WJ027-01-电磁炉炉盘运输传送带装置的设计【三维UG】原创设计
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电磁炉
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本 科 毕 业 设 计（论 文） 题 目 电磁炉炉盘运输传送带装置设计 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日 山东英才学院 业设计（论文）原创性声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明 并表示了谢意 。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 摘 要 首先对电磁炉炉盘运输传送带作了简单的概述；接着分析了电磁炉炉盘运输传送带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；接着对所选择的电磁炉炉盘运输传送带各主要零部件进行了校核。普通型电磁炉炉盘运输传送带装置由六个主要部件组成：传动装置，机尾或导回装置，中部机架，拉紧装置以及尾部组件。 关键词： 电磁炉炉盘运输传送带装置 ， 传送带 ，设计计算，I of to on of in of a of of or 录 第 1 章 绪论 . 1 第 2 章 电磁炉炉盘运输传送带装置的设计计算 . 2 知原始数据及工作条件 . 2 算步骤 . 4 带速的选择 . 4 带宽的选择 . 4 送带宽度的核算 . 6 周驱动力 . 6 算公式 . 6 要阻力计算 . 7 要特种阻力计算 . 8 加特种阻力计算 . 9 斜阻力计算 . 10 动功率计算 . 10 动轴功率计算 . 10 动机功率计算 . 10 送带张力计算 . 11 动滚筒、改向滚筒合张力计算 . 12 向滚筒合张力计算 . 12 动滚筒合张力计算 . 12 动滚筒最大扭矩计算 . 12 紧力和拉紧行程计算 . 12 芯输送带强度校核计算 . 13 第 3 章 驱动装置的选用与设计 . 14 机的选用 . 14 速器的选用 . 14 开线斜齿圆柱齿轮设计 . 15 V 速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 . 19 齿轮设计参数表 . 24 第 4 章 各个轴的设计计算 . 25 轴的设计计算 . 25 轴的设计计算 . 27 轴的设计计算 . 29 结论 . 32 参考文献 . 33 致 谢 . 34 第 1 章 绪论 带式输送机自 1795 年被发明以来，经过 200 多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用，特别是第三次工业技术革命后新材料、新技术的采用，带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为各国争先发展的行业。 带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠 性高、运费低廉、自动化程度高等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。 带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 目前，带式输送机已经成为运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其 不足之处，本课题所研究的是大倾角、下运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软启动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊需求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。 如何实现制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发张，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有更深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。 第 2 章 电磁炉 炉盘运输传送带装置的设计计算 知原始数据及工作条件 原始参数和工作条件 1电磁炉炉盘参数（ 参考） 电磁炉磁芯重量 : 50g ； 30g 电磁炉磁芯尺寸： 5磁炉炉盘尺 寸：另附图纸、尺寸 （ 上查尺寸） 电磁炉底盘重量：约 200g 电磁炉炉盘尺寸 直径： 17 机械手机构设计参数：（ 参考） 自由度数 : 3 机械手坐标型式 : 圆柱坐标 手指开合角度： 50（最大速度为 50 度每秒） 支座旋转 角度 : 90（最大速度为 90 度 每秒） 手臂运动参数： 伸缩行程： 100缩速度： 80mm/s 升降行程： 200降速度： 80mm/s 磁芯定位精度： 动方式：气压传动 控制方式：点位程序控制 (采用 3设计方法要求（参考） 采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计；技术经济分析与价值分析等。 算步骤 带速的选择 送带较宽时，应选择较高的带速。 速应越低。较长的水平输送机 ，应选较高的带速 度大、磨琢性强的，或易扬尘的以及环境卫生条件要求高的，宜选用较低的带速。 速可取 1m/s，或根据物料特性和工艺要求决定。 m/s。 速应安自动计量称的要求而定。 速一般小于 m/s。 根据本设计特点，应选用带速 速度 s。 带宽的选择 电磁炉炉盘运输传送带装置使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属网带等，最常见的是橡胶 带。橡胶输送带有棉织芯、合成纤维芯、钢丝绳芯等多种。塑料输送带有层芯和整芯之分。各种芯材和不同的覆盖胶可组成各种类型的光面或花纹输送带。 根据运送成品的形状、尺寸，此处带宽选为 B=500 输送机的工作倾角 =0。 查 磁炉炉盘运输传送带装置选用手册或本设计（表 2(此后凡未注明均为该书 )得 k=1。 按给定的工作条件 ,取堆积角为 20。 取带速为 s。 将个参数值代入上式 , 可得到为保证给定的运输能力 ,带上必须具有的的截面积 A A 0 006.3 图 2形托辊的带上物料堆积截面 表 2 带宽 /积角 /(o) 槽角 /（ o） 20 25 30 35 40 45 500 0 10 20 30 50 0 10 20 30 00 0 10 20 30 000 0 10 20 30 表 2井运输提升表 3 输送机的承载托辊槽角 35，物料的堆积角为 0时，带宽为 500 输送带上允许物料堆积的横断面积为 m ，此值大于计算所需要的堆积横断面积 ,据此选用宽度为 500输送带能满足要求。 经如上计算 ,确定选用带宽 B=500选输送带 100，输送带层数为 6 层，查表1送带各参数如下： 100型煤矿用输送带的技术规格： 扯断强度 100N/( ) 每层带厚 1输送带第层质量等于 上胶厚 1 3胶厚 2 =毫米胶料质量为 胶带每米质量 布层数每层质量（ kg/ +(上胶厚（ +下胶厚（ 第层胶带质量（ kg/ )带宽（ 6 kg/m 输送带质量： 带长（ m） =600 =5508送带厚度可按下式计算或查运输 机械设计选用手册表 1送带度 (布层数每层厚度（ +上胶厚（ +下胶厚（ =6 1+3+ 输送带宽度的核算 输送大块散状物料的输送机，需要按（ 2核算，再查表 3 200B （ 2 式中 最大粒度， 表 2带宽推荐的输送物料的最大粒度 宽 B 500 650 500 1000 1200 1400 粒度 筛分后 100 130 180 250 300 350 未筛分 150 200 300 400 500 600 故，输送带宽满足输送要求。 周驱动力 算公式 1） 所有长度（包括 L 80m） 传动滚筒上所需圆周驱动力用式（ 2算： 12U H N S S S F F F F （ 2 式中 主要阻力， N； 附加阻力， N； 1 特种主要阻力， N； 2 特种附加阻力， N； 倾斜阻力， N。 五种阻力中，他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。 2） 80 对机长大于 80加阻力用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数 公式变为下面的形式： F= S S S F F F F （ 2 式中 C 与输送机长度有关的系数，在机长大于 80按式（ 2算，或从表查取 0 （ 2 式中0L 附加长度，一般在 7000 C 系数，不小于 C 查 A）型电磁炉炉盘运输传送带装置设计手册表 3本说明书表 2 2 L（ m） 80 100 150 200 300 400 500 600 C (m) 700 500 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 主要阻力计算 输送机的主要阻力用式（ 2算： ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L g q q q q （ 2 式中 f 模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。查表2 L 输送机长度（头尾滚筒中心距）， m； g 重力加速度； 初步选定托辊为槽形托辊 03表 2托辊间距 0a 托辊间距 m，上托辊槽角 35，下托辊槽角。直径 D 89度 L 315承为 4 承载分支托辊组每米长度旋转部 分重量， kg/m，用式（ 2算 10a （ 2 其中1G 承载分支每组托辊旋转部分重量， 0a 承载分支托辊间距， m； 托辊已经选好，知 1 算：10a =kg/m 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量， kg/m，用式（ 2算： 2a （ 2 其中2G 回程分支每组托辊旋转部分质量 回程分支托辊间距， m； 查运输机械设计选用手册表 2择平行托辊，直径 D 89辊长L=950 算：2a =kg/m 每米长度输送物料质量 3 m 每米长度输送带质量， kg/m，m ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L g q q q q =600 2 =22783N f 运行阻力系数 f = 表 2力系数 f 输送机工况 f 工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小 作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大 作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于 35 主要特种阻力计算 主要特种阻力1和被输 送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力式（ 2算： +2 F 按式（ 2式（ 2算： （ 1） 三个等长辊子的前倾上托辊时 0 ( ) c o s s i L q q g （ 2 （ 2） 二辊式前倾下托辊时 0 c o s c o s s i q g （ 2 本输送机没有主要特种阻力11 加特种阻力计算 附加特种阻力2下式计算： 23S r aF n F F （ 2 3 P （ 2 2 k（ 2 式中3n 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器； A 一个清扫器和输送带接触面积， 2m ，见表 P 清扫器和输送带间的压力， N/ 2m ，一般取为 3 441 0 1 0 1 0 N/ 2m ； 3 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为 2k 刮板系数，一般取为 1500 N/m。 表 2板与输送带接触面积 带宽 B/料栏板内宽 1b /m 刮板与输送带接触面积 A/头部清扫器 空段清扫器 500 50 00 000 200 400 表 2 A=取 p =10 410 N/取3=数据带入式（ 2 则 P3=10 410 80 N 拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于 由式（ 2 则 2480=1680 N 0 斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算：t GF q g H （ 2 式中：因为是本输送机水平运输，所有 H=0 S t GF q g H =0 由式（ 传动滚筒上所需圆周驱动力12U H S S S F F F F 22783+0+1680+0 =27197N 动功率计算 动轴功率计算 传动滚筒轴功率（式（ 2算： 1000P （ 2 1000 227197 电动机功率计算 电动机功率式（ 2算： （ 2 式中 传动效率，一般在 1 联轴器效率； 每 个机械式联轴器效率：1=力耦合器器：1= 2 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率 二级减速机：2= 电压降系数，一般取 多电机功率不平衡系数，一般取 0 0 ，单驱动时， 1 。 根据计算出的电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。 由式（ 2P=1000 227197 =54390W 由式（ 2得电动机功率 1 4 3 9 0 2 =65300W 电动机型号为 定功率 P=37 量 1台。 送带张力计算 输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件： （ 1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打 滑； （ 2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。 输送带不打滑条件校核 : 圆周驱动力图 2 图 2如图 4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式 (28)的要求。 m in m F传动滚筒传递的最大圆周力 F。动载荷系 数惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值 ;否则，就应取较大值。取 传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表 2 2动滚筒与输送带间的摩擦系数 工作条件 摩擦系数 光面滚筒 胶面滚筒 清洁干燥 境潮湿 湿粘污 式 27197=2 对常用 C= 11e 设计取 = =420 。 m in m F=386N 动滚筒、改向滚筒合张力计算 向滚筒合张力计算 根据计算出的各特性点张力 ,计算各滚筒合张力。 头部 180 改向滚筒的合张力 : = 1212 =29522+30998 60520N 尾部 180 改向滚筒的合张力 : = 1110 =9069+9523 18592N 动滚筒合张力计算 根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力 : 动滚筒合张力 : 14121 =4943+31015=35958N 动滚筒最大扭矩计算 单驱动时 ,传动滚筒的最大扭 矩2算： m 000（ 2 式中 D 传动滚筒的直径（ 双驱动时 ,传动滚筒的最大扭矩2算： 1 2 m a xm a x ()2000 （ 2 初选传动滚筒直径为 500传动滚筒的最大扭矩为 : 1 2 1 31015+4943 35958N 2 a x M=m 紧力和拉紧行程计算 1）、拉紧装置拉紧力02算 01 S （ 2 式中 拉紧滚筒趋入点张力（ N）； 1 拉紧滚筒奔离点张力（ N）。 由式（ 2 3 0 2 3F S S+76 =5000+5250+5593+5873 21716N =煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞车式拉紧装置。 2）、拉紧行程： L（ 1 ） L （ 600 中： 输送带弹性伸长率和永久伸长率，由输送厂家给出，通常帆布带为 2 拉紧后托辊间允许的垂度，一般取 输送机长度。 芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度2算； m X （ 2 式中1n 静安全系数，一般1n=7 10。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。在此1。 输送带的最工作张力： ) =7 1006800 =68571N 式中： B 带宽， 输送带纵向扯断强度， N/( )见运输机械设计选用手册表 1 100N/（ ）。 由式（ 2 800 768571 选输送带为 100N/( ),6层的即 600N/G 。可满足要求。 4 第 3 章 驱动装置的选用与设计 电磁炉炉盘运输传送带装置的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在电磁炉炉盘运输传送带装置上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大 6 7 倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过 3 5s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机 、 偶合 器，减速器 、 联轴器 、 传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器 、 减速器 、 和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。 减速器有二级 、 三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿和直圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。 传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机 、 减速器的机架均安装在固定大 底座上面，电动机可安装在机头任一侧。根据情况而定。 机的选用 电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为 以需选用功率为 37 拟采用 4 型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。 查机械设计实用手册第二版，它的主要性能参数如下表： 表 3型电动机主要性能参数 电动机型号 额定功率 载 转速 r/流 A 效率 功率因数 7 1480 动电流 /额定电流 起动转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 重量 60 速器的选用 已知输送带宽为 500查运输机械选用设计手册表 2 77 选取传动滚筒的直径 00则工作转速为： 5 6 0 6 0 0 . 0 10 . 5 0 . 5w =知电机转速为480 r/ 则电机与滚筒之间的总传动比为： 开线斜齿圆柱齿轮设计 （一）高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 项目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 1选齿轮精度等级 查1表 10用 7 级精度 级 7 2材料选择 查 1表 10齿轮选用 45 号钢（调质处理）硬度为 250齿轮选用 45 号钢（调质处理）硬度为 220齿轮250齿轮220选择齿数Z )4020(1 Z 12 1241 U 个 1 22Z2Z 91 U 选取螺旋角 208取 14 度 14 5按齿面接触强度设计 （ 1）试选.12) 区 域 系 数由 1图 10Z Z （ 3） a 由 1图 10 21 4)计算小齿轮传递的转矩 表 1 41 T 1 T 6 (5)齿宽系数 d 由 1表 10.0dd6)材料的弹性影响系数 1表 10Z 21Z (7) 齿轮接触疲劳强度极限 由 1图 10 1图 101550 2540 1550 2540 （ 8）应力循环次数 N 由 1式 1
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