TD75型可逆配仓带式输送机设计说明书

可逆配仓带式输送机设计说明书 摘要 .一章绪论 . 送机简介 .内外研究概况及 存在问题 .二章带式输送机方案的确定 .三章 可逆配仓带式输送机部件的选用 .四章 可逆配仓带式输送机的设计计算 .五章各主要部件的强度的校核 .论 .谢 .考文献 . 要 逆配仓 皮带式输送机 (以下简称皮带机 )是一种输送量大、 运行费用低、 使用范围广的 能够往复行走的 输送设备； 可逆配仓皮带输送机在使用效果上和卸料小车相同，都是为皮带输送机下方料仓进行布料使用。 皮带式输送机的环境使用温度为一 10 +40 ，输送物料温度视输送带不同 而不同，普通输送带输送物料温度一般不高于 60 ，耐热橡胶带可输送 120 以下的较高温物料，当输送酸性、碱性、油类物料及具有有机溶剂性质的物料时，需选用耐油、耐酸碱的橡胶带或塑料带。 本次毕业设计是关于 设计。首先对 了简单的概述；接着分析了 可逆配仓带式输送机 的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。 可逆配仓的部件组成，基本和皮带输送机相同，结构组成如下 : 1、 输送带：输 送带是可逆配仓皮带输送机最重要的组成部分。 2、托辊：托辊是可逆皮带输送机组成部分最多的一个部件之一。 3、机身机架：机身机架是输送机的骨架结构，承载着输送机所有的重量 4、滚筒滚筒分为改向滚筒和传动滚筒。其中改向滚筒用以改变输送带运行方向，传动滚筒主要用以通过驱动给输送带产生运输速度。 5、清扫装置：清扫装置是 可逆配仓皮带输送机 的一个附属部件，主要用于清扫粘结在 输送带表面的物料使用。 目前， 可逆配仓带式输送机 正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式 移动 输送机就是其中的一个。在 可逆配仓带式输送机 的设计、制造以及应用方面 ,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距 ,国内在设计制造 可逆配仓带式输送机 过程中存在着很多不足。本次 可逆配仓皮带输送机 的 设计代表了设计的一般过程 , 对今后的选型设计工作有一定的参考价 值。 关键词： 设计 、 可逆运动 、 卸料小车 of s s is it to a of of to of is is to to of is An of is in is a to be is to of a of of to so of is an 一章 绪论 1、 于输送量大、结构简单、维护方便、成本低、通用性强等优点而广泛地用于冶金、煤炭、化工、水电等部门中用来输送散状物料 或成件物品，输送堆积比重为 m&各种块状、粒状物料，也可输送成件物品。 2、 500、 650、 800、 1000、 1200、 1400毫米。 3、 用工作环境温度在 +40之间。输送具有酸性、碱性、油类物质和有机溶剂等成份的物料时，需采用耐油性、耐酸碱的橡胶带和塑料带。 4、 动部分采用电机减速机驱动或电动滚筒驱动两种型式。制动装置选用滚 柱逆止器。带式逆止器、制动器等。拉紧形式有螺旋拉紧、垂直拉紧、车式拉紧三种。 5、定货时需注明：带速、带宽、输送距离、输送量、倾斜角度、物料特性、工作环境、堆积角度等基本技术参数。 内 外 研 究 概 况 及 存 在 问 题 最早的带式输送雏形是 1880年德国 司设计的链斗式挖掘机尾部蒸汽驱动的带式输送机。在 1980年之前，澳大利亚、南非和加拿大采矿工业很大程度上得益于欧洲和美国的开发研究。到 1980 年以后，固定式带式输送机已经出现，并且正在设计大运量、长距离、高带速的带式输送机，其具有独特的特点。 在我国， 20世纪 80年代之前，大型带式输送机基本上依赖国外技术。在引进、消化、合作研究的基础上，目前已经能够独立的设计、制造大型的带式输送机系统。近十多年来，国产煤矿带式输送机从 系列定型发展到各种功能特种带式输送机系列。如大倾角带式输送机成套设备、高产高效的工作面顺槽可伸缩带式输送机，大倾角、长距离带式输送机系列产品等。并用动态分析、智能化控制技术等对关键设备进行了理论研究和产品开发。研制成功了多种软启动和制动装置以及可编程电控装置。但和国外先进机型相比，国内输送机机型一般较 小，带速通常不超过 4m/s，最大运送量为 3000t/h，可 靠性、寿命偏低，普遍沿用静态设计法，设备成本偏高。此外，我国尚未形成元部件的大规模专业生产厂，设计水平有待提高。 随着全球经济的增长，带式输送机技术已经成为当代科学技术发展的前沿之一。当今的全球经济需要设计和生产“环保”型输送机，不能污染周围的环境，可以根据运输需要设计长距离、高带速、大运量、大功率，并且还要节约环保。输送机技术进步的一个特点是将基础的研究发展为实用技术，进而实现商业化，投入到具体生产中。 1）设备的机构设计合理与否是决定设 备好用与否的关键，所以这就要求时下的研发人员具有一定实力和眼界，能够根据不同的工况，不同的条件设计出满足不同需要的产品。当今社会是工业化社会，机械设备需要不断地创新和完善，不断地研发出更新的设备，这样才能符合现代化大生产的需求，能够为蓬勃发展的工业社会创造有利的价值，能够对现代化大生产起到决定性的作用。 2）扩大功能，一机多用化 一台设计优异的设备，只有做到模块化，才能满足不同工况的需求，才能够对各种各样产品的生产起到特定的作用。 3）设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产 的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长 距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运 输技术的发展方向。 在今后的 10000 4000 t/h，还速提高至 4 6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到 3000m。对于钢绳芯 带式输送机需加长至 5000机驱动功率要求达到 1000 1500 式 输 送 机 的 用 途 和 特 点 可逆配仓皮带输送机在使用效果上和卸料小车相同，都是为皮带输送机下方料仓进行布料使用。可逆配仓皮带输送机的行走装置和皮带输送机自身是两个独立的系统。在使用时，注意行走装置带速的选择。通常情况下带速根据布料量的大小进行选择，至于可逆配仓的部件组成，基本和皮带 输送机相同。 二、 带式输送机 方案 的 确定 可逆配仓皮带输送机的行走装置和皮带输送机自身是两个独立的系统。行走部分由电机通过链传动驱动行走轮使轮子的在预定的轨道上面正反向转动，这样就达到了输送线“可逆”的目的，意味着可以往复地给输送线下方的料仓布料。而输送带的转到则是由电动滚筒来完成，通过电动滚筒的不断转动，从而带动输送带的连续转动。 其设备的外观大致如下： 可逆配仓带式输送机结构方案图 首先，针对与行走部分，电机驱动装置通过驱动链轮传动，从而带动行走轮转动，因为行走轮下部有轨道 ，所以整个输送线可以在预定的轨道上面移动，又因为电机是变频调速电机，通过 以可以通过控制系统来使输送线在轨道上面往复行走。针对输送装置，输送带绕经传动滚筒、改向滚筒和拉紧滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，电动滚筒驱动输送带连续运转。物料从装载点装到输送带上，然后从规定的卸载点卸载。 带式输送机主要由输送带、托辊、机身机架、滚筒、清扫装置等部件组成。 输送带是带式输送机的承 载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的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。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的 1/3到 1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设 备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送 有尖棱的物料。输送机年工作时间一般取 4500二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。带式输送机布置的一般要求：在曲线段内，禁设给、卸料装置，各种给、卸料装置应设在水平段。拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。输送机尽可能布置成直线，应避免单纯的按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式。 在具体布置时应注意下列几点： 1）在曲线段内，不允许设 给料和卸料装置。 2）给料和中途卸料点最好设在水平段上，但也可设在倾斜段上。设在倾斜段上时，中途卸料点的倾斜度不宜超过 10 12，否则容易掉料。 3）若在水平段内均匀给料，并且转折处比较平滑，凸、凹段曲率半径适当，则表 20%左右。 几种常见的 可逆配仓带式输送机的布置形式如下图所示： 在这里，我们选择结构简单的且容易制造的水平的布置方式，如下图所示： 可逆配仓带式输送机的布置形式 第三章 可逆配仓带式输送 机部件的选用 输送带与输送装置一起组成传输系统， 它是一种极好的传输工具，在很多的领域内都有使用。输送带具有很好的传输优势，能够为企业节省物力人力财力，能够提高工作效率，为企业增加收益。 输送带的种类也是有许多的，传输特性当然也不尽相同，因而要选择好输送带。我们在选择输送带时，有哪些选择因素 ? 送带的设计材料不同，决定了其运输货物的品种也不同，如易燃易爆的货物最好是使用阻燃输送带等。 结构材料不同导致生产出来的输 送带其承载货物重量的能力也 不同，这要求了我们，选择输送带时，应该选择承载能力相对大的带子。 根据传输速率来选择。有的带子限制了传输的速率在多少范围内，所以要选择适合需求的输送带。输送带在选择的时候，有很大的技巧，需要我们不断地去实践完善，以确保选择的输送带满足我们的要求。 根据课题给定的参数和现场的工况条件，我们 选用 胶带，厚度 20断强度 等于 56米质 量 =30kg/m。 顾名思义， 电动滚筒 的驱动源为电源，其主要组成部分是电动机和减速机以及电源线等等，它的出现，具 有划时代的意义，能够很好地取代电机以及各种各样的传动装置，电动滚筒的应用十分广泛，可以在不同的环境下面使用不同类型的电动滚筒。 电动滚筒作为皮带运输机和提升等设备的动力，广泛应用于冶金、矿山、造纸、煤炭、建材、电力、化工、复合肥及筑路机械等行业。我公司生产的电动滚筒有定轴齿轮、摆线针轮、行星针轮三种传动形式，安装型式有电机内置、外置和移动式，电机内置时有油冷式和油浸式两种形式，由于电动滚筒与一般减速 机构相比，具有结构紧凑、重量轻、密封性好、安装方便等优点，深得用户的欢迎 ，属于老产品，但用途最广泛，与减速机相比较，具有占地小、重量轻、外观整齐、效率高，在粉尘大、潮湿泥泞的恶劣环境下仍能正常工作等优点。随着电动滚筒的不断革 新与技术进步，根据需要也可以制成三级减速 （ 秒之间的低带速），以满足用户之要求。 具体电动滚筒参考图片如下图： 电动滚筒内部结构图 电动滚筒驱动功率通常由三部分组成，即输送机空运转时所需的功率，输送机水平运送负荷所所需的功率和输送机提升负荷时所需要的功率。可采用下列公式进行计算： P CfL （ + + /367 式中 P 电动滚筒的轴功率（ C 输送带、轴承等处的阻力系数，数值可从表 1中查到； f 托辊的阻力系数， f L 电动滚筒与改向滚筒中心距的水平投影（ m）； 输送带、托辊、改向滚筒等旋转零件的重量，数值可从表 2中查到（ kg/m）； V 带速（ m/s）； 输送量（ t/h）， 输送物料的密度，输送物料的密度见表 3； 输送能力，数值可从表 4中查到（ m3/h）； H 输送高度（ m）； B 带宽（ 上述公式可以满足一般情况下电动滚筒功率的计算， 但特殊情况除外 : 1. 如果电动滚筒每天的工作时间超过 8小时，那么就要额外选择特定的参数 ； 2. 电筒滚筒的形式不同，那么电动机的功率的选择也有区别 ； 3. 电动滚筒的启停次数的多少，也影响到电动滚筒的选型。 其中，表 1，表 2如下图所示： 故根据公式我们可以得出：所选电动滚筒的功率为：P=67=带式输送机在港口、 煤炭、电厂等物料输送中应用 日益广泛 , 传动滚筒是式输送机的关键部件 , 其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。根据滚筒的承载不同 , 可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、重型滚筒 , 轻型滚筒为焊接结构 , 即辐板与筒皮焊接 , 轮毂与轴采用键连接 , 中型滚筒和重型滚筒为铸焊构 , 即辐板与轮毂采用整体铸造形式 , 然后与筒皮焊接 , 轮毂与轴采用胀套连接 , 胀套连接的优点是 :定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。传动滚筒表面都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。由于中型滚筒和重型滚筒承载重 , 设计计算不合理 , 容易造成 滚筒断轴等事故的发生 , 因此 , 我们根据现场工况，以及一些 原始参数 可以求出：求轴上的功率 3与转矩 取没级齿轮的传动效率（包括轴承效率在内） =： 则轴的角转速 A=0=s. (2)罐通体厚度的计算 首先，我们选择 取 Q于 Q=235N/=中， P=功率， 速度 M/S R=滚筒半 径。 表，经计算可知，滚筒长度 W=800. 滚筒合张力 260矩 40KNm 、滚筒直径 1000 , 带宽 800中滚筒的结构简图如下 : 根据工况条件，我们 采用 45# 钢 作为滚筒的材料， 调质处理 , 机械性能为 : 抗拉强度 b=580 屈服点 s=290 弯曲疲劳极限 1=235 扭转疲劳极限 1=135 许用静应力 1p=238 许用疲劳应力 1p=165 初选轴径 按扭转 强度计算轴伸直径 d=60; 轴传递的扭矩 T=40 kNm = 40000 Nm ; 轴的许用扭矩剪应力 p=35 0000353 =180 ; 根据结构要求取轴伸直径 180 按弯扭合成强度计算轴径 d=2+(T)2 * 轴在胀套处所受弯矩 M=52000 Nm, 轴在胀套处所受扭矩 T=40000 Nm 根据结构要求取 7轴的结构尺寸如下图 根据工作原理，我们知道，改向滚筒的作用， 我们除了它的传动方式和传动滚筒一样外，最显著的区别就是改向滚筒能够改变输送带行走的方向。 其选型步骤与传动滚筒类似，在这不再重复。 根据槽钢承载力计算公式： M=(M：弯矩， L=a+c)； b h h 12（ 仅用于矩形截面 ); f=M/W 材料的许用应力（弹性抗拉强度 /安全系数）。 M=11960次设计初定 0000则 M=b h h 12，初定槽钢为 800算 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c N 折算后位 12查得普通碳素结构钢 75500于 12远小于375以初定槽钢 400槽钢满足要求。 由计算得出可以使用 200定设计计算得出槽钢总体架尺寸为20000 第四章 可逆配仓带式输送机的设计计算 根据公式， B=（ k* *v*c*） 我们可知： 输送带材质为胶带， 已知： Q=20t/h； 端面系数 k=360； 物料容重 = 皮带速度 v=s； 倾角系数 c= 速度系数 = 将以上各数值代入计算式，得： B=据计算和设计经 验，选取 B= 800足块度要求。 根据实际工况，我们选择的横隔板为 列的，而 =60度。根据公式： 是：通过以下公式： 满足要求，式中： 位 为输送机倾角，单位。； 位： m； 位： m； 位： m/s； 1、各参数设定 输送带总长度“ 20000M,机架上最大承受重量为 2000N, 行走轮与轨道之间的摩擦系数 m =料进给速 1V =1 1000毫米 /分 定位精度 2、确定三项异步电动机的型号 （ 1）脉冲当量的选择，脉冲当量：一个指令脉冲使电动机驱动拖动的移动距离 =p（输入一个指令脉冲工作台移动 初选之相电动机的步距角 当三相六拍运行时，步距角 =其每 转的脉冲数 S=600 p/r （ 2）等效负载转矩的计算 7 1、空载时的摩擦转矩 2LF 2LF 0 1 7 0 0 52 3 0 创创 ? =、测量仪工作时的转矩 2L SG T 得2L SG T =电动机的最大静转矩为（ 3）等效转动惯量计算 1、滚珠丝杆的转动惯量 032 、滑块的运动惯量 2()W g p= 得 算到电动机轴上的总转动惯量 2+= 得 （ 4） 初选步进电动机型号，根据 J =5应式步进电动机。该电动机的最大静扭距 查表选用两个 85 电机的有关参数见下表 表 4. 电机参数如下： 型号 主要技术数据 外形尺寸（ 重量 (N) 步距角)( 最大静转矩)( 最高空载启动频率 （ s） 相数 电压 (V) 电流 (A) 外径 长度 轴径 85 00 3 60 5 97 12 35 电机转速 3000r/送带 的速度为 00060 11 m 5201 0 0 0260 总传动比 i 已知需要减速比为 1:60 左右的减速器，在这里我们选用上海泰一传动设备的蜗轮蜗杆减速器，此种减速器为两端输出的，一头为减速器输入与电机输出连接，另一头为减速器输出与 输送带的传动轴 的伸长端连接。 如上图为本蜗轮蜗杆减速器的外形尺寸图，我们本次设计中选用 40，减速比为 1:60，减速器的外形尺寸为 587速器输入轴径为80出端孔径 80 1、 选择链轮齿数 链传动速比： 假设链速度 v 3 8m/s，由表 95。大链轮齿数 z2=5=81 ， 合设计要求。中心距的调整量一般应大于2a。 a2p=2实际安装中心距 a =a-a=(6、求作用在轴上的力 链速链速 3=6300N, 4450N,所有传动滚筒合力：300850N ,合适； 由以上数据可知，输送带的特性点与张力成一定的比例关系，经查表可得如下数据： 特性点 张力（ N) 1 0 1 2 由上述数据可知，拉紧力 850N，重锤重量为 620选输送带000N,因此输送带的层数为 3层， 经核算，传动滚筒直径D=5005(q+qa) 回空分支输送带的最小张力 qd*若输送带最小张力不满足（ 5（ 5中之一，则应增大初张力，直到满足垂度条件为止。 根据实际工况条件，由下式可知： 式中： 输送机满载启动或制动时出现的最大圆周力，启动时：a*启动系数 0022N; 表可得 u=中 : 为输送带在所有圆周上的圆包角；查表可得： =180度； 由查表可得： 是有： 结束语 大学最后阶段最重要的毕业设计终于结束了，将近一个学期，自己付出的努力，体现在几张薄薄的图纸上。从老师给我们一个完全陌生课题，到自己动手把它设计出来，这几个月的时间，我感觉到从未有过的充实。想想课题刚定下来的时候，除了陌生还是陌生，将担心说给老师听，她安慰我们别担心， 只要认真着手去做，一切问题都会解决的。于是着手去做，调研、查阅资料、定方案、计算、设计，在整个过程中，一个一个的问题接踵而至，查资料，通过借书，网上查阅，听老师讲解等各种方式，一个一个的问题最后都得到了我自认为完美的解决。终于，随着时间的推移，我的设计也渐渐地接近尾声。回想起这几个月来自己所做的一切，结果不仅仅是这几张图纸所能反映的。 通过独立完成一台机械设备的设计，使我掌握了产品设计和创新的基本方法，也懂得了机械设计的过程，增强了自己的设计能力。调研也使我大大地开阔了眼界，增长了知识和能力，也看到了目前国 内外粮食机械行业的差别，也使我增加了对粮油机械的兴趣。我们学校是一个以粮食行业为特色的高等院校 。 通过这次的毕业设计，使我了解到我国在 固定式带式输送机 的生产技术和设备是比较落后的，与国外相比有很大的差距。只靠从国外引进技术和设备是不合理的，（ 1）、我国的国力不允许；（ 2）、引进的技术不能很好的消化和吸收，这对提高我国在此方面的水平是不利的。面对我国现在的状况使得我们要努力的完成这次毕业设计，并在以后的工作中为提高我国机械制造业水平而努力。 在此次设计的过程中，很多料想不到的问题一个一个都要认真地解决。有的学过 的知识也忘地差不多了，于是再一遍一遍地翻书，一遍一遍地复习已经学过的内容。于是大学四年所学的东西，便得到了系统的梳理。自己所学到的知识是远远大于这几张图纸所反映的内容，比如说，在设计过程中所接触到的相关知识并不能够完全反映出来，在设计的过程中真正体会到了作为一名设计者的伟大与不易。也增加了自己的自信，通过这次设计我明白了，只要自己去做，去钻研，没有什么解决不了的问题。 这大学四年的最后的一次也是最重要的一次作业，使我对以前所学过知识进行了一次系统而全面的巩固和复习。以前有一种想法，觉得在大学里面学的知识太理 论了，简直就是虚的，没有什么实际的价值，但是在开始做这个设计的时候，我就意识到自己这种想法是完全错误的。设计中遇到大多数的问题都是我们学的，但是，自己还是不懂。不是忘了，就是当时学的时候没搞懂。于是就后悔没有在大一大二把基础打扎实。不过，幸亏是这次的毕业设计让我意识到了这么多的问题，也及时得到了解决，没有把那些问题带到我以后的工作中去。在设计中，也遇到了许多设计方面问题，这些问题对我来说相对较难，因为自己从来没有独立的做过一次真正的设计，我深深地感觉到理论联系实践的重要性。搞设计是一项体现一个人全面专业水平 的任务，要想搞好设计，除了提高自己的专业水平，提高自己理论联系实际的能力，拓宽知识面外，还必须有毅力、耐心，有认真仔细的工作态度，也必须活学活用，不要死搬硬套，钻牛角尖。这次设计，我深深感到知识和能力上的不足，设计是一个学习的过程。通过这次设计，我终于懂得做一个完整的设计的过程，并积累了不少的经验和教训，这为即走向社会迈向工作岗位打下了坚实的基础，指导我今后的工作怎样才能做的更好。 我认为本次毕业设计最重要的是我所学的专业知识能够和实际相结合