整條煙噴碼線及碼垛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【輸送機(jī)、碼垛機(jī)】

整條煙噴碼線及碼垛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【輸送機(jī)、碼垛機(jī)】,輸送機(jī)、碼垛機(jī),整條煙噴碼線及碼垛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【輸送機(jī)、碼垛機(jī)】,整條煙噴碼線,碼垛,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),輸送 摘 要 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于輸送機(jī)、碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)膠帶輸送機(jī)、碼垛機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了帶式輸送機(jī)、碼垛機(jī)的選型及計(jì)算方法；然戶根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定的參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)和碼垛機(jī)各主要部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由三個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置、拉緊裝置及膠帶；碼垛機(jī)由推出機(jī)構(gòu)、步進(jìn)機(jī)和氣壓系統(tǒng)等組成。最后簡(jiǎn)單的說(shuō)明了輸送機(jī)和碼垛機(jī)的安裝與維護(hù)。目前，膠帶輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機(jī)就是其中一個(gè)。在膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面，目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距，國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造帶式輸送機(jī)過(guò)程中存在著很多不足；碼垛機(jī)是機(jī)、電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品，中、低位碼垛機(jī)可以滿足中低產(chǎn)量的生產(chǎn)需要。 本次設(shè)計(jì)代表了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，對(duì)今后的選型設(shè)計(jì)工作有一定的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞 帶式輸送機(jī);碼垛機(jī);選型設(shè)計(jì);主要部件 Abstract This design is about conveyors, palletizers design. First, belt conveyor , stacking machine briefly outlined ; then analyzes the selection and calculation methods conveyor, stacking machines ; contingent households calculated based on these design criteria and selection process according to the given parameters required be the type design ; then on conveyors and palletizers all major components were selected check . Normal belt conveyor consists of three main components: gear, and belt tensioning device ; palletizer launched by the agency , stepping machines and pneumatic system components. Finally, a brief description of the installation and maintenance of conveyors and stacker machines. Currently, the belt conveyor is moving in the direction of long-distance, high-speed, low- friction development , in recent years the cushion belt conveyor is one of them . In the belt conveyor design, manufacture and application of China's current compared with foreign advanced level there is still a wide gap between the country there are many deficiencies in the design and manufacture of conveyor process ; palletizer is a mechanical, electrical integration high-tech products , the low stacking machine to meet the production needs of the low yield. This design represents a general process of design , selection of design work for the future has a certain reference value. Keywords belt conveyors； palletizers ； selection and design ； the main components 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1研究的目的和意義 1 1.2本課題主要研究?jī)?nèi)容 1 1.3課題的基本內(nèi)容 1 1.4研究方案及目標(biāo) 1 1.5為完成課題所需的條件 2 第2章 帶式輸送機(jī)、碼垛機(jī)的概述 3 2.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 3 2.2帶式輸送機(jī)的分類 3 2.3帶式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)與工作原理 3 2.4帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 3 2.5碼垛機(jī)的應(yīng)用 4 2.6碼垛機(jī)的分類 4 2.7碼垛機(jī)的工作原理 4 2.8碼垛機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 4 2.9本章小結(jié) 5 第3章 帶式輸送機(jī)和碼垛機(jī)的設(shè)計(jì) 6 3.1 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù) 6 3.2 輸送機(jī)帶速的選擇 6 3.3 輸送帶寬度的計(jì)算選擇 6 3.4 圓周驅(qū)動(dòng)力 7 3.4.1計(jì)算公式 8 3.4.2主要阻力計(jì)算 8 3.4.3傾斜阻力計(jì)算 9 3.5 傳動(dòng)功率計(jì)算 10 3.5.1傳動(dòng)軸功率（PA）計(jì)算 10 3.5.2電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 11 3.6輸送帶張力計(jì)算 12 3.6.1輸送帶不打滑條件校核 13 3.6.2輸送帶下垂度校核 14 3.6.3各特性點(diǎn)張力計(jì)算 14 3.6.4傳動(dòng)滾筒、改向滾筒合張力計(jì)算 16 3.7傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算 16 3.8拉緊力計(jì)算 17 3.9輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算 17 3.10驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 17 3.10.1電機(jī)的選用 17 3.10.2液力耦合器 19 3.10.3聯(lián)軸器 19 3.11 碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)選型及介紹 20 3.11.1電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選取 20 3.12本章小結(jié) 22 第4章 輸送帶的計(jì)算選型 23 4.1輸送帶的結(jié)構(gòu) 23 4.2覆蓋膠的性能及適用情況 25 4.3輸送帶的帶芯 25 4.4本章小結(jié) 27 第5章 輸送機(jī)部件的選用 28 5.1傳動(dòng)滾筒 28 5.1.1傳動(dòng)滾筒的作用及類型 28 5.1.2傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì) 28 5.1.3傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu) 28 5.1.4傳動(dòng)滾筒的直徑驗(yàn)算 29 5.2托輥 30 5.2.1托輥的作用與類型 30 5.2.2托輥的選型 31 5.2.3托輥的校核 33 5.3制動(dòng)裝置 34 5.3.1制動(dòng)裝置的作用 34 5.3.2制動(dòng)裝置的種類 34 5.3.3制動(dòng)裝置的選型 35 5.4改向裝置 35 5.5拉緊裝置 36 5.5.1拉緊裝置的作用 36 5.5.2張緊裝置在使用中應(yīng)滿足的要求 36 5.5.3拉緊裝置在過(guò)渡工況下的工作特點(diǎn) 36 5.5.4拉緊裝置布置式應(yīng)遵循的原則 37 5.5.5拉緊裝置的種類及特點(diǎn) 37 5.6碼垛機(jī)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng) 38 5.7本章小結(jié) 39 結(jié)論 40 致謝 41 參考文獻(xiàn) 42 - VI - 第1章 緒 論 1.1 研究的目的和意義 整條煙噴碼線及裝箱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分為：整條煙的輸送機(jī)、打碼輸送機(jī)、自動(dòng)裝箱機(jī)部分組成。適用于中小城市規(guī)模銷售，做到噴碼到戶。該機(jī)械結(jié)構(gòu)只適用于常見包裝方式的整條煙。 該系統(tǒng)的研制，就是凈化煙草行業(yè)的銷售市場(chǎng)，有效地控制假冒偽劣煙充斥市場(chǎng)，更有效地保護(hù)消費(fèi)者的利益，做到專買專賣。 1.2 本課題主要研究?jī)?nèi)容 根據(jù)市場(chǎng)和目前技術(shù)狀況的分析以及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)成果的分析、消化和吸收，以經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可靠性等原則，制定總體設(shè)計(jì)方案，采用優(yōu)化設(shè)計(jì) 的方法總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出輸送機(jī)和碼垛機(jī)。 1.3 課題的基本內(nèi)容 根基市場(chǎng)和目前技術(shù)狀況的分析以及對(duì)自身技術(shù)成果的分析、消化、和吸收，以經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可靠性等原則，制定總體設(shè)計(jì)方案，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出輸送機(jī)和碼垛機(jī)。 1.4 研究方案及目標(biāo) 方案：理解輸送機(jī)、碼垛機(jī)的工作原理，廣泛收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，對(duì)各種主要研究成果進(jìn)行整理分析并結(jié)合老師所給技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算出各部件的外形尺寸。畫出設(shè)計(jì)圖，并對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的校核。 目標(biāo)：設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的輸送機(jī)、碼垛機(jī)結(jié)構(gòu)，并對(duì)此基礎(chǔ)上進(jìn)行校核，使輸送機(jī)、碼垛機(jī)能接近合理結(jié)構(gòu)。 1.5 為完成課題所需的條件 熟練掌握設(shè)計(jì)思路；了解并掌握校核各零件的計(jì)算公式；能快速準(zhǔn)確的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱所需材料；熟練應(yīng)用CAD等制圖軟件及工具。第2章 帶式輸送機(jī)和碼垛機(jī)的概述 2.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來(lái)完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。 2.2 帶式輸送機(jī)的分類 帶式輸送機(jī)分類方法有多種，按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分為兩類，一類是普通型帶式輸送機(jī)，這類帶式輸送機(jī)在輸送帶輸送物料的過(guò)程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，各有各的輸送特點(diǎn)。 2.3 帶式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)與工作原理 帶式輸送機(jī)由輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、托輥、機(jī)架、拉緊裝置和制動(dòng)裝置等組成。輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒形成環(huán)形封閉帶。上下兩股輸送帶分別支撐在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾筒通過(guò)摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運(yùn)動(dòng)。通常利用上股輸送帶運(yùn)輸物料，并在輸送帶繞過(guò)機(jī)頭滾筒改變方向時(shí)卸載。必要時(shí)，可利用專門的卸載裝置在輸送機(jī)中部任意點(diǎn)進(jìn)行卸載。 2.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化；另一方面是帶式輸送機(jī)的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離，大運(yùn)量，高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。我國(guó)生產(chǎn)制造的皮帶輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備，高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟件起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。 2.5 碼垛機(jī)的應(yīng)用 碼垛機(jī)是機(jī)、電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品，中、低位碼垛機(jī)可以滿足中低產(chǎn)量的生產(chǎn)需要。可按照要求的編組方式和層數(shù)，完成對(duì)料袋、膠塊、箱體等各種產(chǎn)品的碼垛。最優(yōu)化的設(shè)計(jì)使得垛形緊密、整齊。 2.6 碼垛機(jī)的分類 碼垛機(jī)按智能化水平分為：機(jī)器人碼垛機(jī)和機(jī)械式碼垛2種。機(jī)械式碼垛機(jī)可以分為：龍門式碼垛碼垛機(jī)、立柱式碼垛機(jī)、機(jī)械臂式碼垛機(jī)。 碼垛機(jī)按照行業(yè)分為：食品飲料行業(yè)碼垛、水泥自動(dòng)裝車碼垛機(jī)、工業(yè)品碼垛機(jī)等。 2.7 碼垛機(jī)的工作原理 平板上工件符合棧板要求的一層工件，平板及工件向前移動(dòng)直至棧板垂直面。上方擋料桿下降，另三方定位擋桿起動(dòng)夾緊，此時(shí)平板復(fù)位。各工件下降到棧板平面，棧板平面與平板底面相距10mm,棧板下降一個(gè)工件高度。往復(fù)上述直到棧板堆碼達(dá)到設(shè)定要求。 2.8 碼垛機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 我國(guó)包裝機(jī)械起步較晚，解放后輕工業(yè)開發(fā)了一批專用包裝設(shè)備，為飲料廠、卷煙廠、火柴廠配套，尚未形成行業(yè)。80年代初，包裝機(jī)械作為新興的工業(yè)部門開始發(fā)展起來(lái)，經(jīng)過(guò)近二十年的艱苦努力，一支從包裝設(shè)備科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及教育管理的行業(yè)隊(duì)伍已經(jīng)形成，并初具規(guī)模，產(chǎn)品品種不斷增加，產(chǎn)量迅速上升，技術(shù)水平逐年提高，作為包裝機(jī)械工業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的崛起中正在不斷發(fā)展完善。 2.9 本章小結(jié) 本章主要講述了輸送機(jī)、碼垛機(jī)的分類和工作原理及發(fā)展和現(xiàn)狀，對(duì)輸 送機(jī)、碼垛機(jī)有了一定了解。第3章 帶式輸送機(jī)、碼垛機(jī)的設(shè)計(jì) 3.1 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù) 參數(shù)和工作條件 （1） 輸送物料：整條煙 （2） 物料特性：1）塊度：0-400mm 2）密度：0.9kg∕m3 3）在輸送帶上堆積角：p=23° （3）工作環(huán)境：室內(nèi)、干燥 （4）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸：1）運(yùn)距：10m 2）傾斜角：β=16° 3.2 輸送機(jī)帶速的選擇 輸送帶的帶速很大程度上取決于所輸送的物料的特性、所期望的輸送能力和所采用的輸送帶的張力。 塊狀易碎的物料會(huì)有帶速的限制。當(dāng)輸送帶和所輸送的物料通過(guò)托輥時(shí)，較低的帶速可以使易碎的物料在裝料和卸料點(diǎn)處不會(huì)發(fā)生跳動(dòng)和碎裂。本設(shè)計(jì)的輸送物料為塊狀易碎物料，根據(jù)所需要的輸送量計(jì)算得帶速為1.6m∕s。 3.3 輸送帶寬度的計(jì)算選擇 對(duì)于塊狀物料，輸送帶寬度按下式計(jì)算 （3-1） B—輸送帶寬度，m； Q—所需輸送量，kg∕h；按最大輸送量Q=50 kg∕h； ρ—物料松散密度，kg∕m3；取ρ=0.75kg∕m3； V—輸送帶速度，m∕s；取V=1.6 m∕s； C—傾角系數(shù)，由《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表13.3-14查得當(dāng)輸送機(jī)傾角β=16°時(shí)，傾角系數(shù)C=0.88； K—裝載系數(shù)，一般取K=0.8-0.9，在此去K=0.85； y—斷面系數(shù)，堆積角p=23°，由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表3-15查得y=0.12； 代入數(shù)據(jù)B=0.359m 此時(shí)取標(biāo)注輸送帶寬度B=0.4m=400mm。 3.4 圓周驅(qū)動(dòng)力 3.4.1 計(jì)算公式 傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力Fu為輸送機(jī)所有阻力之和，可用式（3-2）計(jì)算。 Fu= FH +FN+Fs1+Fs2+Fst （3-2） 式中 FH—主要阻力，N； FN—附加阻力，N； Fs1—特種主要阻力，N； Fs2—特種附加阻力，N； Fst—傾斜阻力，N。 五種阻力中，F(xiàn)H、FN是所有輸送機(jī)都有的，其他三類阻力根據(jù)輸送機(jī)側(cè)型及附件裝設(shè)情況定。 3.4.2 主要阻力計(jì)算 輸送機(jī)的主要阻力FH是物料及輸送帶移動(dòng)和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎檬剑?-3）計(jì)算： FH=fLg[qRO+qRU+（2qB+qG）cosα] （3-3） 式中 f—模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定； L—輸送機(jī)長(zhǎng)度； g—重力加速度，g=9.8m∕s2； qRO—承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg∕m； qRO=G1∕a0 其中G1—承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg； a0—承載分支托輥間距，m； 托輥已經(jīng)選好，已知G1=12.21kg 計(jì)算qRO=12.21∕1.2=10.18kg∕m qRU—回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg∕m； qRU= G2∕au 其中G2—回程分支每組托輥組旋轉(zhuǎn)部分重量； au—回程分支托輥間距，m G2—10.43kg qRU=10.43∕3=3.48kg∕m qG—每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量，kg∕m； qG=Im∕v=Q∕3.6v=400∕（3.6x1.6）=69.44kg∕m qB—每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量，kg∕m qB=11.5kg∕m FH=fLg[qRO+qRU+（2qB+qG）cosα] =0.022x400x9.8x[10.18+3.48+（2x11.5+69.44）xcos0°] =9150.06N f運(yùn)行阻力系數(shù)，f值應(yīng)根據(jù)表選取。取f=0.022. 表3-1 阻力系數(shù)f 輸送機(jī)工況 f 工作條件和設(shè)備良好、帶速低、物料內(nèi)摩擦較小 0.02-0.023 工作條件和設(shè)備一般、帶速較高、物料內(nèi)摩擦較大 0.025-0.030 工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大、設(shè)備質(zhì)量較差 0.035-0.045 3.4.3 傾斜阻力計(jì)算 傾斜阻力按下式計(jì)算： Fst= qGxgxH 式中 H—輸送機(jī)受料點(diǎn)與卸料點(diǎn)間的高差，m；輸送機(jī)向上提升時(shí)H為正，反之為負(fù)。 Fst= qGxgxH=0 由式 Fu= cFH +FN+Fs1+Fs2+Fst （3-4） Fu=1.09x9150.06+0+2100+0=12073.57N C—與輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)，大于80m時(shí)，按式計(jì)算； C=（L+L0）∕L L0—附加長(zhǎng)度，一般在70m到100m之間； C—系數(shù)，不小于1.02 表3-2 系數(shù)C（裝料系數(shù)在0.7-1.1范圍內(nèi)） L 80 100 150 200 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 3.5 傳動(dòng)功率計(jì)算 3.5.1 傳動(dòng)軸功率（PA）計(jì)算 傳動(dòng)滾筒軸功率（PA）按式（3-5）計(jì)算： PA= Fu·v∕1000 （3-5） 3.5.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 電動(dòng)機(jī)功率Pm，按式（3-6）計(jì)算； 發(fā)電工況： Pm= PA∕ηη′η″ （3-6） 發(fā)電工況（下運(yùn)）： Pm= PAη∕η′η″ （3-7） η=η1η2 式中 η—傳動(dòng)效率，一般在0.85-0.95之間選?。? η1—聯(lián)軸器效率； 每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率：η1=0.98； 液力耦合器：η1=0.96； η2—減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率，為0.98計(jì)算； 二級(jí)減速機(jī)η2=0.98x0.98=0.96 三級(jí)減速機(jī)η2=0.98x0.98x0.98=0.94 η’—電壓降系數(shù)，一般取0.90-0.95； η”—多機(jī)驅(qū)動(dòng)功率不平衡系數(shù)，一般取0.90-0.95，單機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)η”=1。 根據(jù)計(jì)算出的Pm值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。 由式（3-5）PA=（12073.57x1.6）∕1000=19320w 由式（3-6）Pm=19320∕（0.94x0.95x1）=21634.94w 選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y200L-4.30KW 3.6 輸送帶張力計(jì)算 輸送帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)上正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件： （1） 在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過(guò)摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑。 （2） 作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 3.6.1 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅(qū)動(dòng)力Fu通過(guò)摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3-1） 圖3-1 作用于輸送帶的張力 為保證輸送帶工作時(shí)不打滑，需在回程帶上保持最小張力應(yīng)F2min計(jì)算： F2min≥Fumax 式中：輸送機(jī)滿載啟動(dòng)時(shí)或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的最大圓周驅(qū)動(dòng)力，啟動(dòng)時(shí)Fumax=KAFu，啟動(dòng)系數(shù)KA=1.3-1.7,；對(duì)慣性小、起制動(dòng)平穩(wěn)的輸送機(jī)可取較小值；否則，就應(yīng)取最大值。 μ—傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3-3 表3-3 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)μ 工作條件 μ 光面滾筒 膠面滾筒 干態(tài)運(yùn)行 0.35-0.40 0.40-0.45 清潔潮濕運(yùn)行 0.10 0.35 污濁的濕態(tài)運(yùn)行 0.05-0.10 0.25-0.30 取KA=1.5，由式Fumax=1.5x12073.57=18110.355N 對(duì)常用：1∕﹣1 =0.67 該設(shè)計(jì)取μ=0.25；φ=210°。 F2min≥Fumax*1∕（﹣1）=18110.355x0.67=12133.94N 3.6.2 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力Fmin，需按式（3-8）和（3-9）進(jìn)行驗(yàn)算。 承載分支： F承min≥a0（qB+qG）g∕8（）adm （3-8） 回程分支： F回min≥aD*qB*g∕8（）adm （3-9） 式中（）adm—允許最大垂度，一般≤0.01； a0—承載上托輥間距（最小張力處）； aD—回程下托輥間距（最小張力處）； ?。ǎ゛dm=0.01得： F承min =1.2（11.5+69.44）x9.8∕(8*0.01)=11898.18N F回min=3x11.5x9.8∕(8*0.01)=4226.25N 所以按垂度條件應(yīng)滿足F回min= F回min≥11898.18N 3.6.3 各特性點(diǎn)張力計(jì)算 為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點(diǎn)張力等特性點(diǎn)張力，需逐點(diǎn)張力計(jì)算法，進(jìn)行各特性點(diǎn)張力計(jì)算。 圖3-2 張力分布點(diǎn)圖 3.6.3.1 運(yùn)行阻力的計(jì)算： 由分離點(diǎn)起，依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1、2、3、4、5、6，如圖3-2所示。 計(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，首先要確定輸送帶的種類和型號(hào)。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶，680S型輸送帶，縱向拉伸強(qiáng)度750N∕mm；帶厚8.5mm；輸送帶質(zhì)量11.2kg∕m。 1）承載段運(yùn)行阻力，由式（3-10）： Fz=[（q+q0+qz）Lwzcosβ+（q+q0）Lsinβ]g （3-10） =[（69.44+11.5+10.18）*400*0.04*1]x9.8 14287.616N 2）回空段運(yùn)行阻力，由式（3-11）： Fk=[（q0+qk）Lwkcosβ﹣（qk+q0）Lsinβ]g （3-11） F45=[（11.5+3.48）*298*0.035*1] *9.8 =1531.17N F23=[（11.5+3.48）*2*0.035*1] *9.8 =10.28N 3）最小張力點(diǎn)： 由以上計(jì)算可知，3點(diǎn)為最小張力點(diǎn) 3.6.3.2 輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算 1） 由懸垂度條件確定5點(diǎn)的張力 承載段最小張力應(yīng)滿足 F承min≥1.2（11.5+69.44）*9.8∕（8*0.01）=11898.18N 2） 由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力 因?yàn)镾6=11898.18N,根據(jù)表選CF=1.05 故有S5=S6∕CF=11331.6N S4=S5﹣S45=9800.43N S3=S4∕CF=9333.74N S2=S3﹣S23=9323.46N S1=S6+Fz=26185.796N SY=S1=26185.796N ③用摩擦條件來(lái)驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系 滾筒為包膠滾筒，圍包角為210°。選摩擦系數(shù)μ=0.25。并取摩擦力系 數(shù)備用系數(shù)n=1.2. 由式（3-12）可算出允許SY的最大值為： SYmax=S1（1+） （3-12） =26185.796*[1+（e0.25*210∕180﹣1）∕1.2] =33386.89≥SY 故摩擦條件滿足。 3.6.4 傳動(dòng)滾筒、改向滾筒合張力計(jì)算 根據(jù)計(jì)算出的各特性點(diǎn)張力，計(jì)算各滾筒合張力。 頭部180°改向滾筒的合張力： F改1=S1+S2=26185.796+9323.46=35509.256N 尾部180°改向滾筒合張力： F改2=S5+S6=11331.6+11898.18=23229.78N 3.7 傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算 單驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)滾筒的最大扭矩Mmax按式（3-13）計(jì)算： Mmax= （3-13） 式中 D—傳動(dòng)滾筒的直徑，mm； 初選傳動(dòng)滾筒直徑為80mm，則傳動(dòng)滾筒的最大扭矩為： Mmax=12.07*0.8∕2=4.83KN∕m 3.8 拉緊力計(jì)算 拉緊裝置拉緊力F0按式（3-14）計(jì)算 F0=Si+Si+1 （3-14） 式中Si—拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力，N； Si+1—拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力，N。 由式（3-14） F0=S3+S4=9333.74+9800.43=19134.13KN 3.9 輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算 縱向拉伸強(qiáng)度Gx按式（3-15）計(jì)算 Gx≥ （3-15） 式中 n1—靜安全系數(shù)，一般n1=-10。運(yùn)行條件好，傾角好，強(qiáng)度低取小值；反之，取大值。 輸送帶的最大張力Fmax=26185.796N n1選為7，由式（3-15） Gx≥26185.796*7∕1000=183.30N∕mm 可選輸送帶為680S即滿足要求。 3.10 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī)的負(fù)載時(shí)一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷啟動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性與負(fù)載的啟動(dòng)要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較輸出，一方面為了保證必要的啟動(dòng)力矩，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流要比額定的運(yùn)行的電流大6-7倍，要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過(guò)熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過(guò)分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使啟動(dòng)過(guò)程不超過(guò)3-5s。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，它由電動(dòng)機(jī)、耦合器、減速器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)滾筒由一臺(tái)或兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)各自的聯(lián)軸器、減速器和鏈?zhǔn)铰?lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動(dòng)滾筒。 減速器有二級(jí)、三級(jí)及多級(jí)齒輪減速器，第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪減速傳動(dòng)，聯(lián)接電機(jī)和減速器的聯(lián)軸器有兩種，一是彈性聯(lián)軸器，一種是液力耦合器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種：用彈性聯(lián)軸器時(shí)，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力耦合器時(shí)，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪連接。 傳動(dòng)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動(dòng)滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面，電動(dòng)機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。 3.10.1 電機(jī)的選用 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 不低500r∕min，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸越大，價(jià)格越貴，而效率低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也低。本設(shè)計(jì)皮帶機(jī)所采用的電動(dòng)機(jī)的總功率為21.6kw，所以需選用功率為30kw的電動(dòng)機(jī)。 擬采用Y200L-4型電動(dòng)機(jī)，該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩較大，性能良好，可以滿足要求。 查《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，它的主要性能參數(shù)如下表： 表3-4 Y200L-4型電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率kw 滿載 轉(zhuǎn)速r∕min 電流A 效率％ 功率因素cosφ Y200L-4 30 1470 56.8 92.2 0.87 啟動(dòng)電流∕額定電流 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩∕額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩∕額定轉(zhuǎn)矩 重量kg 7.0 2.0 2.2 255 3.10.2 液力耦合器 液力傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)一樣都是以液體作為傳遞能量的介質(zhì)，同屬液體 傳動(dòng)的范疇，二者的重要區(qū)別在于，液壓傳動(dòng)是通過(guò)工作腔容積的變化，是液體壓力能改變傳遞能量的；液力傳動(dòng)是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪工作，輸入軸與輸出軸為非剛性連接，通過(guò)液體動(dòng)能的變化傳遞能量，傳遞的扭矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比。 目前，在帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，廣泛使用液力耦合器。 液力傳動(dòng)裝置廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械，車輛，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，起重機(jī)械，載重汽車，小轎車和艦艇上。 次設(shè)計(jì)選用的YOD400，輸入轉(zhuǎn)速為1470r∕min，效率達(dá)0.96，啟動(dòng)系數(shù)為1.3-1.7。 3.10.3 聯(lián)軸器 本次驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，較多的采用聯(lián)軸器，這里對(duì)其簡(jiǎn)單介紹： 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它用來(lái)把兩軸連接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車并將連接拆開后兩軸才能分離。 聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度的變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。 根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持連接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類別。 3.11 碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)選型及介紹 本章將詳細(xì)分析系統(tǒng)中各個(gè)組成硬件的原理與特點(diǎn)，并根據(jù)貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)際工作環(huán)境，選擇適合本系統(tǒng)的設(shè)備型號(hào)以及參數(shù)，完成碼垛機(jī)單元的硬件設(shè)計(jì)。 3.11.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選取 3.11.1.1 碼垛機(jī)的已知參數(shù) 作為整個(gè)碼垛機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度驅(qū)動(dòng)者，電動(dòng)機(jī)的合適選取十分重要。針對(duì)該立體倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際工作情況，設(shè)計(jì)的碼垛機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下參數(shù)要求： 工作臺(tái)的質(zhì)量：m1=40kg； 工件質(zhì)量：m2=0.5kg； 最高速度：Vmax=0.012m∕s； 加速時(shí)間：t1=0.2s 減速時(shí)間：t2=0.2s 絲桿導(dǎo)程：P=5mm 阻力：f=20N 摩擦系數(shù)：μ=0.1-0.3 3.11.1.2 根據(jù)已知參數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的選型計(jì)算 先求加速度：a=Vmax∕t1=0.06m∕s 垂直方向軸向力計(jì)算： 上升加速時(shí)Fa1=（m1+m2）g+（m1+m2）a+f =（40+0.5）x9.8+（40+0.5）x0.06+20=419.33N 上升勻速時(shí)Fa2=（m1+m2）g+f =（40+0.5）x9.8+20=416.9N 上升減速時(shí)Fa3=（m1+m2）g-（m1+m2）a+f =（40+0.5）x9.8-（40+0.5）x0.06+20=414.47N 下降加速時(shí)Fa4=（m1+m2）g-（m1+m2）a-f =（40+0.5）x9.8-（40+0.5）x0.06-20=374.47N 下降勻速時(shí)Fa5=（m1+m2）g-f =（40+0.5）x9.8-20=376.9N 下降減速時(shí)Fa6=（m1+m2）g+（m1+m2）a-f =（40+0.5）x9.8+（40+0.5）x0.06-20=379.33N 水平運(yùn)動(dòng)時(shí)Fa7=μ（m1+m2）g+（m1+m2）a+f =0.2x（40+0.5）x9.8+（40+0.5）x0.06+20=101.81N 通過(guò)計(jì)算分析可以清楚的發(fā)現(xiàn)，碼垛機(jī)垂直方向的較水平方向的力要大，因此只要按照垂直方向的上升加速時(shí)的力Fa1計(jì)算轉(zhuǎn)矩選取電動(dòng)機(jī)，就可以滿足其它運(yùn)動(dòng)對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的要求。 T=FmaxP∕2πη=419.33x5x0.001∕2πx0.9=0.371N*m 通過(guò)表3-5可選BS57HB41-02型步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 表3-5 步進(jìn)電機(jī)型號(hào)具體參數(shù) 型號(hào) 步距角（°） 保持轉(zhuǎn)矩（N*m） 額定電流（A） 相電阻（Ω） 相電感（mH） 轉(zhuǎn)子慣量（g*mm2） BS42HB33-01 1.8 0.16 0.95 4.2 2.5 38 BS42HB38-01 1.8 0.26 1.2 3.3 3.2 54 BS42HB47-01 1.8 0.317 1.2 3.3 2.8 68 BS57HB41-02 1.8 0.39 2.2 1.4 1.4 131 BS57HB51-03 1.8 0.72 3.0 0.74 0.9 275 3.12 本章小結(jié) 通過(guò)對(duì)各部分部件的選用及計(jì)算與校核，得出的結(jié)論完全符合且滿足各項(xiàng)安全指標(biāo)。從而進(jìn)一步確保了本次設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性。第4章 輸送帶的計(jì)算選型 4.1 輸送帶的結(jié)構(gòu) 輸送帶最初是由傳送帶發(fā)展而來(lái)，早在1795年就已被發(fā)現(xiàn)，但它是帆布帶。1858年出現(xiàn)了增強(qiáng)骨架，1868年出現(xiàn)了兩層骨架的橡膠輸送帶，1892年才解決了橡膠輸送帶成槽能力，后來(lái)又發(fā)明了合成纖維，將棉布與尼龍或聚酯紗合捻作經(jīng)線，提高了輸送帶的成槽性和強(qiáng)度。隨后發(fā)明了阻燃帶。20世紀(jì)20年代后期又出現(xiàn)了芳綸帶，使超長(zhǎng)距離幾十千米一臺(tái)成為可能。 輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定，對(duì)輸送帶的要求是： 1. 要有足夠的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，以達(dá)到在所要求的距離內(nèi)輸送材 料所需要的輸出功率以及在負(fù)荷狀態(tài)下允許最低裝載所產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)伸長(zhǎng)率。 2. 要有良好的負(fù)荷支撐及足夠的寬度，以滿足運(yùn)輸物料時(shí)所需要的類 型和體積。 3. 要有柔性，目的在于在長(zhǎng)度方向上能圍繞滾筒彎曲，如果需要的話， 希望在橫向形成槽形。 4. 要有尺寸穩(wěn)定性，使輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn)。 5. 承載面的覆蓋膠要經(jīng)受的起承載物體的負(fù)載沖擊，并且能幫助恢復(fù) 彈性，傳動(dòng)時(shí)，覆蓋膠能與滾筒有足夠的摩擦力。 6. 各組分之間有良好的粘合力，避免脫層。 7. 耐撕裂性能好，耐損傷。 8. 能連接成環(huán)形。 由此可見，選擇輸送帶的骨架層成為帶式輸送機(jī)最關(guān)鍵的一步，對(duì)帶式輸送機(jī)的功能起著決定性作用。 輸送帶的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)易，它由橡膠制成的覆蓋膠，包裹在帶芯骨架的上下兩面，用隔離層粘接物，將覆蓋膠與帶芯粘合在一起。普通輸送帶就是由這三部分組成，見圖4-1 圖4-1 普通輸送帶結(jié)構(gòu) a-帆布帶芯 b-鋼絲帶芯 1-覆蓋膠 2-帶芯 3-隔離層粘接物 1. 覆蓋層。分為上膠層和下膠層，分別粘在帶芯層外邊，由使用條件決定是否要用耐油、耐磨、耐寒、耐燃、耐熱和耐臭氧的橡膠配方。 2. 帶芯層。它是輸送帶的骨架，承受載荷的主體，根據(jù)帶強(qiáng)選擇棉帆布、尼龍布、聚酯紗、芳綸布、鋼絲繩芯，帶芯可制成單層、多層。 3. 隔離層。用于粘接帶芯，視帶芯不同而配方不同。 4.2 覆蓋膠的性能及適用情況： 覆蓋膠的各種適用情況 1. 普通耐磨帶選天然橡膠聚氨酯橡膠或如丁苯膠混煉而成。 2. 耐較高溫度（＞130°）時(shí)選氯丁基和三元乙丙橡膠，最高在200℃以下適用。 3. 耐燃帶使用氯丁二烯、丁苯橡膠和天然橡膠混煉而成還要加上阻燃劑。 4. 耐油帶使用氯丁二烯和丁苯橡膠，如果和聚乙烯 并用，能抗氧老化。 5. 耐酸堿帶使用氯丁膠或丁基橡膠。 輸送帶的覆蓋膠除具有上述各橡膠配方外，還可以制成各種各樣形式的表面結(jié)構(gòu)，如凸形花紋、凹形或圓形孔、人字油槽等，這些都屬于特殊膠帶范圍。橡膠的選擇決定了覆蓋膠的性質(zhì)和骨架結(jié)合能力。 4.3 輸送帶的帶芯 由于橡膠彈性大，彈性模量較低、輸送帶的帶芯易在外力作用下產(chǎn)生變形，因此要用紡織材料或金屬材料作骨架。要求其材料強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率適當(dāng)、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、收濕性小和同橡膠結(jié)合性好。 1. 各種纖維性能比較 棉纖維的基本特性是濕強(qiáng)度較高，干強(qiáng)度較低，與橡膠粘接性好，耐油性較差，耐疲勞性較差，彈性差，纖維較粗。它是輸送帶中強(qiáng)度最低的一種。 人造纖維又名粘膠纖維，與棉纖維相比，它強(qiáng)度高，耐熱導(dǎo)熱性好，生熱少，耐疲勞，初始彈性模量較高，尺寸穩(wěn)定性好，但吸濕性大，因而吸濕強(qiáng)度下降較大。 聚酰胺纖維，俗稱尼龍，輸送帶常采用尼龍6和尼龍66兩種，與棉纖維和人造纖維相比，強(qiáng)度高出1.5-1.8倍，吸濕性較低，變形大，收縮性大，尺寸穩(wěn)定性差，與橡膠結(jié)合性差。 聚酯纖維，俗稱滌綸，強(qiáng)度高但比尼龍稍低，伸長(zhǎng)性較低，彈性好，耐熱性好，耐疲勞性好，尺寸穩(wěn)定性好，但耐磨性次于尼龍，與橡膠結(jié)合性也差，但它綜合了人造纖維和尼龍的性能。 芳族聚酰胺，俗稱芳綸，有合成鋼絲之稱。它具有合成纖維和鋼絲的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)密度小，耐化學(xué)腐蝕性好的特點(diǎn)，但價(jià)格較貴。 綜上所述，芳綸、尼龍、聚酯都有良好的耐疲勞性，高的強(qiáng)度和重量比，特別適用于強(qiáng)度范圍很寬的輸送帶，經(jīng)過(guò)定型和浸漬以后，他們?cè)诠ぷ髫?fù)荷下，能同橡膠很好的粘合，伸長(zhǎng)率都低，但聚酯的高彈性模量正好用于設(shè)計(jì)深槽形輸送帶的經(jīng)線，聚酯伸長(zhǎng)率小于1％，而尼龍是2％-2.5％。 2. 編織方法對(duì)強(qiáng)度的影響 用尼龍作為緯線編織的平紋或牛津織物的帶芯，對(duì)抗沖擊性、耐撕裂性，成槽性都很好，相對(duì)密度也小，制造成低徑向收縮的帶芯結(jié)構(gòu)，能改進(jìn)其抗拉性能，帶強(qiáng)度可達(dá)700KN∕m。在帶長(zhǎng)度不變的情況下，彈性模量越高，過(guò)渡段就越長(zhǎng)；彈性模量越小，過(guò)渡段就越短。 維綸芯及尼龍芯輸送帶質(zhì)量好、價(jià)格低。本設(shè)計(jì)要求帶式輸送機(jī)的適應(yīng)溫度為-15℃-40℃，工作溫度低于-5℃，不宜采用維綸芯膠帶，綜合考慮各種帶的性能及價(jià)格后初步?jīng)Q定采用尼龍帶或棉帆布帶。 4.4本章小結(jié) 本章主要講述輸送帶的結(jié)構(gòu)及選擇，選擇合適的輸送帶使輸送機(jī)、碼垛機(jī)能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。第5章 輸送機(jī)部件的選用 5.1 傳動(dòng)滾筒 5.1.1 傳動(dòng)滾筒的作用及類型 傳動(dòng)滾筒是傳動(dòng)動(dòng)力的主要部件。作為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)講，可分成單滾筒傳動(dòng)及雙滾筒傳動(dòng)。單滾筒傳動(dòng)多用于功率不太大的輸送機(jī)上，功率較大的輸送機(jī)可采用雙滾筒傳動(dòng)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，還可增加圍包角以增加傳動(dòng)滾筒所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)可以采用多電機(jī)分別傳動(dòng)，可以利用齒輪傳動(dòng)裝置使兩滾筒同速運(yùn)轉(zhuǎn)。雙滾筒傳動(dòng)亦可采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。 5.1.2 傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì) 傳動(dòng)滾筒式傳遞動(dòng)力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。 ① 輕型：軸承孔徑80-100mm。軸與輪轂為單鍵連接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)。單向出軸。 ②中型：軸承孔徑120-180mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)結(jié)。 ③重型：軸承孔徑200-220mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)結(jié)，簡(jiǎn)體為鑄焊結(jié)構(gòu)。有單向出軸和雙向出軸兩種。 輸送機(jī)的傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，新設(shè)計(jì)產(chǎn)品全部采用滾筒軸承。傳動(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，所以一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機(jī)上；鑄膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運(yùn)距長(zhǎng)的輸送機(jī)。 比較選用鋼制光面滾筒 5.1.3 傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示 圖5-1 驅(qū)動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)示意圖 傳動(dòng)滾筒長(zhǎng)度的確定。查《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1得： 其主要性能參數(shù)如下表5-1所示： 表5-1 傳動(dòng)滾筒參數(shù)表 Bmm 許用扭矩KN*m 許用合力KN Dmm 1200 7 50 800 軸承型號(hào) 代號(hào) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg*m2 重量kg 22220 8080.1 25 618 再查表8-6可得出滾筒長(zhǎng)度為1200mm。 5.1.4 傳動(dòng)滾筒的直徑驗(yàn)算 大量實(shí)驗(yàn)表明，傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大的關(guān)系，在單位壓力較大的區(qū)域摩擦系數(shù)隨壓力的增大而減小，所以傳動(dòng)滾筒的直徑應(yīng)按平均壓力進(jìn)行驗(yàn)算。 [P]= (5-1) 式中 [P]—膠帶與滾筒之間的平均壓力，對(duì)于織物芯，膠帶推薦不大于0.4 B—帶寬，已知B=400mm D—傳動(dòng)滾筒直徑，800mm a—膠帶在滾筒上的圍包角，210° p—傳動(dòng)滾筒引力，p=26185.795N 所以 [P]=360*26185.795∕（400*800*3.14*210*0.25） =0.071N∕mm2＜0.4N∕mm2 因此傳動(dòng)滾筒直徑D合格。 5.2 托輥 5.2.1 托輥的作用與類型 ①作用 托輥是決定帶式輸送機(jī)的使用效果，特別是輸送帶使用壽命的最重要部件之一。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了輸送帶和托輥所受承載的大小與性質(zhì)。對(duì)托輥的基本要求是：結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，密封裝置防塵性能和防水性能好，使用可靠。軸承保證良好的潤(rùn)滑，自重較輕，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑等。 支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小帶條的垂度，保證帶條平穩(wěn)運(yùn)行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運(yùn)輸量和防止物料的撒漏。一臺(tái)輸送機(jī)的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對(duì)輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運(yùn)行費(fèi)用等影響很大。 ② 類型 托輥可分為槽型托輥、平行托輥、緩沖托輥和調(diào)心托輥等。 ③ 托輥間距 托輥間距的布置應(yīng)遵循膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過(guò)托輥間距的2.5%。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為300-600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500-3000mm，或取上托輥間距的兩倍。 5.2.2 托輥的選型 由于膠帶輸送機(jī)膠帶跑偏常常引起設(shè)備停機(jī)，撒料，機(jī)架堵塞，膠帶邊緣撕裂、磨損等故障，嚴(yán)重影響了設(shè)備的使用及壽命，明顯降低了運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意，現(xiàn)著重分析帶式輸送機(jī)膠帶跑偏的原因并提出相應(yīng)的防偏措施。 ① 帶式輸送機(jī)膠帶跑偏的主要原因 帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受各種偏心力的作用，使膠帶中心偏離輸送機(jī) 的中心線，產(chǎn)生偏心，其主要原因是卸料點(diǎn)偏心給料、安裝制造誤差、風(fēng)力干擾、蛇行等。膠帶跑偏不僅能引起膠帶邊緣的磨損、物料灑落等，而且還能造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。 ② 改變托輥組的結(jié)構(gòu)來(lái)防止帶式輸送機(jī)膠帶跑偏 膠帶跑偏是通過(guò)膠帶傳送給托輥。使托輥組與膠帶間的摩擦力產(chǎn)生變化 引起的。因此，解決輸送機(jī)的膠帶跑偏問(wèn)題，最好是改變托輥組的結(jié)構(gòu)，常見的防偏托輥組結(jié)構(gòu)有前傾托輥組、調(diào)心托輥組和鉸鏈?zhǔn)降鯍焱休伣M。 1） 前傾托輥組 前傾托輥組與普通托輥組的區(qū)別在于側(cè)輥 在邊柱上沿輸送機(jī)方向前傾一個(gè)角度，一般為1.5°-2.0°。從安裝制造上講，不會(huì)造成成本的增加。前傾托輥組糾偏原理是：當(dāng)膠帶跑偏時(shí)，偏離側(cè)的托輥與膠帶的摩擦力增大，而膠帶運(yùn)行方向與托輥的線速度方向有一夾角及前傾角，使膠帶產(chǎn)生一個(gè)向心的糾偏力。由于輥?zhàn)拥那皟A增加，膠帶的運(yùn)行阻力也會(huì)增加，輸送機(jī)全程采用前傾托輥，耗能約增加10%-20%，所以長(zhǎng)距離的輸送機(jī)不宜全程采用前傾托輥組。合理的前傾托輥組其邊支柱應(yīng)做到可將邊托輥置于前傾和對(duì)中兩位置上，在調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，只有跑偏段的托輥調(diào)到前傾位置上輸送機(jī)的耗能增加很少，不會(huì)超過(guò)3%。一般情況下，給料穩(wěn)定的膠帶機(jī)采用前傾托輥組，能較好地解決膠帶跑偏問(wèn)題 2） 調(diào)心托輥組 調(diào)心托輥組重量較大、成本較高。對(duì)于給料經(jīng)常發(fā)生變化的膠帶機(jī)用調(diào)心托輥組糾偏效果較好。目前采用的調(diào)心托輥組主要有錐形連桿式雙向自動(dòng)調(diào)心托輥組、分體式錐形調(diào)心托輥組和帶側(cè)擋輥的調(diào)心托輥組。調(diào)心托輥組的糾偏原理是：當(dāng)膠帶跑偏時(shí)，引起托輥上的載荷重新分布并且是不均勻的，相對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生扭矩，跑偏量較小時(shí)，調(diào)心托輥組的扭矩小于摩擦力矩，調(diào)心托輥組不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)跑偏沒(méi)有反應(yīng)。當(dāng)跑偏量逐漸增大，扭矩超過(guò)摩擦力矩時(shí)橫梁就圍繞立軸成旋轉(zhuǎn)，并隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的增加，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)加大，調(diào)心托輥組繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥?zhàn)拥木€速度方向與膠帶的運(yùn)行方向形成的夾角增大，使他們的摩擦力產(chǎn)生向心分力。強(qiáng)制膠帶返回中心位置，而越過(guò)中心位置向另一側(cè)繼續(xù)移動(dòng)，扭矩也逐漸減少，經(jīng)過(guò)幾次往復(fù)直到扭矩小于摩擦力矩。膠帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。試驗(yàn)證明，沒(méi)8-10個(gè)托輥組增加一個(gè)調(diào)心托輥組能很好的解決膠帶跑偏的問(wèn)題 3） 鉸鏈?zhǔn)降鯍焱休伣M 鉸鏈?zhǔn)降鯍焱休伣M的輥?zhàn)邮窍嗷ユ溄拥摹?cè)輥靠拆卸方便的掛具吊在機(jī)架或鋼繩上，特別適用于輸送大塊物料和經(jīng)常搬移、安裝精度不高的移置式輸送機(jī)上。 5.2.3 托輥的校核 承載分支的校核 P0=ea0（+qB）g (5-2) 式中P0—承載分支托輥靜載荷,N a0—承載分支托輥間距，m e—輥?zhàn)虞d荷系數(shù)，查表選e=0.8 v—帶速m∕s，已知v=1.6m∕s qB—每米長(zhǎng)輸送帶質(zhì)量，kg∕m，已知11.5 kg∕m Im=svkp 式中 s—三節(jié)托輥槽形輸送帶上最大截面積，m2 k—傾斜系數(shù) v—帶速，m∕s ρ—物料松散密度，kg∕m3 查表3-2得 s=0.1062m2 查表3-3得 k=1 帶上式： Im=0.1062*1.6？*1*900=152.928kg∕s 則P0=0.8*1.2（152.928∕1.6+11.5）*9.8 =1007.41N 查表2-74得，上托輥直徑為108mm，長(zhǎng)度為380mm，軸承型號(hào)為6205∕C4，承載能力為2640N,大于所計(jì)算的P0，故滿足要求。 動(dòng)載計(jì)算 承載分支托輥的動(dòng)載荷：P0′=P0*fx*fd*fa 式中：P0—承載分支托輥的靜載荷 fx—運(yùn)行系數(shù)查表4-14取1.2 fd—沖擊系數(shù)查表4-15取1.04 fa—工況系數(shù)查表4-16取1.00 則P0’=1007.41*1.2*1.04*1 =1257.25N＜2640N 故承載分支托輥滿足動(dòng)載要求。 5.3 制動(dòng)裝置 5.3.1 制動(dòng)裝置的作用 對(duì)于傾斜輸送物料的帶式輸送機(jī)，其平均角度大于4°時(shí)，當(dāng)滿載停車時(shí)會(huì)發(fā)生上運(yùn)物料時(shí)帶的逆轉(zhuǎn)和下運(yùn)物料時(shí)帶的順滑現(xiàn)象，從而引起物料