波狀擋邊帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)(CAD圖紙+SolidWorks三維模型+說明書)
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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(jiǎn)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(tái)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(tái),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(dòng)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(tái)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
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Abstract
Thelargedipbelt?conveyorhasacommon?belt?conveyorstructure?is?simple,?reliable?operation,easy?maintenance,?and?has?alargedipconveyor,?compact,?small?footprint,and so on,which?isthedeliveryofbig?dipandthe ideal?equipmentfor
Verticalliftingmaterials.Corrugated?sidewallbelt?conveyorwas?first?proposed?byformerWest?GermanySCHOLTZcompanydevelopedinthe?early?1960s,there?arenearly40-year?history,itstechnology?patentshave?beentheBritishDOWTRcompanyJapanBANDOcompanyto buy,andapproved?for?production,?has?been?
Theformation?ofribsmachinearoundthe?worldtomanufacture?and?sale?ofnetwork.
TheonlySCHOLTZcompany(now?renamedfor TRELLEXFLEXOWELL
company)designedformore?than?90 countries producemore?than?50,000
Setsofribsmachinewidely?used?incoal,grain,buildingmaterials,construction,?metallurgy,?electricpower,?chemicalandlightindustries.Ribsmachinefromthe
early1980s,Chinastarted?to?develop,have?been?producedover?5000units,atotalofmore?than?80production?plants.This?year,ribsgraduallyupgradetoalarge
height?(maximumreached203M),alargetransmission?capacity(at?up?to6000t
/h)direction,inthefieldofunderground?miningandunderground?construction,
surface?mining,?large-scaleself-unloadingmachines?and?otherhaveused.Thebiggest?characteristicofthelargeinclinationof?belt?conveyoristoreplacetheordinaryconveyor?beltconveyorofcorrugated?sidewall.As?foritsworkingprinciple?and?structure,anduniversalbelmachine.Therefore,likthedrive?pulley,?dragroller,?tensioning?device,theintermediatemachine,inthemiddleleg,tailstock,discharge
funnel,headguard,emptyparagraphcleaning,protection?devicesand?othecomponentswhich?arecommonbeltconveyorthecorrespondingpartsofthemachineisuniversal.Thisdesigtaskisainclination?of55,thetransmissioncapacityof200h,corrugated?sidewallbeltconveyor.
Keywords:dip;belt;wavyribs
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(jiǎn)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(dòng)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
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Svedala?Flexowell公司就開始研制這種帶式輸送機(jī)。其注冊(cè)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(tái),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(tái)。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)。現(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Lake?Shore?Ming公司、英國的Dowry?Meco、Namec、法國的Bandabor等公司均生產(chǎn)這種大傾角帶式輸送機(jī)。
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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(shì)。
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(tái)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(tái)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(tái)。
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(tái)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(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(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)。
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(dòng)化控制對(duì)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。
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(dòng)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(jiǎn)單、便于維護(hù)、能耗較小、使用成本低的輸送設(shè)備而會(huì)得到更寬廣的應(yīng)用范圍,市場(chǎng)前景十分看好。
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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(dòng)滾筒帶動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)單、對(duì)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(chǎng)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(jiǎn)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(tái)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(píng),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(huì),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(huì)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(>25o)直至
垂直提升等,這些場(chǎng)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(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)整條輸送線運(yùn)轉(zhuǎn),并且通過液壓油缸來對(duì)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(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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??焖倬鶆蜉斔汀?
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(jiǎn)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(dòng)蝸桿渦輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾筒帶動(dòng)整個(gè)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),主要由驅(qū)動(dòng)裝置,主動(dòng)滾筒,被動(dòng)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(dòng)裝置是整個(gè)輸送帶的核心部分,通過電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)從而帶動(dòng)主動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)滾筒與輸送帶在摩擦力的作用下帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行,從而帶動(dòng)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(dòng)裝置,傳動(dòng)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(dòng)裝置等等.
2.2.2布置方式
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),借
助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力,使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式
輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)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(dòng)方式,即驅(qū)動(dòng)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(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分,可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用,凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的,即為單驅(qū)動(dòng)方式,故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式,“單點(diǎn)”兩字省略。
? 單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單,在考慮驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。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(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jí)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(jí)驅(qū)動(dòng)不平衡系數(shù),一般在0.9~0.95之間選取,單電機(jī)驅(qū)動(dòng)η’’-1;由表17-1,選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y200L1-6,額定功率5.18kw,轉(zhuǎn)速970r/min,最大轉(zhuǎn)矩2.0,轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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,查表可得,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=200°μ=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(dòng)條件:即輸送帶的張力必須保 證工作時(shí)輸送帶在傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的最大圓周力,啟動(dòng)時(shí):Fmax=Ka*Fu;,啟動(dòng)系數(shù)Ka=1.5~1.7;Fmax=5895x1.7=10022N;
U為傳動(dòng)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(duì)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16×365×8=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=315.1N?FA2=FS2=315.1N;
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷
P1、P2根據(jù)課本P263表(11-9)取f?P=1.5;根據(jù)課本P262(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;?
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;?
∵P1=P2故取P=750.3N;?
∵角接觸球軸承 ε=3?;
軸承運(yùn)動(dòng)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(dòng)等因素都會(huì)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(huì)防礙直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性,引起振動(dòng)和噪音,振動(dòng)會(huì)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(cè)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(dòng)和沖擊場(chǎng)合FS取1.0 1.5,受振動(dòng)和沖擊工作場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(shí),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(dòng)。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)樗俏矣眯摹⒂煤顾删偷?,也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)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(shí),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)
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