卸料器結構設計【犁式】【說明書+CAD】

卸料器結構設計【犁式】【說明書+CAD】,犁式,說明書+CAD,卸料器結構設計【犁式】【說明書+CAD】,卸料,結構設計,說明書,仿單,cad 哈爾濱理工大學學士學位論文 卸料器結構設計 摘 要 隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，一些粉塵顆粒和煤炭的輸送環(huán)節(jié)在企業(yè)的生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，卸料器是運輸環(huán)節(jié)不可缺少的設備，卸料器的應用大大提升了企業(yè)的生產(chǎn)力。 本設計對卸料器的總體結構和主要組成部分進行了分析，卸料器由犁頭、電液推桿、機架、電機、小車、活動托輥、導料槽等部分組成，每個部件在卸料器的工作過程中都發(fā)揮著重要的作用。首先，對卸料器的工作過程及工作原理進行了介紹，接著，分析了卸料器的組成部分及主要部件分析，最后對卸料器的液壓結構運用、電動推桿選擇、電機選擇進行了詳細的介紹，最后一章還對卸料器犁頭的受力情況進行了有限元分析，把卸料器在動態(tài)和靜態(tài)下的物理狀態(tài)表現(xiàn)出來。 目前，卸料器經(jīng)過各個技術領域的改進，擺脫了原先經(jīng)常發(fā)生的機械故障，進一步完善了可調(diào)的犁頭角度，保證了傳送機的穩(wěn)定性，大大提高了工作的效率。 關鍵詞 卸料器；礦山機械；結構力學分析 - 24 - Unloader Structuer Design Abstract With the rapid industrial development, a number of coal dust particles and transport sectors occupy an important position in the production, transport links unloader is indispensable equipment, unloader applications greatly enhance the company's productivity. The design of the overall structure of the discharger and the main part was analyzed by the plow unloader, electro-hydraulic putt, chassis, motor, car, activities rollers, chutes and other components, each component during operation of the discharger have played an important role. First, discharge the working process and working principle were introduced, followed by analysis of the components of the discharge device and main components analysis, and finally the use of hydraulic structures discharger, the electric putter selection, the motor selection in detail, the last chapter also unloader plow the force carried out a finite element analysis, the dynamic and static discharge in the physical state under manifested. Currently, the unloader improved in various technical fields, out of the original mechanical failure often happens, to further improve the plow angle adjustable, to ensure the stability of the conveyor, greatly improving the work efficiency. Keywords Unloade, mining machine, mechanical Analysis 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題研究背景 1 1.2 卸料器的發(fā)展 2 1.3 卸料器的組成 3 1.4 卸料器的特點 4 1.5 本章小結 4 第2章 卸料器的工作原理 5 2.1 卸料器工作過程 5 2.2 液壓傳動的優(yōu)點 5 2.3 電液推桿的工作原理 6 2.4 卸料器的結構特點 7 2.5 卸料器的總體結構組成 7 2.6 本章小結 9 第3章 卸料器結構尺寸要求設計 10 3.1 卸料器總體要求 10 3.2 固定帶式傳送機的選擇 11 3.2.1 DTII型帶式輸送機的實用范圍 11 3.2.2 輸送機配合的卸料器的技術參數(shù) 12 3.2.3 DTII型固定式輸送機的重要部件分析 13 3.3 卸料器關鍵結構設計 13 3.3.1 卸料器犁頭 14 3.3.2 電動推桿的選擇 15 3.3.3 電動機的選擇 16 3.3.4 部件結構焊接 16 3.3.5 卸料器工作參數(shù) 18 3.4 本章小結 18 第4章 卸料器的有限元分析 19 4.1 卸料器力學分析 19 4.2 卸料器有限元分析 20 4.3 本章小結 21 結論 22 致謝 23 參考文獻 24 第1章 緒論 1.1 課題研究背景 現(xiàn)代型化工廠的主要動力燃料就是煤炭，煤所轉(zhuǎn)化出來的能量在企業(yè)生產(chǎn)中起著很重要的作用，煤炭的輸送環(huán)節(jié)是不可或缺的一個環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代型企業(yè)中傳送煤炭的設備有多種，其結構特點和組成部分各異，但是主要的核心結構及原理是差異不大的，但是工作起來的傳送效果卻差異很大。 根據(jù)國家的實際情況和煤炭產(chǎn)業(yè)在社會發(fā)展中的實際重要性，如何更環(huán)保更高效的開采煤炭，使煤炭的開采費用、使用效率更加高效已經(jīng)是國際上關注的焦點問題。煤炭的開采階段的施工問題是會直接影響到后期的一系列環(huán)節(jié)的，往小了說居民、社區(qū)，往大了說工廠、企業(yè)等的生產(chǎn)生活都離不開煤炭原料。所以如何把卸料器工作的這個環(huán)節(jié)做好是一件很關鍵的事情，這不僅僅是某個生產(chǎn)企業(yè)所關心的問題，更是全社會所關注的技術問題，因為不僅要把技術做到高效，更要在技術先進的前提下，更好的被企業(yè)、社會、人們所接受，更要提倡環(huán)保[1-2]。 國內(nèi)外發(fā)展狀況：節(jié)約能源與保護環(huán)境這兩個課題已經(jīng)成為當今社會能源發(fā)展中的重要關注和傾向重心，我國是煤炭資源產(chǎn)出與消耗的大國，耗煤量接近全國的三分之一，而在一些歐美國家則主要依靠煤炭的進口，所以它們很少涉及到開采的過程，作為我們這個煤炭生產(chǎn)大國，如何更好地開采煤炭，是我們身上的艱巨任務與責任。卸料器所工作的內(nèi)容看似簡單，但是暗藏玄機，曾經(jīng)的技術靠的都是在國外引進，不僅成本高，而且操作起來遇到技術問題很難及時解決，所以不僅影響生產(chǎn)，而且對于企業(yè)來說也是蠻有打擊的。但是現(xiàn)在就不同了，通過國人的努力與虛心學習，我們已經(jīng)掌握的卸料器的相關技術，我們可以研發(fā)出自己的卸料器產(chǎn)品，更好的服務于企業(yè)。 生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于設備的生產(chǎn)能力的要求很高，因為設備在工廠里一般都是全天運行的，如果設備要是經(jīng)常停止會影響到生產(chǎn)[3]。輸煤現(xiàn)場的環(huán)境條件沒有想象中的那么好，通常情況下都是泥、水、煤粉混淆，對設備的影響比較大，并且設備運行時的數(shù)據(jù)很難進行準確的監(jiān)測。因此，怎樣安全運行、提高生產(chǎn)效率、讓設備在最佳的狀態(tài)下運行不僅是企業(yè)的目的，也是當今大環(huán)境下的必走之路。伴隨著化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率的高需求，繼續(xù)采用傳統(tǒng)的除鐵器等控制方式已經(jīng)遠遠不能滿足生產(chǎn)運行的需求了，伴隨著相關技術水平的提高完善，一些比較不錯的技術已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，對工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了很總要的作用，不僅僅提高了生產(chǎn)也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，這對于工業(yè)生產(chǎn)來說是非常大的跨進，也是對于工業(yè)生產(chǎn)的一次革命性質(zhì)的變革經(jīng)過完善的改進。讓其具有完好的人機界面，完好的控制技術，完善的故障修復系統(tǒng)，這樣不但能讓工人在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中解脫出來，而且提高了機組運行的效率，不但簡化了操作，也提高了故障的處理速度。卸料器技術讓車間的控制具備了極高的可靠性，同時使車間的管理更加方便，設備的運行更加安全、穩(wěn)定、高效。不但實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的信息實時觀察，而且還幫助企業(yè)實現(xiàn)了技術上的突破，企業(yè)生產(chǎn)的高效率，使得企業(yè)的經(jīng)濟效益提高了一個臺階[4]。 1.2 卸料器的發(fā)展 我國的輸煤控制系統(tǒng)有很大的待開發(fā)空間，它的研究歷史也是非常具有意義的。輸送系統(tǒng)的具體改革可以分為以下幾個時期，初期，主要是以傳統(tǒng)的滾輪式的傳送模式進行傳遞，其工作效率以及用工量是巨大的，也可以說是非常耗費勞動力和資源的。然后經(jīng)過一段時間的沉淀與革新就出現(xiàn)了卸料器模樣的不太完善的滾輪式的卸料系統(tǒng)，較前期的設備提高了生產(chǎn)效率，但是仍需要配置較大的操作臺，運行起來比較繁瑣。經(jīng)過現(xiàn)代型技術的引入，以及國內(nèi)外相關學者的技術探討與開發(fā)，使得現(xiàn)代型的卸料器有了很大的技術改變，不但在產(chǎn)品組成方面發(fā)生了很大的變化，在工作效率上也產(chǎn)生了很大的提高，經(jīng)過這樣的改善，使得卸料器的整體工作性能發(fā)生了很大的變化，產(chǎn)品的整體結構特性都提高了，這樣大大的提高了可操作性。對工作環(huán)境的要求也降低了，在潮濕、灰塵大、泥土多的臟差等環(huán)境下都能正常運行[5]。 目前，國內(nèi)外的輸煤系統(tǒng)各有自己的特色，其工作原理更是形式多樣，有基于工控機的，集散型的，現(xiàn)場總線控制的等等。隨著先進控制理論技術的發(fā)展，卸料器的控制技術也在逐步發(fā)展，同時獲得了一些理論和實際應用方面的研究成果。雖然卸料器的結構看似非常簡單，其實他的每一個結構單元都是有著很高的技術含量的，就拿犁頭部分來說，表面粗糙度以及彎曲的弧度是十分嚴格的，在1998年的時候曾在歐美的一個州的礦場就有技術人員對犁頭部分進行了更改，其設計的理念完全顛覆了犁頭應有的工作理念，使卸料器在卸煤料的過程中完全失去了生產(chǎn)的能力，而且設備出問題的幾率也提高了很多，不僅對礦區(qū)的生產(chǎn)能力產(chǎn)生了很大的影響，后期還發(fā)生了生產(chǎn)事故。這就是曾經(jīng)發(fā)生在外企的一個很典型的案例。自從這件生產(chǎn)事故發(fā)生以后，國際上對卸料器的關注度也提升了上來，關于卸料器的技術問題曾被提到過國際論壇研討會上作為研究課題進行討論，而且當時的探討非常激烈，對后期的技術開發(fā)產(chǎn)生了非常重要的影響。 1.3 卸料器的組成 卸料器（圖1-1）在工業(yè)生產(chǎn)中主要適用于煤料等DTII型固定式的帶式輸送機在不同階斷進行卸料。卸料器是放置在中間架護著尾端等的固定式皮帶輸送機上，進行卸料及控制原煤的輸送流量、導入原煤的直徑在0-200的收料槽內(nèi)。本畢業(yè)設計對卸料器的原有結構進行了改進，自動加了帶有驅(qū)動裝置的電動小車、可變槽角的大小、平行導軌、液壓驅(qū)動系統(tǒng)以及物料收料槽等；卸料器工作過程是以電動機驅(qū)動液壓缸推動執(zhí)行元件為動力源；并且，把電動機的機械能通過電液推桿做動力驅(qū)動源，滿足了手動或電動卸料器犁料承載能力差，使卸料時傳送帶更加穩(wěn)定，是實現(xiàn)無極調(diào)速，調(diào)節(jié)了犁頭的卸料能力；與此同時，避免了動力的不足，渦流燒毀電動機，機械機構裝置易損壞的現(xiàn)象，當工作狀態(tài)不好的情況下，可以通過改變推桿來伸出驅(qū)動，通過帶動犁頭裝置來讓犁頭下降，使得犁頭與固定的床送機靠近，使固定式傳送機皮帶穩(wěn)定，不會出現(xiàn)漏卸煤料[6]；并且，驅(qū)動支撐起輥組，調(diào)節(jié)犁頭角度后下降與橡膠帶面貼合緊密，將膠帶上物料卸到收料槽里，卸料完畢后；啟動電機，由液壓系統(tǒng)收回驅(qū)動桿；同時帶動框架的后退，使得驅(qū)動桿上提，使犁頭上抬，停止卸料，活動托輥組便由平行的形式變回槽形，最后，使得煤料在平行狀態(tài)下通過，順利通入下個卸料器中。 圖1-1卸料器三維渲染圖示意圖 1.4 卸料器的特點 1.犁頭部分的材質(zhì)為：高硬度的金屬材質(zhì)的犁頭以及非常耐蝕、耐磨膠板的后部犁頭，使犁頭的抗沖擊能力大大增強。 2.卸料器工作過程是以電動機驅(qū)動推動執(zhí)行元件為動力源；并且，把電動機的機械能通過電液推桿做動力驅(qū)動源，滿足了手動或電動卸料器的犁料承載能力差，使得卸料時傳送帶更加穩(wěn)定，調(diào)節(jié)了犁頭的卸料能力[7]。 3.犁頭的鎖緊裝置在結構上的組成非常嚴謹，每一個部分的焊合都很完善，無論在工作狀態(tài)還是靜止狀態(tài)其對犁頭的影響都不會很大，工作時犁刀很穩(wěn)定，不會因為煤炭的沖擊而產(chǎn)生誤差，這樣使得卸料器的工作很平穩(wěn)，避免了很多的漏煤現(xiàn)象 4.同時外加電動小車機械裝置，可隨時卸載固定裝置，方便驅(qū)動小車承載卸料器在固定傳送帶裝置上自由移動，大大的減少工人師傅的拆卸。 5.卸料器的卸料漏斗的材質(zhì)非常受力，其不論在使用年限還是在使用的效果上都是非常好的，不但增強整套機構的工作能力，而且減少了因為卸料漏斗強度過低而產(chǎn)生的維修的環(huán)節(jié)。誘導鼓風的環(huán)節(jié)也減少了，減少了很多繁瑣的工藝流程，從而使得傳送效果更加便捷[8]。 1.5 本章小結 本章主要介紹了卸料器以前在外企以及一些研發(fā)團隊中的生產(chǎn)使用以及研發(fā)的情況，同是也展示了卸料器的發(fā)展前景，以及優(yōu)缺點。通過本章的內(nèi)容介紹，根據(jù)目前的市場需求以及國家政策、生產(chǎn)理念等技術水平的支持，讓現(xiàn)代型人才更好的應用最新的技術去開發(fā)研究最先進環(huán)保的卸料器。 第2章 卸料器的工作原理 2.1 卸料器工作過程 動力裝置主要是液壓裝置，在電機的帶動作用下完成動力輸送輸出；并且，把電動機的機械能通過電液輸出液壓動力的推桿做為動力驅(qū)動源，滿足了手動或電動卸料器犁料承載能力差，使卸料時傳送帶更加穩(wěn)定，實現(xiàn)了無極調(diào)速，調(diào)節(jié)了犁頭的卸料能力；同時，也避免了動力不足，渦流對電機的影響，渦流最容易燒毀電機。絲杠頂彎，機械機構裝置易損壞的不足工作時通過推桿伸出驅(qū)動桿[9]。驅(qū)動桿在卸料器的整體運行上起著非常重要的作用，通過驅(qū)動桿的液壓驅(qū)動作用，帶動犁頭實現(xiàn)角度的調(diào)整。驅(qū)動桿的調(diào)節(jié)過程迅速，反應時間控制在10秒之內(nèi)，雖然卸料器的整體結構看上去很笨拙，但是通過驅(qū)動的動力帶動，操作起來可控性很高（卸料器的動作原理見圖2-1所示）。 圖2-1卸料器的動作原理 2.2 液壓傳動的優(yōu)點 液壓傳動系統(tǒng)的調(diào)速能力很強，可實現(xiàn)無級變速，傳動的比例范圍為100：1-1000：1，這個傳動的比例范圍很大，實現(xiàn)了液壓的強大動力支撐特點，液壓的傳動效果比通過電機的傳動好得多，液壓傳動對設備的承載能力保護的比較好一些，而電機的傳動，發(fā)生問題多一些，電機的電流如果控制的不夠精準是很容易把電機燒壞的。所以液壓的傳動速范圍較大;液壓傳動系統(tǒng)能實現(xiàn)對電機的保護作用，避免了電壓的過高對電路的影響實現(xiàn)了對電路的短路保護。能夠防止電動機燒壞，同時，液壓系統(tǒng)的安全閥可防止過載。設備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，是很容易吸收來自機構帶來的大力沖擊，從而引發(fā)設備的抖擻;液壓傳動系統(tǒng)跟其他設備對比起來工作的效果差異是很大的，比如和機械傳動、電動傳動裝置相比，在傳動的功率相同的情況下重量輕、體積小[10]。因此動作幅度相對而言就很小運作起來的效果很好，表現(xiàn)的很靈敏，無論在轉(zhuǎn)向的發(fā)揮上還是停止與啟動的調(diào)節(jié)上都很靈活。液壓傳動能夠?qū)崿F(xiàn)往復的直線傳動。由于設備輸出的機械功率遠大于液壓的總體傳動體積，所以設備在狹小的空間里所做的運動是單一的往復運動。液壓傳動的這個特點應用的范圍非常廣泛，在很多的工業(yè)生產(chǎn)中都有所應用，在一些數(shù)控機床、鉆床等的機械加工中都有所應用。被應用的范圍如此之廣泛。其實，歸結起來是還是液壓傳動的效果很好，動力傳動效果很高效。液壓傳動的操控性能很高，比較便于操縱。再加上自動控制系統(tǒng)的自身優(yōu)點，二者中和在一起對工業(yè)生產(chǎn)來說非常重要，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)的自動化，而且對工業(yè)的生成能力產(chǎn)生了非常重要的影響。 2.3 電液推桿的工作原理 電液推桿在卸料器中起著關鍵的動力源的作用，通過推桿的動力操作實現(xiàn)犁頭部分的位置及角度調(diào)整，電液推桿的運動軌跡很簡單，所做的運動是往復的，運動軌跡是直線。 電液推桿的應用非常廣泛，在多個行業(yè)中都有應用，普遍應用于化工企業(yè)、電力生產(chǎn)、礦山采取、機械制造、水利工程等行業(yè)，可進行遠距離高空作業(yè)，其工作性能極高。電液推桿是（如圖2-2）全封閉的結構產(chǎn)品，其工作性能極高，對環(huán)境的容納性很好，無論在多么惡劣的環(huán)境下工作，都是不吸灰塵，不進水的，而且安裝起來非常便捷。啟動的過程很簡單，可帶負載啟動，對動力效果影響不大[11]。產(chǎn)品采用全液壓傳動，動作非常靈活，加工工藝優(yōu)良，工作起來很平穩(wěn)，能有效地緩沖外來的沖擊，是設備在穩(wěn)定的狀態(tài)下工作。 圖2-2電液推桿液壓原理圖 2.4 卸料器的結構特點 卸料器可以實現(xiàn)自動控制，承受抗擊能力大、克服了手動和電動卸料器的缺點；改進了原有的安裝方式，犁頭部分的材質(zhì)設計為部分合金高硬度的金屬材質(zhì)，使得前后犁頭的耐磨性、耐腐蝕性都大大增加。進一步提升了工廠的卸料效率，節(jié)省時間，增強工作效率。犁頭通過調(diào)節(jié)犁頭的角度，進一步達到犁頭下底面與固定傳送機相咬合，使橡膠皮穩(wěn)定。增加鎖緊固定裝置，工作的時候不會因受到煤料的輸送量過大或工作強度過高而產(chǎn)生抬頭或抖動，避免了膠帶的高強度損壞、被撕裂以及設備漏煤的現(xiàn)象。動力源主要由反應靈敏的電動機和液壓裝置組成，改進了手動或電動卸料器承載能力差，卸料速度慢的情況。改進后實現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，使得卸料時傳送帶更加穩(wěn)定更好的調(diào)節(jié)了犁頭的卸料能力，減少了卸料時間，增強了工作效率；同時，也避免了卸料時動力不足，絲杠頂彎曲，渦流燒毀電機，機械機構裝置易損壞情況 [12]。卸料器有三種安裝方式，卸料器的電液推桿可以豎直安裝上，也可以放在煤機上部，卸料器的這種改進方式，很大程度上提高了設備的工作給力，卸料器的鎖氣部分更是一個改進的亮點，卸料器可以輸送體積大的塊料、粉性料、粘料、濕料、防止發(fā)生粘堵，很大程度上減少因粘堵而產(chǎn)生的故障，提高了工作效率，減少了維修和維護的時間，方便使用[13]。 2.5 卸料器的總體結構組成 卸料器的總體結構（如圖2-3、2-4、2-5所示），在卸料器的上部主要就是電液推桿，電液推桿放在上部其施力的效果很好，動力性能完善，這一設計是站在力學的角度上進行的設計，考慮到卸料器的工作內(nèi)容和環(huán)境，對電液推桿進行設計。犁頭和電機等設備處于卸料器的中部，處于這個位置，更好的體現(xiàn)出犁頭卸料性能，使得卸料的效率達到最大。電機的配套設備如機架，電機座，連接座等都處于設備的中部，因為這一高度是在卸料器的工作狀態(tài)中最平穩(wěn)的一個界面，有利于實現(xiàn)對電機的保護。卸料器的護板部分處于設備的下部，護板的厚度根據(jù)工作現(xiàn)場的實際情況進行設定，實現(xiàn)對卸料器的底部履帶的保護作用。還有一些小的結構部分，如小車機構、導料槽、驅(qū)動連桿、銷軸、活動托輥等核心部件，這些部件的安裝步驟簡單，部件材質(zhì)選用的都是耐磨的合金材料，這些組成部分在卸料器總體結構上都占據(jù)著非常重要的作用，是體現(xiàn)卸料器總體性能不可缺失的單元。 圖2-3卸料器的總體結構主視圖 圖2-4卸料器的總體結構左視圖 圖2-5卸料器的總體結構俯視圖 2.6 本章小結 本章主要介紹了卸料器的具體工作過程以及工作原理，體現(xiàn)出了卸料器在結構上的特點，對本課題的設計思路和系統(tǒng)化的布置方案進行了分析，通過全面的工作原理介紹，為下一章的細節(jié)設計做了更好的鋪墊。 第3章 卸料器結構尺寸要求設計 3.1 卸料器總體要求 本設計所做的卸料器的規(guī)格是B=800的卸料器，卸料：優(yōu)質(zhì)煤[14]。卸料器的運輸裝置具有高效性，其輸送帶的選擇是要根據(jù)卸料器輸送能力進行選擇的，本設備選用的是（B=800)輸送能力Q=300t／h；粒度0～188mm，帶的速度v=1.5m/s，帶的寬度為B=800,卸料器犁頭擋板的材料采用的是Q265A,犁頭的角度不同，其輸送能力也就不同。當犁頭擋板與傳送帶夾角為，輸送機傾角，彈性模量E=220Gpa時，卸料能力最強，設備每天運行時間＞16小時，卸料器在常溫下或塵土多的環(huán)境中都能正常工作，卸料器的安裝條件（如圖3-1、表3-1 所示）。 圖3-1卸料器安裝圖 表3-1卸料器安裝參數(shù) 3.2 固定帶式傳送機的選擇 固定式帶式輸送機的選用具有輸送能力強、結構簡單、方便后期維護、設備投資成本相對較低等特點(圖3-2)，所以卸料器的應用廣泛，在很多的企業(yè)生產(chǎn)中都有它的出現(xiàn) [16]。帶式輸送機是一種可連續(xù)運輸，能夠?qū)崿F(xiàn)傳達命令的一種執(zhí)行體，通常情況下都是多臺設備串聯(lián)在一起進行作業(yè)，這樣就構成了一個完整的強大運輸體系。現(xiàn)在很多的煤礦企業(yè)在煤礦的開采上都要應用到帶式傳送機，從煤礦資源在煤窯里開采出來到運輸出窯，每一個環(huán)節(jié)都離不開帶式傳送機，固定帶式傳送機的應用范圍很廣泛，輸送機的大小型號各異，企業(yè)在選擇上通常情況下都是根據(jù)自己需求來進行選擇?？紤]的因素有很多種，如輸送效率的大小，掉渣率的多少，設備造價，以及設備的總體性能等。主要的輸送對象還是一些小的顆粒和成型物品，輸送機輸送性能的強大性，使得應用范圍很廣泛。所以輸送機無論是在現(xiàn)代型企業(yè)還是傳統(tǒng)企業(yè)中都有著廣泛的應用。 圖3-2固定帶式傳送機 3.2.1 DTII型帶式輸送機的實用范圍 卸料器所選擇的是DTII型固定式帶式輸送機。 1.DTII帶式輸送機跟TD75型輸送機無論是在輸送性能還是工作的強度上，都有著鮮明的對比。DTII型帶式輸送機的輸送強度很高。所以被廣泛得到應用。 2.DTII 型輸送機的牽引形式是以帶式輸送為主的一種連續(xù)性很高的設備，輸送量很大，運用的普遍性很高，而且價格非常容易接受 [17]。 3.DTII 型輸送機與其他運輸機設備相比：結構比較簡單，并沒有想象的那么復雜，該設備輸送物料范圍廣，能輸送一些成型的物料和散裝物料。該設備的輸送具有耐高溫，低溫，耐腐蝕等特點。 4.DTII型固定帶式輸送機標準帶的帶寬可分為500mm、800mm、1000mm、1400mm等類型的結構。 3.2.2 輸送機配合的卸料器的技術參數(shù) 由DTII型設備的輸送機查閱資料可以了解到：帶寬選擇是B=800，下托輥組合槽角為0°，上托輥組合槽角λ為35°,下托輥輥徑133mm，帶速v=1m／s，卸料器卸料擋板的高度，厚。 由 ɑ=35° 所以： 動堆積角=（0.5～0.75）ɑ=15.5°～26.25° 取動堆積角=25°。 查表可以得到 S=0.1227m。 表3-2托輥的物料斷面面積 槽角 帶寬B=500mm 帶寬B=500mm 帶寬B=500mm 帶寬B=500mm 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 動堆積角λ 30° 0.0222 0.2666 0.0406 0.0484 0.0638 0.0763 0.1040 0.1240 45° 0.0236 0.0278 0.0433 0.0507 0.0678 0.0798 0.01110 0.1290 40° 0.0247 0.0287 0.0453 0.0523 0.0710 0.0822 0.1160 0.1340 45° 0.0256 0.0293 0.0736 0.0840 0.1200 0.1360 0.1400 0.1560 輸送機的傾角δ=4°，由輸送機設計手冊可以查得傾斜系數(shù)k=0.95。 能滿足200t／h得輸送能力設計要求。 3.2.3 DTII型固定式輸送機的重要部件分析 1.驅(qū)動裝置：DTII型固定式輸送機的負載是一種很常見的均恒轉(zhuǎn)矩負載，驅(qū)動裝置由電動機、偶合器、減速器 、聯(lián)軸器、傳動滾筒等組成，是整個皮帶輸送機的動力來源。 2.輸送帶：為了企業(yè)在使用過程中的方便，考慮到設備的制造與搬運方便，輸送帶的長度不能太長，以便設備在使用過程中方便斷開與連接。 3.托輥：托輥是傳送機的重要組成部分，它決定著固定傳送機傳動性能和結構性能，跟輸送機的使用年限有著直接關系。 4.制動：制動器在設備中占有重要的地位，是用于設備減慢運行速度的結構，可以控制機構的制動與否，制動器在設備中的作用顯而易見，是設備不可或缺的一部分。 5.卸料：輸送機的卸料過程是可以控制的，可在末端也可在中間，根據(jù)生產(chǎn)需求設定。 6.清掃裝置：輸送機在工作中，很難避免一些雜物濺到上面來所以就會產(chǎn)生卸料過程中產(chǎn)生很多的雜物，從而繼續(xù)留在輸送帶表面，這些殘留的粉塵顆粒會在表面越積越厚[18]，從而加劇托輥跟輸送帶的摩擦，造成輸送帶受損嚴重，以至不能再原有的軌道繼續(xù)工作。因此，清掃裝置來清掃粘結在輸送帶表面的物料對于生產(chǎn)設備來說十分重要，不但提高了輸送帶的使用年限，而且更好的保證了設備的正常工作。 3.3 卸料器關鍵結構設計 卸料器的總體設計是綜合設備的中和性能進行設計的，具體設計方向是把犁頭與活動托組作為首選的目標。裝機架和來回滑動的框架都是設備中占有重要部分的部件。連桿傳動設備和下部托架以及電動推桿結構的選擇都是根據(jù)其他組成部件進行選擇的。其中，主要介紹的結構單元就是卸料的犁頭、設備機架、活動托輥組（如圖3-3、圖3-4、圖3-5）。 圖3-3下部托架 圖3-4滑動框架 圖3-5卸料機架 3.3.1 卸料器犁頭 卸料器的犁頭部分（如圖3-6）是卸料器的重要組成部分，具體組成由卸料犁頭、副犁、主犁、彈簧等組成，這些組成部分的材質(zhì)具有一定的相似性，卸料犁頭的材料為1Cr18Ni9Ti，也就是耐用性很高的不銹鋼。副犁中的膠帶的選用要求較高，一般為2層的，每一層的材質(zhì)都不相同，型號各異，具體的選擇要考慮到所傳送的材料和工作現(xiàn)場的環(huán)境，犁頭是卸料器中的主要部件，在卸料器中占有重要地位。 圖3-6卸料器犁頭示意圖 3.3.2 電動推桿的選擇 DTII型電動推桿的選擇極其復雜，不僅要根據(jù)具體的工作內(nèi)容來選定，還要考慮工作環(huán)境以及工作過程可能受到的外界因素影響等，所以既要讓其完成直線運動又要使其借助其他機構完成轉(zhuǎn)動和來回擺動。該產(chǎn)品有很多的共同特點，所以我們參考的方向具有多樣性，精選專用的各種電動機械，便于用戶的控制，對于制造企業(yè)來說在組裝以及售后服務上都是很便利的。 推桿的機構性能:運動控制,機構設置是很嚴謹?shù)?，主要還是采用計數(shù)器方法，因為這樣提高設備在工作狀態(tài)下的可控性，便于沿任意一個固定行程運動。至于過載機構的設置，本機構可分為四種形式，讓設備在任意的工作狀態(tài)下能夠承受住超額超載的運作，完成各種情況下通過自動切斷電源而停止運作的狀態(tài)，完成保護電動機和工作系統(tǒng)避免設備遭受到損壞。本機配有便捷的手輪，以便于在現(xiàn)場的調(diào)試和現(xiàn)場出現(xiàn)任何問題的緊急制動的作用。 所以本卸料機設計選用DTII型的電動推桿，在給設備安裝推桿時，要考慮到現(xiàn)場手動操作的可實施性和操作效果，以及設備的承載能力，至于尺寸就要根據(jù)現(xiàn)場情況考慮。在傳送機的型號一定的條件下，由運輸機械設計選用手冊可知，選擇配套電動推桿的型號為MT500400Ⅲ—40。 表3-3 DT型電動推桿的性能參考合配用電機的參數(shù) 3.3.3 電動機的選擇 該（B=800）卸料器為DTII型固定式帶式輸送機的配件，在傳送機的型號一定的條件下，可知該電機的電機功率為0.55Kw。 選擇電動機的類型一般為封閉的電動機，Y90L-6的額定功率為1.1kw,同步轉(zhuǎn)速為，滿載轉(zhuǎn)速，最大扭矩為。 3.3.4 部件結構焊接 卸料器中的部件組件主要由堅硬度高的鋼板、角鋼、槽鋼等各種型號優(yōu)質(zhì)鋼材組成,它們組裝時主要用的連接方式是焊接方法進行固定組裝。焊接卸料器中的大小部件及組件時所采用的方法，主要是電弧焊，把鋼板和角鋼及槽鋼等焊接到一快。下面主要設計的是卸料器焊接的具體內(nèi)容和焊接過程。 焊接：焊接在工業(yè)生產(chǎn)中中是很常見的，因為通過焊接所完成的成品，其耐力性能和經(jīng)受惡劣環(huán)境的性能很好。焊接就是一種通過高溫加熱的方式，在高壓的環(huán)境中通過施壓的方式來把金屬等熱塑性材料進行接合，當然了其中的能量來源是有很多種的，像超聲波、電子束等都是能量的來源。焊接技術的使用是非常廣泛的，小到焊接店鋪的簡單焊接，大到工廠企業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)等都有焊接技術的應用，對工作環(huán)境的要求不高，在水中、荒郊野外、遙遠太空等都可以進行。焊接對施工者的要求是很高的，因為工作的部件是在高溫環(huán)境下進行的，溫度是遠遠高于人們的接受范圍的，如果在使用的過程中有任何的使用不當，都有可能會給人們帶來極大的身體和財產(chǎn)的損失，所以看似很簡單的工作，其操作起來是很復雜的。在工作范圍內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的事故總結起來有以下幾點：燒傷、高壓觸電、紫外線照射對身體的影響、有毒有害氣體的吸入、眼睛觀看角度不正確對視力的影響等。 金屬焊接按其焊接的工藝過程特點可分為：熔焊、壓焊、釬焊三種，熔焊過程中，讓空氣與高溫的熔池直接接觸并且發(fā)生反應，金屬表面的各種焊接元素就會被空氣中的氧氣氧化掉，空氣中的水蒸氣、氮等也就會進入熔池中，還會產(chǎn)生一系列的裂紋等焊接缺陷，影響到焊接的效果。為了保證焊接的質(zhì)量，我們在大多數(shù)情況下都采用氣體保護電弧焊，也就是用氬、二氧化碳等氣體與大氣隔絕，以保護焊接時的電弧度和熔池率，以便達到最佳的焊接效果。其實大多數(shù)焊接的方法都是在焊接的過程中施加壓力，而不是靠添加填充材料來完成工藝。同時，由于加熱的溫度比熔焊度低，加熱時間短，因此熱影響區(qū)小。許多不容易用熔化焊來完成的材料，可以用壓焊方法焊成與母體材料同等強度的優(yōu)質(zhì)接頭，在焊接時形成的，連接兩個被連接體的接縫被稱為焊縫。 焊縫的兩側在焊接時，會受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能的變化，這一區(qū)域被稱作為熱影響區(qū)。焊接時工件材料、焊接材料、焊接電流等外界條件都可能影響到焊接效果，所以焊前對焊件接口處的預熱、焊時保溫和焊后熱處理，可以改善焊件的焊接質(zhì)量。 另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應力，矯正焊接變形。焊接技術已能焊出無內(nèi)外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質(zhì)量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接（正交接)和角接等。對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透，經(jīng)常在焊接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外，還應考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素[21-22]。 我們在焊接厚度不相同的鋼板的時候，通常情況下為了避免截面發(fā)生很大的變化，一般都是把厚度高的鋼板的邊緣部分進行一下修改，這樣做的目的就是為了使得對接處的兩邊緣鋼板厚度相同，以便于更好的達到焊接目的。關于接口對接的問題已經(jīng)有很多的真實示例，有的企業(yè)為了達到快速的生產(chǎn)目的，沒有把厚度很高的鋼板兩個接口的厚度降到相等的厚度，這樣做一開始看不出什么問題，但是后期在設備投入使用的過程中，用不多久，焊口就會自然裂開，直接影響到設備的使用的情況[23]。至于搭接接頭的焊前準備工作是需要細心準備的，只有把所有準備工作做好了才會使接下來的工作更好地開展。 3.3.5 卸料器工作參數(shù) 設計B=800DTII型固定輸送機首先應把電動機的型號選好。電動推桿的選擇按照帶式輸送機設計手冊選用,可以得到下列參數(shù)：帶寬采用800mm，固定式帶式輸送機帶速：V≤3.15m/s，卸料方式：單側左(DZ)、單側右(DY)兩種方式，犁板提升角度：，提升時間5-8秒。 本卸料器設計主要技術參數(shù)如下：B=800DTII型固定式帶式輸送機，帶寬：B=800mm，帶速V=1.0m/s；卸料器出刀：Q=200t/h，采用電液推桿：MT500400Ⅲ—40，最大推力：500kg最大行程：20cm，運行速度：≤40mm/s，?電機功率：0.55Kw，電壓：380v ，犁升降單程運行時間：≈5s。該卸料器選的電機為全封閉的，電動機的功率為1.1kw。 3.4 本章小結 本章主要介紹了卸料器的總體結構，把卸料器的具體結構體現(xiàn)的十分清楚。還介紹了帶式傳送機、犁頭、電動推桿的選擇，以及具體參數(shù)情況，使得研究課題的相關配件情況清晰明了，突出了卸料器的核心結構跟相關技術水平的要求，為下一章的技術分析打下了基礎。 第4章 卸料器的有限元分析 4.1 卸料器力學分析 卸料器主要是用于中間的單側卸料，通過對其數(shù)據(jù)的仔細計算與分析，繼續(xù)對結構進行下一步檢驗。對卸料機的犁頭進行受力分析，分析結構是否滿足力學要求，找到犁頭上最大的應力點否滿足設計要求，校核設計是否合理，并進行改善[25]。 下圖4-1卸料器受力結構示意圖，現(xiàn)場工作時速度方向與初始速度v相同，傳送帶的優(yōu)質(zhì)煤對犁頭的的沖擊力為P，工作時,P分解為垂直于擋物料板的PX,與平行于擋料板的PY.主要是PX對犁頭是否滿足起著重要作用。 圖4-1卸料器受力結構示意圖 犁頭卸料擋板的長度： 其中，B為傳送帶的寬度，為傳送帶與單側卸料器犁頭擋板的夾角。 其中，Q為DTII型固定式帶式輸送機（B=800)輸送能力Q=200t／h， 為DTII型固定式帶式輸送機初始速度。 ：卸料器的卸料擋板的高度，厚。 卸料器的卸料擋板的正應力得： 卸料器的卸料擋板的切應力得： 卸料器的卸料擋板應變力： 故：卸料器受力滿足設計要求。 4.2 卸料器有限元分析 上述卸料器的力學分析，下面進行有限元分析。圖4-2為犁頭擋板的有限元分析圖，從分析中可以看出犁尖處作用力較大，正應力比較小，符合計算設計要求。但是連接犁頭處的應力較大已損壞犁頭的組合機構。故應在連接板處加大厚度或增加肋板，降低應力集中[26]。 通過對等效應變圖和等效應力云圖的分析，進一步可以找到應力的最大點和最小點的應力的大小。同時，得到卸料器的值；有限元分析的最大正應力值為5.23Mpa。故，正應力值小于Q235A的應力值，此結構校核合格。 圖4-2犁頭擋板的有限元 4.3 本章小結 本章分析了卸料器在動態(tài)、靜態(tài)情況下的物理狀態(tài)，使卸料器的工作原理更加清晰的體現(xiàn)出來。更全面的體現(xiàn)出卸料器的每一個結構單元在工作狀態(tài)下的物理狀態(tài)。 結論 本文對卸料器進行了總體方案的設計，對課題的研究背景以及國內(nèi)外卸料器技術水平進行了介紹。前兩章對卸料器的組成特點和具體工作過程進行了詳細的介紹，使得卸料器的工作原理表現(xiàn)的淋漓盡致。后兩章主要對卸料器的結構單元以及一些具體尺寸進行了分析，卸料器的結構特點雖然非常簡單，但是每一個結構單元的精度要求都非常的精細，設備的做工精度很高。最后對卸料器的犁頭受力情況進行了有限元分析，分析了卸料器在靜態(tài)和動態(tài)兩種狀態(tài)下的物理狀態(tài)，以及機構的設計和犁頭、推桿等的選擇條件,并分別確定了該卸料器的力學性能，同時也簡要的介紹了在工業(yè)生產(chǎn)中，卸料器所占據(jù)的重要的地位。 本文基本完成卸料器的設計及其優(yōu)化，但是由于準備的倉促，還有許多缺陷及需要改正優(yōu)化的地方，如卸料器犁頭的提升高度不夠高，影響卸料體積，小車的車身寬度，需要設計成根據(jù)使用需求進行調(diào)節(jié)等。存在的問題都需要進一步設計及優(yōu)化，需要進行更多的后續(xù)工作。 致謝 此次畢業(yè)論文即將結尾，回想近階段的點點滴滴，心中充滿無限感激與留戀。由于我經(jīng)驗不是很多，在具體的操作過程中總是會疏忽一些問題，在這過程中，如果不是老師同學對我的指導與幫助，是很難出色的完成這個任務的。在此，謹向我的論文指導老師致以最誠摯的謝意！老師思路開闊，條理清晰，知識淵博，熟悉各類儀器的使用，在機械方面有一定的造詣。在論文的選題、資料的收集、實驗的設計與完成以及論文的審定及成稿等方面都給予了細心的指導與建議，尤其在試驗中遇到問題時，總能得到老師專業(yè)細心的解答 ，對此十分感激；感謝各位老師在實驗材料、實驗儀器等方面給予的幫助。謝謝老師的悉心指導和同學們的陪伴支持，使得實驗課題及論文撰寫順利完成。最后感謝所有閱讀本論文的老師，給我提出寶貴的建議，非常感謝！ 參考文獻 [1] 殷筑生．電動卸料器的工作原理與特性[J]．起重運輸機械．1998(05) ：103～110． [2] 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