淬火运输到仓库

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1、前言3一、设计题目4二、工作条件4三、生产要求4四、淬火设计方案5五、淬火设计内容125.1淬火的概念125.2淬火的目的125.3亚共析钢135.4淬火工艺145.5热处理连续作业炉19六、运输设计方案20七、运输设计内容21八、设计小结28九、参考文献29十、附录30、&4刖言当今世界，科学技术日新月异，以信息技术和生物技术为代表的 高新技术产业迅猛发展，科技与经济的结合日益紧密，知识对人类社 会经济和生活的影响日趋明显，人类社会已经步入了以知识的生产、 分配和使用为基础的、以创造性的人力资源为依托的、以高科技产业 为支柱的知识经济时代。知识经济的社会是创新的社会，创新是知识 经济的灵魂，

2、创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。没有创 新就没有新兴技术，经济的发展也就成了无源之水，无本之木。为了适应21世纪人才培养的要求，必须更新教育观念，探索教 育改革之路，而教育改革的重点是加强学生素质教育和创新能力的培 养。创新是科学技术和经济发展的原动力，当今世界各国之问在政治、 经济、军事和科学技术方面的激烈竞争，归根到底是综合国力的竞争， 实质上就是科技创新能力和人才的竞争，而人才竞争的本质是人才创 造力的竞争。在培养具有创新能力的跨世纪的高素质人才上，高等教 育具有义不容舌辛的重要责任。因此，在深化教育体制改革，全面推进 素质教育的今天，极有必要在高等院校中开设机械创新设计课程，

3、以 便培养学生的创新意识，掌握创新设计的基本理论和方法。这也是体 现理论与实践相结合，知识服务于经济建设的有效举措。一、设计题目：某轧钢车间年产100万吨方钢(100mmX 100mm )，距离仓库20 m，仓库尺寸(100X20X8m3)，现需设计： 、淬火运输到仓库 、退火运输到仓库 、仓库存储机械(堆垛机) 、质量检验设备 、自动化存储设备我此次设计就是针对淬火运输到仓库这一题目来进行设计，先把 方钢淬火冷却，而后运输到仓库门口，其中轧钢车间生产的方钢的材 质为45钢。二、工作条件一天三班制，每班工作8个小时；一年365天，除去节假节假日和机器检修时间，一年工作300天;机器连续运转；大

4、批量生产。三、生产要求经过轧钢车间生产生成的方钢，首先45钢经过淬火工序形成亚共析钢而后经过冷却工序，完成生产要求，最后经过 运输设备把最后生成的方钢输送到具该生产工序的20m处的仓库门 口。由于轧钢厂年产量为100万吨方钢（100mmX 100mm ），即 1000000t/300 天二 3333.3 t/天也就是说，每小时的加工吨数为：3333.3/24 = 138.8875 t/小时约为138.9 t/小时 每个方钢的质量为：7.85*103 kg/m3 * 0.1m * 0.1m * 0.1m=7.85 kg/个则每小时需加工的方钢数量为：138.9 （t/小时）/ 7.85 （kg/

5、个）=17694 个/小时因此，根据此次创新设计要求，我们需要设计大型淬火冷却设备， 来满足设计要求。四、淬火设计方案钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3 （亚共析钢）或Ac1 （过 共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化， 然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温） 进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合 金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处 理工艺称为淬火。1、槽体结构：大型淬火槽一般为方形或圆形，容积多为几到几 十立方米，大型淬火槽可达100立方米以上。槽体以612mm钢板焊 接而成，四周由角钢或槽钢加强

6、，当淬火槽较深时，高度方向也要以 型钢加固，使其具有足够的强度和刚性，以防运输安装时变形。底部 应有由槽钢制成的底座，便于运输和安装。2. 淬火介质入口的设置：由于淬火槽较大，特别是深度较深 时，为保证淬火介质沿高度方向温度的均匀性，在槽体高度方向设置 多层进口，每层由几个小孔组成，小孔可呈一定角度，以便槽内液体 在上升的同时可以纵横流动或形成扰流，但应避免涡流。冷却装置为 空气冷却器，这种冷却淬火介质的方法是一种不更换淬火介质的冷却 方法，省去了巨大的储液箱。同时，空气冷却器体积小，占地少，节 水，节电，直接空冷，无须水池、冷却塔和板式换热器等传统设施， 安装使用方便。3. 淬火介质的加热和

7、冷却： 为创造更大的生产空间，淬火 介质的加热和冷却装置应尽量远离淬火槽，采用分离式的加热和冷却 装置。这样，淬火槽变得简洁，便于维修。常用的加热装置为电热 箱，由管状电热器、箱体组成，根据淬火槽容积的大小，加热功率可 选择 18 KW、24Kw、36Kw 等。4. 淬火槽与加热和冷却装置的连接可采用不同的连接方法：方案一：见图1，电热箱和空气冷却器串联，这种连接方法的 优点是连接简单，加热和冷却的转换不用开关节门，只需控制电热箱和空气冷却器的工作状态。但维修时只要维修其中的一个，整个系统 就须行。回路阻力较大。淬火梧图1电热箱和空气冷却器串联图方案二：见图2,电热箱和空气冷却器并联，这种连接

8、方法的优 点是加热和冷却回路分为两个回路，其中的一个有故障时，回路仍可 接通。回路阻力较小。但加热和冷却的转换须用开关节门控制。方案三：换热装置是一种既能对介质加热、又能冷却的装置，采 用这种装置会使对淬火介质温度的控制，变得更为简单、易行。见图 3。在淬火介质温度正常的情况下，只需淬火介质循搅拌时，使电热 箱和空气冷却器或换热装置停机，开启泵和节门即可。图2 .电热箱和空气冷却器并联圜2掩执转窖的证摆园5. 排烟装置：排烟装置的选择既要起到排烟的作用，又要考虑到便 于操作。吸风罩应按照淬火槽截面的大小来选择，比较几种吸风罩的特 点，选择分组式槽边侧吸罩较为适合，所占空间小，吸风罩在淬火槽 上

9、的高度小，效果较好。当截面较大时，应选择吹吸式槽边侧吸罩， 但这种方式较复杂，且吸风量需加大，不宜采用。依需要可增置油烟回收装置，既能回收油质，又能保护环境。6. 灭火装置：淬火油槽采用的灭火装置为氮气自动灭火装置。其工 作原理是：见图4，图5，当工件淬入油中瞬间引起火苗时，灭火装 置并不启动，只有当火焰烧到安置在吸风口处的火焰检测电极时（此 时排烟系统正在工作），在电极上产生电信号，经专用电缆传至火焰 监测器，输出控制信号，使氮气管路上的电磁阀动作，由分布在淬火 槽上部的喷气嘴喷出氮气，在油面上形成氮气幕达到灭火目的。在喷 氮气时连锁关闭排烟风机，以免氮气被排走，影响灭火效果。在方形 油槽上

10、，喷气嘴通常置于长边上，交错分布，每边24个，根据边 长决定。若为井式油槽则均匀分布于圆周上，喷向应向下有一定的角 度，稍偏离中心使气流形成旋涡状。见图6。图4氮气自动灭火装置工作原理图图5 火焰探测电极和氮气喷嘴位置图1一火焰探测电极2吸风罩3氮气喷嘴图6氮气喷嘴分布图7. 余热利用：为合理利用热能，在空气冷却器的热风出口 处设置三通管道，并配备手动碟阀用以转换热风的流向。在夏季 把被淬火介质加热的空气直接排放到室外，在冬季则通过碟阀把 热风排放到室内，用于热风采暖。或者是利用空气转换器来实现余热利用。空气换热器的构造原理、特点：加热炉为了降低能耗，在烟道中 设置空气换热器，以回收烟气中的大

11、量余热，达到节约燃料、降低生 产成本，提高燃烧温度、增加炉子的产量。空气换热器是余热利用的 理想设备，在轧钢加热炉、热处理炉、锻造加热炉等各种工业炉窑上 得到广泛应用。炉用空气换热器的种类很多，目前国内外绝大多数采 用的是金属换热器，空气换热器是利用炉窑排除的尾气热量将空气预 热至一定温度后返回炉内助燃或用于其他设备。金属换热器具有体积 小、热交换率高、严密性好、结构简单等特点。五、淬火设计内容5.1淬火的概念将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷 介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、 矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广 泛用于各

12、种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、 渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金 属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机 械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的 钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢 提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温 度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将 钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织 相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应 力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此

13、必须 选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介 质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。5.2淬火的目的淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体 或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、 硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具 的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐 蚀性等特殊的物理、化学性能。5.3亚共析钢常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%，所 以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一部分要与渗碳体 形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁

14、素体+珠 光体。碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低， 但塑性越好，这类钢统称为亚共析钢。亚共析钢的基本组织是珠光体+铁素体，只有加热到Ac3以上时， 铁素体才能全部溶解于奥氏体中（见图7铁碳相图）。当加热温度超过 Ac3一定温度并经过保温后使奥氏体的化学成分均匀化，淬火以后便 能得到均匀一致的马氏体组织。如果加热温度低于Ac3，而在Aci与Ac3 之间的话，这时钢的组织将是奥氏体与铁素体的混合物。淬火后奥氏 体发生马氏体转变而铁素体则不发生变化，将得到马氏体与铁素体的 混合组织，称作“不完全淬火”组织。不但硬度不高，更严重的是工 件在回火后的力学性能变坏。由此可见，亚共析钢淬

15、火时，必须加入 到Ac3以上。但是亚共析钢的淬火温度也不能超过Ac3过多，如果超过 太多，将使工件出现显著地过热现象，淬火后得到极粗的马氏体，称 作“过热”组织，使工件力学性能降低，特别冲击韧性下降，同时也 怎家了淬火钢的应力。故亚共析钢通常的加热规范为：碳钢：A +3050C；c3合金钢：Ac3+5070C。45钢的加热温度见附录1。但是，在实际生产中，亚共析钢的淬火加热温度，往往稍微高出 这个范围。例如，40钢的Ac3为790C，淬火加热温度常在830850C 之间，高出Ac34060C.这时因为加热到这一温度，可以加速奥氏体 的形成，并使奥氏体的化学成分易于均匀，同时在这样的温度下，并

16、不至于使奥氏体品粒过分长大。亚共析钢淬火时由于加热不足、保温不够，或者加热温度过高等 原因尝试的组织缺陷，都可以通过显微镜分析来检验，也可以根据断 口的形状来判断。在智能广场情况下，端口应为灰色的瓷状断口；过 热时，将出现粗颗粒断口，加热不足时，将出现纤维状断口，而没有 光泽。5.4淬火工艺1. 淬火介质的选择：有聚乙烯醇水溶液和三硝水溶液等。聚乙烯 醇常用质量分数为0.1%0.3%之间的水溶液，共冷却能力介于水和 油之间。当工件淬入该溶液时，工件表面形成一层蒸汽膜和一层凝胶 薄膜，两层膜使加热工件冷却。进入沸腾阶段后，薄膜破裂，工件冷 却加快，当达到低温时，聚乙烯醇凝胶膜复又形成，工件冷却速

17、度又 下降，所以这种溶液在高、低温区冷却能力低，在中温区冷却能力高， 有良好的冷却特性。三硝水溶液由25%硝酸钠+20%亚硝酸钠+20%硝 酸钾+35%水组成。在高温（650500C）时由于盐品体析出，破还图7铁碳相图蒸汽膜形成，冷却能力接近于水。在低温(300200C)时由于浓度 极高，流动性差，冷却能力接近于油，故其可代替水一油双介质淬火。当用淬火剂的稀释溶液冷却热的金属时，液体有机聚合物会在 金属表面沉积，形成一层薄膜。可以通过调节薄膜的厚度部分地控制 金属的冷却程度。薄膜的厚度则是通过调节淬火浴中淬火剂的浓度来 完成。也可通过调节淬火液的温度或搅拌程度来控制冷却。淬火剂 跟其他的水溶性

18、聚合物淬火液(剂)的主要区别在于：控制热转换的 多聚物成分不同。2. 淬火剂特性和优点(1) 淬火剂水溶液在常温下均匀透明溶液，当温度升高时，淬火 剂溶解度反而会下降，溶液就从透明变为混浊，到达74C时聚合物 的线型大分子就会从水中析出，并与水完全分离。(这叫做逆溶性， 74C就是逆熔点)。(2) 通过调整其水溶液的浓度，可在很大范围内调整其冷却能力， 可以得到介于水油之间，以及相当于油或者更慢的冷却速度，也可以 和Quench PA配比使用来调节冷却曲线。 淬火剂需要最少量的添 加处理，因为它们和普通的聚乙烯醇和溶解油相比，不易变质和被氧 化。主要的添加工作就是补充蒸发损失掉的水。(3) 淬

19、火剂和普通的油性淬火油(剂)相比，能除去烟尘、煤灰 和残杂物。使设备维护和工厂清洁工作变得轻松简单。(4) 淬火剂是一种高分子聚合物水溶性淬火剂，选用国外优质原 料精制而成，具有独特的逆溶性，(一般称之为浊点效应)安全，环 保，使用寿命长，使用成本低，现在国际油价越来越高，国家对环境 保护愈来愈严的大气候下，逐渐成为热处理行业的首选淬火介质。 安全环保淬火剂完全不燃烧，无火灾危险，无毒，无油烟，使工作 环境大大改善，满足环保部门对企业的环保要求。(5) 淬淬火剂主要用于各类碳素钢，低合金结构钢、弹簧钢、渗碳 钢、轴承钢制工件做增体浸淬和感应加热淬火.淬火剂不使用与有二 次硬化特性的钢件(如冷热

20、模具钢和高速钢)淬火剂一般不适于淬 经过盐浴炉加热后的工件.3. 淬火槽与加热和冷却装置的连接方法：换热装置是一种既能对介质加热、又能冷却的装置，采用这种装 置会使对淬火介质温度的控制，变得更为简单、易行。见图3。在淬火介质温度正常的情况下，只需淬火介质循搅拌时，使电热箱和空气 冷却器或换热装置停机，开启泵和节门即可。淬火搏4.换热装置 ff管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成，冷、热 流体之间通过管壁进行换热的换热器。管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备，在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中得到普鑫用，是在高温高压和大型换热器中的图占据绝对优势。通常的工作压力可达

21、4兆帕，工作温度在200C以下，在个 别情况下还可达到更高的压力和温度。一般壳体直径在1800毫米以 下，管子长度在9米以下，在个别情况下也有更大或更长的。管壳式换热器主要由管箱、管板、管子、壳体和折流板等构成。 通常壳体为圆筒形;管子为直管或U形管。为提高换热器的传热效能， 也可采用螺纹管、翅片管等。管子的布置有等边三角形、正方形、正 方形斜转45和同心圆形等多种形式，前3种最为常见。按三角形 布置时，在相同直径的壳体内可排列较多的管子，以增加传热面积， 但管间难以用机械方法清洗，流体阻力也较大。管板和管子的总体称 为管束。管子端部与管板的连接有焊接和胀接两种。在管束中横向设 置一些折流板，

22、引导壳程流体多次改变流动方向，有效地冲刷管子， 以提高传热效能，同时对管子起支承作用。折流板的形状有弓形、圆 形和矩形等。为减小壳程和管程流体的流通截面、加快流速，以提高 传热效能，可在管箱和壳体内纵向设置分程隔板，将壳程分为2程和 将管程分为2程、4程、6程和8程等。管壳式换热器的传热系数， 在水-水换热时为14002850瓦每平方米每摄氏度W/(m(C)；用 水冷却气体时，为10280W/(m(C)；用水冷凝水蒸汽时，为570 4000W/(m(C)。管壳式换热器是换热器的基本类型之一，19世纪80年代开始就 已应用在工业上。这种换热器结构坚固，处理能力大、选材范围广， 适应性强，易于制造

23、,生产成本较低，清洗较方便，在高温高压下也 能适用。但在传热效能、紧凑性和金属消耗量方面不及板式换热器、 板翅式换热器和板壳式换热器等高效能换热器先进。5.5热处理连续作业炉选用推杆式连续炉。工业炉以单位时间单位炉底面积计算的炉子 加热能力称为炉子生产率。炉子升温速度越快、炉子装载量越大，则 炉子生产率越高。在一般情况下，炉子生产率越高，则加热每千克物 料的单位热量消耗也越低。因此，为了降低能源消耗，应该满负荷生 产，尽量提高炉子生产率，同时对燃烧装置实行燃料与助燃空气的自 动比例调节，以防止空气量过剩或不足。此外，还要减少炉墙蓄热和 散热损失、水冷构件热损失、各种开口的辐射热损失、离炉烟气带

24、走 的热损失等。金属或物料加热时吸收的热量与供入炉内的热量之比， 称为炉子热效率。连续式炉比间断式炉的热效率高，因为连续式炉的生产率高，而 且是不间断工作的，炉子热制度处于稳定状态，没有周期性的炉墙蓄 热损失，还由于炉膛内部有一个预热炉料的区段，烟气部分余热为入 炉的冷工件所吸收，降低了离炉烟气的温度。提高炉子热效率的基本措施是：充分提高燃烧效率，强化对工件 的传热；尽可能地连续生产和满负荷工作；设置预热器，对空气及 煤气进行预热，以回收烟气余热；采用比热容和热导率低的耐火材 料，以减少炉墙蓄热和散热损失。为了使炉温恒定和实现规定的升温 速度，除必须根据工艺要求、预热器和炉用机械型式、燃料和燃

25、烧装 置类别、工业炉排烟方式等确定优良的炉型结构外，还需要对燃料和 助燃空气的流量和压力，或对电功率等可控变量通过各种控制单元进 行相互调节，以实现炉温、炉气氛或炉压的自动控制。六、运输设计方案由于每小时的加工吨数为：3333.3/24 = 138.8875 t/小时约为 2.315 t/min每分钟运输的质量较大，因此在选择输送机时应考虑仔细。带式输 送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类） 相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠， 易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已 成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。带式输送机主

26、要 特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随采煤工作面的 推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设， 机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动 装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组 合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门， 是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等 优点。带式输送机还应用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶 等部门。因此此次设计选用带式输送机，来完成把经过淬火工序后的方钢 运输到仓库门口的工序。七、运输设计内容输送机的历史悠久，中国古代

27、的高转筒车和提水的翻车，是现代 斗式提升机和刮板输送机的雏形。输送机是在一定的线路上连续输送 物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜输 送机，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送 能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应 用十分广泛。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，以满足不同布置形式的作业线需要。输送机械按运作方式可以分为：（1）带式输送机；（2）螺旋输送机；（3）斗式提升机；（4）滚筒输送机；（5）计量输送机。7.1输送机的主要参数一般根据物料搬运系统的要求、物料装卸地点的各种条件、有关 的生产工

28、艺过程和物料的特性等来确定各主要参数。 输送能力：输送机的输送能力是指单位时间内输送的物料量。在输 送散状物料时，以每小时输送物料的质量或体积计算；在输送成件物 品时，以每小时输送的件数计算。由于轧钢厂年产量为100万吨方钢（100mmX 100mm ），即1000000t/300 天二 3333.3 t/天也就是说，每小时的加工吨数为：3333.3/24 = 138.8875 t/小时约为138.9 t/小时每个方钢的质量为:7.85*103 kg/m3 * 0.1m * 0.1m * 0.1m=7.85 kg/个则每小时需加工的方钢数量为：138.9 （t/小时）/ 7.85 （kg/个）

29、=17694 个/小时 输送速度：提高输送速度可以提高输送能力。在以输送带作牵引件 且输送长度较大时，输送速度日趋增大。但高速运转的带式输送机需 注意振动、噪声和启动、制动等问题。对于以链条作为牵引件的输送 机，输送速度不宜过大，以防止增大动力载荷。同时进行工艺操作的 输送机，输送速度应按生产工艺要求确定。对于通用带式输送机系统，只要将系统对中调整，承 载托辊面和滚筒面就很少会磨损。因此，实际上真正限制 承载托辊使用寿命的因素是轴承。轴承寿命的计算公式为：一亍;|或式中：知基本额定寿命（106转）；0基本额定寿命（小 时h）； C基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P 当量动载荷（N），

30、根据所受径向力、轴向力合成计算；#温度 系数，由表1查得；n轴承工作转速（r/min）； e寿命指数 （球轴承e = 3，滚子轴承= 3.3333 ）o随着载荷增加，当量载荷产生：阵以研+昭）式中：P当量动载荷，N；线径向载荷，N；岌轴向载荷， N； X径向动载荷系数；Y轴向动载荷系数；再一一负荷系数P =3i11 m 1n n m n其中，气(i= 1, 2, , n )为转速；P. ( i= 1, 2, ,n)为对应速 度下的载荷；q. ( i= 1, 2, , n)为轴承实际运转时间按百分率在对 应转速下的运转时间；I为计算转速。这表明，轴承的使用寿命很大程度上取决于载荷(成反比)，而

31、非速度。因此，如果由于对速度进行控制而使输送上的平均充填率一 直比较高，轴承的使用寿命就会降低。因此，输送机的转速只要速度不是特别大救行。 构件尺寸：输送机的构件尺寸包括输送带宽度、板条宽度、料斗容 积、管道直径和容器大小等。这些构件尺寸都直接影响输送机的输送 能力。带式输送机的组成如图8所示，主要其有:输送带、驱动装置(电 动机、减速机、软起动装置、制动器、联轴器、逆止器、传动滚筒、 改向滚筒、托辊组、拉紧装置、卸料器、机架、漏斗、导料槽、安全 保护装置以及电气控制系统等组成。1-头部漏斗；2-机架；3-头部扫清器；4-传 动滚筒5-安全保护装置；6-输送带；7-承载 托辊；8-缓冲托辊；9

32、-导料槽；10-改向滚筒;11-拉紧装置12-尾架；13-空段扫清器；14-回程托辊；15-中间架;16-电动机;17-液力偶合器；18-制动器；19-减速器；20-联轴器图8带式输送机组成示意图（1）传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之 间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻 型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨 距供选用。轻型：轴承孔径80 100哑。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊 接筒体结构。单向出轴。中型：轴承孔径120 180哑。轴与轮毂为胀套联接。重型：轴承孔径200 220哑。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸 焊结构。有单向出轴和

33、双向出轴两种。滚筒带式输送机滚筒分为光面、包胶和铸胶三种。在功率不大、 环境湿度小的情况下，可以采用表面摩擦因数小的光面滚筒；在功率 大、环境有潮湿、容易打滑的情况下，采用表面摩擦因数大的胶面滚 筒。传动胶面滚筒有光面、人字形和菱形三种表面形状。传动滚筒轴 功率（P）按式P = 1计算。AA 1000（2）托辊：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，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

34、面必须 光滑等。分单滚筒（胶带对滚筒的包角为210230）、双滚筒（包 角达350）和多滚筒（用于大功率）等。有槽形托辊、平形托辊、调 心托辊、缓冲托辊。槽形托辊（由25个辊子组成）支承承载分支， 用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏；缓 冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。（3）输送带：常用的有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工 作环境温度-1540C之间。物料温度不超过50C。向上输送散粒料 的倾角1224。对于大倾角输送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、 酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。带宽是带式 输送机的主要技术参数。（4）张紧装置：其作用是保证

35、输送带在传动滚筒的绕出端（即 输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间 产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定 值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力； 补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的 变化。 输送长度和倾角：输送线路长度和倾角大小直接影响输送机的总阻力和所需要的功率。 电动机功率计算电动机功率匕，按式P=扁卜计算: 式中门 传动效率，一般在0.850.95之间选取;门联轴器效率;每个机械式联轴器效率：门1=0.98液力耦合器器：孔=0.96；n 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算;二级

36、减速机：门二0.98X0.98=0.96三级减速机：门二0.98X0.98X0.98=0.94门一一电压降系数，一般取0.900.95。叩一一多电机功率不平衡系数，一般取门“=0.90 0.95，单驱动时，门=1。根据计算出的P值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电 动机功率。由式承载分支F承min3adm 输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

37、输送带在两组托辊间 的垂度小于一定值。 电动机选用：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/min，因为功率一定时，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54kw，所以需选用功率为60kw的电机输送带的选用：钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一 定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯 输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程 小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的 厚度小。传动滚筒的选

38、用：铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉， 螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。八、设计小结通过此次创新设计，使我更加扎实的掌握了有关金属热处理方面 和起重运输方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过 一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露 出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后 在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程 中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦 的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想 做的事，才能

39、在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远 不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认 可！此次创新设计给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时 又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了 我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具 体的认识。九、参考文献1 那顺桑.金属热处理300问.北京：化学工艺出版设，2007.2 中国机械工程学会热处理学会.热处理手册第四版第1卷.北京：机 械工业出版设，2008.3 沈庆通，梁文林.现代感应热处理技术.北京：机械工业出版设，2008.14 马伯龙，王建林.实用热处理技术及应用.北京：机械工业出版设，2009.15 成大先.机械设计手册（第五版）：单行本.起重运输件-五金件.北京:化学工业出版设，2010.1十、附录1常用钢的临界温度牌号临界温度/笆淬火Ac1Ac3Ms温度/C冷却方式硬度HBSAr1ArsMf35724802350860水5068077419045724780330840水596827515050725760300830水596907205055727774820水6369075560727766265820水63690743-2035SiMn750830330880900油5564540Cr743782355830860油5569373030