步進(jìn)式工件輸送機(jī)設(shè)計(jì)【類似輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)】【含6張CAD圖紙和文檔資料】【GC系列】

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Workpiece conveyor stepper motors in general should have, coupling, reducer, work organization, carriage, pawl, roller and rack components. This paper analyzes the current status of the investigation and the principle of stepper conveyor, through the analysis of the principles put forward four implementations, after the program determine the use of contrast drive crank rocker mechanism to achieve common after the motor decelerates, then have to adopt mapping out of a rod length, and checked, the final selection of a motor and gear design and verification. Keywords: Conveyor; Linkage; Gear 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 II 目 錄 第 1 章 緒 論 .1 1.1 引言 .1 1.2 研究目的及意義 .1 1.3 國內(nèi)外研究狀況 .1 1.4 輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 .2 第 2 章 步進(jìn)式工件輸送機(jī)總體設(shè)計(jì) .3 2.1 設(shè)計(jì)要求 .3 2.2 方案設(shè)計(jì)與選擇 .3 2.2.1 原理分析 .3 2.2.2 方案設(shè)計(jì) .4 2.2.3 方案選定 .4 第 3 章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .5 3.1 桿件尺寸設(shè)計(jì) .5 3.1.1 搖桿的擺角初選 .5 3.1.2 鉸點(diǎn)位置和曲柄長度的設(shè)計(jì) .5 3.1.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .5 3.1.4 校核最小傳動(dòng)角 .6 3.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 .6 3.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 .6 3.2.2 動(dòng)態(tài)靜力分析 .9 3.3 桿件形狀設(shè)計(jì) .13 3.3.1 桿件的類型 .13 3.3.2 鋼材和截面的選擇 .13 3.3.3 穩(wěn)定性的校核 .14 3.4 桿件間的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì) .14 3.4.1 剪切強(qiáng)度計(jì)算 .14 3.4.2 擠壓強(qiáng)度計(jì)算 .15 第 4 章 電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器的選用 .16 4.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 .16 4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)容量 .16 4.1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 .17 4.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 .17 4.3 聯(lián)軸器的選用 .17 4.3.1 剛性聯(lián)軸器 .18 4.3.2 撓性聯(lián)軸器 .18 第 5 章 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 5.1 總傳動(dòng)比 .20 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 III 5.2 分配傳動(dòng)比 .20 5.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .20 5.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 .20 5.3.2 各軸的輸入功率 .20 5.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 .21 5.3.4 整理列表 .21 5.4 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) .21 5.4.1 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) .21 5.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) .21 5.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .23 5.4.4 幾何尺寸計(jì)算 .24 5.5 低速級(jí)齒輪 .25 5.6 開式齒輪 .25 5.7 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .26 5.7.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .26 5.7.2 中間軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .29 5.7.3 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .31 5.8 減速器箱體的設(shè)計(jì) .33 5.9 潤滑與密封 .34 5.9.1 潤滑方式的選擇 .34 5.9.2 密封方式的選擇 .34 5.9.3 潤滑油的選擇 .34 總 結(jié) .35 參考文獻(xiàn) .36 致 謝 .37 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 1 第 1 章 緒 論 1.1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國傳送裝置制造行業(yè)有了長足的進(jìn)步。傳送裝置的成套性，自動(dòng)化程 度，定位精度和整體質(zhì)量都明顯提高，其應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大。輸送機(jī)是在一定線路上連續(xù)輸送物 料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。它可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路， 輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力達(dá)，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作， 所以應(yīng)用十分廣泛。工件步進(jìn)輸送機(jī)用于間歇地輸送工件，到達(dá)預(yù)定位置。 工件步進(jìn)輸送機(jī)一般來說應(yīng)具有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、工作機(jī)構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機(jī) 架等部分，其中減速器是工件步進(jìn)輸送機(jī)最關(guān)鍵的傳動(dòng)裝置之一。它在傳送工件的過程中不僅擔(dān)負(fù) 著減速及增加轉(zhuǎn)矩的功能，同時(shí)也降低了負(fù)載的慣量，是步進(jìn)式輸送機(jī)的核心部件之一。 1.2 研究目的及意義 輸送機(jī)是可以在固定線路上連續(xù)輸送物料的機(jī)械，一般情況下它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作效率 高、造價(jià)低，有的甚至可以在輸送工件的同時(shí)對工件進(jìn)行一系列工藝操作，因此工件輸送機(jī)在各行 各業(yè)中都被廣泛的應(yīng)用著。 而我設(shè)計(jì)的這款步進(jìn)式工件輸送機(jī)與傳統(tǒng)的工件輸送機(jī)最大的不同就是它并非一直處于連續(xù)不 斷的輸送狀態(tài)，而是將工件輸送一段距離之后停下來，等待幾秒之后在繼續(xù)將工件往前輸送，他的 意義在于那停頓的幾秒可以對工件進(jìn)行加工或是包裝之類的處理，使其達(dá)到流水線生產(chǎn)，自動(dòng)化生 產(chǎn)的目的，提高了生產(chǎn)效率。 在如今這個(gè)效益至上的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)在流水線生產(chǎn)或自動(dòng)化生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)料出料自動(dòng)化，大大提 高了生產(chǎn)效率，減少人工成本，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。所以我設(shè)計(jì)的工件輸送機(jī)是典型的理論與實(shí)踐結(jié)合 的應(yīng)用。 1.3 國內(nèi)外研究狀況 步進(jìn)式工件輸送機(jī)在國外的發(fā)展已十分成熟，尤其是在一些發(fā)達(dá)國家如美國，德國，日本，英 國，俄羅斯等。這些國家已實(shí)現(xiàn)，高負(fù)載輸送，高速度輸送，高傾角輸送的技術(shù)。此外還有一些新 型的輸送機(jī)，可實(shí)現(xiàn)檢測篩選功能，空間轉(zhuǎn)彎輸送，有的甚至結(jié)合機(jī)械手在輸送的同時(shí)。但無外乎 兩個(gè)方面，一是功能多元化，另一方面則是加強(qiáng)其輸送能力。這兩方面也是工件輸送機(jī)的主要研究 方向。 在我國，工件輸送機(jī)的研發(fā)和使用與發(fā)達(dá)國家差距并不大，我國自主研發(fā)的生產(chǎn)制造的輸送機(jī) 的類型較多；最近幾年，在國家一個(gè)專門針對輸送機(jī)的項(xiàng)目“國家一條龍日產(chǎn)萬噸綜采設(shè) 備 ”的指導(dǎo)和扶持下，我國輸送機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。其中也出現(xiàn)了一些新型輸送機(jī)，由 PLC 控制的 自動(dòng)輸送機(jī)，有液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)速的輸送機(jī)。1 出了在增強(qiáng)輸送機(jī)能力方面，理他一些方面也是輸送機(jī)研究的方向，例如低能耗，低噪聲，專 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 2 門用來輸送易燃易爆物品的輸送機(jī)還有在特定環(huán)境中工作的輸送機(jī)，如高溫環(huán)境，有毒環(huán)境，粉塵 環(huán)境等。 1.4 輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 （1） 繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水 力輸送裝置的長度已達(dá) 440 公里以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近 15 公里，并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組 成聯(lián)系甲乙兩地的帶式輸送道 。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送 機(jī)結(jié)構(gòu)。 （2） 擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。 發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物 質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機(jī)。 （3） 使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制對單機(jī)提出的要求。 如郵局 所用的自動(dòng) 分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動(dòng)作的要求等。 （4） 降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個(gè)重要方面。已將 1 噸 物料輸送 1 公里所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要指標(biāo)之一。 （5） 減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 3 第 2 章 步進(jìn)式工件輸送機(jī)總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)要求 輸送機(jī)工作阻力： =4000NrF 步長：S=300mm 每分鐘往返次數(shù)：N=30 次 行程速比系數(shù)：K=1.4 高度：H=800mm 滑架寬度為：250mm 阻力 Fr 為常數(shù)，載荷有中等沖擊，每天二班制工作，使用折舊期為 5 年，工作機(jī)構(gòu)效率為 0.95，三相交流電源，工作環(huán)境室內(nèi)，用于小批量生產(chǎn)。 2.2 方案設(shè)計(jì)與選擇 2.2.1 原理分析 步進(jìn)輸送機(jī)是一種能間歇地輸送工件并使其間距始終保持穩(wěn)定步長的傳送機(jī)械。工件經(jīng)過隔斷 板從料輪滑落到輥道上，隔斷板做間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工件按一定的時(shí)間間隔向下滑落。輸送滑架 作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工作行程時(shí)，滑架上位于最左側(cè)的推抓推動(dòng)始點(diǎn)位置工件向前移動(dòng)一個(gè)步長，當(dāng) 滑架返回時(shí)，始點(diǎn)位置又從料輪處接受了一個(gè)新工件。推爪下裝有壓力彈簧，推爪返回時(shí)得以從工 件底面滑過，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，該推爪以復(fù)位并推動(dòng)新工件前移，與此同時(shí)， 該推爪前方的推爪也推動(dòng)前工位的工件一起向前再移動(dòng)一個(gè)步長。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)工件的步進(jìn) 式傳輸。 步進(jìn)式工件輸送機(jī)用于間歇的傳送工件，如圖 1.1 所示，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 滑架往復(fù)移動(dòng)。工作行程時(shí)，滑架上的推爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長，當(dāng)滑架返回時(shí)，由于推爪與軸 間裝有扭簧，因此推爪從工件底面滑過，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)是，推爪已復(fù)位，并 推動(dòng)新的工件前移，前方推爪也推動(dòng)前一工位的工件前移。 圖 1.1 工件步進(jìn)輸送機(jī) 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 4 2.2.2 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)這些原理選定可通過如下四種方案實(shí)現(xiàn)： 方案一：步進(jìn)電機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件，齒輪傳動(dòng)做傳動(dòng)系統(tǒng)，通過控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)推爪 的前進(jìn)與后退。 方案二：步進(jìn)電機(jī)做驅(qū)動(dòng)元件，帶輪傳動(dòng)做傳動(dòng)系統(tǒng)，通過控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)推爪 的前進(jìn)與后退。 方案三：用液壓動(dòng)力裝置與凸輪配合，實(shí)現(xiàn)推爪的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 方案四：用普通電機(jī)做驅(qū)動(dòng)元件，減速機(jī)來控制速度和節(jié)奏，曲柄連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)推爪的左右 往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2.2.3 方案選定 通過查閱相關(guān)資料和計(jì)算，我最終選擇了方案四：電動(dòng)機(jī)做驅(qū)動(dòng)元件，由減速器控制速度和節(jié) 奏，用連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)不同的步長、速度比和滑架的運(yùn)動(dòng)軌跡。2 方案圖入下： 在步進(jìn)輸送機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，通過聯(lián)軸器和軸，將動(dòng)力傳遞到減速機(jī)，經(jīng)減速機(jī)變速后， 以較慢的速度使連桿機(jī)構(gòu)工作，連桿機(jī)構(gòu)最后再驅(qū)使滑架作左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滑架上裝有推爪，推爪 將放在滑架上的工件往前推，每次往前進(jìn)一個(gè)步長。然后滑架返回，此時(shí)利用安裝在推爪和軸之間 的扭簧可以使推爪從工件下返回而不移動(dòng)工件，而此時(shí)，前方的推爪也回到了原先的位置，它可以 再次推動(dòng)工件往前移一個(gè)步長。這就是這臺(tái)步進(jìn)式工件輸送機(jī)的工作原理。 經(jīng)過可行性調(diào)研，此方案較合理。在設(shè)計(jì)過程中，減速器和連桿的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，運(yùn)用 機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析，連桿機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，減速器的設(shè)計(jì)，減速器零件的制造以及相關(guān)工藝流程。本課題的難點(diǎn)是連桿尺 寸的分析和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的分析，減速器的各軸和齒輪的計(jì)算設(shè)計(jì)。2 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 5 第 3 章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 桿件尺寸設(shè)計(jì) 3.1.1 搖桿的擺角初選 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)所學(xué)，一般搖桿機(jī)構(gòu)的擺角為 40-50左右,然后通過步進(jìn)式工件輸送機(jī)每次工 作的步長確定搖桿長度,一般取 , 3。0.67CDEDLL0.23FEDL 3.1.2 鉸點(diǎn)位置和曲柄長度的設(shè)計(jì) 通過之前的條件行程速比系數(shù)和要求傳動(dòng)角大小可以計(jì)算出絞點(diǎn) A、曲柄和連桿的長度。再通 過行程速比系數(shù)計(jì)算出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在極位的各項(xiàng)參數(shù)。最后根據(jù)環(huán)境條件等設(shè)計(jì)出完整的曲柄搖 桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意如圖。 3.1.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)公式 ，以及行程速比系數(shù) K=1.4，得到極位夾角 。然后180/1K 30 取一點(diǎn) D,以 D 為頂點(diǎn)作等腰三角形,兩腰分別為 DC1、DC2 ，并且 DC1、DC2 的長度等于 DC，設(shè) 。作 使 ，再作 , 與12C2N21906C2CM121CN 的交點(diǎn) P。作 的外接圓,那么圓弧 上任一點(diǎn) A 到 和 的連線所形成的夾角12P 都等于極位夾角 ，所以曲柄的軸心 A 應(yīng)在這個(gè)圓弧上。設(shè)曲柄的長度為 a，連桿的長12A 度為 b，那么 ， = ，所以 a=( - )/2 于是以 A 為圓心，以為 為半1ba2Aba12 2 徑作圓弧交 于點(diǎn) E，則得出 a= /2,b= - /2。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意，曲柄的軸心 A 不能選1E 在弧段上，否則機(jī)構(gòu)將不能連續(xù)工作。根據(jù)上面公式算出這個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)的桿長分別為 a=95.7mm，b=295.7mm ，c=295.7mm，d=259mm。 圖 2 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)示意圖 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 6 3.1.4 校核最小傳動(dòng)角 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，傳動(dòng)角的大小是在不斷變化的，但傳動(dòng)角并非沒有要求，一般情 況下確保傳動(dòng)角 即可，而傳動(dòng)力矩較大時(shí)，應(yīng)使傳動(dòng)角 。在一些受力相對較min40 min50 小或是使用次數(shù)相對較少的環(huán)境中，允許連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角小一些，但是絕對不能發(fā)生自鎖。 計(jì)算最小傳動(dòng)角如下: 式(1) 2222()37580(3915)=arcosarcos4.bcd40 根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中各個(gè)趕場滿足最小傳動(dòng)角要求。因此可以定出該要求設(shè)計(jì)的 機(jī)構(gòu)的總體尺寸，即 ， , ,95.7ABLam295.7BCLbm 295.7CDLcm , , 。2Dd 36DE3.EF 3.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 3.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 在理論力學(xué)中分析速度和加速度最常用到的方法是矢量圖法，運(yùn)用矢量圖法可以直觀的對速度 和加速度進(jìn)行分析求解，而矢量圖法的基本原理就是力的合成與分解，要用矢量圖法求解速度和加 速度首先要列出矢量方程，然后再畫出速度分析圖和加速度分析圖。 （1）用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析 首先先在連桿機(jī)構(gòu)上找一個(gè)速度和加速度都已知的點(diǎn)，用這個(gè)點(diǎn)作為已知量來再利用圖解法來 依次求解與該構(gòu)件相連的其他構(gòu)件上的點(diǎn)的速度和加速度。 要分析連桿機(jī)構(gòu)的速度和加速度首先要畫出連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，再根據(jù)圖解法來分析這個(gè)連 桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，具體步驟如下： （2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 首先選取合適的比例尺畫出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，一般比例尺的大小為 (m/mm)，然LAB 后根據(jù)相應(yīng)的比例畫出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。 （3）作速度分析 由用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度分析可知，速度求解的步驟應(yīng)依次求出相應(yīng)各點(diǎn)的 速度和桿件的角速度。6 圖 3 速度分析圖 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 7 1）求 Bv 式(2) 3016.5/.57/ALmradsms 方向： ，指向與 的轉(zhuǎn)向一致。1 2）求 ，B、C 在連桿機(jī)構(gòu)中的同一桿件上，所以可以得到以下方程v = + Cv BvCBv 方向 DA 大小 及 方向已知，大小未知，用圖解法可以求出 、 的大小。Cv B CvB 根據(jù)速度分析圖，將點(diǎn)看 P 作該連桿機(jī)構(gòu)速度多邊行的極點(diǎn)，并作 代表 ，然后用速度pb Bv 比例尺算出 。再分別以 B，P 為垂足作垂 0.57/2/().28(/)msVBpbssm 直于 BC，CD 的直線 bc、pc，代表 ， 的方向線，兩線交于點(diǎn) C，并且由矢量 ， 分別CBv cb 代表 和 ，最終求的 。Cv B 式(3) 0.572/1(/)0.6375/Vpcmsmsms 3）求 ，由圖可知點(diǎn) E 和點(diǎn) C 都在同一桿件上，所以點(diǎn) E 和點(diǎn) C 的角速度的是相同的，得Ev 到 和 的關(guān)系如下 C 0.126/ECDvLms 4）求 Fv = + Fv EvFEv 方向 / 大小 式(4) 于是有 式(5) 0.28452 3/./CBVbcLradsrads 式(6) .103 86DCp 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 8 式(7) 0.2854 1/.40/VEFpfLradsrads （4）作加速度分析 算加速度的方法去算速度的方法相同，也是用圖解法來計(jì)算，先畫出加速度分析圖，然候在圖 上找一個(gè)速度和方向都已知的點(diǎn)，先依次求出 ， ， ， 。然后再求解 ， ，B CEFa234 1)求 因?yàn)榍?作等速回轉(zhuǎn)，所以沒有切向加速度。Ba ABL 式(8) 2223016.5()/.8/nAmss 方向：BA. 2）求 由圖上分析得到點(diǎn) C 與點(diǎn) B、點(diǎn) D 的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系Ca = + = + + nDataBnCBatCB 方向 CD CD BA CB CB 大小 23l2l 式中 和 的方向都已知但是大小未知，根據(jù)圖解法求出大小。 。 tCDatB 圖 4 加速度分析圖 根據(jù)加速度分析圖，將點(diǎn) 看作是連桿機(jī)構(gòu)加速度多邊形的極點(diǎn)，并作 代表 ，根據(jù)加p pb Ba 速度比例尺算出 ，再根據(jù)相信a 22 20.8/(/).014(/)msBbs sm 的比例畫出 ，其中 代表 ，其大小為pc Ca 式(9) 22 2/0.14(/)15./Cams 3）求 由于點(diǎn) E、點(diǎn) C 在連桿機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一桿件 上，因此可以得到E DEL 式(10) 225038./.06/DCLsms 4）求 根據(jù)點(diǎn) E 和點(diǎn) F 在連桿機(jī)構(gòu)中的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系列出下式Fa + + Ea nFEatFEa 方向 FE FE 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 9 大小 水平向右 24EFl 由上式可發(fā)現(xiàn)式中 的方向和 的大小未知，用作圖法求解。Fa tFE 式(11) 22 2/0.14(/)180.3/Fapfmssmms 5）求 ， ， 。由連桿機(jī)構(gòu)桿件的加速度和長度計(jì)算出角加速度234 逆時(shí)針 式(12) 220.14385.7/tCBaancL rads 順時(shí)針 式(13) 3.30tDaC 順時(shí)針 式(14) 4 2263.1448./taEFEncaL rs 3.2.2 動(dòng)態(tài)靜力分析 （1）對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)對連桿機(jī)構(gòu)計(jì)算選出的長度比例尺 ，速度比例尺 ，加速度比例尺 畫出機(jī)構(gòu)簡圖Iva 和速度多邊形。 （2）確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩 一般情況下，設(shè)計(jì)一臺(tái)新機(jī)器最重要的是確定機(jī)器中每個(gè)小零件的尺寸，而在確定小零件尺寸 首先要對各個(gè)進(jìn)行受力靜力分析，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算和強(qiáng)度校核，最后才能確定各部件的大小尺寸。 （a）計(jì)算各桿的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 因?yàn)椴竭M(jìn)式工件輸送機(jī)中大多數(shù)桿件都承受拉力或壓力，所以對材料的力學(xué)性能要求較高，因 此我首選 45 號(hào)鋼作為設(shè)計(jì)的材料。 通過查詢鋼材密度表得到 45 號(hào)鋼的密度為 。 37.810/kgm 根據(jù)質(zhì)量 ， 24dmlkg 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 12J 計(jì)算結(jié)果見表 1 表 1 桿件質(zhì)量特性表 桿件 長度 mm 直徑 mm 質(zhì)量 kg 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg 2mABL 115 100 7.045 37.610C 385 50 5.896 28DE 550 80 21.564 354.9 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 10 EFL180 80 7.057 319.05 根據(jù)機(jī)構(gòu)示意圖發(fā)現(xiàn)在連桿機(jī)構(gòu)中，各桿件除了 BC 桿外，其余各桿的慣性力都在機(jī)架上，所 以可以忽略不計(jì)。BC 桿的慣性力及慣性力偶矩為： 式 225.8960.14(/)150.976BCBCaPmpskgmsN （15） 式 3 3240.1222 85/7.8.tBSSBSaBCMJLJncL m (16) 把慣性力 和慣性力偶 合并成一個(gè)總慣性力 ，但合成后的總慣性力與質(zhì)心并不在CPBCMBCP 一個(gè)點(diǎn)上， 與質(zhì)心的距離 ， Bh 36.7109/.56.3hM 式(17) （3）機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 在進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)一般先將慣性力作為外力來分析，然后逐個(gè)分析桿件的受力情況。 分析桿件 EF 的受力情況 圖 5 桿 EF 受力分析 由于整個(gè)桿件受力平衡，因此可以得到 ，列出方程0F34454nnGrRFR 方向 EF EF EF EF 大小 上式中未知量有 、 、 、 ，其中可以先求出的是 和34 n54n 34R5 F 點(diǎn)取力矩 0FM 式(18)43GhR 340618Nm341 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 11 E 點(diǎn)取力矩 式(19)0EM5430612NmRhNm5478 根據(jù)上面求出的 和 畫出桿件 BC 的受力情況34 5 圖 6 桿 BC 力的分析 從圖上測量得到 54360RN34280R （b）對桿件 ED 和 CB 進(jìn)行受力分析 圖 7 桿 2、3 的受力分析4353210nnIRGRPR 方向 DE DE BC BC 大小 在方程中， 、 、 、 都是未知量，其中可以直接求出的是 和 ，再根35 n12n 53R12 據(jù)這兩個(gè)量來求得其他兩個(gè)量。 B 點(diǎn)力矩 0BM 式(20)435322GIRhhP 53101908471680.23NmNmNm 53 E 點(diǎn)力矩 0E 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 12 式(21)1253223IGRhPhh 47150.6207821092mNNmNm12 其負(fù)號(hào)說明 的方向與原來假設(shè)方向相反。12 然后根據(jù)上面計(jì)算出的 和 畫出力的矢量合成圖。53R 12 圖 8 力的矢量合成圖 從圖上測量得到 536RN1207 （c）根據(jù)上述求出的值再分析桿件 CB 的受力情況 設(shè)點(diǎn) M 為 CB 桿的中點(diǎn)，對點(diǎn) M 取矩 G 式(22)32122EGBIhPh 345RN 圖 9 對桿件 CB 的受力分析 在畫出桿件 CB 的力矢量圖 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 13 圖 10 連桿 CB 的力矢量圖 從上圖測量得到 321408RN （d）計(jì)算連桿機(jī)構(gòu)的平衡力 對桿件 1 進(jìn)行受力分析 圖 11 連桿 1 的機(jī)構(gòu)的平衡圖 取 式(23)0AM211GpABRhFl 17286505PNmm710PFN 3.3 桿件形狀設(shè)計(jì) 在前面我已經(jīng)把連桿機(jī)構(gòu)中所有桿件的受力情況都分析好了，然后要根據(jù)受力情況和工作環(huán)境 來算出桿件的截面。 3.3.1 桿件的類型 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在步進(jìn)式工件輸送機(jī)中每個(gè)桿件都只收到拉力或壓力，因此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的桿 件都屬于拉壓桿。 3.3.2 鋼材和截面的選擇 1）拉壓桿在手里是主要受到軸向力的作用，因此相對的力學(xué)性能要求較高，通過對比鋼材的 力學(xué)性能，最后確定的材料為 45 號(hào)鋼，45 號(hào)鋼的各項(xiàng)力學(xué)性能如下 45 號(hào)鋼力學(xué)性能BMPaSa5%3/kgmEGPa 45 號(hào)鋼 600 350 16 7800 206 2）選擇截面尺寸 在之前我已經(jīng)計(jì)算出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中各個(gè)桿件受到的力，根據(jù)理論力學(xué)和材料力學(xué)所學(xué)即可 求出桿件的最小橫截面積，計(jì)算公式如下 式(24) maxNA 許用應(yīng)力 S 安全系數(shù) S 必須大于 1，取 1.3 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 14 為極限屈服系數(shù)，查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到 45 號(hào)鋼的極限屈服系數(shù)為 350MPa 3501.269MPaS 為方便計(jì)算，先假設(shè)連桿 CB 的截面是圓形的，直徑為 式(25) 41072423.69.Ndm 從制造方面和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等因素考慮，基于制造困難和穩(wěn)定性的考慮取 為初選參數(shù)2d 3.3.3 穩(wěn)定性的校核 在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，作用在桿件上的力過大時(shí)，桿件可能會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象。失穩(wěn)的具體表現(xiàn) 就是桿件發(fā)生變形彎曲.一旦發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，輸送機(jī)將發(fā)生重大的工作誤差，甚至癱瘓。因此機(jī)器 工作時(shí)，必須要避免失穩(wěn)的發(fā)生。下面就來計(jì)算桿件的穩(wěn)定性。 圖 12 軸銷受力示意圖 1）臨界載荷的計(jì)算 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的桿件可以看作是鉸支壓桿，在之前的理論力學(xué)和材料力學(xué)中學(xué)過鉸支壓桿臨 界載荷的計(jì)算。 式(32) 24343342206156478EdEdcrl lP KN 2）穩(wěn)定性校核 查表得到 45 號(hào)鋼的屈服應(yīng)力 ，再算出桿件所能承受的最大軸向壓應(yīng)力。sMPa 式(33) 225034468SdS KN 鉸支壓桿在受到軸向壓力而不失穩(wěn)的條件是受到的最大軸向壓應(yīng)力 P 不能大于Pst，計(jì)算公式 如下 式(34) crstPstn 代表穩(wěn)定安全系數(shù)； 代表穩(wěn)定許用壓力t stP 步進(jìn)式工件輸送機(jī)在工作時(shí)，桿件受到的沖擊屬于中等沖擊，因此 取 4 stn 式(35) 428150107KNP 根據(jù)上述計(jì)算，桿件的最大承受壓力已經(jīng)確定。 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 15 3.4 桿件間的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì) 在一般情況下，兩根桿件相連一般采用銷軸連接，螺栓連接等方式。在步進(jìn)式工件輸送機(jī)的設(shè) 計(jì)中，我同樣采用銷軸連接的方式來用作曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的各拉壓桿之間的連接。 3.4.1 剪切強(qiáng)度計(jì)算 銷軸連接受力情況如下圖所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)銷軸在連接處主要受到的力是剪切力。理論力 學(xué)和材料力學(xué)中剪切力的計(jì)算通常是將剪切力看作是均勻分布的。在銷軸的剪切面上的作用的剪應(yīng) 力不允許超過許用剪應(yīng)力 即 式(26) QAP4Pd 許用剪切應(yīng)力 的計(jì)算如下 式(27) 401MaS 式(28) 2250441962dMPaPKN 3.4.2 擠壓強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)銷軸用于桿件之間的連接時(shí)，銷軸受到兩個(gè)桿件同誰對他反向且不在同一直線上的拉力，對 這個(gè)拉力分析可發(fā)現(xiàn)這個(gè)拉力湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 步進(jìn)式工件輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要：輸送機(jī)的主要作用是在固定線路上連續(xù)輸送物料，它結(jié)構(gòu)簡單、輸送能力大、運(yùn)輸距 離長、且造價(jià)低，并且可在輸送的同時(shí)完成若干工藝操作，可進(jìn)行水平、垂直、傾斜輸送，因此輸 送機(jī)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、采礦、電站、冶金、港口以及 工業(yè)企業(yè)等。工件步進(jìn)輸送機(jī)一般來說應(yīng) 具有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、工作機(jī)構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機(jī)架等部分。 本文首先調(diào)查分析了步進(jìn)式輸送機(jī)的現(xiàn)況及原理，通過對原理的分析提出了四種實(shí)現(xiàn)方案， 方案對比后確定采用普通電機(jī)減速后驅(qū)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，接著采用作圖法得出個(gè)桿件長度，并 進(jìn)行校核，最后選定電機(jī)并對個(gè)傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核。 關(guān)鍵詞：輸送機(jī)；連桿機(jī)構(gòu)；齒輪傳動(dòng) Stepping workpiece conveyor design Abstract: The main role of the conveyor is in the fixed-line continuous transportation of materials, simple structure, large transmission capacity, long distance transport, and low cost, and can be completed at the same time conveying a number of process operation, and can be horizontal, vertical, inclined transportation, so the conveyor is widely used in agriculture, mining, power plants, metallurgy, ports and industrial enterprises. Workpiece conveyor stepper motors in general should have, coupling, reducer, work organization, carriage, pawl, roller and rack components. This paper analyzes the current status of the investigation and the principle of stepper conveyor, through the analysis of the principles put forward four implementations, after the program determine the use of contrast drive crank rocker mechanism to achieve common after the motor decelerates, then have to adopt mapping out of a rod length, and checked, the final selection of a motor and gear design and verification. Keywords: Conveyor; Linkage; Gear 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 I 目 錄 第 1 章 緒 論 .1 1.1 引言 .1 1.2 研究目的及意義 .1 1.3 國內(nèi)外研究狀況 .1 1.4 輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 .2 第 2 章 步進(jìn)式工件輸送機(jī)總體設(shè)計(jì) .3 2.1 設(shè)計(jì)要求 .3 2.2 方案設(shè)計(jì)與選擇 .3 2.2.1 原理分析 .3 2.2.2 方案設(shè)計(jì) .4 2.2.3 方案選定 .4 第 3 章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .5 3.1 桿件尺寸設(shè)計(jì) .5 3.1.1 搖桿的擺角初選 .5 3.1.2 鉸點(diǎn)位置和曲柄長度的設(shè)計(jì) .5 3.1.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .5 3.1.4 校核最小傳動(dòng)角 .6 3.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 .6 3.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 .6 3.2.2 動(dòng)態(tài)靜力分析 .9 3.3 桿件形狀設(shè)計(jì) .13 3.3.1 桿件的類型 .13 3.3.2 鋼材和截面的選擇 .13 3.3.3 穩(wěn)定性的校核 .14 3.4 桿件間的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì) .14 3.4.1 剪切強(qiáng)度計(jì)算 .14 3.4.2 擠壓強(qiáng)度計(jì)算 .15 第 4 章 電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器的選用 .16 4.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 .16 4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)容量 .16 4.1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 .17 4.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 .17 4.3 聯(lián)軸器的選用 .17 4.3.1 剛性聯(lián)軸器 .18 4.3.2 撓性聯(lián)軸器 .18 第 5 章 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 5.1 總傳動(dòng)比 .20 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 II 5.2 分配傳動(dòng)比 .20 5.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .20 5.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 .20 5.3.2 各軸的輸入功率 .20 5.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 .21 5.3.4 整理列表 .21 5.4 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) .21 5.4.1 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) .21 5.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) .21 5.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .23 5.4.4 幾何尺寸計(jì)算 .24 5.5 低速級(jí)齒輪 .25 5.6 開式齒輪 .25 5.7 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .26 5.7.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .26 5.7.2 中間軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .29 5.7.3 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .31 5.8 減速器箱體的設(shè)計(jì) .33 5.9 潤滑與密封 .34 5.9.1 潤滑方式的選擇 .34 5.9.2 密封方式的選擇 .34 5.9.3 潤滑油的選擇 .34 總 結(jié) .35 參考文獻(xiàn) .36 致 謝 .37 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 0 第 1 章 緒 論 1.1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國傳送裝置制造行業(yè)有了長足的進(jìn)步。傳送裝置的成套性，自動(dòng)化程 度，定位精度和整體質(zhì)量都明顯提高，其應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大。輸送機(jī)是在一定線路上連續(xù)輸送物 料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。它可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路， 輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力達(dá)，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作， 所以應(yīng)用十分廣泛。工件步進(jìn)輸送機(jī)用于間歇地輸送工件，到達(dá)預(yù)定位置。 工件步進(jìn)輸送機(jī)一般來說應(yīng)具有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、工作機(jī)構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機(jī) 架等部分，其中減速器是工件步進(jìn)輸送機(jī)最關(guān)鍵的傳動(dòng)裝置之一。它在傳送工件的過程中不僅擔(dān)負(fù) 著減速及增加轉(zhuǎn)矩的功能，同時(shí)也降低了負(fù)載的慣量，是步進(jìn)式輸送機(jī)的核心部件之一。 1.2 研究目的及意義 輸送機(jī)是可以在固定線路上連續(xù)輸送物料的機(jī)械，一般情況下它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作效率 高、造價(jià)低，有的甚至可以在輸送工件的同時(shí)對工件進(jìn)行一系列工藝操作，因此工件輸送機(jī)在各行 各業(yè)中都被廣泛的應(yīng)用著。 而我設(shè)計(jì)的這款步進(jìn)式工件輸送機(jī)與傳統(tǒng)的工件輸送機(jī)最大的不同就是它并非一直處于連續(xù)不 斷的輸送狀態(tài)，而是將工件輸送一段距離之后停下來，等待幾秒之后在繼續(xù)將工件往前輸送，他的 意義在于那停頓的幾秒可以對工件進(jìn)行加工或是包裝之類的處理，使其達(dá)到流水線生產(chǎn)，自動(dòng)化生 產(chǎn)的目的，提高了生產(chǎn)效率。 在如今這個(gè)效益至上的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)在流水線生產(chǎn)或自動(dòng)化生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)料出料自動(dòng)化，大大提 高了生產(chǎn)效率，減少人工成本，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。所以我設(shè)計(jì)的工件輸送機(jī)是典型的理論與實(shí)踐結(jié)合 的應(yīng)用。 1.3 國內(nèi)外研究狀況 步進(jìn)式工件輸送機(jī)在國外的發(fā)展已十分成熟，尤其是在一些發(fā)達(dá)國家如美國，德國，日本，英 國，俄羅斯等。這些國家已實(shí)現(xiàn)，高負(fù)載輸送，高速度輸送，高傾角輸送的技術(shù)。此外還有一些新 型的輸送機(jī)，可實(shí)現(xiàn)檢測篩選功能，空間轉(zhuǎn)彎輸送，有的甚至結(jié)合機(jī)械手在輸送的同時(shí)。但無外乎 兩個(gè)方面，一是功能多元化，另一方面則是加強(qiáng)其輸送能力。這兩方面也是工件輸送機(jī)的主要研究 方向。 在我國，工件輸送機(jī)的研發(fā)和使用與發(fā)達(dá)國家差距并不大，我國自主研發(fā)的生產(chǎn)制造的輸送機(jī) 的類型較多；最近幾年，在國家一個(gè)專門針對輸送機(jī)的項(xiàng)目“國家一條龍日產(chǎn)萬噸綜采設(shè) 備 ”的指導(dǎo)和扶持下，我國輸送機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。其中也出現(xiàn)了一些新型輸送機(jī)，由 PLC 控制的 自動(dòng)輸送機(jī)，有液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)速的輸送機(jī)。1 出了在增強(qiáng)輸送機(jī)能力方面，理他一些方面也是輸送機(jī)研究的方向，例如低能耗，低噪聲，專 湖北師范學(xué)院求真學(xué)院 1 門用來輸送易燃易爆物品的輸送機(jī)還有在特定環(huán)境中工作的輸送機(jī)，如高溫環(huán)境，有毒環(huán)境，粉塵 環(huán)境等。 Typical failure analysis and processing of belt conveyorLihua ZHAO,Yin LINSchool of Mechanical Engineering, Northeast Dianli University, Jilin City, Jilin Province Changchun Road 169,132012,ChinaAbstract:The paper analyzes two typical failure forms of roller and conveyor at the belt conveyor, and describes the maintenance methods of prevention and elimination failures to ensure the normal operation of belt conveyor.1. Introduction:Belt conveyor is a commonly used equipment of continuous transport, it has a high efficiency and large conveying capacity, simpler construction, small amount of maintenance. Can be achieved at different distances, different materials transportation. It iss widely used in mining, coal handling system in thermal power plant and other projects. Belt conveyor will often occur some typical problems in the course, this paper Based on research common typical failure of belt conveyor during use, analysis the cause of failure, proposed some effective methods to solve the problem.2. Typical faults of conveyor belt:2.1. Conveyor belt deviationIn the belt conveyor, as the conveyor belt is traction components, transmit power and motion, also is carrying components, support material load. Working more complex, so at work often happen belt deviation. Deviation is the conveyor belt during operation, the center line of belt deviation the center line of conveyor. As the conveyor belt deviation may cause between the belt edge and rack wear, cause belt edge premature damage, Ranging impact the life of conveyors, affect the throughput of materials, Weight is caused by withdrawal material, even happen stop occurrence, direct impact on production. As the conveyor belt is more important, the most expensive parts. Its price about 25%50% to the conveyor. So analysis the reasons of belt deviation, reduce and eliminate belt deviation, It is an important part of ensure belt to work, extend equipment life. Cause the belt occurs deviation because of the following factors.2.1.1. In the device itselfa. Rack rigid is poor, large deformation under load, causing the belt deviation.b. The larger error of roller outer cylindrical, caused deviation when the conveyor belt running.c. The supporting roller rotation is not flexible, causes the conveyor belt both sides stress to be uneven, causes the conveyor belt deviation.d. The parallelism error cylindrical axis and roller axis is too big, causes the conveyor belt deviation.e. Conveyor belt itself is questionable quality, thin and thick uneven, caused a shock lead running conveyor belt deviation.f. Conveyor belt manufacturing quality have defects, the length of belt both sides edge is inconsistent, cause running conveyor belt deviation.g. Not parallel with belt connector, connection error is too big, cause belt deviation.2.1.2. Installation adjustmenta. Drive, change roller axis and conveyor centerline vertical error is too big, make conveyor and horizontal line have a bigr inclination, cause belt deviation.b. Roller axis and conveyor centerline vertical error is big, will cause belt deviation also.c. The connection strength between rack and ground is not enough, the rack unstable, causing belt deviation.d. The feeding plate of discharge trough and improperly located, both sides of the conveyor belt uneven force cause belt deviation.2.1.3. With maintenancea. The cleaning performance of sweeper is poor, make the roller cylindrical diameter local increases.b. Feeding mouth location is wrong, so that the material partial load on the conveyor belt, cause belt deviation.c. Poor maintenance and improper adjustment, resulting in the conveyor belt deviation.d. For the steel cord belt, as the manufacture of steel cord is uneven force, so that a deviation occurs in the operation, or a strong difference of belt, large elongation under load, causing the vibration, the belt will deviation.e. Also, the vibration of running conveyor belt system can cause the deviation.f. In addition, when conveying some viscous material, make the roller, etc. bonding materials, make the cylindrical diameter of roller part increases, causing belt deviation.2.2. Measures to prevent the belt deviation2.2.1. Due to equipment in the manufacture of conveyor belt causes the deviation, primarily through improved design, manufacture precision to prevent and reduce the occurrence of conveyor belt deviation.2.2.2. For installation adjust improper and daily use causes deviation, mainly the following aspects should be considered: Conveyor belt in drive roller or on rear rollers deviation, usually by adjusting the position of the roller bearing ways to eliminate, usually by adjusting the position of the roller bearing ways to eliminate.a. The longitudinal centerline of the roller rotation axis and conveyor is not perpendicular, resulting in the conveyor belt one side loose and the other tight, belt move from the tight side to the loose side, Occurs deviation phenomenon. Should be adjusted bearing position of the tighten deviation side. Make horizontal pull of belt equal, eliminate deviation. When tail roller is spiral tensioning, the reasons of tail deviation may be due to the top tight power of tensioning device both sides screw rod are not equal, resulting in caused by imbalance.b. Cylinder axis is not horizontal, at both ends bearing of the height difference is cause another reason of head or tail deviation. At this point, at both ends roller bearing should add and subtract shims way to leveling roller axis ,to eliminate conveyor belt deviation.c. Roller surface adhesion material, equivalent to increasing the roller local rdiameter, will cause the conveyor belt deviation, should strengthen empty segment cleaning of conveyor belt to reduce the adhesive material or dust accumulation on the conveyor belt. In addition, the conveyor belt between the nose and tail parts deviation, called central or local deviation. Such deviation reasons is more complex, it is with the conveyor belt along device exposure to a relationship. Need a detailed analysis for specific issues. Using the following methods can resolve these issues.A. Load or no-load branch roller axis with the conveyor belt running centerline is not perpendicular, causing tape at the roller deviation. Deviation ends should adjustment to the conveyor belt running direction. At this time often need to adjust the adjacent groups of rollers in order to achieve the purpose of eliminating deviation, adjusting deviation angle should not be too big.B. Conveyor belt joint with the tape centerline (trumpet) is not perpendicular, to cause the deviation, Should improved installation connection accuracy to eliminate deviation.C. If material loaded on the conveyor belt is straight; make the material block and weight distribution along bandwidth direction distribution serious inequality, cause deviation, through adjustment blanking tube and skirt plate location method to be eliminated.D. Recently, it was suggested that the method of application film for transfer partial conveyor belt, because of high manufacturing costs and some technical problems not well solved, makes this method very difficult to promote the use.3. The typical failure of roller:3.1. Operation is not flexibleEach belt conveyor have lot number rollers, installation shown in Picture 1, their work status directly affects the conveyor is working. According to the actual work of conveyor, roller in the conveyor system can be classified four kinds according their efect, trough roller, parallel roller, buffer roller and self-aligning roller; according to the loads case can be divided two kinds, no-load roller and bearing roller. Trough roller use bearing branches of materials, play a supporting role and increased throughput role.Parallel roller is a long-shaped roller, for no-load branch of conveyor, to play a supporting role of no-load branch tape; buffer roller is trough roller too. Flexible support trough roller be installed on conveyor load branch, Installed in the material office. Reduce the impact of material for conveyor belt, protect the tape and support bearing. Generally based on the elastic support were divided into rubber ring and spring plate; the role of self-aligning roller is a certain degree of automatic adjustment of conveyor belt deviation, To avoid excessive wear of belt and materials scattered. In the load and no-load branch are equipped with a number of self-aligning roller. The self-aligning principle shown in Fig. 2.Manufacture installation quality of roller directly affect the life and running resistance of conveyor belt. roller repair and replacement costs are also an important part of conveyor belt operating expenses. The roller operation quality for conveyor of the running resistance, power consumption, roller and belt life, maintenance workload and cost of transportation has a significant impact. Therefore, analysis method to extend the service life of rollers, also an important contents to ensure stable operation of belt conveyor, practical significance in engineering. Trough roller of belt conveyor systems used on material bearing branch, play supporting role and increased throughput role. Parallel roller is a long-shaped roller, for no-load branch of conveyor, to play a supporting role of no-load branch tape; buffer roller is trough roller too. Flexible support trough roller be installed on conveyor load branch, Installed in the material office. Reduce the impact of material for conveyor belt, protect the tape and support bearing. The role of self-aligning roller is a certain degree of automatic adjustment of conveyor belt deviation, To avoid excessive wear of belt and materials scattered. In the load and no-load branch are equipped with a number of self-aligning roller. If roller appear rotating not flexible or not turning phenomenon. The drag coefficient of roller operation by rolling into a slide, value was ten times to increase. The results will result in increased running resistance of belt conveyors, electric power consumption increases. As the roller rotation is not flexible, the friction between roller and conveyor belt by rolling friction into sliding friction, make the friction increase between the two, shorten the equipment life . Therefore, we must often replace a large number of idlers, conveyor belt, resulting in increased equipment maintenance, operating costs increased.Many factors for affect the flexibility of running rollers and life span, summarized in the following areas:a. Manufacturing quality of rollerRoller manufacturing problems mainly in the bearing stiffness is not enough, it is difficult to ensure precision of roller assembly, thereby constraining the flexibility of running roller.b. Sealed lubrication and the use of maintenanceMain factors of affect roller rotation not flexible include sealing and bearing lubrication problem. As the work environment of belt is more severe. Generally speaking, the dust are great on used site. The seal form of bearing have a great influence on the running flexibility for rollers. If sealed not well, Dirt is easy into bearing to cause the roller rotation is not flexible, In addition, bearing grease if using the general calcium base grease is easy to change color to dry, can not play a very good lubricant role.3.2. Solutionsa. In the roller manufacturing processes guarantee the accuracy requirements, For example, pressing bearing bore to achieve three precision, tube at both ends of dimensional tolerances, concentricity and ovality must meet national standards. The products have strict quality inspection to ensure that all products qualified.b. Sealed lubrication, in addition to manufacturing quality assurance, go with good lubricating materials, such as use of lithium-based grease, can improve the lubrication of bearings which extend the life of the roller is necessary.c. Bearing used to ball bearings support, plastic sealing ring labyrinth seal structure, this can ensure roller worked reasonable force, While ensuring dust effect good, resistance small, easy assembly and disassembly, easy to maintain, reduce conveyor operating costs.4. Conclusion:Wide range applications of belt conveyors, and the work environment is generally more difficult, to keep equipment running in good working condition, extend equipment life, improve the quality of operation, reduce operating costs has been the goal of engineering and technical personnel. Analyze and resolve the impact normal operation of the main problems, to ensure the good functioning of device, it is an important work of equipment maintenance. This paper analyzes the proposed method. Helpful improve site maintenance staff levels to solve practical problems, for practical project has important significance.References:1 yixiang Lang. Transportation machinery equipment in thermal power plant.MNortheast dianli university book; 1998.08.2 lihua Zhao. Operation and Maintenance of Coal Handl ing Sys tem in Thermal Power Plant , J.Colliery Machine;2011,NO. 02.3lihua Zhao. Typical failure analysis and processing of belt conveyorJ.Hoisting and Conveying Machinery;2003,NO 10.4 lihua Zhao. The adjustment method of conveyor belt deviation J. Colliery Machine. 2001. No.05.帶式輸送機(jī)的典型故障分析與處理趙麗華*林茵中國吉林省，吉林市長春路169132012號(hào)，東北電力大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院摘要：本文分析了兩種帶式輸送機(jī)失效的典型形式：托輥和輸送帶。并介紹了預(yù)防和消除故障的維護(hù)方法，以確保帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)作。1、介紹：帶式輸送機(jī)是一種常用的連續(xù)輸送設(shè)備，它具有效率高、輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修量小等特點(diǎn)。可以實(shí)現(xiàn)不同距離、不同材料的運(yùn)輸。它們廣泛應(yīng)用于礦山、火電廠輸煤系統(tǒng)等項(xiàng)目。帶式輸送機(jī)在運(yùn)作中經(jīng)常出現(xiàn)一些典型問題，本文在帶式輸送機(jī)使用過程中常見的典型故障的研究基礎(chǔ)上，分析失敗的原因，并提出了一些有效的解決問題的方法。2、帶式輸送機(jī)的典型故障：2.1.輸送帶的跑偏：在帶式輸送機(jī)中，輸送帶作為牽引組件，它不僅傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，也承載組件，支持負(fù)載。工作比較復(fù)雜，所以在工作中經(jīng)常發(fā)生皮帶跑偏。跑偏是皮帶輸送機(jī)在運(yùn)行過程中，輸送帶中心線的跑偏。由于輸送帶跑偏會(huì)使帶之間的邊緣和齒條磨損，從而導(dǎo)致帶邊緣的過早損壞，其影響包括影響輸送帶的壽命，影響材料的通量，撤出材料的重量，甚至發(fā)生停止運(yùn)作的現(xiàn)象，直接影響到生產(chǎn)。作為輸送機(jī)最重要、最昂貴的零件，它的價(jià)格約占輸送機(jī)的25%50%，因此皮帶跑偏的原因分析，減少和消除皮帶跑偏是確保帶工作，延長設(shè)備使用壽命的一個(gè)重要部分。造成皮帶跑偏的因素有：2.1.1.裝置本身：a：機(jī)架剛性差，大負(fù)荷下變性，造成皮帶跑偏。b：滾子外圓柱誤差較大，是輸送帶運(yùn)行時(shí)發(fā)生偏差。c：托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，是輸送帶兩側(cè)應(yīng)力不均勻，導(dǎo)致輸送帶跑偏。d：輥軸與圓柱軸的平行度誤差太大，導(dǎo)致輸送帶跑偏。e：輸送帶本身的質(zhì)量問題，薄厚不均勻，造成的沖擊導(dǎo)致運(yùn)行輸送帶跑偏。f：皮帶輸送機(jī)制造質(zhì)量有缺陷，帶兩側(cè)邊的長度不一致，導(dǎo)致輸送帶運(yùn)行時(shí)跑偏。g：不平行的帶連接器，使連接誤差太大，造成皮帶跑偏。2.1.2.安裝調(diào)整：a：驅(qū)動(dòng)，換輥軸和輸送中心線的垂直誤差太大，使輸送帶和水平線有一個(gè)傾斜，造成皮帶跑偏。b：輥軸與輸送帶中心線的垂直誤差大，也會(huì)造成皮帶跑偏。c：機(jī)架與地面之間的連接強(qiáng)度不夠，架身不穩(wěn)，造成皮帶跑偏。d：送料盤的放料槽位置不當(dāng)，兩側(cè)的輸送帶受力不均勻造成皮帶跑偏。2.1.3維修：a：清洗性能的清洗能力差，使?jié)L子的圓柱直徑變大。b：進(jìn)料口位置錯(cuò)誤，使材料的部分載荷作用在輸送帶上，導(dǎo)致皮帶跑偏。c：維修和調(diào)整不當(dāng)，造成輸送帶跑偏。d：對于鋼芯輸送帶，如過制造時(shí)鋼芯受力不均勻，則在運(yùn)作中會(huì)發(fā)生跑偏，或者存在一個(gè)大的差異帶，在斷裂伸長率大載荷的作用下，產(chǎn)生振動(dòng)，輸送帶會(huì)發(fā)生偏差。e：輸送帶運(yùn)行系統(tǒng)的震動(dòng)也可引起跑偏。f：此外，當(dāng)輸送一些粘性物質(zhì)如粘合材料時(shí)會(huì)使托輥圓柱滾子的外徑部分增大，造成皮帶跑偏。2.2防止皮帶跑偏的措施：2.2.1由設(shè)備在制造輸送帶時(shí)造成的偏差，主要通過改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，制造精度，以減少和防止輸送帶跑偏。2.2.2安裝調(diào)整不當(dāng)和日常使用造成的偏差，主要應(yīng)從以下幾方面考慮：輸送帶在驅(qū)動(dòng)輥或后方輥的偏差，通常通過調(diào)整滾子軸承的位置進(jìn)行消除。a：輥軸的縱向旋轉(zhuǎn)中心線和輸送帶不垂直，從而使輸送帶的一側(cè)松，一側(cè)緊，帶從緊邊運(yùn)動(dòng)到松邊，發(fā)生偏差現(xiàn)象。應(yīng)調(diào)整軸承緊偏差一側(cè)的位置，使皮帶水平拉力相等，消除偏差。當(dāng)尾部輥螺旋張緊，尾偏差的原因可能是頂緊力張緊裝置的兩側(cè)螺桿不相等，從而造成不平衡。b：氣缸軸線不水平，在兩個(gè)軸承兩端的高度差是造成頭部或尾部偏差的另一個(gè)原因。此時(shí)，兩端的滾子軸承應(yīng)采用加減墊片的方法來平衡托輥，消除皮帶輸送機(jī)的跑偏。c：托輥表面的粘附材料，相當(dāng)于增加了托輥的本來直徑，這將導(dǎo)致輸送帶跑偏，應(yīng)加強(qiáng)輸送帶空段的清洗，以減少粘附材料或輸送帶上的灰塵堆積。此外，輸送帶之間的鼻子和尾巴部分的偏差，稱為中央或局部偏差。這種偏差的原因是復(fù)雜的，它是與輸送帶呈接觸關(guān)系。需要對特殊問題進(jìn)行詳細(xì)的分析。使用以下方法可以解決這些問題：A：負(fù)載或空載的分輥軸與輸送帶的運(yùn)行中心線不垂直，造成膠帶在滾筒上的偏差。偏差的兩端應(yīng)調(diào)整輸送帶的運(yùn)行方向。在這個(gè)時(shí)候，為了消除偏差，往往需要調(diào)整托輥的相鄰組，且調(diào)整角度的偏差不宜過大。B：輸送帶接頭的中心線不垂直時(shí)，所造成的偏差，應(yīng)改進(jìn)安裝的連接精度來消除誤差。C：如果材料在輸送帶上的載荷作用是豎直的，將使沿帶寬方向分布的材料塊的重量嚴(yán)重不均勻，產(chǎn)生偏差，通過調(diào)整下料管和主板的定位方法來消除。D：最近，有人建議，采用應(yīng)用膜的方法轉(zhuǎn)變部分的輸送帶，因?yàn)橹圃斐杀靖吆蜎]有很好的解決一些技術(shù)問題，使這種方法很難得到推廣使用。3典型的托輥失效形式：3.1.操作不靈活：每個(gè)皮帶輸送機(jī)都有很多托輥，安裝圖如1所示，其工作狀態(tài)直接影響輸送機(jī)的工作情況。根據(jù)輸送機(jī)的實(shí)際工作情況，托輥在輸送機(jī)系統(tǒng)中根據(jù)他們的影響可以分為四類：槽形托輥、平形托輥、緩沖托輥和調(diào)心滾子；根據(jù)負(fù)載情況可分為兩類：空載托輥和支撐托輥。槽形托輥使軸承材料分行，起到支撐作用和提高吞吐量的作用。平形托輥是一個(gè)長方形，是輸送機(jī)空載時(shí)的分支，起支撐空載皮帶的作用。緩沖托輥和槽形托輥?zhàn)饔孟嗤?，槽形托輥靈活的安裝在負(fù)載段，并安裝在材料室。能減少材料對皮帶輸送機(jī)的影響，并保護(hù)帶和支撐軸承。根據(jù)彈性支撐一般可以分為橡膠密封圈和彈簧鋼板，調(diào)心滾子的在皮帶跑偏時(shí)有自動(dòng)調(diào)整的作用，為了避免皮帶的過度磨損和材料的分散，在空載和負(fù)載段都配備了一些調(diào)心滾子。自動(dòng)調(diào)心原理如圖2. 滾子軸承 物料 V型帶的運(yùn)動(dòng)方向圖1：安裝示意圖 圖2：調(diào)心原理托輥的制造和安裝質(zhì)量直接影響到輸送帶的壽命和運(yùn)行阻力，托輥的維修和更換成本也是皮帶輸送機(jī)運(yùn)行費(fèi)用的重要組成部分。托輥的運(yùn)行質(zhì)量對輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、功耗、托輥和皮帶的使用壽命、維修工作量和運(yùn)輸成本等具有重大的影響。因此，分析延長托輥使用壽命的方法，也是一個(gè)確保皮帶輸送機(jī)穩(wěn)定工作的重要內(nèi)容，在工程中有實(shí)際意義。皮帶輸送機(jī)中的槽形托輥使軸承材料分行，起到支撐作用和提高吞吐量的作用。平形托輥是一個(gè)長方形，是輸送機(jī)空載時(shí)的分支，起支撐空載皮帶的作用。緩沖托輥和槽形托輥?zhàn)饔孟嗤坌瓮休侅`活的安裝在負(fù)載段，并安裝在材料室。能減少材料對皮帶輸送機(jī)的影響，并保護(hù)帶和支撐軸承，調(diào)心滾子的在皮帶跑偏時(shí)有自動(dòng)調(diào)整的作用，為了避免皮帶的過度磨損和材料的分散，在空載和負(fù)載段都配備了一些調(diào)心滾子。如果托輥出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象時(shí)，托輥將從滾動(dòng)變?yōu)榛瑒?dòng)，其阻力系數(shù)的值將增加十倍，其結(jié)果是導(dǎo)致皮帶輸送機(jī)運(yùn)行阻力的增加，從而電力消費(fèi)也增加。由于托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，托輥與皮帶間的滾動(dòng)摩擦變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，使兩者間摩擦力增大，縮短了設(shè)備的使用壽命。因此，我們必須經(jīng)常更換大量的托輥、輸送帶，從而增加了設(shè)備的維修，經(jīng)營成本增加。影響托輥運(yùn)行的靈活性和壽命的諸多因素如下：a：托輥的制造質(zhì)量托輥的制造問題主要是在軸承的剛度不夠，很難保證托輥的安裝精度，從而限制了托輥運(yùn)行的靈活性。b：密封潤滑和使用維護(hù)影響托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的主要因素包括密封盒軸承的潤滑問題，其工作環(huán)境是更嚴(yán)重的。一般來說，灰塵是最大的危害。密封形式的軸承對托輥運(yùn)行的靈活性有重大影響，如果密封的不好，灰塵就容易進(jìn)入軸承，使?jié)L子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。此外，軸承的潤滑劑如果使用普通的鈣基潤滑脂則很容易變色變干，不能起到很好的潤滑作用。3.2.解決方案：a：在托輥的制造過程中保證精度要求。例如：沖壓軸承孔時(shí)要達(dá)到三個(gè)精密，管兩端的尺寸公差、同性度和橢圓度必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品要有嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，確保產(chǎn)品合格。b：密封潤滑。除了應(yīng)保證制造的質(zhì)量外，還要采用良好的潤滑材料，例如：鋰基潤滑脂，這樣對提高軸承的潤滑情況以及延長托輥的壽命是必要的。c：軸承用滾珠軸承支撐，采用復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑料密封圈可以確保托輥工作時(shí)受力合理，同時(shí)可以保證除塵效果好、阻力小、易于拆裝、便于維護(hù)，降低輸送機(jī)的運(yùn)行成本。4.總結(jié)：帶式輸送機(jī)的應(yīng)用廣泛，工作環(huán)境一般比較困難。保持良好的工作狀態(tài)，延長設(shè)備的使用壽命，提高運(yùn)行的質(zhì)量，降低經(jīng)營成本，一直都是工程技術(shù)人員的目標(biāo)。設(shè)備保養(yǎng)的重要工作是，分析和解決影響正常運(yùn)作的主要問題，確保設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。本文分析了提出的方法，有助于提高現(xiàn)場維護(hù)人員解決實(shí)際問題的能力，對實(shí)際工程有重大意義。參考文獻(xiàn)：1 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