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皮带机电气控制原理图怎样调整皮带机跑偏输送

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皮带机电气控制原理图怎样调整皮带机跑偏输送

发布日期:2020-08-25 22:17

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  皮带输送机的设计 摘要:本次毕业设计是关于皮带输送机的设计。长距离带式输送机散装材料,具有较高的速度,自动连续作业的理想设备,广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、食物和许多部门。随着工业的需求,带式输送机向长距离、高速度、大运量、大功率等方向发展,皮带输送机的动力学问题也越来越多。这需要系统带式输送机的动态特性,在设计阶段预测和优化输送机,使带式输送机在经济合理、技术可靠。首先对胶带输送机作了简单的概述;接着分析了带式输送机的工作原理和选择计算方法;然后根据这些规则根据一定的计算方法和参数的选择;然后输送机各主要零部件进行检验。普通带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,并返回设备的尾架,张紧轮和皮带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。 本次皮带运输机的设计,展示设计的一般过程,在选择设计工作的相对价值。 关键词:皮带输送机;倾斜式;双驱动; Design Of Belt Conveyor Abstract:The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. Belt conveyor is the ideal equipment for high-speed, automation, continuous operations for long-distance transportation of the bulk materials, which is widely applied in industries such as electric power, metallurgy, chemical engineering, coal, mine, ports and foodstuffs. With the development of industrial demand, the design of belt conveyor aims at long distance, high speed, great capacity and high-power directions. Therefore, there appear more problems in terms of dynamics of belt conveyor.At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Key word : Belt conveyor;Inclination type;Dual drive; 目 录 摘要 I Abstract II 目 录 III 1 前言 1 1.1 选题的意义 1 1.2 皮带输送机的国内外研究现状 1 2 带式运输机的设计计算 2 2.1 原始数据及工作条件 2 2.2 计算步骤 3 2.2.1 带宽的确定 3 2.2.2 输送带宽度的核算 5 2.3 圆周驱动力 5 2.3.1 计算公式 5 2.3.2 主要阻力计算 6 2.3.3 主要特种阻力计算 8 2.3.4 附加特种阻力计算 9 2.3.5 倾斜阻力计算 10 2.4 传动功率计算 11 2.4.1 传动轴功率()计算 11 2.4.2 电动机功率计算 11 2.5 输送带张力计算 12 2.5.1 输送带不打滑条件校核 12 2.5.2 输送带下C=0.71垂度校核 13 2.5.3 各特性点张力计算 14 2.5.4 输送带强度计算 19 3驱动装置的选用与设计 21 3.1电机的选用 21 3.2 减速器的选用 21 3.3 联轴器 22 4带式输送机部件的选用 23 4.1托辊 23 4.1.1 托辊的作用与选型 23 4.1.2 托辊的校核 26 4.2 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 28 4.2.1 改向滚筒合张力计算 28 4.2.2 传动滚筒合张力计算 28 4.3 传动滚筒强度的验算与直径的确定 28 4.3.1传动滚筒结构 28 4.3.2传动滚筒轴的设计计算 29 5制动装置 34 5.1 制动装置的作用 34 5.1.1 制动装置的种类 34 5.1.2 制动装置的选型 34 5.2拉紧装置 35 5.2.1 拉紧装置行程 35 5.2.2 拉紧力与拉紧装置 35 6其他部件的选用 37 6.1 机架与中间架 37 6.1.1 机架 37 6.1.2 中间架 38 6.2 给料装置 38 6.2.1 对给料装置的基本要求 38 6.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 39 6.3 卸料装置 39 6.4 清扫装置 39 6.5 头部漏斗 40 6.6 电气及安全保护装置 41 7 结 论 42 致 谢 43 参考文献 44 1 前言 1.1 选题的意义 带式输送机是一种连续运行的无休止的输送带输送机械。结构简单,成本低,运输距离长,生产效率很高。广泛应用于冶金、矿山、煤炭、发电厂和工业企业。随着现代工业科学技术的发展,带式输送机在工业生产中的重要性越来越重要,它是工业机械化的重要组成部分。 1.2 皮带输送机的国内外研究现状 随着改革开放的发展,我国生产力的提高,社会的需求逐渐增加,对我国矿业企业,全部为带式输送机的发展带来了新的契机。新时期中国科学技术发展迅速,因此,带式输送机技术的提高。总之,我国的带式输送机迅速发展,带式输送机的类型也越来越丰富,强大的科技支持,不仅运输距离带式输送机的提高,而且功率提高也非常大,中国新时期的带式输送机技术也取得了很大的进步。 2带式运输机的设计计算 2.1 原始数据及工作条件 设计参数及环境 (1) 输送物料:散状物料 (2) 物料特性: 1) 最大块度:400mm 2) 散装密度:1t/m3 3) 堆积角:ρ=20° 4) 物料温度:50℃ (3) 工作环境:井下 (4) 输送系统及相关尺寸: 1) 运距:100m 2) 倾斜角:β=14° 3) 最大运量:1000t/h 运输机的主体构型,如图所示: 图2-1 传动系统图 2.2 计算步骤 2.2.1 带宽的确定 近照给定的参数,取原煤的堆积角为20°. 原煤的堆积密度按1000kg/; 输送机的工作倾角β=14°; 带式输送机的最大运输能力计算公式(2-1)为 (2-1) 式中:——输送量(; ——带速(; ——物料堆积密度(); 物料在运行的输送带的最大堆积面积, K----输送机的倾斜系数; 输送机皮带的宽度、、、 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.0 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 输送机的工作倾角=14°; 查DTII带式输送机选用手册(表2-1) 得k=0.91 按给定的工作条件,原煤的堆积角为20°; 原煤的堆积密度为1000kg/; 工作环境为井下,所以取带速为2m/s; 把以上数值全部代入式(2-1)中, 即为使得运输能力得到保障,皮带的截面积必须具有 图2-2 槽形托辊的带上物料堆积截面 槽角λ 带宽 B=650mm 带宽 B=800mm 带宽B=1000mm 带宽B=1200mm 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 动堆积角ρ 20° 30° 20° 20° 30° 30° 20° 30° 30° 0.0406 0.0484 0.0638 0.0222 0.0266 0.0763 0.1513 0.1879 35° 0.0433 0.0507 0.0678 0.0236 0.0278 0.0798 0.1651 0.1957 40° 0.0453 0.0523 0.0710 0.0247 0.0287 0.0822 0.1723 0.2013 45° 0.0469 0.0534 0.0736 0.0256 0.0293 0.0840 0.1781 0.2047 表2—2,输送带的承载托辊35度角,物料堆积角为20°的1200毫米,宽的带宽允许的积累传送带上的材料0.1651m平方米,面积为0.15平方公里,小于0.1651,所以输送带宽度为1200mm。 经过计算,选用带宽B=1200mm,ST2000型钢绳芯输送带。、 以下为ST2000型钢绳芯输送带的内容: 纵向拉伸强度2000N/mm; 带厚20mm; 输送带每米质量34Kg/m. 2.2.2 输送带宽度的核算 按式(2-2)对输送大块散状物料的输送机进行核算 (2-2) 式中——最大粒度,mm。 条件中物料粒度为400mm。 计算:B=1200≧2400+200=1000 即输送带宽符合核算要求。怎样调整皮带机跑偏 2.3 圆周驱动力 2.3.1 计算公式 当输机总机长大于80m时,增加阻力是微不足道的,而不是作为一个严重的错误计算承运人的试点项目,100大于80,因此可以输入计算公式系数C,将公式转化为以下形式: (2-3)式中为输送机长度有关的系数,可查个得到 查〈〈DTII(A)型带式输送机设计手册〉〉表2-3系数C L 80 100 150 20 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 查得C=1.78。 2.3.2 主要阻力计算 材料的运输和移动摩擦载荷引起的枝杆和旋转产生的摩擦带的主要阻力。用式(2-4)计算: (2-4) 式中——模拟摩擦系数,根据环境和技术水平决定,可按表查取。 ——输送机长度按尾滚筒中心相距,m; ——重力加速度; 条件中所给倾角为14°小于18°,故选取δ≈1。 托辊选择为DTII6204/C4,查表上托辊为三个托辊组成,下托辊为一个。上托辊输送物料间距相距较短,即=1.2m,下托辊为回程,无物料运输,空载可适当放宽间距,即 =3m,上托辊使皮带形成凹形,槽角为35°,下托辊为平行托棍,槽角0°。上托辊φ108,L=465mm,轴承选用4G305,单个上托辊转动部分质量=7.1kg.下托辊φ108,L=1400mm, 轴承选用4G305,单个下托辊转动部分质量=10.56kg. ——每一米承载分支托辊组旋转部分重量kg/m,用式(2-5)计算: (2-5) =3 7.1/1.2=17.75kg. ——每一米回程分支托辊组旋转部分质量kg/m,用式(2-6)计算: (2-6) =1 10.56/3=3.52kg ——每米长度输送物料质量 计算:=kg/m 选取ST2000型钢绳芯输送带。查表得ST2000型钢绳芯输送带的以下数据,每层质量1.25kg/m, 上胶厚=3.0mm, 下胶厚=1.5mm, 每毫米厚胶料质量为1.25kg/,则 模拟摩擦系数值按照表2-4选取,取=0.03。 表2-4 模拟摩擦系数(推荐值) 安装情况 工作条件 F 水平,向上及向下倾斜 工作条件良好,制造,调整好,带速低,物料内摩擦系数小。 0.020 按标准设计,制造,调整好,物料内摩擦系数中等。 0.022 多尘,低温,过载,高带速,安装不良,托辊质量差,物料内摩擦大。 0.023-0.03 向下倾斜 设计,制造正常,处于发电工况时 0.012-0.016 =0.031009.8[17.75+3.52+(213.125+138.89)1]=5480.454N 2.3.3 主要特种阻力计算 托辊前倾的摩擦与被输送物料与导料槽档板间的摩擦这两种摩擦所产生的阻力为主要特种阻力,包括阻力和阻力两部分,按式(2-7)计算: (2-7) ——主要特种阻力; ——托辊前倾的摩擦阻力; ——导料槽档板间的摩擦阻力; 其中 按式(2-8)计算: 三个等长辊子的前倾上托辊时 (2-8) 输送物料与导料挡板间的摩擦阻力 (2-9) 式中 =0.6,l=4.5m,=0.61m. 因为托辊无前倾,所以=0. 所以主要特种阻力 2.3.4 附加特种阻力计算 附加特种阻力由输送带清扫器的摩擦和卸料器的摩擦所产生阻力与其他阻力一起构,按下式计算: (2-10) (2-11) (2-12) 式中——清扫器个数,包括一个弹簧清扫器和两个空段清扫器; A——接触面积(清扫器和输送带之间),, ——压力(清扫器和输送带之间),N/,一般取为3 N/; ——摩擦系数(清扫器和输送带之间),一般取0.5~0.7; ——刮板系数,一般取为1500 N/m。 表2-5导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积 带宽 B/mm 导料栏板内宽 /m 刮板与输送带接触面积A/m 头部清扫器 空段清扫器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表2-5得A=10.0122+20.0182=0.06m取 =4.5N/m,取=0.6,将数据带入式(2-11) 则=0.064.50.6=1620 N 无卸料器,所以=0 由式(2-10) 则 2.3.5 倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算: (2-13) 式中:因为本输送机是倾斜运输,所以 H= =138.899.8124.2=32939N 由式 =1.785480.454+1373.34+1620+32939 =44452N 2.4 传动功率计算 2.4.1 传动轴功率()计算 传动滚筒轴功率()按式(2-14)计算: (2-14) 所以 2.4.2 电动机功率计算 电动机功率,按式(2-15)计算: (2-15) 式中——传动效率,约0.85~0.95中任一值; 查表得到传动滚筒及联轴器效率以及二级减速器效率,分别为0.98和0.94,则 =0.980.94=0.92 按照所得出的值,查电动机型谱,依就大不就小原则来确定电动机功率。则各型号确定如下表(2-6)所示: 表2-6 电机功率 驱动装置组合号 传动滚筒直径 电机 减速器 制动器 110KW 169 1000mm Y315S-4 DCY355-50 YWZ5-315 2.5 输送带张力计算 皮带输送机输送带的不同部位具有不同的张力,这种现象的原因有很多,在输送带的张力根据以下正常运行情况下,可以这样做: (1) 输送带上有运输物料时,输送带和滚筒相互间不打滑,且输送带与传动滚筒之间全部通过摩擦来获得圆周力,由输送带所受到的张力保障。 (2)在带式输送机的传送带上,以确保两个辊之间的张力在凹陷是低于预定值。 2.5.1 输送带不打滑条件校核 传动滚筒与输送带之间的力通过摩擦传送。如图(2-3)。 图2-3 如图2-3所示,传动滚筒松边的输送带最小张力应符合 传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数k=1.2;对输送机不符合惯性小、起动和制动平稳特性的可取较大值;否则,取较小值。取1.5 ——摩擦系数,见表2-6 表2-6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 工作条件 光面滚筒 胶面滚筒 清洁干燥 0.25~0.03 0.40 环境潮湿 0.10~0.15 0.25~0.35 潮湿粘污 0.05 0.20 取=1.5,由式 =1.544452=66678N =0.25,=.查得尤拉系数=2.40。 对常用C==0.71 =0.7166678=47341.38N 2.5.2 输送带下C=0.71垂度校核 带式输送机皮带,以保证下降在一定范围内,在任何时间点,根据带式输送机的最小张力式(2-16)和(2-17)进行了验证。 承载分力 (2-16) 回程分支 (2-17) 式中——许可的最大垂度0.01; ——上托辊之间距离(最小张力处);=1.2m. ——下托辊之间距离(最小张力处);=3.0m. 取=0.01 , 由式(2-16)得: 2.5.3 各特性点张力计算 利用逐点张力计算法,对以下各特性点进行张力计算,以便于确定输送带作用于各改向滚筒的合张力,拉紧装置拉紧力和凹凸弧起始点张力等特性点张力,如图2-4所示。 图2-4 张力分布点图 (1)运行阻力的计算 将各特殊点以分离点为起始,依次设为1、2、3、…,一直到相遇点7点,如图2-4所示。 根据前文选择的ST2000型钢绳芯输送带和其各项数据(纵向拉伸强度2000N/mm;带厚20mm;输送带质量34Kg/m.)进行运行阻力的计算。 1) 承载段运行阻力 由式(2-18): (2-18) 物料每米质量q== 由式子 表2-7常用的托辊阻力系数 工作条件 平型托辊 槽型托辊 室内清洁,干燥,无磨损性尘土 0.018 0.02 空气湿度,温度正常,有少量磨损性尘土 0.025 0.03 室外工作,有大量磨损性尘土,污染摩擦表面 0.035 0.04 表2-8 DTII型托辊组转动部分质量 托辊形式 带宽 B/mm 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 上托辊槽型 铸铁座 14 22 25 47 50 70 72 冲压座 11 17 20 — — — — 下托辊槽型 铸铁座 12 17 20 39 42 61 65 冲压座 11 15 18 — — — — 查表2-7及表2-8得=25kg,托辊间距=1.2m,=0.04m ==20.83kg/m.代入上式子得 =+ =48.41KN 当承载段向上运行时,承载段的下滑力为正。 2) 回空段运行阻力 由式(2-19) (2-19) 有式子 查上表选出=20kg,=3.0m,=0.035. ==6.67kg, 代入上式得 =—6.71KN = =—0.34KN ==0.22KN =-6.71-0.34+0.22=-6.83KN 当承载段向上运行时,回空段向下运行。此时,回空段下滑力为负。 3) 最小张力点 通过上面的计算得知,最小张力点是3点。 (2) 输送带上各点张力的计算 1)4点的张力由悬垂度条件决定 输送带的平稳运行防止物料的洒落,有利于输送机的工作效率,为达到这一效果,须使得输送带的悬垂度不超过托辊间距的千分之二十五,当承载段为满足最大悬垂度时,所需的最小张力为 式中 ——输送带在承载段的最小张力,N; ——输送带所许可的最大悬垂度,; 代入上式得 5(138.89+34)1.2cos9.81=9.87KN 2)计算各点的张力 因为S4=9.87KN,选=1.05, 故有 KN KN KN KN KN (3)验算传动滚筒分离与相遇两点的张力关系 滚筒围包角为=200°。选摩擦系数=0.25。皮带机输送机图纸高清并取摩擦力备用系数n=1.2。 由式(2-20)可算得允许的最大值为: (2-20) = =74.28KN=48.77KN 式中 n——摩擦力备用系数,取1.15~1.2中任一值; ——摩擦系数, ——输送带与两个滚筒间的围包角之和, 故摩擦条件满足。 2.5.4 输送带强度计算 (1) 输送带的计算安全系数 由公式2-21可知。 (2-21) 其中,. 2.4KN = 输送带的许用安全系数 由式子2-22知 (2-22) 其中 -基本安全系数; -附加弯曲伸折算系数; -动载荷系数,一般取1.2-1.5; -输送带接头效率; 查?通用机械设计?选出表2-9 表2-9 3.0 1.8 1.2 0.85 代入上式得 (3)输送带强度验算 m7.624,输送带强度满足要求。 查?通用机械设计?选出表2-10 表2-10 ST2000型钢绳芯带中钢绳直径d 钢丝绳间距L 带厚h 6mm 12mm 20mm 3驱动装置的选用与设计 3.1电机的选用 电动机的选用根据设计所需要的额定转速而选择,平常所选用的电动机转速不低于500r/min,本次设计所需要电动机的总功率为101kw。因此选用功率为110kw的电机。 3.2 减速器的选用 带宽1200mm,查表得传动滚筒的直径D=1000,则工作转速为: 已知电机转速为=1480r/min , 则电机与滚筒之间的总传动比为: 本次设计选用 DCY 315-40型二级硬齿面圆锥-圆柱齿轮减速器,传动比为 图3-1 减速器示意图 电动机和传动滚筒都是用联轴器,故传动比1。 或将中间托辊与两侧托辊错开布置。 (2)选型 托辊类型有槽形托辊4-1、、 图4-1槽形托辊 槽形托辊是由三个托辊构成的托辊组,它的形状像U,两边高,中间低,适用于运送散状物料,这种构形可防止物料的洒落,且增大运输能力。本次设计的上托辊就是选择DTII04C0323型号的槽形前倾托辊. 平形托辊倾角为由一个平直的辊子构成,适用于运送成件物品,本次设计的下托辊为回程无承重,为保持皮带的张力选用DTII04C2123型号的平形托辊。平行托辊的结构简图如下: 图4-2 平行托辊 缓冲托辊分为橡胶圈式缓冲托辊与弹簧板式缓冲托辊,其结构简图如下所示,主要用来减少物料对输送带的冲击,本次设计选用DTII04C0723型号的橡胶圈式缓冲托辊。 图4-3缓冲托辊 a)橡胶圈式 b)弹簧板式 按照胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则,将皮带输送机的托辊间距设置为承重上托辊为1.2m~1.5m,回程空段下托辊为3m或取为上托辊间距的两倍。皮带机电气控制原理图 为使皮带更好的与滚筒进行连接过渡,减小皮带在过渡段的边缘应力保护皮带,所以在皮带运输机的头部和尾部分别设计一组过渡托辊。过渡托辊与端部滚筒的中心距不超过800~1000mm,且过渡托辊的槽角为与两种。 皮带输送机在运行过程中,输送带容易跑偏,对于这种现象常采用不同形式的调心托辊进行修正。由于有载分支有承重不易跑偏所以每隔10组槽形托辊放置一组调心托辊,回程空载分支易跑偏每隔6~10组平型托辊放置一组调心托辊。 回转式调心托辊,槽形调心托辊用于有载分支,其防跑偏原理与前倾托辊相同,这种调心托辊在固定型带式输送机上应用的很多。 托辊的间距设计由带宽B=1200mm,上托辊间距=1.2m,下 =3m,35°,0°。上托辊φ108,L=465mm,轴承4G305,单个上托辊转动部分质量=7.1kg.下托辊φ108,L=1400mm,轴承4G305,单个下托辊转动部分质量=10.56kg。 表4-1 托辊技术规格表 托辊直径mm 托辊轴径mm 轴承型号 托辊长度mm 托辊轴外伸长mm 旋转部分质量kg 托辊质量kg 89 20 4G204 200 14 2.08 2.79 250 2.15 2.98 315 2.58 3.58 465 3.87 5.24 600 4.78 6.48 750 5.79 7.87 25 4G205 950 17 7.23 11.21 108 25 4G205 4G305 315 3.53 5.07 380 4.07 5.86 465 4.77 6.89 600 5.89 8.53 700 6.72 9.74 950 8.74 12.77 1150 9.4 13.99 1400 10.03 15.62 133 25 4G305 380 6.3 8.21 1150 16.9 20.97 159 465 9.64 12.02 1400 25.82 31.52 4.1.2 托辊的校核 (1) 上托辊的校核 本次设计所选用的为槽形前倾托辊上托辊,其结构简图如4-4下: 图4-4槽形前倾托辊结构简图 1)承载分支的校核 式中 ——有载分支托辊的静载荷(N) ——承载分支托辊间距(m) e——辊子载荷系数,查《通运机械设计手册》表2-35选e=0.8 v——带速(m/s),已知v=2m/s ——每米长输送带质量(kg/m),已知=13.125kg/m ——输送能力(kg/s) 由参考文献《运输机械设计选用手册》表2-72查得.代入上式得 =0.165120.911000= 300.5kg/s =1538.6N 查《运输机械设计选用手册》表2-74得,承载能力为4400N,上托辊直径为108mm,轴承型号为4G305,长度为380mm,大于计算所得,故满足要求。 2)动载计算 承载分支托辊的动载荷为: 式中:—— ——运行系数,取1.2; ——冲击系数,取1.04; ——工况系数,取1.00。 则:=1538.61.21.041 =1920.2N4400N 所以计算结果表明承载分支托辊满足动载需求。 4.2 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 4.2.1 改向滚筒合张力计算 根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。 头部180改向滚筒的合张力: ==58.28+61.19=119.47KN 尾部180改向滚筒的合张力: ==9.4+9.87=19.27KN 4.2.2 传动滚筒合张力计算 根据各特性点的张力计算传动滚筒合张力: 传动滚筒合张力: KN 4.3 传动滚筒强度的验算与直径的确定 4.3.1传动滚筒结构 其结构示意图如图所示: 传动滚筒直径d=1000mm,获得质量m=886kg。 如果传输效率为=0.97,则 则轴的角转速 轴的最小直径的确定 式 选取轴的材料为45,调质处理,取=112。于是 得 传动滚筒轴的结构设计 拟定轴上的零件方案,现选用下图 的装配方案。 图4-6传动滚筒图 ②根据定位和装配的要求确定轴的各段直径和长度,轴的左边部分如下图所示。 ③轴上零件的周向定位联轴器与轴的定位均采用平键联结,滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为m6。 确定轴上圆角和倒角尺寸 取周端倒角为,各轴肩处的圆角半径为R2。 求轴上的载荷 轴的受力简图如所示,轴在水平方向的受力如图所示, 由M(A)=0,可求得,上图可知 =71883N 轴在垂直方向的受力如图所示, 由M(A)=0,可求得, 扭矩图为 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面E是轴的危险截面。 按弯扭合成应力校核轴的强度 根据式 式中 --------轴的计算应力,MPa; M-----轴所受的弯矩,单位为,。 T-----轴所受的扭矩,单位为,。 W----轴的抗弯截面系数,单位为,对没键槽的 由式 W= ---许用弯曲应力, 。 因有,因此,此轴安全。 (1) 按钢绳芯带绳芯中的钢绳直径与滚筒直径的比值 由式4-1可知D/d≧150 (4-1) 式中 D-传动滚筒直径,mm; d-钢绳芯中钢绳的直径,mm; D≧150d=1506=900mm 可以采用直径为1000mm的滚筒。 (2)验算滚筒的比压 比压要按相遇点滚筒承受的比压来算,因此滚筒所承受的比压较大。按最不利的情况来考虑,设总的牵引力由两滚筒均分,各传递一半的牵引力。 总的牵引力 故相遇点,其分离点所承受的拉力为 由式 0.7 故常用滚筒强度已经能够满足需求,不需再对强度进行验算。 改向滚筒按照直径可分为多种规格,选用时直接根据传动滚筒直径进行匹配。当改向角度为时,其直径可以比传动滚筒直径小一规格。改向或时可随改向角减小而适当取小1-2规格。 本次设计选用了2个直径800m的DTII04B6122型号的改向滚筒,改向180°以及2个直径为630的DTⅡ04B3081的改向滚筒以增大皮带的压力及包角。 5制动装置 5.1 制动装置的作用 DTII型固定式带式输送机时,用于运输货物,在一个倾斜的材料时,突然逆转的停车或运输材料的顺滑,导致材料的积累,所以需要的制动装置。 制动器是用来减速使其停止的机制,有时也可用于调整或限速机构,确保机构或机器安全工作的重要组成部分。 5.1.1 制动装置的种类 按照输送机的性能和使用环境,选择不同的制动器,带式输送机制动器的种类很多。常用的有带式逆止器、、 5.1.2 制动装置的选型 制动器主要按照下几点来进行选型: (1)根据运输机的运行状况对轴的负载转矩进行计算。 (2)负责制动部分的制动力矩,完全可以支持且有足够的储备,同时还能够保证较高的安全系数,安全要求应安装双重制动器。 (3)制动器应具有良好的散热功能,不会对使用人,机械本身和环境造成伤害。 本次设计的输送机向上运输,需用到时止装置。所以选择液压推杆逆止器。型号为YWZ 5-315/80.制动轮直径315mm,制动力矩630-1000N·m.退距1.25m. 5.2拉紧装置 5.2.1 拉紧装置行程 由式(5-1) (5-1) 表5-1 常用输送带的延伸率与接头长度 胶带种类 弹性延伸率 悬垂度率 接头长度/m 棉帆布胶带 0.01 0.001 2 尼龙胶带 0.02 0.001 2 钢绳芯胶带 0.0025 0.001 下面值+1 ST2000钢绳芯输送带的接头长度为1.45mm. 查表4-1得=0.0025,=0.001,=1.45m,代入上式得 100(0.0025+0.001)+1.45+1=2.8m 所以令=3m. 5.2.2 拉紧力与拉紧装置 张紧装置的作用: (1)为了让输送带具有足够的张力,使传动滚筒的力可以通过摩擦较大效率的传递到输送带上,使皮带输送机能够正常运行,同时也可以防止输送带打滑。 (2)使得皮带在托辊与托辊之间保持较为平直的方式,确保物料不会因为皮带的松弛而撒料和增加运动阻力。 机尾存在最小张力点,所以把机尾滚筒作为拉紧滚筒,经计算所需的拉紧装置的总的质量为 =10.5t5t 采用悬挂重锤的方式。 6其他部件的选用 6.1 机架与中间架 6.1.1 机架 机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置。 机架有四种结构如图6-1所示。可满足带宽500~1400㎜、倾角、围包角多种形式的典型布置。并能与漏斗配套使用。 图6-1 机 架 a. 01机架:用于倾角的头部传动及头部卸料滚筒。选用时应标注角度。 b.02机架:用于倾角的尾部改向滚筒或中间卸料的传动滚筒。 c.03机架:用于倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒,围包角小于或等于。 d.04机架:用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于单滚筒传动,也可以用于双滚筒传动(两组机架配套使用)。围包角大于或等于。 e. 01,02机架适于带宽500~1400mm;03,04机架适于带宽800~1400mm。 本次设计的带式输送机选择02机架。 6.1.2 中间架 中间架的作用主要是安装托辊。 本次设计的DTII型固定式带式输送机选用型号为DTII04J07111的标准中间架和型号为DTII04J081121的支腿。 6.2 给料装置 6.2.1 对给料装置的基本要求 输送机中的给料装置对皮带输送机相当重要,它的结构是否合理决定了输送带的使用期限。因此给料装置需要达到以下要求:当物料从给料装中到达输送带时,它的速度应与带速接近,给料时从皮带的中心进行,这样可以确保物料均匀的给到输送带上,同时给料设施与输送带的拦板不要太紧连接,以减少物料落差。输送物料的物理和力学性能的变化与运输材料或条件改变时,可以调整材料的速度和更好的性能,尤其是当运输提供了强大的粘性材料,无堵塞,结构紧凑,可靠,具有良好的耐磨性,等。 运输散装材料时,应先将小块和粉末卸在传送带上形成垫层,以防止运输散装物料的损伤;当输送尖锐,具有磨损性物料时,应将皮带受料段布置为水平;当在倾斜段装料时,防止撒料,需要装栏板装的高且长。 给料漏斗的宽度不可以超过输送带宽度的。同时输送物料也有严格要求。 6.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 大块物料输送时需要将栏板下缘设置的与输送带间的间隙逐渐的增大,以方便挤压在拦板下面的物料随着输送带向前,从拦板下面被带出,这样可避免输送带被划伤。 为了让物料在前期不从栏板与输送带间的间隙滑出,在栏板外侧装厚8~16mm的密封用硬橡胶面,或将托辊组侧托辊倾角增大到~,这时仅用金属拦板导流就能形成稳定的物流。 栏板的长度依据物料速度与皮带速度两者之间的速度之差大小而决定。拦板间的距离一般为~之间。 6.3 卸料装置 带式输送机卸料可以在末端也可以在中间,当在末端卸料时不需要专门的卸料装置,但在中间卸料时需要卸载挡板或卸载小车。 平直卸载挡板与V形卸载挡板主要用于平皮带输送机进行卸件货,但对输送带的影响十分严重,还会增加带条运行阻力,因此不建议采用。 本次设计在末端卸料,所以不需要专门的卸料装置。 6.4 清扫装置 输送机皮带在运行中有些物料无法卸净,致使表面粘有物料,皮带在通过下托辊或改向滚筒时,粘在皮带表面的物料会加剧托辊和输送带的磨损,引起输送带跑偏。所以清扫装置也是皮带输送机中相当重要的一部分。可以保证输带的正常工作且提高输送带的的寿命。 清扫装置有以下几种,如重锤清扫装置,弹簧清扫器,合金橡胶清扫器,空段清扫器,水力清扫器。本次设计采用弹簧清扫器和空段清扫器。 (1)弹簧清扫器 常用的清扫装置是弹簧刮板清扫器,如图6-2所示: 图6-2弹簧清扫器 1-刮板 2-弹簧 弹簧清扫器是固定方式是刮板架两端靠弹簧压紧。可以安装在卸料滚筒的下部或者卸料滚筒与增角滚筒之间的输送带下部。 (2)空段清扫器 为防止运输过程中散料粘结在改向滚筒表面,造成张力不均,影响输送带,所以需要在回程段改向滚筒进口处安装清扫器。利用橡胶条或输送带做成的“人”字形或“/ ”形刮板清扫器安装在与输送带适当的距离上,然后将其固定。 同时在回空输送带的上表面且靠近机尾换向滚筒外也安装空段清扫器。 6.5 头部漏斗 头部漏斗主要是为了使物料更好的到达皮带并控制运输方向,同时也可以起防尘作用。 (1) 本系列漏斗有普通型和调节挡板型两种。其中普通型又可分为不带衬板和带衬板两种。 带速范围:≤2.5m/s,3.15m/s,调节挡板式带速范围1.6~5m/s;带衬板漏斗在水平运输时可达4m/s。 因为本次设计的带速为2m/s,所以选择DTII04J22373型号的调节挡板型漏斗。皮带机输送机安装皮带视频 6.6 电气及安全保护装置 为保护人身安全,监测仪器设备是否正常运行,需要安装安全保护装置,以防止意外发生,并及时报警。 (1)所有安全保护监测设备才应当依照有关国家标准或者专业标准要进行设计及使用。 (2)电气设备的保护:主回路要求有电压、电流仪表指示器,并有断路、短路、过流(过载)、缺相、接地等保护及声、光报警指示,指示器应灵敏、可靠。 (3)安全保护和监测;按照皮带输机的工作情况和工艺情况及系统选择,一般用到的保护,监测装置如下所示: a.输送带跑偏监测:监测装置安装在输送机头部、尾部,中间及易跑偏的点,5%带宽偏移量时为轻度跑偏引发信号和报警,重度跑偏量达l 0%带宽偏移量时为重跑偏,引发延时动作,报警、正常停机情况。 b.打滑监测:对于传动滚筒与输送带两者的线带速度进行监测,若两者的的线速度之差超过一定值就会引发报警、自动张紧皮带或下常停机。 c.超速监测:适用于向下运输时速度的监测,当超越到均规定带速的l15%~l25%时报警并紧急停机。 d.沿线紧急停机用拉绳开关,沿输送机全长在机架的两侧每隔60m各安装—组开关,动作后自锁、报警、停机。 e.其它根据需要进行选择。 7 结 论 本次设计主要是根据现有的设计标准进行仿形设计,严格依据设计标准和有关规范进行设计与计算。 设计的主要成果为: (1) 熟练地掌握了输送机各部分的结构、原理和功能,了解了国内外的发展现状。 (2) 对输送机中出现问题和解决方法有了一定的了解。 致 谢 参 考 文 献 [1] 唐金松.简明机械设计手册(第二版).上海科学技术出版社,2002-6. 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