机械皮带机刮水器设计

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1、B1400带式输送机刮水器设计摘 要带式输送机是连续运输机中效率最高、使用最普遍的一种机型。带式输送机广泛应用于火电厂、采矿、冶金、港口等部门。带式输送机刮水器是带式输送机的辅助设备，该设备主要安装在料场露天输送带的头部和尾部，在启动时将带式输送机输送带上积存的雨水及时刮掉，避免积存在输送带上的雨水进入物料，影响物料的性质。该设备结构简单、维修方便、造价低、能耗少、适应性强。本设计中，通过分析、比较，选用电动推杆作为驱动机构，电动推杆具有动作灵敏、平稳、可靠、无噪声、体积小、重量轻、推拉力大、速度范围广、耗能小、装卸方便、价格低廉等优点。确定总的设计方案后，进行平托辊、拉杆、托辊支架、电动推杆

2、、电动推杆支架、推杆支座、活节螺栓等的结构设计，以及各种标准件的选择。本设计的刮水器采用托辊将水刮下，其优点是摩擦小、对输送带的损伤小，是对传统的犁式刮水器的一种突破。关键词：输送带输送机；犁式刮水器；托辊The Design of wipers of B1400 Belt Conveyor AbstractThe belt conveyor is the most efficient and the most commonly machine in continuous transport device. It is widely used in thermal power plant, m

3、ining, metallurgy, the port and so on. The wipers of belt conveyor are belt conveyors auxiliary equipment. The equipment is mainly installed in the open yard of the head and tail belt. It is used to scratch-off water in time to avoid the water into materials so that affect the nature of materials wh

4、en the belt conveyor starts. The device has a simple structure, easy maintenance, low cost and low power consumption, adaptability.In this design, motorized fader is selected as the drive mechanism through analysis and comparison. Its advantages are action sensitive, stable, reliable, no noise, smal

5、l size, light weight, big push pull, wide speed range, easy handling, low price. After determining the total design, design the structure of pinto roller, rod, roller frame, electric putt, putt electric frame, putting support, live section bolts and choose standard parts, tolerance level. The design

6、 of the wipers use roller-type, its advantages are small friction, small injury. It is a breakthrough in the traditional plow relative wipers.Keywords: conveyor belt; wipers plow; roller目 录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 带式输送机刮水器概述 11.2 带式输送机刮水器存在的问题 21.3 本课题主要研究的内容 22 设计过程 42.1 槽型托辊架设计 42.1.1 托辊及其作用与类型 42

7、.1.2 托辊的选型 82.1.3 托辊的校核 112.1.4 选辊子 132.2 架的设计 142.2.1 槽型托辊架的设计 142.2.2 槽型托辊架支架的设计 152.2.3 整架在整机中的安装 162.3 平托辊组架的设计 162.3.1 选辊子 162.3.2 架的设计 172.4 平托辊组架支撑架的设计 182.5 平托辊组架拉杆的设计 182.6 拉杆支架的设计 202.7 机架与中间架的选择 212.8 支撑架的选择 242.9 托辊驱动架的设计 262.10 刮水托辊拉杆的设计 282.11 电动推杆的选择 292.12 电动推杆支座的设计 302.13 摇杆的设计 302.

8、14 转轴的设计 322.14.1 键的选择 322.15 公差与配合的选择 332.16 清扫装置 35结 论 36参考文献 37致 谢 381绪论1.1带式输送机刮水器概述近二十多年来，我国电力工业迅速发展，随之而来的是电厂的用煤量也是与日俱增，电厂的用煤一般都是由轮船或火车运到厂内卸下，用带式输送机输送到煤场或原煤仓。带式输送机是连续输送物料机械中效率最高、使用最普遍的一种机型，是电厂输煤系统的主要设备，它起着给锅炉提供燃料、保证锅炉燃烧的作用。但是在多雨的季节，槽输送带上会积存大量的雨水，如果在输送带启动时不及时刮掉，积存的雨水就会随输送带进入物料，影响物料的使用性质，因此在带式输送机

9、上就需要配备刮水器。带式输送机刮水器安装在带式输送机的头部和尾部的露天位置，工作时推杆驱动托辊上升把输送带托平或托起一定高度，同时驱动刮水器刮水板下降与输送带接触，由于输送带向一个方向运行，将雨水分刮到两侧，从而达到将停运时输送机输送带上积存的雨水在启动时及时刮掉，避免积存在输送带上的雨水在运行时进入物料。带式输送机刮水器按框架结构可分为门式带式输送机刮水器和犁式带式输送机刮水器。而对于犁式带式输送机刮水器，根据犁刀是否运动，又可以分为托辊升降式和滑槽式两种。带式输送机刮水器主要是由机架、刮水板、托辊、连杆及驱动机构组成，其中门式带式输送机刮水器驱动机构由两台推杆组成，工作平稳，调整方便，而且

10、具有较强的刚度；犁式带式输送机刮水器由一台电动推杆作为驱动机构，轻便灵活，重量轻，操作简便，且具有可变槽角托辊，易于达到将积存雨水清除干净的目的。而对于托辊升降式和滑槽式两种刮水器。（1）托辊升降式刮水器主要由电动推杆、机架、犁刀、压辊、升降托辊架、槽形托辊等组成。工作时，电动推杆回缩，犁刀落下、压辊压平输送带，同时，槽形托辊展平支持输送带，当带式输送机启动运行时，犁刀将输送带上的积水刮落。（2）滑槽式刮水器主要由机架、刮水犁刀、托辊、连杆、滑槽和电动推杆等组成，工作时，刮水犁刀固定不动，电动推杆通过连杆顶起托辊沿滑槽上升，输送带被托起与刮水犁刀贴合，当带式输送机启动运行时，刮水犁刀将输送带上

11、的积水刮落。1.2带式输送机刮水器存在的问题国内带式输送机刮水器可分为两种: 是槽角可变式, 即犁在外力推动落下时, 犁下承托输送带的托辊组能与犁同步在外力推动下由槽型展平成直线型, 此时犁下刮水平面能压紧输送带上平面, 实现刮水。当犁在外力拉动下抬起时, 犁下承托输送带的托辊组由展平状恢复成槽型, 从而解除刮水状态。这种犁式刮水器结构相对复杂, 安装调试较麻烦, 使用过程中会出现动作不灵活、卡死等现象, 同时由于输送带与犁下刮水平面贴合间隙无法调节, 会出现刮不干净现象； 是槽角不变式, 即犁下承托输送带的结构为固定式, 这种固定式承托面始终与输送带理论中心高线重合,犁下落或拉起动作的实现与

12、槽角可变式原理相同, 这种犁式刮水器结构比槽角可变式简单, 但由于固定式承托面始终与输送带理论中心高线重合,会导致刮水段输送带一直处于半抬高状态, 不但增加了输送带的磨损, 而且由于刮水段输送带抬高后槽角有所展平, 相应的加大了非刮水状态时洒料的可能性。对于传统的带式输送机刮水器，其犁身与输送带的平行位置是通过推杆伸缩量的多少来实现的。这一特定位置，在调试过程中是很难达到的。从受力情况分析，只有在犁身与输送带处于平行状态时，输送带面上受到的犁身压力才是均匀的。由于输送带受力不均匀，造成输送带变形，轻者加速输送带的磨损，重者造成啃伤输送带的现象。如果在输送带运行时，输送带面缺陷处理得不好，修补时

13、不平整或交接处有缝隙，使犁与输送带面接触不好，也将会导致输送带破绽处划坏。1.3本课题主要研究的内容本课题设计的主要研究内容除了要解决以上提出的带式输送机刮水器存在的问题，还要完成以下功能：1、该设备能从带宽B=1400的带式输送机中部将输送带上的水刮下；2、刮水器停止时应恢复刮水处托辊的槽角，以防止输送物料时洒落；3、刮水器要满足DT型带式输送机要求。2设计过程2.1 槽型托辊架设计2.1.1 托辊及其作用与类型（一）作用托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用

14、，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗及维修、运行费用等影响很大。安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂、重量大，并且输送带运行阻力

15、大约增加10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。（二）类型托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等；槽形托辊(图5-3)用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为、的过渡托辊使胶带逐步成槽。图5-3 槽形托辊平形托辊由一个平直的辊子构成，用于输送件货。其结构简图如图5-4所示：图5-4 平行托辊缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以

16、便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图如图5-5所示：图5-5 缓冲托辊a)橡胶圈式 b)弹簧板式调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊，如图5-6所示借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约10。其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。托辊直径与带宽、物料松散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为，如果槽角由增大到

17、，则在同样带宽条件下物料横断面积增大20，运输量可提高13，带式输送机的无载分支常采用平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度、轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。图5-6 侧托辊前倾的调心托辊（三）托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取250

18、03000mm，或取为上托辊间距的两倍。 在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于8001000mm。带式输送机在运转过程中，经常出现胶带跑偏现象，即胶带运行中心线偏离输送机的的纵向几何中心线。为防止和克服胶带跑偏现象，常用的方法是采用不同形式的调心托辊，在有载分支每隔10组槽形托辊放置一组调心托辊，下分支每隔610组平型托辊放置一组调心托辊。最简单的调心托辊是上分支采用前倾式槽形托辊，下分支采用V型前倾式托辊，前倾托辊的两个侧托辊朝胶带运行方向前倾。由于托辊有前倾角

19、，则胶带运行速度和托辊周围速度之间相差一个角度，因而托辊相对胶带就有一个相对速度;使托辊有沿轴向产生相对运动的趋势，但是，托辊受托辊架的限制不能运动，于是两侧托辊相对胶带就产生一个向内的横向摩擦力。当胶带位于正中央时，胶带两侧受力平衡。当胶带偏向一侧时，该侧胶带和托辊所受正压力增加，则胶带所受到的横向摩擦力大于另一侧，因而使胶带又回复到正中位置。这种托辊防跑偏简单可靠，但由于胶带运行时存在附加滑动摩擦力，增加了胶带的磨损，前倾托辊只能用于胶带单向运行。另外还有一种回转式调心托辊，槽形调心托辊用于有载分支，其防跑偏原理与前倾托辊相同。当胶带跑偏时，胶带的一侧压在立挡辊上，给挡辊以正压力和摩擦力，

20、从而使托辊架绕垂直轴回转一角度，这时胶带受到一个与跑偏方向相反的摩擦力，使胶带向输送机中心线移动，从而纠正跑偏现象。这种调心托辊在固定型带式输送机上应用的很多。2.1.2 托辊的选型由于胶带输送机胶带跑偏常常引起设备停机，撒料，机架堵塞，胶带边缘撕裂、磨损等故障，严重影响了设备的使用及寿命，明显地降低了运输经济指标。因此，设计时应引起注意，现着重分析带式输送机胶带跑偏的原因并提出相应的防偏措施。（1）带式输送机胶带跑偏的主要原因带式输送机在运转过程中受各种偏心力的作用，使胶带中心偏离输送机的中心线，产生偏心，其主要原因是卸料点偏心给料、安装制造误差、风力干扰、蛇行等。胶带跑偏不仅能引起胶带边缘

21、的磨损、物料洒落等，而且还能造成人力、物力和财力的浪费。（2）改变托辊组结构来防止带式输送机胶带跑偏胶带跑偏是通过胶带传送给托辊。使托辊组与胶带间的摩擦力产生变化引起的。因此，解决输送机的胶带跑偏问题，最好是改变托辊组结构，常见的防偏托辊组结构有前倾托辊组、调心托辊组和铰链式吊挂托辊组。1）前倾托辊组前倾托辊组与普通托辊组的区别在于侧辊在边支柱上沿输送机运行方向前倾一个角度，一般为1.52.O从安装制造上讲，不会造成成本的增加。前倾托辊组纠偏原理是：当胶带跑偏时，偏离侧的托辊与胶带的摩擦力增大，而胶带运行方向与托辊的线速度方向有一夹角及前倾角，使胶带产生一个向心的纠偏力。由于辊子的前倾增加，胶

22、带的运行阻力也会增加，输送机全程采用前倾托辊，耗能约增加1020，所以，长距离的输送机不宜全程采用前倾托辊组。合理的前倾托辊组其边支柱应做成可将边托辊置于前倾和对中两种位置上，在调试运行过程中。只有跑偏段的托辊调到前倾位置上输送机的耗能增加很少，不会超过3。一般情况下。给料稳定的胶带机采用前倾托辊组，能较好地解决胶带跑偏问题。2）调心托辊组调心托辊组重量较大、成本较高。对于给料经常发生变化的胶带机用调心托辊组纠偏效果较好。目前采用的调心托辊组主要有锥形连杆式双向自动调心托辊组、分体式锥形调心托辊组和带侧挡辊的调心托辊组。调心托辊组的纠偏原理是：当胶带跑偏时，引起托辊上的载荷重新分布并且是不均匀

23、的，相对转轴产生扭矩，跑偏量较小时，调心托辊组的扭矩小于摩擦力矩，调心托辊组不会转动，对跑偏没有反应，当跑偏量逐渐增大，扭矩超过摩擦力矩时横梁就围绕立轴成旋转，并随着转动的增加，转矩继续加大，调心托辊组继续转动，辊子的线速度方向与胶带的运行方向形成的夹角增大，使它们的摩擦力产生向心分力。强制胶带返回中心位置，而越过中心位置向另一侧继续移动，扭矩也逐渐减少，经过几次往复直到扭矩小于摩擦力矩。胶带达到稳定运行。试验证明，每81O个托辊组增加一个调心托辊组，能很好地解决胶带跑偏的问题。3）铰链式吊挂托辊组铰链式吊挂托辊组的辊子是相互铰接的。侧辊靠拆卸方便的挂具吊在机架或钢绳上，特别适用于输送大块物料

24、和经常搬移、安装精度不高的移置式输送机上。它的纠偏原理是：胶带跑偏时物料偏向一边，铰接的托辊组外形发生变化，跑偏的一边因承载力的加大，胶带与辊子摩擦力的增大，位于跑偏一边的侧托辊倾角大于另一侧的托辊倾角，使中间辊发生偏转并产生调心力，由于物料的大部分由中间辊承受因此总的调心力显著增大，对胶带纠偏效果很好。铰链式吊挂托辊组的优点：一是更换托辊时不停机。在输送物料过程中可将托辊组与胶带脱离随时更换，对载荷的适应性强。二是托辊组重量轻。由于它没有横梁所以比一般的托辊组重量轻许多。三是噪音低。因其属于挠性连接，所以可以吸收振动和冲击，运行平稳。这种托辊在国外得到了广泛的应用，国内也多次采用了这种结构的

25、托辊，但应注意铰链式吊挂托辊组不适用于井下输送机。因为输送机的倾角使胶带产生偏心横向力，胶带不易使输送机对中运动，造成运行的不稳定。该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。2.1.3 托辊的校核（一）上托辊的校核所选用的上托辊为槽形托辊，其结构简图如下：图5-7 槽形托辊结构简图（1） 承载分支的校核 查表2-74得，上托辊直径为89mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为4400N，大于所计算的，故满足要求。（2）动载计算承载分支托辊的动载荷：式中：运行系数，查表2-36，取1.2；冲击系数，查表2-37，取1.04；工况系数

26、，查表2-38，取1.00。则：故承载分支托辊满足动载要求。2.1.4 选辊子辊子是托辊的重要组成部分。根据直径和承载能力的不同，辊子可分为轻、中、重型三种；根据辊子的作用和外形可分为普通辊子、缓冲辊子、梳形辊子和螺旋辊子。由于槽型托辊的主要作用是承载，固只须选用普通辊子即可。托辊辊径与长度的选择必须符合GB/T990-1991带式输送机托辊基本参数与尺寸的规定。查DT（A）型带式输送机设计手册表1-8知适合输送带宽度B=1400mm的托辊直径为89mm、108mm、133mm和159mm四种。在本设计中，选择的托辊直径为133mm。由于槽型托辊要求能在一定角度内转动，故其长度选择可参照普通3

27、5槽形托辊架。查DT（A）型带式输送机设计手册表6-3，可选择L=530mm。又由同手册表6-26得：轴承型号为6305/c4，d=25 mm , b=18 mm , h=8 mm , f=17 mm,旋转部分质量为8.21kg,质量为10.7kg，图号为DTGP3306。其示意图如下图2-1所示：图2-1 槽型托辊辊子2.2 架的设计2.2.1 槽型托辊架的设计根据以上选定的槽型托辊棍子来设计槽型托辊架，如图：图2-2 槽型托辊架根据普通托辊棍子的尺寸数据，由L=530mm，可设计L1=540mm，由于h=8mm，D=133mm，可设计托辊架竖架的厚度为b1=8mm，宽度为H=100mm，材

28、料选用1008的热轧扁钢（GB/T704-1988）制造。因托辊架横架要承载辊子，又根据已选择的托辊架竖架要焊接在托辊架横架上，需留出一定的焊接长度，最终设计选择长度L2=566mm的100485.3的槽钢（GB/T707-1988）制造，根据普通托辊棍子b=18mm，可设计托辊架竖架的B=18mm；由于d=25mm，可设计托辊架竖架的d1=25mm，根据D=133mm，托辊不能与托辊架横架互相干涉，必须留出足够的安全距离，因此设计L3=75mm，L4=85mm；由于本次设计的槽型托辊架可以在一定的角度内自由转动，因此设计成槽型托辊架与槽型托辊架支架之间靠销轴连接，根据经验，销轴选择材料为35

29、钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882 32117（GB/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之配合的开口销选择公称直径d=8mm、长度l=60mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 860（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格32mm、性能等级160HV、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 32（GB/T 97.3-2000）。平垫圈是标准件，其

30、具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷P5-155。2.2.2 槽型托辊架支架的设计根据以上设计的槽型托辊架来设计槽型托辊架支架，如图2-3所示：图2-3 槽型托辊架支架由于槽型托辊架支架和槽型托辊架相互配合，对其起到支撑作用，因此d1=32mm，根据经验，设计L1=50mm；根据普通托辊在中间架上的装配距离H1=198.5mm，E=1800mm，H2=573mm，查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第一卷，竖架最终设计成长度为L4=264mm的5014的热轧扁钢（GB/T704-1988），竖架焊接在长度L3=1800mm的140586的热轧槽钢（GB/T707-1988）

31、上，其中 L2=274mm，L5=140mm，L6=14mm，L7=100mm。由于架的承载重量比较大，因此材料可以选择Q235。2.2.3 整架在整机中的安装图2-4 整架安装图整个托辊架按图2-4所示安装在中间架上。如图，在中间架上固定槽型托辊架支架，再在槽型托辊架支架两支竖架上安装槽型托辊架，由于槽型托辊架有一定的偏心距离，故其可以在一定的范围内自由转动。在输送带正常输送物料时，由于物料有向下的压力，托辊会自然形成一定的角度，形成槽型，防止输送带跑偏，物料溢出。在刮水器刮水时，平行托辊组上升，把输送带托平，此时本托辊角度会随受力的改变而自由改变，不会对刮水动作产生干涉。2.3 平托辊组架

32、的设计在本设计中，平托辊组架是通过拉杆拉动升起到驱动托辊的高度，从而把输送带展平，并且在刮水器刮水时承载输送带。2.3.1 选辊子刮水器无论是在工作时还是非工作时，平托辊组都只起承载作用，故选普通辊子即可。由B=1400mm,知辊子长度应与其大体相等，直径可选与槽型托辊架辊子相同。查DTII（A）型带式输送机设计手册表626可选择：D133mm,L=1400mm,旋转部分质量为19.28kg，质量为24.99kg,图号为DTGP3313，轴承型号为6305/c4,d=25mm,b=18mm,h=8mm,f=17mm。考虑到实际情况，本设计中平托辊组辊子的个数设计为6个。2.3.2 架的设计由结

33、构要求，可将平托辊架设计如图2-5所示：图2-5 平托辊组架由于本设计中所要刮的物料是水，由于其有较好的流动性和相对较轻的重量，故本设计中平托辊组架设计成把辊子直接安装在长为1198mm的规格为1008的热轧扁钢（GB/T704-1988）上,为了保证整个平托辊组架不会发生形变或承载不住的情况发生，并且考虑到结构要求，用长1410mm，规格为6310的热轧等边角钢（GB/T9787-1988）焊接在两热轧扁钢的两端。在平托辊架的下面，焊接另一热轧等边角钢，其长度为1426mm，规格为6310（GB/T9787-1988）。其作用是：1、增加整个平托辊组架的结构强度，防止其变形或是发生承载不住的

34、情况；2、依靠本设计中的平托辊架支撑架，在刮水器未刮水时起定位作用。平托辊组架受的压力比较大，因此选择比较好的碳素结构钢Q235制造。具体的尺寸设计见平托辊组架的零件图。2.4 平托辊组架支撑架的设计在本设计中，当刮水器未刮水时，平托辊组架起着承载输送带的功能，由装配图可以得知，为保证整个机构的安全可靠，需在平托辊架下设计一个支撑架。其结构如图2-6所示。图2-6 平托辊组架支撑架在本设计中，当刮水器未刮水时，平托辊组上辊子的位置和高度同普通槽型托辊中平行托辊的位置和高度相同，根据以上设计的平托辊组架的尺寸，和中间架的尺寸数据，很容易计算出此支撑架的尺寸，具体数据见零件图。因热轧槽钢具有较好的

35、抗弯能力，不易变形，能承受的应力大，因此在本零件中，设计成2个长度为61mm，规格为3025的热轧扁钢（GB/T704-1988）焊接在长度为1800mm，规格为10048的热轧槽钢（GB/T707-1988）上，考虑到经济性，平托辊组架支撑架选用碳素结构钢Q195制造。具体焊接位置见零件图。2.5 平托辊组架拉杆的设计在本设计中，拉杆上升的高度即平托辊组架需上升的高度，在刮水器未工作时，平托辊组架的辊子的高度同普通槽型托辊平托辊辊子的高度相同，其高度为：H1+D/2=198.5+133/2=265mm；在刮水器刮水时，平托辊组架的辊子的高度为：H=380mm。考虑到结构强度，两拉杆分别设计成

36、厚度为14mm和25mm，用材料为Q235的热轧扁钢制造。根据图2-8中拉杆支架的尺寸和中间架之间的距离E=1800mm，以及以上的计算数据，最终设计的两拉杆的结构如图2-7所示。图2-7 拉杆对于拉杆一，d1=34mm，b1=80mm，b2=14mm，L=433mm；对于拉杆二，d1=34mm，b1=85mm，b2=25mm，L=750mm；两拉杆与平托辊组架配合处选择销轴连接，销轴选择材料为35钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882 3264（GB/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之

37、配合的开口销选择公称直径d=8mm、长度l=60mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 860（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格32mm、性能等级160HV、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 32（GB/T 97.3-2000），平垫圈是标准件，其具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷。2.6 拉杆支架的设计拉杆支架是与拉杆相配合的，起到支持拉杆的作用。考虑到结构的紧凑性和拉杆的尺寸，以及两中间架之间的距离E=1800mm，本设

38、计的拉杆支架的结构如图2-8所示。图2-8 拉杆支架根据零件之间相互配合的关系和已经计算的尺寸数据，可知拉杆支架有两个，其尺寸因放置的位置不同稍有所不同，对于两拉杆相配合处的拉杆支架，其尺寸数据为：L1=14mm，L2=122mm，L3=1780mm，L4=100mm，L5=40mm，d1=34mm，d2=80mm；对于另一拉杆支架，由于结构相似，除L2=147mm外，其他各尺寸数据均相同；本拉杆支架选择长度为80mm，尺寸数据为10014的热轧扁钢（GB/T704-1988）焊接在长度为1780mm，尺寸数据为10048的热轧槽钢（GB/T707-1988）上，具体焊接位置及详细尺寸数据见零

39、件图。对于拉杆支架在中间架上的焊接位置见装配图。拉杆支架与拉杆之间的配合处选择销轴连接，销轴选择材料为35钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882 3261（GB/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之配合的开口销选择公称直径d=8mm、长度l=60mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 860（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格32mm、性能等级160HV、

40、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 32（GB/T 97.3-2000），平垫圈是标准件，其具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷。2.7 机架与中间架的选择机架式支承滚筒及承受输送带张力的装置。（1）机架有四种结构如图所示。可满足带宽5001400、倾角、围包角多种形式的典型布置。并能与漏斗配套使用。图6-1 机 架a.01机架：用于倾角的头部传动及头部卸料滚筒。选用时应标注角度。b02机架：用于倾角的尾部改向滚筒或中间卸料的传动滚筒。c03机架：用于倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒，围包角小于或等于。d04机架：用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于单滚筒传动

41、，也可以用于双滚筒传动（两组机架配套使用)。围包角大于或等于。e01，02机架适于带宽5001400mm；03，04机架适于带宽8001400mm。(2).本系列机架适用于输送带强度范围；CC-56棉帆布38层，NN-100300尼龙带及EP-100300聚酯带36层；钢绳芯带ST2000以下。(3) 滚筒直径范围：5001000mm。(4) 中间架用于安装托辊。标准长度为6000mm，非标准长度为30006000mm及凸凹弧段中间架；支腿有I型(无斜撑)、H型(有斜撑)两种。中间架和中间架支腿全部采用螺栓联接，便于运输和安装。中间架为螺栓联接的快速拆装支架，它由钢管、H型支架、下托辊、和挂钩

42、式槽形托辊组成，是机器的非固定部分，钢管作为可拆卸的机身，用弹性柱销架设在H型支架的管座中。柱销固装在钢管上，只是打入的位置适当转动钢管，就能方便地从管座中抽出或放入。图6-2 中间架槽形托辊轴的两端加工成矩形，这样就可以把单个滚筒放进机架中，即可以定位又可以起到固定轴的作用。因为皮带运输机的滚筒很多，损坏的也经常，当辊子需要维修时，就可以快速取下，以便于维修和更换，对运输很小，提高了工作效率。这就是快速拆装的特点。中间架作为输送机架的一部分，输送机架的选型即决定了中间架的型式。输送机的机架随输送机类型的不同而不同，有落地式和吊挂式，而落地式又有钢架落地式和绳架落地式，吊挂式有钢架调挂式和绳架

43、吊挂式等种类。本设计是属于DT型固定式，选用钢架落地式机架。该种机架机身机构简单，节省钢材，安装、拆卸方便，不易跑偏等特点。中间架为标准件，由不同的用途和外形，中间架可分为直线中间架、凹弧中间架和凸弧中间架三类；由承载能力的不同又可分为轻中型系列中间架和重型系列中间架。在本设计中，知选用轻中型系列中间架。查DT（A）型带式输送机设计手册表9-32得，A=1740 mm,A1=1800 mm,钢材规格为槽钢 140608。中间架结构如图2-9所示。图2-9 中间架2.8 支撑架的选择因热轧槽钢具有较好的抗弯能力，不易变形，能承受的应力大，因此在本零件中选择规格为140608的热轧槽钢焊接在中间架

44、上，因为此支撑架承载的力比较大而且复杂，因此设计了在支撑架与中间架相配合处焊接了一块14014的热轧扁钢，不仅加固了支撑架与中间架之间的连接，而且在安装时可以起到定位的作用。由于热轧槽钢和轴之间的接触宽度只有8mm，这样会产生很高的应力，对两零件的磨损都比较大，因此在轴和支撑架的配合处焊接了一14020的热轧扁钢，左右支撑架因与轴配合处轴的尺寸不同，在结构上稍有不同，其示意图如图2-10所示。图2-10 支撑架对于左支撑架，其尺寸数据：L1=160mm，L2=140mm，L3=20mm，L4=140mm，L5=70mm，L6=14mm，L7=759mm；对于右支撑架，其尺寸数据：L1=80mm

45、，L2=140mm，L3=20mm，L4=140mm，L5=70mm，L6=14mm，L7=759mm；2.9 托辊驱动架的设计当刮水器刮水时，电动推杆推动摇杆转动，摇杆使轴转动，托辊驱动架和轴之间靠键连接，轴转动的同时使托辊驱动架随之转动相同的角度，最终使刮水托辊辊子和展平的输送带接触，实现刮水动作，考虑到在刮水器未刮水时刮水托辊辊子不能干涉输送带的正常工作，必须留出足够的安全空间，本设计的刮水托辊的极限位置如图：图2-11 刮水托辊极限位置由于托辊驱动架中间要穿过输送带，因此采用了门式结构设计。整个门架用槽钢和扁钢焊接而成，这样可以保证整个结构的刚度和满足结构的需要，使其在驱动平托辊组架、

46、受力较大时，不会发生挠性变形。由于托辊驱动架要与活节螺栓铰接，故其上面还应焊接一提耳。此外，托辊驱动架是通过中间的转轴实现转动的，在本设计中是用键来实现托辊驱动架的转动。由刮水托辊在输送带上方对称分布，由刮水托辊上提耳的z方向的位置可以确定托辊架上的提耳z方向的位置，从而确定托辊驱动架顶端z方向的位置，由刮水托辊架的旋转角度及其极限位置，可以确定托辊驱动架和转轴配合的位置，由平托辊组架拉杆的尺寸数据及其位置，最终确定托辊驱动架整体的位置。托辊驱动架具体尺寸数据见零件图。拉杆与托辊驱动架配合处选择销轴连接，销轴选择材料为35钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882

47、 3262（GB/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之配合的开口销选择公称直径d=8mm、长度l=60mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 860（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格32mm、性能等级160HV、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 32（GB/T 97.3-2000），平垫圈是标准件，其具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷。刮水托辊拉杆与托辊

48、驱动架配合处选择销轴连接，销轴选择材料为35钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882 2580（GB/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之配合的开口销选择公称直径d=8mm、长度l=50mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 850（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格32mm、性能等级160HV、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 25（GB/T

49、 97.3-2000），平垫圈是标准件，其具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷。托辊驱动结构如图2-12所示。图2-12 托辊驱动架2.10 刮水托辊拉杆的设计由于制造和安装时的误差造成刮水器刮水时造成刮水托辊辊子不能和输送带达到理想的接触距离，当两者之间的距离偏大时，在刮水器刮水时造成遗漏现象；当两者之间的距离偏小时，在刮水器刮水时辊子和输送带之间的压力太大，对输送带的磨损太大，而且此时对刮水器横向的力很大，会对刮水器造成隐患；因此需要调节两者之间的距离。在本设计中，刮水托辊拉杆设计成三段，由两个活节螺栓和一个有内螺纹的杆组成，活节螺栓的螺纹分别制造成左旋和右旋，靠拉杆中段

50、的旋转使活节螺栓同时旋进或旋出，从而达到调节距离的目的。活节螺栓选用材料为Q235的碳素结构钢制造，拉杆中段选用材料为ZG 270-500的铸钢制造，内螺纹直径为M30。本设计的刮水托辊拉杆结构简单，调节良好，经济实用。其具体尺寸数据见零件图。刮水托辊拉杆结构如图2-13所示。图2-13 刮水托辊拉杆2.11 电动推杆的选择DG系列电动推杆是一种将电能转换成往复运动机械能的通用机械手，适用于各种复杂或简单的工艺流程，具有结构紧凑，安装方便，使用可靠，维修简单，节约能源等优点。与液压气动系统相比不但省掉了繁杂的系统和减轻了重量，而且不受气候及环境的限制，可实现远距离集中或自动控制广泛应用于冶金、

51、矿山、电力、煤炭、交通、粮食、化工、建材等部门。在刮水器中电动推杆起驱动作用。当电动推杆电机正转时，推杆推出，刮水托辊抬起，驱动杆推动平托辊组架下落，胶带自然恢复槽形，胶带上的煤流就正常通过，不会向外溢煤。当电动推杆电机反转时，此时推杆返回，刮水托辊下落，驱动杆带动平托辊组架上升，把胶带展平，同时刮水托辊下落贴紧展平的胶带，开始刮水。当刮水器刮水时，带速一般应小于2.5m/s，由于水的密度相对较小，参考以往的经验数据，查机械设计手册第五版第四卷（化学工业出版社）表17-3-2，选D型DG型电动推杆，额定推力300kgf，根据结构，额定行程选400mm，电动机型号DG 300 40 MD YZA

52、7134。在选择电动推杆时，额定行程应大于负载实际行程+60mm，电动推杆的额定推力应大于负载力的1.3倍。电动推杆本身据有额定推力过载保护装置和行程调节机构。推杆在制造时已经设定了额定推力，当意外推力超过额定值时，会立即自动断电停车，保护系统不被破坏。但是绝对不能以此作为正常运行的终点开关使用。行程调节机构可在额定行程范围内任意调节工作行程范围，相应的外行程开关可与微机联网实现自动控制。2.12 电动推杆支座的设计电动推杆支座用来支撑电动推杆，并使电动推杆可在一定的范围内绕着转轴转动。为了装配及拆卸的方便，并保证电动推杆能转动灵活，电动推杆支座设计成两个支架用螺栓安装在支座底板上，底板焊接在

53、中间架上。电动推杆支座没什么特殊要求，选用Q195的普通碳素结构钢制造。具体的尺寸设计见零件图。2.13 摇杆的设计摇杆连接电动推杆和转轴，从而传递扭矩，其尺寸数据根据转轴和电动推杆确定。摇杆是铸造的，因此在设计时要考虑铸件设计的工艺性和铸件结构要素。像铸造摇杆时，要考虑最小壁厚、壁的连接、壁厚的过渡、最小铸孔、铸造斜度、铸造公差、铸件材料以及外壁、内壁和筋的厚度的选择。本设计摇杆选球墨铸铁制造。摇杆的示意图如下图2-14所示，其具体尺寸数据见零件图。摇杆与电动推杆之间的配合处选择销轴连接，销轴选择材料为35钢、热处理硬度2838HRC、表面氧化处理的B型销轴：销轴 GB 882 1450（G

54、B/T8822000），销轴是标准件，具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.361；与之配合的开口销选择公称直径d=4mm、长度l=40mm、材料为Q235、不经表面处理的开口销：销GB/T 91 440（GB/T 91-2000），开口销也是标准件，其具体尺寸数据可查机械设计手册新版（机械工业出版社）第二卷表6.359；与之配合的销轴用平垫圈选择规格14mm、性能等级160HV、不经表面处理的平垫圈：垫圈 GB/T 97.3 14（GB/T 97.3-2000），平垫圈是标准件，其具体数据可查机械设计手册第五版（化学工业出版社）第二卷。图2-14 摇杆2.14 转轴的

55、设计转轴和支撑架、摇杆、刮水托辊拉杆、活节螺栓等配合，根据前面已设计的零件确定了转轴的尺寸数据，转轴的结构如图2-15所示。其具体尺寸数据见零件图。图2-15 轴2.14.1 键的选择键连接是通过键来实现轴和轴上零件间的周向固定以传递运动和转矩。其中，有些类型的键还可实现轴向固定和传递轴向力，有些类型的键还能实现轴向动连接。在本设计中，键起周向固定以及传递转矩，因此选择普通型平键，键的侧面为工作面，靠侧面传递力，对中性好，装拆方便，定位精度较高，普通平键中B型键用盘铣刀在轴上加工键槽，应力集中较小，因此本设计中选择B型普通平键。根据机械设计手册第五版第二卷表5-3-18，轴与摇杆配合处的键尺寸

56、bh为149，L为70mm，极限偏差h14（摘自 GB/T 1095-2003）；轴与托辊驱动架配合处的键尺寸bh为1811，L为50mm，极限偏差h14（摘自 GB/T 1095-2003）。图2-16 键2.15 公差与配合的选择在本设计中，多处用到销轴、螺栓、螺钉连接。在设计时，需分别选择公差等级。在槽型托辊辊子与托辊架配合处，要保证辊子不会上下摆动或转动及可装配性，选择过渡配合。由于辊子是标准件，因此选择基轴制，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-44，基本尺寸至500mm的基轴制优先选用配合（GB/T 1801-1999），对于过渡配合优先选择k8/h7，查机械设计手册第五版第一卷表

57、2-2-45，孔25的极限上偏差ES=+0.031mm，极限下偏差EI=-0.023mm，最终确定孔的公差为。对于上托辊架与上托辊支架配合处，由于上托辊需要在一定范围内能自由转动，因此选择间隙配合。查机械设计手册第五版第一卷表2-2-44，对于间隙配合优先选择F8/h7，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔32的极限上偏差ES=+0.089mm，极限下偏差EI=+0.025mm，最终确定孔的公差为。对于转轴与右支撑架配合处，由于右支撑架只其支撑及轴向定位作用，转轴需能自由转动，因此选择间隙配合。查机械设计手册第五版第一卷表2-2-44，对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册

58、第五版第一卷表2-2-45，孔50的极限上偏差ES=+0.450mm，极限下偏差EI=+0.130mm，最终确定孔的公差为。对于转轴与左支撑架配合处，由于右支撑架只其支撑及轴向定位作用，转轴需能自由转动，因此选择间隙配合。查机械设计手册第五版第一卷表2-2-44，对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔60的极限上偏差ES=+0.520mm，极限下偏差EI=+0.140mm，最终确定孔的公差为。对于转轴与摇杆配合处，由于摇杆需传递转矩，因此选择过盈配合。查机械设计手册第五版第一卷表2-2-44，对于过盈配合优先选择N8/h7，查机械设计手册第五版第一卷表

59、2-2-45，孔50的极限上偏差ES=-0.022mm，极限下偏差EI=-0.042mm，最终确定孔的公差为。对于托辊驱动架和刮水托辊架与活节螺栓配合处，由于活结螺栓需自由转动，因此选择间隙配合。对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔25的极限上偏差ES=+0.370mm，极限下偏差EI=+0.110mm，最终确定孔的公差为。对于电动推杆与电动推杆支架配合处，由于电动推杆需在一定角度内能自由转动，因此选择间隙配合。对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔25的极限上偏差ES=+0.370mm，极限下偏差EI=+0

60、.110mm，最终确定孔的公差为。电动推杆支架与底板间靠螺栓连接，选择间隙配合，对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔16的极限上偏差ES=+0.260mm，极限下偏差EI=+0.080mm，最终确定孔的公差为。平托辊组架与平托辊组架拉杆之间的连接选择间隙配合。对于间隙配合优先选择C11/h11，查机械设计手册第五版第一卷表2-2-45，孔32的极限上偏差ES=+0.440mm，极限下偏差EI=+0.120mm，最终确定孔的公差为。拉杆与拉杆支架之间同样选择C11/h11的间隙配合，最终确定孔的公差为。2.16 清扫装置输送机在运转过程中，不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面，通过卸料装置后不能完全卸净，表面粘有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时，由于物料的积聚而使其直径增大，加剧托辊和输送带的磨损，引起输送带跑偏。而且，不断掉落的物料还污染了场地环境。因此，清扫粘结在输送带表面的物料，对于提高输送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义。结 论本设计的刮水器的工作原理为：它以一台手电两用、行程可调的电动推杆为动力源，电动推杆的电控箱控制动作，工作时推杆缩回，作用于摇杆，摇杆带动转轴转动，转轴带动托辊驱动架转动，托辊驱动架带动平托辊组架做平行上升运动从而把胶带展平，与此同时完成刮水托辊下落，