【JX064】上运机驱动及拉紧装置的设计与计算[KT+FY+RW]【3A0】
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上运机
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【JX064】上运机驱动及拉紧装置的设计与计算[KT+FY+RW]【3A0】,jx064,上运机,驱动,拉紧,装置,设计,计算,kt,fy,rw,a0
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徐州 工程学院 毕业设计 （论文） 任务书 机电工程 学院 机械设计制造及自动化 专业 设计 （论文） 题目 上运机驱动及拉紧 装置的设计与计算 学 生 姓 名 刘峰 班 级 04 机本 （ 4） 起 止 日 期 25 2 指 导 教 师 杨根喜 教研室主任 李志 发任务书日期 2008 年 02 月 25 日 景 ： 带式输送机 是一种重要的工程机械， 带式输送机输送能力大，输送距离长，结构简单，工作可靠，操作管理简单 ,能量消耗少。因而被广泛地运用于矿山、冶金、铸造、化工等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地。 我 国国土面积大，各项建设事业正处于蓬勃发展过程中，对 带式输送机 的需求量大。而我国的 带式输送机 生产起步较晚， 与发达国家的发展水平有很大 差异。 带式输送机 的 驱动及拉紧装置 作为 带式输送机 的重要组成部分，对其进行设计计算具有重要的现实意义，本课题的选定应运而生。 论文 )的内容和要求： （一）、设计内容： 1、 带式输送机驱动及拉紧 方案的选择； 2、 输送机构整体设计 ； 3、 主参数及初步设计计算 ； 4、 驱动装置的设计和计算 。 5、 拉紧装置的设计与计算 6、 制动、辅助装置的设计与选择 7、说明书 字 8、与课题相关的英文翻译（ 4000 个词汇） 9、图纸 3 张（ 0） （二）、设计要求： 按照毕业设计大纲和相关设计手册进行选型、设计、计算，说明书要求不低于 2 万字，图纸量不少于 3 张 0 号图纸， 与课题相关的英文翻译（ 4000 个词汇）。 1 陈伸文主编 . 矿山运输机械 . 煤矿工业出版社 , 2 张利平主编 化学工业出版社 , 3 徐灏景等编 . 机械设计手册 械工业出版社 ,1995 4 谢锡纯主编 徐州：中国矿业大学出版社， 2000 5 徐寄蓉主编 式输送机设计手册 金工业出版设， 1994 6 邱宣怀主编 第四版 . 高等教育出版社 , 论文 )进度计划 (以周为单位 )： 周次 工 作 内 容 备 注 1 3 5 7 9 11 13 15 调研、查资料 ； 带式输送机驱动及拉紧 方案的 确定 ； 带式输送机 输送机构整体设计 及主参数计算 ； 驱动装置的设计和计算 ； 拉紧装置的设计与计算 ； 编 写说明书 ； 绘制图纸， 准备 答辩 ； 答辩。 教研室审查意见： 室主任 年 月 日 学院 审查意见： 教学院长 年 月 日 徐州 工程学院 毕业设计 （论文） 开题报告 课 题 名 称 ： 上运机驱动及拉紧装置的设计与计算 学 生 姓 名： 刘 峰 学号： 20040601454 指 导 教 师： 杨根喜 职称： 高级工程师 所 在 学 院 ： 机电工程学院 专 业 名 称： 机械设计制造及自动化 徐 州 工程学院 2008 年 2 月 28 日 说 明 1根据 徐州 工程学院 毕业设计 (论文 )管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查， 学 院 教学 院长 批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出 全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它 课题 名称 上运机驱动及拉紧装置的设计 与 计算 课题来源 工程实践 课题类型 工程设计类 选题的背景及 意义 带式输送机是一种重要的工程机械， 带式输送机输送能力大，输送距离长，结构简单，工作可靠，操作管理简单 ,能量消耗 少。因而被广泛地运用于矿山、冶金、铸造、化工等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地。 我 国国土面积大，各项建设事业正处于蓬勃发展过程中，对带式输送机的需求量大。而我国的带式输送机生产起步较晚， 与发达国家的发展水平有很大差异。 带式输送机的驱动及拉紧装置作为带式输送机的重要组成部分，对其进行设计计算具有重要的现实意义，本课题的选定应运而生。 研究 内容拟解决的主要问题 (1)、根据带式输送机的工作条件及设计参数要求，参考设计资料及国内外各带式输送机生产厂家的产品，选定带式输送机驱动及拉紧装置的设计方案。 (2)、在了解带式输送机工作原理和方案选择的基础上，对其 输送机构 进行整体设计 并计算带式输送机主要参数。 (3)、在以上定性分析的基础上，进行 驱动装置的设计和计算 。 (4)、 在以上定性分析的基础上， 进行 拉紧装置的设计与计算 。 (5)、 制动、辅助装置的设计与选择 。 研究方法技术路线 本课题着重于对 上运式 带式输送机 驱动及拉紧 装置的运动分析、力 学计算和驱动、拉紧装置的设计与计算 ，还对 制动和辅助装置 进行了简单的设计与选择 ，为带式输送机的深入研究打下了基本的理论基础。 本课题主要采用以下研究方法及技术路线： 1、 认识研究对象。这包括：了解带式输送机的过去、现在及将来，从历史角度对其发展有一定的认识；了解压 带式输送机 主要有那些著名的生产厂家及其所生产的产品型号，与自己所选课题进行分析比较，在感性上对其有一大概的认识。 2、 查阅优秀本科、研究生相关课题论文，汲取成功论文写作的研究方法与所采用的技术路线，进行消化吸收。 3、 要明确研究内容及设计要求。首先弄清 带式输送机 的结构组成及工作原理，并对其作 力 学分析 计算 ，对 输送 机构 进行 运动 与力学 分析计算。 4、 在运动 及力学计算的 基础上，认识到了 带式输送机驱动装置的 的工作特性，我们就可以根据设计 说明书上的已知条件及 驱动 装置的设计要求对驱动 装置进行 设计和 计算。 5、 液压拉紧装置的设计 计算是 本次 带式输送机 设计 另一 项重要任务 ，本文对其作了详细的 叙述 ，并在此基础上对 拉紧 装置 的设计方法进行了简单的探讨 。 6、 进行绘图，把上述的研究成果表达在图纸上，并编写论文说明书 。 研究的总体安排和进度计划 本 设计 计划共用 16 周的时间来完成。分为以下几个阶段： 1、 相关 英文 资料 翻译。（一周） 2、课题工作计划的制定和资料的搜集。包括各阶段所用时间、工作进度、最初的说明书，和与该课题相关的资料的收集。（两周） 3、 调研、查资料 。 （一周） 4、带式输送机驱动及拉紧方案的确定。（一周） 5、 带式输送机 输送机构整体设计 及主参数计算。 （两周） ； 6、 驱动装置的设计和计算 。（两周） 7、 拉紧装置的设计与计算 。 （两周） 8、 编 写说明书 。（两周） 9、 绘制图纸， 准备 答辩 。（ 两 周） 主要参考 文献 1 邱宣怀主编 第四版 . 高等教育出版社 , 2 周开勤主编 第二版 . 机械工业出版社 , 3 陈伸文主编 . 矿山运输机械 . 煤矿工业出版社 , 4 张利平主编 动系统及设计 5 徐灏景等编 . 机械设计手册 械工业出版社 ,1995 6 吴宗泽主编 北京：机械工业设计出版社， 1988 7 李绍明主编 机械工业出版社 ， 1985 8 谢锡纯主编 徐州：中国矿业大学出版社， 2000. 9 徐寄蓉主编 式输送机设计手册 金工业出版设， 1994 10 张建中主编 . 机械设计基础课程设计 . 中国矿业大学出版社 , 11 龚湘 义等编 . 机械设计课程设计图册 . 高等教育出版社 , 指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 学院 意见 教研室 主任签名： 年 月 日 教学 院 长 签名： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 摘要 上运机是一种利用连续运动的无端输送带向上输送工程物料的带式输送机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，又是传递牵引力的构件。带式输送机输送能力大，输送距离长，结构简单，工作可靠，操作管理简单 ,能量消耗少。因而被广泛地运用于矿山、冶金、铸造、化工等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地。本文以煤矿作业为背景，对此工况下所要求的上运机进行了设计与计算。针对实际生产中对上运机结构的要求，从整体结构出发，对整个装置中的驱动装置和拉紧装置进行设计与计算。其中驱动装置的设计，选择电动机 减速器作为 驱动设备，由电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒通过摩擦将牵引力传给输送带使其运动并输送货物。而拉紧装置则选择液压系统来对整个装置进行拉紧，设计了液压系统，并对主要元件进行了计算与选择。同时也对装置中的制动部分和辅助部件如清扫装置做了必要的选择。 关键词 上运机 ； 输送带 ； 减速器 ； 液压拉紧 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) he is of it is of It is in of so it in is to in of of of of in of in of we in to a of of , it by , a of its s 州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 目 录 1 绪论 .言 .述 .计思路 输送机构整体设计 .送带材料选择 .动装置倾角选择 .托辊选择 .动滚筒的选择 主参数及初步设计计算 .速选择 .送能力计算 .带运动阻力的计算 带张力计算及强度垂度校核 .周牵引力及功率的计算 . 驱动装置的设计和计算 .动机的计算与选择 . 电动机的选择和计算 . 确定电动机转速 . 电机的选择 10 速器的设计与计算 计算传动装置的传动比、动力参数 11 速器结构的设计 12 动零件的设计与计算 13 的设计计算与校核 滚动轴承的选择 26 的选择及强度校核 联轴器的选择与计算 减速器附件设计 速器的密封和润滑 . 拉紧装置的设计与计算 .体结构 .压系统 州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 压元件的计算与选择 34 压缸的设计计算 . 液压泵计算与选择 . 阀类及辅助元件的选择 . 电动机的选择 .压系统性能验算 39 压系统压力损失的验算 .个问题的讨论 40 结 41 6 制动、辅助装置的设计与选择 动装置 . 逆止器工作原理 . 逆止器的安装 . 逆止器的润滑与保养 .助设备 42 送带清扫装置 .论 44 致谢 45 参考文献 46 附录 47 附录 1 .录 2 .徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 附录 附录 1 英文原文 in to of to of in to of of in as he or is to of is as A of a or is in a A or of a or as a of be of a on a a of is to of of it to of in of as as a of of is a of in is to in to to of is 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 as a to in is a be a to as on of at a A 6 0 is is by a by on on is in at If of is In a of is to a At is is is to a of at of by on is a of to in to be at is a on It is to a of It of a a a a by of on or be of he of a is as a) in to (b) i. e. (c) (d) (e) of a on of 州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 is of of or is of be to of of on of of is to 00 in to 00 It is to a of be a of is on of it is in to of as 0 of a a of of a of to be by be of or is of of on of as as of is by a A at is of a or to is in it is to by to a is to be to a is or to by as to a in a of to a mm a 5 mm in of in 州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 or of of to of to of be on of of to of of to of of s of in to a be of as a by to of ne of in of is to C, is of of is to to of of of of a C a to a to be it be a as a to of it C to of in 1. 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 2. 3. C a of an of to of an so NC in of C in 950s by . S. In NC to a to be to a of to a is up is in to be to 959 of is a C to of PT a in C C on to be by A to on of a in of a of C at in A of It to or a by a on a to be If it to 00 of a it to 00 of a of to of a 州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 as a of in as a of in as a of of it of it or to on To in a of it to a It to as as to be a C of a as by as In a to a in to as a it is to as on a to of of of of a or a to be at It to be at of it as be on no is in of by 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 附录 2 中文翻译 车 床 车床在工业生产中被广泛用来加工各种类型的机械 零件。一些车床是通用机床，而另一些车床则被用来完成某些专门工序的加工任务。 普通车床 普通车床是全世界的生产车间和维修车间里广泛使用的通用机床。它的尺寸范围很广，从小型的台式车床到巨大的重型车床。许多大型的车床配备在普通车间中通常看不到的附件，例如，滑板的自动挡 块。 靠模车床或仿形车床 靠模车床或仿形车床被设计用来对形状不规则的零件进行自动加工。这种车床的基本操作如下：在夹持装置上安装平面或立体形状的样板，然后，导向触头或指针沿着它的外形移动，从而控制切削刀具的运动。仿形加工可以包括方形或锥形轴肩、各种槽、 锥体和轮廓。像电动机的轴、主轴、活塞、杆件、汽车轴、汽轮机轴和其他很多种类的工件都可以采用这种车床来进行切削加工。 转塔车床 在通用车床上加工一个复杂的工件时，在更换和调整加工时所用的一些刀具上要花费很多时间。对普通车床的早期改装工作之一是增加一个可以安装多把刀具的转塔来代替尾架，使它能够更好地适应大批量生产的需要。虽然大多数转塔有六个工位，但有些转塔有八个工位。 高生产率的转塔车床是装有许多动力附件的非常复杂的机器。然而，所有转塔车床的主要特点是刀具能按适当顺序完成一系列的加工工序。一旦这些刀具被安装调整 好后，只需要很低的技术就可车削加工很多相同的零件。 自动螺丝车床 螺丝车床在结构上与转塔车床类似，不同之处是螺丝车床的主轴头部能被设计用来夹持和送进长棒料。除此之外，它们之间几乎没有什么差别。这两种车床都用于多刀具切削，都适合加工同样的工件。最初，为转塔车床设计的用途和卡盘车床的用途一样，也是用来加工小型铸件、锻件和形状不规则的零件。早期的螺丝车床通过棒料和线材的送进，制造小的螺丝零件。时至今日，转塔车床上经常使用夹头附件，而自动螺丝车床上则可通过安装卡盘用来夹持铸件。 单轴自动螺丝车床，顾名思义，一次仅能 加工一根棒料。一根 16 至 20 英尺长的棒料徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 8 可以通过主轴箱中的主轴孔送进，并用夹头将其夹紧。机械加工工序是由装在转塔和横刀架上的刀具完成的。当机床工作时，主轴和棒料按照为每道工序所选择的转速旋转。如果需要时也可以使主轴快速反转。 在单轴自动螺丝车床上，棒料的一段规定好的长度穿过主轴自动送到加工区。在这里，转塔和横向刀架进入加工位置并自动完成所需的任何加工工作。当加工好的零件被切断后，棒料再次被送入加工区，并重复整个循环。 多轴自动螺丝车床在主轴鼓周围装有 4 到 8 根主轴。在机床尾部支撑着的长棒料穿过这些空心的主轴 ，通过夹头进行夹紧。在单轴车床上，转塔围绕主轴转位。当转塔上的一个刀具工作时，其他的工具不工作。然而，在多轴自动车床上，主轴自己转位。因此，几根棒料被传位到各个不同的端面加工和侧面加工的刀具位置处。每把刀具仅在一个位置工作，但是所有的刀具都能同时工作。因此，能够在同一时间内加工 4 到 8 个工件。 立式转塔车床 立式转塔车床基本上就是将其从床头箱一端向下面竖立起来的一台转塔车床。它被设计用来完成各种各样的切削工作。它由一个转塔，一个旋转工作台和一个侧面溜板组成的。 在侧面溜板上装有可以再安装几把刀具的正方形刀架 。由安装在转塔或侧面溜板上的任何刀具完成的加工工序都可通过使用挡块来加以控制。 滚 动 轴 承 对于球轴承和滚子轴承，一个机器设计人员应该考虑下面五个方面：（ a）寿命与载荷的关系；（ b）刚度，也就是在载荷作用下的变形；（ c）摩擦；（ d）磨损；（ e）噪声。对于中等载荷和转速，根据额定负荷选择一个标准轴承，通常都可以保证其具有令人满意的工作性能。当载荷较大时，轴承零件的变形，尽管它通常小于轴和其他与轴承一起工作的零部件的变形，将会变的重要起来。在转速高的场合需要专门的冷却装置，而这可能会增大摩擦阻力。磨损主要是 由于污染物的进入引起的，必须选用密封装置以防止周围环境的不良影响。 因为大批量生产这种方式决定了球轴承和滚子轴承不但质量高，而且价格低，因而机器设计人员的任务是选择而不是设计轴承。滚动接触轴承通常是采用硬度约为 900体淬火的钢来制造的。但在许多机构上不使用专门的套圈，而将相互作用的表面淬硬到大约 600动轴承由于在工作中会产生高的应力，其主要失效形式是金属疲劳，这一点并不奇怪，目前正在进行大量的工作以求改进这种轴承的可靠性。轴承设计可以基于能够被人们所接受的寿命值来进行。在轴承行业中，通常将轴 承的承载能定义为这样的值，即所承担的载荷小于这个值时，一批轴承中将会有 90%的轴承具有超过一百万转的寿命。 尽管球轴承和滚字轴承的基本设计责任在轴承制造厂家，机器设计人员必须对轴承所要完成的任务做出正确的评价，不仅要考虑轴承的选择，而且还要考虑轴承的正确安装条件。轴承套圈与轴或轴承座的配合非常重要，因为它们之间的配合不仅应该保证所需要的过盈量，而且也应该保证轴承的内部间隙。不正确的过盈量会产生微动腐蚀从而导致严重徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 的故障。内圈通常是通过靠紧在轴肩上进行轴向定位的。轴肩处的圆弧半径主要是为了避免应力集中。在轴承内圈上加工出一个圆弧或者倒角，用来提供容纳轴肩处圆弧半径的空间。 在使用寿命不是设计中的决定因素的场合，通常根据轴承受载荷时产生的变形量来确定其最大载荷。因此，“静态承载能力”这个概念可以理解为对处于静止状态的或者进行缓慢转动的轴承所能够施加的载荷。这个载荷对轴承在随后进行旋转运动时的质量没有不利影响。按照实践经验确定，静态承载能力是这 样一个载荷，当它作用在轴承上时，滚动体与滚道在任何一个接触点处的总变形量不超过滚动体直径的 这相当于直径为25球产生 永久变形。 只有将轴承与周围环境适当地隔开，许多轴承才能成功地实现它们的功用。在某些情况下，必须保护环境，使其不受润滑剂和轴承表面磨损生成物的污染。轴承设计的一个重要组成部分是使密封装置起到应有的作用。此外，对摩擦学研究人员来说，为了任何目的而应用于运动零部件上的密封装置都是他们感兴趣的。因为密封装置是轴承的一部分，只有根据适当的轴承理论才能设计出令人满意的密 封系统。虽然它们很重要，与轴承其他方面的研究工作相比，在密封装置的研究方面所做的工作还是比较少的。 加工中心 当前，许多技术更为先进的车床叫做加工中心。因为，它们除了完成常规的车削工作之外，还可以完成某些铣削、钻削工作。加工中心基本上可以认为是转塔车床和铣床的组合体。有时，制造厂商为了增加机床的多用性，还会增加一些其他的性能。 数 字 控 制 先进制造技术中的一个最基本的概念是数字控制（ 在数控技术出现之前，所有的机床都是由人工操纵和控制的。在与人工控制的机床有关的很多局限性中，操作者的技能大概是最突 出的问题。采用人工控制时，产品的质量直接与操作者的技能有关。数字控制代表了从人工控制机床走出来的第一步。 数字控制意味着采用预先录制的，存储的符号指令，控制机床和其他制造系统。一个数控技师的工作不是去操纵机床，而是编写能够发出机床操纵指令的程序。对于一台数控机床，其上必须装有一个被称为阅读机的界面装置，用来接受和解译编程指令。 发展数控技术是为了克服人类操作者的局限性，而且它确实完成了这项工作。数字控制的机器比人工控制的机器的精度更高、生产的零件的一致性更好、生产的速度更快、而且长期的工艺装备成本更低。数控 技术的发展导致制造工艺中的其他几项新发明的产生： 电火花加工技术 激光切削 电子束焊接 数字控制还使得机床比它们采用人工操纵的前辈们的用途更为广泛。一台数控机床可以自动生产很多种类的零件，每个零件都可以有不同的和复杂的加工过程。数控可使生产徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 厂家承担那些对于采用人工控制的机床和工艺来说，在经济上是不划算的产品的生产任务。 与许多先进技术一样，数控诞生于麻省理工学院的实验室中。数控这个概念是 20 世纪 50 年代初在美国空军的资助下提出来的。在其最初的阶段，数控机床可以经济和有效地进行直线切割。 然而，曲线轨迹成为机 床加工的一个问题，在编程时应该采用一系列的水平与竖直的台阶来生成曲线。构成台阶的每个线段越短，曲线就越光滑。台阶中的每个线段都必须经过计算。 在这个问题促使下，与 1959 年诞生了自动编程工具（ 言。这是一个专门适用于数控的编程语言，使用类似于英语的语句来定义零件的几何形状，描述切削刀具的形状和规定必要的运动。 言的研究和发展是在数控技术进一步发展过程中的一大进步。最初的数控系统与今天应用的数控系统是有很大的差别的。在那时的机床中，只有硬线逻辑电路。指令程序写在穿孔纸带上（它后来被塑料磁带所取代 ），采用带阅读机将写在纸带或磁带上的指令给机器翻译出来。所有这些共同构成了机床数字控制方面的巨大的进步。然而，在数控发展的这个阶段中还存在着许多问题。 一个主要问题是穿孔纸带的易损坏性。在机械加工过程中，载有编程指令信息的纸带断裂和被撕坏是常见的事情。在机床上每加工一个零件，都需要将载有编程指令的纸带放入阅读机中重新运行一次。因此，这个问题变的很严重。如果需要制造 100 个某种零件，则应该将纸带分别通过阅读机 100 次。易损坏的纸带显然不能承受严酷的车间环境和这种重复使用。 这就导致了一种专门的塑料磁带的研制。 在纸带上通过采用一系列的小孔来载有编程指令，而在塑料带上通过采用一系列的磁点来载有编程指令。塑料带的强度比纸带度要高很多，这就可以解决常见的撕坏和断裂问题。然而，它仍然存在着两个问题。 其中最重要的一个问题是，对输入带中的指令进行修改是非常困难的，或者是根本不可能的。即使对指令程序进行最微小的调整。也必须中断加工，制作一条新带。而且带通过阅读机的次数还必须与需要加工的零件的个数相同。幸运的是，计算机技术的实际应用很快解决了数控技术中与穿孔纸带和塑料带有关的问题。 在形成直接数字控制（ 个概念后，可以 不再采用纸带或塑料带作为编程指令的载体，这样就解决了与之有关的问题。在直接数字控制中，几台机床通过数据传输线路连接到一台主计算机上。操纵这些机床所需要的程序都存储在这台主计算机中。当需要时，通过数据传输线路提供给每台机床。直接数字控制是在穿孔纸带和塑料带基础上的一大进步。然而，它也有着与其他依赖于主计算机的技术一样的局限性。当主计算机出现故障时，由其控制的所有机床都将停止工作。这个问题促使了计算机数字控制技术的产生。 微处理器的发展为可编程逻辑控制器和微型计算机的发展做好了准备。这两种技术为计算机数控（ 发展打下了基础。采用 术 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 上运机驱动及拉紧装置的设计与计算 F 生姓名 刘峰 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及自动化 指导教师 杨根喜 2008 年 6 月 2 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) I 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下 ，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留 并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 要 上运机是一种利用连续运动的无端输送带向上输送工程物料的带式 输送机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，又是传递牵引力的构件。带式输送机输送能力大，输送距离长，结构简单，工作可靠，操作管理简单 ,能量消耗少。因而被广泛地运用于矿山、冶金、铸造、化工等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地。本文以煤矿作业为背景，对此工况下所要求的上运机进行了设计与计算。针对实际生产中对上运机结构的要求，从整体结构出发，对整个装置中的驱动装置和拉紧装置进行设计与计算。其中驱动装置的设计，选择电动机 减速器作为驱动设备，由电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒通过摩擦将牵引力 传给输送带使其运动并输送货物。而拉紧装置则选择液压系统来对整个装置进行拉紧，设计了液压系统，并对主要元件进行了计算与选择。同时也对装置中的制动部分和辅助部件如清扫装置做了必要的选择。 关键词 上运机 ； 输送带 ； 减速器 ； 液压拉紧 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) he is of it is of It is in of so it in is to in of of of of in of in of we in to a of of , it by , a of its s 州工程学院毕业设计 (论文 ) I 目 录 1 绪论 .言 .述 .计思路 输送机构整体设计 .送带材料选择 .动装置倾角选择 .托辊选择 .动滚筒的选择 主参数及初步设计计算 .速选择 .送能力计算 .带运动阻力的计算 带张力计算及强度垂度校核 .周牵引力及功率的计算 . 驱动装置的设计和计算 .动机的计算与选择 . 电动机的选择和计算 . 确定电动机转速 . 电机的选择 10 速器的设计与计算 计算传动装置的传动比、动力参数 11 速器结构的设计 12 动零件的设计与计算 13 的设计计算与校核 滚动轴承的选择 26 的选择及强度校核 联轴器的选择与计算 减速器附件设计 速器的密封和润滑 . 拉紧装置的设计与计算 .体结构 .压系统 州工程学院毕业设计 (论文 ) 压元件的计算与选择 34 压缸的设计计算 . 液压泵计算与选择 . 阀类及辅助元件的选择 . 电动机的选择 .压系统性能验算 39 压系统压力损失的验算 .个问题的讨论 40 结 41 6 制动、辅助装置的设计与选择 动装置 . 逆止器工作原理 . 逆止器的安装 . 逆止器的润滑与保养 .助设备 42 送带清扫装置 .论 44 致谢 45 参考文献 46 附录 47 附录 1 .录 2 .州工程学院毕业设计 (论文 ) 1 1 绪论 言 毕业设计是培养我们理工科学生的一个实践性教学环节，也是最后一个教学环节，它是在我们学完了全部基础课、技术基础课及专业课后，并在一些课程设计基础上，到工厂进行参观实习，搜集原始资料之后，进行的一次大规模基本知识和基本技能的全面的、系统的设计。 设计的主要目的：培养我们综合应用所学基本知识和基本技能去分析和解决专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的设计思想、掌 握工程设计的一般程序、规范和方法，培养我们收集和查阅资料和运用资料的能力。通过毕业设计，进一步巩固、扩大和深化我们所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高我们设计、计算、制图、编写技术文件，正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计，培养我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，树立正确的生产观、经济观和全局观，从而实现我们向工程技术人员的过渡，同时学会掌握调查、研究、收集技术资料的方法。在制造业信息化环境中，工艺设计是生产技术准备工作的第一步，工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工 方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响，是生产中的关键。工艺知识是制造业中重要的知识资源之一，是理论中的产品变为实际产品的基础资源，它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。随着国民经济的发展，工程机械的应用越来越多，因为工程机械能够代替工人从事重体力劳动。使用工程机械的优点有很多，如工程机械的适应能力很强，一般不受气候影响，工程机械可以不需要休息，工作效率高，工程机械动力强劲等。但是工程机械一只注重实用性 ，而舒适性大都会被忽略。而由于社会的进步，国家对工人的工作条件日益关注 般工作效率都比的低，所以开发一些能改善工人工作条件的产品是很有必要的。而本课题也正是从这一方面考虑的。当前，社会经济正从工业经济向知识经济转变，知识正在成为生产力要素中最活跃、最重要的部分。相信通过这次设计，能够使自己的知识积累达到了一个新的层次！ 述 带式输送机是当代最为得力的输送设备之一，在整个输送机范畴中，它是应用最为广泛的一种设备。随着国民经济的不断发展 ,多种类型的带式输送机广泛的运用于 矿山 、冶金、铸造、化工 、粮食等行业的各种场合。近年来由于带式输送机的应用范围的扩大，品种的增多以及质量的不断提高，对制造设计带式输送机提出了更高的要求，特别是在一些大型的生产流水线上，带式输送机承担了很重要的工作任务。这些带式输送机对传输距离和速度，精度比有较高的要求。 目前我国已编制了统一的 固定带式输送机新系列，徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 2 包括了原通用型和高强度型两大系列。 为了更好地适应不同工作条件和要求，近年来出现了一些新型的特种带式输送机，如波纹挡边带式输送机，双带输送机，气垫带式输送机，管型带式输送机等。它们之中，有的可在大 倾角或垂直方向上输送物料，有的在输送段呈管形，避免扬尘，展现了很好的应用前景。 近 15年来，国外对带式输送机相关理论的研究取得了很大进展，带式输送机主要部件的技术性能也明显提高，为带式输送机向长距离、大型化方向发展奠定了基础。随着对长距离带式输送机的可靠性和经济性要求的不断提高，其设计观点也在逐步发展。先进的设计观点，是以国际标准 048和德国工业标准 2101为基础，设法减小运行阻力，合理确定输送带的安全系数，采用可控起、制动装置平稳起、制动，利用输送带粘弹性理论进行动态分析，对输送机进行 工况预测和优化。 根据工况以及设计要求，确定以下方案： 驱动装置：根据工况以及设计要求，考虑成本，选择电机 电机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动。 拉紧装置：为了更好的控制整个输送机所需的拉紧力，提高输送机工作的效率，选择了液压拉紧装置来优化使用机械拉紧所带来的不足。 制动装置：根据工况，考虑整个装置的结构以及成本，选择 带式 逆止器作为制动装置，该装置的特点是结构简单，造价低。 辅助装置：在进行清扫装置的选择时，考虑环境因素，选择了 在国外得到广泛应用的篦子式刮板清扫装置 。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 3 2 输送机构整体设计 设计一台用于煤矿输送煤矿石的 输送机 其已知工作参数为： =50m =250t/h =1000送带材料选择 输送带用来传递牵引力和承放被运货物，它贯穿于输送机的全长 , 用量大 ,主要采用橡胶带 , 胶带的价格比较贵 , 在输 送机成本中占很大的比重。主要包括 : 织物芯橡胶带 钢绳型橡胶带 其中使用最为广泛的是织物芯橡胶带 表 2物料特性 物料名称 覆盖胶厚度 上胶层 下胶层 堆积密度 2t/m,中小粒度或磨损性小的物料 煤 焦炭 白云石 白石灰 烧结混合料 沙等 积密度 2t/m,块度200损性较大的物料 破碎后的矿石 选矿产品 各种岩石等 积密度 2t/m,磨损性大的大块物料 大铁铁矿石 油母页岩 据输送机类型、结 构以及工况，考虑经济成本，选择织物芯橡胶带。 胶带的主要参数如下 ： 长： 100m 宽： 1m 帆布层数： 3 层 接头方式：机械方式接头，铆钉固定的夹板式 动装置倾角选择 上运机的倾角随不同的被运物料而定。若倾角过大，会因被运物料与输送带之间摩擦力不足，引起物料下滑而降低输送能力。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 4 表 2物料名称 块煤 1518 焦炭（块粒） 2021 焦炭（粉粒） 1820 矿石（块度均匀） 1416 矿石（块度不均） 1620 根据工况及输送的物料，选择传动装置的倾角为 15度 。 托辊选择 上托辊作用是支撑输送带及带上物料，减小输送带的垂度，使其能平稳运行。主要有槽型托辊，平行托辊，缓冲托辊等。 槽型托辊主要用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽型，以便于增大输送能力和防止物料向两边撒漏。而平行托辊和缓冲托辊主要用于输送件货。 为了提高整个机械设备的输送能力，以及避免输送物料过程中的漏损，选择组合式槽型托辊来支持物料的运输。 此托辊结构由三个短的托辊组合而成 ，形成槽型以避免漏料和提高机械设备的输送能力，槽角成 30度。 槽型托辊的主要参数如下 : 型号： 33205 托辊直径： 108承尺寸： d=25 D=52 B=22L=1200 2型托辊结构图 动滚筒的选择 传动滚筒借助其表面与输送带间的摩擦传递牵引力。传动滚筒有光面与胶面两种。采用胶面可增大摩擦系数，对防止输送带跑偏也有一定作用。在功率不大，环境湿度小的情况下采用光面滚筒，当环境潮湿，功率较大，容易打滑时则采用胶面滚筒。 传动滚筒直径有 500， 630， 800， 1000 表 2州工程学院毕业设计 (论文 ) 5 表 2 带宽 / 500 650 800 1001200 1400 D/ 500 500630 5001000 6301000 8001000 根据输送带带宽及本设计的输送机功率不大，故仅选用单滚筒驱动。滚筒的参数如下： 1 钢板焊接结构 2 光面滚筒 3 滚筒直径 D=630 滚筒轴直径 D=84州工程学院毕业设计 (论文 ) 6 3 主参数及初步设计计算 速选择 带速对上运机的尺寸，自重，造价和工作质量都有很大影响。增加带速，可使上运机在同样输送能力条件下采用较小的带宽，而输送带线载荷减小，张力随之降低，可以采用强度较低的价格较廉的输送带。带速的增加，则驱动装置的尺寸和质量都相应减小。因此，提高带速，减小带宽有很大的经济价值。但增加带速可能在输送扬起粉尘，造成被运物料破损，还会在装载段，清扫段等处增加对输送带地磨损。所以，选定带速要考虑以下因素 ： 被运输 物料的特性 带式输送机的布置和卸料方式 带速与输送能力和带宽的匹配 表 3m/s） 带 宽 m/s 500、 650 800 、 1000 1200 、 400 无磨损性或磨损性小的物料（如煤等） 磨损性的中小块物料（如矿石，炉渣） 磨损性大的物料（如大块矿石） 据生产率和装卸物料的速度，选择带速 v=1m/s 送能力 的计算 本设计输送物料为散料，输送能力 ( / )Qt h 可按下式计算 3600Q AK v 式 (式中 ： A 横型输送带物料堆积的最大截面积 由机械手册查得 A= 倾角系数 由机械手册 取 v 带速 已选择带速为 v=1m/s 物料堆积密度 由机械手册查得 此处为 将上述已知条件代入式 (解得 Q =300t/h 带运动阻力的计算 图 3徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 7 图中 1带在这一段托辊上所遇到的阻力，为重段运行阻力，用 3带在这一段的阻力为空段运行阻力，用 示。在一般情况下，重段和空段的运行阻力可以分别表示如下： s o s 式 ( s o s 式 (式中： 输送机的倾角（度），此处为 15 度； L 输送机的长度（米），此处为 48250 m 槽形托辊阻力系数，由机械手册查得，此处为 平形托辊阻力系数，由机械手册查得，此处为 q 每米长的胶带上的货载重量（公斤 /米）， 由机械手册，得 此处为 69 公斤 /米； 每米长的胶带自重（公斤 /米），普通帆布胶带每米长度的重量可按下式计算： )(1 d 式 ( 式中： 胶带的平均容重（吨 /立方米）； B 胶带的宽度（米），此处为 1； i 胶带帆布间层数，由机械手册查得，此处选为 3； 一层帆布层的厚度（毫米），由机械手册查得，此处选为 1 胶带上保护层厚度，此处为 3 2 胶带下保护层厚度，此处为 1 将上述已知条件代入式 (解得 5.8米 托辊转动部分的重量，分别按下面的 公式计算： 式 (式 (式中： 分别为每组上、下托辊转动部分重量（公斤），由机械手册查得，此处它们分别为 22 公斤和 17 公斤； 上托辊间距（米），一般取 1，此处取 ； 下托辊间距（米），一般取 23 米，此处取 3 米。 将上述已知条件代入式 (式 (分别解得 米； 米。将所有条件代入式 (式 (分别解得 1091公斤）； 公斤） 而如 图 3，胶带在 4，即在导向滚筒上所遇到阻力可近似地按下式计算： 414 ) 式 (对于传动滚筒的阻力，即 2的阻力可按下式计算： 3232 式 (其中2S, 3S, 4， 3， 4处的张力 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 8 带张力计算及强度，垂直度校核 （ 1）按逐点法找出 2S 与3 341441 12 1432 式 (（ 2）按摩擦传动条件找出 2S 与3 1m a 132式 (式中： n 摩擦力备用系数，一般取 处选择 胶带与滚筒之间的摩擦系数，由机械 手册查得，此处为 于已知包角为 。180 ，则并可直接查得 e ； 将上述条件代入 式 ( 得32 S 式 (（ 3）由式 (式 ( )(33 1 0 9 )(7 9 13 公斤S S 公斤7441 S 公斤18352 S （ 4）验算 验算按上述计算法求得的最小的张力，看其是否满足按下垂度所确定的最小张力值 胶带张力与下垂度的关系为： c o m in 式 (c o m in 式 (式中： 重段胶带最小张力（公斤）； 空段胶带最小张力（公斤）； 重段两托辊间距（米），此处为 空段两托辊间距（米），此处为 3； 输送机倾角（度），此处为 15； q 货载每米长重量（公斤 /米），此处为 69； 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 9 胶带每米长重量（公斤 /米），此处为 将各已知条件代入式 (式 (解得 561斤； 123斤。 由此可见上面所求得的最小的张力满足按下垂度所确定的最小张力值。 周 牵引力及功率的计算 输送机传动滚筒的圆周牵引力为： （公斤）1 0 3 77981 8 3 5320 考虑主轴承摩擦阻力及胶带在传动滚筒上的弯曲阻力，则主轴牵引力为： 32320 此处选择 32320 将已知条件代入解得： 由机械手册查得，电机功率可由以下公式计算： 0 ()102 w 电机功率计算将在第四章电机选择时详细叙述。 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 10 4 驱动装置的设计与计算 带式输送机的驱动装置由电动机，连轴器或液力偶合器，减速器，传动滚筒等组成。驱动装置的作用是由传动滚筒通过摩擦将牵引力传给输送带使其运动并输送货物。 根据工况以及设计要求，考虑成本，本设计选择电机 电机通过联轴器、减速器带动传动滚 筒转动。 动机计算与选择 率的计算 电动机的功率选择是否合适将直接影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所要求的功率 ,就不能保证工作机正常工作 ,甚至使电动机长期过载而过早损坏 ,如果选用额定功率大于工作机所需要的功率 ,则电动机价格高 ,功率未得到充分的利用 ,从而增加电能的消耗 ,造成浪费。 在设计过程中 ,由于工件传输机一般为长期连续运转 ,载荷不变或很少变化的机械 ,并且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率的实际输出功率 样电动机在工作时就不会过热 ,一般不需要对电动机进行热平衡计算和校核启动力矩。 (1) 电动机功率计算 电动机所需工作功率为 Pd=020式 (式中：0W 输送机主轴牵引力，公斤 此处0W= V 带速， m/s 此处 v=1m/s； a 电动机至工作机主运动端运输带的总效率。 (2) 传动效率 由电动机至输送带的传动总效率为 4221 2 3 4a 式中 : 1，2，3，4， 分别为轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率。 该设计中根据要求选择滚子轴承效率1=轮传动效率 2 =轴器传动效率3=筒 4 = 4 2 20 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 8 2a 将上述条件代入式 (解得所需电机功率 确定电动机转速 电机转速的确定： 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 11 已知卷筒轴的工作转速 n=D v100060r/中： v 带速， m/s 此处 v=1m/s D 卷筒直径， 此处 D=630代入解得 :n=30r/机转速可选范围： 其中根据传动方式（带传动和二级齿轮减速传动）查表得 12 ( 2 4 ) ( 8 4 0 )ai i i 所以电机的转速可选范围为： 480 电机的选择 容量相同的同类电动机 ,有几种不同的转速系列供使用者选择 ,如三相异步电动机常用的有四种同步转速 ,即 3000,1500,1000,750r/应的电动机定子绕组的极对数为2,4,6,8)。同步转速为由电流频率与极对数而定的磁场转速 ,电动机空转时才可能达到同步转速 ,负载时的转速都低于同步转速。 选定电动机类型 ,结构 ,对电动机可选的转速进行比较 ,选定电动机转速并计算出所需容量后 ,即可在电动机产品目录中查出所要的电动机。 根据工况和计算所选电动机见下表 4 表 4动机参数表 型号 额定功率 转速 r/载时转速 r/量 1605 1500 1440 470 表 4动机尺寸参数 表 型号 尺寸 (H A B C D E 4， 6 4， 6 60 216 178 89 38 80 100 图 4三相异步电动机结构示意图 速器的设计与计算 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 12 算传动装置的传动比和运动、动力参数 图 4动示意图 （ 1）确定传动装置的总传动比和分配传动比 1）总传动比 由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速 ,可得到传动装置的总传动比为 式中： 选择电动机的满载转速 r/此处 440 n 工作机主动轴转速 r/此处 n=30 所以 ia=01440=48 2） 分配传动比 传动示意图如图 4传动比为各级传动比 即 ia= 选 3， 别为减速器各级传动比 . 3）分配减速器的各级传动比 按转开式布置，考虑润滑条件 ,为使两级大齿轮直径相近 ,可由二级圆柱齿轮减速器传动比分配图资料查得 2）计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速 轴： n =0 31440 480 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 13 轴： n =1 100 轴： n =2 30 卷筒轴； n =30 式中： n ,n 各轴的转速 ( ; i0, 各传动比 2）各轴输入功率 轴： P =1 =2.8(轴： P = P 2 3=轴： P = P 2 3=卷筒轴： = P 2 4 =1.3(式中： ， P , P ， P ， 各轴功率； 1 2 3 4 带 ,轴承 ,齿轮，联轴器的传动效率。 3）各轴输入转矩 电机： 550m=9550m= m 轴： T =1 N m=3 m =m 轴： T = T 1 2 N m = m =m 轴： T =T 2i 2 3N m= m = m 卷筒轴： =T 2 4 N m= m = m 速器结构的设计 （ 1）机体结构 减速器机体是用以支持和固定轴系的零件 ,是保证传动零件的啮合精度 ,良好润滑及密封的重要零件 ,其重量约占减速器总重量的 50%。因此 ,机体结构对减速器的工作性能 ,加工工艺 ,材料消耗 ,重量及成本等有很大的影响。 机体材料用灰铁 ( 造 ,机体的 结构用剖分式机体。 （ 2）铸铁减速器机体的结构尺寸见下表 3位 ) 表 4名称 符号 减速器尺寸关系 尺寸选择 机座壁厚 8 16 机盖壁厚 1 8 12 机座凸缘厚度 b 23 机盖凸缘厚度 18 徐州工程学院毕业设计 (论文 ) 14 续表 4座底凸缘厚度 37 地脚螺钉直径 2 30 地脚螺钉数目 n a250n=6 6 轴承旁联接螺栓直径 22 机盖与机座联接螺栓直 径 ( 16 联接螺栓 间距 l 15000 轴承端盖螺钉直径 (16 窥视孔盖螺钉直径 ( 6 定位销直径 d (2 见表 4 22 凸缘边缘距离 见表 4 20 轴承旁凸台半径 20 凸台高度 h 根据低速级轴承座外径确定 外机壁至轴承座端面距离 (850 50 大齿轮顶圆与内机壁距离 1 =10 18 齿轮端面与内
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