粮食入仓用带式运输机设计【全套设计含CAD图纸、说明书】
本科生毕业设计(论文)题 目 带式运输机设计 机械工程院机械设计制造及其自动化(数控技术)专业学生姓名 学号 指导教师 职称 指导教师工作单位 起讫日期 摘 要带式运输机是一种重要的物料搬运机械,是在沿一定输送路线设置的输送带上输送一定种类货物或人员的机械装置,带式输送机可以减轻人力物力投入,在短时间运送大批散粒物品,提高工作效率。目前带式输送机的应用已经十分广泛,在许多生产过程中成为关键或重要的辅助设施。带式运输机靠驱动滚筒对缠绕在其上的输送带的摩擦力驱动。输送机两端的滚筒和拉紧装置将输送带张紧,滚筒和输送带之间产生强大的压力,驱动滚筒旋转从而产生摩擦力。输送带承受的张力由各种阻力组成,并且是机械功耗所在,计算出各种阻力的总和即可求得该输送机的功率。输送带上张力必须足够大,以免磨擦力太小输送带打滑或者输送带下垂过多。因此输送带必须有一定的韧度,以防止被巨大的张力拉断。输送带在输送物料时,在托辊组上保持I I形或其他形状以保证物料不会撒出。在新型的圆管带式输送机中,输送带在承载段呈圆管状,可更好地将物料密闭起来,并且还有很多其他优点。输送机设计基本参数:运输能力、垂直和水平运距、运动速度、各大机构的尺寸大小等。输送能力是设计、选用输送机械的主要依据,水平、垂直运距关系着驱动功率的计算,它们是设计原始数据。带式运输机的运动速度指的是运输机牵引各大机构运动的速度,也就是输送带的运动速度,该参数不仅对运输机的输送能力起决定性的作用,与此同时而且还影响输送机的安全度、准确度、能否有效快速的达到运输的目的和作用。在使用运输机时,我们必须根据各类运输机型号、需要被输送的物品的特点以及运输的环境來选择正确的运输机运动速度。主要工作构件主要指带式输送机的带宽,根据设计输送能力来计算和选定。带式输送机主要由一下各部件来组成:输送带、驱动装置或电动滚筒、传动滚筒、改向滚筒、多边形托辊组、过渡托辊组、框架、锁紧系统、清扫装置、中间架、填料系统、安全保护系统等。设计时必须根据各种参数条件和选用规则来选择使用。在设计带式运输机时我们必须根据该运输机的工作地点、工作环境以及用户所要求的条件来对其进行客观而合理的设计。关键词:带式运输机;设计AbstractBelt conveyor is a kind of important material handling machinery, is along the transport route set conveyor belt conveying a certain types of goods and personnel mechanism, belt conveyor can reduce manpower inputs, in a short time transporting large armies of grain goods, improve the work efficiency. Belt conveyor has on many occasions as key equipment or important auxiliary machinery, can be widely applied.Belt conveyor by driving drum of the friction winding on the conveyor belt drive. At the ends of the conveyor roller and tension device will conveyor belt tension, strong pressure between rollers and conveyor belt, drive roller rotation to produce friction. Conveyor belt tension under is composed of all kinds of resistance, and mechanical power consumption, calculate the sum of all kinds of resistance can be obtained by the power of the conveyor. Conveyor belt tension must be large enough to avoid excessive friction force is too small or drooping conveyor belt conveyor belt skid. Conveyor belt must have a certain toughness, therefore, in order to prevent the pulled by huge tension.When conveyor belt conveying material, keep on supporting roller group II shape or other shapes to make sure that the material wont be out. In the new type of belt conveyor, conveyor belt in bearing section assumes the circular tube, can better material closed up, and there are many other advantages.Conveyor design the main parameters are transmission capacity, vertical and horizontal distance, working speed, the feature sizes of the main components, such as driving power. Design, selection of transmission capacity is the main basis of conveying machinery, horizontal and vertical distance of relations with the calculation of driving power, they are designing the raw data. The work of belt conveyor speed refers to the speed of traction components, the work of the conveyor belt speed, is crucial not only to the transmission capacity, but also influence on the reliability of the conveyor, economy and quality of work, etc. Must be based on different models, the characteristics of material to be delivered and specific transportation conditions to select reasonable working speed. Main work component refers to the bandwidth of the belt conveyor, calculated and selected according to the design of transmission capacity. Driving power depends on the conveying machinery running resistance, reflect the size of energy consumption, the relationship between the belt conveyor power plant size, weight, investment and operating costs.Components are: belt conveyor belt, driving device or electric drum, drum, drum of haul, polygons, roller, frame, transition roller group, tension device, sweeper, frame, feed hopper, electrical, and safety protection device, etc. The design and selection rules must be based on various parameters to choose to use.Belt conveyor must be on the basis of using the site topography, environmental conditions and the users specific requirements for design.Key words: belt conveyor; design目 录绪论 1第一章 设计理论 21.1圆管带式输送机设计计算步骤 21.2 圆管带式输送机设计主要参数 21.3 圆管带式输送机部件选型依据 31.4 圆管带式输送机的运行阻力51.5 圆管带式输送机的电路选择 51.6 圆管带式输送机设计时的重要事件 6 第二章 计算说明 72.1 原始数据 72.2 初定设计参数 72.3 运 输 能 力 的 验算 72.4 驱动圆周力计算 72.5 输送机功率计算 82.6 输送带张力计算 92.7 输送带强度校核 102.8 确定输送带及驱动装置 102.9 拉 紧 装 置 计算 10 2.10校核辊子载荷 10 2.11确定托辊组尺寸 112.12确定中间架 11 2.13输送带空间弯曲校核 13 2.14确定头架、尾架 13 2.15导料槽及加料漏斗 13 2.16流量自动控制系统设计 14 2.17过渡托辊组 15 2.18重锤拉紧装置拉紧行程 15 2.19整机长度验算 15 2.20主要计算参数总结 16结束语 17 参 考 文件 180绪 论在人们的生产生活中,随时随刻都发生着各种信息的交换以及各种物件的输送,而在这一系列的运输过程中,像带式运输机这样简易而实用的运输装置就成了人们时常选择的对象。在这个科学技术以及先进制造技术飞快发展的时代,为了能够满足实用而便捷的输送目的,物品的搬运已经完成了从最开始依靠人力的搬运,演变成了现在能够把物品的选择、分辨、分类、包装、管理以及各类信息的共享等包含在内的拥有综合能力的工程体系的新理念。这个复杂的体系之中,最基础、最重要的仍然是物料的运输部分。连续带式运输机是众多的物品搬运机械中运用最为广泛器械之一。连续带式运输机是可以不间断地将需要运输的物品按照一定运输路线运输的机械系统。带式运输机可以将人们从繁重的体力劳动中解放出来,提高工作效率的运输器械,在人们的生产生活和运输各类物件的过程中,带式运输已经成了必不可少的重要机械,被运用于各行各业。圆管带式运输机是人们在运用普通带式运输机的生产生活过程中,慢慢改进、发展起来的。圆管带式运输机与普通带式运输机一样,都是依靠物品与输送带之间的静摩擦力来工作的。其工作过程是:所需运输的物品从尾部加料漏斗被送入,运输带中部向下凹,经过一段距离后,运输带渐渐的变成圆管形状,将所需运输的物品包裹在内运输到目的地。运输到头部过段时,输送带则逐渐平坦,将物品卸载,如此往复进行。本文将主要涉及物料运输、卸载、控制等方面的设备。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)1第一章 设计理论组成圆管运输机的主要部件是:输送带、驱动装置电机、速器、液力耦合器、制动器、联轴器和逆止器等)或电动滚筒、传动滚筒、改向滚筒、多边形托辊组、框架、过渡托辊组、拉紧装置、清扫器、机架、加料漏斗、电气及安全保护装置等。由于有众多的因素影响,导致在设计带式运输机时,人们可以灵活的来布置他的形式,与此同时人们拥有多样的部件类型来设计带式运输机。在设计带式运输机时我们必须根据该运输机的工作地点、工作环境以及用户所要求的条件来对其进行客观而合理的设计。但是所有的带式运输机的组成结构均为头部、中间段和尾部。而头部、中间段以及尾部的众多部件都是系列化或标准化的,如机架、驱动装置、拉紧装置、中间架、托辊等。中间段是不同形式的带式运输机的区别所在,其中直线段、凹段以及凸段组成了中间段。1.1圆 管 输 送 机 设 计 计 算 步 骤1.1.1 原 始 参 数1.1.2 初 定 设 计 参 数在示意图的提示下完成设计参数初定,并进行最大输送能力和凸凹弧段半径的校验,以实现设计参数的进一步修订。另外,从数据文件中读取计算模块所需的参数,如输送带型号、层数、扯断强度、托辊间距、托辊每米长旋转部分质量等。1.1.3张力、功率计算根据原始参数计算圆周驱动力,再精确计算各点张力及电机功率,并完成必要的校核验算。1.1.4设备选型计算进行传动滚筒校验,进而确定相应改向、探头、增面滚筒的直径和转动惯量;完成驱动装置各部件(以5 秒内自由停车为标准决定是否选用制动器的选型,进行起、制动验算。1.1.5绘图1.2圆管输送机设计主要参数1.2.1输送能力输送能力的单位用“1/h”、“m/h”表示,一般根据生产需要、建设规模确定,它是设计或选用连续输送机械的主要依据。1.2.2水平运距和提升高度三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)2水平输送距离和垂直提升高度的单位用“m”表示,它们反映不同机型输送路的特点以及同一机型输送机的规格大小,关系着所需驱动功率的计算,因而也是重要的参数。1.2.3工作速度带式运输机的工作速度是指牵引构件的速度,即带速,其单位是“m/s”。工作速度不仅对输送能力起决定性作用,而且还影响输送机的可靠性、经济性和工作质量等。例如,增加带式输送机带速可提高其输送能力,或在同样输送能力条件下采用较小的带宽,而输送带的线载荷和张力减小又可取较少的衬垫层数,这些都可降低输送带的成本以及减少输送机的尺寸和自重。由于输送带的价格在带式输送机的造价中占有很大的比例(一般占整 机成本的40%50%),因此提高带速有很大的经济意义。但是,增加带速可能会引起粉尘、造成被运物料的破损,还会在装载段、清扫段等处增加对输送带的磨损。因此,必须根据不同的机型、被输送物料的特性和具体的输送条件来选取合理的工作速度。1.2.4主要工作构件的特征尺寸主要工作构件的特征尺寸是表征连续输送机械特点和规格大小的参数,主要指带式输 送机的带宽等,该特征尺寸可用长度单位“mm”表示。一般根据设计输送能力进行计算和选定。1.2.5驱动功率驱动功率是反映能耗大小的参数,它直接关系着连续输送机械动力装置的尺寸、重量、 投资和运营成本。驱动功率用“kw”表示。一般以输送量和输送距离平均的功率消耗数值,即单位功率消耗指标作为评价各种输送机械的指标之一。驱动功率取决于输送机械的运行 阻力。选用合理的输送参数、改进输送机械部件的结构、尽量减小运行阻力可降低所需的单位功率消耗。1.3圆管带式输送机部件选型依据选型原则:先进性和可靠性原则;合理性和经济性原则;安全性和环保原则;选型影响因素:输送物料的种类和特性;输送量;输送距离和路线布置;供料点和卸料点的要求;现场条件及要求;输送机械的其他性能特点结构、能耗、安全环保、与加工过程的其他工艺操作相结合方面。部件选用要点:1.3.1输送带带宽系列(mm):三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)3300、400、500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、 2200、 2400;采用普通型输送带:抗拉体有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布和钢丝绳芯四种供选用。1.3.2驱动装置由Y系列鼠笼型电机、液力偶合器(或梅花形弹性联轴器)、DBY阶型、DCY型硬齿面圆锥 圆柱齿轮减速器、ZL型弹性柱销齿式联轴器、柱齿轮减速器、ZL型弹性柱销齿式联轴器、 制动器、逆止器等组成。或者选用电动滚筒。电动滚筒的选用原则:按照主机的实际工况条件,确定电动滚筒功率;按照主机的机构安装尺寸、电动滚筒功率及输送带与滚筒直径间的关系选取最小滚筒直径;按照主机的输送能力、输送带宽度或电动滚筒功率及滚筒直径,确定电动滚筒线速度;电筒滚筒通体长度通常应大于输送带宽度100200mm;电动滚筒通常工作的环境温度为-20+40。海拔高度不超过1000m, 输送物料温度不超60。如工作环境条件与上述条件不符,应选用相应的耐热耐寒等特种电动滚筒;限制一个方向旋转时,应选用带逆止器的电动滚筒;要求断电立即停机时,应选用带电磁制动器的电动滚筒;在隔爆、防腐等特殊条件下工作时,应选用隔爆、防腐型电动滚筒。1.3.3传动滚筒直径系列(mm):500、630、800、1000;滚筒覆面:选用最常用的、生产最多的带人字形沟槽的橡胶覆盖面。1.3.4改向滚筒直径:与传动滚筒相匹配;结构形式:一般场合选用钢板焊接光钢面滚筒;180改向滚筒围包角为:单滚筒传动=220 ;双滚筒传动 1 = 170、2=200。1.3.5托辊组托辊组分为承载托辊组、回程托辊组、过渡托辊组;承载托辊组类型:按一定间距布置的多边形(通常为正六边形)安装于托辊架内,按加工工艺分为铸铁座和冲压座。回程托辊组类型:采用最常用的平行下托辊,按加工工艺分为铸铁座和冲压座;渡托辊组类型:各过渡托辊组为普通带式运输机托辊、其槽角逐步增加,分别为10、20、30、45;其后设置一组五托辊组,最上面两个托辊的三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)4角度,根据输送带的搭接方向分别设置为60和55,目的是使输送带能够顺利地过渡成圆管状,并减少边缘搭接部分的磨损。托辊直径的确定:托辊直径主要由带速确定,要求棍子的转速不大于600r/min,以保证轴承使用寿命。棍子最小直径可按下式计算:D31.85v,式中D托辊最小直径(mm);V带速(m/s)。计算出直径后应按如下直径系列进行圆整:60,76,89,108,133,159,194,219mm。托辊间距:应考虑到输送带的每米长度的质量、物料每米长度的质量、托辊额定负载、两托辊间输送带下垂度、托辊轴承承载能力、输送带张力等因素。承载分支托辊间距一般取1.2m,回程分支托辊间距取 2.53m缓冲过渡托辊间距一般取300500mm。1.3.6拉紧装置有螺旋式、垂直重锤式、重锤车式、固定绞车式四种。1.3.7清扫器头部采用重锤刮板式清扫器,中间用空段清扫器。1.3.8卸料装置卸料器:犁式卸料器、卸料车或自由卸料。头部漏斗:普通型和挡板调节型,其选用与物料特性及其从卸料滚筒抛出时的轨迹有关。1.3.9导料槽主要尺寸导料槽开口间距:为了防止物料撒落,导料槽开口间距不宜过大,通常取输送带 宽度的2/31/2,对于流动性较好的物料,如谷物,其间距可减小到输送带宽度的 1/2。导料槽长度:导料槽长度取决于物料落到输送带上的速度和输送带速度之差,可按下式确定:l=( VB-VG)/2g 1式中V B输送带速度(m/s),V G物料落到输送带上沿输送带运行方向的分速度(m/s ), 1物料与输送带间的摩擦系数, g重力加速度,g=9.81m/s 2 ,l导料槽有效长度。1.3.10给料装置为了获得连续均匀的物料流量,需设置给料装置。给料装置的选用取决于物料的特性、贮存物料的方式和给料能力。给料装置分为螺旋式、带式、板式、刮板式、振动式、往复式、圆盘式、.转筒式、叶轮式给料机等形式。1.3.11安全保护装置跑偏开关、拉绳开关、打滑监测装置、超速监测装置、溜槽堵塞保护装置。1.4圆管带式输送机的运行阻力1.4.1主要阻力,包括承载分支和回程分支托辊的旋转阻力,是由托辊轴承和密封件的磨擦产生;三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)5输送带在托辊上被压陷及经过托辊组时反复弯曲产生阻力;输送带上物料挤搓阻力;1.4.2附加阻力,包括物料在加速段加速时的惯性阻力和摩擦阻力;加料段导料槽侧壁的摩擦阻力;除传动滚筒轴承外的其他滚筒轴承的阻力;输送带绕过改向滚筒的弯曲阻力;1.4.3特种阻力,包括前倾托辊产生的摩擦阻力;沿输送机全长布置的导料栏板产生的摩擦阻力;1.4.4特种附加阻力,包括清扫器产生摩擦阻力;沿输送机全长局部布置的导料栏板产生的摩擦阻力;翻转回程分支输送带的阻力;卸料器产生阻力;卸料装置产生阻力;1.4.5提升阻力1.5圆管带式输送机的电路选择1.5.1输送路线设计要点:考虑驱动单元模块化,多滚筒传动功率比均采用等功率分配制;为提高输送带和胶面滚筒的使用寿命,避免物料沾到传动滚筒上,影响摩擦传动和功率平衡,对于双滚筒驱动不要采用S型布置方式;拉紧装置一般布置在输送带张力最小处;对于水平输送采用多电机分别起动时,拉紧装置应设在先启动的传动滚筒绕出边;加料点应尽量设在水平段或角度小的倾斜段,各种卸料装置应尽量设置在水平段;尽量减少输送带弯曲次数,提高输送带疲劳寿命;输送机尽可能布置成直线型,避免过急的凸弧或凹弧的布置形式,以利于正常运 行。1.5.2线路布置应注意的问题:圆管带式输送机可以实现空间曲线输送线路布置。当具有较多的弯曲段时,最好使弯曲段的数量和方向在输送机两侧对称布置,以保证输送带在运行时张力在其横断面上均匀分布,减少扭曲;圆管带式输送机的过渡段长度主要取决于输送带允许的伸长率。如果过渡段太短,则输送带边缘将产生很大的附加应力,使其过早地疲劳损坏,严重时甚至使输送 带边缘撕裂;如果过渡段太长,又将缩短整个输送线路的密封长度;三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)6圆管带式输送机不适合于中间设有加料点和卸料点的情况,如必须在输送段中间 设加料点或卸料点,一般采用增加过渡段将输送带展成平形的方式,在加料点安装加料装置加料;或在卸料点采用电动或手动犁式卸料器直接卸料,卸料方式分单侧和双侧。1.6带式输送机设计时的重要事件圆管带式输送机的驱动装置、拉紧装置和清扫装置均可参照普通带式输送机设计,但一般不考虑釆用中间传动方式。圆管带式输送机的纵向振动、横向震动、输送带扭动、气动、制动等等,对圆管带式 输送机的运行有很大影响,将产生:制动时,作为粘弹性体的输送带张力急剧增高,拉进装置工作不稳定,使输送带的安全系数大大降低,电网受冲击大;行过程中输送带发生扭转,引起撒料、张力增大;各结构件受力不合理,形成重大事故隐患;系统安全系数过高,致使设备庞大,成本过高,经济指标不合理等。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)7第二章 计算说明2.1原始数据2.1.1物料特性粮食,堆积密度0.8T/M 3,动堆积角16,最大粒度10mm2.1.2运输量100t/h2.1.3工作环境一般环境2.1.4输送机布置尺寸水平长度100m,高差10m2.2初定设计参数上托辊间距取1.2m,下托辊间距取3m,上托辊组为正六边形布置,下托辊组为普通下平形托辊,圆管状输送带结构形式采用半圆管型,回程分支以平形运行。由物料典型输送能力表,依据圆管类型及物料大小,初选带宽B=1000mm,管径D=250mm,带速v=1m/s。由常用输送带规格和技术参数表,初选输送带NFL300,织物层数2层,扯断三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)8强度500N*mm,结构类型A,覆盖胶厚度3.0mm*2.0mm,厚度9.0,质量10.4kg/m。2.3运输能力的验算由公式Iv=3600vA,Im=Iv=3600vA,(Iv体积输送量,m 3/h; V -带速,m/s;A圆管输送带所包围的横断面积,m 2;物料填充系数,通常取=0.75;Im质量输送量)A=/4*D 2管得:A=4.91*10 -2m 2,Iv=132.5375m 3/h ,Im=106.03t/h ,能满足100T/h的输送能力要求。2.4驱动圆周力计算FU=cFH+FS1+FS2+FST (FU圆周驱动力;c系数,当1=100m时,c=1.78;F H阻力;F S1特种主要阻力;F S2特种附加阻力;F ST 倾斜阻力(提升阻力2.4.1阻力F H=fLgqR0+qRu+(2qB+qG)(f多边形托辊组的模拟摩擦系数,在该环境中取0.022;L输 送机长度,m;g重力加速度,9.81m/s 2;q R0承载分支每米长度托辊转动部分质量,kg/m;q RU空载分支单位长度托辊转动部分质量,kg/m;q B每米输送带的质量,kg/m 3;q G每米长度输送物料的质量)L=(1002+102)=100.5m选托辊:托辑选用原则:转速n600r/min ,最小直径D=31.85v=31.85mm ,参考常用托辊参数,选择如下:上托辊为正六边形托辊组,各辊直径89mm,长140mm,质量2.79kg采用轴承4G204,托辊组间距1. 2m,单个辊子旋转部分质量2kg下托辑为平形单托辊,直径108mm,辊长1150mm,质量13.99kg采用轴承4G205,托辊间距3m,单个辊子旋转部分质量8.4kg。qR0=2kg*6/1.2m=10kg/mqRU=8.4kg/3m=2.8kg/mqG=Im/3.6v=106.03t/h/(3.6*1m/s)=29.453kg/m故F H=fLgqR0+qRU+(2qB+qG)=0.022*100.5*9.81*(10+2.8+2*10.4+29.453)=1367.61389523(N)2.4.2特种主要阻力F S1=Ft+FgLFt托辊组前倾产生力;FgL沿输送机全长布置的导料栏板产生的摩擦阻力由于上托辊组为正六边形布置托辊组,取无前倾角,F t=0FgL= 导 2Iv2gl 导 /(3.62v2b导 2)*10-3 导 摩擦系数;l 导 导料槽长度;b 导 料挡板宽度FgL=0.6*132.542*0.8*9.81*1.4/(3.62*l2*0.22)*10-3=223.39179618(N)三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)9故F S1=223.39179618N2.4.3特种附加阻力F S2=Fr+Fa+Fgl+FxcFr清扫器产生摩擦阻力;Fa翻转回程分支输送带的阻力;Fgl沿输送机全长局部布置的导料栏板产生的摩擦阻力;Fxc卸料装置 产生阻力本装置未设置局部导料板和卸料装置、翻转装置Fr=Sqp 3Sq清扫器与带摩擦面积;P一一清扫器与带压力; 3清扫器 与带摩檫系数Sq=b头 *l头 +b中 *l中 头部清扫器清扫头宽;l 头 头部清扫器清扫头长;b中中段清扫器清扫头宽;l中一一中段清扫器清扫头Fr=0.01*1+0.01*1*5*104*0.5=500(N)即F S2=500(N)2.4.4提升阻力F STFST=qG*H*g=29.453*10*9.81=2889.3393(N)综上可得,Fu=1.78*1367.6+223.4+500+2889.3=6047.1(N)2.5输送机功率计算传动滚筒轴所需的功率P A=Fu*v=604701*l=6047.1kw,驱动电机功率Pm=PA/1=6047.1/0.98=6170.51w。由于功率较小,可直接采用电动滚筒,按照功率及带宽带速要求,选用电动滚筒DTY7510063,其输出转矩2221N*m,最大张力6956N。2.6输送带张力计算2.6.1按照允许最大垂度计算最小张力对于承载分支,T 0mina 0(qB+qG)g/8(h/a)max对于回程分支,T umina 0qBg/8(h/a)maxa0承载分支托辑间距;a u回程分支托辊间距;(h/a) max0.01T0min1.2*(10.4+29.453)*9.81/(8*0.01)=5864.37(N)Tumin3*10.4*9.81/(8*0.01)=3825.9(N)2.6.2按照输送带不打滑条件计算最小张力T2minF umax/(e -1)带与光面滚筒间摩擦系数;一电动滚筒包角; 当=0.35,=200时,e =3.4,F umaxK AFt,K A=1.3故T 2min1.3*6047.1(3.4-1)=3275.5125由T 2min计算各点张力,忽略附加阻力进行张力模拟分析。T=T2+fLg(qR0+qB)-qBHg+FrTmax=T1=T2+F1=3275.5125+500=37755125(n) (L0,H0)由于最小张力T minT maxT 0min故取T 2=5864.37n可得稳定运行工况下输送带三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)10最大张力:Tmax=T2+Fu=5864.37+6047.1=11911.47N考虑到张紧装置安装位置方便可行性,以及参考带式运输机设计资料,将其置于电动滚筒绕出边,即T2附近,L0,H0具体尺寸以安装架为准。2.7输送带强度校核输送带安全性要求为Tmax*n=11911.47N*12=142937.64N (n为此运输机在一般工况下的安全系数)输送带可承受力为B*=1000mm*500N/mm=5*10 5NTmax*nB*,初选尼龙带满足要求,但T max*n/(B*)0.28587528故可尝试选用较低型号带。复选选用输送带NFL1250,结构类型,曾数2,扯断强度400N/m,质 量9.9kg/m,厚度8.6mm,重复以上计算步骤,得:FH=0.022*100.5*9.81(10+2.8+2*9.9+29.453)=1345.924NFS1=223.39179618NFS2=500NFST=2889.3393N故FU=6008.5NPA=6008.5kw,仍2.8确定输送带及驱动装置、滚筒因输送带斯1250已为84000画中最低型号带,故确定输送带为 即1250,输送带基本长度为31 6312=26.2接头及留余尺寸一般为2301,并加以圆整,可得所需输送带长度210111。电动滚筒为0丁7 II 7510063。2.9拉紧装置计算本运输机选用重锤拉紧装置,结构简单,易于维护,占地小。重锤质量qb=2.1F umax/(e -1)*9.8+(q B+qRU)fL-q BH=2.16047.1/(3.4-1)*9.81+0+0=539.37(kg)2.10校核辊子载荷三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)112.10.1静载承载分支:P =ea0(Im/3.6v+qB)g=0.8*1.2(106.03/3.6*l+9.9)*9.81=370.61(N)2.74Kn,满足要求回程分支:P u=eauqBg=0.8*3*9.9*9.8=323.848(N)1.23KN,满足要求(e载荷系数,带式运输机取0.8)2.10.2动载承载分支:P 0=P0fsfdfa=370.61*1.1*1.1=407.671(N)2.74KN,满足要求。回程分支:P U=PUFSFa=232.848*1.1*1=256.13281.23KN,满足要求。(f s运行系数;f d冲击系数;f n工况系数)2.11确定托辊组尺寸由托辊尺寸,确定托辊组尺寸及安装形式,见图纸带式运输机托辊组;托辊架基体宽度1350mm,两边直接由螺栓与中间架连结。由于下托辊组间距和上托辊组不同,故存在两种下托辊架形式,以满足上下托 辑架连结和下托辊架与中间架直接连结的情况。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)12其体积为0.09055075421m,材料为HT200,质量为656.5kg,又辊子质量为2.79 kg,故每个托辊组质量约为673.24 kg。对于下托辊组,辊架釆用薄板件,质量主要为辊子质量,故取每个下托辑组质量约为13.99 kg。2.12确定中间架由托辊组尺寸得,中间架内侧间距1350mm;由托辊组间距(a 0=1.2m,au=3m)得,中间架上螺栓孔间距取为0.6mm,以满足使用要求。 对中间架进行受力和弯矩分析:M-L图中弯矩最大处即为强度要求最高处,M max=1325.09gNm=12999.133Nm,该处应变为My/I z=(M*h/2)/(bh/12)=6M/6h,又=1.4 0, 0=270mPa,故b6M/h=6*12999.133/(1.4*270*106*0.142)=0.01053m最低要求可以选用14a号热轧槽钢,h=140mm,b0=6mm,d=58mm,截面积18.516cm2,双侧b=2b0=12mm。该槽钢横截面如图:三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)13对于中间架支脚,N1=1870.44Gn=18349.0164N,N 2=1825.236N=17905.56516N,N1N 2,他们主要承受压应力,由 N/S s得 SN/ s=18349.0164/333m=55.10215135mm,采用 143 钢即可。2.13输送带空间弯曲校核原管带式输送机的输送路线在空间任意方向可按曲线布置,能实现一机长距离复杂路线输送物料,曲率半径的大小直接影响到输送带和托辊的使用寿命,因此在现场布置允许的情况下要尽量增大曲率半径。对于织物芯层输送带,本机在垂直面内弯曲的曲率半径应满足R300d 管 。由本机中上托辊组的间距为1=1.2m,倾角=6.6463=0.036924p,弯角半径R=l/=1.2/0.0 3 6924p=32.5m,R/D=130300,故在中间架进行倾斜时,倾角两边的托辊组需要进行浮动处理,如图:浮动后R=l/=1.2*3/0.036924p=97.5m,R/D=390300,需要对联结处的浮动距离约为h=R/cos-R=0.22m。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)142.14头架、尾架头架尾架尺寸参考相关图册,结合选用的滚筒等,具体尺寸见图纸带式运输机头架/尾架。2.15导料槽及加料漏斗导料槽长度l=(V B-VG/2g 1),VB为带速,V G为物料下落至导料槽时水平方向速度, 1为物料与输送带之间摩擦力,导料槽有效长度l即为物料落至带上到物料与输送带同速所需物料在输送带上摩擦的距离。L=(1-0)/(2*9.81*0.04)=1274.21mm。取导料槽出口宽b0=640mm,挡板宽度b为840mm,长度l为1400mm。具体尺寸见图带式运输机导料槽。加料漏斗的流量为I v=132.5375m/h=0.036816m/s,首先定加料漏斗高度为0.6m,架设物料在漏斗内下落的自由落体当量高度为0.2m,则由v=gh得,v=1.4m/s,由I v=Sv得漏斗出料口面积S=0.036816/1.4=0.0263m 2,定加料漏斗宽l=0.5m,则a=S/l=0.0526m,取a=50mm,自动控制活动仓门尺寸c=125mm,d=250mm。加料口最大尺寸50*500+125*250=56250mm 2=0.05625m2,最小尺寸50*250=12500mm 2。具体尺寸见图带式运输机加料漏斗。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)152.16流量自动控制系统流量自动控制系统,主要由摆杆、连杆、横杆、辊筒、辊筒位置控制装置、弹簧等组成,由于系统动态不确定性,设计中保留了较大的调整空间,需要在实际安装中对辊筒位置进行调整,以满足流量的精确自动控制要求。尺寸见图带式运输机流量自控系统。示意图如下:2.17过渡托辊组圆管带式运输机的过渡段长度主要取决于输送带允许的伸长率。如果过渡段太短,则输送带边缘将产生很大的附加应力,使其过早地疲劳损坏, 严重时甚至使输送带边缘撕裂;如果过渡段太长,又将缩短整个输送线路的密封长度。取I 过 =25d管 (1组槽角逐步增加,分别为10、20、30、45;其后设置一组五托辊组,最上面两个托辊的角度,根据输送带的搭接方向分别设置为60和55 ,目的是使输送带能够顺利地过渡成圆管状,并减少边缘搭接部分的磨 损。各缓冲托辊组尺寸见图带式运输机一一过渡托辊组。五托辊组示意图如下:三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)162.18重锤拉紧装置拉紧行程拉进行程L sp=Lsp1+Lsp2输送带延伸变化的工作行程L sp1=C1*L带 /2,C 1为带伸长率1.52%安装行程L sp2输送带基本长度为L 带 =2*(100 2+102) 1/2+2*0.63/2=206.2m,取C 1为1.5%,则L sp1=1/2*206.2*1.5%=1.5465m,L sp2取为通用值 0.5m,则重锤拉紧装置拉紧行程为Lsp=20465m。重锤拉紧装置尺寸参见带式运输机一重锤拉紧装置 2.19整机长度验算水平方向:运输机中尾部改向滚筒到连接尾部的中间架的距离为1m,连接尾部的中间架的长度为6m,每段倾斜中间架在水平方向上的长度分量为5.9596773720212938123666961062292m,连接头部中间架的长度为6m, 电动滚筒到头部中间架的距离为1.18m,故所需的中间架的段数为(100-1-6-6-1.18)/5.96=14.4段,取为15段,则头尾滚筒水平距离为1+6+6+1.18+5.96*15=10337516058031940718550044159344m,倾斜段水平长度为 89.395160580319407185500441593435m。垂直方向:尾部改向滚筒和电动滚筒的中心高差为0.3+5.96*15*sin6.6463-0.215=10.4316m。整机占用空间为水平方向103.57516+1+1.45 106m。垂直方向550+0.150+10.4316+0.84512m。2.20主要计算参数总结输送机总长106m,高12m;三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)17头尾滚筒水平中心距103.5752m,高差10.4316m;倾斜段水平长度89.3952m,倾角6.6463;系统采用咻1250尼龙输送带,带宽1000mm,长210m;驱动装置采用DTY一7510063电动滚筒;带速 1m/s;上托辊组采用89mm*140mm辊子正六边形布置,辊组间距1.2m;下托辊组采用108mm*1150mm单辊子平形布置,托辊组间距3m;拉紧装置采用垂直重锤,重锤质量539.37kg,拉紧行程约2m。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)18结束语本设计课题设计要求为一圆管带式运输机,运送距离100m,提升高度10m,输送能力为100t/h,物料为谷物,密度800kg/m 3,粒度10mm,安息角16。设计结果为运输机长度106m,高度12m,物料运送距离103.5752 m ,倾斜段长度89.3952m倾斜角度6.6463。本运输机主要部件及技术参数:1、驱动装置:DTY一7510063电动滚筒,直径630mm,功率7.5kw;2、输送带:NFL250尼龙输送带,带宽1000mm,长210m;3、头架、尾架、中间架17段、加料漏斗、导料槽、头部漏斗、头部护罩;4、改向滚筒:630mm一个,500mm3个,长度1150mm;5、各上托辊组采用89mm*140mm辊子正六边形布置,托辊组间距1.2m,下托辊组采用108mm*1150 mm 单辊子平形布置,托辑组间距3 m ;6、垂直重锤拉紧装置:重锤质量539.37kg,拉紧行程约2m;7、系统技术能力:带速1.0m/s,功耗6.17051w,输送能力106.03t/h;8、手动、自动流頁技制系统;9、过渡托辊组。由此可见该设计能够满足系统需求,设计中的一些部件,能够较准确地对系统进行控制,更具有科学性,体现了自动化的要求。三江学院 2014 届本科生毕业设计(论文)19参考文献1王鹰主编.连续输送机械设计手册M.中国铁道出版社,ISBN:7-113-04037-3.2运输机械设计选用手册委员会.运输机械设计选用手册M.化学工业出版社,ISBN:7-50254-1999-8.3王鹰、吕建行主编.起重输送机械图册输送机械分册M.机械工业出版社,ISBN:7-111-03105-9.4刘鸿文主编.材料力学(第三版)上册M高等教育出版社,ISBN:7-04-003903-6.5濮良贵、纪名刚主编.机械设计(第七版)M西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著.攻击教育出版社,ISBN:7-04-009348-0.6王世刚、张秀亲、苗淑杰主编.机械设计实验(修订版)M.哈尔滨工程大学出版社,ISBN:7-81.73-15-8.7成大先主编.机械设计手册(第一卷)M.化学工业出版社,ISBN:7-5025-3519-5.8成大先主编.机械设计手册(第二卷)M.化学工业出版社,ISBN:7-5025-3520-9.9成大先主编.机械设计手册(第三卷)M化学工业出版社,ISBN:7-5025-3521-7.10成大先主编.机械设计手册(第四卷)M化学工业出版社,ISBN:7-5025-3522-5.11成大先主编.机械设计手册(第五卷)M化学工业出版社,ISBN:7-5025-3523-3.12毛广卿主编.粮食输送机械与应用M.科学出版社,ISBN:7-03-011666-6.13数字化手册系列编委会编.机械设计手册(软件版 R2.0)M机械工业出版社,ISBN:7-111-10497-8.14吕新生、张晔.带式输送机 CAD 系统中基于 ISO 标准的参数计算J.中国机械工程,1995 年,第 6 卷第 6 期.15张晔.带式输送机 CAD 系统中的总图绘制M.机械设计1999 年 6 月6.16J.Fldhusen、W.beitz.Durchgangige und flexible.Rechnerunter2 stiltzung der Kongstruktion.Konstruktion,1989(2):47-56.17德G.帕尔、W.拜茨.工程设计学学习与实践手册(中译本)M.机械工业出版社,1992,1.18Belt conveyors for bulk materials.Cbi Pub CoM.1979 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