机械毕业设计3500th管状输送机驱动、卸料部分结构设计.doc
机械毕业设计3500th管状输送机驱动、卸料部分结构设计
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机械毕业设计3500th管状输送机驱动、卸料部分结构设计,机械毕业设计论文
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1 机电工程学院 毕业设计说明书 设计题目 : 500t/h 管状输送机驱动、卸料部分 结构设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2010 年 5 月 25 日 nts I 目 次 1 引 言 . 1 1.1 毕业设计的目的 . 1 1.2 毕业设计要求 . 1 2 概述 . 2 2.1 管式输送机的绿色设计 . 2 2.2 管式输送机的特点及优点 . 2 2.3 管式输送机的主体结构 . 4 2.3.1 驱动装置 . 5 2.3.2 支撑装置 . 6 3 管式输送机驱动、卸料部分结构设计的方案确定 . 7 3.1 电动滚筒 . 7 3.2 Y 型电动机 +限矩型液力偶合器 +减速器 . 8 3.3 Y型电动机 +调速型液力偶合器 +减速器 . 8 3.4 卸料部分结构设计 . 9 4 管式输送机驱动装置的结构设计 . 10 4.1 设计计算 . 10 4.1.1 管式输送机带宽及驱动滚筒轴功率的计算 . 10 4.1.2 输送带张力简略计算 . 11 4.1.3 张力逐点计算 . 12 4.1.4 校核最小张力 . 15 4.1.5 校核输送带强度 . 15 4.1.6 张紧装置张紧力 . 16 4.1.7 计算电动机功率 . 16 4.1.8 驱动装置的设计 . 16 4.2 轴的结构设计 . 17 4.3 轴承的选用和校核 . 19 4.3.1 轴承的选用 . 21 4.3.2 轴承的校核 . 21 5 管式输送机安全规范 . 22 5.1 一般规定 . 22 5.2 整机 . 22 nts II 5.3 安装运行注意事项 . 23 设计总结 . 23 致谢 . 24 参考资料 . 25 nts 1 1 引 言 毕业设计是工科院校教学中的最后一个重要环节，它是在教师的指导下，由学生独立完成具有一定工作量的实际设计任务，以获取工程师必备素质的基础训练。搞好毕业设计这个教学环节可使学生毕业后尽快适应实际工作，把在学校学到的理论知识运用到实际设计和生产中去，是把学与用相结合起来，学以致用的过程，因此我们必须圆满地完成毕业设计这一重要环节。 1.1 毕业设计的目的 通过毕业设计，使学 生能综合运用所学到的基础理论知识和专业知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。 通过毕业设计，使学生掌握机械产品设计过程，基本设计方法，设计计算以及争取绘制图样和正确编写技术文件，培养学生组织及进行设计的能力。 通过毕业设计，使学生掌握产品装潢设计和包装结构设计方法，设计过程及制作的能力。 通过毕业设计，锻炼学生在生产实践中调查研究，收集资料以及整理，分析，使用这些资料的能力；锻炼学生查阅国内外有关技术文献及分析，使用这些文献的能力；提高学生的自学能力。 通过毕业收集，培养学生积极主动完成任务的责任心和勇于 创新的精神。 1.2 毕业设计要求 在教师指导下独立完成一台典型机械产品的设计，包括：实习调研课题现状，查阅相关中外文技术资料；结合设计内容，完成外文文献翻译；确定管状输送机驱动、卸料方案技术方案，完成方案论证报告；必要的设计计算：输送量、功率等，强度、刚度校核；完成主要部件、零件结构设计，绘制图纸；按要求撰写设计说明书。 nts 2 2 概述 2.1 管式输送机的绿色设计 进入 20世纪以来，在连续式输送机械中，以带式输送机发展最为迅猛，创新品种不断出现。伴随着信息时代知识经济的出现，带式输送机尤以绿色带 式输送机为甚，不断地用高新技术武装自己，出现了许多新品种：如气垫式、磁电式、谁垫式、夹带式（又名压带式）、波纹挡边式、圆管式（又名管状）、平面转弯的普通带式输送机和中间摩擦驱动式带式输送机，它们在各自适宜的领域中，不断地向大型化、大运量发展，使带式输送机的经济效益日益提高，现正向着传统的铁路运输工程领域进军；在矿山输送中，上述各种新式输送机正在取代传统的输送方式。 2003年我国颁布了清洁生产促进法，所谓清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁地能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理和综合利用等措施， 从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害，这正是圆管带式输送机当前所肩负的使命。圆管带式输送机的设计者只有采用绿色设计才能完成使命，特别是在西部大开发工程中尤为重要。圆管带式输送机属于绿色产品，其决定因素是该产品在设计中采用绿色设计。 所谓绿色设计是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生产周期中不产生环境污染或者环境污染最小化，符合环境 保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗率最低。 2.2 管式输送机的特点及优点 管式输送机特点： 输送物料被包围在圆状胶带内输送，因此，物料不会散落及飞扬；反之，物料也不会因刮风、下雨而受外部环境的影响。这样即避免了因物料的撒落而污染环境，也避免了外部环境对物料的污染。胶带被六只托辊强制卷成圆管状，无输送带跑偏的情况，管带机可实现立体螺旋状弯曲布置，一条管状带式输送机取代一个由多条普通胶带机组成的输送系统。可节省土建（转运站）、设备投资（减少驱动装置数量），并减少了故 障点，及设备维护和运行费用。管状带式输送机自带走廊和防止了雨水对物料的影响，因此，选用管状带式输送机后，可不再建栈桥，节省了栈桥费用。输送带形成圆管状而增大了物料与胶带间的磨擦系数，nts 3 故管状带式输送机的输送倾角可达 30度，可减少了胶带机的输送长度，节省了空间位置和降低了设备成本，可实现大倾角（提升）输送。管带机的上、下分支包裹形成圆管形，故可用下分支反向输送与上分支不同的物料（但要设置特殊的加料装置）。由于输送带形成管状，桁架宽度较相同输送量的普通带式输送机栈桥窄，减少占地和费用。 其主要优点如下： 1.环保 功能 物料完全被胶带封闭，不会外泄，因此，输送快料、粉料、有毒及起尘物料均不会造成环境污染。 2.小半径弯曲能力 与其他形式的带式输送机相比，管状带式输送机的一个重要有点就是小半径弯曲能力。对于大多数应用来说，这个优点是最重要的，当输送带方向急剧变化时，不需要设转载点。托辊成环形围在输送带周围，输送带可在任何方向弯曲。弯曲可在水平面，垂直面甚至可以同时在水平和垂直 2 个面上。取消转载点，也省掉了所需的附加滚筒，给料斗，灰尘收集器，因此物料损失显著减少，最重要还是避免了转载点的维护问题。管状带式输送机可有多个弯 曲段，因此 1 台管状带式输送机可取代多台通用带式输送机和相关的转载点及附加设备。 3.大角度倾斜能力 与通用带式输送机相比，管状带式输送机有更大的倾斜输送能力。由于是圆形横断面，增大了物料与输送带的接触面积，使输送清剿增大 50%，最大可达 27。倾斜角度越大，输送机长度越短，便越经济，使管状带式输送机成为在空间和性能受限情况下唯一可行的无聊输送解决方案。 4.回程中输送带成圆管形 管状带式输送机的回程带也成圆管形，输送带倍卷起来，大街部分处于圆管的底部，着不仅使输送带同承载侧一样通过相同的弯曲路线，也使输送带 脏的一面被包了起来，物料滴落的坑那个性很小。 5.送量与更大的通用带式输送机相同 管状带式输送机的输送量，通常与带宽是其管径 2.5 至 3 倍的通用带式输送机相同。例如， 1个管径为 300mm(12in)的管状带式输送机，与带宽 800mm(30in)，托辊槽角 20，卸料角 20的通用带式输送机的输送量相同，而管状带式输送机的支nts 4 架只有 635mm(25in)宽，通用带式输送机的支架最小为 1050mm(41in)宽。在输送机安装空间受限制的隧道中，采用管状带式输送机可使隧道横断面减小。 6.使用标准部件 管状带式输送机 可采用与通用带式输送机相同的标准部件。由于管状带式输送机的输送带在头，尾及拉紧滚筒处是平形的，而带速系类也一致，所以可采用标准的通用带式输送机的滚筒，轴承和驱动装置，输送带由日本的 Bridgestone 公司或其授权的公司制作生产。 7.上下行程同时输送 与通用带式输送机一样，管状带式输送机除上行程输送物料外，下行程也可输送物料。为了在回程中输送物料，必须把输送带翻转 180，一边使搭接部分在上面，且输送带脏的一面仍然朝里。这样虽然要增加滚筒和驱动装置，但安装 1 台管状带式输送机要比安装 2台通用带式输送机经济。 2.3 管式输送机的主体结构 管式输送机（如图 2.1 所示）主体结构可分为加料段、成圆装置、弯弧段、垂直段、卸料段和回程段六大部分。 （ 1）加料段由料斗、机尾、调心托辊等组成； （ 2）成圆装置由 U形托辊组、成圆压辊、托辊组成； （ 3）弯弧段一般由上弯弧段和下弯弧段组成； （ 4）垂直段由直线段托辊、机架等组成； （ 5）卸料段由卸料滚筒、驱动装置和清扫器等组成； （ 6）回程段由回程输送带和拉紧装置、机尾转弯架等组成。 以上各部段，可根据结构形式不同而有所增减。如加料段可包括成圆装置在内，原因是物料加到 U 形输送 带后，便要被包裹起来，成为密封的圆形带，然后才能转弯。但如果输送带先水平爬坡，然后成圆，则加料段不包括成圆装置。 nts 5 图 2.1管式输送机 2. 3.1 驱动装置 驱动装置主要包括电动机、传动装置、驱动滚筒、控制系统和安全装置等组成。带式输送机驱动装置分为外部驱动和内部驱动两种。电动滚筒属于内部驱动形式，适用于短距离及较小功率的输送机。电动滚筒有油冷式、油冷式隔爆式、和风冷式等几种，功率范围为 2.2-55KW，适应工作环境温度不超过 40的场合。另一种新型驱动装置是将减速器安装于滚筒内部，与外部电动机用液力 偶合器等形式的。它集一般驱动装置和电动滚筒的优点于一身，具有可靠性强传动平稳、噪声低、起动性好、过载能力强、使用寿命长、维修方便等优点，适用于工作环境温度比较高、使用条件恶劣的场合。 外部驱动装置主要是用电动机通过液力偶合器连接减速器、链轮或带传动最后联到驱动滚筒。外部驱动装置主要用于功率比较大的场合，更适用于工作环境恶劣的条件。 2 3.2 支撑装置 管式输送机支撑装置的作用：支撑输送带及带上物料，减小输送带下垂度，和成圆装置一起保持输送带承载分支圆形工作截面形状。 目前根据托辊的用途可分为普通托辊、缓冲 托辊、调心拖辊三大类；据其在输送带的位置可分为上托辊和下托辊；根据托辊的组合形式可分为平形托辊和槽形托nts 6 辊。 1.普通托辊仅起支承装置的作用，可分为评平直托辊和槽形托辊两种，槽形托辊又分为一节式、二节式、三节式、四节式和五节式多种。 平直托辊适用于支承平形输送带，多用于包装输送的承载分支和额包装、散料输送的无载分支，通常由单节辊，水平放置。其优点是使用轴承少，运行阻力小。缺点是输送散料时输送带上的物料流的堆积横截面积小。槽形托辊最常用的是三节式。它槽形最佳，带上料流截面较为理想，能提高输送量；其缺点是转动件多 ，使用轴承多。 2.缓冲托辊安装在加料段，它不仅起支承装置的作用，而且同时起缓冲减振的作用，以缓解被输送物料特别是所含的大块料的重量引起的对输送带的冲击，确保输送带。 3.调心托辊不但对输送带起支承装置的作用，而且还起调心作用。一般来说，承载分支每隔 10组托辊装设一组调心托辊，无载分支每隔 6-10组托辊装设一组调心托辊，以保证输送带正常运行。 4.托辊组合 有二辊式、三辊式、四辊式、六辊式、八辊式和十二辊组式，还有前三后三辊式为一组的较多。 5.无缝托辊组 防止输送带跑出托辊或卡在托辊缝中而设计的中国专 利。 nts 7 3 管式输送机驱动、卸料部分结构设计的方案论证 设计要求： 输送物料：散粮 物料堆积密度： r= 0.75t/m3 输送量： 500t/h 输送长度： 100m 输送倾角： 0 随着我国国民经济的发展，管式输送机在煤炭、电力、建才、钢铁、化工等领域越来越广泛地被使用，且有着运量越来越大，运距越来越长，带速越来越高的发展趋势，所以在管式输送机的设计中，如何合理选择管式输送机驱动装置，是管式输送机设计中的关键，也是管式输送机设计是否合理、运行是否正常、维修费用和维修量较少的关键问题。 驱动装置的功用是将原动机的动力传递到驱动滚筒轴上，使滚筒旋转，进而靠摩擦力带动输送带运行。它主要由电动机、传动装置（用减速器或三角带传动 减速）、驱动滚筒、控制系统和安全装置等组成。 驱动装置分为外部驱动和内部驱动两种。下面是本设计欲采用的几种驱动方案。 3.1 电动滚筒 电动滚筒是常用的、一般的驱动装置系统。电动滚筒属于内部驱动形式，适用于短距离及较小功率的输送机。电动滚筒分内装式电动滚筒和外装式电动滚筒， 它们的主要区别在于内装式电动滚筒电动机装在滚筒内部，外装式电动滚筒电动机装在滚筒外部，并与滚筒刚性 联接。内装式电动滚筒由于电动机装在滚筒内部， 电动机散热性较差，一般用在功率为 30kW 以下、机长小 150m的带式输送机上。外装式电动滚筒由于电动机装在滚筒外部，电动机散热性较好，一般用在功率为 45kW 以下、机长小于 150m 的带式输送机上。其最大的优点是结构紧凑，维修费用低，可靠性高，驱动装置和传动滚筒合二为一。其缺点是软起动性能差，电动机启动时对电网冲击大。可靠性比 Y型电动机 +联轴器 +减速器驱动方式差。 3.2 Y 型电动机 +限矩型液力偶合器 +减速器 Y 型电动机 +限矩型液力偶合器 +减速器是带式输送机上 使用最为广泛的一种驱动装置。限矩型液力偶合器分带后辅室限矩型液力偶合器和不带后辅室限矩型液力nts 8 偶合器。由于带后辅室限矩型液力偶合器在电动机启动时，液力油由后辅室通过节流孔缓慢进入液力偶合器工作腔，所以其启动性能优于不带后辅室限矩型液力偶合器。但是由于带后辅室限矩型液力偶合器启动时间长、发热量大。所以在限矩型液力偶合器选型时，如果选用带后辅室限矩型液力偶合器，在液力偶合器有两个型号均能满足其传递功率时，由于该形式液力偶合器启动时间长，发热量大，所以应优先选用较大型号液力偶合器；如果选用不带后辅室限矩型液力偶合器 ，在液力偶合器有两个型号均能满足其传递功率时，由于该形式液力偶合器启动时间较短、发热量较小，所以应优先选用较小型号液力偶合器。对于有多台电动机驱动的带式输送机， 如果选用 Y型电动机 +限矩型液力偶合器 +减速器驱动方式，液力偶合器建议选用带后辅室限矩型液力偶合器。由于限矩型液力偶合器受散热条件限制，所以 Y 型电动机 +限矩型液力偶合器 +减速器驱动方式一般用在单机功率为 630kW 以下，机长小于 1500m 的带式输送机上。其优点是：性价比高，结构简单紧凑，维护工作量小，维修费用低，保护电动机过载，多台电动机驱动时，能 平衡电机功率，可分台延时启动，减小带式输送机起动时对电网的冲击，可靠性高，价格低，是机长小于 1500m的带式输送机的首选驱动方式。其缺点是：软起动性能较差，不宜用在带式输送机及要求具有调速功能的带式输送机。 3.3 Y 型电动机 +调速型液力偶合器 +减速器 Y型电动机 +调速型液力偶合器 +减速器是大型带式输送机常用的一种驱动方式，距离大型带式输送机上。其优点是：结构较简单负荷启动，保护电动机过载，一般用在机长大于 800m 的输送机维护工作量较小，电动机空多台电动机驱动时，可分台延时启动，减小带式输送机启动时对 电网的冲击，可靠性较高，软启动性能较好，具有启动可控性能，即启动时间可控、启动速度曲线可控，价格较低。其缺点是：液力偶合器启动时，由于液力偶合器工作腔油量变化和速度变化曲线为非线性关系且具有置后性，所以可控性动态响应慢，做闭环控制难度较大，有时有渗油现象发生。不宜用于下运带式输送机及要求具有调速功能的带式输送机。 以上对带式输送机多种驱动方式的优缺点进行了分析，认为带式输送机驱动装置配置过高是一种资源浪费，对于大型带式输送机，如果驱动装置配置过低，将造成胶带启动时动张力增加，甚至造成胶带共振，所以选择合理的 驱动装置，降低维修工作量和运营成本是选择驱动装置的关键。 nts 9 本设计是 500t/h 管式输送机驱动装置，水平输送长度是 100m。第一种方案电动滚筒由于其散热能力差，一般用在功率 45KW 以下、机长小于 150 米的输送机，因此，选用电动滚筒是不行的。第二种方案是 Y型电动机 +调速型液力偶合器 +减速器。本设计的带速不需要调速，其方案就能达到设计要求。而且这种驱动装置性价比高，结构简单紧凑，维护工作量小，维修费用低，保护电动机过载，可靠性高，价格低。 第三种方案 Y型电动机 +液力偶合器 +减速器 +驱动滚筒的驱动方式。其优点结构较 简单，负荷启动、保护电动机过载；软启动性能较好，具有启动可控性能；价格较低。 通过以上比较 ,并且经过导师的建议，本设计采用电动机 +液力偶合器 +减速器 +驱动滚筒的驱动方式。 3.4 卸料部分结构设计 本次毕业设计管状输送机卸料部分采用卸料滚筒装置。卸料滚筒（传动滚筒）靠摩擦力向输送带传递牵引力的滚筒，是传递动力的主要部件。 滚筒分为光面、包胶、和铸胶滚筒三种，在功率不大，环境温度小的情况下可采用光面滚筒。三种滚筒的特点如下：光面滚筒适用于环境潮湿，功率不大，容易打滑的情况。铸胶滚筒质量 较好，胶层厚而耐磨，但 生 产 成本高。包胶滚筒虽然也可以达到同样的使用 性能 ，但其使用寿命短 。本次采用铸胶滚筒。 nts 10 4 管式输送机驱动装置的结构设计 4.1 设计计算 4.1.1 管式输送机带宽及驱动滚筒轴功率的计算 管式输送机输送带运行速度：根据输送物料特性，宜取较高的速度，通常可在2 4m/s之间，由于是水平输送且水平输送距离短，可取带速 V 3.15m/s。 1、管径： 已知： r 0.75t/m3 ,Q 500t/h,水平输送带长度 100m, V 3.15m/s。 按体积计算的输送量： smmtshtIV/1852.0/75.03600/50033 装料系数 k1 0.97,则管径 mmmVkID V278.00771591.015.397.01852.0273.1273.11取 D=300mm。 2、带宽： mmlDB1182212014.33002 搭接 取 B=1200mm。 3、圆管带式输送机截面积： 22207.043.014.34mDA 4、验算圆管带式输送机输送生产能力 Q： nts 11 500 t / h/5.57797.0100 075.015.307.06.36.3 1htkAVQ 满足设计要求。 5、计算驱动滚筒功率 N0 ： )(0273.0( 2130 kWQHQLKVLKKN hh 其中查表 1-15，取 =0.040；查表 1-14，取 K1 =0.0424， K2 =10.89 105 ；查表 1-16，取 K3 =1.55。 由于是水平输送，故 H=0。 又已知 Lh =100m， Q=500t/h。 将所查得数据及已知参数代入上式，得 kWN145.26)05001001089.1015.31000 4 2 4.0(55.1 50 4.1.2 输送带张力简略计算 计算输送带最大张力 Smax ： 查图 1-51，按不打滑条件， Smax 0NV=K4查表 1-17,取 K4=1350, ，；查表，查表；，按垂度条件，查图则33019125012000181)(5111120515.3145.2613507650765m a xm a xKKKNNKHKKSNS)(1762385.1762785.862709000145.26330025075.012000m a xNS则NS 1 7 6 2 3m a x 张力经比较，取输送带最大 nts 12 支撑装置选三节式槽形托辊；输送带选 EP-100,层数为 4 层；传动滚筒直径选 800mm。 输送带单位长度重量 q: 18136.17)5.1641.1(2.12.1)1.1(2.10210qiBq选取物料线载荷： mkgVQqq G/09.4415.36.35006.34.1.3 张力逐点计算 从驱动滚筒绕出点开始标注特征点，则沿输送带运行方向，各点张力关系式为： 112 WSS ； 223 03.1 SSkS ； 34 SS ； 445 04.1 SSkS ； 56 SS ； 667 03.1 SSkS ； 278 WSS ； 889 04.1 SSkS ； 3910 WSS ； ；取表为空段清扫器阻力，查 23 0241 21 WW 计算按式为无载分支运行阻力， 3612 W gHqgLqqW h 002 )( ；，取查表 0 40.0151 nts 13 。；则，取冲压座查表托辊间距mkgtGqmkgtGqkgGkgGmmtmmt/2.75.218/33.135.120,18;20201,2500,15002121)(85.9880040.010081.9)2.718(2NW则 3W为承载分支运行阻力、防护侧板阻力、进料口物料加速阻力之和， )(96.36 1 874.21874.44048.29 5 915.309.442181.975.022.18.2004.010081.9)33.1309.4418(218.20)(2220203NqVglBgLqqqW h 将有关数据带入上述九个方程，得： ；28.4911144.132.1292144.162.124210.177.25310.103.138.24607.138.24607.19.23604.103.104.104.19.23603.19.23603.103.1230110191278167156114513412312SSSSSWSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS根据尤拉公式 13 1 faS S e ,采用铸胶滚筒，可取 2 0 0 , 0 . 2 5 , 2 . 3 9fao fe 110 39.2 SS 故联立可得方程组110110 39.2 28.4911144.1 SS SS )(64.3 94 11 NS 解之得 nts 14 NSNSNSNSNSSNSNSSNSNSNS17.950121.588297.565512.466718.453118.45319.43569.435642304000109875653421取4.1.4 校核最小张力 据式 1-17b： 有载分支最小许用张力为： )(27.45685.181.9)09.4418(5)(5 101m i nNgtqqS 。其中查表得为卷圆，则总的成圆损失为成圆损失，回程带不 NFFF CCC 383,2 CFNS 2)(21.58829 据式 (1-17c)无载分支最小许用张力： )(40.547)(32642)(4000)(40.547181.9181.3c os1.32m i n1202m i nNSNFNSNgtqSC合适。 4.1.5 校核输送带强度 根据输送带强度校核公式 1-2a m ax iBS m 查表 1-7 取 m=9 查表 1-1 取 =1000N/（ cm.层） nts 15 合适。)(33.5333 3)(17.9501)(33.5333 391000120410m a x NmiBNSSNmiB 4.1.6 张紧装置张紧力 )(08.8 8 8 818.4 5 3 19.4 3 5 6540 NSSp 4.1.7 计算电动机功率 驱动滚筒轴功率按式（ 1-47）计算 )(33.17100015.3)400017.9501(1000)(10001100kWVSSPVN电动机功率按式（ 1-33）计算 0NNK取 K=1（采用 Y 系列异步电动机）， =0.88 。取故电动机功率kWNkWN302088.0 33.171 4.1.8 驱动装置的设计 根据设计计算已经知道电动机的功率为 30KW。 带速为 3.15m/s,故滚筒的转速为 m in/7580014.3 15.31 0 00601 0 0060 rD Vn ZLY减速器传动比 12.5-20。 电动机转速的可选范围为dn=（ 12.5 20） 75=937.5 1500r/min 符合这一范围的同步转速有 1000和 1500r/min. 查手册选 Y系列（ IP44）三相异步电动机 Y200L-4，功率 30KW，同步转速 1500r/min，额定电流 56.8A， JB/T9616 1999。 选用减速器 ZLY200，总中心距 a为 340mm，公称传动比为 20。 nts 16 选用液力偶合器是 YOXII400，液压推杆制动器 YWZ5-200/23。 4.2 轴的结构设计 1.初步计算驱动滚筒轴径： 当轴的支撑距离未定时，无法由强度确定轴径，用初步估算的办法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径 d,计算公式为： 3 PdAnmm 式中： P-轴所传递的功率； n-轴的转 速； A-由轴的许用切应力的最小轴径所确定的系数。 经过有关的资料轴的材料采用 45 钢，所以 A=118。又已知 P=30KW， n=75r/min。带入上式得： mmd 80 考虑到轴上有键槽，取 d=100mm。 （ 2）轴校核 a)轴的结构图 图 1 轴的结构图 b)水平面受力图和弯矩图 ： nts 17 Fo 1 Fo 2Fr1Fr2图 2 轴的 水平面受力图和弯矩图 c)轴的垂直面受力图和弯矩图 ： Fn 1 Fn 2Fr1Fr2图 3 轴的 垂直面受力图和弯矩图 d)合成弯矩图 ： nts 18 图 4 轴的 合成弯矩图 e) 转矩图 ： TaT图 5 轴的 转矩图 已知轴的材料选用 45 钢， 650B M Pas =， 360s MPas =。 计算轴的水平面的受力：已知轴受的拉力 NFFOO 550121 ，求轴承给轴的挤压力, 21 RR FF 。 水平面反力 NFR 55011074 605501101455011 又已知 NFF RR 1 1 0 2 21 所以， NFF RR 5 5 0 1 21 垂直面反力 已知 NFF rr 5.514221 NFN 5.5 1 4 21 1 5 4 605.5 1 4 21 0 1 45.5 1 4 21 又已知 NFFNN 1028521 NFFNN 5.5 1 4 221 画轴弯矩图 水平面弯矩图 见图 垂直面弯矩图 见图 合成弯矩图 见图 nts 19 mmNMMM xzxy 4 5 1 8 2 23 3 0 0 6 03 0 8 5 5 0 2222 画轴转距图 轴受转距 1TT=转距图 见图 许用应力 许用应力值 用插入法由表 16.3 查得：01 1 0 2 . 5 , 6 0bbM P a M P ass -=应力校正系数 10 60 0 . 5 9 1 0 2 . 5bbsa s -= = = 转矩 mmNT 661 1082.375301055.9画当量弯矩图 当量转矩 mmNT 2 2 5 3 8 0 01082.359.0 6 见图 当 量弯矩：在危险截面处 I 、 II 两截面。 mmNTMM 2 2 9 8 6 4 32 2 5 3 8 0 04 5 1 8 2 2)( 2222 当量弯矩图 见图 校核轴径 mmSMdd BIII 10063.721.0 3 1 轴径符合要求。 4.3 轴承的选用和校核 4.3.1 轴承的选用 选用轴承型号为 22232A，润滑方式为油润滑 , 冲击载荷系数 1.2df =校核轴承 4.3.2 轴承的校核 基本额定静负荷 0rC=1250kN 基本额 定动负荷 rC=825kN 极限转速 limn=1400r/min nts 20 轴承支反力 rF=49519 计算当量动载荷 ()d r aP f X F Y F= + =59422.8N 式中 X=1， Y=0 计算寿命 基本额定寿命 61 0 1 6 6 7 060 rrhCCLn P n P 14430h 假设一天工作 10个小时，一年工作 300天， 按三年计算， 则轴承预期使用寿命 hL10 300 3=9000h hhLL所以所选轴承符合要求。 nts 21 5 管式输送机安全规范 5.1 一般规定 1.输送机在正常工作条件下应具有足够的稳定性和强度。 2.电气装置的设计与安装必须符合 GB 4064 和 GBJ 232的规定。 3.未经设计或制造单位同意，用户不应进行影响输送机原设计、制造、安装安全要求的变动。 4.输送机必须按物料特 性与输送量要求选用，不得超载使用，必须防止堵塞和溢料，保持输送畅通。 5.输送粘性物料时，滚筒表面、回程段带面应设置相适应的清扫装置。倾斜段输送带尾部滚筒前宜设置挡料刮板。消除一切可能引起输送带跑偏的隐患。 6.倾斜的输送机应装设防止超速或逆转的安全装置。此装置在动力被切断或出现故障时起保护作用。 7.输送机上的移动部件无论是手动或自行式的都应装设停车后的限位装置。 8.严禁人员从无专门通道的输送机上跨越或从下面通过。 9.输送机跨越工作台或通道上方时，应装设防止物料掉落的防护装置。 10.高强度螺栓连接必 须按设计技术要求处理，并用专用工具拧紧。 11.输送机易挤夹部位经常有人接近时应加强防护措施。 5.2 整机 1.输送干燥粉状物料时宜设置吸尘或除尘装置。 2.严禁输送块度大于或等于 0.5倍带宽的物料。 3.码垛或散堆物料用输送机的尾轮旁严禁堆放物料。防止料堆塌落涌入机内。 4.输送机的外缘避免有锐利的边缘，当锐利边缘不能消除时其人员接近部位应加防护。 5.人工加载或卸载时，输送机的特性 (高度、宽度、速度等 )必须适应装卸方便安全的条件，不允许超出下面的规定，否则采用机械装卸。 6.输送机的驱动装置和转向装 置的位置不允许现场随意更改。驱动装置与悬挂或支承部分的连接必须牢固稳定。 7.操作人员耳边噪声不允许超过 80dB(A)，否则必须采取隔音措施。 8.除部件上备有特殊润滑装置外，输送机运行时严禁人工进行润滑。 nts 22 9.严禁输送机运行时进行维护调整，必须在装有防护装置的情况下由专人维护调整。 5.3 安装运行注意事项 1.由于管状带式输送机在水平面上和垂直面上均有弯曲，支架和桁架的安装 必须保证胶带管状在运行过程中不发生变形、扭转、开口等现象，因此，支架的纵向、横向坐标定位要求准确。 2.要保证管状带式输送机在运行 过程中不发生扭管现象，胶带机的托辊、首尾滚筒的安装尤为重要，在安装过程中应高度重视。 3.管状带式输送机胶带粘接要求十分严格，在剥离和硫化过程中必须防雨，同时，剥离后的粘接工作必须连续进行，不得中断。 4.托辊的安装应在桁架全部安装完成后再进行。因为在桁架组装时就安装托辊（即托辊随桁架一起吊装），一方面增加了桁架安装起吊重量，桁架在起吊过程中易变形；另一方面，整条胶带机桁架安装周期较长；托辊安装后处在露天环境下的时间相对较长，易生锈。 5.在管状带式输送机支柱安装前，必须对土建支墩进行测量，以确保安装顺利进 行。 6.在管状带式输送机运行启动前，应清理现场，特别是管状带式输送机附近可能损害管状带式输送机的设施及遗留的铁件应予以清除。 7.在运行过程中，应按运行规程定期对输送机的部件进行维护。 8.操作与维修人员必须进行安全技术培训和实习，经考核合格后，才能上岗操作。 9.所有的起动操作和安全保护装置的调整，必须由经核准胜任的人员进行。 nts 23 设计总结 本设计是 500t/h 管式输送机驱动装置，水平输送长度是 100m。驱动部分采用 Y型电动机 +液力偶合器 +减速器 +驱动滚筒的驱动方式。其优点结构较简单，负荷启动 、保护电动机过载；软启动性能较好，具有启动可控性能；价格较低。本次毕业设计管状输送机卸料部分采用卸料滚筒装置。 铸胶滚筒 质量 较好，胶层厚而耐磨，但 生产 成本高。 本次采用铸胶滚筒。 电动机型号 Y200L-4，电动机功率 N=30Kw，同步转速1500r/min，额定电流 56.8A， JB/T9616 1999。减速器 ZLY200，液力偶合器是YOXII400，液压推杆制动器 YWZ5-200/23。传动滚筒轴最小轴径为 100mm，经校核满足强度和刚度要求。轴承选用 22232A，经校核满足寿命要求且具有调心性能。 此次毕 业设计我收获颇多。通过这次的毕业设计 ,我的许多专业知识得到了巩固。此次毕业设计要用到多门学科的知识，这就要求把绘图技术、机械精度设计与检测、机械设计、工程材料、人机工程等学科温习一遍，因此这就巩固了我们的专业知识。更为重要的一点是通过这次设计我学会了如何运用书本的知识，同时我感受到在做设计时不仅要考虑到整体的布局，还要顾及到 局部部件正常运转、实际拆装的活动空间 等问题。通过此次的毕业设计 ,我对机械产品的总体设计有了较深刻的认识。机械产品的总体设计和零部件的设计有很大的不同 ,它要求从整体上对机械产品的性能 ,经济 效益 ,配合等方面进行综合考虑 ,既要求配合得当 ,使其在工作时的工作效率尽可能提高 ,又要求经济方面尽可能节省。同时 ,它对零部件的安装配合也有较高的要求。通过此次的毕业设计 ,让我们充分应用了这几年所学的知识。由于是第一次接触机械产品的整机设计 ,在经验和知识方面我们都有很多不足 ,我们一组人在设计过程中要相互配合、相互协调、尽量把毕业设计更加合理、完善。 通过此次的毕业设计 ,我对机械产品设计的精神有了很深的理解。机械产品要求实用性强 ,经济效益高 ,安全可靠。这就需要我
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