波狀擋邊帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

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波狀擋邊帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)說明書 目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 緒論 3 1.1波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展概況..............................................................................4 1.2波狀擋邊帶式輸送機(jī)的應(yīng)用....................................................................................... 5 1.3波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向..............................................................................8 1.4國外大傾角幾種帶式輸送機(jī)的介紹.........................................................................9 1.4.1壓帶式輸送機(jī)............................................................................................................10 1.4.2螺旋式輸送機(jī)的分類及簡介...............................................................................11 第二章 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)................................................................11 2.1帶式輸送機(jī)的工作原理 ..12 2.2帶式輸送機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 12 2.2.1帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)......................................................................................13 2.2.2帶式輸送機(jī)的布置方式.............................................................................14 第三章 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.1帶及帶速的選擇 17 3.1.1帶速的選擇與計(jì)算...................................................................................18 3.1.2帶的選擇與計(jì)算.......................................................................................19 3.1.3輸送帶寬度的計(jì)算...................................................................................20 3.2輸送能力的計(jì)算 20 3.3驅(qū)動裝置功率的計(jì)算 22 3.3.1電機(jī)的選擇與計(jì)算...................................................................................23 3.3.2減速器的選擇與計(jì)算..............................................................................25 3.4阻力的計(jì)算........................................................................................................................27 3.4.1空載段運(yùn)行阻力的計(jì)算..........................................................................28 3.4.2空載段實(shí)際運(yùn)行阻力................................................................................29 3.4.3物料加速阻力的計(jì)算..............................................................................30 3.4.4承載段運(yùn)行阻力的計(jì)算..............................................................................31 第四章 張力的計(jì)算........................................................................................................31 第五章 重要組成部分強(qiáng)度的校核計(jì)算......................................................................................33 5.1輸送帶不打滑條件的校核.....................................................................................33 5.2槽鋼支架設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核......................................................................................35 5.3聯(lián)軸器的強(qiáng)度校核..................................................................................................35 5.4軸承強(qiáng)度的校核.....................................................................................................36 5.5輸送帶下垂度的校核..............................................................................................37 總結(jié)....................................................................................................................................37 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 摘 要 波狀擋邊帶式輸送機(jī)最早由前西德SCHOLTZ公司于60年代初研制的，已有近40年的歷史，它的技術(shù)專利已被英國DOWTR公司、日本BANDO 公司等購買并獲準(zhǔn)生產(chǎn)，現(xiàn)已形成遍布全球的擋邊機(jī)系列制造銷售網(wǎng)。波狀擋邊帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維修方便，并且可以進(jìn)行大角度甚至垂直運(yùn)輸，是大傾角和垂直提升物料的理想設(shè)備。 目前僅SCHOLTZ公司（現(xiàn)更名為TRELLEXFLEXOWELL公司）就為 90多個(gè)國家設(shè)計(jì)制作5萬余臺擋邊機(jī)，廣泛用于煤炭、糧食、建材、建筑、冶金、電力、化工和輕工等行業(yè)。我國從80年代初開始研制擋邊機(jī)，至今已生產(chǎn) 5000多臺，共有80多個(gè)生產(chǎn)廠。今年來，擋邊機(jī)逐漸向大提升高度（最高已達(dá)203M）、大輸送能力（最高已達(dá)6000t/h）方向發(fā)展。大傾角皮帶輸送機(jī)的最大特點(diǎn)是采用波狀擋邊輸送帶來取代普通輸送帶。至于它的工作原理和結(jié)構(gòu)組成，則與通用帶式機(jī)相同。因此，像傳動滾筒、拖輥、拉緊裝置、中間機(jī)、中間架支腿、尾架、卸料漏斗、頭部護(hù)罩、空段清掃器、保護(hù)裝置等部件，都可以與通用帶式輸送機(jī)的相應(yīng)部件通用。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是一臺傾角為55，輸送量為200t/h的波狀擋邊帶式輸送機(jī)。 關(guān)鍵詞：大傾角 皮帶 波狀擋邊 Abstract Thelargedipbeltconveyorhasacommonbeltconveyorstructureissimple,reliableoperation,easymaintenance,andhasalargedipconveyor,compact,smallfootprint,and so on,whichisthedeliveryofbigdipandthe idealequipmentfor Verticalliftingmaterials.CorrugatedsidewallbeltconveyorwasfirstproposedbyformerWestGermanySCHOLTZcompanydevelopedintheearly1960s,therearenearly40-yearhistory,itstechnologypatentshavebeentheBritishDOWTRcompanyJapanBANDOcompanyto buy,andapprovedforproduction,hasbeen Theformationofribsmachinearoundtheworldtomanufactureandsaleofnetwork. TheonlySCHOLTZcompany(nowrenamedfor TRELLEXFLEXOWELL company)designedformorethan90 countries producemorethan50,000 Setsofribsmachinewidelyusedincoal,grain,buildingmaterials,construction,metallurgy,electricpower,chemicalandlightindustries.Ribsmachinefromthe early1980s,Chinastartedtodevelop,havebeenproducedover5000units,atotalofmorethan80productionplants.Thisyear,ribsgraduallyupgradetoalarge height(maximumreached203M),alargetransmissioncapacity(atupto6000t /h)direction,inthefieldofundergroundminingandundergroundconstruction, surfacemining,large-scaleself-unloadingmachinesandotherhaveused.Thebiggestcharacteristicofthelargeinclinationofbeltconveyoristoreplacetheordinaryconveyorbeltconveyorofcorrugatedsidewall.Asforitsworkingprincipleandstructure,anduniversalbelmachine.Therefore,likthedrivepulley,dragroller,tensioningdevice,theintermediatemachine,inthemiddleleg,tailstock,discharge funnel,headguard,emptyparagraphcleaning,protectiondevicesandothecomponentswhicharecommonbeltconveyorthecorrespondingpartsofthemachineisuniversal.Thisdesigtaskisainclinationof55,thetransmissioncapacityof200h,corrugatedsidewallbeltconveyor. Keywords:dip;belt;wavyribs 第一章 緒論 1.1 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展概況 普通帶式輸送機(jī)由于受到物料與輸送帶摩擦系數(shù)的限制。其輸送物料的傾角不能過大，一般最大傾角只能達(dá)到l8—20度。提高輸送機(jī)傾角的方法有采用深槽的托輥組、圓管輸送機(jī)、壓帶式帶式輸送機(jī)和花紋輸送帶式輸送機(jī)。波狀擋邊帶式輸送機(jī)是實(shí)現(xiàn)大傾角輸送物料的重要形式。 20世紀(jì)60年代德國的SvedalaFlexowell公司就開始研制這種帶式輸送機(jī)。其注冊名稱為FLEXWELL。同時(shí)該公司與漢諾威大學(xué)合作，建立了波狀擋邊帶式輸送機(jī)的試驗(yàn)臺，使之得到不斷地完善和發(fā)展。20世紀(jì)80年代末開始向大型化方向發(fā)展。其產(chǎn)品已有55000余臺。分布于90多個(gè)國家和地區(qū)。應(yīng)用于煤炭、冶金、建材、化工、水電、礦山和港口等部門。它的技術(shù)專利已被英國Dowty公司、日本Bando 等購買并獲準(zhǔn)生產(chǎn)?，F(xiàn)已形成遍布全球的擋邊輸送機(jī)系列產(chǎn)品制造銷售網(wǎng)。當(dāng)“ FLEXWELL”的波狀擋邊帶式輸送機(jī)輸送能力在2000t/h 以下和帶速在5m/s 以下時(shí)，提升高度可達(dá)500m。當(dāng)提升高度為50m時(shí)，輸送能力可達(dá)10000t/h。當(dāng)提升高度200m、帶寬2400mm、帶速3.75m/s、擋邊高630mm時(shí)，輸送能力為6000t/h，輸送物料塊度可達(dá)400mm，可用于露天礦大傾角運(yùn)輸，也可以用于井深500m豎井提升。1969年此技術(shù)被引進(jìn)美國和加拿大，但當(dāng)時(shí)在北美洲由于土地不那么昂貴，因此并沒有引起重視而沒有得到推廣。直到1989年世界最大的輸送帶生產(chǎn)廠——美國膠帶服務(wù)公司創(chuàng)建了擋邊輸送帶部，才使波狀擋邊帶式輸送機(jī)在北美洲得到發(fā)展。美國的LakeShoreMing公司、英國的DowryMeco、Namec、法國的Bandabor等公司均生產(chǎn)這種大傾角帶式輸送機(jī)。 波狀擋邊帶式輸送機(jī)技術(shù)在連續(xù)卸船機(jī)上的應(yīng)用迅速發(fā)展，芬蘭Kone公司、 德國Koch公司、瑞士Buhler公司生產(chǎn)的連續(xù)卸船機(jī)均成功應(yīng)用了其提升與輸送技 術(shù)，特別是日本的日立公司、石川島公司及三菱公司等生產(chǎn)的散糧連續(xù)卸船機(jī)。其垂直提升機(jī)和水平輸送采用同一條輸送帶完成，更加展現(xiàn)了波狀擋邊輸送機(jī)技術(shù)的巨大優(yōu)勢。 我國從20世紀(jì)80年代中期開始從國外引進(jìn)了些擋邊輸送機(jī)。如湛江港為我國從20世紀(jì)80年代中期開始從國外引進(jìn)了一些擋邊輸送機(jī)。如湛江港為了適應(yīng)港口散裝化肥進(jìn)口業(yè)了適應(yīng)港口散裝化肥進(jìn)口業(yè)務(wù)繁忙的需要，從德國Thyseen公司引進(jìn)了9套散裝化肥灌包設(shè)備，其中有9臺傾角為35。的波狀擋邊式擋邊輸送機(jī)。這些引進(jìn)設(shè)備大部分運(yùn)行情況良好，在一定程度上為完善擋邊輸送機(jī)的技術(shù)和研制開發(fā)大型擋邊輸送機(jī)提供了有益的借鑒。 同時(shí)，我國從20世紀(jì)80年代初開始研制波狀擋邊帶式輸送機(jī)，1990年北京起 大傾角波狀擋邊帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)2重運(yùn)輸機(jī)械研究所開發(fā)出DJ型波狀擋邊帶式輸送機(jī)系列圖紙，并開始推廣使用。經(jīng)過10余年的生產(chǎn)和使用實(shí)踐，波狀擋邊帶式輸送機(jī)技術(shù)不斷地完善和改進(jìn)1998年，北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所、青島運(yùn)輸設(shè)備廠等作為主要起草單位，制定了《波狀擋邊帶式輸送機(jī)》行業(yè)標(biāo)(JB/T8908-1999)，推廣了我國波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展。目前已經(jīng)有50多個(gè)主機(jī)廠生產(chǎn)了5000多臺波狀擋邊輸送機(jī)。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)每年波狀擋邊帶式輸送機(jī)的需求量為1500～2000臺。 我國自貢運(yùn)輸機(jī)械總廠于1999年12月為四川省投資公司電冶有限公司生產(chǎn)了 1臺提升高度104.5m、帶寬800mm、輸送量140t/h的波狀擋邊帶式輸送機(jī)，該機(jī)的升高度是亞洲之最。目前國內(nèi)波狀擋邊帶式輸送機(jī)系列參數(shù)為：帶寬1600mm、擋邊 高400mm、帶速2.5m/s、傾角90、輸送量300t/h。 相比之下，國內(nèi)目前能夠生產(chǎn)的波狀擋邊輸送機(jī)，運(yùn)輸能力、提升高度、運(yùn)行 帶速都較低，缺乏必要的理論和實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)擴(kuò)大應(yīng)用范圍也是輸送機(jī)械行業(yè)需 要重點(diǎn)研究的課題。對輸送帶本身應(yīng)進(jìn)一步研究基帶的剛度、擋邊及隔板的結(jié)構(gòu)形 式以及二者與基帶粘結(jié)的新工藝，這樣才能更好地滿足國內(nèi)各行業(yè)對波狀擋邊帶式 輸送機(jī)的需求。 1.2 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 隨著自動化生產(chǎn)不斷發(fā)展，輸送機(jī)械化得到廣泛應(yīng)用。由于輸送機(jī)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)輸送能力大，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。未來輸送機(jī)將向著大型化發(fā)展，擴(kuò)大適用范圍，物料自動分揀，降低能量消耗，減少污染等方面發(fā)展。 一、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)50米以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近100米，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(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)。 二、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)。 三、使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動化控制對單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。 四、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。 五、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。隨著國內(nèi)貿(mào)易活動的不斷增加，帶式輸送機(jī)因作為一種輸送量大、運(yùn)行費(fèi)用低、使用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)、能耗較小、使用成本低的輸送設(shè)備而會得到更寬廣的應(yīng)用范圍，市場前景十分看好。 冶金、電力、煤炭、化工、建材、碼頭、糧食等方面的發(fā)展日新月異，為了提高生產(chǎn)率，帶式輸送機(jī)已經(jīng)運(yùn)用到各個(gè)方面。帶式輸送機(jī)在礦業(yè)方面的發(fā)展帶式輸送機(jī)是一種由驅(qū)動滾筒帶動輸送帶,由撓性輸送帶 作為物料承載件和牽引件,靠摩擦驅(qū)動連續(xù)輸送散碎物料或成品件的連續(xù)輸送機(jī)械。帶式輸送機(jī)具有輸送能力大、功耗小、構(gòu)造簡單、對物料適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用范圍較為廣泛的特點(diǎn)。應(yīng)用它可以將物料在一定的輸送線上,從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送,又可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外,還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合,形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。目前,帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中,廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)作為水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸工具。大傾角波狀擋邊帶式輸送機(jī)采用具有波狀擋邊和橫隔板的輸送帶,特別適用于大傾角連續(xù)輸送散狀物料,可廣泛應(yīng)用于煤炭、化工、電力、建材、冶金、糧食、港口、船舶等行業(yè)。其主要特點(diǎn)為: (1)可大傾角輸送,大量節(jié)省設(shè)備占地面積,達(dá)到普通、花紋帶式輸送機(jī)所不能達(dá)到的輸送角度。 (2)總體投資費(fèi)用低,與普通帶式輸送機(jī)相比可節(jié)約投資20%～30%。 (3)與普通帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)相比，其綜合技術(shù)性能較優(yōu)越。 (4)提升高度大,單機(jī)垂直提升高度可達(dá)500m[2] (5)大傾角波狀擋邊帶式輸送機(jī)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、使用安全可靠、設(shè)備部件少、維修量小、噪音低、布置靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)。它適用于工作溫度為-15~40e的工作環(huán)境,輸送堆密度為0.15~319 t/m3的各種散狀物料，例如煙臺鑫海礦山機(jī)械生產(chǎn)的大傾角波狀擋邊帶式輸送機(jī)使用波紋狀輸送帶來取代普通輸送帶，大大提高效率，受到高度好評，被廣泛應(yīng)用。 (6)該機(jī)可在傾角0b~90b范圍內(nèi)任意布置。在垂直輸送物料時(shí),還可以左右旋轉(zhuǎn)180b,實(shí)現(xiàn)360b范圍內(nèi)的受料和卸料。 (7)該機(jī)由于能夠大傾角輸送物料,在達(dá)到同樣輸送高度時(shí),使整機(jī)長度大大縮短,隨該機(jī)布置的通廊長度也相應(yīng)減少,降低了設(shè)備投資和工程造價(jià),減少了占地面積。 (8)該機(jī)傾角大、整機(jī)長度短。與普通帶式輸送機(jī)相比,可大量減少托輥數(shù)量、輸送帶長度和物料重量,即大大減少了托輥?zhàn)枇洼斔蛶Ъ拔锪纤牡墓β?。因?該機(jī)可降低能耗。 (9)該機(jī)在垂直布置時(shí),一般為全封閉設(shè)置,密封好、灰塵少、環(huán)保效果顯著。 (10)該機(jī)輸送帶的橫向剛性較強(qiáng),基帶兩側(cè)均有立輥防跑偏,且被輸送的物料基本都處于輸送帶的中心部位。因此,輸送帶運(yùn)行時(shí)不跑偏。 1.3波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向 當(dāng)今社會，機(jī)械設(shè)備的發(fā)展日新月異，迫切需要不斷開發(fā)新的機(jī)型來滿足不同工況的要求，波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展也是如此，現(xiàn)今發(fā)展方向大致可以歸納為： (1)開發(fā)專用機(jī)型 我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大,在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一 些特殊要求，為了滿足特殊要求，比如水平拐彎、大傾角（>25）直至 垂直提升等,這些場合常規(guī)的帶式輸送機(jī)是無法勝任的。為了滿足煤礦 的某些特殊要求，應(yīng)開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī),如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。 (2)提高元部件性能和可靠性 整體設(shè)備的性能和可靠性主要取決于元部件的性能和可靠性，我國現(xiàn)在的礦用帶式輸送機(jī)的元部件基本上都是各自廠家生產(chǎn)，還沒有出現(xiàn)專業(yè)化、大規(guī)模的元部件生產(chǎn)廠家。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性,還要不斷研究新的技術(shù)和開發(fā)新的元部件。 (3)擴(kuò)大功能,一機(jī)多用帶式輸送機(jī)是一種理想的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，并且目前還不能完全發(fā)揮其全部作用。可以將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改,采取一定的安全施，就可拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?做到一機(jī)多用,使其發(fā)揮最大經(jīng) 濟(jì)效益。 1.4國外大傾角幾種帶式輸送機(jī)的介紹 1.4.1壓帶式輸送機(jī) 壓帶帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于大傾角輸送或垂直提升物料的連續(xù)輸送系統(tǒng)中。通過驅(qū)動裝置驅(qū)動整條輸送線運(yùn)轉(zhuǎn)，并且通過液壓油缸來對整條輸送線進(jìn)行張緊，張緊力度大，結(jié)構(gòu)牢固，有效地保證了整條輸送帶運(yùn)行的安全性和合理性。 1.4.2螺旋式輸送機(jī)的分類及簡介 輸送機(jī)可分為螺旋輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)。螺旋輸送機(jī)又可分為：LS型螺旋輸送機(jī)，GX型螺旋輸送機(jī)，WLS無軸型螺旋輸送機(jī)，DL多軸型螺旋輸送機(jī)， LC垂直型螺旋輸送機(jī)。 LS型螺旋輸送機(jī)的工作原理：LS型螺旋輸送機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)的螺旋將被輸送的物料沿固定的機(jī)殼內(nèi)推移而進(jìn)行輸送工作，頭部及尾部軸承移至殼體外，吊軸承采用滑動軸承設(shè)有防塵密封裝置，軸瓦一般采用粉末冶金，輸送水泥采用毛氈軸瓦，吊軸和螺旋軸采用滑塊連接。 LS型螺旋輸送機(jī)的性能特點(diǎn)： 1.承載能力大、安全可靠。 2.適應(yīng)性強(qiáng)、安裝維修方便、壽命長。 3.整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、確保快速均勻輸送。 4.出料端設(shè)有清掃裝置，整機(jī)噪聲低、適應(yīng)性強(qiáng)，進(jìn)出料口 位置布置靈活。 5.密封性好、外殼采用無縫鋼管制作，端部采用法蘭互相連 接成一體，剛性好。 GX型螺旋輸送機(jī)的工作原理： GX型螺旋輸送機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)的螺旋將被輸送的物料沿固定的機(jī)殼內(nèi)推移而進(jìn)行輸送工作，頭部及尾部軸承移至殼體外，吊軸承采用滑動軸承設(shè)有防塵密封裝置，軸瓦一般采用粉末冶金，輸送水泥采用毛氈軸瓦，吊軸和螺旋軸采用滑塊連接。 GX型螺旋輸送機(jī)的性能特點(diǎn)： 1.承載能力大、安全可靠。 2.適應(yīng)性強(qiáng)、安裝維修方便、壽命長。 3.整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、確?？焖倬鶆蜉斔?。 4.出料端設(shè)有清掃裝置，整機(jī)噪聲低、適應(yīng)性強(qiáng)，進(jìn)出料口 位置布置靈活。 5.密封性好、外殼采用無縫鋼管制作，端部采用法蘭互相連 接成一體，剛性好。 WLS無軸螺旋輸送機(jī)的性能特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，所占空間位置??；功耗少；容易密閉輸送：制造費(fèi)用相應(yīng)較低，其缺點(diǎn)是：輸送量小，輸送高度?。ㄒ话悴怀^8m）。 第二章波狀擋邊帶式輸送機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2.1帶式輸送機(jī)的工作原理 波狀擋邊帶式輸送機(jī)采用波狀帶擋邊輸送帶，通過三相電機(jī)帶動蝸桿渦輪減速機(jī)驅(qū)動主動滾筒帶動整個(gè)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，主要由驅(qū)動裝置，主動滾筒，被動滾筒，過渡滾筒，壓輪以及機(jī)架等等部分組成，波狀擋邊帶式輸送機(jī)的方案布局圖與結(jié)構(gòu)如下圖所示： 驅(qū)動裝置是整個(gè)輸送帶的核心部分，通過電機(jī)帶動減速機(jī)從而帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動，主動滾筒與輸送帶在摩擦力的作用下帶動輸送帶運(yùn)行，從而帶動輸送帶上面的物料運(yùn)行。整條輸送帶通過張緊滾筒預(yù)緊，通過過渡滾筒保證輸送帶始終往一個(gè)方向運(yùn)行。其中，機(jī)架以及支架起到了支撐和加固輸送線的作用。 2.2帶式輸送機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2.2.1帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 波狀擋邊帶式輸送機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為橡膠帶,以及驅(qū)動裝置，傳動滾筒等等構(gòu)成，輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu).帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖1-1所示,它主要包括一下幾個(gè)部分:輸送帶(通常稱為膠帶)、壓輪及機(jī)架、滾筒拉緊裝置、過渡裝置，主驅(qū)動裝置等等. 2.2.2布置方式 電動機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)，借 助于滾筒或其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動。帶式 輸送機(jī)的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動方式和多點(diǎn)驅(qū)動方式兩 種。通用波狀擋邊式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安 裝在輸送機(jī)長度的某一個(gè)位置處，一般放在中間。單點(diǎn)驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個(gè)滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機(jī)驅(qū)動和多電動機(jī)驅(qū)動。因單點(diǎn)驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點(diǎn)驅(qū)動方式，“單點(diǎn)”兩字省略。 單筒、單電動機(jī)驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時(shí)應(yīng)是首選方式。 在大運(yùn)量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動機(jī)驅(qū)動。在這里我們選取波狀擋邊帶式輸送機(jī)的布置如下圖所示： 第三章 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1帶及帶速的選擇 3.1.1帶速的選擇 按傾角和粒度，查表2-71，取帶速V=1.5M/S.=90M/Min. 3.1.2帶的選擇 根據(jù)課題給定的參數(shù)和現(xiàn)場的工況條件，我們選用cc-56棉帆布芯層5層輸送帶，扯斷強(qiáng)度等于56kg/m層，芯層數(shù)z=5，上覆蓋膠厚T上=5.6mm，下覆蓋膠厚度T下=1.5mm，每米質(zhì)量=17.62kg/m。 3.1.3輸送帶寬度的計(jì)算 根據(jù)公式，B=SQRT(Q/（k*γ*v*c*ξ））我們可知： 上膠厚質(zhì)量5.1kg/m2 下膠厚質(zhì)量1.7kg/m2 已知：Q=100t/h； 端面系數(shù)k=360； 物料容重γ=0.90t/m3； 皮帶速度v=1.5m/s； 傾角系數(shù)c=0.91； 速度系數(shù)ξ=1.00； 將以上各數(shù)值代入計(jì)算式，得：B=0.521m根據(jù)計(jì)算和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選取B= 1000mm的普通帶，滿足塊度要求。 3.2輸送能力的計(jì)算 根據(jù)實(shí)際工況，我們選擇的橫隔板為TC系列的，而TC系列的橫隔板β=60度。根據(jù)公式： Tg為物料盒輸送帶接觸理論接觸長度，于是：通過以下公式： 式中：p為物料堆積比重 h為橫隔板高度，單位mm； β為輸送機(jī)傾角，單位。； Ts為橫隔板間距，單位：m； Bf為有效寬度，單位：m； V為帶速，單位：m/s； 3.3驅(qū)動裝置功率的計(jì)算 3.3.1電機(jī)的選擇與計(jì)算 根據(jù)實(shí)際工況，經(jīng)由合理確定工況系數(shù)，根據(jù)如下公式可得： 傳動滾筒的實(shí)際功率為： Pa=F*V/1000=5600X2/1000=13.2kw 根據(jù)上列計(jì)算結(jié)果，我們可以知道電機(jī)的功率為： Pm=Pa/η*η’*η’’=13.2/0.9*0.93*1=15.77kw.其實(shí)式中： η為傳動功率,一般在0.85-0.96之間選取。在這里，取η=0.9； η’為電機(jī)級系數(shù),一般在0.9~0.95之間選取，在這里，我們?nèi)ˇ恰?0.93; η’’為多級驅(qū)動不平衡系數(shù)，一般在0.9~0.95之間選取，單電機(jī)驅(qū)動η’’-1;由表17-1，選電動機(jī)型號為Y200L1-6，額定功率5.18kw，轉(zhuǎn)速970r/min，最大轉(zhuǎn)矩2.0，轉(zhuǎn)動慣量2315.0kgm，電機(jī)的總質(zhì)量為235kg； 3.3.2減速器的選擇與計(jì)算 電機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min，輸送帶的速度為1.5m/s由公式 總傳動比 已知需要減速比為1:60左右的減速器，在這里我們選用上海泰一傳動設(shè)備的蝸輪蝸桿減速器，此種減速器為兩端輸出的，一頭為減速器輸入與電機(jī)輸出連接，另一頭為減速器輸出與輸送帶的傳動軸的伸長端連接。 如上圖為本蝸輪蝸桿減速器的外形尺寸圖，我們本次設(shè)計(jì)中選用WPWKO型40，減速比為1:60，減速器的外形尺寸為587x495x90，減速器輸入軸徑為80mm，輸出端孔徑80mm。 3.4阻力的計(jì)算 3.4.1空載段運(yùn)行阻力W2： W2=（q0+q＂）*L*w＂-q0H; 根據(jù)工作條件，可知：（平行托輥?zhàn)枇ο禂?shù)w"） 清潔，干燥 0.018少量塵埃，正常濕度0.025大量塵埃，濕度大 0.035 查表：有Z=4～6,取Z=4.00層EP-100上下膠層厚5.6+1.5mm，得qm=9.34kg/m q0=qm*g=92N/m 查表，得G＂= 11.0kg 下托輥間距l(xiāng)0= 3.0m； 因此，得：q＂=G＂*g/l0=36N/m 查表，得 w＂=0.035； L1=41.837m； H1=5.842m； 頭輪至垂直拉緊中心帶入上式得：（適用于向上輸送）螺旋及車式輸入投影 W2=-348N帶入⑶得：S4=S3+W2=1.02S1+468查表，改向滾筒阻力系數(shù)k2 =1.03螺旋及車式選1.0垂直拉緊選1.03 帶入⑷得：S5=k2*S4=1.05S1+ 482查表，改向滾筒阻力系數(shù)k3=1.04螺旋及車式選1.0垂直拉緊選1.04 帶入（5）得：S6=k3*S5=1.09S1+501查表，改向滾筒阻力系數(shù)k4=1.03螺旋及車式選1.0垂直拉緊選1.03 帶入（6）得：S7=k4*S6=1.13S1+516; 3.4.2空載段實(shí)際運(yùn)行阻力W3： W3=（q0+q＂）*L*w＂-q0H已知q0= 92N/m，q＂=36N/m查表，得w＂= 0.035 L=21.363 m,H=2.413m拉緊中心至尾輪的投 W3= 126N; 空段清掃器阻力W4： W4=200B=160N帶入（7）得：S8=S7+W3+W4= 1.13S1+ 550 查表，改向滾筒阻力系數(shù)k5=1.02 帶入（8）得：垂直逐點(diǎn) S9=k5*S8= 1.15S 1+ 561 查表，改向滾筒阻力系數(shù)k6=1.04帶入（9）得：S10=k6*S9= 1.19S1=584N； 3.4.3物料加速度阻力W6： W6=q*v*v/（2*g） 因?yàn)椋簈=Q*g/（3.6*v)=218N/m 所以W6=17N； 3.4.4承載段運(yùn)行阻力W7： W7=（q+q0+q＇）*L*w＇+(q0+q)*Hq0=qm*g=92N/m 查表，得G＇= 11kg 過渡滾筒間距l(xiāng)0＇= 1.2m 因此，得：q＇=G＇*g/l0＇= 90N/m； 根據(jù)工作條件可知，（槽形托輥?zhàn)枇ο禂?shù)w） 清潔，干燥系數(shù)為0.02； 少量塵埃，正常濕度，系數(shù)為：0.03；大量塵埃，濕度大，系數(shù)為：0.04； 查表，得w＇=0.04； L2=63.200H2=8.255 帶入上式得：W7=3563N帶入（10）得：Sn=S10+W5+W6+W7= 1.19S1=5251N； 根據(jù)式：Sn=S1*eμα采用膠面滾筒α=200μ=0.35, 查表得eμα=3.39帶入上式得：Sn=3.39S1聯(lián)立（10）式，則： S1=1.19S1+4521因此：S1=2058N Sn= 6978N； 第4章 波狀擋邊帶式輸送機(jī)各點(diǎn)張力的計(jì)算 在進(jìn)行輸送帶張力計(jì)算過程中，其張力大小必須滿足以下兩個(gè)條件： 1、磨擦傳動條件：即輸送帶的張力必須保 證工作時(shí)輸送帶在傳動滾筒上不打滑； 2、垂度條件：即輸送帶的張力必須保證輸 送帶在兩托輥間的下垂度不超過規(guī)定值。 根據(jù)上述兩個(gè)條件，我們可以看出，輸送帶張力的計(jì)算方法有兩種： 一種是根據(jù)磨擦傳動條件并利用“逐點(diǎn)張力法”求出各特殊點(diǎn)的張力值，然后驗(yàn)算輸送帶的垂度條件；另一種是根據(jù)垂度條件求出輸送帶上某一確定點(diǎn)的張力，然后按“逐點(diǎn)張力法”計(jì)算出各點(diǎn)的張力，再驗(yàn)算磨擦傳動條件。 下面我們將以下圖的布置方式為例，分別按兩種計(jì)算方法，討論輸送帶張力的計(jì)算問題。 設(shè)帶式輸送機(jī)各點(diǎn)張力為已知，可查表得到具體數(shù)值，則各點(diǎn)張力關(guān)系如下： S2=S1+W11彈簧清掃器阻力w1; S3=k1*S22; S4=S3+W23空載段運(yùn)行阻力w2; S5=k2*S44S6=k3*S55S7=k4*S6 ; S8=S7+W3+W47空載段運(yùn)行阻力 w3空載段清掃器阻力w4 S9=k5*S88S10=k6*S9 9 Sn=S10+W5+W6+W7 ; 導(dǎo)料槽阻力w5; 物料加速度阻力w6; 承載段運(yùn)行阻力w7 ; 根據(jù)上面的各點(diǎn)阻力的計(jì)算結(jié)果，我們可以知道：各點(diǎn)張力： S2=S1+W1=2858 N; S3=k1*S2=2916N; S4=S3+W2=2567N; S5=k2*S4=2644N; S6=k3*S52750N; S7=k4*S62833N; S8=S7+W3+W4= 2867N ; 第5章 重要組成部分強(qiáng)度的校核計(jì)算 5.1輸送帶不打滑條件的校核 根據(jù)實(shí)際工況條件，由下式可知： 式中：Fmax為輸送機(jī)滿載啟動或制動時(shí)出現(xiàn)的最大圓周力，啟動時(shí)：Fmax=Ka*Fu;，啟動系數(shù)Ka=1.5~1.7;Fmax=5895x1.7=10022N; U為傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，查表可得u=0.45;其中: Θ為輸送帶在所有圓周上的圓包角；查表可得：Θ=180度； eug為歐拉系數(shù)，經(jīng)由查表可得：eug=4.12;于是有： 5.2槽鋼機(jī)架的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 槽鋼機(jī)架選擇根據(jù)整條輸送帶上面的所有滾筒，物料的重量來定，槽鋼機(jī)架受力分析得出，由分析得出底座在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖： 即物料和輸送帶滾筒以及軸承等等給的壓力為G(輸送帶滾筒重量)+G（零部件重量） =20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根據(jù)槽鋼承載力計(jì)算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c) （僅用于截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計(jì)初定L為1000mm 則M=13456N.M ，初定槽鋼為200x75x3和200x100x7，計(jì)算W得出 折算后位270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定槽鋼12075x3和120x100x7的曹昂滿足要求。 由計(jì)算得出可以使用200x75x3的方管和200x100x7的槽鋼，初定設(shè)計(jì)計(jì)算得出方管總體架尺寸為46000X35000；整個(gè)槽鋼機(jī)架的大致圖如下： 5.3聯(lián)軸器的強(qiáng)度校核 由于整個(gè)裝置載荷平穩(wěn)，速度較高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，我們選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，取工作情況系數(shù) 。由于電機(jī)輸出軸徑為80mm，選擇聯(lián)軸器類型為HLA12-120， 聯(lián)軸器承受轉(zhuǎn)矩 故： 合適； 5.4軸承強(qiáng)度的校核 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命163658=48720小時(shí)； 1、 計(jì)算輸入軸承 （1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2；Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N； (4)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取fP=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N; P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N; (5)軸承壽命計(jì)算 ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵角接觸球軸承 ε=3； 軸承運(yùn)動和換向時(shí)承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時(shí)，由于機(jī)器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運(yùn)動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振動會進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點(diǎn)兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時(shí)的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。 軸承使用時(shí)，沖擊力很難測定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時(shí)使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動和沖擊場合FS取1.0 1.5，受振動和沖擊工作場合FS取2.0~7.0。 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。 5.5輸送帶下垂度的校核 在輸送帶自重和載荷重量的作用下，輸送帶在兩托輥之間必然有懸垂度。托輥間距愈大或輸送帶張力愈小，其垂度將愈大。如果垂度過大，輸送帶在兩組托輥之間將發(fā)生松馳現(xiàn)象，可能導(dǎo)致物料撒落且將引起輸送帶運(yùn)行阻力加大，故各國均規(guī)定了允許的最大垂度值。ISO5048中規(guī)定輸送帶垂度不超過托輥間距的0.5％～2.0 ％，我國設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定為2.5％。 為滿足輸送帶的垂度條件，對于任何一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，承載分支輸送帶的最小力 Szmin需滿足：Szmin>5(q+qa)cosβ; 回空分支輸送帶的最小張力Skmin需滿足:Skmin>5qd*cosβ; 若輸送帶最小張力不滿足（5-35）與（5-36）式中之一，則應(yīng)增大初張力，直到滿足垂度條件為止。 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。 四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 參 考 文 獻(xiàn) [1]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊：第5版[M] . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 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