2086 DYS80移動伸縮帶式輸送機設(shè)計

2086 DYS80移動伸縮帶式輸送機設(shè)計,dys80,移動,挪動,伸縮,輸送,設(shè)計 DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計1學校代碼：10410序 號： 050445本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計題目： DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計 學 院： 工學院 姓 名： 韋江 學 號： 20050445 _專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 05 級 指導教師： 張廬陵 _二 00 九年 四 月 DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計2中文摘要本文在參考一般輸送機設(shè)計基礎(chǔ)上，分析了常見的小型帶式輸送機特點，設(shè)計了一套集伸縮、移動、變幅三種功能合一的單元組合式傳動輸送機創(chuàng)新設(shè)計方案，尤其對伸縮方案進行了細致的分析和討論。文章首先介紹了國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展狀況、輸送機發(fā)展趨勢和設(shè)計目的和意義，分析了常見的伸縮輸送機的伸縮形式以及用以實現(xiàn)伸縮的傳動形式。設(shè)計是基于 QD80 輕型帶式輸送機設(shè)計方法，其中部分零部件從 QD80 輸送機零部件種選用，伸縮機構(gòu)為自行設(shè)計，采用螺母螺桿傳動形式達到輸送機伸縮目的，通過計算確定了伸縮機構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，對輸送機的各種運動狀態(tài)進行了模型簡化與受力分析，計算結(jié)果保證一些極限情況下的機構(gòu)的安全性。設(shè)計了一套通過電機、齒輪減速帶動螺母螺桿運動的傳動機構(gòu)。本文也對移動、變幅做了相關(guān)設(shè)計計算，對設(shè)計一些零部件采用了采購或定制的方式并對移動輸送機的創(chuàng)新和改進做了展望，特別提出今后可能具有良好發(fā)展前途的改進設(shè)想。關(guān)鍵詞：帶式輸送機 伸縮 移動 變幅DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計3Design of DYS Telescopic Mobile Belt Conveyor AbstractThis paper based on the design for ordinary belt conveyor, analyzed the characteristic of common small belt conveyors, designed a unit combined transmission conveyor innovative plan which integrated three functions such as telescopic, mobile and change angle, especially did a careful analysis and discussion on telescopic plan.The paper first introduced the developing situation of belt conveyor at home and abroad and the trend of its development and design purpose and significance, analyzed common telescopic and transmission form in telescopic conveyor. The design process was based on the method of QD80 small belt conveyor, some part of parts were selected from QD80 standard parts, the telescopic agency used screw nut transmission form to achieve the conveyor to expand and contract, relevant parameters were confirmed by calculation. Design a transmission agency with electric motor and gears to drive screw nut agency.The paper also calculated parameters of mobile and change angle functions, some parts would be purchase or have custom-made, and had expectation on future innovation and improvement.Key words: Belt-conveyor telescopic mobile change-angle DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計4目 錄封面 ......................................................................................................................................................1中文摘要 ..............................................................................................................................................2Abstract ...............................................................................................................................................3目 錄 ..............................................................................................................................................41、引言 ................................................................................................................................................11.1 國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展狀況 .........................................................................................11.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢 .........................................................................................................11.3 設(shè)計帶式輸送機的目的和意義 ..........................................................................................12、總體方案確定 ................................................................................................................................12.1 設(shè)計方向 .............................................................................................................................12.2 方案選擇 .............................................................................................................................12.2.1 子母機架式（抽屜式） ............................................................................................12.2.2 折疊式 .........................................................................................................................22.2.3 大型輸送機式 .............................................................................................................22.2.4 云梯式 .........................................................................................................................22.3 伸縮傳動系統(tǒng)選擇 ................................................................................................................32.3.1 人工手動 .....................................................................................................................32.3.2 液壓傳動 .....................................................................................................................32.3.3 機械傳動 .....................................................................................................................33、輸送機設(shè)計計算 ............................................................................................................................43.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 ............................................................................................................4物料名稱和輸送能力 ............................................................................................................4成件物品單位重量 ................................................................................................................4輸送機布置形式及主要尺寸 ................................................................................................4給料點，卸料點的數(shù)目和位置 ............................................................................................5工作環(huán)境 ................................................................................................................................5輸送物品的特殊要求 ............................................................................................................53.2 輸送帶速度原則 ....................................................................................................................53.3 輸送帶帶寬計算 ....................................................................................................................53.4 輸送能力計算 ........................................................................................................................53.5 輸送機功率計算 ....................................................................................................................6傳動滾筒功率計算 ................................................................................................................6電動機功率計算 ....................................................................................................................7最大張力計算 .......................................................................................................................7輸送帶層數(shù)計算 ...................................................................................................................74、部分零部件的選用 ........................................................................................................................84.1 輸送帶的選擇 .......................................................................................................................84.2 驅(qū)動裝置選用 .......................................................................................................................84.3 托輥的選用 ............................................................................................................................94.3.1 平行上托輥 ................................................................................................................94.3.2 平行下托輥 ..............................................................................................................104.4 改向滾筒的選用 ..................................................................................................................105、伸縮機構(gòu)設(shè)計 ..............................................................................................................................115.1 機構(gòu)的設(shè)想 ..........................................................................................................................115.2 螺母螺桿機構(gòu) ......................................................................................................................11DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計55.3 選用材料 ..............................................................................................................................115.4 相關(guān)數(shù)據(jù)計算 ......................................................................................................................115.4.1 原始數(shù)據(jù) ...................................................................................................................115.4.2 耐磨性 ......................................................................................................................115.4.4 螺桿強度 ..................................................................................................................135.4.5 螺紋牙強度 ..............................................................................................................145.4.6 螺桿穩(wěn)定性 ..............................................................................................................145.4.7 螺桿的剛度 ..............................................................................................................155.4.8 螺桿的橫向振動 ......................................................................................................165.4.9 動力計算 ..................................................................................................................165.4.10 螺母螺桿裝置布置 ................................................................................................165.4.11 聯(lián)結(jié)螺母和伸長架的螺栓選擇 ............................................................................176、螺桿減速裝置 ..............................................................................................................................186.1 螺桿減速裝置簡述 ..............................................................................................................186.2 選用電動機型號 .................................................................................................................186.3 減速齒輪設(shè)計 .....................................................................................................................186.4 設(shè)計計算 .............................................................................................................................186.4.1 原始數(shù)據(jù) ...................................................................................................................186.4.2 選擇材料，確定試驗齒輪的疲勞極限應(yīng)力 ..........................................................186.4.3 接觸強度初步確定中心距，并初選主要參數(shù) ......................................................196.4.4 校核齒面接觸疲勞強度 ..........................................................................................206.4.5 校核齒輪彎曲疲勞強度 ..........................................................................................226.5.6 齒輪主要參數(shù) ..........................................................................................................237、齒輪傳動聯(lián)動部件設(shè)計 ..............................................................................................................247.1 聯(lián)動部件 .............................................................................................................................247.2 小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................................................................................247.2.1 初步估算軸徑 ...........................................................................................................247.2.2 小齒輪外型與制造形式 ..........................................................................................247.3 選用聯(lián)軸器 .........................................................................................................................257.4 小齒輪用滾動軸承 .............................................................................................................267.4.1 原始數(shù)據(jù) ...................................................................................................................267.4.2 軸承選用與壽命計算 ...............................................................................................267.5 小齒輪強度校核 .................................................................................................................267.6 螺桿軸承選用 .....................................................................................................................277.6.1 已知數(shù)據(jù) ...................................................................................................................287.6.2 壽命計算 ..................................................................................................................287.7 軸承座 .................................................................................................................................297.8 傳動鍵設(shè)計 .........................................................................................................................297.9 重新校核螺桿強度 .............................................................................................................298、輸送機機架設(shè)計 ..........................................................................................................................308.1 機架的要求 .........................................................................................................................308.2 機架的材料選擇 .................................................................................................................308.3 機架形式與零件布置 .........................................................................................................318.3.1 輸送機橫截面布置設(shè)計 ...........................................................................................318.3.2 輸送機側(cè)面布置設(shè)計 ..............................................................................................318.4 機架質(zhì)量估算 .....................................................................................................................31DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計69、設(shè)計計算鉸支和液壓缸相關(guān)數(shù)據(jù) ..............................................................................................329.1 輸送機整體重量估算 ..........................................................................................................32表 9.1 質(zhì)量估算表 .....................................................................................................................329.2 輸送機支撐架形式 .............................................................................................................329.3 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計 .............................................................339.4 伸長架穩(wěn)定性計算 .............................................................................................................349.5 定制液壓缸 .........................................................................................................................3410、工業(yè)腳輪、伸長架用滑輪及其他產(chǎn)品參考數(shù)據(jù) ....................................................................3511、主要結(jié)論 ....................................................................................................................................3612、結(jié)束語 ........................................................................................................................................38參 考 文 獻 ......................................................................................................................................39致 謝 ..............................................................................................................................................40DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計11、引言1.1 國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展狀況國外帶式輸送機發(fā)展很快，一方面是功能多元化，功能擴大化。另一方面是帶式輸送機本身有了巨大發(fā)展。我國生產(chǎn)帶式輸送機品種繁多，許多項目取得重大突破。但國內(nèi)外帶式輸送機技術(shù)仍然有較大技術(shù)差距。高新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)品相結(jié)合方面國內(nèi)產(chǎn)品沒有國外有優(yōu)勢。1.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢近年來帶式輸送機發(fā)展的趨勢是：大運量、長距離、大傾角、多品種。與其他高新技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出多功能的機型。1.3 設(shè)計帶式輸送機的目的和意義伸縮皮帶輸送機普遍應(yīng)用于港口、碼頭、車站、機場、倉庫、礦山、郵電、電器、輕工、食品等行業(yè)。完成物品的傳輸、裝卸工作。極大地提高工作效率，降低勞動強度，減少貨物的操作率，縮短裝卸時間，是企業(yè)降低產(chǎn)品成本，投資成本低，提高效率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效設(shè)備。2、總體方案確定2.1 設(shè)計方向傳統(tǒng)小型皮帶輸送機要么固定某處位置不能移動，要么可以移動但只能水平方向輸送貨物，也有可移動能向上輸送的機型。這些輸送機都有一個共同的特點，輸送距離固定不變，基于上述帶式輸送機發(fā)展趨勢，我考慮將移動、傾斜、伸縮三個特點集中在同一臺輸送機中，達到多功能效果。2.2 方案選擇查閱相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)移動容易，傾斜不難，惟有伸縮這個特點是較難實現(xiàn)。膠帶必須折疊隱藏在輸送機某處，待輸送機伸長時使用。移動方案用輸送機底部安裝滾輪容易實現(xiàn)，傾斜可仿照吊車原理，使用一個液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。伸縮方案現(xiàn)有多種：2.2.1 子母機架式（抽屜式）設(shè)計把輸送機機架制造成兩個部分，一部分是主體，另一部分是伸長部分，可活動。需要伸長時則伸出移動部分，可達到伸縮目的。圖 2.1DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計22.2.2 折疊式設(shè)計機架類似于衛(wèi)星上的太陽能帆板形式，上下對稱，機架可以折疊，當機架打開，輸送距離伸長，可以達到伸縮目的。圖 2.22.2.3 大型輸送機式設(shè)計特殊軌道和接頭，一般用于大型輸送機。圖 2.32.2.4 云梯式類似消防車的云梯結(jié)構(gòu)，在消防車應(yīng)用非常廣泛，伸縮范圍大，可達幾十米甚至上百米。DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計3圖 2.4此外還有褡褳式、疊羅漢式、電磁式等等。比較這幾種方案，折疊式結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、用途廣泛、制造容易，但機構(gòu)較多，成本相對消耗大。大型輸送機局限較大，使用范圍不是很廣泛。云梯式是一種比較理想的方案，機構(gòu)相對復雜。相比之下，抽屜式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可操作性強，能夠相對容易滿足設(shè)計的伸縮、移動、變幅三個要求。本設(shè)計決定選用子母式（抽屜式）方案。2.3 伸縮傳動系統(tǒng)選擇由于子架嵌套在母架內(nèi)部，待需要時方伸出。主要考慮了三種傳動方式：2.3.1 人工手動靠人力伸縮，只要設(shè)計合適的，符合人機工程的運動因素，可以考慮。2.3.2 液壓傳動在母架內(nèi)置一液壓缸，由液壓控制系統(tǒng)伸縮子架，是一種理想的方案。2.3.3 機械傳動有兩種選擇，一是蝸輪蝸桿式，二是螺母絲杠式，將蝸輪或螺母固定在子架上隨蝸桿或絲杠移動。根據(jù)自動化生產(chǎn)要求，人工手動可以排除，費時費力并伴有一定危險性。液壓傳動與機械傳動都可以作為伸縮傳動形式。本設(shè)計考慮使用機械傳動。蝸輪蝸桿在傳動過程中有一個重大缺陷，隨著伸長架的伸出，中心偏移會是蝸輪和蝸桿咬合不充分。如果要滿足伸縮要求，機構(gòu)會設(shè)計的非常復雜。蝸輪蝸桿可用在中型、多節(jié)伸縮輸送機中作伸縮裝置。螺母螺桿機構(gòu)可以解決蝸輪蝸桿，螺母螺桿也可以用作傳遞力的用途，本設(shè)計考慮使用螺母螺桿機構(gòu)作伸縮機構(gòu)。DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計43、輸送機設(shè)計計算YD 移動帶式輸送機市面上很常見，各種類型琳瑯滿目。我查找了部分資料，對于移動輸送機的設(shè)計手冊或設(shè)計資料很少見到，通過互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)關(guān)鍵詞，也沒有什么重要的信息?，F(xiàn)在通用的設(shè)計手冊所寫內(nèi)容多是 ISO 或國家標準化的產(chǎn)品，即是用于運輸煤炭、礦石等散狀物品的 DTⅡ型通用帶式輸送機。該類產(chǎn)品屬于大型機械設(shè)計產(chǎn)品，不適用于倉庫、郵局、物流場所設(shè)計使用，經(jīng)過多方面考慮，決定參考 QD80 輕型帶式輸送機相關(guān)設(shè)計資料，作為本設(shè)計設(shè)計計算依據(jù)。輕型帶式輸送機是一種用途很廣的連續(xù)輸送設(shè)備，適用于輸送各種散狀或成件物品。原化工部起重運輸設(shè)計技術(shù)中心站組織了 12 個設(shè)計、生產(chǎn)單位參加的輕型帶式輸送機聯(lián)合設(shè)計組，于 1980 年完成了 QD80 輕型固定帶式輸送機系列設(shè)計。QD80 輕型固定帶式輸送機是為化工、輕工、食品、糧食、郵電等部門設(shè)計的通用固定連續(xù)輸送機，可輸送各種散狀物料和成件物品。3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件物料名稱和輸送能力本輸送機適用于包裝品、箱體等件貨，不能用于散貨類輸送。尤其適用市面上常見的食品包裝物，例如帶裝大米。輸送量定為 1000 件/h。成件物品單位重量本輸送機單位重量上限為 490.5N/件，即 50kg（100 斤）/件。輸送機布置形式及主要尺寸圖 3.1 輸送機整體布置示意圖驅(qū)動滾筒安裝在輸送機中部。主機長 5m,伸長后可達 8m，最大變幅為 15 度。輸送帶允許最大傾角見下表DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計5表 3.1 成件物品傾斜輸送許用角度表成件物品紙袋 塑料袋 麻袋 紙箱 不包裝郵包、面粉、食品、香煙、洗衣粉、化肥、碳黑、陶土、袋裝化工原料及產(chǎn)品輪胎、膠鞋、陶瓷制品、各種工業(yè)半成品16° 18° 20° 16° 12°～18°給料點，卸料點的數(shù)目和位置一般情況下在頭尾給料卸料即可，如有必要在輸送機中間任意點也行，注意人為操作的安全性。工作環(huán)境輸送機可以在室內(nèi)使用也可以在室外露天場，天氣晴朗或多云環(huán)境下所使用，保持干燥、清潔、無塵環(huán)境。溫度一般在-10～40 度之間。輸送物品的特殊要求腐蝕性、油性、毒性物品一般不得使用，其他要求無。3.2 輸送帶速度原則輸送成件物品時，一般帶速 V=0.25～1m/s，本設(shè)計選擇帶速為 1m/s。3.3 輸送帶帶寬計算對于成件物品，帶寬 B 一般應(yīng)比被輸送物品的橫向尺寸大 50～100mm,但對重心低的大件物品（如輪胎等）允許帶寬等于或小于物品橫向尺寸。QD80 型輸送機對單位長度載荷有規(guī)定，見下表：表 3.2 單位載荷帶寬 B，mm 300,400 500,650 800,1000,1200允許單位載荷[q] N/m 150 300～400 500～600本設(shè)計初定單件物品質(zhì)量上限 M=50 Kg，即重量 G=490.5N。因此，選用帶寬為B=800mm 的輸送帶。3.4 輸送能力計算DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計6成件物品運輸能力 1360vnKTb??n——最大輸送能力 ，件/hT——物品在輸送帶上的凈空間距，mb——沿輸送方向的物品長度，m——裝載系數(shù)，一般取 0.5～0.91Kv——帶速由于成件物品種類繁多，尺寸變化大，為簡化設(shè)計，考慮輸送時單件物品占輸送機長度為 1m，兩件物品相隔 2m，以方便工作人員操作，所以同一時刻內(nèi)在輸送機上最多存在三件物品。T+b=3m v=1m/s 取 0.91K件/h，大于初定的 1000 件/h，滿足設(shè)計要求。3601.908n???3.5 輸送機功率計算傳動滾筒功率計算000123.67367LllHQppfwvf????——傳動滾筒功率，KW——空載功率，KW1——水平負載功率，KW2p——垂直負載功率，KW3——托輥阻力系數(shù)，KWf——除物料外，輸送機單位長度內(nèi)所有運動部件質(zhì)量之和，Kg/mw——帶速v——傳動滾筒至頭部滾筒的水平中心距，mL——中心距修正值，m 取 =49m0l 0l——垂直提升高度，mH——輸送量，t/hQ查08,4/,1/sin152.07/4/BwKgvsLmnmht??????DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計708498492.0753.601.0356763725.PKW????????說明，此功率計算公式是按散狀物料計算，得出的結(jié)果對運輸成件物品來說應(yīng)該是富余的。電動機功率計算0KP??——電動機功率，KW——傳動滾筒軸功率，KW0——傳動總效率，取 5?0.8??——備用系數(shù)，K,1PKW?1.2.43508P??最大張力計算??01neSv????——最大工作張力， Nn——驅(qū)動系數(shù)1e???計算時以包角 代入，查光面滾筒，干燥環(huán)境80?? 0.25,.19e?????0.29451nSN??輸送帶層數(shù)計算nSZB??——輸送帶帶芯層數(shù)，層——最大工作張力，NnS——安全系數(shù)，取 n=8——輸送帶帶寬，mmBDYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計8——帶芯徑向扯斷強度，N/(mm 層)?QD80 輕型帶式輸送機擁有配套的薄型橡膠輸送帶使用，運送成件物品使用的芯層一般可用棉帆布芯、維綸芯或尼龍芯。維綸芯及尼龍芯輸送帶質(zhì)量好、價格底。薄型帶技術(shù)參數(shù)見下表：表 3.3 輸送帶參數(shù)表帶芯種類 棉帆布芯 維綸帆布芯 尼龍減層芯徑向扯斷強度σN/(mm×層)18 25 35 56 36 50 70 112 224每層厚度mm0.5 0.56 0.85 1.2 0.4 0.5 0.6 0.85 1考慮棉帆布芯的四種不同的類別，分別計算層數(shù)。CC-18 層24581.0Z??CC-25 層9CC-35 層.64835?CC-56 層20Z?通過計算，不妨選擇 CC-18 作為輸送帶帶芯，層數(shù)至少為 2。4、部分零部件的選用QD80 型帶式輸送機有許多配套的零部件供設(shè)計者選用，其產(chǎn)品都可以在市場購買，本設(shè)計亦選擇相關(guān)產(chǎn)品，節(jié)省設(shè)計成本。4.1 輸送帶的選擇設(shè)計選用帶寬 B=800mm,芯層選用棉帆布芯，代號 CC-18，相關(guān)參數(shù)見下表表 4.1 棉帆布芯參數(shù)表芯層 覆蓋膠厚度 輸送帶寬度800mm帶芯類別 扯斷強度×層數(shù)N/mm厚度mm上膠mm下膠mm 最大工作張力,KN輸送帶總厚度mm質(zhì)量 2Kg/m棉帆布18×2=36 1.0 1.5 1.5 2.88 4 1.59定貨長度 L>2×8=16m，不妨選用 20m，其整體重量 。薄160.8592.3MKg???型輸送帶可采用熱流化或冷膠接頭，使用時可交廠家技術(shù)人員操作。4.2 驅(qū)動裝置選用QDF 風冷電動機是專為 QD80 輕型帶式輸送機配套設(shè)計的，采用行星擺線針輪減速傳動，結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，體積小，重量輕，可按型號向相關(guān)生產(chǎn)廠家直接購買。本設(shè)計機型較小，故直接采用驅(qū)動滾筒傳動，不再使用傳動滾筒。DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計9計算得電動機功率是 1.435KW，選用 P=1.5KW，名義轉(zhuǎn)矩 ,滾筒直150MNm??徑 D=320mm,參考質(zhì)量為 W=160Kg。QDF 風冷電動滾筒安裝尺寸示意圖圖 4.1 電動滾筒示意圖下表為電動滾筒相關(guān)參數(shù)表 4.2 電動滾筒參數(shù)表帶寬 B D L L1 L2 l H h b d800 φ320 900 1100 240 190 95 40 60 φ204.3 托輥的選用托輥用來承托皮帶，根據(jù)設(shè)計機型考慮，本設(shè)計為小型輸送機，運輸物品為成件物品，運輸數(shù)量和受沖擊情況都比較理想，可人為控制。4.3.1 平行上托輥圖 4.2 上托輥示意圖平行上托輥相關(guān)參數(shù)表 4.3 平行上托輥參數(shù)表DYS80 移動伸縮帶式輸送機設(shè)計10帶寬 B L A H l l1 l2 d 允許最大載荷，N 質(zhì)量 Kg 圖號800 1060 1010 130 900 110 140 φ75 2100 17.45 QDC514.3.2 平行下托輥圖 4.3 下托輥示意圖平行下托輥相關(guān)參數(shù)表 4.4 平行下托輥參數(shù)表帶寬 B L1 A l h b d 允許最大載荷，N 質(zhì)量 Kg 圖號800 964 924 900 62 50 φ76 2100 12.7 QDC52考慮到有些成件物品尺寸小，質(zhì)量大，為能保證安全輸送，上托輥間距選用 350mm，預計使用 22 個，主機架 14 個，伸長架 8 個。下托輥使用四個，伸長架一個，主機架三個。4