81（8.98+78.13） =10954N2501N 则取F2=11609N，可得稳定运行工况下最大张力： F1max= F2+ FU=11609+4186=15795N3.3.6输送带层数的计算 输送带层数F1max稳定工况下输送带的最大张力，N;n稳定工况下输送带静安全系数,取n=12； 输送带纵向扯断强度，N/（mm层），见表1-6；B带宽，mm。 则： Z=2.37 故选择4层符合要求。3.3.7校核托辊载荷带式输送机承载分支，回程分支托辊的选用取决于带宽、带速、托辊间距及棍子的静载荷、动载荷等各种参数，计算后按辊子承载能力进行校核。辊径与带宽、带速有关，辊径与带速的关系见表2-26.表2-26 托辊辊子适应的带速辊径，mm89108133159194219带速，m/s0.52.50.53.151.04.01.05.01.255.03.156.5托辊寿命取决于轴承的失效寿命。因此，托辊的承载能力与轴承寿命有关，选用时应按带速、输送机的生产能力确定载荷，然后按辊子的承载能力表（见表2-74），选取轴承。本设计中上下托辊轴承型号均选取4G205。静载计算承载分支托辊 PO=ea0(Im/+qB)g 式中 PO承载分支托辊动载荷，N；a0承载分支托辊间距，m；e辊子载荷系数，见表2-35， 带速，m/s；qB每米输送带的质量，kg/m；Im输送能力，kg/s。表 2-35 辊子载荷系数e托辊公式E一节辊1二节辊0.63三节辊0.8计算输送能力： Im=