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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
1引言
皮帶運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中由于運(yùn)輸?shù)臇|西沉重，和貨物在往運(yùn)輸帶上放的時(shí)候的方向方法不同，所以會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸帶的跑偏，我們這里研究的就是防止運(yùn)輸帶的跑偏過(guò)程。
在帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，輸送帶的縱向中心線偏離輸送機(jī)理論中心線的現(xiàn)象稱輸送帶跑偏。它的表現(xiàn)是輸送帶邊緣至托輥或滾筒邊緣的距離與理論值相比或大或小。輸送帶的跑偏會(huì)使輸送帶與機(jī)架、托輥支架相摩擦，造成邊膠磨損。嚴(yán)重的跑偏會(huì)使輸送帶翻邊，若在滾筒表面邊緣有凸起的螺絲頭、覆蓋膠層局部剝離、劃傷等事故。跑偏會(huì)導(dǎo)致輸送機(jī)的事故停機(jī)次數(shù)增多，影響生產(chǎn)；跑偏還可能引起物料外撒，使輸送機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性下降。
為此，曲柄連桿式自動(dòng)調(diào)偏裝置最突出的特色是曲柄連桿機(jī)構(gòu)。調(diào)偏架通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在底座上，兩端對(duì)稱連接制作的連桿，連桿末端固定立輥。安裝在曲柄上的兩側(cè)立輥靠近輸送帶邊緣，一有跑偏出現(xiàn)，輸送帶就壓向該側(cè)立輥，使立輥隨著曲柄向外轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄和連桿拉動(dòng)調(diào)偏架按輸送帶運(yùn)行方向旋轉(zhuǎn)一定角度，從而產(chǎn)生調(diào)偏。
特點(diǎn)：
1 這個(gè)裝置是無(wú)源裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
2 通過(guò)連桿作用，比不使用連桿的調(diào)偏方式大，作用快。
3 通過(guò)復(fù)位彈簧的作用，可以減少?zèng)]有復(fù)位彈簧時(shí)，皮帶在托輥上左右蛇形的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
1—立輥 2—調(diào)偏架 3—支架 4—底座
5—中間轉(zhuǎn)動(dòng)部分 6—連桿1 7—連桿2
整體調(diào)偏工作原理圖
2系統(tǒng)分析
2.1工作原理
連桿彈簧復(fù)位式自動(dòng)調(diào)偏裝置最突出的特色是連桿彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)。由上圖分析，調(diào)偏架通過(guò)滑動(dòng)軸承固定在軌道上，兩端對(duì)稱連接連桿，連桿2末端固定立輥。安裝在連桿上的兩側(cè)立輥靠近輸送帶邊緣，一有跑偏出現(xiàn)，輸送帶就壓向該側(cè)立輥，使立輥立即隨著連桿2向外轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿拉動(dòng)支架按輸送帶的運(yùn)行方向旋轉(zhuǎn)一定角度，從而通過(guò)受力分析，產(chǎn)生調(diào)偏作用，當(dāng)皮帶回到中心時(shí)，在一側(cè)彈簧的作用下，支架又被拉回到了不偏轉(zhuǎn)的位置上。從而也就完成了整個(gè)的調(diào)偏過(guò)程
2.2初始條件：
皮帶帶寬B＝1200mm 輸送量Q＝2000t/h 帶速V＝2.5m/s 托輥間距a=1.5m
2.3計(jì)算過(guò)程與分析
2.3.1阻力計(jì)算
（1）輸送機(jī)所受的主要阻力（ISO5048）：
FH＝fLg[qR0+qRu+(2qB+qG)cosδ
f 模擬摩擦系數(shù)
f＝0.020 工作環(huán)境良好、制造、安裝良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小。
L 托輥長(zhǎng)度
g 重力加速度
qR0輸送機(jī)承載分支每米托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量 查表取20kg/m
qRu輸送機(jī)回程分支每米托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量
qB 每米輸送帶質(zhì)量
查表為23kg/m
qG 物料每米質(zhì)量
=222.22kg/m
δ 機(jī)身傾角 δ取3°
最后求得
FH＝26.57N
(2)輸送機(jī)所受的特殊阻力：
FT=μN(yùn)=
μ皮帶與托輥的摩擦系數(shù)
μ取0.4
b1 前傾托輥與輸送帶接觸長(zhǎng)度
當(dāng)跑偏0.075m時(shí)通過(guò)計(jì)算知
b1＝0.443m
最后求得
FT=359.66N
2.3.2載荷計(jì)算
（1）由CEMA所給出的托輥載荷的計(jì)算方法去計(jì)算承載托輥：
由公式：
K1物料系數(shù)
等長(zhǎng)三輥槽形托輥組
K1＝0.7
K2輸送帶系數(shù)
等長(zhǎng)三輥槽形托輥組
K2＝0.4
通過(guò)計(jì)算得
P中＝1977.05N
P側(cè)＝＝423.65N
CEMA方法中：
作用在中間托輥上的力就70%，作用在側(cè)托輥上的力為15%.
2.3.3總阻力計(jì)算
帶在未跑偏時(shí)，所受的總的阻力為：
F總＝FH+FT+(P中+ P側(cè)*2)μ=2590.9N
當(dāng)帶跑偏75mm時(shí)，額外增加的對(duì)側(cè)托輥的載荷
F額= =318.88N
F摩側(cè)＝127.55N
F總半＝＝1295.45N這里取1300N
2.3.4彈簧彈力計(jì)算與選擇
故彈簧的最小應(yīng)提供的力為1300N，才能保證彈簧能夠?qū)⒄{(diào)心托輥拉回或推回到原位，這里取
F彈＝1300N
彈簧的選擇：
最小工作載荷：
P1＝1300N/m
由表查得：
彈簧截面圓直徑 d=8mm
中徑 D=80mm
工作極限載荷 Pj=1504N
工作極限載荷下的變形量 fj=19.03N/mm
具體計(jì)算：
工作行程先取 h=50mm
最大工作載荷 Pn=1300N
初算彈簧剛度 P==10.84N/mm
由表通過(guò)彈簧截面直徑和中徑得到
單圈剛度 Pd=79N/mm，
通過(guò)計(jì)算有效圈數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)值n=10
總?cè)?shù)
彈簧剛度
工作極限載荷下的變形量
節(jié)距
自由高度
彈簧外徑
彈簧內(nèi)經(jīng)
螺旋角
展開長(zhǎng)度
最小載荷時(shí)的高度
最大載荷時(shí)的高度
極限載荷時(shí)的高度
實(shí)際工作行程
故彈簧的總技術(shù)要求如下：
1.總?cè)?shù)： n1=12
2.旋向?yàn)橛倚?
3.展開長(zhǎng)度 L=3031.79mm
4.硬度為 HRC=4550
5.彈簧固定在兩桿中間，起到當(dāng)支架跑偏時(shí)復(fù)位的作用。
2.3.5調(diào)偏架的固定
調(diào)偏架通過(guò)滑動(dòng)軸承，固定在離支架500mm的位置上。調(diào)偏架的高度由余弦定理求出，調(diào)偏架的高度為424mm.通過(guò)滑動(dòng)軸承固定在底座上。
2.3.6兩連桿的固定及計(jì)算
由于支架只能旋轉(zhuǎn)15°，所以需保證兩桿之間的夾角為105°，由余弦定理
c=500 θ＝105° a=b=314.98mm
故桿應(yīng)為
314.98mm
當(dāng)連桿拉動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)15°時(shí)，支架擺過(guò)的距離為mm
通過(guò)上面的計(jì)算，知彈簧被壓縮了50mm，提供了1300N的力，這個(gè)力恰好能使偏轉(zhuǎn)的支架回到平衡位置。
由于彈簧的自由長(zhǎng)度為 H0＝282.3mm
由余弦定理算出固定位置為距離兩連桿連接處的178.48mm
2.3.7其它桿件的安裝
兩立輥與皮帶接觸就留用10㎜間距。
2.3.8立輥的規(guī)格
立輥依據(jù)經(jīng)驗(yàn)及所受的載荷和帶寬確定為60mm.直徑為25mm
3．系統(tǒng)說(shuō)明
安裝調(diào)試完畢后，自動(dòng)糾偏裝置的維護(hù)與保養(yǎng)
一、 緊固螺栓要每周檢查一次，防止松動(dòng)變位。
二、 每周應(yīng)將傳動(dòng)部分的灰塵進(jìn)行一次清除。
三、 每當(dāng)設(shè)備檢修時(shí)，應(yīng)對(duì)自動(dòng)糾偏裝置進(jìn)行除銹，并涂刷面漆。
四、 使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查，如發(fā)現(xiàn)有損壞部件，要及時(shí)更換。
4. 心得體會(huì)
經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的努力,我終于將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)做完了.在這次作業(yè)過(guò)程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計(jì)算,一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改這都暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。至于畫裝配圖和零件圖,由于前期計(jì)算比較充分,整個(gè)過(guò)程用時(shí)不到一周,在此期間,我還得到了許多同學(xué)和老師的幫助.在此我要向他們表示最誠(chéng)摯的謝意.
盡管這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的,過(guò)程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅對(duì)制圖有了更進(jìn)一步的掌握;Auto CAD ,Word這些僅僅是工具軟件,熟練掌握也是必需的.對(duì)我來(lái)說(shuō),收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問(wèn)題的方法與能力.在整個(gè)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).總體來(lái)說(shuō),我覺(jué)得做這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái),從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).有時(shí)候,一個(gè)人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會(huì)更完美!
參考文獻(xiàn)
[1]宋偉剛，通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5
[2]張鉞 ，新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，冶金工業(yè)出版社，2001.2
[3]成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本彈簧起重運(yùn)輸件五金件，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1
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