基于SOLIDWORKS的食品提升机设计

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1、基于基于 SolidWorks 的食品提升机设计的食品提升机设计 摘要摘要 波状挡边带式输送机在运行时不存在物料的内、外摩擦阻力，许用输送倾角大，具有能耗小，运行平稳、噪声小，占地面积小等优点，已广泛应用于冶金、矿山、港口、粮食和化工等多个领域。本次采用波状挡边带技术，设计的糖果提升机输送量为 3200 块/h，棉帆布挡边带带宽为 300mm，横隔板高度为 75mm，间距为 100mm，根据 JBT89081999，选用改向滚简直径 200mm，压带轮直径 200mm，其长度均为 350mm；托辊直径90mm，长度为 320mm；设计了 160mm 的五星轮支撑装置用来支撑提升机水平段下分支，

2、提升机整体布置形式为“S”型。该提升机可以组装在食品生产线中，在-2540下用于提升糖果，并可以根据需求调整机架高度。据此设计可用于不同承载对象的其它类食品提升机，降低机器设计难度，具有广泛的应用前景。 关键词关键词 装置设计；波状挡边带；食品提升机；输送机The Design of Food Hoist Base on SolidWAuthor: Sheng Jiliang AbstractThere isnt internal and external friction resistance of materials when belt conveyor with corrugated w

3、all is in the run-time. But there is a big allowable transmission angle, so the machine has vary advantages that are small power consumption, stable operation, small noise, small footprint, etc. Walled belt was applied to design a food hoisting machine. The machine quarry delivered is 3200 pieces pe

4、r hour. The belt has a total width of 3 00mm. The height of diaphragm plate is 75mm and the spacing is 1 00mm. According to JBT8908-1999,the 200mm diameter turnabout drum and guide pulley were chose and both were 350mm long. A 90mm diameter carrier roller was chose that its length is 320mm,and a fiv

5、e-star wheel device was designed to support the below branch of the horizontal interval of the belt. The hoist can be assembled in the food production 1ine. Its used to upgrade the chocolate under the minus 25 to 40 , and the height of rack can be adjusted according to demand. This design can be use

6、d for the other types of food hoist carrying different load-bearing objects, and lower the difficulty of designing machine. So, it has a wide range of applicationsKey Words Device design; Walled belt; Hoisting Machine; Conveyor 目录目录第 1 章 前 言.11.1 食品提升机的特点.11.2 食品提升机的应用.2第 2 章 食品提升机总体方案设计.32.1 食品提升机设

7、计任务书.32.1.1 原始数据.32.1.2 设计要求.32.1.3 技术要求.32.2 方案设计.32.3 波状挡边带式输送机的特点.4第 3 章 食品提升机结构设计.63.1 挡边带设计.63.1.1 基带.63.1.2 波状挡边.73.1.3 横隔板3.2 布置形式设计.83.2.1 布置形式的类型.83.2.2 凹凸弧度的设计.93.3 部件选型设计.113.3.1 皮带总拉力及运行功率计算.123.3.2 滚筒的选择及设计.143.3.3 改向滚筒的设计.163.3.4 托辊的设计.183.3.5 拉紧装置.213.3.6 清扫装置.213.3.7 机架.21第 4 章 安装与维护

8、.224.1 提升机参数.224.2 部件安装及检测.224.3 电气及安全保护装置简介.234.4 运转维护中的注意事项.24第 5 章 食品提升机 SOLIDWORKS 三维造型.255.1 SOLIDWORKS简介.255.2 主要零件的三维造型.255.3 提升机的装配与分析.26第 6 章 结论.28致谢.29参考文献.30附录第第 1 章章 前前 言言食品提升皮带机是在带式输送机的基础上发展起来的。食品提升皮带机与传统的的带式输送机一样是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带等作为传送物料和牵引工作的输送机械。与其他输送机械不同的显著特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件。1.

9、1 食品提升机的特点食品提升机的特点（1）结构简单 带式输送机的结构由传动滚筒、托辊、驱动装置、输送带等几大件组成，仅有十多种部件，并能进行标准化生产，可按需要进行组合装配，结构十分简单。（2）输送物料范围广泛 带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、阻燃等各种性能，并能耐高、低温，可按需要进行制造，因而能输送各种散料、快料、化学品、生孰料等食物品。（3）运送量大 运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不断运送，这是火车、汽车运输所不及的。（4）运距长 单机长度十几公里一条，在国外已经十分普及，中间无需任何转载点。（5）对线路适应性强 现代的带式输送机已经从槽型发展到圆管形，它可在水平及垂

10、直面上转弯，打破了槽型带式输送机不能转弯的限制。（6）装卸料十分方便 带式输送机根据工艺流程需要，可在任何点上进行装、卸料管形带式输送机也是如此，还可以在回程段上装、卸料，进行反向运输。可靠性高 由于结构简单，运动部件自重轻，只要输送带并不被撕破，寿命可达十年之久，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不会坏。（7）维护费用低 带式输送机的磨损件仅为托辊和滚筒，输送带寿命长，自动化程度高，使用人员很少，平均每公里不到一人，消耗的机油和电力也少。（8）能耗低、效率高 由于运动部件自重轻，无效运量少，在所有连续式和非连续式运输中，带式输送机耗能最低、效率最高。（9）维修费少 带式输送机运动部件仅为托

11、辊和滚筒，因食品较轻，输送带耐磨。相比较之下，汽车等运输工具磨损部件要多的多，且更换磨损部件也较为频繁。1.2 食品提升机的应用食品提升机的应用 工业生产中，食品提升的装置已有多种，主要可分为斗式提升机和普通的带式输送机。斗式提升机以垂直角度上升为主要功能，水平段需要另选平行输送带和进行过渡段的设计。由带式输送机实现的提升装置具有输送物料种类广泛，动力消耗低等特点，特别是随着近年来新材料、新技术的发展，已广泛应用于冶金、矿山、港口、粮食和化工等多个领域1。由于斗式提升机设备较笨重，适合重载物体的提升，且其内部链条与滑轨之间碰撞会产生很大的噪音，不利于环保，所以食品提升机作为散状物料输送装置，结

12、合食品提升一般是轻载这一特点，选用皮带输送方式较优。 但是由于带式输送机受到物料与输送带的摩擦系数的限制，在结构设计时倾斜角度最大只能是 1820。为了能适合生产现场的特殊要求，提高输送机倾角的方法主要有采用深槽的托辊组装置、压带式输送装置和花纹带式输送带等。此外，波状挡边带式输送机也是实现大倾角输送物料的重要形式，既可以节约占地面积，节省设备投资和土建费用，又能实现水平段和大倾角倾斜段的一体化设计(最大可达 90)，运行平稳、噪音小、运行可靠，可靠度与通用皮带机系列相同，比斗式提升机可靠度要高；运行中不存在物料的内摩擦、外摩擦，因而能耗小；斜挡边带式的皮带机还可以在机头、机尾设置任意长度的水

13、平输送段，便于与其它输送设备的衔接。因此是生产线上提升糖果等块状物料的理想设备。第第 2 章章 食品提升机总体方案设计食品提升机总体方案设计2.1 食品提升机设计任务书食品提升机设计任务书2.1.1 原始数据原始数据（1）提升高度：1500mm。（2）输送量：3200 块/h。（3）工步：50 步/min。（4）输送角：45。2.1.2 设计要求设计要求（1）提升机结构设计图、装配图、各主要零件图。（2）输送机三维造型。（3）设计计算说明书（一份） 。2.1.3 技术要求技术要求主要参数的确定：（1）每走一工步：1.2s。（2）动停比：1/3。（3）每个挡板间距：100mm。（4）带速：0.4

14、m/s。2.2 方案方案设计设计皮带机的设计是按照所结合的要求和条件，首先确定主要组成部分由驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、压辊、从动辊及机架等几大部分组成。（1）驱动装置 驱动装置是皮带机动力的来源，它主要由电动机、减速器、间歇机构组成。（2）传动滚筒、从动辊 根据设计的特殊要求，在设计中采用了同步带轮作为主动轮同步带轮与驱动装置相连，从而传递动力。从转辊的选择也采服了同步带轮，同步带轮的传动比准确，而且可以根据带的型号、参数在市场中直接订购。（3）改向滚筒、压辊 改向滚筒是引导输送带改变方向的圆柱形筒。压辊可以保证物料按带的输送方向输运食品。改向滚筒和压辊的结构比较简单。（4）机架 机架是承

15、受驱动装置、滚筒、托辊、输送带和物料的钢结构，可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架的结构比较零散，它需要考虑到安装位置的合理、布局的美观、节省材料、占城面积小、安装维修方便等要求，因此所设计的整个机架的结构都采用焊接或用螺栓连接，考虑到输送机的适用性，采用提升高度可调的结构，这样输送机不权可提升设计的要求高度，而且也可以提升不同的高度，但是还应根据所采用的同步带的型号，选择不同型号的同步带。本次设计的食品提升皮带机是一种小型运输机械，其承载能力要求较小，设计结构紧凑。根据设计要求，选用大倾角波状挡边带的输送结构设计。2.3 波状挡边带式输送机的特点波状挡边带式输送机的特点本次设计的食品提升

16、皮带机是将波状挡边带式输送带机扩展到食品工业的一个具体应用，其工作原理和结构组成与带式输送机相似。因此，像驱动装置、拉紧装置、改向滚筒、传动滚筒、中间机架、尾架、清扫装置、保护装置等部件，都可以与带式输送机的相应部件通用。但因使用波状挡边输送带(见图 2.1)，所以有必要介绍下其与通用带式输送机主要不同点2： 图图 2.1 波状挡边带波状挡边带1基带；2波状挡边；3横隔板（1）因为该提升机采用波状挡边输送带，所以输送机的其他零部件(比如托辊和机架)的选择均与这一变化有关。 （2）由于输送带上面有横隔板，在加料时应采用相应的措施进行加料，以避免物料与挡板之间的撞击。 （3）当输送带的运行方向改变

17、时需要设置必要的输送带导向装置，在凹曲线处(包括承载分支和回程分支)设置压带轮。 （4）在回程分支设置类似通用带式输送机限制输送带摆动的部件，一般可以应用立辊。而当带体的重力较大时，需要考虑挡边或挡板的刚度，设置专用的托辊。 （5）由于输送带上有横隔板，必须用接触输送带内面的清扫器。第第 3 章章 食品提升机结构设计食品提升机结构设计 该设计主要选用的部件包括波状挡边输送带、驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、压带轮、托辊、拉紧装置、清扫装置、支架等。其中支架为非标设计，其它各个部件依据选型手册进行设计。3.1 挡边带设计挡边带设计一般的波状挡边输送带由基带、波状挡边和横隔板三部分组成。波状挡边输送

18、带根据基带、横隔板和波状挡边的组合形式分 4 种。选用波状挡边输送带的组合形式取决于输送机的倾角和输送机的布置形式。4 种波状挡边输送带结构的区别是基带的边缘两侧有无空边，是否设置横隔板。中间无横隔板只适用于小倾角或水平输送，中间有隔板适用于大倾角输送。为了便于设置对输送带的支撑，本次设计的波状带的结构选用带有空边和横隔板的形式。在选用波状带时，还应注意以下几个方面2：(1)基带要具有良好的抗拉强度和一定的横向刚度；(2)为减小波状带的横向变形，弥补其横向刚度的不足，应适当加大空边尺寸。在波状挡边中嵌以织物加固层，可使其防断裂和耐挠曲；(3)二次硫化使波状挡边、横隔板与基带牢固粘合，粘合附着强

19、度不得小于6Nmm。要特别注意因二次硫化，局部受热产生收造成空边打折；(4)波状挡边与基带中心线的直线偏差在任意 5mm 长内最大为 5mm。要从严掌握空边宽度；(5)为保证波状带的质量和使用寿命，其含胶率应为 4550；裙边硬度应为 5565；横隔板硬度应为 6570；(6)为防止漏料，要尽量减小横隔板端部与波状挡边波谷的间隙。横隔板间距要取波状挡边波形距的整数倍；(7)运行过程中，横隔板要承受物料的重力和惯性力。在进料和卸料过程中，横隔板还要承受物料磨损，所以横隔板除要具有一定的强度和刚性外，还要具有一定的耐磨性。3.1.1 基带基带基带的作用与普通输送带结构类似，是输送机的牵引元件，承受

20、张力。为了使基带横向具有足够的刚度以便支撑输送带，要在基带芯体的横向加入特殊的加强层；但在纵向仍要保持适当的挠性，以利于输送带经过滚筒和凸凹段处的弯曲。另外考虑到食品的卫生要求，基带选用棉帆布。因为所运送的糖果块体积不大，选取基带宽为 300mm。图图 3.1 波状挡边带的形式波状挡边带的形式3.1.2 波状挡边波状挡边波状挡边的作用是用来增大承载物料断面的，可防止块状的糖果随输送带的横向摆动脱离输送轨道。挡边采用波状的原因是为了输送带经过滚筒和凸、凹弧段时，挡边能自由伸缩而不受过大的附加拉应力和压应力。波状挡边形式有矩形、S 形、W 形和 WM 形，常用的是 S 形3，如图 3.1 所示。挡

21、边应该在输送带的基带上占有的宽度小以增大有效带宽，但还应该满足挡边带的稳定性。本设计选用的波状挡边参数：波顶宽 B=44mm，底宽Wf=50mm，波形距 s=42mm。3.1.3 横隔板横隔板图图 3.2 常用的横隔板形式常用的横隔板形式横隔板的作用是保持物料不产生向下滑动的。目前采用的横隔板的形式有T 形、C 形、TC 形、TS 形和 TCS 形 5 种，如图 3.2 所示。其中 TS 型和 TCS 型是镶嵌式的隔板结构，可以用在输送机工作条件恶劣、磨损严重的情况，这种结构的优点是安装拆卸方便。当输送机倾角小于 18时， 一般不加横隔板； 当倾角在 1845之间时，用 T 型隔板；当倾角在

22、4590时，用 C 型隔板；当横隔板的高大于 280mm 时，应选用 TC 型或 TCS 型。另外考虑到该提升机存在水平段的情况，而 C 型及其他三种横隔板不利于从卸料槽中受料；且糖果食品属于粘性物品，TC 或 C 型隔板用在输送粘性物料时，返料过程中粘料特别严重，这一点很重要。因此本设计选用 T 型横隔板。要合理选择横隔板的高度和间距。选择合理时在倾斜段物料的运行状态应该横隔板的宽度和高度最好是物料块度的最大水尺寸的两倍。该提升机作为糖果输送，倾角为 45时的波状带选择横板高度为 75mm9，波带高 80mm，间距为 100 mm。在满足输送量的前提下，应首先减小横隔板的间距，降低横隔板的高

23、度，因为降低横隔板的高度有利于增加波状带的刚度，从而降低带的成本。3.2 布置形式设计布置形式设计3.2.1 布置形式的类型布置形式的类型图图 3.3 输送机的典型线路布置形式输送机的典型线路布置形式 由于食品提升皮带机的大倾角物料的能力，其布置形式非常灵活。根据提升机水平段有无输送机的典型线路布置形式可以分为多种，如图 3.3 所示。其中只有倾斜(或垂直)段的称为 I 形；水平段在下部的是 L 形，它的上分支有一凹弧段，下分支有一凸弧段；水平段在上部的是逆 L 形，它的上分支有一凸弧段，下分支有一凹弧段；在输送机的上部和下部都有水平段的称 S 形和 SC 形，它的上分支和下分支各有一凸弧段和

24、凹弧段。为了获得较好的受料和卸料条件，本机选用波状挡边带式输送机最典型布置 S 型，其中凸弧和凹弧段的设计是一个重要的内容。由于张力的作用，输送带的曲线段处的皮带有离开设计曲线的作用力，因而曲线段的设计任务是给输送带提供必要的支撑，以保证输送带按设计的曲线运行。另外在直线段也需必要的支撑，以保证挡边带不因过大地摆动而造成对输送机系统的冲击，以避免水平段受料时振动的发生。3.2.2 凹凸弧度的设计凹凸弧度的设计（1）凹弧段 凹弧段的支撑需在输送带的上面进行。为了保证输送带在上分支的凹弧段上运行时不漂带，应该设置压轮或辊子。压轮有单式和双式 2 种。单式压轮的轮面只与基带边缘的空边接触，对输送带施

25、加压力以使输送带强制凹曲，如图3.4 所示。双式压轮由 2 个大压轮和 2 个小压轮组成，如图 3.5 所示。大压轮和单式压轮相同，而小压轮压波状挡边的顶部。压轮的设置一般是在输送机的凹曲线曲率半径较小、输送带的张力较大时。同时，当需要设置压轮时，必须采用基带两侧带空边的输送带结构形式。一般当带宽 B500mm 时，采用单式压轮；当带宽 B 500mm 时，采用双式压轮。 图图 3.4 单式压轮单式压轮1轴承座；2大挡轮；3挡边；4轴对于带宽较窄所需压力不大的情况也可以采用短辊的压带方式。采用这种压带方式可以避免物料堆积高度超过横隔板时压轮的轮轴和物料相碰。当选用短辊子结构时，辊子的间距为 1

26、.5d(d 为短辊子的直径)，对应的圆心角要小于153。图图 3.5 双式压轮双式压轮1轴承座；2大挡轮；3小挡轮；4挡边；5轴；6基带由于本设计的大倾角输送机的凹曲线曲率半径较小、输送带的张力较大，因此必须采用基带两侧带空边的输送带结构形式。本设计的带宽 B 500 mm，对于带宽较窄，所需压力不大的情况，可以采用短辊的压带方式，如图 3.6 所示。图图 3.6 凹弧段短辊组的压带方式示意图和结构方式凹弧段短辊组的压带方式示意图和结构方式1角钢侧板；2短辊子；3挡边带；4螺栓连接；5挡边（2）凸弧段 凸弧段的支撑需要支撑的表面是平面。上分支的凸弧段输送带的张力集中的部位，张力远远大于输送机在

27、水平段和倾斜段上平托辊所受的力，所以在允许的条件下应尽量增大凸弧段的曲率半径，此处应选用半径较大的托辊进行支撑，也可以选择托辊组来实现。下分支的凸弧段处输送带的张力较小，如果此段的曲率半径较小可以直接选用长压轮；如果曲率半径较大可以选用若干组平托辊支撑3。大倾角提升时的皮带曲率半径较小，这里选用的长压轮，压带轮直径为 200mm。 （3）托辊的布置 上分支的托辊支撑输送带的平面可以直接应用通用带式输送机的托辊（图 3.7（a） ） ，托辊间距可以随输送机的倾角增大而增大。受料处的托辊组间距应小一些。下分支的支撑需支撑输送带的波状挡边面，因而要用特殊的支撑形式。一般选用平托辊（图 3.7（b）

28、） ，用平托辊 4 支撑挡边 1 的顶部。托辊间距的水平投影为 1m。也可以用复式托辊组或如图 3.8 的五星轮式托辊。如果波状挡边输送带无隔板，可以用直接支撑挡边内部输送带的托辊，选用内梳篦式托辊（图 3.7（c） ）或内辊式托辊（3.7（d） ） 。为防止跑偏，基带两侧应安装侧面立辊。 图图 3.7 几种托辊形式及其使用示意图几种托辊形式及其使用示意图1挡边；2横隔板；3基带；4平托辊；5内梳篦式托辊；6内辊式托辊本次设计上分支选取通用带式输送机托辊，下分支选取五星轮式托辊，如图 3.8 所示。 图图 3.8 五星轮托辊五星轮托辊轮体支撑带的原理与齿轮齿条啮合原理相似，挡边带为主动，轮体为

29、被动。两个横隔板之间的距离 P=m，轮体的直径 d=mz,取 z=5，d 取 160mm；五星轮的末端上加一个橡胶套，缓冲对挡边带的作用力，以减小摩擦，降低对挡边带运转可靠性的影响。3.3 部件选型设计部件选型设计 皮带输送机选型计算有两种情况：一种是为一定使用条件选用整机定型的成套设备，如可拆移动式输送机；另一种是选择计算各种标准部件，然后组成适用条件下胶带输送机。标准部件包括胶带、滚筒组件、传动装置、托辊组件、机架、拉紧装置、制动装置和清扫装置等。本设计是按照后者进行。3.3.1 皮带总拉力及运行功率计算皮带总拉力及运行功率计算 在计算皮带拉力时考虑到输送带张力在整个长度上是变化的，影响因

30、素很多。为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足以下两个条件：一是输送带的张力在任何负载情况下，作用到全部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；二是作用到输送带上的张力应足够大，使输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值。为了减少在行走过程中皮带的阻力，应控制其在传动转轮之间的挠度 f，一般情况 f/B=0.025，本机器的基宽 B=300mm。因为回程段安装了辊子支撑，所以输送机在倾斜时可忽视皮带松边的张力。 圆周驱动力 Fu通过摩擦传递到输送带上，为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持最小张力。1、传动滚筒上所需要的圆周力 Fu根据波状挡边带式输送机

31、手册查表可计算传动滚筒上所需要的圆周力stHuFFF 上式中：(1) 主要阻力；HF/*)2(*22LHLqqqqLgfFGBRUROH式中 f模拟摩擦系数，对于制造和安装良好的输送机取 f=0.0220.025； g重力加速度 g=9.81m/s； 上托辊转动部分质量/上托辊间距 (kg/m)，=7kg/m；ROqROq 下托辊转动部分质量/下托辊间距 (kg/m), =7kg/m； RUqRU 挡边输送带整带每米质量 (kg/m) ；Bq其中：stfSOBtqBqqq/*2 基带每米质量，=3.58 kg/m，参考文献10见表 21，OqOq基带由 3 层组成，上胶 3mm，中间芯层 1.

32、5mm，下胶 1.5mm。挡边每米质量，=1.89 kg/m，参考文献10见表 23 ；SqSq 有效带宽，这里是 0.12；fB 横隔板间距，这里是 0.1 m ；st 横隔板每米质量，1.8 kg/m，参考文献10见表 24 tq即 =3.58+2*1.89+0.12*1.8/0.1 =9.52 kg/mBqBq 每米物料质量(kg/m)； =0.22kg/mGqGq =Q/(3.6*v)=0.32/(3.6*0.4)； Gq L2.5m； H1.5m；代入数据 =0.0259.812.57+7+(29.52 十 0.22) 2.5/ HF25. 225. 6=13.65NHF(2) 提升

33、阻力(N) stFHtqBqqgFstfSGst*)/*2(*=9.81(0.22+21.89+0.121.8/0.1) 1.5 =90.64N stF则 =13.65+90.64=104.29NstHuFFF上式中因为提升高度为 1500mm，水平段按 1000mm，则输送机总轴间长度为 2500mm；根据本机械工况：水平段和向上倾斜段；工作条件：工作环境良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦系数小，辊子直径选为 90mm，搬运量较恒定可查表(见参考文献10中的表 2)取复合摩擦系数为 0.02，波状挡边输送带的安全系数 m 取 12。2、电机功率计算计算公式 (W) iunvFkN/*其

34、中：传动滚筒上的圆周牵引力(N) uF总传动效率，通常 ni=0.9 inkk=1.2， 考虑到本算法的简易算法的电机裕量系数。 N=1.2104.290.4/0.9=55.62(W)故选择电动机功率为 0.75KW3.输送带最大张力计算 (N) HqgFSSBuo*max其中： glqqSOGBo*)(5托辊间距(m)，本系列取 0.5m；Ol=5（9.52+0.22）0.59.81=238.87（N）oS=238.87+104.29+9.819.521.5=483.25（N）maxS4.输送带基带层数计算 )*/(*maxBmSZ 其中：m输送带安全系数，本系列推荐取 m=12。 B基带宽

35、(mm) 许用带强，(单位：N/mm层)，这里选用棉帆织物芯 56，Z=483.2512/(30056)=0.345因此，取 Z=3 符合条件。3.3.2 滚筒的选择及设计滚筒的选择及设计传动滚筒是传递动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，也可利用齿轮传动装置使两滚筒同速运装。如双滚筒传动仍不满足牵引力需要，可采用多点驱动方式。本设计的机器载荷较小，选用电动滚筒可以有效的减小空间尺寸。最小传

36、动滚筒直径 D 按下式选取：dcD式中：d芯层厚度或钢丝绳直径(mm)； c系数(根据抗拉体材料确定；棉织物 c=80，尼龙 c=90，聚酯c=108，钢绳芯 c=145)，考虑到食品安全及强度要求选用棉织物即可。计算得 D=1.580=120mm。 rdVRvF2 (2-1)式中：F离心力(N) v带速（s/m）R曲率半径(m)r 物料容量(kg/m3)V物料容积(m3) 从(2-1)式可以看出当输送机输送物料种类和输送量确定后要使物料不至抛出，靠降低带速，增大带宽减小离心力，显然是不经济的。只有增大曲率半径R 减小离心力较为合理，所以可以选用 JB/T73301994 电动滚筒标准件R=1

37、00mm。 电机功率为 0.75 KW，表面速度为 0.4m/s，筒长为 350mm，型号为：FTNZ0.750.4350200(JB/T 73301994，带制动器和逆止器，风冷式行星齿轮传动电动滚筒，见图 3.9)。图图 3.9 电动滚筒安装尺寸电动滚筒安装尺寸逆止器是电动滚筒在逆止方向应逆止可靠，在非逆止方向应转动灵活。对倾斜输送机来说为防止事故时倒转堆料现象，一般需要安装逆止器，它是一个只允许输送机往固定方向运行的机械装置。当垂直提升负荷所需的力大于水平移动输送带负荷所需的力的一半时就需要安装逆止器。3.3.3 改向滚筒的设计改向滚筒的设计传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形滚筒，而改

38、向滚筒是引导输送带改变方向的圆柱形筒。改向滚筒不传递转矩，结构比较简单，易于制造和加工，且和输送带接触时轴为空转，所以摩擦力小，使用寿命长。初步计算改向滚筒的结构尺寸参数如下。(1)两轴承座中心距 A 为:A=M+B+(50200)=300+20+50=370mm，式中，M为带宽，mm；B 为轴承宽度，mm。(2)滚筒长度 L 为：L=M+(50100)=300+50=350mm。(3)筒皮的最大许用面压p对于帆布芯，p0.4N/mm2；对于钢丝绳芯，p0.6 N/mm2。1、根据工作条件选择材料并初步确定轴的最小直径 因为该向滚筒主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选 18mm。即：d

39、min =18mm.改轴无特殊要求，参考表 3-1 选取 45 钢，调制处理，b=650MPa。表表 3-1 轴常用的几种材料的轴常用的几种材料的T值值轴的材料T /MPa轴的材料T /MPaQ235、20122040Cr、35SiM4530401Cr18Ni9Ti15252、改向滚筒轴的设计与校核考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，又因为轴主要起改向作用，只承受一定的径向力，故初选一对深沟球轴承，查机械设计手册选用 6205 型轴承： 轴承孔直径 d=25mm，即 d2=25mm，轴承宽度 B=15mm。滚筒套筒处的直径 d3=24mm；轴的最大直径 d4=32mm；轴的各轴段长度 l1=

40、8mm，l2 =14mm，l3 =17mm，l4 =332mm（轴采用对称布置） ；轴的总长 l=414mm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 (1)径向力N3081. 9345cos81. 9095. 045cosF45cosgmgmFFr滚带滚带(2)垂直面支撑力 截面 C 上的受力示意图 3.9（a）,则 NFRrA152302 NRRBA15(3)求剪切力 QC和弯矩 MC 截面 C 上的受力， NRQAC15 0173CAMR mmNRMAC259517315173(4)绘剪力弯矩图 如图 3.10（c）所示： 图图 3.10 改向滚筒

41、轴的校核改向滚筒轴的校核4、校核轴的强度危险剖面在轴中点 C 处 MPaWMCC79. 0321 . 025953按表 3-2，对于 b=650MPa 的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 -1b=60MPa，因为 C-1b，所以满足强度要求。表表 3-2 轴的许用应力轴的许用应力/MPa材料B+1b0b-1b400130704050017075456002009555碳钢7002301106580027013075合金钢100033015090弯曲剪应力校核 MPaRQbISQZZCC025. 01614. 331543422由于选用 45 钢的轴，由表 3-1 可知，其弯矩剪应力T =3

42、5Mpa,因此CT满足要求。3.3.4 托辊的设计托辊的设计托辊是带式输送机的重要部件，种类多、数量大。它占了一台带式输送机总成本的 35，承受 70以上的阻力，因此托辊的质量尤为重要。托辊的作用是支撑输送带和物料重量。对托辊的基本要求是：运转必须灵活可靠，使用可靠，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑及径向跳动小等。图3.11 为托辊的结构。图图 3.11 托辊结构托辊结构1、托辊的设计计算因为托辊主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选 12mm，即dmin=12mm，该轴无特殊要求，参考表 3-1 选取 45 钢，调制处理，b=650MPa。2、轴的结构设计考虑到轴上零件的定

43、位和装配方便等要求，又因为轴主要起改向作用，只承受一定的径向力，故初选一对 6203 型轴承。轴承内孔直径 d=17mm,即 d2=17mm；轴承宽度 B=12mm；托辊套筒处的直径 d3=24mm；轴的各段长度 l1=5mm,l2=11mm ,l3=20mm ,l4=332mm (采用对称布置)；轴的总长 l=460mm；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(1)径向力N38.2581. 952. 245cos81. 9095. 045cosF45cosgmgmFFr滚带滚带(2)垂直面支撑力 截面 C 上的受力示意图 3.12，则 NFRrA

44、69.12238.252 NRRBA69.12 图图 3.12 托辊轴的强度校核托辊轴的强度校核(3)求剪切力 QC和弯矩 MC 截面 C 上的受力， NRQAC69.12 0175CAMR mmNRMAC75.222017569.12175(4)绘剪力弯矩图 如图 3.12 所示。4、校核轴的强度危险剖面在轴中点 C 处 MPaWMCC6 . 1241 . 075.22203按表 3-2，对于 b=650MPa 的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 -1b=60MPa，因为 C-1b，所以满足强度要求。弯曲剪应力校核 MPaRQbISQZZCC04. 01214. 3369.1243422

45、由于选用 45 钢的轴，由表 3-1 可知，其弯矩剪应力T =35Mpa,因此CT满足要求。3.3.5 拉紧装置拉紧装置 拉紧装置的作用有：（1）使输送带具有足够的张力，保证输送带与滚筒之间不打滑；（2）限制输送带在各支承间的垂度，使输送机正常运转；常见的拉紧装置有螺旋式拉紧装置，车式拉紧装置，垂直式拉紧装置，钢丝绳绞筒式拉紧装置。本次设计的食品提升皮带机的输送量只有 0.32t/h，输送距离较短，属于轻载皮带机，考虑到成本及结构问题，可不采用拉紧装置。3.3.6 清扫装置清扫装置清扫装置有刮板式、旋转刷式、指状弹性刮刀式、水力冲刷式、振动清扫式等。由波状挡边带的特点易知，前四种装置不适合，只

46、能用振动清扫式。另外还可以用拍打轮清扫装置，拍打输送带背面，震落粘在输送带上的物料。本次设计选取被动式拍打轮清扫装置如图 3.13 所示。图图 3.13 被动式拍打轮装置被动式拍打轮装置3.3.7 机架机架 机架、头部支架、头、中间架、中间架支腿等，在输送机中主要起支承的作用。主要是有角钢和普通钢板焊接和螺栓连接而成。第第 4 章章 安装与维护安装与维护4.1 提升机参数提升机参数本设计按照产品的参数要求完成了糖果提升皮带机的结构设计和部件选型，并给出了总装图。特别设计了适合带有横隔板的挡边带的空程段的五星轮支撑装置。下面列出该提升机的主要参数见表 4-1 和表 4-2。表表 4-1 波状挡边

47、带参数波状挡边带参数 单位单位(mm)基带宽300横隔板高度75有效带宽120带安全系数12波底带宽50波带高80波形距42波带顶宽44表表 4-2 食品提升皮带机主要技术参数食品提升皮带机主要技术参数滚筒圆周力（N）104.29电动滚筒功率(W)60提升机速度（m/s）0.4压带轮滚筒长度(mm)350倾角45改向滚筒直径(mm)200电源(V)220压带轮直径(mm)200输送量(t/h)0.32托辊长/直径(mm)320/托辊轴配合处直径(mm)25托辊轴螺纹处直径(mm)20电动滚筒型号 FTNZ0.75-0.4-350-2004.2 部件安装及检测部件安装及检测 驱动装置的安装尺寸，

48、主要是根据厂家提供的尺寸对机架进行设计制造。改向滚筒、压带轮及托辊的安装主要在于选用合适的轴承和轴承座。其中轴承座可以选用钢板焊接制造。输送机的安装要特别注意检查轴承座是否有松动现象，托辊的固定可根据托辊的轴径选择合适的轴承。 因为本次设计的食品提升皮带机也是带式输送机的一种，所以有必要根据相关的检验标准。JB/T89081999 波状挡边带式输送机行业标准和GB/T105951989 带式输送机技术条件对输送机进行检验主要包括： (1)检查胶带接头、波状挡边及隔板是否良好。 (2)检查每一托辊及转动部件在轴上的灵活性和相应的空隙是否正常，有无不转动的现象。 (3)检查清扫装置与胶带的紧贴情况

49、是否均匀。 (4)检查机电部分接线是否正确良好，电压是否在额定范围内。(5)检查传动部分、改向滚筒及托辊等润滑情况，不得在无润滑油的情况下运转(6)试车时先空车运行，先根据胶带松紧情况旋转尾部螺旋拉紧装置，对胶带进行调整，在空负荷运转中，注意各部分有否故障发生。空负荷试车合格后，若运转情况良好，即可按规定能力加料进行满载运转。 (7)在输送机运转期间要特别注意更换坏垫圈或毡垫，防止灰尘进入轴承内部，胶带如有脱胶或局部磨损应及时修补或更换。 (8)清扫器橡胶板若有严重磨损而与胶带不能紧密接触时，应进行调整或更换橡皮套。经常注意收拾漏在机上的物料，保持整机清洁，以防发生意外事故。 (9)输送机必须

50、空载启动，应先开车后加料。4.3 电气及安全保护装置简介电气及安全保护装置简介 安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产，正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。常用的保护和监测装置如下： (1)胶带跑偏监测：一般安全在输送机头部、尾部、中间及需要监测的点。轻度跑偏听偏量达 5带宽时发出信号并报警。重度跑偏量达 l 0带宽时延时动作，报警、正常停机。 (2)打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差。并能报警、自动张紧输送带或正常停机。 (3)超速监测：当带速达到规定带速的 115125时，报警并

51、紧急停机。其它料仓堵塞信号、纵向撕裂信号及拉紧、制动信号、测温信号等，可根据需要进行选择。4.4 运转维护中的注意事项运转维护中的注意事项(1)必须保护运输机运行良好和环境卫生清洁，保证电动滚筒散热条件良好。机头、机身、机尾底座等部分的附着物必须及时清除，确保设备正常运转。(2)尽量避免在短时间内频繁启动运输机，在正常情况下运输机应空载启动。(3)不允许发生皮带沿传动滚筒打滑现象，如有发现应立即张紧皮带。(4)发现皮带跑偏应及时调正，以免损坏皮带。(5)对皮带清扫器应经常检查，磨损后应及时更换。不允许皮带滚筒表面粘附碎糖果末。(6)电动滚筒、改向滚筒、托辊、压带轮要定期加油，以延长设备寿命。(

52、7)输送机在运行中要详细检查，如发现损坏部分应立即更换。第第 5 章章 食品提升机食品提升机 SolidWorks 三维造型三维造型5.1 SolidWorks 简介简介作为一种功能创新的三维 CAD/CAM 软件，SolidWorks 采用人们熟悉的Windows 界面，并利用了参数化和特征建模技术，为设计人员提供了良好的设计环境，其主要有以下几大功能模块：（1）3D 实体模块 3D 建模是 SolidWorks 最基本的模块，其中包括零件、装配体、工程图、曲面、钣金、模具、焊件等各功能模块。（2）设计效率、交流与协同工具模块 SolidWorks 向用户提供了提高个体设计效率以及为团队之间

53、进行有效设计交流与协同的工具，其中包括智能标准件、特征识别、模型比较等。（3）工程分析模块 SolidWorks 利用其内嵌 COSMOSWorks、COSMOSMotion、COSMOS-FlowWorks等分析模块对模型进行实际工况的仿真分析，其中包括静态力学、振动与失稳、运动及动力学、流体分析等，从而保证了产品设计的可靠性与优化，提高产品的性价比，也极大缩短了产品的设计周期。（4）产品数据管理模块 SolidWorks 所提供的 PDMWorks 能有效地管理 CAD 文件的版本和 CAD 项目的所有数据，包括：SolidWorks 所有文档、设计属性和规格说明、COSMOS的分析文档和

54、来自于 AutoCAD 的 DWG 和 DXF/IDES 文档、图片、动画和 PDF文档等，大大节省了管理与跟踪文档和数据的时间。本设计以 SolidWorks2007 为平台，对机械手的主要零部件进行造型，并完成机械手的总体装配。5.2 主要零件的三维造型主要零件的三维造型以五星轮为例，介绍其造型过程。设计时首先从整体上分析零件的结构，初步形成有关手部零件造型的基本思路。通过二维零件草图的绘制，利用几何关系约束草图，进行基体特征的造型。对于辅助特征如阵列，利用 SolidWorks的细节特征命令可以很容易生成，并可以快速地对几何模型进行实时地编辑、修改和更新。对于复杂的特征可利用函数表达式来

55、生成轮廓对象，其绘制的草图如图 5.1 所示，完成的五星轮三维实体零件模型如图 5.2 所示。图图 5.1 五星轮二维草图五星轮二维草图 图图 5.2 五星轮模型五星轮模型5.3 提升机的装配与分析提升机的装配与分析SolidWorks 不仅仅是一个简单的实体建模工具，而是一个面向产品级的机械设计系统。它既提供了复杂零件自下向上的装配方法，同时也还提供自顶向下的装配方法，并且可在装配环境中方便地设计和修改零件。装配是利用各实体零部件的重合、平行、垂直、相切、距离等命令实现的，命令简单，但应注意选择定位点、插入位置、选择对象等的方法。如果装配复杂，使用零部件的“轻化”功能可极大地提高运行速度。在

56、装配过程中可很明显地看出各零件之间的装配关系，对模具的结构分析具有很大的帮助，也可以进行模具零件之间的干涉检测，为运动分析做数据准备。另外，在装配时，可以先进行部分零件装配，完成后再进行部件间的装配，这样可以减少装配难度和装配步骤。图 5.3 托辊子装配体。图图 5.3 托辊子装配体托辊子装配体装配结束后，为了更清楚地表达模具的装配关系，利用爆炸命令可生成一个模具爆炸视图，以便进行模具零件的装配分析。其他主要零件见附录。第第 6 章章 结论结论根据上述过程设计出不同承载对象的其它类食品提升机，有利于将机架的设计矛盾转移到输送带的设计上，降低机器设计难度。采用波状挡边带设计的食品提升机结构简单，

57、各主要部件均可与带式输送机通用，给使用、维修带来方便；而在功用上大大优于普通带。主要优势是：运行可靠；没有斗式提升机经常发生的打滑、掉斗现象，其可靠度与通用带式输送机相当。缺点是挡边输送机机架采用焊接结构，安装精度难以达到设计要求，又由于皮带上存在挡边和隔板，无法像平皮带输送机一样安装调心托辊，因而皮带容易跑偏。因机架简化带来的加速挡边磨损破裂等现象仍然是值得研究的课题。但从整体应用效果看，在食品生产中广泛应用波状挡边带式输送机的前景良好。 致谢致谢 通过本次毕业设计，我又系统地学习、总结了四年来的知识，许多原来只是感性认识的东西也变的理性化了，同时也体验了作为一名工程技术人员的艰辛。非常感谢

58、指导老师在设计中对我的悉心引导、支持与帮助，您的严谨治学态度和崇高的敬业精神，将使我受益非浅。在大学学习和生活的四年中，得到了众多老师的教导以及很多同学的帮助，使我在大学中学到了丰富的基础知识和专业知识，为本次设计以及今后的工作生活打下了坚实的基础。在此，对以及工学院的各位领导和老师表示衷心感谢并致以崇高的敬意；对本次设计的指导老师表示最诚挚的谢意！最后，由衷地向所有关心和帮助过我的人表示感谢！参考文献参考文献1宋伟刚，陈霖波状挡边带式输送机的发展煤矿机械，2004，(2)：1-4。2宋伟刚特种带式输送机设计机械工业出版社，20073宋伟刚波状挡边带式输送机的结构设计煤矿机械，2004,(3)

59、：1-34王春节波状挡边带式输送机使用中存在问题及改进措施硫磷设计与粉体工程，2003,(4)：32365宋伟刚通用带式输送机设计机械工业出版社，20066何庆机械制造专业毕业设计指导与范例化学工业出版社，20087务仁，陆家宁大倾角波形挡边带式输送机设计分析内蒙古电力技术，2001，(2)：14-178运输机械设计选用手册化学出版社，20089JBT8908-1999，波状挡边带式输送机，199910波状挡边带式输送机手册江阴市特种运输机械设计研究所，199711曹西京，胡志刚，李宁橡胶皮带输送机的计算物流技术，2003，(9)：31-3412卜炎机械传动装置设计手册北京：机械工业出版社，199813于学谦矿山运输机械北京：中国矿业大学出版社，200314单辉祖材料力学北京：高等教育出版社，199915陈艳萍，张洪波皮带机提产改造装置技术，2007 附录附录压带轮压带轮改向滚筒改向滚筒波状挡边带波状挡边带五星轮式托辊五星轮式托辊橡皮套橡皮套机架机架