毕业设计论文食品提升皮带机设计

1、 毕业设计（论文）食品提升皮带机设计design of food lift belt conveyer 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 合 作 指 导 教 师： 专 业 名 称： 机械自动化 所 在 院 系： 苏州大学应用技术学院 二一五 年 十二 月 目 录摘 要iabstractii第1章 绪论1第1.1节 课题研究目的和意义1第1.2节 课题研究现状1第1.3节 课题研究内容和方法2第2章 系统总体方案设计3第2.1节 方案确定3第2.2节 工作过程和工作参数3第3章 皮带组的设计计算5第3.1节 机型的确定5第3.2节 传动滚筒的确定6第3.3节 传动滚筒上圆周力的计算6第3.4节

2、 输送带的最大张力7第3.5节 输送带的层数计算7第4章 改向滚筒的设计9第4.1节 初步计算改向滚筒的结构尺寸参数9第4.2节 改向滚筒轴的强度校核9第5章 改向压轮的设计12第5.1节 改向压轮的结构设计12第5.2节 设计方案的比较与选择13第5.3节 输送带的跑偏处理14第5.4节 拉紧装置15第6章 托辊的设计16第6.1节 托辊的类型16第6.2节 托辊的设计计算16第7章 食品提升皮带机的安装和操作维护18第7.1节 启动和停机18第7.2节 食品提升皮带机的维护18第7.3节 食品提升皮带机的安装18第8章 总结与展望19第8.1节 总结19第8.2节 展望19致谢20参考文献

3、21摘 要提升皮带机，一种可以将各种工程物料等及时向上传输的机械设备，因其在煤矿、码头以及其他工业场合中所表现出的便利性，已得到了广泛的应用，并随着工况的不同做出相应的改变。在食品加工业中，食品提升机械同样得到广泛的应用。随着皮带式传输机不断的改变和升级，食品提升皮带机得到了快速的发展。和其他机械提升皮带机不同，食品提升皮带机不但可以承担物料的传送，还可以作为动力传递的引导件。同时它对承载负荷能力要求较低，机械构造更加紧凑，相应造价也会较低。本文结合食品加工业对食品提升皮带机的传输需求，完成一种小型提升皮带机的设计。首先结合食品提升皮带机在承重、动力的需求，制定了系统总体设计方案。然后结合系统

4、设计总体方案，皮带组、改向滚筒、改向压轮以及托辊分别进行了详细计算设计。最后对食品提升皮带机进行了安装与操作维护分析，完成本文的设计工作。关键词：食品；提升皮带机；滚筒；压轮 abstractenhance the belt conveyor, a transfer can be promptly up a variety of engineering materials and other machinery and equipment, because in the coal mine, wharf and other industrial applications exhibited c

5、onvenience, has been widely used, and with the working conditions different make the appropriate changes. in the food processing industry, food machinery will also be given to enhance the wide range of applications. with belt-type conveyor constantly changing and upgrading, enhance food belt has bee

6、n rapid development. and other mechanical lifting belt is different, the food is not only to enhance the belt conveyor can sustain transfer of materials, but also can be used as a guide power transmission. while its load bearing capacity requirements are lower, more compact mechanical structure, the

7、 corresponding cost will be lower.in this paper, the food processing industry to food to enhance the transfer belt needs to complete a small lift belt conveyor design. first combined lift conveyor food demand in load-bearing, power, developed a system design plan. and then combined with the system d

8、esign the overall program, the belt group, bend pulley, redirecting the pressure roller and roller design were carried out detailed calculations. finally, food lift belt machine installation and operation and maintenance analysis, this paper design work completed.keywords：food; lifting belt; roller;

9、 pressure wheel第1章 绪论第1.1节 课题研究目的和意义在国家工业经济的快速发展过程中，工业生产效率要求越来越高，物料传送机械在矿业、食品加工、码头、钢铁等许多行业中得到广泛应用。在目前所有的带式传输机中，提升皮带机因其便利性及在各行业适应性，已成为应用最为广泛的传送设备之一。但在各个行业领域中传送机械特性均不相同。随着传送机械应用范围不断扩大、类型的增多、应用场合的复杂性，都对传送机械设计有了更高更严格的要求。尤其在一些流水作业过程中，以食品加工业为例，皮带传送机扮演者非常重要的角色，对机械器件精度和速度要求更高。通过对食品提升皮带传送机设计，使机械结构更简单、精度更高、制造

10、更加经济，提升机在工程上的充分运用能提高工程的生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，为创造高的经济利润提供了可靠的条件。同时也为其他行业皮带提升机设计带来一定的指导意义。第1.2节 课题研究现状 食品提升机是以传统带式传送机为参考，并结合食品加工流程中对提升机的需求研究发展而来。它与传统带式传送机相同的地方在于均以钢带、塑料带、化纤带或者钢线带等完成物料的传送提升，主要的区别在于其在承担物料传送的同时，也作为动力传递的牵引，并在食品加工流水线中得到深入广泛的应用。随着近些年来科技的进步，新型材料的发展和应用，带式传送机得到了飞速的发展，逐步形成结构简单、运送范围广、运送量大、运送距离长，并

11、且机械成本更低、安装与维护更便利，有力提升了传送效率，并逐步在煤矿、钢铁、冶金以及电力等行业中。由此可见带式传输机已经在许多行业中表现出其优点，并已成为工业发展过程中不可缺少的机械。在制造业信息化迅速发展的今天，将有效降低带式传送机的研究和开发成本，缩短开发周期，进而在今后的市场占据更重要的位置。第1.3节 课题研究内容和方法参考传统带式传送机所具备的机械特性和构造形式，本文结合食品提升皮带机在物料传送和动力需求，给出具体的食品提升皮带机设计方案，并对方案中的皮带组、滚筒、压轮和拖辊分别进行详细计算和设计。具体设计为：皮带组：根据传送物料特点，选择挡边带式输送机，并利用机械工程理论和设计理念完

12、成皮带组滚筒和皮带的计算设计工作；改向滚筒：根据皮带机传送动力需要，对轴承动力的强度进行校验，按照强度计算滚筒选择，筒皮选择钢丝绳为主要材质。改向压轮：根据皮带机传送过程中场所承重情况，并结合受到径向力情况，对比常见分体式和整体式压轮，最终选择了分体式压轮。另外在传送过程中可能出现的跑偏情况进行了必要处理，以确保传输的张力，增加皮带拉紧强度。托辊：结合设计方案中皮带组、改向滚筒和改向压轮的选择设计，选择了平行拖辊。另根据其强度需要，托辊直径设计为。第2章 系统总体方案设计第2.1节 方案确定食品提升皮带机根据其的传送要求及条件，并以传统带式传送机为参考，共计有驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、托辊

13、及机架五大部分。具体为：驱动装置：它是整个皮带机传送的主要动力，又可以细分为电动机和减速器两个部分；传统滚筒：结合传送需求，选择滚筒与驱动装置之间的连接器为连轴，完成动力的传递；改向滚筒：完成在皮带传送时引导传送方向的滚筒；托辊：完成食品加工传送食品与皮带方向一致；皮带机架：机架是整个机械承重驱动装置、传统和改向滚筒、托辊以及食品物料的钢结构，用以承受各种压力、拉伸、压缩和冲击。因为机架结构较为分散，要综合考虑机架位置、材料、空间、安装保养以及外观各方面，最终确定整个机架的中各结构的连接方式。系统结构设计，如图2-1所示：1漏斗 2护罩 3传动滚筒 4上部区段机架 5改向滚筒 6中间架 7平行

14、下托辊 8平行上托辊 9挡边带 10压带轮组 11下部区段机架 12尾部改向滚筒 13尾部拉紧装置 图2-1 皮带提升机架构设计图第2.2节 工作过程和工作参数食品提升皮带机作为食品加工流水线中物料传送的主要机械，通过持续性物料传送，借助电力传动装置引导滚筒传动，且传统滚筒利用滚筒和胶带之间的摩擦力，完成皮带传动，最终保证食品物料不间断向上传输。根据食品提升皮带机的传送要求及特点，并结合食品流水线操作环境空间限制，具体有如下参数设计：（1）提升高度：1200。（2）输送量：3000 ()。（3）提升速度：1.25。第3章 皮带组的设计计算 第3.1节 机型的确定 带式传输机种类较多，本文结合食

15、品加工流水线中的传送特点，以及操作空间和承重能力要求较低，综合对比，挡边带式输送机为最佳选择。根据本设计食品提升皮带机的特点，其是一种小型的运输机械，承载能力要求较小。故选择挡边带式输送机此种机型。具体机型的选择，要考虑成本造价和所占空间，并结合食品加工流水线输送量需要，最终选择dj5050。因本文设计机器输送的介质为食品，选用t型隔板即可满足。对于t型隔板，当 时 当 >时， 式中：物料与基带理论接触长度 横隔板间距(m) 通常为 36 倍波形距 物料填充系数物料松散密度() ，此设计中按0.65横隔板高（) 输送机倾角(度)有效带宽(m) 带速(ms) 查带式输送机设计选用手册9，得

16、： = 0.075， =0.65， =0.126， =0.07，得出=0.1023=0.126. 最后将计算结果替换，得出：按照输送行业输送量经验公式 =。因为给定输送量为3，即选用dj5050机型是满足要求的。第3.2节 传动滚筒的确定传动滚筒按 dtii 型设计选用手册选择校核扭距、许用核力。还需满足：最小传动滚筒直径：式中 芯层厚度或钢绳直径， 系数，棉织物 =80，聚脂 =108，钢绳芯 =145。本设计选用钢绳芯，即=145按滚筒的直径系列标准选用传动滚筒的直径为，其结构下图。1-平键 2-轴 3-筒皮 4-筒盘 5-筋板 6-带座轴承 图3-1 传动滚筒结构图第3.3节 传动滚筒上

17、圆周力的计算 （3-5）其中3： (1)主要阻力（2）圆周力 （3-6）式中：模拟摩擦系数，对于制造和安装良好的输送机取 f=0.0220.0256重力加速度 上托辊转动部分质量/上托辊间距 ， 下托辊转动部分质量/下托辊间距 ，挡边输送带整带每米质量 (3-7)基带每米质量， 挡边每米质量，有效带宽，横隔板间距 横隔板每米质量， 每米物料质量。 （3-8）式中：输送量(t/h) 带速(ms) 输送机水平投影长度输送机提升高度查手册相关数据9代入计算：第3.4节 输送带的最大张力传送皮带的材质选择钢丝芯或者橡胶物。因橡胶所特有的流变性，同时与其他交织物质和共同受力复杂的钢丝芯，所以皮带动力特点

18、很复杂。由传送皮带材质，进行计算得出的最大张力为：其最大张力公式为： 其中： 托辊间距，本设计取 第3.5节 输送带的层数计算 一般情况下，传送皮带有覆盖层、皮带芯和隔离层三个部分构成。皮带芯还可分为单层和多层两种；传送皮带带芯还可有一定强度的传送能量驱动传递带，以承载各种食品物料，带芯对传送带强度起到决定性作用。带芯强度，根据传送带层数进行计算，如下： 式中：输送带安全系数，本设计取 基带宽 一带的许用强度，不同织物芯取不同值。代入公式，得 初选胶带型号合适。 第4章 改向滚筒的设计传统形式的滚筒即传递带式发送功率的滚筒，而改向滚筒指的是可以引导传递带变化方向的滚筒。改向滚筒在结构设计和加工

19、难易程度上都较为简单，在和传送带接触时为了减少摩擦表现为空转，延长了使用寿命。第4.1节 初步计算改向滚筒的结构尺寸参数（1）两轴承座中心距a为：a=m+b+（50200）=572mm，式中：m为带宽，mm；b为轴承宽度，mm。（2）滚筒长度l为：l=m+（100300）=750mm。（3）筒皮的最大许用面压p：对于帆布带芯，p0.4n/mm2；对于钢丝绳芯p 0.6n/mm2。第4.2节 改向滚筒轴的强度校核（1）由工作环节确定材料并计算出最小直径因改向滚筒主要承重受径向力，而不进行传输转矩，因此轴最小直径为55mm， =55mm。该轴无特殊要求，参考如表4-1选取45钢，调质处理， =65

20、0mpa。表4-1 轴常用的几种材料的值5轴的材料、122045304040、40521525（2）轴设计和校验综合对比轴上各个零件的定位及安装要求，特制定如图4-1装配方案。另因轴起到转向作用，径向力并不全承重，选择轴类型为6211。轴承和右端轴两者通过螺母进行连接加固，轴承和轴通过盈配合轴向固定。 1-透盖 2-毡圈 3-轴承4-筒体 5-螺栓 6-垫圈 7-弹垫 8-轴 图4-1 改向滚筒（3）轴上受力计算已知：=，。）径向力）垂直面支承力，截面c是的受力示意图见图4-2，则 图4-2改向滚筒轴的校核）求剪力和弯矩，截面c上的受力如图4-3所示 图4-3截面c上的受力示意图 ）校核轴的强

21、度危险剖面在轴中点c处按表4-2，对于的碳钢，承受对称循环变应力时的许用力，因为，所以满足强度要求。表4-2 轴的许用应力材料碳钢40013070405001707545600200955570023011065合金钢80027013075100033015090）弯曲剪应力校核 对选用45钢的轴，由表4-1可知，其弯曲剪应力，满足要求。第5章 改向压轮的设计第5.1节 改向压轮的结构设计改向压轮在提升皮带机的位置在承载或者回城转弯边上，必须要留有必要的空间，避免和胶带各班之间的摩擦。另外它可以保证传递带起压，使其一直附着在轮上，同时可保证皮带持续有张力，也就是使轮处在紧绷状态。由此可见，改向

22、压轮在整个皮带机中的重要作用。改向压轮的结构示意图5-1所示。1-压带轮轴 2.3-钢板 4-筋板 5-带座轴承 6-螺栓 7-螺母 8-垫圈 9-弹垫 10-钢板图5-1 改向压轮 图5-2改向压轮的安装示意图第5.2节 设计方案的比较与选择（1）整体式设计改向压轮的整体设计方案，如图5-3所示。进行本设计的可以保证两轮手里均衡，连接一体更方便压轮的安装维护。但同时带来的质量太大，两轮间距不可调。 图5-3 整体式改向压轮设计方案（2）分体式设计改向压轮采用分体式设计方案，如图5-4所示分体式可以确保构造简单，安装方便，间距易调整，如有其中一个损坏可以单独更好维护。但压轮力度不容易控制，极易

23、产生受力不均匀现象。图5-4 分体式改向压轮设计方案根据上文两种方式优缺点对比分析，得知分体式设计更为适于食品提升皮带机设计，也就是本文所采取的方案。第5.3节 输送带的跑偏处理在传递带物料传送时，有时会因拉力不够、物料重量不均匀或者机械自身机架、托辊轴承或者安装位置不对称、拉力歪斜等，都会产生跑偏现象的发生。根据以往生产过程中的经验，机械头尾不平行会造成传递带紧邻跑紧边；在安装不平时，则会向高不向低；若按照在下托辊则会向后跑。通常都是利用托辊的参数来完成跑偏的纠正。但在食品加工流水线工程过程中，跑偏范围不会太大，利用托辊就可以完成调整。它进行调整的办法有槽型调整等四种方法。具体到本文设计中，

24、针对食品类提升皮带机而言，所传送的物料都是食品，质量较轻，按上述办法就会结构更加复杂，设计成本提高，影响运行效率。所以综合对比选择了改向压轮和防跑偏两者结合的办法。具体设计，如图5-5所示： 图5-5 改向压轮防跑偏设计图此类防跑偏设计的依据是在传送带传递转矩发送跑偏情况时，通过改向压轮轮槽和皮带边缘凸台结合，完成传递带的上下窜动，降低跑偏的概率。第5.4节 拉紧装置拉紧装置是带式输送机的重要组成部分。它的作用是保证输送带有足够的张紧力、补偿输送带的弹性伸长、为输送带重新连接作必要的行程准备等。随着运输能力的提高及巷道的延伸,长运距大功率带式输送机对张紧装置提出了更高的要求。重锤式、固定式等机

25、械张紧装置已难以适应要求。可调张力、实时监控、响应快、安全可靠的自动拉紧装置便应运而生。输送带是橡胶和纤维织品两者复合而成的产品。垂锤拉紧装置在运行一段时间后自动下降一段距离，使输送带变长，这说明输送带发生了蠕变，在启动、制动过程中也会发生蠕变现象，此时拉紧装置就必须进一步收紧才不会发生打滑现象。拉紧装置可分为固定拉紧装置和自动拉紧装置两大类，本文设计选取的拉紧装置为螺旋拉紧装置，即为螺旋丝杆拉紧，根据输送机械相关标准，对于小机型小功率的皮带机最适宜采用螺旋张紧，螺旋张紧装置的优点在与方便调节，节省空间，调节效果好。第6章 托辊的设计托辊作为提升皮带机的关键部件之一，具有种类多、数量大的特点。

26、单此一个部件几乎是整个皮带机的总成本的30%，所承受约70%的压力，足以看出其的重要性。它在整个皮带机中主要实现传送带的支持和传送物料，且保证灵活运转，减少不必要的摩擦，它对占有皮带机整体四分之一成本寿命影响较大。即时其体积不大，占用空间小，结构简单，但其制造工艺非常之高。第6.1节 托辊的类型托辊的类型共有九种，分别是平行类、v形类、槽型类、三辊圆柱式托辊组、侧锥型托辊组、前置式槽型托辊组、调心托辊组、悬挂式托辊组和翻带托辊组。关于托辊的具体设计要求，如下四个方面：托辊能灵活运转，即托辊筒必须是空套在托辊轴上；托辊轴必须有一定的强度以承受弯矩；托辊结构必须简单，托辊的质量不能过大；从托辊的经

27、济性方面考虑采用最优化设计。第6.2节 托辊的设计计算1）根据工作条件选择材料，并初步确定轴的最小直径因为托辊主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选12，即=12，该轴无特殊要求，参考表4-1选取45钢，调质处理=650。2）轴的结构设计考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，见图6-1托辊轴。因为轴主要起改向作用，只承受一定的径向力，故初选一对6204型轴承。1-轴承 2-管子 3-轴 4-轴承座 5-密封圈 6-内密封圈 7-外密封圈 8-挡圈 图6-1 托辊轴轴承内孔直径为20轴承宽度b=14托辊套筒处轴的直径为20轴的各轴段长度分别为600， 5， 10（轴采用对称布置）；轴的总长

28、为640轴承和右端轴肩之间用螺母进行轴向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。3）轴上受力计算 托辊轴的受力计算与改向滚筒的受力计算方法相同，计算过程略，得满足受力要求。 第7章 食品提升皮带机的安装和操作维护第7.1节 启动和停机皮带机通常在空载情况才能启动，在按顺序进行食品提升皮带机安装时，必须利用可闭锁的机械器件，以方便控制室进行顺序启动或停止操作。另外为降低突发事故发生概率，任意一台皮带机都要配置固定的启动和停止按钮，可以实现对机器的硬开关。为避免在传送时皮带发生断裂等情况，如若传送机的长度大于30mm时，要根据传送机长度，每隔一定距离就要有启动和停止按钮。第7.2节 食品提升皮带机的维护

29、为确保食品提升皮带机的安全可靠性，最关键的是及时定位和处理可能存在的故障。因此操作人员必须要密切关注皮带机的有运行情况，一旦发生异常情况要及时定位故障并处理。机械维护人员要做到对机械的周期性巡检，对任意需注意的部件仔细检查，做到有备无患。以托辊为例来说，虽然其体积小，位置不显眼，但一旦有传送物料卷入其中，就很快机会呗磨穿，直接影响整个机械的运行。针对有维护经验的操作人员来说，都能够通过每天的巡检及时发现存在的隐患，做到防患未然。另外食品传送皮带在整个机械中成本占比较高，所以为减少维修和更换传送皮带的次数，维护操作人员必须加强该方面的保养和维修培训，确保皮带机的正常稳定运行。第7.3节 食品提升

30、皮带机的安装在完成食品提升皮带机设计后，其安装也有一定顺序，依次安装食品提升皮带机的机架、皮带机的驱动装置、皮带机的拖辊以及各个器件的精度。在进行空载试运行时，特别注意输送带在运行时可能出现的跑偏情况、驱动装置的运行温度、托辊活动运行的情况、清扫装置、传送料版和皮带之间的紧密结合程度。同时完成相应调整后，必须待各个部件可正常运行时方可负载运行。如若选择螺旋式拉紧装置的话，在进行首次负荷试运行时，通常要再进行一次松紧调整。第8章 总结与展望第8.1节 总结本文通过分析当前提升皮带机目前的研究应用情况，给出本课题的研究目的和意义，并指出课题的研究内容和方法。随后结合食品加工过程中的传送要求制定了食

31、品提升皮带机的总体设计方案。按照方案分别对皮带提升机中几个重要部分进行逐一设计，分别是皮带组计算选择、改向滚筒计算选择、改向压轮的计算型号确认以及托辊的类型选择。最后根据上文设计，给出维护操作人员相应的安装和维护方法。第8.2节 展望根据当前我国皮带传送机的应用发展现状，参考当前国外先进的皮带传输机研究成果，皮带机仍需包括但不限于如下四个方面进一步研究和提升：设备规模化：其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产的需要； 结合动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高； 利用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性； 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含cst等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾