斗輪堆取料機皮帶輸送機設計畢業(yè)論文

XXXX 大 學畢業(yè)設計說明書作 者： XXX 學 號： XXX 學 院： 機械工程學院 系(專業(yè))： 機械設計制造及其自動化 題 目： 斗輪堆取料機皮帶輸送機設計 指導者： XXX 教授 (姓 名) (專業(yè)技術職務)評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術職務) 2012年 06月 01日目 錄1 引言（或緒論）11.1人造大理石生產(chǎn)線研究的歷史和現(xiàn)狀 11.2人造大理石輸送部分難點12 總體設計方案的制定22.1大理石成產(chǎn)線布局圖22.2功能劃分22.3各部分功能分析 23 推桿設計 43.1推桿實體結構圖 43.2推桿選型與設計 53.3氣動元件選型與設計 83.4控制系統(tǒng)選型與設計104 輸送機設計114.1帶式輸送機概述114.2帶寬和帶速的確定134.3 圓周驅動力的計算 144.4傳動功率計算 174.5 輸送帶張力計算184.6 傳動滾筒最大扭矩計算 194.7繩芯輸送帶強度校核計算 194.8驅動裝置的選型與設計194.9聯(lián)軸器選型 214.10帶式輸送機部件的選型與設計215 升降機設計255.1升降機原理 255.2剪叉式升降機機械結構選型與設計265.3電動推桿的選型285.4機械部分的選型與設計285.5結果核算和受力校核30結論 31 參考文獻32致謝331 引言（或緒論）隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，需要對一些散料進行裝卸，如熱力發(fā)電廠需要把儲料場的燃料煤取走，進行磨碎、噴燒；大型港口需要把運送來的某些散料，如礦石、煤炭等裝船、卸船；斗輪挖掘機等采挖的礦物和廢棄物要運到儲存場或排到排土場等。運輸機又稱帶式輸送機,是一種連續(xù)運輸機械,也是一種通用機械。皮帶運輸機被廣泛應用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。即可以運送散狀物料,也可以運送成件物品 ,堆取料機,堆料機,取料機,皮帶機,發(fā)電等。在煤礦的開采過程中，帶式輸送機的作用至關重要，其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益，因此研究帶式輸送機對煤礦行業(yè)和其他一些輸送類的行業(yè)有著非常重要的意義。帶式輸送機的工作環(huán)境一般情況下都比較惡劣，對帶式輸送機的性能要求也很高，在研究的同時，對其性能進行分析與提高也式目前輸送行業(yè)中不可缺少的重要部分。在本次設計中的帶式輸送機采用了全封閉式結構，對帶式輸送機的工作環(huán)境惡劣的方面進行了一些改進。帶式輸送機制造以其優(yōu)質、高效、工藝適應性廣的技術特色，深受制造業(yè)的重視，在煤礦、工程運輸?shù)雀呒夹g領域及機械制造、煤礦開采、汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門一直有著廣泛的應用。近些年，帶式輸送機又在其他一些產(chǎn)業(yè)部門表現(xiàn)出具有巨大的潛力和廣闊的市場應用前景。斗輪堆取料機的皮帶輸送機構包括臂架皮帶機部分和尾車皮帶機部分。帶式輸送機在當今社會應用日益廣泛，當然一個產(chǎn)品也需要不斷的研發(fā)和更新，才能永?；盍?。堆取料機之所以工作效率高，是因為廣泛使用了帶式輸送機。帶式輸送機是連續(xù)運輸機械中效率最高，使用最普遍的一種機型，它既是承載構件，又是牽引構件，依靠輸送帶及滾筒之間的摩擦力平穩(wěn)地進行驅動。懸臂式堆取料機的帶式輸送機應該能夠正、反運行，并可滿負荷啟動。帶式輸送機的特點： 1輸送物料種類廣泛。 2輸送能力范圍寬。 3 輸送線路的適應性強。 4 靈活的裝卸料。 5 可靠性強。 6 安全性高。 7 費用低。11 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1、 國外發(fā)展概況懸臂式斗輪堆取料機是由斗輪挖掘機演變而來的，是斗輪挖掘機發(fā)展過程中派生出來的一個分支。世界上研究和開發(fā)斗輪挖掘機最早的國家是德國，其次是前蘇聯(lián)和前捷克斯洛伐克等。對于斗輪挖掘機的研究始于19世紀30年代，第一臺斗輪挖掘機于19世紀80年代問世，真正投入實際應用是在20世紀初。世界上第一臺投入實際采礦使用的斗輪挖掘機是1916年，在比特費爾德附近的德國貝格威茨褐煤露天礦進行上向開采和剝離，這是第一臺在煤礦使用的軌道行走式斗輪堆取料機。1919年生產(chǎn)出了第一臺履帶行走式斗輪挖掘機，它采用柴油發(fā)動機，該機只能挖取堆放的散料。這可以說是斗輪挖掘機發(fā)展過程中的一個里程碑，標志著斗輪挖掘機進入了實際應用階段。這期間，研究人員解決了動力驅動、輸送帶、斗輪向帶式輸送機上輸送物料等關鍵問題，研制了軌道式行走機構和履帶式行走機構。這些研究成果經(jīng)不斷完善，一直沿用至今，成為斗輪挖掘機不可缺少的組成部分。圖1普通型斗輪挖掘機20世紀50年代是斗輪挖掘機的有一個新的發(fā)展階段。到20世紀70年代，斗輪挖掘機的各組成部分結構形成的發(fā)展和改進已近成熟。日生產(chǎn)能力超過20萬立方米的巨型斗輪挖掘機的問世，標志著斗輪挖掘機進入了現(xiàn)代斗輪挖掘機的發(fā)展時期。德國克虜伯公司于1977年研究開發(fā)的、迄今為止最大的SchRs6300/(9-17).51型斗輪挖掘機，目前仍工作在德國萊茵褐煤公司的露天礦上。世界上最大的斗輪堆取料機由奧地利的奧鋼聯(lián)公司制造，2002年使用在澳大利亞活勒塔港。圖3 世界上最大的斗輪挖掘機2、 國內(nèi)發(fā)展概況國內(nèi)對斗輪挖掘機的研究起步較晚，1960年，從國外引進的第一批斗輪挖掘機是我國對斗輪式機械的性用，研究和開發(fā)工作的開始。最早的斗輪堆取料機設計可以追溯到1966年。當時國內(nèi)部分鋼廠、碼頭急需使用此類設備。為滿足當時的社會需要，開發(fā)了我國第一代的斗輪堆取料機，經(jīng)過數(shù)十年的努力，我國已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)以百計的斗輪堆取料機，堆取料能力在3006000t/h范圍內(nèi)，這標志著我國也具有制造大型散料輸送機械的能力。進入20世紀80年代，隨著電力工業(yè)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，對斗輪堆取料機的生產(chǎn)能力的要求也不斷地增加，“七五”期間，國內(nèi)從德國的M.A.N公司引進了一套生產(chǎn)能力為6000t/h的斗輪取料機成套設備，這是國內(nèi)的、生產(chǎn)能力最大的機型。同時堆取料機在電力部門的使用數(shù)量有很大提高，并且在港口上的使用量劇增。寶鋼的原料碼頭、秦皇島港、連云港、北侖港、西基港、煙臺港、天津港、大連港等相繼一大批港口增設了散料碼頭，用于煤炭或礦石的轉運。20世紀90年代，國內(nèi)斗輪堆取料機的事業(yè)向著數(shù)量更多、應用更廣的方向發(fā)展。在鋼鐵企業(yè)、電力企業(yè)、各大港口幾乎都可以看到斗輪堆取料機的應用。在港口，人們已經(jīng)把斗輪堆取料機當做一種港口集機械。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的斗輪堆取料機研制水平取得了較大提高，但同發(fā)達國家相比，仍存在明顯差距，其控制技術僅限于基于可編程控制器（PLC）為核心的單機控制，作業(yè)水平也僅限于單機手動方式。近幾年里，國內(nèi)斗輪堆取料機的發(fā)展相當迅速，研制水平也取得了較大的提高，國內(nèi)在引進國外產(chǎn)品的基礎上，能夠生產(chǎn)帶有半自動微機程控系統(tǒng)的機型。此外，在控制方面也在積極研究將新的故障診斷技術、控制技術、計算機通信和處理技術應用到斗輪堆取料機中。隨著鋼鐵企業(yè)、港口、電廠的煤炭和礦石的料場不斷增加，原材料、能源的發(fā)展也給其發(fā)展提供了良好的市場環(huán)境。市場的增加，激發(fā)了國內(nèi)許多制造業(yè)企業(yè)對裝備研發(fā)和創(chuàng)新的信心，提高了國內(nèi)企業(yè)自主設計制造大型裝備的能力，國內(nèi)堆取料機的發(fā)展將向更高一級的產(chǎn)品質量和設計水平邁進。3、 發(fā)展方向懸臂式斗輪堆取料機需要開展的研究工作：分析斗輪堆取料機變幅裝置的結構形式并進行多剛體系統(tǒng)模型簡化，建立運動學約束方程、驅動方程和動力學方程，進行運動學特性仿真軟件和動力學特征仿真軟件的開發(fā)等工作。對運動仿真在變幅裝置運動瞬時應力場分析建模和計算中的應用進行研究；將運動仿真和有限元法相結合，研究變幅裝置在不同工位的動態(tài)性能變化規(guī)律。在過去的40年，發(fā)達國家斗輪堆取料機技術的發(fā)展，極大地促進了散料輸送工業(yè)的發(fā)展。 近年來，自動化和信息技術又推動了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其發(fā)展方向：理論生產(chǎn)率向大型化發(fā)展。各國都在使斗輪堆取料機的生產(chǎn)系列化、基礎部件通用化。系列化的好處之一是可保證某些零配件，如鏟斗、履帶板、驅動輪等通用化、標準化，使顧客更方便地在市場上買到現(xiàn)貨?；A部件的通用化、模塊化，促使設計組合化，加上AutoCAD的使用，縮短了設計周期，并提高設計質量，以適應市場快速反應機制的要求。自動化、半自動化。目前，國產(chǎn)斗輪堆取料機已逐步由手動過渡到半自動化，機、電、液的整體水平較往日有了很大的提高和進步。但要實現(xiàn)全自動化，由中央集控室集中控制，實施機上無人操作尚需進一步努力。采用現(xiàn)代設計方法和設計手段，優(yōu)化結構組合，在保證生產(chǎn)能力的前提下，盡量減輕整機重量，提高設備的可靠程度。國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用于了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以下幾個特點：1、設備大型化。2、應用動態(tài)分析技術和機電一體化。3、輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。4、新型、高可靠性關鍵元部件技術。表1 國外帶式輸送機的主要技術指標Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas 主參數(shù)順槽可伸縮帶式輸送機大巷與斜井固定式強力帶式輸送機運距/m600075006000帶速/4.5647, 最高達10輸送量/3500500040005000驅動功率/kW1500400035007000，最大達15000我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置統(tǒng)采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特征指標如表2所示表2 國內(nèi)帶式輸送機的主要技術指標Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer China主參數(shù)順槽可伸縮帶式輸送機大巷與斜井固定式強力帶式輸送機運距/m200030003000帶速/3.5445, 最高達8輸送量/2500300030004000驅動功率/kW1200200015003000，最大達1000012 帶式輸送機的分類帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，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；另外一類是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如下：13 各類帶式輸送機的特點（1）QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TD型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超過100m，電機容量不超過22kw。（2） 它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。（3）U形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，導致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25。（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染，并且可以實現(xiàn)彎曲運行。（5）氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輥，用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥，運動部件的減少，總的等效質量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30以上，最大可達90。（6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優(yōu)點是：輸送物料的最大傾角可達90，運行速度可達6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。（7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點，又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。2 總體設計方案的制定2.1、懸臂式斗輪堆取料機帶式輸送機設計原則和設計主要內(nèi)容帶式輸送機必須滿足斗輪堆取料機的最大生產(chǎn)能力，首先按最大生產(chǎn)能力確定輸送斷面積和驅動功率。設計時，還要考慮能夠承受短期尖峰產(chǎn)量的能力。設計內(nèi)容包括：決定帶速；決定帶寬；計算帶式輸送機運輸量；計算運行阻力；計算輸送帶張緊力；確定輸送帶張緊裝置的伸縮距離。確定輸送線路的原則：輸送帶數(shù)量和轉折點的個數(shù)應盡量減至最少；避免使用短輸送帶；為了提高輸送帶的疲勞壽命，雙滾筒盡量不用S形布置；張緊裝置應布置在輸送帶張力最小處；當水平輸送機采用多電機分別啟動時，張緊裝置應放在先啟動的1號滾筒張力小的一側；輸送機盡可能布置成線形。輸送帶的選擇原則：最好采用鋼繩芯輸送帶，而不采用織物芯輸送帶。這是因為鋼繩芯輸送帶延伸率低，僅需較小的張緊距離，因而張緊滾筒位置可以改變較短距離。皮帶應具有以下特性： (1) 耐磨耐沖擊耐拉扯耐燃。(2)寬度容許差 1%。(3)傳統(tǒng)皮帶最大延伸不得超過 2%。(4)黑色防霉。22、懸臂式斗輪堆取料機帶式輸送機構的基本組成懸臂式輸送機主要由帶式輸送機驅動裝置，傳輸部分，清掃器，張緊裝置和各種保護裝置組成。帶式輸送機傳輸部分有輸送帶，槽型托輥架及托輥，改向滾筒等組成。落料段設有緩沖托輥。懸臂帶式輸送機滿足正，反轉運行，并可滿負荷啟動。受料點設有倒料設施，帶式輸送機不撒料。輸送帶承料面和非承料面均設置清掃裝置。為保證足夠的張力，防止清掃器刮壞輸送帶，輸送帶必須粘接后，要保證自然跑偏量小于50mm。因托輥上有物料，粘接頭會促使輸送帶跑偏，所以要經(jīng)常清掃。對轉動不靈或位置不當?shù)耐休亼M行調整。不轉動托輥應及時更換，采用合金橡膠清掃器。在斗輪堆取料機前部靠近斗輪處的改向滾筒在取料工作狀態(tài)常常因撒料使部分物料落到回程輸送帶上使輸送帶損壞，降低了輸送帶的使用壽命。因此位置長度較短，避免物料落到回程輸送帶上比較困難，使輸送帶在較短的時間就損壞，為解決這一問題可采用一種排渣滾筒來清除改向滾筒下的物料，以提高輸送帶的使用壽命。電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過18，向下運輸不超過15。輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件。當輸送磨損性強的物料時，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經(jīng)濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力。?）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。帶式輸送機常見典型的布置方式如下圖： 初步?jīng)Q定懸臂式斗輪堆取料機臂架皮帶輸送機選型方式如下圖：三 詳細設計1. 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件的資料（1） 物料名稱和平均最大輸送能力。物料名稱包括煤炭、礦石等。（2） 物料的特性： 1） 粒度大小、最大粒度和粒度組成情況。2） 所輸送的物料體積質量3） 物料在輸送帶上的動堆積角4） 物料的溫度、濕度、磨琢性、腐蝕性等。（3） 工作環(huán)境。露天、室內(nèi)、干燥、潮濕、環(huán)境溫度和灰塵多少等。（4） 輸送機布置形式及有關尺寸。（5） 卸料點數(shù)目、位置及卸料方式。（6） 給料點數(shù)目、位置及導料槽長度。（7） 輸送成件物品時。成件物品單位質量和外形尺寸。2. 原始參數(shù)和工作條件（1）輸送物料：煤（2）物料特性： 1）塊度：0300mm2）散裝密度：0.90t/ m3）在輸送帶上堆積角：=204）物料溫度：<50（3）工作環(huán)境：室外（4）輸送系統(tǒng)及相關尺寸： （1）運距：300m （2）傾斜角：=03. 帶速的確定 帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s. 原煤的堆積密度為900kg/;考慮工作條件取帶速為3.75m/s;4. 帶寬的確定查閱斗輪堆取料機工程機械設計手冊，綜合工作環(huán)境，運輸能力，物料堆積密度和帶速，選取帶寬B=1600mm5. 托輥的選型與設計托輥用于支承輸送帶和輸送帶上所承載的物料，使輸送帶穩(wěn)定地運行。一臺輸送機的托輥數(shù)量很多，托輥質量的好壞直接影響輸送機的運行。而且托輥的維修費用成為帶式輸送機運營費用的重要組成部分。所以要求它能經(jīng)久耐用，周圍的灰塵不進入軸承，密封裝置必須很可靠，軸承能得到很好的潤滑。這樣可使輸送機的運轉阻力小，節(jié)省能源。托輥有鋼托輥，塑料托輥等。鋼托輥多用無縫鋼管制成。托輥的直徑根據(jù)輸送帶寬度的增加而增加，一般取為89-200。為了提高生產(chǎn)率，輸送散粒物料的上托輥一般采用槽型托輥組，結構如下圖。其中為槽角，多年來取20。但現(xiàn)在許多企業(yè)已使用30、35、45的托輥槽角。合理地選用托輥槽角，可以使輸送帶的橫斷面積增大。如果槽角由20增加到30，則在同樣帶寬時可使物料橫斷面積增大20，運輸量可提高1。目前在帶式輸送機中，大部分采用30的槽角。托輥間距的布置應保證輸送帶在托輥間所產(chǎn)生的下垂度盡可能低小。輸送帶在托輥間下垂直度一般取為不超過托輥間距的2.5。輸送機上托輥的間距見下表：帶寬300-400500-650800-10001200-1400松散物料的堆積密度/tm(-3)1.015001400130012001-214001300120011002.01300120011001000托輥密封結構的好壞直接影響托輥阻力系數(shù)的大小和托輥的壽命。托輥的轉動阻力不僅與速度、軸承及其密封有關，而且與潤滑脂的選擇也有很大關系。潤滑脂除起潤滑作用外，還起密封作用。6. 張緊裝置 1 螺桿式張緊裝置由于它的行程受到限制，又不能自動保持恒張力，所以。一般只適用于長度較短、功率較小的輸送機上。它的張緊行程按整機長度的1%選取。如下圖：1-螺桿 2-滾筒 3-機架 4-可移動的滾筒軸承座 2 墜重式張緊裝置它適用于輸送機長度較大、功率也較大的情況。由于它結構簡單可靠，因此可優(yōu)先選用。垂直安裝的滾筒墜重式張緊裝置用于小車墜重式張緊裝置有困難的場合。它的缺點是改向滾筒多，而且物料容易落入張緊滾筒之間，從而損壞輸送帶。下圖為小車重錘式張緊裝置1-重錘 2-小車 3-滑輪組 4-絞車7 帶式輸送機的驅動裝置 帶式輸送機的驅動裝置一般由一個或多個驅動滾筒、減速器、聯(lián)軸器等組成。 為了適應輸送機滿載啟動，多選用JQ1、JQ2、JQ3系列電動機。這種電動機的啟動力矩為額定力矩的1.8-2.0倍。對于功率大于100kw的輸送機，若采用JS型電動機，則由于這種電動機啟動性能差，需要配備粉末聯(lián)軸器。為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒之間必須有足夠的摩擦力。要提高牽引力，可以增加松邊張力，摩擦系數(shù)和圍包角。當增加松邊張力時，輸送帶的強度必須提高，這樣會增加輸送機的造價。因此設計驅動裝置時，多采用增加摩擦系數(shù)和圍包角的方法來保證獲得必要的牽引力。采用單滾筒驅動時，圍包角可達210-230。另外可采用膠面滾筒以提高摩擦系數(shù)。4 輸送機設計4.2帶寬和帶速的確定4.2.1 帶寬的確定 式中B帶寬mm，最大粒度，mm。 （4.2-1）輸送帶寬度應由載托輥槽角，物料的堆積角配合物料堆積的橫斷面積進行選型計算，再由公式（4.2-1）進行核算，但本設計輸送物品為成品大理石，成品大理石下邊有托架和玻璃板，而且是單件輸送，無法計算粒度和無聊堆積的橫斷面積。故先取帶寬B=500mm。4.2.2帶速選擇原則(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速6。(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低6。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為4.15m/s。(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s6。故本輸送機是運輸成品的大理石，屬于成品物件，而且要求穩(wěn)定運輸，由上原則可知帶速不超過1.25 m/s。此處先取帶速0.25 m/s.4.3 圓周驅動力的計算4.3.1圓周驅動力計算公式傳動滾筒上所需圓周驅動力為輸送機所有阻力之和，可用式（4.3-1）計算： （4.3-2）式中主要輸送阻力，N；單獨部件的附加阻力，N；輸送載荷的傾斜阻力，N；特種附加阻力，N；傾斜阻力，N。五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機側型及附件裝設情況定，由設計者選擇7。對機長大于80m的帶式輸送機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，取C=2，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑?（4.3-3）4.3.2 主要阻力計算輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉所產(chǎn)生阻力的總和。可用式（2.4-4）計算： （4.3-4）式中模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m；重力加速度；帶寬為500m查機械設計手冊選定托輥直徑89mm，型號：DTGP1107，上托輥間距a1=400mm，下托輥間距a2=600mm，重量/kg: 11.6kg，槽角均為承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量，kg/m，用式（4.3-5）計算 （4.3-5）其中承載分支每組托輥旋轉部分重量，kg；承載分支托輥間距，m；托輥已經(jīng)選好，知計算：回程分支托輥組每米長度旋轉部分質量，kg/m，用式（4.3-6）計算： （4.3-6）其中回程分支每組托輥旋轉部分質量回程分支托輥間距，m；計算：每米長度輸送物料質量每米長度輸送帶質量，kg/m，=0.0259.828.5+10.4+（25.02+134.3）cos0=178.6N 運行阻力系數(shù)f值應根據(jù)表選取。取=0.02。表4-2 阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設備質量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設備質量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質量較差，托輥成槽角大于350.0350.0454.3.3 主要特種阻力計算主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（4.4-7）計算： （4.3-7）按式（2.4-8）或式（4.4-9）計算：三個等長輥子的前傾上托輥時 （4.3-8）二輥式前傾下托輥時 （4.3-9）本輸送機沒有主要特種阻力，即4.3.4 附加特種阻力計算輸送機沒有主要特種阻力，即=04.3.5 傾斜阻力計算傾斜阻力按下式計算： （4.3-10）式中：因為是本輸送機水平運輸，所有H=0=0由式（2.4-2）4.4傳動功率計算4.4.1 傳動軸功率計算傳動滾筒軸功率（）按式（4.4-1）計算： （4.4-1）4.4.2 電動機功率計算電動機功率，按式（4.4-2）計算： （4.4-2）式中傳動效率，一般在0.850.95之間選??；聯(lián)軸器效率；每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98液力耦合器器：=0.96；減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算；二級減速機：=0.980.98=0.96三級減速機：=0.980.980.98=0.94電壓降系數(shù)，一般取0.900.95。多電機功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅動時，。根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率8。速度V=0.25m/s由式（4.4-1）由式（4.4-2）4.5 輸送帶張力計算輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：（1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑；（2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。4.5.1 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖4-2）圖4-2作用于輸送帶的張力如圖4-2所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足要求： （4.5-1）傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應取較大值。取則由式 表4-3 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)該設計取=0.35；=470。對常用故摩擦條件滿足。輸送帶不會打滑。4.6 傳動滾筒最大扭矩計算單驅動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（4.7.1）計算： （4.6.1）式中D傳動滾筒的直徑（mm）。 雙驅動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（4.7.2）計算：Mmax=428.64x0.5/2=0.107KN/m （4.6.2）初選傳動滾筒直徑為500mm,則傳動滾筒的最大扭矩為:0.107KN/m 4.7繩芯輸送帶強度校核計算 繩芯要求的縱向拉伸強度按式（4.9-1）計算； （4.7-1）式中靜安全系數(shù)，一般。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。輸送帶的最大張力428.64 N選為7,由式（4.7-1）Gx=428.64*7/500=6N/mm 可選輸送帶為NN-100,帶寬500mm，三層尼龍布，即滿足要求.4.8驅動裝置的選型與設計4.8.1輸出轉速的確定已知輸送帶寬為500，查運輸機械選用設計手冊表277選取傳動滾筒的直徑D為500，則工作轉速為： 所需功率為0.2KW，最大扭矩107N/m由于轉速低，功率小，若用普通三相電機配合減速器，減速比太大，減速器成本太高，故選用效率小可實現(xiàn)大轉速的減速電機。4.8.2減速電機的選型減速電機特點：1、同軸式斜齒輪減速電機結構緊湊,體積小,造型美觀,承受過載能力強。 2、傳動比分級精細,選擇范圍廣,轉速型譜寬,范圍i=2-28800。 3、能耗低,性能優(yōu)越,減速器效率高達百分之九十六,振動小,噪音低。 4、通用性強,是用維護方便,維護成本低,特別是生產(chǎn)線,只需備用內(nèi)部幾個傳動件即可保證整線正常生產(chǎn)的維修保養(yǎng)。 5、采用新型密封裝置,保護性能好,對環(huán)境適應性強,可在有腐蝕、潮濕等惡劣環(huán)境中連續(xù)工作。 6、本系列產(chǎn)品可批配普通Y系列、Y2系列、起重電機、防暴電機、制動電機、變頻電機、直流電機、戶外型專用電機等各種電機,可通過裝置本公司MB型無級變速器組成無級調速齒輪減速電機,滿足各種不同的用途。減速電機分類：大功率齒輪減速電機 、同軸式斜齒輪減速電機 、平行軸斜齒輪減速電機、螺旋錐齒輪減速電機、YCJ系列齒輪減速電機。速電機廣泛應用于冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等各種通用機械設備的減速傳動機構。查看減速電機樣本，綜合考慮功率，減速比，輸出轉速，輸出轉矩等各項指標，選定R107-Y 2.2-4P-139.47-M1-1參數(shù)如下圖 圖4-3 R系列電機參數(shù) 圖4-4 R107外形尺寸圖4.9聯(lián)軸器選型：帶式輸送機一般選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器和梅花形彈性聯(lián)軸器，此處選擇彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，制造方便，價格便宜，耐久性好。載荷計算：電機輸出功率為2.2KW，減速電機輸出軸徑為70mm，額定轉速為970 r/min，輸送機所需轉矩 查機械設計第八版表14-1取故型號選擇：從GB 5015-2003中查的LZ5型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器公稱轉矩Tn /(Nm): 4500 許用轉矩n /(r/min): 4000軸孔直徑 d1、d2: 70 軸孔長度L|Y型: 142軸孔長度L|J1型: 107 D: 192D1: 120 B: 90s: 4 質量 m/kg: 27.02圖4-5LZ1型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器4.10帶式輸送機部件的選型與設計4.10.1輸送帶抗拉體材料: 尼龍帆布 輸送帶型號: NN-100每層扯斷強度/（N/mm）: 100 每層厚度/mm: 1.0每層重量m/（kg/m2）: 1.02 伸長率（定載荷）（%）: 1.52帶寬范圍b/mm: 500 層數(shù): 3 覆蓋膠厚度1/mm|上: 1.5/1.70 覆蓋膠厚度1/mm|下: 1.5/1.704.10.2傳動滾筒傳動滾筒長度的確定. 查運輸機械設計選用手冊表239得：其主要性能參數(shù)如表4-4所示：表4-4傳動滾筒參數(shù)表mm許用扭矩許用合力50042.749500軸承型號軸承座型號轉動慣量重量1316軸承座SNK3165250再查表運輸設計選用手冊240可得出滾筒長度為600。或者由經(jīng)驗公式：已知帶寬B500，傳動滾筒直徑為500，滾筒長度比膠帶寬略大，一般取 與查表結果一致傳動滾筒的直徑驗算大量實驗表明，傳動滾筒的摩擦系數(shù)與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大關系，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，所以傳動滾筒的直徑應按平均壓力進行驗算。 B帶寬，500mmD傳動滾筒直徑，500mma膠帶在滾筒上的包角，p傳動滾筒的牽引力，357.2N所以因此傳動滾筒直徑合格。4.10.3托輥查機械設計手冊選定托輥直徑89mm，型號：DTGP1107，上托輥間距a1=400mm，重量/kg: 11.6kg下托輥間距a2=600mm，重量/kg: 10.4kg，槽角均為表4-5 托輥技術規(guī)格表托輥直徑mm托輥軸徑mm軸承型號托輥長度mm托輥軸外伸長mm89204G20460014托輥阻力系數(shù)主要由實驗來確定,見表4-6:表4-6 常用的托輥阻力系數(shù)工作條件平行托輥槽型托輥室內(nèi)清潔、干燥、無磨損性塵土0.0180.02空氣濕度、溫度正常,有少量磨損性塵土0.0250.03室外工作,有大量磨損性塵土0.0350.04近年來,對于托輥阻力進行了許多理論與試驗的研究.研究結果表明,托輥的運行阻力主要包括托輥的轉動阻力及擠壓阻力等.擠壓阻力又包括物料碰擊阻力,輸送帶反復彎曲阻力及壓陷滾動阻力10.托輥的轉動阻力是由托輥軸承及其密封所產(chǎn)生的阻力,大小取決于托輥的結構.而擠壓阻力則與輸送帶的張力的大小有關.研究資料表明,轉動阻力與擠壓阻力相比,擠壓阻力要比轉動阻力大的多,而在擠壓阻力中,壓陷滾筒阻力占比重最大,物料碰擊阻力與反復彎曲阻力隨著輸送帶張力增大而降低11.4.10.4改向裝置帶式輸送機采用改向滾筒或改向托輥組來改變輸送帶的運動方向。改向滾筒可用于輸送帶、或的方向改變。一般布置在尾部的改向滾筒或垂直重錘式的張緊滾筒使輸送帶改向，垂直重錘張緊裝置上方滾筒改向，而改向以下一般用于增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。改向滾筒直徑有250、315、400、500、630、800、1000mm等規(guī)格選用時可與傳動滾筒直徑匹配，改向時其直徑可比傳動滾筒直徑小一檔，改向或時可隨改向角減小而適當取小12擋。本次設計采用1個直徑500mm的改向滾筒,改向180，改向托輥組是若干沿所需半徑弧線布置的支承托輥，它用在輸送帶彎曲的曲率半徑較大處，或用在槽形托輥區(qū)段，使輸送帶在改向處仍能保持槽形橫斷面。輸送帶通過凸弧段時，由于托輥槽角的影響，使輸送帶兩邊伸長率大于中心，為降低膠帶應力應使凸弧段曲率半徑盡可能大一般按織物芯帶伸長率為0.8%、鋼繩芯帶為0.2計算12表4-5改向滾筒參數(shù)表mm許用扭矩許用合力50030.210500軸承型號軸承座型號轉動慣量重量1310軸承座SNK31231354.10.5拉緊裝置拉緊裝置的作用是：保證輸送帶在傳動滾筒的繞出端（即輸送帶與傳動滾筒的分離點）有足夠的張力，能使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)生必須的摩擦力，防止輸送帶打滑；保證輸送帶的張力不低于一定值，以限制輸送帶在各支撐托輥間的垂度，避免撒料和增加運動阻力；補償輸送帶在運轉過程中產(chǎn)生的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化。拉緊裝置包括螺旋式拉緊裝置，小車重錘式拉緊裝置，直式拉緊裝置，繩絞筒式拉緊裝置13。本設計采用螺旋拉緊裝置，占地面積小，容易操作，制造簡單，螺旋式拉緊裝置，拉緊滾筒的軸承座安裝在帶有螺母的滑動架上，滑動架可在尾架的導軌上移動。它利用人力旋轉螺桿來調節(jié)輸送帶的張力。螺旋式拉緊裝置的結構簡單緊湊，但是拉緊力的大小不易掌握，工作過程中不能保持恒定。一般用于機長小于100m，功率較小的輸送機上，可按機長的選取拉緊行程。根據(jù)系列，其拉緊行程分為500、800、1000三種，許用的最大拉緊力見表表5-4螺旋拉緊裝置的最大拉緊力帶寬（mm）500650800100012001400最大拉緊力（kN）91624385475本設計選用行程500mm的螺旋拉緊裝置。4.10.6 Y方向輸送機結構參數(shù)輸送帶：材料：尼龍帆布 型號: NN-150 帶寬：650mm托輥： 外徑89mm 長度：750mm 上托輥間距：300mm 傳動滾筒：外徑500mm 許用轉矩：3.5 其他參數(shù)與x方向傳動滾筒相同改向滾筒：外徑400mm 許用合力：20 其他參數(shù)與x方向改向滾筒相同 電機，聯(lián)軸器等除支架以外其他參數(shù)均與x方向輸送機相同5 升降機設計5.1升降機原理5.1.1升降機結構傳統(tǒng)升降機由行走機構， 液壓機構，電動控制機構，支撐機構組成的一種升降機設備。液壓油由葉片泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進入液缸下端，使液缸的活塞向上運動，提升重物，液缸上端回油經(jīng)隔爆型電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過溢流閥進行調整，通過壓力表觀察壓力表讀數(shù)值14。升降機產(chǎn)品按照工作方式分為套缸式升降機、剪叉式升降機、桅桿式升降機。其中剪叉式升降機結構簡單，運動平穩(wěn)，應用廣泛，故采用剪叉式升降機。5.1.2升降機分類按照升降機結構的不同分：剪叉式升降機、套缸式升降機、鋁合金（立柱）式升降機、曲臂式升降機、鏈條式升降機15。其中剪叉式升降機作為一種平面升降機械,主要用于抬升重物,具有制造容易,價格低廉、堅實耐用、結構簡單、移動靈活、環(huán)境適用性強、便于維修保養(yǎng)等特點16.故本次設計選用剪叉式升降機。5.1.3傳統(tǒng)剪叉式升降機原理剪叉式升降機是靠剪刀式支承架的展開與折疊來完成貨物平臺的升降，其動力是通過油缸的伸縮來推動剪刀的展開與折疊。由于油缸的伸縮速度是由油泵的流量決定的，一般在設計油缸速度時速度很慢，其速度為200mm/分鐘，且與油缸相連的進油管直徑為6mm。萬一油管斷裂，液壓油也只能從6mm的進油口回油，所以下降速度也是很慢，因此不會造成破壞與損失17。 升降機上升與下降都是平穩(wěn)運動，即使斷管，液壓系統(tǒng)沒有安全自鎖的情況下，也是慢速下降，僅僅浪費液壓油而已。所以液壓升降平臺是一種十分安全、故障率低、維護費用低的升降工具18。5.2剪叉式升降機機械結構選型與設計本次設計打破原有剪叉式升降機采用液壓控制的方法，采用了電動推桿代替液壓缸，通過電動推桿的推桿往復運動來實現(xiàn)剪叉式升降機的上下運動。5.2.1升降機結構形式的選擇剪叉式升降機有三種結構形式，直立固定剪叉式結構，電動推桿的形程等于平臺的升降行程，整體結構尺寸龐大，且球鉸鏈加工復雜，在實際中應用較少；水平固定剪叉式結構，平臺的升降行程大于電動推桿的行程，但不足之處是活塞桿受橫向力的作痛，影響推桿的壽命；雙鉸鏈剪叉式結構避免了上述缺點，結構比較合理，平臺的升降行程可達到電動推桿行程的2倍以上19。因此本次設計選用雙鉸鏈剪叉式結構。5.2.2升降機結構形式的選擇 圖5-1雙鉸鏈剪叉式升降機實體結構圖5.2.3升降機設計參數(shù)本次設計為剪叉式升降機，采用電動推桿驅動，相關參數(shù)如下：額定載荷200Kg，升高高度：1800mm 平臺尺寸1160mmx1660mm 5.2.4升降機結構參數(shù)選型與設計圖5-2中黃色部分為電動推桿，淡藍色和黑色部分為升降機的兩個位置，設升降機升高的高度為H，支架長為d，則有H=2dsina （5.2-1）圖5-2 升降機機構圖為方便計算，下邊取h=H/2=d sina，設b=AC,a=AD,c=CD,則有 （5.2-2）式（5.2-1）和（5.2-2）聯(lián)立得 （5.2-3）推拉力計算：FN為下底板的支撐力，F(xiàn)為推桿的推力，G為升降機+物料的