皮带给料机的设计

皮带给料机的设计- I -皮带给料机摘 要皮带给料机已成为最重要的散状物料连续输送设备，它不仅应用于企业内部的运输，也拓展到企业外部输送，广泛应用于冶金，矿山、码头，粮食和湖工等领域。皮带给料机的特点是结构简单，成本低廉，工作平稳可靠，输送量大，输送距离大，能耗低，噪声小，操作使用和维修方便。事皮带给料机研究的大学、研究所、设计院都在致力于开发新型输送机设计系统。在信息技术时代，已经能够看到某些关键性的技术使生产输送机系统产生了飞跃。关键词：皮带给料机；操作使用 ；维修；研究皮带给料机的设计- II -目录摘要 .I第 1 章 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 国内外发展现状 .11.3 主要研究内容 .2第 2 章 总体设计 .32.1 输送带胶面选择 .32.1.1 带宽的确定 .32.1.2 带芯的选择 .42.2 滚筒的参数设计 .42.3 本章小结 .5第 3 章 功率的计算 .63.1 输送机系统与张力参数 .63.2 阻力与张力计算： .73.2.1 物料线密度 .73.3 主轴功率的计算 .83.4 电动机功率的计算 .83.5 带轮转拒的确定 .83.6 本章小结 .8第 4 章 驱动装置的设计及计算 .94.1 驱动装置的设计要求 .94.2 电机型号的确定 .94.2.1 电动机类型和结构的选择 .94.3 计算传动装置的运动和动力参数 .94.3.1 传动装置的总传动比及其分配 .94.4 传动件设计计算 .104.4.1 电机轴齿轮的设计 .104.5 轴的设计计算 .144.5.1 电动机轴的设计 .144.5.2 电动机轴的结构设计 .144.6 滚动轴承的选择及计算 .174.6.1 电动机轴上轴承的设计 .174.7 键连接的选择及校核计算 .174.8 连轴器的选择 .184.8.1 高速轴用联轴器的设计计算 .18皮带给料机的设计- III -4.9 箱体的设计 .184.10 润滑与密封 .184.11 本章小结 .19第 5 章 控制电路的设计 .205.1 控制系统的确定 .205.2 接触器控制电路 .205.2.1 电动机启动控制 .205.2.2 电路的保护环节 .215.3 本章小结 .21结 论 .22参考文献 .23致 谢 .24皮带给料机的设计- 1 -第 1 章 绪论1.1 课题背景皮带给料机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。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。所以皮带给料机广泛应用于现代化的各种工业企业中。1880 年德国的 LMG 公司设计的一台链斗挖掘机尾部带一条蒸汽驱动的皮带给料机。1896 年美国纽约发表了鲁宾斯为皮带给料机的发明人。在德国，在汉诺威大学成立了运输机械研究所。在荷兰的代夫特大学进行了运输机械研究，而在英国，在地下和倾斜输送机的输送带方面用固体织物、加固编织物和钢丝绳牵引带。在德国，输送带生产商 ContiTech，Clouth，Phoenix 和 Scholtz 都为欧洲市场开发了帆布层和钢丝绳芯带，很大程度上得到了大学研究成果的帮助。在 19802000 年之间，采矿业有了较大的新发展，改变了散状物料的输送方式，从间断输送方式发展到金属矿山的连续开采和煤矿的连续开采工艺，实现了用输送机输送。1.2 国内外发展现状在最近的几十年里，世界经历了空前的发展，此时需要新的矿山提供能量和原材料。由于许多贫瘠的矿山已经关闭，所以较大的矿山需要开采大量的煤、矿石或者岩石产品。国内以宝钢为首的大型钢铁企业的建立与改造；西部煤炭资源的开发和通过港口的外运。更高的产量和许多新的采矿业务在第三世界国家，系统成本降低，致使营业利润更快更大。通过技术经济比较，已经证明在一定距离上，皮带给料机输送优于汽车和列车运输。采用皮带给料机可实现长距离、大运量输送。输送机在环境敏感地区或靠近城市的发展地区的开发，已经引起了对水平和垂直转弯普通的、管状的以及钢丝绳的皮带给料机，进行重大的技术模拟和技术创新。许多较小的矿山被大公司购买，从而使得采矿和分布合理化。公司时常依赖于运输零件的“ 单方供应 ”从新的发展中孤立业务营运，包括一种实施新的皮带给料机运输技术的能力。国内的矿山企业和钢铁企业也面临着重组和扩大的局面。胶带输送机又称皮带输送机，具有输送量大、结构简皮带给料机的设计- 2 -单、维修方便、部件标准化等优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品，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。因此在国内、外有愈来愈多的人从事于皮带给料机各个方面的研究，这是适应生产发展的必然现象。常见的皮带给料机有下列几种类型：(1)通用固定式(TD 系列)普通型皮带给料机。用在物料的一般输送上：矿井地面选煤厂及井下主要运输巷道中，绝大多数采用这种类型。(2)花纹皮带给料机。此种输送机的胶带工作面上有凸出的花纹运送物料的倾角可以增加至 35。(3)钢绳皮带给料机。输送机的带条只作装载物料用，输送带是有钢绳牵引而运动，因此运送距离长。我国制造钢绳皮带给料机的最大运距可达2500m。根据安装的特点，皮带给料机又可分为固定式、移动式和机架可伸缩式三种类型。固定式皮带给料机一般应用在输送量大和使用期限长的情况下，它的机架和部件不能任意拆移。移动式带式运输机是应用在距离短、运输量不大且施工地点经常变动的场合，其结构轻便，并安装有车轮或轮胎可以随意移动。伸缩式皮带给料机的机架是由若干节短机架拼装而成，各短机架之间用螺栓或挂钩连接。这种皮带给料机通常在运输长度常常改变又经常移动的情况下采用。1.3 主要研究内容皮带给料机的常规设计方法一般可以从标准的设计选用手册中得到。应该注意的是：在设计前必须掌握足够的设计依据方可进行设计工作，如果不这样，即使采用先进的。设计方法，其设计也必然是失败的。同时还要强调系统设计的重要性，因为实际设计所面对的是系统而不是单机，只有将系统设计好，才能进一步进行单机的设计。设计皮带给料机时，往往由生产工艺确定输送带布置，同时需要考虑下列问题：(1)转载方式，提出给料装置和卸料装置的要求。(2)输送机线路上输送机之间的相互关系。启动顺序是受料的输送机先驱动，停车顺序是给料的输送先停机，当各输送机的参数不同时，通过这一关系可以提出启动时间和停车时间的要求。(3)不能满足上面的启动和停车顺序的要求时，需要考虑在输送机间增设缓冲仓以提高系统的适应能力和系统的运转率。皮带给料机的设计- 3 -第 2 章 总体设计对制动器进行有限元分析，需要确定制动器制动过程中的生热散热过程，以及能量转化进而得到制动器工作过程中输入的热流密度以及散出的热量。本章将对制动器的生热和散热过程进行分析，得到摩擦生热的热流密度，以及制动器发生对流换热和热辐射的相关系数。2.1 输送带胶面选择通用皮带给料机所用的输送带有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度在-10+ 400C 之间，物料温度不得超过+50 0C。当温度超过500C 以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。温度超过+90 0C 时，应使用防火输送带；温度低于-15-55 0C 时应使用抗寒输送带。橡胶带在实践中应用最广它是由带芯和覆盖胶两部分组成。带芯是胶带的骨架，它的作用是承受荷载传递牵引力以及承受在装料点物料对胶带的冲击力。普通橡胶带的带芯是由多层挂胶帆布制成的，带芯材质也可以是棉质、维尼纶、尼龙等纤维织物或混纺帆布，还可以是化纤整体编织的一层厚布。表 2-1 输送带覆盖胶质量的选择参数正 常 工 作 条 件I 类 极好 极好 不推荐输送大块矿石，锋利的切割性物料，用于极其恶劣的工作条件II 类 良好 极好 不推荐输送切割作用不大的具有磨蚀性的经过筛分的物料，用于繁重的工作条件II 类输送带的覆盖胶采用天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。这类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗凿蚀性不如 I 类输送带高。因为设计要求是传送水泥，不需要抗切割性和抗凿蚀性所以选用 II 类输送带。2.1.1 带宽的确定因为设计要求输送的是袋装水泥，根据袋装水泥的尺寸本人把带宽确定为 1200MM。皮带给料机的设计- 4 -2.1.2 带芯的选择在输送带承受较大张力时，应选取尽可能少的层数而强度又较高的带芯，比选取居数多而强度一般的带芯容易得到满足.因为皮带给料机的工作环境在干燥多尘的环境中工作，所以选用钢绳芯带根据带宽要求，选择钢绳芯带为 GX1000钢绳芯带的许用张力（静） (2-1)(0静mBGXS（动） (2-2)动钢绳芯带的安全系数，根据我国静力计算文件静安全系数取为m0=10，动安全系数 m0=5.7，把相应的数字代入式子 (2-1) (2-2)中，得静安全系数为 120000N/mm， 动安全系数为 210526N/mm。2.2 滚筒的参数设计滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒(如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等)。滚筒又分钢板焊接滚筒(大型的)和铸造滚筒(小型的)。(1)滚筒的宽度确定 滚筒的宽度决定于带宽。根据带宽选择滚筒宽为 1.4m(2)按弯曲应力计算滚筒直径 胶带在进入滚筒前已经受到拉伸灾力，进入滚筒后又添有附加弯曲应力。胶带在周期运行中，其张力大的区域为高张力区。滚简的直径按高张里区的张力计算，并且认为进入滚筒前或出滚筒后的胶带静张力可达胶带舒张力的许用值 s8。对于层芯胶带，芯层厚与滚筒直径关系如下式：表 2-2 带宽 B 与驱动滚筒标准直径的关系 （mm）胶带宽度500 650 800 1000 1200 1400500 500 500 630 630 800 630 630 800 800 1000 800 1000 1000 1250驱动滚筒标准直径D 1250 1400皮带给料机的设计- 5 -可得查出 D=800 mm 改向滚筒的设计本传送机构包括三个改向滚筒两个为 90 度改向 一个为 180 度改向。查表 180 度改向滚筒直径 D=800 mm 90 度改向滚筒直径 D=640 mm(3)机架的设计 皮带给料机机架有落地式和绳架吊挂式两种结构。落地式机架又有固定式和移动式两种。选煤厂主要采用固定落地式机架。(4)拉紧装置 在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装拉紧装置。皮带给料机的拉紧装置的作用：使输送带具有足够的初张力，保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力，并且使摩擦力有一定的贮备；补偿牵引构件在工作过程中的伸长；限制输送带在各支承托辊间的垂度，保证输送机正常平稳地运行。拉紧装置的结构形式有：螺旋式、车式和垂直式三种。本设计选用螺旋式拉紧装置。螺扦的螺纹应能自锁，防止松动。具有结构简单紧凑的优点，缺点是工作过程中，张紧力不能保持恒定。一般用于机长较短( 小于 80m)，功率较小的输送机上。螺旋拉紧装置的适用功率范围及许用张紧力(即上、下两分支输送带张力之和)。表 2-3 螺旋式张紧装置的功率和许用张紧力B(mm) 500 650 800 1000 1200 1400适用功率(kW) 15.6 20.5 25.2 35 42 58张 紧 力(N) 12000 18000 24000 38000 50000 660002.3 本章小结普通橡胶带的带芯是由多层挂胶帆布制成的，带芯材质也可以是棉质、维尼纶、尼龙等纤维织物或混纺帆布，还可以是化纤整体编织的一层厚布。输送带的覆盖胶采用天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。这类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，在输送带承受较大张力时，应选取尽可能少的层数而强度又较高的带芯，比选取居数多而强度一般的带芯容易得到满足.因为皮带给料机的工作环境在干燥多尘的环境中工作，所以选用钢绳芯带。皮带给料机的设计- 6 -第 3 章 功率的计算3.1 输送机系统与张力参数为降低胶带张力，采用如下图 3-1 所示系统。图 3-1 胶带受力(3-1)0mBGxso把相应的数字代入公式(3-1)中，许用张力为 120000N，为驱动滚筒包角 180采用的是包胶驱动滚筒，则取 uo=0.3，由于本机一般都在含尘较多的室内外工作，取托辊阻力系数 w=0.040，托辊阻力系数 w,用插入法查表得 =0.011。1K表 3-1 托辊系数物料水平运行功率系数 =10.98102K6尾部改向滚筒功率系数 =23号改向滚筒系数 =1.054号改向滚筒系数 =1.055物料加速功率系数 =0.166输送机水平投影长度 Ln=20m输送机垂直提升高度 H=0输送量 Q=360t/h输送速度 V=1m/s物料容量 T=1.5t/m 3(3-2)21Fr +（ T）=2.5 (3-3)1K2345K6(3-4) 0110)(CkrSS(3-5)2e承载分支最小张力点张力：q-物料线密度 100kg/m； -胶带线密度dq皮带给料机的设计- 7 -24.63 kg/m； 胶带在托辊组间最大容许垂度 =0.0010.025。0f 0f因速度增加而取最小值(3-6)00min8)(fglqStdz 将相应的数据代入式子中，牵引力配比为 2，总牵引系数为 2.5，总分离点张力为 26897N， 牵引力为 93109N， 最小点张力为 21395N3.2 阻力与张力计算：3.2.1 物料线密度(3-7)VQq6.3将相应的数据代入式子中，物料线密度 mkg/10(3-8)qwadtdz )()(将相应的数据代入式子中，承载分支阻力 N/52.9(3-9)kq”将相应的数据代入式子中，回程分支线阻力 .(3-10)min6zS(3-11)43546011SklaKlo将相应的数据代入式子中， 为 ； 为 ； 为6N291SN4.27055S； 为 ； 为 。N194504SN190637(3-12)31SF(3-13)FkrC)(20将相应的数据代入式子中，牵引力 F 为 9563N； S2 为 2763N；说明，按承载分支最小张力点确定的总驱动滚筒分离点的张力小于按驱动能力确定者。皮带给料机的设计- 8 -(3-14)0261545323laSKlSk(3-15)F将相应的数据代入式子中， 为 2763N， 为 3039N ； 为 3083N 345S； 为 3391N， 为 9191N ；所以牵引力 为 6428N 。6S1S3.3 主轴功率的计算(3-16)310FVpd将相应的数据代入式子中，主轴功率 为 。dKW428.63.4 电动机功率的计算(3-17)10sdPK将相应的数据代入式子中，电动机功率 P 为 。2.73.5 带轮转拒的确定(3-18)l(3-19)60vn(3-20)npT315.9将相应的数据代入式子中，滚筒的周长 为 2.15m ；转速 为 24 转/ln每分 ；转矩 T 为 。mN.25783.6 本章小结本设计中功率的计算是理论上功率的计算，由于机器在运转是杂质渗入传动件中产生的附加摩擦力，拉紧装置产生的阻力等，所以在选取电动机的时候选取功率较大的。电动机的选择要遵循两个大的原则，一个是功率必须要够用，这样才能使机器更好的工作，二个是功率不能过大，这样不仅浪费了生产成本，还浪费了电力资源。皮带给料机的设计- 9 -第 4 章 驱动装置的设计及计算4.1 驱动装置的设计要求驱动装置是皮带给料机的动力来源，电动机通过联轴器 减速器带传动，滚筒传动 ，依靠滚筒和输送带之间的摩擦力使输送带运动，使用最少数量的设备的简单驱动装置是最好的驱动装置。皮带给料机对系统驱动装置的基本要求：(1)驱动装置应该具有良好的启动性能。(2)启动过程中具有足够小合理的加速度以减少各承载部件载荷。(3)多电动机驱动使各电动机负荷均匀。(4)电动机启动时对电网的冲击小，最好使电动机无载荷启动。4.2 电机型号的确定本设计中的电动机应该选用高转矩底转速的电动机，根据机械设计手册应选择 Y 系列三相异步电动机，此电动机一般用途全封闭自扇式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘和其他杂物侵入电动机内部的特点。B 级绝缘，工作环境不超过四十度相对湿度不超过 95，海拔不超过 1000 米，额定电压 380V，频率 50Hz。适用于无特殊要求的机械上，如机床上，泵，风机，运输机，搅拌机，农业机械等。4.2.1 电动机类型和结构的选择表 4-1 电动机参数电动机型号 Y160L-8质量 145kg额定功率 7.2kw满载转速 720r/min4.3 计算传动装置的运动和动力参数4.3.1 传动装置的总传动比及其分配由电动机的满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw 可确定传动装置应皮带给料机的设计- 10 -有的总传动比为：inm/nw (4-1)将相应的数据 nw24 代入式子中，i 为 30合理分配各级传动比考虑到减速器制造的成本原因，体积原因所以选择二级圆柱齿轮减速器。展开式齿轮布置 i1=6；i2=5。表 4-2 各轴转速、输入功率、输入转矩 项 目 电动机轴 高速轴 I 中间轴 II 低速轴 III 鼓 轮转速（r/min） 720 720 102 24 24功率（kW） 7.5 7.4 7.2 7 6.8转矩（Nm） 99 98 665 2775 2692传动比 1 1 6 5 1效率 1 0.99 0.97 0.97 0.974.4 传动件设计计算4.4.1 电机轴齿轮的设计选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。精度等级选用7 级精度；试选小齿轮齿数 20，大齿轮齿数 120 的；选取螺旋角。1Z2Z初选螺旋角 14 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。即 dt (4-2)31uGTAdH表 4-3 系数Kt 1.6区域系数 ZH 2.433尺宽系数 d 1查得 10.75，20.87，则 121.62 (4-3)查得材料的弹性影响系数 ZE189.8Mpa按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限 Hlim2550MPa ；N160n1jLh (4-4) N2N1/5 (4-5)将相应的数据代入式子中，应力循环次 N1 为 3.3210e8；N2 为710.48。皮带给料机的设计- 11 -查得接触疲劳寿命系数 KHN10.95；KHN20.98。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为 1，安全系数 S1，得 1KHN1600MPa (4-6) H 2KHN550MPa (4-7) 1 2/2 (4-8)H将相应的数据代入式子中， 1 为 570MPa 2 为 534MPa H为 552MPa。dt (4-9)31uGTAdHv= = =2.6376m/s (4-10)061nt 0724计算齿宽 b 及模数 mnt精度等级：选 7 级精齿数 z 模数 m：取 ；31z；m=2.5。183612iz螺旋角 (4-11) 3174zdmt由表查的 mn=2.5 =arccos (4-12)”tn将相应的数据代入式子中，小齿轮分度圆直径 dt 为 74mm； 为Ad85；圆周速度 v 为 2.6376m/s；mt 为 2.34； 为 (和估计值接近) 。 4120使用系数 ；动载系数5.1AK.1VK(4-12)12dTFt(4-13)7085.btA(4-14)cos)(2.321az（4-15)0sinm(4-16)ar(4-17)cost1n(4-18)1sab皮带给料机的设计- 12 -(4-19)baFaHK2cos将相应的数据代入式子中， 为 2800N； b 为 70 ； 为 1.95；t a为 2.53； 为 4.48； 为 ； 为 0.97；齿间载荷分配系r1a302数 为 1.8。HaK(4-20)bCdBAKH3210)(4-21)HaVK(4-22)MpZE8.9故1取(4-23)aa)1(34(4-24)”42cos0Z(4-25)ubdKTHE11将相应的数据代入式子中，齿间载荷分配系数 为 1.26 ；载荷系H数 K 为 4.27 ；节点区域系数 为 2.24 ；重合度系数 为 0.77 ；螺旋ZZ角系数 为 0.98； 为 。计算结果表明，接触疲劳强ZHMpa53428度较为合适，齿轮尺寸无需调整。(4-26)2)1(id因中心距未作调整，故分度圆直径不会改变，即(4-27)1ia(4-28)2d(4-29)1b(4-32coszvv30)将相应的数据代入式子中，中心距 a 为 529mm；实际分度圆直径为 74mm； 为 444mm；齿宽 为 74mm； 为 32； 为 192。1d2db1vz2vz皮带给料机的设计- 13 -由图查出(外齿轮齿形系数) 45.261FaY由图查处（外齿轮应力修正系数） 8.21Sa(4-31)cos)(.381avz(4-32)av750.Y（当 1 时，按 =1 计算） (4-33)25.01minY(4-34)min00953.124.Y将相应的数据代入式子中， 为 1.95；重合度系数 为 0.63；av为 0.75；螺旋角系数 为 0.9( )。minYYin.(4-35)FaKr(4-36)625.74hb由弯曲强度计算的齿向载荷分布系数图查的 =2.8FK(4-37)FaVAk(4-38)min11XNLFSY(4-39)i22F(4-40)YbdKTSan11(4-41)22SaF将相应的数据代入式子中，齿间载荷分配系数 为 1.72；齿向载荷FaK分布系数 为 5.48；载荷系数 为 8.67；许用弯曲应力 为 ；FKK1Mpa456为 ； 为 ； 为 。2FMpa349151Fp 2462p皮带给料机的设计- 14 -图 4-1 齿轮轴4.5 轴的设计计算拟定输入轴齿轮为右旋4.5.1 电动机轴的设计初步确定轴的最小直径d (4-42)30NPAFt1= (4-43)T2Fr1=Ft (4-44)costanFa1=Fttan (4-45)Ft2=4606N (4-46)Fr2=11705N (4-47)Fa2=1235N (4-48)将相应的数据代入式子中，d 为 32.5mm，选取轴的最小直径为35mm；齿轮上的受力 Ft1 为 925N；Fr1 为 348N； Fa1 为 223N.4.5.2 电动机轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案皮带给料机的设计- 15 -图 4-2 电动机轴I-II 段轴用于安装套筒和轴承 30307，故取直径为 35mm。II-III 段轴肩用于固定轴承,直径为 40mm。III-IV 段为小齿轮 ,外径 75mm。IV-V 段轴肩用于固定轴承,直径为 40mm。V-VI 段安装套筒和轴承 30307,直径为 35mmI-II 段用于安装联轴器和套筒和轴承，所以长度为 235mm。II-III 段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙 49mm，轴承和箱体的间隙4mm，所以长度为 53mm。III-IV 段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度 74mm。IV-V 段用根据其他传动件的设定，长度为 193mm。V-VI 段用于安装轴承，根据轴承的大小定为 24mm。图 4-3 轴的受力图图 4-4 水平面受力图因为 Fr1=1418.5N；Fr2=603.5N，查得轴承 30307 的 Y 值为 1.6，Fd1=443N， Fd2=189N 因为两个齿轮旋向都是左旋。故：Fa1=638N；Fa2=189N判断危险截面疲劳强度，由于截面 IV 处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面为截面 IV 右侧。(4-49)WMmb(4-50)T2皮带给料机的设计- 16 -(4-51)2Tmb将相应的数据代入式子中， 为 ；切应力 为 ；MP5.17TMP64.7为 。mMP9.7由于轴选用 40cr，调质处理，所以 ； ；aB3a381。a2601由 ， 经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应45.dr6.1dD力集中为 ， ，轴的材料敏感系数为 ，38 85.0q。87.0q(4-52)1(qk(4-53)查得尺寸系数为 ，扭转尺寸系数为 ，轴采用磨削加72.0 76.0工，表面质量系数为 。9将相应的数据代入式子中，效应力集中系数为 为 2.05； 为 1.70。kk轴表面未经强化处理，即 ，则综合系数值为1q(4-54)kK(4-55)碳钢的特性系数取为 ，1.005.(4-56)926maKS(4-57).41(4-58)SSca5.6.2将相应的数据代入式子中， 为 2.93； 为 2.11 轴的疲劳安全系数K为 6.29； 为 24.66； 为 6.66。故轴的选用安全。Sca皮带给料机的设计- 17 -图 4-5 减速器轴4.6 滚动轴承的选择及计算4.6.1 电动机轴上轴承的设计根据各方面条件选择轴承 30307，轴承 30307 的强度校核径向力(4-59)21VHrAF(4-60)b(4-61)YrdA2由于 ， (4-62)dABa FN108981所以轴向力为 ，NFaA63由于 (4-63)erAa45.所以 ， ， ， 。4.0AX.1AYBX0Y由于为一般载荷，所以载荷系数为 ，故当量载荷为2.1pf(4-64)(aArApFfP(4-65)601hCnL将相应的数据代入式子中， 1418.5N； 603.5N；派生力 为rArbdAF443N； 为 189N； 为 1905.84N；轴承 30307 的寿命校核 为dBFA hL皮带给料机的设计- 18 -。h7105.244.7 键连接的选择及校核计算表 4-4 轴参数名称 代号直径（mm）工作长度（mm）工作高度（mm）转矩（Nm ）极限应力（MPa）电机轴12880（单头）25 65 4 99.5 56.2中间轴12870（双头）40 55 4 665 65.5由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为 ，所以MPap10上述键皆安全。4.8 连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。4.8.1 高速轴用联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，5.1AK转矩为 (4-66)mNTKAca 7.598.31以考虑选用弹性柱销联轴器 TL4（GB4323-84） ，但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用 TL5（GB4323-84） 。表 4-5 联轴器主要参数材料 HT200公称转矩 nTN125轴孔直径 d m38轴孔长 L装配尺寸 A 4半联轴器厚 b皮带给料机的设计- 19 -4.9 箱体的设计表 4-6 铸铁减速器箱体名称 符号 主要参数箱座壁厚 ma2305.箱盖壁厚 1 18箱盖凸缘厚度 b7.箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度 2 5.2地脚螺钉直径 fdma39106轴承旁联接螺栓直径 1df7.联接螺栓 的间距2dll4.10 润滑与密封(1)齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 35mm。(2)滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。4.11 本章小结驱动装置应该具有很高的传动效率，启动时和稳定运行阶段有可靠的过载保护能力；驱动装置应该具有良好的可靠性，控制启动停车时的加减速度；尽量使电动机空载荷启动，并且错开启动时各电动机的启动时间，减少电动机的启动次数，有可能时可在输送机停止时不必停电机；装备包括自监控，自诊断功能的控制器。皮带给料机的设计- 20 -第 5 章 控制电路的设计5.1 控制系统的确定因为带式传送机构不可能反转，不可能有速度的变化，不需要很精确的控制系统。其实就是一个启动，停止的操作系统。所以本设计就采用普通的电器控制系统。这种控制系统具有结构简单，成本低廉的优点。5.2 接触器控制电路接触器控制电路图刀开关控制电路如图所示为电动机单向运行接触器控制电路，它是最常用、最简单的单向运行控制电路。图中由电源L1,L2,L3 经电源开关 Q、熔断器 FU1、接触器 KM 的动合主触点、热继电器 FR 的热元件到电动机 M 构成主电路部分，它流过的电流较大；由起动按钮 SB2、停止按钮 SB1、接触器 KM 的线圈和动合辅助触点、热继电器FR 的动断触点和熔断器 FU2 构成控制电路部分，它流过的电流较小。图 5-1 控制电路5.2.1 电动机启动控制合上电源开关 O，按下启动电钮 SB2，接触器 KM 下起动按钮线圈通电吸合，其主触点闭合，电动机定子绕组接通三相电源启动运转。同时与按扭 SB2，接触器 KM 下起动按钮线圈通电吸合，其主触点闭合，电动机定子绕组接通三相并联的接触器电源起动运转。同时，与按钮 SB2 并联的触发器 KM 的动合辅助触点闭合。当松开 SB2 时，KM 线圈通过自身动合辅助触点仍保持通电状态，从而使电动机保持连续运行。这时，种依靠电器自身触点保持其线圈通电状态的电路，称为自锁电路，该触点则称为自皮带给料机的设计- 21 -锁触点。5.2.2 电路的保护环节(1)短路保护 电机、电器和导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。很大的短路电流会引起电气设备绝缘损坏并产生强大的电动力使电动机绕组和电路中的各种电气设备产生机械性损坏，因此，图中由熔断器 FUI、FU2 分别实现主电路与控制电路的短路保护。(2)过载保护 由热继电器 FR 实现电动机的长期过载保护。当电动机长期过载时，串接在电动机电路中的发热元件使双金属片受热弯曲，使其串接在控制电路中的动断触线圈电路，使电动机断开电源，实现了保护的目的。点断开，从而切断了接触器 KM 线圈电路，使电动机断开电源，实现了保护的目的。5.3 本章小结本设计不光是个起动停止的控制系统，还外加了一个过载保护系统，这样能够更好的保护皮带给料机械。因为发生过载的原因大多数都是因为传动部件在工作是夹杂着杂质而导致的，在机构过载时，电动机会自动停止这样有就给维修人员一个提示，让他们能更早的发现问题，更快的修复，从而提高了生产效率。皮带给料机的设计- 22 -结论当确定采用皮带给料机来完成散料输送后，面对的问题就是如何经济合理地设计出皮带给料机系统。在设计之前需要充分了解对设备的要求，这些要求就是设计的依据。主要包括：(1)运输量：料流均匀时