装配图槽形托辊带式输送机设计
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毕业设计(论文)开题报告题目:槽形托辊带式输送机专 业 名 称: 机械设计制造及其自动化班 级 学 号: 078105209学 生 姓 名: 郭亮指 导 教 师: 封立耀 填表日期 年 月 日一、选题的依据及意义:带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。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。带式输送机一般有两种基本形式-平形带和槽形带,两种形式的区别主要是上托辊形式不同,此次我选的是槽形托辊式输送机。 通过槽形托辊带式输送机的设计不仅是对我们大学四年来所学的东西综合运用,零部件设计、强度分析、标准件的选用、solidworks软件的使用、编写技术文件、查阅文献等方面的训练,更是考察了我们的设计和动手能力,令我们对所学的知识有更深一层的理解。相信这次毕设会令我受益匪浅。二、国内外研究概况及展趋势(含文献综述):带式输送机是一种适应能力较强,应用广泛的输送机械,多用于块状和粒状的物料,也可用来输送单件物品。由于带式输送机能够经济而有效地输送物料,故不仅在小输送量和短距离内可以采用,而且在大输送量和长输送距离内也同样采用。在工业生产中,带式输送机可用作生产机械设备之间构成连续生产的纽带,以实现生产环节的连续性和自动化,提高劳动生产率和减轻劳动强度。带式输送机一般有两种基本形式-平形带和槽形带,两种形式的区别主要是上托辊形式不同,带式输送机的基本位置形式有五种(1)水平输送机(2)倾斜输送机(3)先水平后倾斜输送机(4)先倾斜后水平输送机(5)水平-倾斜-水平输送机,其它布置形式是以上五种形式的混合。带式输送机的发展趋势为:设备大型化。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。 应用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。 采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、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/(23)400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置,运输能力达3000 t/h以上,它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的S500E)配套,可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。三、研究内容及实验方案: 1、槽形托辊带式输送机的原始资料(数据)及设计技术要求 a)输送长度为30 米,提升高度2.5米; b)输送量500 t/h, 输送物料为原煤; c)输送物料为比重900公斤/米3,物料在带面上的动堆积角为300; d)输送带速: 2米/秒 ; 2、研究内容运动及动力参数计算,主要零部件的强度计算,主要零件、部件及总装配图绘制,设计说明书的编写。四、目标、主要特色及工作进度 1、目标:通过这次毕业设计,可以系统地把大学里的专业知识复习应用到实际设计和生产去,提高自己的动手能力和创新能力,锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力,以此提 高的综合素质来适应社会发展的需求。 2、主要特色:借助计算机将平形托辊带式输送机在工作状态时的整个阶段的工作情况展示出来,有助于我们更好地对设计产品进行改进。 3、工作进度: 工作进度:1). 查阅相关资料,外文资料翻译(6000字符以上),撰写开题报告。 第1周第2周2)运动及动力参数计算 第3周第4周3)总装图设计 第5周第8周4). 主要零、部件强度及选用计算 第9周第11周5)用solidworks对主要零件进行有限元分析 第12周6). 绘制零、部件图 第13周第16周7)整理毕业论文答辩准备 第17周五、参考文献 【1】孙桓等主编.机械原理. 北京:高等教育出版社,2001 【2】濮良贵等主编.机械设计. 北京:高等教育出版社,2001 【3】毛广卿主编.粮食输送机械与应用. 北京:科学出版社,2003 【4】徐灏主编.机械设计手册(第四版).北京.机械工业出版社.1991 【5】范祖尧主编.现代机械设备设计手册. 北京:机械工业出版社,1996 【6】运输机械设计选用手册编委会.运输机械设计选用手册. 北京: 化学工业出版社.1999 【7】Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.New York:McGraw-Hill Book Company,1980 槽形托辊带式输送机设计学生姓名:郭亮 班级:0781052指导老师:封立耀摘要:本文所设计的是槽形托辊带式输送机,其设计要求为:输送物料为原煤,输送量:500 吨/小时,输送长度:30 米,提升高度2.5米;堆积密度:900公斤/米3;物料在带面上的动堆积角为300,输送带速:2米/秒,上托辊槽形布置。设计中,其整体是一个倾斜的状态,上托辊都采用槽形布置;下(回程)托辊采用平行托辊。本输送机为向上运输物料,其倾斜角为3.80150,所以采用小倾角设计。在设计带宽时,按照槽形布置来选择计算。在尾架的选取方面,采用螺旋拉紧装置尾架,使输送带能始终保持必要的张力。用Solidworks对连接轴进行有限元分析,得出其一般工作时的性能状态,并做出相应的调整。目前,带式输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式带式输送机就是其中的一个。在带式输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词: 槽形托辊 带式输送机 输送带 有限元分析 指导老师签名:The Design of Slotted Roller Belt ConveyorStudent name: guoliang Class: 0781052 Supervisor: fengliyaoAbstract: What is designed in this paper is slotted roller belt conveyor, the design requirements are: transport of materials: coal, transport capacity: 500 tons / hour, transmission length: 30 meters, 2.5 meters high upgrade; Bulk Density: 900 kg / m 3; materials in the dynamic accumulation of the surface with angle is 30, conveyor speed: 2 m / s, on the trough roller arrangement. Design of a tilt the overall state of the idler trough arrangement used; under the (return) the use of parallel idler rollers. When the materials are transport up through the conveyor, the tilt angle is 3.80 150, so take the use of small-angle design. As the selection of the tailstock, we take the use of Tailstock screw tensioning device so that the conveyor system can always maintain the necessary tension. And Solidworks is used to do the finite element analysis on the connecting axis, to meet the required strength. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keywords: slotted roller belt conveyor conveyor idlers Finite Element Analysis Signature of Supervisor:毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:30米槽形托辊带式输送机设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。本输送机用于碎散物料的上行输送。1. 输送长度:30米,提升高度2.5米;2. 输送量:500 吨/小时, 输送物料为原煤;3. 堆积密度:900公斤/米3;物料在带面上的动堆积角为300;4、输送带速:2米/秒 III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:1. 查阅相关资料,外文资料翻译(6000字符以上),撰写开题报告。 第1周第2周2运动及动力参数计算 第3周第4周3总装图设计 第5周第8周 4. 主要零、部件强度及选用计算 第9周第11周5用solidworks对主要零件进行有限元分析 第12周6绘制零、部件图 第13周第16周7. 整理毕业论文及答辩准备 第17周 、主 要参考资料:【1】孙桓等主编.机械原理.北京:高等教育出版社,2001【2】濮良贵等主编.机械设计. 北京:高等教育出版社,2001【3】运输机械设计选用手册编委会.运输机械设计选用手册. 北京: ,化学工业出版社.1999【4】毛广卿主编.粮食输送机械与应用. 北京: 科学出版社,2003【5】范祖尧主编.现代机械设备设计手册. 北京:机械工业出版社,1996【6】徐灏主编.机械设计手册(第四版).北京.机械工业出版社.1991 【7】Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.New York:McGraw-Hill Book Company,1980 航空制造工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 0781052 班学生(签名): 郭亮 日期: 自 2011 年 2 月 23 日至 2011 年 6 月 2 日指导教师(签名): 封立耀 助理指导教师(并指出所负责的部分):机械设计 系(室)主任(签名): 贺红林附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 航空工程 系 07 级毕业设计(论文)进度登记表姓名郭亮专业机械设计制造及其自动化班级学号078105209第 周;与导师讨论( )次,缺勤( )天,请假( )天学生主要工作:指导老师审查意见: 学生签名: 指导老师签名:第 周;与导师讨论( )次,缺勤( )天,请假( )天学生主要工作:指导老师审查意见: 学生签名: 指导老师签名:第 周;与导师讨论( )次,缺勤( )天,请假( )天学生主要工作:指导老师审查意见: 学生签名: 指导老师签名:注:1、本表由学生填写,交指导教师签署审核意见, 2、本表作为毕设成绩评定依据之一存入档案,情妥善保管。毕业设计(论文)题 目: 槽形托辊带式输送机设计 系 别: 航空工程系专业名称: 机械设计制造及其自动化班级学号: 078105209学生姓名: 郭亮指导教师: 封立耀二O一一年 六 月 编号:毕业设计(论文)资料袋(此表仅供各系装袋参考用)题目名称槽形托辊带式输送机学生姓名郭亮学号078105209专业机械设计制造及自动化系别航空工程系指导教师姓名封立耀职称序号资料名称袋内有者划序号资料名称袋内有者划1任务书9指导教师评分表(或存系部)2开题报告10评阅人评分表(或存系部)3学士学位论文原创性声明11成绩评定表(或存系部)4说明书或论文其它5译文(含原稿)16附 图 张27电子文档(或存系部)38毕业设计进度登记表(或存系部)4综合评定成绩指导教师(签字):归档责任人(签字):20 年 月日 南昌航空大学科技学院学士学位论文 伪形的机械结构优化构形理论 学生姓名:郭亮 班级:0781052指导老师:封立耀Jean Luc Marcelin 2007年1月10日收到 /接受:2007 年5月1日/在线发表:2007年5月25日。 2007年斯普林格出 版社伦敦有限公司 摘要 这项工作提供了伪构形理论的一些应用程序,机械结构的形状优化技术。在本文构形理论的发展中, 优化的主要目标是最终总势能的最小化 。其他目标优化使用的机械结构优化通常被用来限制或优化约束。在这里介绍二种应用:第一个是使用遗传算法与伪构形技术对一水滴形状优化和第二个是对一个液压锤后轴承的形状优化处理。 关键词 形状优化 结构 遗传算法 1引言 本文介绍一种伪构形方法来达到物体形状优化基于总势能的最小化。我们将介绍减少结构总势能寻找最优形状,这可能在某些情况下是个好主意。该参考的构形理论可以以某种方式合理的理由解释如下。 据Bejan 1,在工程设计和自然性能中,形状和结构一直在演变为更好的性能;在工程设计中用到的目标和制约因素是从该几何相同的机制在自然流动系统中出现。Bejan 1开始设计和工程系统优化,并从自然系统中发现了几何形式的确定原则。这种发现是新的构形理论的根据。优化配置注定是不完善的。该系统的不完善到处蔓延时,效果最差,使越来越多的内部点和硬件工作部件被压。看似普遍的几何形式团结工程与自然的流动系统。Bejan 1采用了一种新的理论,他毫不掩饰地说明,与热力学第二定律是相同的理论,因为一个简单的理论意图 预测地球上任何活着的几何形式。许多构形理论的应用程序在机械流体中开发,特别是在优化流动2-10中。另一方面,据我们所知,在固体或结构力学中有一些应用实例。因此,我们至少有一半的参考文献 在流体动力学论文引用(同作者),因为构形方法是先由同一作者发展,只有阿德里安Bejan在论文中提到流体动力学。构形理论基于所有自然的创作,整体最佳的理论相比,该控制的演变与自然系统适应。构形分配原则由不完善的地方以及尽可能把最小的规模扩到最大组成。总的宏观构形理论工程结构从基本结构组装开始,通过与自然的规则相一致最佳分布不完善。我们的目标是研究降低成本。但是,从这里长期伪构形来看,机械结构优化的全局宏观解决方案已经成本降低,目标非常接近构形理论。那个构形理论是预测的理论,只有一 单一的原则,从优化所有上升。这篇文章的题目同样适用于伪构形的步骤。伪构形理论单一的优化原则是最小化总势能。此外,在我们以下提出的例子中伪构形原则和遗传算法有相关性,其结果是我们的优化将非常接近自然理论。本文的目是展示伪构形步骤用来适用力学结构,特别是对形状优化机械结构。其基本思想是非常简单:处于平衡状态的机械结构对应最小总势能。以同样的方式,最佳的机械结构也必须符合最低限度总势能。这目标必须首先对其他的东西进行干预。正是这种构想,在这篇文章中发展。两个例子将会在后面提到。 最小化总势能以优化一机械结构不是全新的的想法。已经有很多文件解决了这一问题,使这一方法系统化。最优化的唯一目标是使能量最小化。高斯林11用一个简单的方法提出了硬件案件形式的有线网络团体和膜发现结构。该方法是根据基本的能源概念。剪应力变表达式是用来定义总势能。最后的能源形式是尽量减少使用鲍威尔算法。在菅野和大崎12中,最低的互补能源原则是建立网络作为变量应力组件几何非线性弹性。为了显示总势能和能量互补之间的强对偶问题,这些问题的凸配方被进行调查,可嵌入到原始的二阶规划问题中。 Taroco 13进行分析形成一个弹性固体的敏感性平衡问题。第一阶形中,域、边界积分和总势能的第二阶形表达衍生物已经建立。在华纳14中,最优设计问题是根据其自身的重量解决了一个弹性悬挂杆。他已经发现截面在一个均衡状态中总势能的面积最小化分布。在相类似的设计问题中,在相同的约束条件潜在最大的能量也已解决了。在文图拉15中,边界条件控制的问题已经用网格方法解决。在文图拉15中,在总势能功能的弹性固体问题中介绍移动最小化近似值了,广义的拉格朗日术语被添加到满足本质边界的条件中。总的潜在能量最小化原理除了在一般有限元基础上制定,还找到一个未知的最佳目标结点因素16。 2所使用的方法 在本文的伪构形理论中,最优化的主要目标是尽量减少总势能。在优化机械结构里其他的物体通用被限制或优化约束。例如,一个东西可能在重量上有限制,或不超过其应力值。 在本文中这种想法是很简单的。机械结构通过两种参数类型来描述:已知的离散变量(例如,用有限元方法的自由度的位移)以及几何变量设计(例如参数,使人们有可能描述机械结构形状)。总潜力能在同一时间里通过一个确定隐含或明确的方式离散设计变量。因此,进行双重优化机械结构相比离散化设计变量,其目的是减少整体的总势能。显然,机械结构的优化问题用下列方法处理: - 目标:减少总势能 - 变量的优化:同时确定离散变量(在结构力学的有限元法的传统用例),描述设计变量的形状结构 - 优化限制: - 重量或体积 - 位移或限制 - 压力 - 频率 机械结构的优化问题将用以下方法解决,如果需要的话需要在这些阶段中重申(按照问题的本质): 第1阶段 最小化机械结构总势能和唯一的离散结构变量相比较(度的有 限元)。它的作用在这里作为一个优化不优化的限制。在此阶段唯一的限制是 纯粹的机械原点,并涉及边界条件,适用于结构外部的作用。 在第一阶段,设计变量保持不变,根据设计变量1获得的隐含或明确表述的自由度(可以是变量,使人们有可能描述形状,以外形的优化为例子)。大家可以看到在下面部分的例子中,这些表现形式可以是有形或无形的,且这是适当的治疗后的情况。在案件1中用有限元计算方法,这一阶段1是在有限元计算的基础上,以获取机械结构的自由度。事实上,有限元,位移与节点、机械结构网格,获得了最小化总势能16。 第2阶段中 机械结构自由度的表达根据设计前先获得的变量,然后注入机械结构总势能(你会看到下面的部分中第二个例子它是如何影响自由度在隐含的职能设计变量的情况下)。然后得到一个表达式总的潜在能量,它依赖于(以明示或默示的形式)设计变量。 第3阶段 随后进行的第二次和新的最小化总势能通过前面的形式取得,但这次比设计变量同时遵循技术限制或优化约束的问题。这种方法按问题的本质可以使用或多或少的设备。这点很明显,例如,如果离散变量按照设计变量可以表示为一明确的方式,在2到3个阶段是可以立即设置的,并无迭代。 如果离散变量不能按照设计变量明确的方式表达,或者如果结构拓扑不是固定的,或者如果行为不是线性的,这将有必要通过分阶段进行1至3连续迭代。这将在下面部分的例子中提到,一会我们会看到战略的场合,可以采用一种类型为这些迭代。总结,伪构形的步骤,主要目的只是尽量减少潜在总能源,其他可能的目标是限制或优化约束。 在我们的例子中使用的最优化方法是遗传算法(遗传算法),如17。,我们也可以找到很多书籍有典型类似的教学价值,例如在18中。这种方法是非常先进方便于我们的伪构形方法。撰文已在天然气方面广泛地开展了工作,关于这一主题出版的期刊被誉为期刊19-31。由于天然气问题在社会结构力学上还比较新,在这里我们提供的一些细节正是使用这里的算法多点交叉使用,而不是一单点交叉。在甄选计划上,每年的使用完全是随机生成。在我们的例子中,几代人是等同的衔接使用。我们提供例子的结果是不断地通过使用不同的遗传算法。一个比较标准的遗传算法已经被证明是我们足够的榜样。 3范例 尽管潜在的能源可能是一个好的举措对于一些优化问题,势能不是赋予形成水滴的能量,也没有定义锤子的最佳形状,这就是为什么势能不是唯一的、客观的,但最优化问题是多目标的和用公式明确表示的两个例子的目标函数。 3.1例1:对一滴水形状优化 第一个测试例子是对下降的水滴形状优化(图1)。这个问题是等同于抵抗坦克的膜理论计算。其目的是看看伪构形理论给出了大自然的优化设计。 3.1.1使用的方法 该一水滴几何的定义是:产生的轴对称壳薄线。此行描述于连续直线或圆形段描述在特定意义和输入数据定义点上的坐标和半径值。初始数据是一个由直线段连接结点的集合。 每一个结点是确定它两个圆柱坐标上(R,z),和真正的R代表的半径圆相切的两个交叉直线段的这一点。另一台计算机的计算给出任何边界的坐标点,特别是切点必须界定圆弧长度。 水式设计描述了三个弧圆如图1所示。 通过有限元方法采用三节点抛物原理运用基尔霍夫壳体理论分析。自动网格生成器建立每个直线或圆形段的有限元网格 ,它们被视为宏观有限元。 我们的目标是获得一个水滴形状形成最低总势能(这是主要目标)和平等的抵抗坦克(这是唯一约束或限制的问题)。 事实上,为了水滴的问题,目标是多对象的,两个目标(F1=最低总额的F1 势能和f2 =等于电阻)的合并多目标:F1=F1 + F2。 马塞兰指出,在总势能的减少中约束或限制的问题被考虑进去,在19中。 3.1.2结果 在水滴外形设计中描述了三个弧圆(图1),他们的中心和半径是设计变量。因此,有9个设计变量,其中:r1,Z1,R1为 圆1;r2, Z2,R2为圆2; r3,Z3,R3为圆3 。在遗传算法中,其中每个设计变量通过3个二进制数字编码.所有这些二进制数字编码是端到端地形成27个二进制数字的染色体长度。 GA是运行了30个,一个数字对50代,一个穿越的概率为0.8,而突变概率为0.1。 对应的染色体最优解是 100 100 011 011 010 011 100 011 101 这给出了图1的解决方案。其中: - r1 = 18,z1 = 17,R1 =- 0.065 - R2= 13.75,z2= 12.2,R2 =- 7.7 - r3 = 4.1,Z3= 21.4,R3 =- 21 这是关于一水滴的外形非常接近自然的最佳解决方案。通过三个圆的弧模式的水滴模型并非十全十美。但是,构形理论用于优化不完善的地方,并发现最接近自然的解决办法。因此,构形原则包括尽可能的分配不完善的地方。 3.2例2:轴对称结构的形状优化 在这一部分,呈现了液压锤后轴承传统的最优化影响。相对于较少的周期操作轴承问题(图2)渐渐体现出来。 对于轴对称结构,分析是通过有限元方法进行的,遗传算法优化的过程中的特殊字符一直用来缓解计算和节省计算机的时间。首先,由于只是一个结构几个部分必须经常修改,子结构的概念是用来单独“固定”和“移动”的部分。固定部分计算两次:第一次是开始,第二次是结尾的优化过程。只有这些缩减刚度矩阵的子结构被添加到移动部分的矩阵。 与此相关的部分,自动发电机创建作为每个子结构的网格宏观有限元。这些宏量元素不是 三角(六节点)或四边形(8个节点)。根据那些著名的技术,同样的细分用于父的空间,以获取网本身,这显然是出于作出相同类型的元素。在这个网优化控制过程,一个的离散如有必要可以重新选择。 总之,优化问题如下: 总的目标函数 最小化潜在能源。需要注意的另一重要 目标(冯米塞斯沿等高线的移动相当于最小应力的最大值)是这里作为问题的约束。这第二个目标是要实现液压锤的后轴承最小化。 设计变量 设计变量是半径为r,宽X附近的半径(图2)。 制约因素 制约因素是建立在这样的在几何方式上,只允许有微小的变化是。它们考虑到技术的限制。他们包括编码设计变量。另外,重要的制约因素是,米塞斯沿等高线的移动的最大值不能超过一定的值。约束被考虑到总势能的降落中,在19说明。 所有这些二进制数字终端到终端地形成八个二进制数字的染色体长度。 GA运行的12个,数的30代,交叉概率 为0.5,以及变异概率为0.06。 最优解对应的染色体 1101 1000 图2给出了解决方案。其中: = 1.95,X = 6.0 在这种产品的形状自动优化中,只需简单地把形状修改小,这比计算更难预测(半径增加外,减少宽度),大大提高了机械轴承的耐久性:过压力正在减少50。 4讨论 本文件中的两个例子可以证明伪构形理论。第一个是对轴对称膜下降形外壳形状优化(水滴)。这种结构是用纯的张力。果不其然,尽量减少这种结构的总势能,所有可能的变量导致的形状是完全和调和十分相似的。但是,第二个例子事实证明,制定最低的能源不仅可以 工作在最简单的情况下,纯粹的张力结构还能弯曲,剪切或更为复杂的结构扭转应力。这个条件是为了增加这一问题次要目标(通常用于形状优化)的限制或优化约束。 然而,在伪形构形理论声明中,最大限度地减少所有可能的变量的机械结构中的总势能, 这不完全能达到的。自然和机械也不是都如此简单,多年研究的大自然设计结构表明,即使在最简单的实例中,多重标准,以复杂的方式工作。因此,有必要添加其他标准或优化问题的制约是显而易见的。最小化总势能只是一个总的原则在优化的过程启动。 5结论 一个有趣的方法引入了形状优化的机械结构。在这个文件阐述的伪构行理论中,优化的主要目标是最小化总势能。其他的目标通常使用的形状 优化这里使用了限制或优化限制。它给我们的例子很好的效果。参考文献 1、从工程到自然形状和结构 剑桥大学出版社,剑桥大学,Bejan A主编 2、伪构形理论的网络的路径冷却机 J.热能质量40:799-816J. Bejan A主编3、自然如何形成 52英格119(10):90-92 Bejan A主编4、树状构形网络空间分布的电力 能源转化管理 44:867-891 Arion V,Cojocari,Bejan一个(2003)Constructa Bejan A主编 5、对流体几何内部的优化 热能转化120:357-364J. Nelson RA, Bejan A主编 6、碟状区域构形设计的冷却传导 J.热能质量45:1643-1652 Rocha LAO, Lorente S, Bejan A主编 7、天然裂缝模式的构形理论形成快速冷却 J.热能质量 反式41:1945-1954 Bejan A, Ikegami Y, Ledezma GA主编创建减速器高速轴零件模型1.绘制轴的主体(1)单击标准工具栏上的新建按钮 ,新建文件对话框出现。选择零件选框,单击“确定”后, SolidWorks零件体文件的界面出现。(2)创建轴的主体1)在特征管理区设计树中选择“前视”基准面,单击“草图绘制” 按钮 ,创建“草图1”。2)单击“中心线”按钮 ,绘制一条通过坐标原点的水平中心线。3)单击“直线”按钮,绘制轴的旋转轮廓,并利用“智能尺寸”按钮 标注其尺寸。如图12.15所示。4)单击按钮 退出“草图1”。5)选中“草图1”后,单击特征工具栏的“旋转凸台/基体”按钮 ,以草图的水平中心线为“旋转轴”;设置旋转角度为3600。6)单击“确定”按钮 ,完成旋转特征的创建。如图12.16所示。 图12.15轴的旋转轮廓图 12.16旋转特征的创建2添加键槽、圆角等(1)添加带轮键槽1)选择命令“插入”“参考几何体” “基准面”,弹出“基准面”的属性管理区,选择 “上视基准面”为参考基准面,距离 为70mm,单击“确定”按钮 ,创建“基准面1”作为添加键槽的参考几何面。2)选择“基准面1”,单击“草图绘制”按钮 ,创建“草图8”。绘制轴端键槽纵截面如图12.17所示,单击按钮 退出草图8。3)选中“草图8”后,单击“切除拉伸”按钮 ,弹出“切除拉伸”的属性管理区,选择给定深度为55mm(键槽深为5mm)。单击“确定”按钮 , 便创建了“切除拉伸1”即轴端键槽。(2)添加齿轮键槽在“基准面“上再建“草图3”。 如图12.18。按上述同样步骤,选择给定深度为47mm(键槽深为7mm)。单击“确定”按钮 ,创建“切除拉伸2”即齿轮的键槽。 图12.17 轴端键槽纵截面 图12.18 草图3 (3)分别单击圆角按钮 、倒角按钮 ,为轴添加圆角、倒角。(4)钻螺纹孔1)选中需钻螺纹孔的端面,并大致找定一个位置,单击特征工具栏的“异型孔向导”按钮,在弹出的属性管理区中,选“类型”选项卡 ,孔规格选“螺纹孔”,标准选“ISO”,类型选“底部螺纹孔”,“大小”取M6,孔的给定深度为15mm,螺纹线的给定深度为12mm。2)单击“确定”按钮,创建一个螺纹孔。在特征管理区多出一个“M6螺纹孔1”及“草图4”、“草图5”。3)在特征管理区,右击“草图4”,选“编辑草图”。在草图4,对螺孔中心点标尺寸,使其位于水平中心线上并距竖直中心线(键槽截面的对称中心线)10mm.。4)单击草图工具栏上的“镜像实体”按钮,在弹出的属性管理区中,要镜像的实体选螺孔中心点,镜像点(线)选竖直中心线。单击“确定”按钮,便镜像出一个新的螺孔中心点。5)单击按钮退出草图4,则两个M6螺纹孔添加完毕。如图12.19所示。南昌航空大学科技学院学士学位论文槽形托辊带式输送机设计学生姓名:郭亮 班级:0781052指导老师:封立耀摘要:本文所设计的是槽形托辊带式输送机,其设计要求为:输送物料为原煤,输送量:500吨/小时,输送长度:30 米,提升高度2.5米;堆积密度:900公斤/米3;物料在带面上的动堆积角为300,输送带速: 2米/秒,上托辊槽形布置。设计中,其整体是一个倾斜的状态,上托辊都采用槽形布置;下(回程)托辊采用平行托辊。本输送机为向上运输物料,其倾斜角为3.80150,所以采用小倾角设计。在设计带宽时,按照槽形布置来选择计算。在尾架的选取方面,采用螺旋拉紧装置尾架,使输送带能始终保持必要的张力。用Solidworks对连接轴进行有限元分析,得出其一般工作时的性能状态,并做出相应的调整。目前,带式输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式带式输送机就是其中的一个。在带式输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词: 槽形托辊 带式输送机 输送带 有限元分析 指导老师签名:The Design of Slotted Roller Belt ConveyorStudent name:guoliang Class: 0781052 Supervisor: fengliyaoAbstract: What is designed in this paper is slotted roller belt conveyor, the design requirements are: transport of materials: coal, transport capacity: 450 tons / hour, transmission length: 25 meters, 2 meters high upgrade; Bulk Density: 900 kg / m 3; materials in the dynamic accumulation of the surface with angle is 40, conveyor speed: 1.2 m / s, on the trough roller arrangement. Design of a tilt the overall state of the idler trough arrangement used; under the (return) the use of parallel idler rollers. When the materials are transport up through the conveyor, the tilt angle is 3.80 150, so take the use of small-angle design. As the selection of the tailstock, we take the use of Tailstock screw tensioning device so that the conveyor system can always maintain the necessary tension. And Solidworks is used to do the finite element analysis on the connecting axis, to meet the required strength. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keywords: slotted roller belt conveyor conveyor idlers Finite Element Analysis Signature of Supervisor:目 录前言 .(6)1 带式输送机的概述(7)1.1 带式输送机的应用.(7)1.2 带式输送机的工作原理 .(8)1.3 带式输送机的种类.(8)1.3.1 按承载能力分类.(9)1.3.2 按可否移动分类.(9)1.3.3 按输送带的结构形式分类(9)1.4 带式输送机的结构和布置形式(9)1.5 带式输送机的性能.(10)1.6 带式输送机的发展状况.(11)2 带式输送机部件的选用.(12)2.1 输送带.(12)2.1.1 输送带的分类.(12)2.1.2 输送带的性能要求(14)2.1.3 输送带的选用.(15)2.2 驱动装置.(18)2.3 传动滚筒和改向滚筒(18)2.3.1 传动滚筒的作用及类型(18)2.3.2 传动滚筒的选型及设计(19)2.3.3 传动滚筒结构.(20) 2.3.4 改向滚筒(20) 2.4 托辊(21)2.5 机架和中间架.(24)2.6 拉紧装置.(25)2.6.1 拉紧装置的作用.(25)2.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求.(25)2.6.2 拉紧装置的结构形式.(26)2.7 制动装置.(28)2.7.1 逆止器.(28)2.7.2 制动器.(29)2.8 清扫器.(30)2.8.1 头部清扫器(30)2.8.2 空段清扫器(31)2.9 卸料装置及导料槽.(31)2.9.1 卸料装置.(31)2.9.2 导料槽.(33)3 槽形托辊带式输送机的计算(33)3.1 原始数据及工作条件 .(33)3.2 输送带选择计算.(34)3.2.1 选定带宽(34)3.2.2 输送带上物料流横截面面积S的计算.(35) 3.3 圆周驱动力的计算.(36)3.3.1 圆周驱动力Fu.(36)3.3.2 主要阻力F.(36)3.3.3 附加阻力FN.(37) 3.3.4 主要特征阻力.(37)3.3.5 附加特种阻力Fs(38) 3.3.6 倾斜阻力Fst.(39) 3.4 输送带张力.(39) 3.4.1 输送带不打滑条件.(39) 3.4.2 输送带下垂度校核.(39) 3.4.3 各特性点张力(40) 3.5 传动滚筒轴功率.(40)3.6 电动机功率和驱动装置组合.(41)3.7 输送带选择计算(41)3.7.1 织物芯输送带层数(42)3.7.2 输送带厚度.(42)3.8 输送带总长度、总平方数和总质量.(42)3.8.1 输送带几何长度.(42)3.8.2 输送带订货总长度(42)3.8.3 输送带订货平方米.(43)3.8.4 输送带总质量.(43)3.9 托辊的选用计算.(43)3.10 输送带的强度校核(44)3.11 传动滚筒轴的强度计算和校核.(45)3.11.1 传动滚筒的载荷集度.(45)3.11.2 传动滚筒扭矩(46)3.11.3 抗弯截面系数W.(46)3.11.4 滚筒轴的弯曲强度.(46)3.12 传动滚筒轴承的寿命计算.(46)4 用solidworks对连接轴进行有限元分析.(48)5带式输送机皮带跑偏问题.(53)小结.(57)参考文献.(58)致 谢.(59)前 言带式输送机是连续运行的运输设备,在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物,如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备相比,不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年,长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现,使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。我国生产制造的带式输送机的品种、类型都较多。产量多批次也相对的大,但其技术相对国外还是落后,特别是输送机的寿命和性能方面。带式输送机的技术水平有了很大提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。国外带式输送机技术的发展很快,其主要表现在以下两个方面:1、带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化,如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型。2、带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展,尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向,其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术,提高了带式输送机的运行性能和可靠性。带式输送机结构简单、运行可靠、输送量大、输送物料广、装、卸比较方便等优点,所以在各行各业中得到广泛应用,尤其在煤矿生产中发挥着巨大作用。 选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,能培养我们独立解决工程实际问题的能力,通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用,也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。原始参数:1)输送物料:煤2)物料特性:(1)散装密度:0.90t/m3(2)在输送带上堆积角:=30(3)物料温度:504)输送系统及相关尺寸:(1)运距:30m (2)提升高度2.5m(3)最大运量:500t/h设计解决的问题:熟悉带式输送机的各部分的功能与作用,对主要部件进行选型设计与计算,解决在实际使用中容易出现的问题,并大胆地进行创新设计。1 带式输送机的概述1.1带式输送机的应用带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。( 1 ) DT互型固定式带式输送机是通用型系列产品,可广泛用于冶金、矿山、煤炭、港口、电站、建材、化工、轻工、石油等各个行业。由单机或多机组合成运输系统来输送物料,可输送松散密度为500 - 2500kg / ,的各种散状物料及成件物品。( 2 ) DT 江型固定式带式输送机适用的工作环境温度一般为-25 40 。对于在特殊环境中工作的带式输送机,如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防爆、阻燃等条件,应另行采取相应的防护措施。( 3 ) DT型固定式带式输送机均按部件系列进行设计。设计者可根据输送工艺要求,按不同的地形、工况进行选型设计并组合成整台输送机。( 4 )输送机允许输送的物料粒度取决于带宽、带速、槽角和倾角,也取决于大块物料出现的频率。各种带宽适用的最大粒度,本系列推荐按表2 一1 选取。当输送硬岩时,带宽超过1200mm 后,粒度一般应限制在350mm 范围内,而不能随带宽的增加而加大。表1-1 各种带宽适用的最大粒度 mm带宽50065080010001200140016001800200022002400最大粒度100150200300350350350350350350350注:粒度尺寸系指物料块最大线性尺寸1.2 带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示,它主要包括一下几个部分:输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑,以增加物流断面积,下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输,其倾斜角不超过18,向下运输不超过15。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时,如铁矿石等,输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑:(1)增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加,此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面,这样导致传动装置的结构尺寸加大,是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长,张力减小,造成牵引力下降,可以利用拉紧装置适当地增大初张力,从而增大,以提高牵引力。(2)增加围包角对需要牵引力较大的场合,可采用双滚筒传动,以增大围包角。(3)增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫,以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出,增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。1.3带式输送机的种类1.3.1 按承载能力分类轻型带式输送机:专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机:这是应用最广泛的带式输送机,其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。钢绳芯带式输送机:应用于重型载荷的输送机。1.3.2 按可否移动分类固定带式输送机:输送机安装在固定的地点,不需要移动。移动带式输送机:具有移动机构,如轮,履带。移置带式输送机:通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机:通过储带装置改变输送机的长度。1.3.3 按输送带的结构形式分类普通输送带带式输送机:输送带为平型,带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。钢绳牵引带式输送机:用钢丝绳作为牵引机构,用带有耳边的输送带作为承载机构。压带式输送机:用两条闭环带,其中一条为承载带,另一条为压带。钢带输送机:输送带是钢带。网带输送机:输送带是网带。管状带式输送机:输送带围包成管状或用特殊结构输送带密闭输送物料。波状挡边带式输送机:输送带边上有挡边以增大物料的截面,倾斜角度大时,一般在横抽设置挡板。花纺带式输送机:用花纹带以增大物料和输送带的摩擦,提高输送倾角。1.4带式输送机的结构和布置形式 带式输送机的结构图1-1为带式输送机的结构简图。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。 图1-1 带式输送机整机结构1-头部漏斗;2-机架;3-头部清扫器;4-传动滚简;5-安全保护装置;6-输送带;7-承载托辊; 8-缓冲托辊;9-导料槽;10-改向滚简;11-拉紧装置;12-尾架;13-空段清扫器;14-回权托辊巧; 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 带式输送机的布置形式(见图1-2) 图1-2 带式输送机的典型布置1.5带式输送机的性能 1 输送物料种类广泛输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料,以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性,在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带式输送机还可以输送碱性物料和一定温度热料,也可以运送成件物品。2 输送能力范围宽带式输送机的输送能力可以满足任何要求的输送任务,既有轻型带式输送机完成输送量较小的输送任务,又有大型带式输送机实现每小时数千吨的输送任务。3 输送统一线路的适应性强带式输送机可以适应坡度为30%35%的地形,而对于卡车运输来说公能适应原有自然地形的坡度为6。输送机线路可以适应地形, 在空间和水平面上弯曲从而降低基建投资,并能避免在厂内和其他拥挤地区,以免受铁路、公路、以及河流、山脉的干扰。带式输送机的运输线路十分灵活的,线路长度可根据需要延长。4 灵活的装卸料带式输送机可根据工艺流程要求灵活地从一点或多点受料,也可以向多点或几个区段卸料。5 可靠性强带式输送机的可靠性已成为所有工业领域中的使用经验所证实,它的运行极为可靠,在许多需要连续运行的重要生产单位,如在发电厂内煤的输送,钢铁厂和水泥厂散物料的输送以及港口内船舶装卸散状物料 等,都获得了广泛的应用。6 安全性高带式输送机具有很高的安全性,需要的生产人员很少,与其他运输方式相比发生事故的机会比较少。不会因大块物料掉下来砸伤人员或由于大型笨重的车辆操纵失灵而引起事故。7 费用低带式输送机系统运送每吨散状物料所需的劳动工时和能耗,在所有运输散状物料工具中通常是最低的。而且它所占用维修人员的时间少,较小零件的维修和更换可在现场很快地完成,维修费用低。1.6 带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资。目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等。我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围:(1)适用于环境温度一般为C;在寒冷地区驱动站应有采暖设施;(2)可做水平运输,倾斜向上(16)和向下()运输,也可以转弯运输;运输距离长,单机输送可达15km;(3)可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊;(4)输送带伸长率为普通带的1/5左右;其使用寿命比普通胶带长;其成槽性好;运输距离大。2 带式输送机部件的选用2.1 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件(钢丝绳牵引带式输送机除外),它不仅要有承载能力,还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯(骨架)和覆盖层组成,其中覆盖层又分为上覆盖胶,边条胶,下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物(棉织物,各种化纤织物以及混纺织物等)或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层,几乎承载输送带工作时的全部负载。因此,带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚,这是输送带的承载面,直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面,主要承受压力,为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力,下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时,保护带芯不受机械损伤。2.1.1 输送带的分类按输送带带芯结构及材料不同,输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类,且织物层芯的材质有棉,尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比,在带强度相同的情况下,整体输送带的厚度小,柔性好,耐冲击性好,使用中不会发生层间剥裂,但伸长率较高,在使用过程中,需要较大的拉紧行程。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。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一,必须具有以下特点:(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大,从另一个角度来说,绳芯强度越高,所用绳之直径即可缩小,输送带可以做的薄些,已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度,否则钢绳疲劳后,它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力,可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带,如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点:(1)强度高。由于强度高,可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一,因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快,起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的,而且只有一层,与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35,这样不仅可以增大运量,而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好,使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯,它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补,钢绳芯输送带一旦出现破损,破伤几乎不再扩大,修补也很容易。相反,帆布带损伤后,会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接,接头寿命很长,经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳,弯曲疲劳轻微,允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高,必须保证各钢绳芯的张力均匀,否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层,抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时,容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。2.1.2 输送带的性能要求 (1)要求输送带自身质量小,抗拉强度和抗弯强度大,成槽性能好; (2)由于承受交变弯曲载荷,故要求带芯夹层与橡胶层间要有较高的粘附强度,以防层间剥离和撕开; (3)要求加工精细,保证在受纯拉伸时,各夹层均匀承受载荷; (4)输送带的覆盖胶和夹层带芯都应具有较高的抗冲击性能和抗机械损伤性能; (5)为延长使用寿命,应使输送带具有足够的耐磨性; (6)为使驱动时所需的初张力尽量小,故要求输送带具有高摩擦系数; (7)具有较好的外形稳定性,既无太大的纵向弹性伸长又具有较小的永久伸长,其张紧行程不超过带式输送机长度的1.5; (8)输送带端头连接要简单,但其接头处的强度不应显著减弱,并且接头处厚度必须与其它部位厚度相同。 在输送带承受较大张力时,应选取尽可能少的层数而强度又较高的带芯,比选取居数多而强度一般的带芯容易得到满足。薄的输送带弯曲性能好,并且在它绕过滚筒弯曲运行时,带芯各夹层间受载均匀,因而可选取较小的拉伸安全系数;对于运送块度和硬度大的物料,可选用多层带芯的输送带。2.1.3 输送带的选用1.类型选择各类输送带适宜的工作条件见表1-2。普通输送带一般多采用橡胶覆盖层,其适用的环境温度与输送机一样为-20-40。环境温度低于-5 时,不宜采用维纶帆布芯胶带。环境温度低于-15 时,不宜采用普通棉帆布芯胶带。在环境温度低于-20条件下采用钢绳芯胶带时,应采用耐寒型胶带并与制造厂签订保证协议。普通橡胶输送带适用的输送物料温度一般为常温。当输送物料温度为80-200 时,应采用耐热带。我国生产的耐热带分三型,即1型100 、2型125 、3型150,而有的厂生产的特种耐热带其耐热类型为1型130、2型160、3型200 。物 料 及 工 作 条 件 特 性宜 选 输 送 带类 型芯层代号履盖胶代号松散密度较小、摩擦性较小的物料,如谷物、纤维、木屑、粉末及包装物品等轻型(薄型)CC、VV 、NNNR、PVC松散密度在2.5t /m3 以下的中小块矿石、原煤、焦炭和砂砾等对物送带磨损不太严重的物料普通型CC、VV 、NN、EPNR 、SBR松散密度较大的大、中、小块矿石、原煤等冲击力较大、磨损较重的物料,轴送盘大、轴送距离较长的输送机强力型NN 、EP 、STNR 、SBR 、IR 矿井下运送物料井巷型CC、VV 、NN、EPPVC 、CR 、CPE 、NBR 工作区域易于爆炸易于起火(如地下煤矿)难燃型CC、NN、EP、PVC、 PVG 、STCR 、PVC 、CPE 、NBR输送80一150的焦炭、水泥、化肥、烧结矿和铸件等耐热型CC、VV、EP、NN、STSBR 、CR工作环境温度低达-30-40 耐寒型CC、VV、EP、NN、STNR 、BR、 IR输送150-500的矿渣和铸件等热物料耐高温型难燃型CCEPCM 、IIR输送机倾斜角度较大花纹型波状挡边型CC、VV、NN、EPNR 、SBR输送最大、输送距离长高强力型STNR 、SBR 、IR物料冲击较严重耐冲击型VV、NN、EP、STNR IR物料含油或有机溶剂耐油型CC、VV、NN、EP、STCR、NBR、PVC物料带腐蚀性(酸、碱)耐酸碱型CC、VV、NN、EP、STCR IIR NR食品,要求不污染卫生型CC 、NNNR、PVC、NBR物料带静电导静电型CC 、NNSBR、NR、BR、CR表1-2 输送带类型及适应工作条件煤矿井下输送机、用作高炉带式上料机的输送机及其他有火灾危险的场所使用的输送机,应采用阻燃型难燃型输送带二订货时应与制造厂签订保证协议。 输送具有酸性、碱性和其他腐蚀性物料或含油物料时,应采用相应的耐酸、耐碱、耐腐蚀或耐油橡胶带或塑料带。 PVC 类型的塑料覆盖层输送带在井下作业有很好的表现,但使用这种输送带时,输送机倾角一般不得大于130 ,采用特殊措施者除外。2. 带宽根据输送量计算后确定计算出的带宽,须用所运物料粒度进行核算。3. 层数经计算确定,但确定的层数应在许可范围之内。4 覆盖层厚度钢丝芯输送带上下覆盖层厚度为定值。一般能满足使用要求勿需设计人再作选择。 帆布芯输送带下层厚度一般为1.5mm ,有特殊需要时,可加厚至3mm。上层厚度根据所输送物料的堆积厚度、粒度、落料高度及物料的磨琢性确定,可按表1-3 选定。常规条件下,推荐按表1-4 、表1-5、表1-6 选取(引用DIN22101)。表1-3 橡胶输送带覆盖胶的推荐厚度 mm 物料特性物料名称覆盖胶厚度/mm上胶厚下胶厚2000kgm3中小粒度或磨损性的小物料焦炭、煤、白云石、石灰石、烧结混合料、砂等3.01.52000kgm3块度200mm磨损性较大的物料破碎后的矿石、选破产品、各种岩石,油母页岩4.51.52tm3,磨损性大的大块物料大块铁矿石、油母页岩等6.01.5表1-4 输送带承载和空载面覆盖胶层最小厚度 mm抗拉体(芯层)材料最小厚度值CC (棉帆布)NN (尼龙帆布)EP (聚酯帆布)根据不同抗拉体(芯层)分别为12mmST (钢丝绳芯)0.7d(mm) 最小4mm表1-5 相应于表1-4最小厚度的承载面附加厚度的标准值 mm有影响的参数评 价 值总数载荷情况载荷频繁度 粒 度密 度物料磨琢性有利正常不利少正常频繁细正常粗轻正常重小中等剧烈123123123123123表1-6 附加厚度的标准值 mm2.2驱动装置带式输送机的动力部分,由安装在驱动架上的Y 系列鼠笼型电机、液力偶合器(或梅花形弹性联轴器)、减速器、ZL 型弹性柱销齿式联轴器、制动器(逆止器)等组成。(1)本系列电机功率为2.2 315kw ,减速器优先采用DBY型、DCY 型硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器,传动比为850,共配置了221 组驱动单元及相应的驱动架。平行轴硬齿面圆柱齿轮减速器驱动装置按本章附录一选用。 (2)按带宽、带速、电机功率从“驱动装置选择表”中确定组合号,然后在“驱动装置组合表”中确定所需驱动单元。 (3)采用带后辅腔的液力偶合器作为本系列带式输送机的专用偶合器,其起动力矩系数限制在1.31.7 之间。选用时,设计者应按所需功率和起动时最大力矩,根据制造厂的偶合器特征曲线选定充油量,并在总图中标注充油量。 (4)本系列采用液压推杆闸瓦式制动器,选用时要根据制动力矩与发热情况选用相应规格的推动器。制动器推杆的工作制为100持续率。 (5)本系列提供的滚柱逆止器,逆止力矩为6.9 23.3kN m ,安装在DCY315 以下规格的减速器输出轴上,其他型式的逆止器如NYD 型凸块式逆止器及非接触式逆止器可由设计者自行配置。在一台输送机上采用多台机械逆止器时如果不能保证均匀分担载荷,则每台逆止器都必须按一台输送机可能出现的最大逆转力矩来选取。同时还应验算传动滚筒轴或减速器轴的强度采用多电机驱动及大规格的逆止器应尽量安装在减速器输出轴或传动滚简轴上。 (6)输出轴用弹性齿式住销联轴器,由于配套规格较多而未列入驱动单元,整机设计选用时应在总图中标出序号,并列出所选用的联轴器型号规格。 (7)本系列驱动单元为单电机典型配置,如配置条件发生变化或采用多电机驱动时,驱动单元的组合形式可由设计者自行调整。 (8)末级中心距大于或等干355mm 的硬齿面减速器热功率验算通不过时,设计者应采取相应措施。2.3传动滚筒2.3.1 传动滚筒的作用及类型传动滚筒是传动动力的主要部件。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,可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要,可采用多点驱动方式。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构,新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸(包)胶滚筒等,钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小,所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上,铸(包)胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大,适用于环境湿度大、运距长的输送机,铸(包)胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸(包)胶滚筒、人字形沟槽铸(包)胶滚筒和菱形铸(包)胶滚筒。2.3.2 传动滚筒的选型及设计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80100。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120180。轴与轮毂为胀套联接。 重型:轴承孔径200220。轴与轮毂为胀套联接,筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构,驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸(包)胶滚筒等,钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小,一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸(包)胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大,适用于环境湿度大、运距长的输送机,铸(包)胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸(包)胶滚筒、人字形沟槽铸(包)胶滚筒和菱形铸(包)胶滚筒。人字形沟槽铸(包)胶滚筒是为了增大摩擦系数,在钢制光面滚筒表面上,加一层带人字沟槽的橡胶层面,这种滚筒有方向性,不得反向运转。人字形沟槽铸(包)胶滚筒,沟槽能使水的薄膜中断,不积水,同时输送带与滚筒接触时,输送带表面能挤压到沟槽里,由于这两种原因,即使在潮湿的场合工作,摩擦系数降低也很小。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境:用于工厂生产,环境潮湿,功率消耗大,易打滑,所以我们选择这种滚筒。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。2.3.3 传动滚筒结构其结构示意图如图5-2所示:2.4 改向滚筒用于改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚筒间的围包角。(1)改向滚简按承载能力分轻型、中型和重型,分档直径分别为5010Omm 、120180mm 及200260mm,结构型式与传动滚筒一致。(2)改向滚筒用于改变输送带运行方向。用于改向时一般放在尾部或垂直拉紧装置处。改向放在垂直拉紧装置的上方。增面滚简一般用于小于或等于的场合。(3)改向滚筒覆面有裸露光钢面和平滑胶面两种。 (4)改向滚筒与传动滚筒直径匹配见表1-7 、表2-22。表1-7 改向滚筒与传动滚筒直径匹配 mm评价值总数附加厚度大于带宽传动滚筒直径尾部头部探头滚筒直径头部探头滚筒直径改向滚筒直径60%-100%30%-60%30%滚筒组别滚筒组别滚筒组别ABCABCABC50050040031540031525031531525063080010001250160063080010001250160050063080010001250400500630800100050063080010001250400500630800100031540050063080040050063080010004005006308001000315400500630800注:A-传动滚筒;B-改向滚筒(180度);C-改向滚筒(180度)。2.4 托辊 托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动,以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果,特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊:结构合理,经久耐用,回转阻力系数小,密封可靠,灰尘、煤粉不能进入轴承,从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。 托辊分钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中,带宽B为800mm以下的输送机,选用托辊直径为89mm;带宽10001400mm选用辊子直径为108mm。托辊按用途又可分为槽形托辊、平形托辊、缓冲托辊和调心托辊,如图1-3、1-4、l-5所示。图1-3槽形和平行上托辊a-槽形托辊;b-平行托辊图1-4 缓冲托辊a- 橡胶圈式缓冲托辊;b-弹簧板式托辊图1-5调心托辊a- 锥形调心托辊 b- 旋转调心托辊 表1-9 上托辊的间距 松散物料的堆积密度,t/m3胶带宽B,mm500600800100012001400上托辊间距l0,mm1.61.6120012001200110012001100 为了提高生产率,输送散状物料,支承输送带重段的上托辊一般采用槽型托辊;输送成件物品输送机的上托辊,选煤厂手选输送带的上托辊,及支承输送带回空段的下托辊,均采用平形托辊。槽形托辊中倾斜托辊与水平托辊轴线之问的夹角称为槽角。槽角大小是决定运输物料的重要参数。我国过去的带式输送机,槽角一般为20。TD75型系列设计,槽角采用30,也有采用35和45的。在相同带宽条件下,槽角由20增至30,输送带运送散状物料的横断面积增大20,运输量可提高13,并可在运行中减少物料洒落。托辊间距的布置应保证输送带在托辊间所产生的下垂度尽可能地小。输送带在相邻托辊间的下垂度一般不超过托辊间距的2.5。输送带上托辊间距见表1-9;下托辊间距一般取3000mm或者是上托辊间距的2倍;在受料处,托辊的间距为300600mm。凸弧段上托辊间距为水乎段托辊间距的l2。输送机头部滚筒中心线到第一组槽形上托辊的距离,一般可取为上托辊间距的11.3倍,尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。在输送带的受料处,须装设缓冲托辊,以减少冲击作用,保护输送带;缓冲托辊的构造与一般托辊基本相同,标准设计中采用橡胶因式和弹簧板式两种,如图1-4所示。橡胶因式就是在管体外面套装若干橡胶圈;弹簧板式是托辊的支座具有弹性,以缓冲物料的冲击。为了防止和克服输送带的跑偏,在输送带的重载段每隔10组槽形托辊,设置一组槽形调心托辊,其构造如图1-5a所示。在输送带的回空段,每隔610组下托辊设置一组下平形调心托辊如图1-6所示。图1-6 平行调心托辊a- 平行上调心托辊;b-平行下调心托辊槽形调心托辊或平形调心托辊,除了完成一般支承作用外,托辊架还能绕垂直轴自由回转。当输送带跑偏时,输送带的一边便压在立辊上,使其旋转,从而带动托辊架回转一定的角度a(见图1-5b),这时托辊速度与带速方向不一致,产生一个与输送带跑偏方向相反的分速度,使输送带向输送机中心线侧移动,从而纠正跑偏现象。当输送带回复到运行中心位置时,回转的托辊架也恢复正常位置。2.5 机架与中间架机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置。本系列机架采用了结构紧凑、刚性好、强度高的三角形机架。(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,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。槽
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