帶式給料機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

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1、帶式給料機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.緒論1.1 引言帶式給料機(jī)在礦山、碼頭、電廠、水泥廠等生產(chǎn)企業(yè)中，常常需要將各種破碎物料通過(guò)料斗、煤倉(cāng)等轉(zhuǎn)運(yùn)輸送到干線輸送機(jī)或者貨運(yùn)設(shè)施上。帶式給料機(jī)則是通過(guò)底部小型的帶式輸送機(jī)的連續(xù)運(yùn)行來(lái)輸送物料，達(dá)到給料目的。帶式給料機(jī)運(yùn)行中，系統(tǒng)主要負(fù)荷均由滾動(dòng)軸承支撐，運(yùn)行阻力小，設(shè)備所需驅(qū)動(dòng)功率小，系統(tǒng)各零部件工作壽命長(zhǎng)。帶式給料機(jī)的優(yōu)點(diǎn): 運(yùn)行功率小，能量消耗少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好；給料量大、穩(wěn)定，且調(diào)整方便；運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，保護(hù)環(huán)境；磨損小，維修量小，使用壽命長(zhǎng)；零部件通用性強(qiáng)，安裝、維修簡(jiǎn)便；可替換現(xiàn)用的其它類(lèi)型的給料機(jī)。給料機(jī)可現(xiàn)場(chǎng)分體安裝，也可整體安裝。分體安

2、裝時(shí)，先將連接段安裝在煤倉(cāng)口，再安裝導(dǎo)料槽，然后安裝托架等其它部件。整體安裝時(shí)，先將連接段安裝在煤倉(cāng)口，再將其它部件全部組裝好后，整體吊裝與連接段用螺栓連接。帶式給料機(jī)在輸送物料中起著重要的作用，它只會(huì)在此基礎(chǔ)上向更好的方向發(fā)展。1.2給料機(jī)國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)給料機(jī)國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀現(xiàn)有的帶式給料機(jī)克服了振動(dòng)給料機(jī)和往復(fù)式給料機(jī)的缺點(diǎn)，變間斷給料方式為連續(xù)給料方式。給料量動(dòng)態(tài)連續(xù)可變，給料系統(tǒng)更加穩(wěn)定、高效、節(jié)能、環(huán)保，已廣泛應(yīng)用于煤礦、冶金、建材等行業(yè)。但現(xiàn)有的帶式給料機(jī)主要存在膠帶易跑偏、檢修時(shí)防止物料從料斗中落下的閘門(mén)難以關(guān)閉及導(dǎo)料槽易磨損等幾方面問(wèn)題。由于制造及安裝誤差，沿著

3、帶寬，膠帶各處周長(zhǎng)不等，滾筒之間、滾筒和托輥之間不平行，使膠帶跑偏，跑偏的膠帶如不及時(shí)得到調(diào)整，很容易損壞，一些生產(chǎn)效率，增加維護(hù)費(fèi)用。目前防膠帶跑偏有采用有的使用擋板擋住膠帶的措施，但擋板會(huì)使膠帶褶皺或翻邊，甚至撕裂或拉斷，有的采用在中間帶有一條凸臺(tái)的膠帶與帶有凹槽的滾筒和托輥配合防跑偏，但凸臺(tái)往往會(huì)從凹槽里跑出，一旦這種情況產(chǎn)生，凸臺(tái)就很難再進(jìn)去，膠帶很快就報(bào)廢，還有的采用在膠帶邊緣處設(shè)帶槽的防跑偏輪的措施，由于皮帶邊緣始終卡在防跑偏輪的槽中運(yùn)動(dòng)，造成皮帶邊緣磨損嚴(yán)重，需要用邊緣加強(qiáng)的膠帶，這樣膠帶的成本大大增加，這些措施都不太理想；給料機(jī)工作時(shí)，閘門(mén)位于料倉(cāng)以外的軌道上，沒(méi)有閘門(mén)的那一部

4、分軌道在料倉(cāng)下，會(huì)被從料倉(cāng)里落下的物料填滿，很難清理，需將閘門(mén)卸掉才好清理。目前給料機(jī)工作時(shí)，一般都是將閘門(mén)卸掉，需要檢修時(shí)，清理完軌道，才將閘門(mén)裝上，這樣既費(fèi)力，又費(fèi)時(shí)；由于運(yùn)送物料時(shí)，導(dǎo)料槽會(huì)受到物料的強(qiáng)力擠壓和大塊物料的沖擊，所以極易磨損?，F(xiàn)有給料機(jī)采用在導(dǎo)料槽的鋼板上加裝用耐磨材料Mn13制成的襯板來(lái)解決這一問(wèn)題。而Mn13須經(jīng)水韌處理，再經(jīng)過(guò)沖擊后才具有好的耐磨性，所以用這種方法來(lái)改善導(dǎo)料槽的耐磨性，效果并不理想。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足和缺陷，需設(shè)計(jì)一種帶式給料機(jī)，托輥在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要的地位 ,其旋轉(zhuǎn)阻力、使用壽命直接影響到輸送機(jī)的性能和驅(qū)動(dòng)功率的選取。而托輥的性能

5、又取決于托輥密封結(jié)構(gòu) ,良好的密封結(jié)構(gòu)對(duì)托輥乃至整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用。給料機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控給料機(jī)技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。主要表現(xiàn)在：a.給料機(jī)復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控給料機(jī)技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車(chē)復(fù)合、車(chē)銑復(fù)合、車(chē)-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車(chē)磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_(tái)給料機(jī)就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工給料機(jī)發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)烘干機(jī)。b.智能化技術(shù)有新突破數(shù)控的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的

6、性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除給料機(jī)震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了給料機(jī)的功能和品質(zhì)制砂機(jī)。c.機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車(chē)銑復(fù)合給料機(jī)、磨床、齒輪加工給料機(jī)、工具磨床、電加工給料機(jī)、鋸床、沖壓給料機(jī)、水切割給料機(jī)等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用磁選機(jī)。d.精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切給料機(jī)的加工精度已從原來(lái)的

7、絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001mm），有些品種已達(dá)到0.05m左右。超精密數(shù)控給料機(jī)的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05m左右，形狀精度可達(dá)0.01m左右烘干設(shè)備。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.001m）。通過(guò)給料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、給料機(jī)零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高給料機(jī)加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代球磨機(jī)生產(chǎn)廠家。2. 給料機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)給料機(jī)系統(tǒng)如下圖：3.給料機(jī)機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)3.1給料機(jī)總體設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)給料機(jī)的功能

8、，給料機(jī)必須包括：實(shí)現(xiàn)給料機(jī)與其他裝置連接的連接裝置；實(shí)現(xiàn)物料定向輸送、物料密封的導(dǎo)料裝置，實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)運(yùn)輸?shù)妮斔脱b置。在三大裝置中，分別由各類(lèi)小機(jī)構(gòu)組成，甲帶給料機(jī)的總體設(shè)計(jì)布局如下圖：1、連接裝置 2、導(dǎo)料裝置 3、輸送裝置3.2各裝置的設(shè)計(jì)3.2.1給料機(jī)與料倉(cāng)連接裝置的設(shè)計(jì)給料機(jī)的連接裝置主要起到給料輸送裝置與料倉(cāng)間的連接，連接裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：1、連接角鋼 2、連接料斗件1連接角鋼分別與料倉(cāng)、件2連接料斗通過(guò)螺栓連接，料斗尺寸可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝要求進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。3.2.2導(dǎo)料裝置的設(shè)計(jì)給料機(jī)的導(dǎo)料裝置起到引導(dǎo)物料前進(jìn)，張緊驅(qū)動(dòng)鏈條，密封物料不泄露的作用，導(dǎo)料裝置主要由閘門(mén)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)料槽

9、裝置、壓輪裝置等機(jī)構(gòu)構(gòu)成，整體導(dǎo)料裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：1、閘門(mén)機(jī)構(gòu) 2、導(dǎo)料槽裝置 3、壓輪裝置導(dǎo)料裝置主要采用鋼板與各類(lèi)型鋼焊接而成，保證焊接焊縫要求，導(dǎo)料裝置與連接裝置通過(guò)螺栓連接。件1閘門(mén)裝置可通過(guò)順、逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)控制閘門(mén)的進(jìn)出，形成料倉(cāng)底部的密封。件3壓輪裝置通過(guò)彈簧可自行補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)鏈條形成的張緊伸長(zhǎng)量，滿足驅(qū)動(dòng)鏈條的張緊要求。輸送裝置的設(shè)計(jì)輸送裝置是整個(gè)給料機(jī)系統(tǒng)中最重要的部分，它是給料機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)給料的主要裝置，輸送裝置由驅(qū)動(dòng)裝置、底座、托輥架、張緊裝置、托輥、清掃裝置、滾筒等組成，各裝置的緊密配合實(shí)現(xiàn)給料機(jī)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：4、給料機(jī)鋼結(jié)構(gòu)給料機(jī)各表面的毛刺和銳邊應(yīng)鏟平、

10、磨光，鐵屑、焊渣等應(yīng)清除干凈；所有的鋼結(jié)構(gòu)、加工件（機(jī)架、支柱等所有金屬件）都對(duì)其表面進(jìn)行噴丸除銹，電弧噴鋅防腐預(yù)處理，達(dá)到Sa2-1/2級(jí)；鋼結(jié)構(gòu)采用焊接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件均滿足國(guó)家有關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)符合國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)；鋼結(jié)構(gòu)表面涂?jī)傻赖灼?，兩道面漆，面漆顏色根?jù)用戶要求噴涂。5.輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1設(shè)計(jì)參數(shù)1) 運(yùn)輸量 Q=4400 t/h2) 速度 V=1.5 ms3) 甲帶輸送帶帶寬 B=1.3 m4) 上托輥間距 Ltz=0.3 m5) 下托輥間距 Ltk=1.2 m6) 物料容重=1000 kg/m37) 膠帶帶強(qiáng) ST6308) 托輥直徑1591400,6205軸承9) 輸送長(zhǎng)度 L

11、=2.6 m查詢計(jì)算部分參數(shù)一覽表：托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量G 25.82膠帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量qo19kg/每米物料重量qg222.22模擬摩擦系數(shù)f0.025重力加速度g9.8m/s25.2功率及張力計(jì)算1） 加料段運(yùn)行阻力：a） 在加料段和加速度段輸送物料和輸送帶間的慣性阻力和摩擦阻力FNb） 加速段被輸送物料與導(dǎo)料欄板間的摩擦阻力F2=N物料與導(dǎo)料欄板間的摩擦系數(shù)（0.30.5），選擇0.4輸送能力（m3/s）=加速段長(zhǎng)度（m）根據(jù)材料礦山機(jī)械第38卷2010年第23期物料自重而引起的物料層與甲帶上表面之間的摩擦力B排料口寬度h為物料輸送高度L為物料在輸送方向上的長(zhǎng)度為物料密度g為重力加速度為物料內(nèi)

12、摩擦系數(shù)取0.6料倉(cāng)側(cè)壁與物料層之間的摩擦力為FF=為側(cè)壓系數(shù)為物料內(nèi)摩擦角為物料與料倉(cāng)之間的摩擦系數(shù)取0.6甲帶上的物料隨甲帶一起向前運(yùn)動(dòng)，則有=其中 f1為物料內(nèi)摩擦系數(shù)，f1=0.6為側(cè)壓系數(shù)為0.32 B 為導(dǎo)料槽的寬度 f2為物料與導(dǎo)欄板之間的摩擦系數(shù)0.6考慮直筒煤倉(cāng)倉(cāng)壓對(duì)給料機(jī)功率的影響，給料機(jī)裝料部分設(shè)計(jì)成斜坡段（如圖3），以使煤倉(cāng)倉(cāng)壓作用于斜坡段上而不是直接作用于給煤機(jī)的輸送帶上。為使物料在斜坡段上能自由滾落至輸送機(jī)上，斜坡段傾角必須滿足物料與斜坡?lián)醢彘g的摩擦系數(shù)（0.50.7），選取0.6本設(shè)計(jì)中斜坡段傾角為35度。根據(jù)所選用系數(shù)，在給料槽口垂直向下的情況下，輸送機(jī)所能拖出

13、的物料層厚度為由物料安息角與斜坡段傾角進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后可知，給料機(jī)出料口截面高度H遠(yuǎn)大于，因此物料在加料口處不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)現(xiàn)象。2） 運(yùn)行阻力a） 主要阻力F主模擬摩擦系數(shù)，=0.025 L給料機(jī)長(zhǎng)度，一般為2.6-3m，選取L=2.6 m物料在輸送帶上的線質(zhì)量，-鋼絲繩芯輸送帶的線質(zhì)量和甲帶的線質(zhì)量，取ST630,-托輥組的線質(zhì)量，選取普通托輥1591400，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量=25.46 kg= kg=b)加速段外物料與導(dǎo)料欄板間的運(yùn)行阻力= N加速段外導(dǎo)料欄板長(zhǎng)度，根據(jù)幾何尺寸為在整個(gè)給料機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，還存在著清掃器的摩擦阻力、膠帶繞過(guò)滾筒的阻力、滾筒軸承運(yùn)行阻力，但是由于這些阻力都較小，因此為簡(jiǎn)便

14、計(jì)算，可在總阻力乘以一個(gè)附加阻力系數(shù)c以代替上述阻力之和。綜上所述，圓周力F：附加阻力系數(shù)，選取1.053） 功率計(jì)算功率備用系數(shù)，1.11.2,選取1.1傳動(dòng)裝置效率，選取0.95選取防爆電機(jī)為15 kw，型號(hào)為160L-44） 膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)條件動(dòng)載荷系數(shù)，1.11.2,選取1.2傳動(dòng)系數(shù)，本系數(shù)可查表取0.839，計(jì)算公式如下：傳動(dòng)滾筒與膠帶的摩擦系數(shù)，取0.25滾筒圍包角，取5） 垂度條件a) 承載分支垂度條件回空分支垂度條件 N由垂度條件推出傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)處膠帶張力為：上分支運(yùn)行阻力=比較垂度條件與傳動(dòng)條件可知由傳動(dòng)條件決定膠帶機(jī)張力。膠帶給料機(jī)膠帶最大張力點(diǎn)處張力為傳動(dòng)滾筒奔入點(diǎn)

15、張力5.3校核膠帶安全系數(shù)1） 膠帶計(jì)算安全系數(shù)m膠帶額定拉斷力2） 膠帶需用安全系數(shù)附加玩去伸長(zhǎng)折算系數(shù)，查詢?nèi)?.8膠帶接頭效率，查詢?nèi)?.85膠帶基本安全系數(shù)，查詢?nèi)?.2比較a、b項(xiàng)，因此，選取膠帶符合要求。6.傳動(dòng)滾子鏈的設(shè)計(jì)與計(jì)算本給料機(jī)采用單排滾子鏈傳動(dòng)形式，由于采用大減速比減速器，因此選用大小鏈輪傳動(dòng)比i=1的傳動(dòng)形式。6.1參數(shù)1) 傳遞功率：P=15 kw2) 大小鏈輪轉(zhuǎn)速：n=72 r/min3) 載荷性質(zhì)：輕微沖擊、重載6.2鏈條選擇及受力計(jì)算1） 各計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：計(jì) 算 項(xiàng) 目單位公 式結(jié)果說(shuō) 明傳動(dòng)比ii=11小鏈輪齒數(shù)=2525大鏈輪齒數(shù)=2525設(shè)計(jì)功率Kw=

16、16.5工況系數(shù)，選取1.1特定條件下單排鏈條傳動(dòng)的功率Kw15.7小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取1.05排數(shù)系數(shù)，取1鏈條節(jié)距mm根據(jù)與n選取鏈條28AP=44.45初定中心距mm根據(jù)安裝要求選取622考慮結(jié)構(gòu)緊湊初定中心距取=14p以節(jié)距計(jì)的初定中心距節(jié)14鏈條節(jié)數(shù)節(jié)53鏈條長(zhǎng)度m2.35計(jì)算中心距mm620.43實(shí)際中心距mm619.18鏈條速度m/s1.33有效圓周力N12406作用在軸上的力N13646.6軸的載荷系數(shù)，取1.22） 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算鏈條極限拉伸載荷，查表可得28A號(hào)鏈條為169000 N有效圓周力12406 N需用安全系數(shù)，由上可知型號(hào)28A滾子鏈滿足運(yùn)行要求。6.3.鏈輪的

17、尺寸計(jì)算大小鏈輪的齒數(shù)滾子鏈鏈輪的主要尺寸名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果分度圓直徑d=354.6mm齒頂圓直徑370.8mm384.7mm齒根圓直徑齒高確定的最大軸凸緣直徑注：根據(jù)28A鏈號(hào)查表，滾子鏈鏈輪的齒槽形狀名稱符號(hào)計(jì)算公式最小齒槽形狀最大齒槽形狀尺側(cè)圓弧半徑=82.30=163.58滾子定位圓弧半徑=12.83=13.03滾子定位角=136.4=116.4注：根據(jù)28A鏈號(hào)查表，7.滾筒及其附件的設(shè)計(jì)與校核7.1滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)給料機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)滾筒結(jié)構(gòu)如下圖所示：1.軸承座 2.軸 3.筒體 4.軸承軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核1） 簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁形式入下圖：2） 滾筒受力分析可得：鏈輪作用

18、在滾筒軸上的力：F=13646.6 N滾筒傳遞扭矩滾筒滾筒上所受膠帶張力15248.52+7314.02=22562.54 N集中力由滾筒以上受力情況可求：支反力-3484.54 N F=12400.48 N各點(diǎn)彎矩大?。?，各點(diǎn)計(jì)算彎矩大小：596895 N.mm畫(huà)出彎矩圖、扭矩圖及彎扭合成圖如下：3. 軸徑設(shè)計(jì)(1).初步確定軸的最小直徑選擇材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取于是得（2） 軸段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)段右側(cè)需一軸肩故取又因此段軸上有軸承故-段軸直徑d=80mm 2)初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用還要求能夠調(diào)節(jié)同軸度因此選用調(diào)心滾子軸承其基本尺寸為mm

19、右端調(diào)心球軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，取-段軸的直徑d=92mm 3)由于滾筒安裝膠帶和甲帶寬度決定此段長(zhǎng)度應(yīng)略小于膠帶和甲帶寬度故取l=1000mm而此段軸直徑要起到軸向定位的作用則-段軸的直徑為d=100mm 4)軸承端蓋的寬度為: 5) 軸上零件的周向定位鏈輪與軸的周向定位采用普通平鍵連接根據(jù)-段軸頸決定此鍵的基本尺寸為鍵槽用銑刀加工，同時(shí)為保證鏈輪與軸配合有良好的對(duì)中性故選擇鏈輪與軸的配合為調(diào)心球軸承與軸的周向定位由過(guò)渡配合來(lái)保證此處選用軸的直徑尺寸為m66) 根據(jù)彎扭矩合成圖可知，軸的危險(xiǎn)截面會(huì)出現(xiàn)在C處作用面，設(shè)計(jì)此處的軸的軸徑為100，圓角為R2 ，帶鍵槽，根據(jù)軸肩，鍵槽對(duì)軸的補(bǔ)償

20、，設(shè)計(jì)軸如下圖示：(3) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，根據(jù)軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：故安全( 4)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度根據(jù)以上彎扭合成圖以及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們可以分析得出，軸的危險(xiǎn)斷面出現(xiàn)在c點(diǎn)所處的作用面前的軸肩處，此應(yīng)力集中較為嚴(yán)重，按疲勞強(qiáng)度條件對(duì)其進(jìn)行精確校核：截面C左側(cè)的彎矩截面上的彎曲應(yīng)力截面上的彎扭切應(yīng)力軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理查表15-1得截面上軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按表3-2查；經(jīng)插值后可查的由附圖3-1可得軸的材料敏性系數(shù)故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2的尺寸系數(shù)由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工由附圖3-4得表

21、面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理即按式3-12及式3-12a 得綜合系數(shù)為由取取于是計(jì)算安全系數(shù)值按式3.422故可知其安全截面C右側(cè)抗彎截面系數(shù)W按表15-4的公式計(jì)算:按抗扭截面系數(shù):彎矩 :截面上的彎曲應(yīng)力為:截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：過(guò)盈配合處的軸按磨削加工由附圖3-4表面質(zhì)量系數(shù)為：故得綜合系數(shù)為故軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為：故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的因此由上計(jì)算可知，本軸設(shè)計(jì)滿足要求。3） 軸的扭轉(zhuǎn)剛度的校核對(duì)于本軸的剛度要求，主要體現(xiàn)在安裝向心滾子軸承處的軸段，本軸段軸徑為d=100mm，因此對(duì)此處進(jìn)行校如下：每米軸長(zhǎng)允許的扭轉(zhuǎn)角，對(duì)于一般傳動(dòng)可以選取0.51（o）/m由上可知，軸的

22、扭轉(zhuǎn)剛度符合設(shè)計(jì)要求。4） 軸的撓度與偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算校核a） 鏈輪拉力F在a、b及軸伸段引起的撓度及偏轉(zhuǎn)角為：式中外伸端長(zhǎng)度，本滾筒為110mm，集中載荷作用在離支承距離，為129.5mm支點(diǎn)間距，為1579mm階梯軸當(dāng)量直徑軸長(zhǎng)，1838 mm、軸上第i段的長(zhǎng)度和直徑=-0.0001radb) 集中力F1與F2所引起的轉(zhuǎn)角與繞度為：-0.0001rad -0.0002 rad0.0002 rad 0.0001 rad-0.0002rad -0.0001 rad0.044mm4 mm 4 mm綜合以上三個(gè)合力所形成的合撓度與轉(zhuǎn)角為：-0.0003 rad 0.0003 rad -0.0003 r

23、ad mm 查表可得一般傳動(dòng)軸允許撓度為，因此該軸偏轉(zhuǎn)角與撓度均符合設(shè)計(jì)要求7.1.2筒體的設(shè)計(jì)與校核筒體在所受扭矩與輸送機(jī)拉力的情況下將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)與彎曲，因此為滿足設(shè)計(jì)要求，我們對(duì)其進(jìn)行必要的校核。1） 筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)膠帶張力及傳動(dòng)要求，筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖2） 筒體的受力分析及校核筒體所受扭矩 T=994790 N.mm筒體表面承受膠帶拉力所產(chǎn)生的均布載荷 q= 22562.54Na） 筒體在扭轉(zhuǎn)作用力下的強(qiáng)度校核由于筒體的直徑遠(yuǎn)大于軸，滾筒的抗彎截面模量與抗扭截面模量遠(yuǎn)大于軸，據(jù)此判斷我們可以得出，滾筒上筒體的強(qiáng)度與剛度滿足設(shè)計(jì)與運(yùn)行要求。b） 本滾筒筒體采用卷制后焊接成型，因此，我們

24、必須校核滾筒上焊縫是否滿足設(shè)計(jì)與運(yùn)行要求。筒體上焊縫接口形式如下圖：在均布載荷、扭矩以及卷制滾筒時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)位誤差的作用下，焊縫將產(chǎn)生拉壓應(yīng)力及剪應(yīng)力，為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程我們可以認(rèn)為作用在滾筒上的合力全部作用在焊縫上，由此所計(jì)算出的結(jié)果將大大的高于實(shí)際使用中的拉力及壓力所形成的對(duì)焊縫的應(yīng)力， MPa=152 MPa式中：作用在滾筒上的合力筒體厚度為15mmL為焊縫長(zhǎng)度970mm對(duì)接焊縫的需用拉應(yīng)力，查表可得Q235-A材料為152MPa由上可知，筒皮上焊縫滿足設(shè)計(jì)要求。選用Q235A鋼板用作滾筒體材料，并取，對(duì)于Q235A鋼，根據(jù)材料，滾筒的厚度取其中p-作用在滾筒的功率，為15kw V-帶速1.5

25、m/s L滾筒長(zhǎng)度l=1400mm-許用應(yīng)力焊縫長(zhǎng)度，為970mm對(duì)接焊縫的需用拉壓應(yīng)力，查表可得Q235-A材料為152 MPa由上可知，筒皮上焊縫滿足設(shè)計(jì)要求。滾筒鍵的校核本滾筒筒體與軸的連接、軸與鏈輪的連接均采用普通平鍵鏈接方式，由于筒體與軸連接出的軸徑大于鏈輪與軸的連接段，同時(shí)前者平鍵長(zhǎng)度要長(zhǎng)于后者，且受力相等，因此我們僅需對(duì)軸與鏈輪連接處的平鍵進(jìn)行校核即可。鍵的型號(hào)為GB/T1096-1979鍵C ，材料為鋼由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力=取其平均值得=110Mpa 105.26Mpa式中：轉(zhuǎn)矩 N.mm軸的直徑 mm鍵與輪轂的接觸高度，mm，平鍵鍵的工作長(zhǎng)度，mm，C型鍵=100-10

26、=90mm鍵的寬度與高度鍵的許用擠壓應(yīng)力與剪應(yīng)力，分別為100120MPa，90MPa，輕微沖擊由上可知，所選用平鍵滿足設(shè)計(jì)要求。軸承的校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們初步選擇調(diào)心球軸承，軸承型號(hào)為GB/T 288-1994 1316式中：基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值 N指數(shù)，球軸承，值為3當(dāng)量動(dòng)載荷，N，由于本滾筒只受徑向載荷作用，因此：式中：軸向載荷徑向載荷，大小為支反力由受力分析可知，此軸承只承受徑向載荷滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷NN式中 -載荷系數(shù)，根據(jù)載荷性質(zhì)為輕微沖擊，取=1.5因按軸承2的受力計(jì)算軸的壽命由以上校核可知，選用軸承滿足設(shè)計(jì)要求。7.2軸承座的設(shè)計(jì)根據(jù)調(diào)心球軸承，軸承型號(hào)為GB/T 28

27、8-1994 1316設(shè)計(jì)軸承座，考慮軸承座安裝在槽鋼上，設(shè)計(jì)圖如下8.托輥的設(shè)計(jì)8.1設(shè)計(jì)托輥的背景當(dāng)前使用的帶式給料機(jī)，主要包括傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥或無(wú)輥式部件、驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶等幾大件組成。托輥是帶式輸送機(jī)上用量最多、分布最廣的組件 ,同時(shí)托輥也是帶式輸送機(jī)上出現(xiàn)故障率最高的組件 ,其失效形式一般均為軸承損壞而不能靈活旋轉(zhuǎn)。因此 ,良好托輥密封結(jié)構(gòu)和密封形式的設(shè)計(jì)是提高托輥壽命的關(guān)鍵 ,是降低整機(jī)故障率、降低維護(hù)成本的關(guān)鍵。8.2設(shè)計(jì)方案托輥的性能取決于托輥密封結(jié)構(gòu)。為了保證密封的可靠性 ,減少或者彌補(bǔ)因軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)而造成的唇緣與軸頸產(chǎn)生的局部間隙 ,在油封唇緣的上方,加裝一

28、個(gè)彈簧。8.3托輥的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖示9.焊接件與緊固件的設(shè)計(jì)與校核給料機(jī)多采用焊接連接方式與螺栓連接方式，對(duì)于某些較危險(xiǎn)的焊縫我們對(duì)其進(jìn)行必要的校核，由給料機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和焊縫形式我們可以分析得出，連接裝置中連接角鋼于鋼板間的焊縫由于連接料口尺寸較大，焊縫較長(zhǎng)，在滿足焊縫質(zhì)量要求的情況下，足夠滿足給料機(jī)的自重與物料重量所形成的拉力要求，因此無(wú)需進(jìn)行校核。料槽中的多條焊縫雖然較長(zhǎng)，但是由于承受的是物料重量與給料機(jī)自重說(shuō)形成的彎矩，因此選取其中一條焊縫對(duì)其進(jìn)行校核。9.1料槽中焊縫的校核128.8 MPa=152 MPa式中：給料機(jī)自重及物料重量對(duì)焊縫所形成的彎矩，對(duì)于單條焊縫為： p給料機(jī)自重及物料

29、重量之和，為保證焊縫的安全增加20%的富余量735590.4N給料機(jī)重量，為36000 N 滿載時(shí)物料重量，為576992 N作用力矩焊縫的距離，為70mm焊接板厚度，為15mm焊縫長(zhǎng)度，為3810mm由上式可以得出，焊縫滿足設(shè)計(jì)要求，也進(jìn)一步證實(shí)連接裝置中的焊縫滿足要求的假設(shè)是成立的。9.2螺栓連接的校核本設(shè)計(jì)中大量采用螺栓連接方式，對(duì)其中重要螺栓連接進(jìn)行必要的校核是應(yīng)該的，因此，下面我們將對(duì)給料機(jī)中幾處重要的螺栓連接進(jìn)行校核。1） 連接裝置中連接槽鋼與料口的螺栓組連接的設(shè)計(jì)與校核A. 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求，螺栓組中螺栓設(shè)計(jì)數(shù)Z=20，對(duì)稱布局，采用（GB5780-2000，C級(jí)

30、）M20螺栓，螺栓性能等級(jí)為8.8級(jí)。B. 螺栓組受力分析由上面焊縫校核中我們可以獲知，螺栓組連接的所受合力為P=735590.4N，此處螺栓組連接存在兩種工作狀態(tài)的可能，當(dāng)安裝精度較高時(shí)，螺栓僅承受預(yù)緊力的作用，當(dāng)安裝精度很差時(shí)，處于松連接狀態(tài)（此時(shí)并不影響給料機(jī)的工作狀態(tài)）情況下，螺栓僅承受剪切力的作用。因此我們分別對(duì)這兩種工作狀態(tài)下的螺栓組進(jìn)行校核a） 僅受預(yù)緊力作用的螺栓組校核由設(shè)計(jì)可知，本螺栓組共Z=20個(gè)M20（GB5780-2000，C級(jí)）級(jí)螺栓組成。因此每個(gè)螺栓所受工作載荷為36779.52 N螺栓的預(yù)緊力為：478133.76 N式中：螺栓預(yù)緊力，N可靠性系數(shù)，取1.3摩擦面

31、數(shù)量，取1摩擦面間摩擦系數(shù)，查表取0.1螺栓受力校核：243.7 MPa式中：螺栓的計(jì)算應(yīng)力螺栓的許用應(yīng)力，8.8級(jí)螺栓計(jì)算可得533376 MPa式中：螺栓材料的屈服極限，8.8級(jí)中碳鋼螺栓為640 MP校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適：120576140672 N式中：螺栓危險(xiǎn)截面的面積 mm2要求的預(yù)緊力51375.48N遠(yuǎn)小于上述值，因此滿足要求。從另一方面，根據(jù)GB3098.1-82 要求可知，8.8級(jí)M20螺栓的保證載荷為147000N，相比較本螺栓組中單個(gè)螺栓所承受的預(yù)緊力=478133.76N有足夠的富余量，因此設(shè)計(jì)中的螺栓組符合要求。擰緊力矩的計(jì)算：308252.88 N.mm7

32、23465 N.mm式中：擰緊力矩系數(shù)，查表取0.3由上述計(jì)算可知，扳手?jǐn)Q緊力矩為308252N.mm，最大擰緊力矩為723465 N.mm，如超過(guò)此力矩螺栓將被破壞。b） 僅受剪切力作用的螺栓組的校核6.81 MPa188 MPa式中：螺栓桿與孔壁的擠壓應(yīng)力螺栓桿與孔壁擠壓的最小高度，由設(shè)計(jì)可知為29 mm螺栓或孔壁材料許用的擠壓應(yīng)力，Q235材料為188 MPa，螺栓螺栓桿的剪切強(qiáng)度校核：12.58 MPa155 MPa式中：螺栓所受剪切應(yīng)力螺栓材料許用剪切應(yīng)力查表可得為155MPa由以上校核可知，不論在預(yù)緊或者剪切情況下，螺栓組均滿足設(shè)計(jì)要求。2） 滾筒固定螺栓組的設(shè)計(jì)與校核A. 螺栓組

33、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由給料機(jī)結(jié)構(gòu)與滾筒軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，滾筒螺栓設(shè)計(jì)數(shù)為Z=4，對(duì)稱布局，采用（GB5780-2000，C級(jí)）M24螺栓，螺栓性能等級(jí)為8.8級(jí)。B. 螺栓組受力分析為保證給料機(jī)中輸送裝置的穩(wěn)定性，因保證滾筒安裝固定不移動(dòng)，因此采用螺栓預(yù)緊安裝方式，螺栓僅受預(yù)緊力作用，螺栓組所受外力為滾筒合力，由上述計(jì)算可得為27306.68 N，單個(gè)螺栓所受外力為F=6826.67 N螺栓的預(yù)緊力為：88746.7N式中：螺栓預(yù)緊力，N可靠性系數(shù)，取1.3摩擦面數(shù)量，取1摩擦面間摩擦系數(shù)，查表取0.1螺栓受力校核：196.27 MPa式中：螺栓的計(jì)算應(yīng)力螺栓的許用應(yīng)力，8.8級(jí)螺栓計(jì)算可得533376

34、 MPa式中：螺栓材料的屈服極限，8.8級(jí)中碳鋼螺栓為640 MPC. 校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適：173629202567 N式中：螺栓危險(xiǎn)截面的面積 mm2要求的預(yù)緊力88746.7N遠(yuǎn)小于上述值，因此滿足要求。D. 擰緊力矩的計(jì)算：638976.24 N.mm1250128N.mm式中：擰緊力矩系數(shù)，查表取0.3由上述計(jì)算可知，扳手?jǐn)Q緊力矩為638976.24 N.mm，最大擰緊力矩為1250128N.mm，如超過(guò)此力矩螺栓將被破壞。由上述校核可知，滾筒螺栓組設(shè)計(jì)滿足要求。3） 料槽與輸送裝置螺栓組連接的設(shè)計(jì)與校核A. 螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由給料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，料槽與輸送裝置螺栓組連接的設(shè)計(jì)

35、數(shù)為Z=4，對(duì)稱布局，采用（GB5780-2000，C級(jí)）M30螺栓，螺栓性能等級(jí)為8.8級(jí)。B. 螺栓組受力分析此處的螺栓連接僅需保證兩者之間的穩(wěn)定性，因此螺栓可采用不預(yù)緊方式，螺栓僅受外力拉伸作用，螺栓組所受外力為輸送裝置說(shuō)產(chǎn)生的重力以及物料重量所產(chǎn)生的重力，由上述計(jì)算可得為42736.58 N，考慮物料對(duì)輸送裝置的沖擊作用，我們可以適當(dāng)放大此處螺栓所受的外力，此處選擇20%的余量，因此單個(gè)螺栓所受外力為F=12820.97 N螺栓受力校核：18.14 MPa式中：螺栓的許用應(yīng)力，8.8級(jí)螺栓計(jì)算可得533376 MPa式中：螺栓材料的屈服極限，8.8級(jí)中碳鋼螺栓為640 MP由上述校核可

36、知，滾筒螺栓組設(shè)計(jì)滿足要求。10.托輥架的設(shè)計(jì)校核10.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該給料機(jī)采用可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式調(diào)心托輥架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖：1、擋輥裝置 2、可旋轉(zhuǎn)托輥支座 3、底座上圖中，序號(hào)2可旋轉(zhuǎn)托輥支座由角鋼L10010010 Q235-A材料焊接而成，序號(hào)3底座由槽鋼14b Q235-A材料焊接而成，因此我們對(duì)其分別進(jìn)行校核。10.2受力分析由給料機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，整個(gè)運(yùn)輸裝置由7組調(diào)心托輥架組成，其所受外力為物料重量對(duì)其產(chǎn)生的重力，由上述計(jì)算可知，物料重量所產(chǎn)生的重力為F合=21666.58N，考慮物料在加載過(guò)程中所產(chǎn)生的沖擊作用，我們適當(dāng)加大其富余量，此處選擇為10%，由此可計(jì)算出每組調(diào)心托輥說(shuō)承

37、受外力為F=3404.7N。物料所產(chǎn)生的外力對(duì)角鋼與槽鋼說(shuō)形成的彎矩大小為M=2638679N.mm10.3角鋼的校核 MPa式中：角鋼的抗彎截面系數(shù)，可查表為40.26 cm3角鋼材料的需用應(yīng)力，Q235材料為240 MPa因此角鋼材料滿足設(shè)計(jì)要求。10.4槽鋼的校核 MPa式中：槽鋼的抗彎截面系數(shù)，可查表為14.1 cm3角鋼材料的需用應(yīng)力，Q235材料為240 MPa因此槽鋼材料符合設(shè)計(jì)要求?？偨Y(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技術(shù)，針對(duì)具體應(yīng)用問(wèn)題，進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題的能力，拓展學(xué)生的知識(shí)面，練習(xí)和掌握新而實(shí)用的開(kāi)發(fā)技術(shù)，為畢業(yè)做好技術(shù)準(zhǔn)備。我本

38、次的設(shè)計(jì)是對(duì)托輥進(jìn)行改進(jìn)：由于拋落的煤塊，特別是大塊堅(jiān)硬煤巖對(duì)膠帶的沖擊，使得膠帶承受很大的連續(xù)性或脈動(dòng)的沖擊，壽命下降，另外也使得托輥維修加大，還有，由于井下的使用條件及運(yùn)輸要求，想改變拋落高度、帶式輸送機(jī)的線速度、煤炭自身的重量等都受到多方面的限制。因此就需要我們從緩沖托輥的角度來(lái)考慮拋落沖擊所造成的負(fù)面影響。為此，在滿足實(shí)際運(yùn)輸要求的情況下，有必要對(duì)拋落位置下方的托輥進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)讓我們熟練掌握了輸送機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)、原理和功能，了解了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；掌握了輸送機(jī)在使用過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，并在設(shè)計(jì)中針對(duì)問(wèn)題做了適當(dāng)?shù)慕鉀Q。參考文獻(xiàn)1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)成大先主編化學(xué)工業(yè)出版社 1999 2 機(jī)械設(shè)計(jì)濮良貴紀(jì)名剛主編高等教育出版社 19953 工程力學(xué)北京科技大學(xué)東北大學(xué)編高等教育出版社 19974 膠帶給料機(jī)的設(shè)計(jì)方法黃明云黃文林起重運(yùn)輸機(jī)械 19885 DT（A）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所武漢豐凡科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司主編冶金工業(yè)出版社 20036 煤礦用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（MT/T467-1996） 1996