机械毕业设计1735自控带角边新型皮带机(2)
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机械毕业设计1735自控带角边新型皮带机(2),机械毕业设计论文
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目录 序言 . 1 第一章总论 . 3 第一节输送机的应用范围 . 3 第二节输送带的布置形式及要求 4 第二章 . 5 第一节输送机的设计方案比较 . 5 第二节输送机的部件名称与用途 . 6 第三节输送机重要数据的计算 . 7 第四节输送机部件的选用 . 17 第三章 . 26 第一节输送机初步设计型电算程序 . 26 第二节带式输送机附属设施 . 27 结束语 29 参考文献 30 nts序 言 专业课程毕业设计是大学时期所有专业、基础课程结束之后进行的一次综合运用的知识优化重组过程。是一次运用理论知识实际分析、实践中再学习的能力锻炼。以理论知识学习为主的大学学习期 间，结合这次专业知识能力运用的毕业设计，理论、实践相得益彰。 大学的学习时期即将结束，面临的是投入到自己专业相关的工作岗位。这次毕业设计针对学习期间所学的分散的知识结构而再一次综合分析。专业创新能力，实践能力，知识结构得到整体上的提高与向适应性强的方向转化提供了一次基础演练。 专业综合能力运用方面是高等教育的一个素质训练方向，其必要性、重要性体现：历来都是高校学习、知识掌握、模拟的方式。其特点主要是体现了知识结构的层次性、知识结构的交融性和教学内容的实践性，拓宽了基础知识，对理论内容作了一次必要的整合，加强 了割方面的融会贯通。 学习期的知识学习特点一向是分散、掌握程度各右侧重，难以在逐渐学习的过程中作出知识整合。而毕业设计在理论学习结束时适时提出。是一次重要的模练机会。由于时间有限，经验不足。我的设计课题过程难免需要相应的修改与完善。希望各位老师提出、指教。并感谢院、系，各位老师在设计期间的帮助，特别感谢 王承福 老师的不断指正与建议！ nts设计目的： 毕业设计是一次专业综合能力方面的再学习、分析、运用过程。机械专业的毕业设计相对更加专业，也对自己提出了更高的要求。这次设计要求，运用专业所学的专业知识，通过搜集相 关资料，独立分析设计作出合理的方案，完成各项要求。设计过程中培养自己的创新、独立运用能力、学会相关专业知识的梳理、整合。机械专业的设计需要认真对待，有细心严谨、求实的态度。为即将要从事的专业岗位打下基础，也是这次设计的目的与任务所在。 nts 自控带角边新型皮带机 第一章 总论 第一节 输送机的应用范围 一般带式运输机主要是用于化工、冶金、煤炭、水电、建材等部门，输送各种块状、粒状等散装物料，也可以用来输送成件的物品，但输送具有酸性、碱性、油类物质和有机溶剂等成份的物料时，需采用耐油、耐 碱性的橡胶带或塑料带。输送机可用于倾斜输送，倾向上输送，但不同的物料都有自己所允许的倾角。 自控带角边新型皮带主要是在一般带式运输机的基础上加以创新和改进，在运输带的上边加上橡胶的波纹挡边，在基带里加入了加强筋保证了皮带的均匀拉伸，波纹挡边带柔顺灵活，能保证输送带平稳地通过端轮和尾端。这种设计不仅增加了运输堆积容量，输送范围也加以扩大，即可以输送各种散状物料，并且在输送过程中不宜撒落，也可以输送液体物料，在这里我们设计这款运输机主要是输送散状物料，如煤灰等，而且倾斜输送物料时，要比一般带式输送机更方便和快捷 。另外，这种皮带机采用电动滚筒、结构简单、消耗功率少、使用维护方便、生产效率高，属于连续输送设备，而且电动机运用 PLC 控制，有变频装置，可以自动调速。满足我们的教学需要。 nts第二节 输送带的布置形式及要求 输送带的基本布置形式有水平输送机、倾角输送机、带凸弧段输送机、带凹弧段输送机、带凹弧及凸弧段输送机。 我们采用水平输送机，如图： 给料设在水平段内，也可以设在倾斜段，倾斜角大时，给料点设在倾斜段内容易掉料，给料区段尽量 设计成水平，或将该区段的倾角适当减小。 各种倾料装置应设于水平段。 nts第二章 第一节 设计方案比较 输送机的设计方案比较，主要是输送机中动力部分的设计比较。 方案一：传动滚筒采用驱动装置，驱动装置主要是由安装在驱动装置架上的电动机、高速轴连器、减速器、低速轴连器组成，如下图： 从上图中我们可以看出这种结构比较复杂，结构也不够紧凑，而且在巷道中占有空间比较大。 方案二：传动滚筒采用电动滚筒，电动滚筒是把电动机减速器装入滚筒内的传动滚筒，本身结构紧凑，外形尺寸小，易于安装布置。 如图： nts 由于我们的设计主要用于鸡西大学采矿专业的模拟巷道，这条的巷道有 600 多米长，宽 2米，高 2.2 米，这套设备属于教学范围，且巷道较窄，传动速率要能根据现场情况可以变化。电动滚筒可以根据改变电流频率的大小来改变传动速度，具有调速功能，外形也小，满足我们现实的要求，所我们选用电动滚筒。 第二节 输送机部件名称及用途 自控带角边新型皮带机主要是由输送带、电动滚筒、传动滚筒、改向滚筒、托辊、拉紧装置、清扫器、卸料装置、制动及逆制装置和机架、头部漏斗、头部护罩、导料糟等。 nts输送带在带运输机中起曳引和承 载作用 电动滚筒是把电动机、减速器装入滚筒内的传动滚筒，结构紧凑，外形尺寸小。 传动滚筒是动力传递的主要部件。输送带借其与滚筒之间的摩擦力而运行，有光面和胶面之分。滚筒采用胶面滚筒，主要是为了增加滚筒和输送带之间的摩擦系数，从而增加摩擦力。 改向滚筒用于改变输送带的运行方向，或是增加输送带与传动滚筒的包角。 托辊用于支承输送带和带上物料，使其平稳运行。 拉紧装置可以使输送带具有足够的张力，保证输送带和滚筒之间不打滑。限制输送带在个支承带在个支承间的垂度，使输送机正常运转。我们是采用螺旋式拉紧装置。 清扫器是 清扫粘附在输送带上的物料， 卸料装置用于将主输送机中间卸料。 制动及逆止装置用于防止倾斜输送机停车时发生倒转的装置。 机架、头部漏斗、头部护罩、导料槽等，在带式输送机中分别起支承、防尘和倒料作用。 第三节 输送机主要数据的计算 带式输送机的布置形式及尺寸如图 : nts 图 (1) 输送物料主要是中小粒度或磨损小的物料，如焦炭、煤、白云石、石灰石、烧结混合料、沙等， =0.8 吨 /米 3，堆积角 =30，输送量为 Q=120 吨 /时，工作环境为地下巷道，导料糟长 3米，头部有弹簧清扫器 ，尾部有空段清扫器。 1.输送带宽度的计算 B= cQ 查运输机械手册 P89表 2-3-5,选取带速 =1.5米 /秒 ; 查表 2-3-1,得 =420; 查表 2-3-2,得 c=1.0; 查表 2-3-3,得 =1.0; 将以上各数值代入计算式 ,得 : B=0.10.15.18.04 2 01 2 0=0.49 (1) 选取 B=500毫米的胶带 ,查表 2-3-4,满足块状要求 . 输送带全长的计算 根据公式 : nts L0=2L+2(D1+D2)+A n L0-输送带全长 ; L=20 米 -输送机头尾滚筒见展开的长度 ; D1=0.5米 -头部滚筒直径 ; D2=0.5米 -尾部滚筒直径 ; n=4 个 -输送带接头个数 ; 输送带接头如下图长度 A=(Z-1)b+Btg30 ,式中 b=0.15米 Z-输送带帆布层数， Z=4； b-硫化接头阶梯长度，一般取 b=0.15米； B-输送带的长度， B=0.5米。 A=(4-1) 0.15+0.533=0.74米 nts将以上各数值代入式 (1),得 L0=2 20+2(0.5+0.5)+0.74 4=44.53米 . 挡边 如下图： nts主要数据计算： 半圆周长： 1= D1/2=3.14 0.5/2=0.785米 2= D2/2=3.14 0.9/2=1.413米 1- 2=1.413-0.785=0.628米 Z=1.413/0.08 18 T=2 0.05+0.04=0.14米 3=0.14 18=2.52米 因为 3 2 ，所以满足角边的要求。 2.张力的逐点计算 设带式输送机各张力如图 2-3-2所示 , Sn-传动滚筒趋入点张力（公斤）； S1-传动滚筒奔离点张力（公斤）。 则得各点张力关系如下 : S2=S1+W1 (2) S3=k1 S2 (3) S4=S3+W2+W3 (4) S5=k2 S2 (5) S6=k3 S5 (6) Sn=S6+W4+W5+W6 (7) 根据式 W1=(70 80)B,计算弹簧清扫器阻力 W1=100 0.5=50公斤 nts代入 (2)得 : S2=S1+50 查运输机械手册 P96表 2-3-20,改向滚筒阻力系数 k1=1.02 代入 (3)得 : S3=1.02(S1+50)=1.02S1+51 根据式 W2=(q0+q )Lw 查机械运输手册 P81表 2-2-1,有 z=3 4.取 z=4; 查表 2-2-2,取上下胶层厚 (3+1.5)毫米 ; 查表 2-2-5,得 q0=5.82公斤 /米 查表 2-3-19,得 G =8 公斤 ,下托辊间距 l0=3米 . 因此由式 q =0lG 得 : q =38=2.7公斤 /米 查表 2-3-8得 w =0.025. 代入上式得： W2=(5.82+2.7) 20 0.025=4.26公 根据式 W3=20B,计算空段 清扫器阻力： W3=20 0.5=10公斤 代入（ 4）得： S4=1.02S1+50+4.26+10=1.02 S1+64.26 查机械运输手册 P96表 2-3-20，改向滚筒阻力系数 k2 =1.02。 nts代入（ 5）得： S5 =1.02（ 1.02S1+64.26） =1.04S1 +65.5 查表 2-3-20，改向滚筒阻力系数 k3=1.04。 代入（ 6）得： S6=1.04(1.04 S1+65.5)=1.08 S1+68.12 根据式 W4 =(1.6B2 +7)l,计算导料槽阻力， W4 =（ 1.6 0.52 0.8+7） 3=21.96公斤 根据式 W5=gvq22 ,计算物料加速阻力： 因为 q=VQ6.3=5.16.3120=22.2公斤 /米 所以 W5= 81.925.12.22 2 =2.55公斤 根据式 W6 = (q+q0+q ) Lh ，计算承载段运行阻力： 查表 2-3-19得 G =8公斤； 查表 2-2-11得 l0=1.2米，故 q =0lG =2.18=6.67公斤 /米 查表 2-3-8得 =0.030, 故 nts W6 =（ 22.2+5.82+6.67） 20 0.030=20.8公斤 代入（ 7）得： Sn=1.08S1+68.12+21.96+2.55+20.8=1.08 S1+113.43 （ 8） 代入式： Sn= S1 e （ 9） 采用光面传动滚筒， =200 , =0.2. 查表 2-3-18，得 e =2.0 代入上式得： Sn=2.01 S1 联立（ 8），（ 9），则： 2.01 S1=1.08 S1+113.43 0.93 S1=113.43 因此 S1=122公斤 Sn=2.01 S1=2.01 122=245公斤 3 功率计算 根据式 N0=102)( 1 SS n ，计算传动滚筒轴功率 N0=1 0 25.1)1 2 22 4 5( =1.8千瓦 根据式 ,N=K0N 计算电动机的功率 ： nts采用 JO2型电动机得 K=1.4,光面传动滚筒 =0.88，所以 N=1.488.080.1 =2.14千瓦 应选用 JO2G32-4电动机，额定功率为 3千瓦。 4.胶带核算 求得胶带最大张力 245 公斤，查表 2-3-17，当 B=500 毫米 Z=4 层时，胶带的最大张力为 1120公斤，所以满足最大张力要求。 5.允许垂度核算 按公式计算承载段最小张力必须满足： S 5(q0+q)l0cos 5（ 5.82+22.2） 1.2 1=168.1公斤 而承载段最小张力： S6=k3 S5=1.04(1.04S1+65.5) =1.04(1.04 122+65.5)=200公斤 S6 S,故满足要求。 6. 螺旋拉紧装置拉紧力的计算 P0=Si+Si-1=S6+S5=200+192=392公斤 7 .负荷起动功率验算 按公式负荷起动式，电动功率 N2DBAkNN nts才能满足负荷起动功率要求。 电动机在正常运转时电动机轴功率为静功率 根据公式静功率 NA=102p P=Sn-S1=245-122=123公斤。已知 v=1.5 米 /秒， =0.88，代入上式，得 NA=88.01025.1123 =2.1千瓦 根据公式，动功率式 NB= 20002.0 L (q+2q0+q1)+K0GD2 已知 L=20米， q0=5.82公斤 /米， q=22.2公斤 /米。 K0=1.24,查电动机技术数据表， GD2=4.536公斤 米 2。 q1按下式计算： q1=q +q +LG 0 已知 q1=6.67公斤 /米， q =2.7公斤 /米； 按传动机械手册表 2-2-9选用传动滚筒 D=500 毫米，尾轮 D=400毫米，增面轮两个， D=320毫米，查表 2-3-23，（光面传动滚筒重量近似取铸胶滚筒重量），得 0G=125+73+62 2=322公斤。 将以上数据代入上式求 q1： q1=6.67+2.7+20322 =25.5公斤 /米 nts再将以上数据代入求 NB: NB= 88.05.1200002.0 2 （ 22.2+2 5.82+25.5） +1.24 4.536=0.6+5.62=6.62 千瓦 取 KD=0.9,查电动机技术数据表， =1.2， N=32DBAkNN =2.19.062.61.22 =9.0千瓦。 原选电动机 JO2G32-4的额定功率为 3千瓦，小于负荷起动 功率 9.0 千瓦，故不能满足负荷起动时的要求。改选 JO2G61-6 电动机，额定功率 13千瓦， GD2 =5.533公斤 /米， =1.1。根据这些数据重新计算 NB: NB=88.05.1200002.0 2 （ 22.2+2 5.82+25.5） +5.533 1.1=6.7千瓦 N=132DBAkNN =1.19.062.61.22 =9.8千瓦， JO2G61-6电动机额定功率为 13 千瓦，大于负荷起动功率 9.8 千瓦，故能符合起动要求。最后选定电动机为 JO2G61-6型，额定功率 13 千瓦。 第四节 输送机部件的选用 输送带有普通型橡胶带和塑料带，我们采用橡胶带，它具有耐磨耐酸碱耐油耐腐蚀等优点，而且适用于温度变化不大的地方，如矿井巷道等，普通型橡胶带的帆布经向扯断强力为 56 公斤 /厘米层。接头方式采用硫化接头，nts这样的接头强度可达到本身强度的 85 90%。橡胶带带宽 500 毫米，查机械运输手册 P81表 2-2-6,卸料车所增加的输送带长度为 3.0米。 电动滚筒配 JO2G 系列电动机，我们采用 JO2G61-6型，该电动机为油冷式电动滚筒专用。电动滚筒最大的功率为 13 千瓦。带速在 1.6 2.5 米 /秒。 结构为钢板焊接结构，采用滚筒轴承。滚筒分为光面包胶和铸胶滚筒三种。在环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下应采用胶面滚筒，其中铸胶滚筒质量较好，胶层后而耐磨，但通过对输送带主要数据计算，在由 于我们的设计主要用于教学实验，环境湿度小，功率也不大，通过上边的计算所以采用光面滚筒比较经济。传动滚筒直径与帆布层数之比 D/z=500/4=125，普通型橡胶输送带采用硫化接头，各种帆布层数对应的传动滚筒直径见机械运输手册表 2-2-8，传动滚筒直径为 500 毫米， z取 4层，验证了上边的论述，满足我们的要求。 改向滚筒如下图： nts改向滚筒分别做 180 90及小于 45改向用。 180改向滚筒一般用做尾部滚筒或垂直拉紧滚筒，小于 45改向滚筒一般用作增面滚筒，我们做 90改向用， 90改向一般用作拉紧装置上 方的改向滚筒。 结构也为钢板焊接结构，采用滚动轴承，传动滚筒与改向滚筒直径配套见机械运输手册 P84 表 2-2-9,带宽为 500 毫米时，传动滚筒直径 500 毫米， 180改向滚筒直径为 400 毫米， 90改向滚筒直径为 320 毫米， 45改向滚筒直径为 320毫米 。 托辊直径与带宽的关系见机械运输手册 P85 表 2-2-10，带宽为 500 毫米时，托辊直径为 89 毫米，拖辊有上下之分，上拖辊分为槽型和平行两种，输送散状物料时，一般采用槽形托辊，其槽角为 30。我们采用槽形拖辊，如下图： 查机械运输手册 P110 表 2-4-3，带宽为 500 毫米时 A=720毫米， L=190毫米， J=270毫米， D=89毫米， H=210毫米， d为 M12. nts下拖辊用平行拖辊如下图： 为了防止和克服输送带跑偏现象，我们还可以选用自动调心拖辊。上分支每隔 10组槽形拖辊，设置一组槽形调心拖辊，下分支每隔 6 10 组平行下拖辊，设置一组平行下调心拖辊。拖辊辊子有无缝钢管配冲压轴承座、铸铁轴承座和全增强塑料 3种，均采用滚动轴承，密封结构相同。查机械运输手册 P85表 2-2-11， 1.6 吨 /米 3， l0=1200毫米， 受料处拖辊间距取上拖辊间距的 1/3。下拖辊间距取 3米，凸弧段拖辊间距一般取水平段上拖辊间距的 1/2。头部滚筒线到第一组槽形拖辊的间距取为上拖辊的 1.2 倍，尾部滚筒到第一组拖辊间距不小于上拖辊间距。在受料处，为了减少物料对输送带的冲击，应选用缓冲拖辊。 由于我们是带角边设计，所以下托辊设计方案 有两种思路 : 1.下托辊支nts承 输送带的角边 。 2.下托辊支 承 输送带的里边。 由于下托辊主要是支承胶带，胶带上边没有任何的重物，支承胶带的胶边就满足设计要求。所以， 我们采用第一 种 思路。 拉紧装置有螺旋式、车式和垂直式 3种。其拉紧行程有 500 毫米和 800毫米两种。 螺旋式拉紧装置的适用功率和许用张紧力（即上下两条输送带张力之和），查机械运输手册 P86 表 2-2-13，适用功率为 15.6 千瓦，张紧力为 1200 公斤，带式拉紧装置结构简单，适用于输送机长度较长，功率较大的场合，垂直拉紧装置适用于在采用车式拉紧装置有困难的场合，利用输送机走廊的空间位置，便于布置，但改向滚筒多，而且物料容易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏输送带，特别是输送潮湿或粘性较大的物料时，清扫不净，这种现象更为严重。由于我们的输送机上长度较段，功率也较小，我们采用螺旋式拉紧装置，主要数据查机械运输手册 P114 表 2-4-8，如下图，按机长的 1%选取拉紧行程，拉紧行程我们取 500毫米。 nts清扫器有弹簧清扫器和空段清扫器两种，弹簧清扫器装于卸料滚筒处，用于清扫卸料后仍粘附在输送带上工作面上的物料。空段清扫器装于尾部滚筒前的下分支，用以清扫输送带非工作面上的物料。 卸料装置共分犁式卸料器、卸料车和重型卸料车 3种，犁式卸料器有气动和手动两种操纵型式，卸料方式又分右侧卸料、左侧卸料和双侧卸料三种，这种结构简单，成本低；但是对输送带磨损比较严重，因此对较长的输送机，特别是输送块度大，磨损性大的物料时不宜采用。气动犁式 卸料器适用在卸料多。卸料车能满足带负荷往复行走的要求。查机械运输手册表 2-2-14，选 500 毫米带宽的卸料车采用硫化接头适用最大橡胶带帆布层数 z=4。重型卸料车适用于输送矿石等容重较大的输送机上，采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5米 /秒，输送细碎后的细粒状或小块状物料时，允许带速超过 3.15米 /秒。我们选用气动犁式卸料器，如下图： nts 这种卸料器应采用硫化接头，其带速不宜超过 2.0 米 /秒。我们属于教学范围，所以适用，而且气动犁式卸料器具有压缩空气的现场，便于实现自动化。 为了防止倾斜输送机有载停车时发生倒 转或顺滑现象，要采用制动及逆止装置。有带式逆止器、滚柱逆止器和液压电磁闸制动器。 液压电磁闸制动器较适用于向下输送及水平输送时停车时间有要求的场合。 我们选用带式逆止器，这种逆止器结构简单，试用于倾角 18 ,功率不大的 的输送机。 满足我们的设计要求。 尾架，由于我们的输送机采用螺旋拉紧装置，尾架如下图： =0 nts 支架主要用于支撑 输送机中的各种器件，如改向滚筒支架，中间架支架，卸料车用中间架。 改向滚筒的 掉 架如下图： 本架在安装时与中间架焊接， 滚筒与吊架固定用紧固件已包括在本图。 nts头部护罩如下图： 图中主要数据可查考机械运输手册 P297表 2-6-42。 nts第三章 第一节 输送机初步设计型电算程序 带式输送机初步设计选型计算电算程序，胶带机的输入参考和计算后输出的数据，都以初步设计阶段的可能和需要作为程序设计的 依据。 在程序中，功率计算采用简易计算法，带宽和带速的计算的调整，以机械运输手册中的公式和数据为依据，程序是采用 ALGOL-60 语言，在TQ-60机上计算，输入数据采用“ N”格式。 程序主要用于机械化运输专业在初步设计段对胶带输送机的方案设计和计算，程序的功能主要为计算并调整每种方案的输送机带宽带速成件物品间距传动滚筒轴功率所需的传动滚筒的数量输送带的层数胶带拉紧装置的形式和输送机的价格和重量。 程序必须输入的数据有两部分，一部分称为固定数据，另一部分称为
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