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摘要 隨著科技的發(fā)展，大傾角輸送機已在運輸行業(yè)廣泛使用起來。本篇論文簡單介紹了帶式輸送機現(xiàn)狀及國內(nèi)外的技術(shù)差距，詳細的說明了輸送機的分類及特點，闡述了輸送機的工作原理并設(shè)計出了一套可行性較高的總體方案，通過已給定的參數(shù)進行一系列的設(shè)計計算對輸送機各個部件做出設(shè)計選型，完成整個機體的設(shè)計。大傾角帶式輸送機的基本部件均可與普通輸送機通用，因此維修方便，而與通用帶式輸送機相比，大傾角帶式輸送機可以以0°～90°任意角度進行輸送，這大大地減少了機器的占地面積也節(jié)約了工程投資的費用，為我國輸送行業(yè)的發(fā)展做出了巨大地貢獻。 關(guān)鍵詞 帶式輸送機；大傾角；滾筒 Abstract With the development of science and technology, large angle conveyors have been widely used in the transportation industry. This paper briefly introduces the status quo of belt conveyors and the technological gaps at home and abroad. It explains in detail the classification and characteristics of conveyors, elaborates the working principle of conveyors and designs a set of feasible overall plans. A series of design calculations are performed on the given parameters to design and select the various components of the conveyor to complete the design of the entire body. The basic components of the large-angle belt conveyor can be used in common with common conveyors, so it is easy to maintain. Compared with the universal belt conveyor, the large-angle belt conveyor can be transported at any angle from 0° to 90°. Greatly reduced the area of the machine also saved the cost of the project investment, and made great contributions to the development of the transportation industry in China. Keywords belt conveyor large angle roller II 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 帶式運輸機的現(xiàn)況 1 1.1 帶式輸送機的分類及特點 1 1.2 帶式輸送機的工作原理 3 1.3 所選課題的內(nèi)容及意義 3 2 總體設(shè)計方案 5 2.1 總體設(shè)計 5 2.2 輸送機主要部件用途及選擇 5 2.3 布置形式的選擇 8 2.4 托輥間距離的選擇 8 3 輸送機參數(shù)的設(shè)計計算 9 3.1 輸送機輸送量的計算 9 3.2 輸送機的運行功率及張緊計算 10 3.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力 10 3.2.2 張緊力的計算 11 4 輸送機部件的選型 13 4.1 輸送帶 13 4.1.1 輸送帶的選用 13 4.1.2 輸送帶的結(jié)構(gòu)與選用 13 4.2 電動機的選用 17 4.3 減速器的選用 17 4.4 托輥 18 4.4.1 托輥的分類與選用 18 4.4.2 輥子載荷計算 18 4.4.3 輥子軸的基本選擇 20 4.5 張緊裝置 21 4.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位 21 4.5.2 張緊裝置的分類 21 4.6 制動裝置 21 4.6.1 制動器的分類 22 4.6.2 制動力的計算 22 5 附屬裝置 24 5.1 給料裝置 24 5.1.1 對給料裝置的基本要求 24 5.1.2 裝料點的緩沖 24 5.2 清掃裝置 24 5.2.1 清掃器的類型 25 5.2.2 清掃器的安裝位置 25 5.3 機架 25 6 總裝圖 27 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻 30 IV 1 緒論 1.1 帶式運輸機的現(xiàn)況 現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和良好的國際形勢為帶式輸送機的發(fā)展帶來了前所未有的機遇?？偟膩碚f，國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展趨勢越來越好，輸送機功能越來越多。接下來將對國內(nèi)外帶式輸送機的現(xiàn)狀進行分析。國外帶式輸送機現(xiàn)狀：從工業(yè)技術(shù)上而言，國外帶式輸送機發(fā)展明顯快于國內(nèi)，特別是一些發(fā)達國家，帶式輸送機技術(shù)更是有了迅猛的發(fā)展。帶式輸送機的功能也比我們豐富很多，其應(yīng)用范圍比之前任何時候都更加廣泛。此外，同樣發(fā)展很快的還有帶式輸送機自身的技術(shù)和設(shè)備，以長距離、大運量作為主要的發(fā)展方向，因而大大地改善了輸送機運輸距離短、輸送量小的弊端。國內(nèi)帶式輸送機現(xiàn)狀：隨著改革開放開展的不斷深入，我國生產(chǎn)水平越來越高，工業(yè)發(fā)展對煤礦事業(yè)的需求也在進一步增大，這都將給我國帶式輸送機帶來極大的機遇。新中國以來，我國科技發(fā)展越來越快，這大大地提高了帶式輸送機技術(shù)，加快了帶式輸送機的發(fā)展?？傊?jīng)過我國帶式輸送機快速發(fā)展，帶式輸送機的類型越來越豐富。帶式輸送機隨著科技發(fā)展的頂力支持，不僅在輸送距離取得了極大的提高，帶式輸送機功率較之從前也有了大幅度的提升。由此可見，改革以來我國確實在帶式輸送機技術(shù)方面取得了巨大的發(fā)展。然而，站在國際的角度來講，依照我國目前的運輸技術(shù)確實與國外的存在相當(dāng)?shù)牟罹?，國外帶式輸送機技術(shù)仍然處在領(lǐng)先的水平。因此，雖然我們已經(jīng)在帶式輸送機的發(fā)展技術(shù)方面取得了極大的突破，但我們就此因為成績而不斷自喜，我們更要看到的是自身的不足以及與先進水平的差距，并且要不斷研究并學(xué)習(xí)他國的先進技術(shù)，努力提升自身的技術(shù)，縮小雙方差距，爭取做出進一步的突破性發(fā)展。 1.1 帶式輸送機的分類及特點 帶式輸送機是一種以摩擦力為動力并作連續(xù)運動輸送物料的機器，主要由輸送裝置、傳動裝置和輔助裝置等組成。帶式輸送機的類型多種多樣，大體可分為兩種類型：一種是普通帶式輸送機，這種帶式輸送機在輸送過程中，上帶面呈現(xiàn)為槽型，下帶面呈現(xiàn)為平型，整個輸送帶以托輥來支撐；另一種是擁有特殊結(jié)構(gòu)形式的帶式輸送機，這種輸送機都是依據(jù)工地現(xiàn)場的實際情況從而進行設(shè)計的，詳細介紹見圖1-1、1-2、1-3： 圖1-1 輸送機的分類及特點 圖1-2 輸送機的分類與特點 圖1-3 輸送機的分類與特點 1.2 帶式輸送機的工作原理 帶式輸送機主要由一條閉合輸送帶及套在輸送帶當(dāng)中兩端的輥子組成。其中，連接電動機的輥子稱為主動輥，則另外一端的滾筒稱為被動輥。輸送帶的傳動是通過帶與主動輥之間產(chǎn)生的摩擦力，而主動輥則是由于電動機通過減速器驅(qū)動。一般來說，主動輥安裝在卸料端以此增加牽引力，更便于輸送帶的拖動。 1.3 所選課題的內(nèi)容及意義 本次課題的主要內(nèi)容是完成45°大傾角帶式輸送機的設(shè)計。根據(jù)具體要求，確定傳動方案，完成各部件的設(shè)計選用以及重要部件的校核。最后完成設(shè)計計算說明書的書寫并畫出總體的裝配圖及部分部件的零件圖。 隨著我國輸送機技術(shù)的進一步提升，原本的普通輸送機已經(jīng)越來越不能滿足實際生產(chǎn)的需求，因此，必須要向長距離、大運量的方向發(fā)展。雖然我國在大傾角帶式輸送機方面已有涉足，但在國內(nèi)18°傾角以上的輸送機仍在改進發(fā)展階段，而煤礦運輸中使用的輸送機大都在18°～25°左右，所以，認真完成此次畢業(yè)設(shè)計，不僅能將學(xué)到的理論知識運用到實際設(shè)計當(dāng)中，更能為以后工作打下良好的設(shè)計基礎(chǔ)。 30 2 總體設(shè)計方案 2.1 總體設(shè)計 大傾角帶式輸送機設(shè)計最大的特點便是輸送角度較之普通輸送機有了較大的提升，因為輸送角度大，在上升輸送階段為防止物料下滑，因此選用了特殊輸送帶來代替了通用式輸送帶，輸送帶上裝有擋邊和橫隔板，可以在輸送過程中有效地阻止物料的下滑 設(shè)計內(nèi)容：45°傾角的帶式輸送機，其水平輸送距離7.3m、垂直提升高度3.3m、輸送量90t/h、帶速2m/s、物料堆積密度0.7t/m3。 2.2 輸送機主要部件用途及選擇 大傾角帶式輸送機作為現(xiàn)代運輸行業(yè)必要的運輸器械，被廣泛應(yīng)用于煤礦輸送和食品輸送，組成主要包括機頭部分（電機、滾筒等）、機身部分（托輥、支架等）、機尾部分、附屬裝置（張緊裝置、清掃裝置等），其主要作用及基本選擇如下： （1）輸送帶 輸送帶是輸送機的重要組成之一，其承載作用。此次設(shè)計為45°的較大傾角輸送，所以必須采用特殊的輸送帶來替代普通的輸送帶。普通輸送帶帶面平坦，雖略有粗糙感，但是物料上升過程中難免會產(chǎn)生下滑，而波狀擋邊輸送帶結(jié)構(gòu)與通用帶大有不同，由基帶、擋邊和橫隔板組成，橫隔板可以承載物料，擋邊可以防止物料泄露，便于大傾角輸送，故此選擇波狀擋邊輸送帶傳送。 圖2-1 普通輸送帶 圖2-2波狀擋邊輸送帶 （2）驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置是輸送機的動力部分，由電動機、減速器、聯(lián)軸器、傳動滾筒等組成，其基本傳動方案設(shè)計如下： 方案一：二級圓柱齒輪減速器 圖2-2 二級圓柱齒輪減速器傳動圖 結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。 方案二：二級圓錐-圓柱齒輪減速器 圖2-3 二級圓錐-圓柱齒輪減速器傳動圖 方案三：一級蝸桿減速器 1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-減速器 4-聯(lián)軸器 5-滾筒 6-輸送帶 圖2-4 一級蝸桿減速器傳動圖 蝸桿減速器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場合。 （3）改向滾筒 改向滾筒用作改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的下表面。 （4）壓帶輪 壓帶輪用于改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的上表面。 （5）清掃裝置 清掃裝置用在輸送帶的表面，清掃粘在帶表面的物料。選用頭部清掃器裝在靠近頭部滾筒處，用于打掃輸送帶工作面上的物料；選用空段清掃器考級尾部滾筒處，用于打掃背面上的物料。 （6）托輥 托輥用作支撐輸送帶和帶上的物料，讓其運行穩(wěn)定。選用上托輥用作支撐輸送帶及其上的物料；選用下托輥用作支撐輸送帶；選用凸弧段托輥用作支撐凸弧段輸送帶及其上的物料；選用凹弧段托輥用作壓住輸送帶。 （7）張緊裝置 張緊裝置的作用是保證正常運行的工作張力，可有兩種方式進行張緊： 方式一：螺旋式張緊裝置 圖2-5 螺旋式張緊裝置實物圖 方式二：重錘車式張緊裝置 1-滾筒 2-張緊小車 3-重錘 圖2-6 重錘車式張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖 上述兩種張緊裝置，當(dāng)輸送機長度小于50m時，可使用螺旋式張緊裝置；當(dāng)輸送機長度大于50m時，可采用重錘車式張緊裝置。本次設(shè)計輸送機長不到10m，因此選用螺旋式張緊裝置進行張緊。 2.3 布置形式的選擇 輸送機的布置形式根據(jù)輸送角度、受料段、卸料段、機尾長度等選擇，其布置形式多種多樣如：水平式、斜式、Z型、S型、L型等（如圖2-7）。 圖2-7 輸送機布置形式 為更好的獲得受料和卸料條件并進行輸送，故選擇（b）圖布置形式。 2.4 托輥間距離的選擇 托輥之間的距離與輥子的承重能力和輸送帶下垂的程度兩個條件有關(guān)。一般來說，上托輥與下托輥的托輥間距離應(yīng)為1000mm，受料段間距為250mm，凸弧段托輥間距一般為承載段間距的1/2，若受力過大可自行調(diào)整。 3 輸送機參數(shù)的設(shè)計計算 3.1 輸送機輸送量的計算 此次設(shè)計依據(jù)《運輸機械設(shè)計選型手冊》（上冊）[1]選用下列計算公式，則輸送量的計算如下： 當(dāng)tq≤ts時 （3-1） 當(dāng)tq>ts時 （3-2） 式中 ——輸送量，t/h； ——物料堆積密度，t/m3； ——橫隔板寬度，m； ——有效帶寬，m，B2=B-2(B3+B1)； ——基帶，m； ——空邊寬，m； ——波底寬，m； ——帶速，m/s； ——物料與基帶的理論接觸長度，m；T、TS(B)型橫隔板；C、TC、TCS(B)型橫隔板； ——輸送傾角，45°； ——橫隔板間距，m； 因其是較大角度輸送，故選擇TC型橫隔板，計算如下： （3-3） 即 tq=0.14×（0.5574+1） tq=0.218m tq90t/h 此數(shù)據(jù)滿足設(shè)計使用要求。 3.2 輸送機的運行功率及張緊計算 3.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力 傳動滾筒上所需要的圓周力FU （3-5） 式中 ——主要阻力，N，β<90°時， （3-6） ——附加阻力系數(shù)，見[1]表7-23； ——擋邊機水平投影長度，m； ——擋邊機提升高度，m； ——模擬摩擦因數(shù)，見表3-2； ——重力加速度，g=9.81m/s2； ——上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg/m，見表3-1，一般上托輥間距為1m； ——下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg/m，見表3-1，一般下托輥間距為1.2m； 表3-1 上、下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量 kg/m B/mm 500 650 800 1000 q1 5 6 7 11 q2 4 5 6 11 ——擋邊輸送帶每米質(zhì)量，kg/m； （3-7） 即 qB=13.25+2×2.78+0.46×2.9/0.252 qB=24.1kg/m ——基帶每米質(zhì)量，kg/m，見[1]表7-6； ——擋邊每米質(zhì)量，kg/m，見[1]表7-8； ——有效帶寬，m，見[1]表7-11； ——橫隔板每米質(zhì)量，kg/m，見[1]表7-9； ——橫隔板間距，m； ——每米物料質(zhì)量，kg/m。 （3-8） 即 qG=90/(3.6×2) qG=12.5(kg/m) 帶入數(shù)據(jù) FH=0.03×9.81×8×[7+6+(2×24.1+12.5)×7.3/8] FH=161(N) （3-9） 式中 ——提升阻力，N。 帶入數(shù)據(jù) FSt=9.81×12.5×7.3 FSt=895.2(N) 則 FU=CFH+FSt=9×161+895.2 FU=2344(N) 表3-2 模擬摩擦系數(shù) 安裝情況 工作條件 f 水平、向上 傾斜的工況 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 0.020 按標(biāo)準設(shè)計、制造、調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等 0.022～0.03 多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質(zhì)量差，物料內(nèi)摩擦大 0.023～0.035 3.2.2 張緊力的計算 （1）輸送帶最大張力 (N) （3-10） 式中 —輸送帶最小初張力。 (N) （3-11） 式中 ——托輥間距，m，一般取為1m。 帶入數(shù)據(jù) S0≥5×(24.1+12.5)×1×9.81 S0≥1795(N) Smax=1795+2344+9.81×24.1×7.3 Smax=5865(N) （2）帶芯層數(shù)的計算 帶芯層數(shù) （3-12） 式中 ——輸送帶安全系數(shù)，見表4-3； ——輸送帶強度，見表4-1。 帶入數(shù)據(jù) Z=5965×10/(800×56) Z=1.31 則：選擇4層，EP100帶芯。 （3）輸送帶帶長的計算 （3-13） L0——輸送帶全長； L——輸送機頭部輥子與改向輥子中心間距長度，m； D1——頭部輥子直徑； D2——尾部輥子直徑； ΔL——輸送機尾部水平間距長度。 帶入數(shù)據(jù) L0=2×5652+3.14×(300+300)/2+2×1700=15646mm 圓整至L0=16m。 4 輸送機部件的選型 4.1 輸送帶 4.1.1 輸送帶的選用 輸送帶是輸送機組成的一部分，在輸送機中起曳引和承載作用，輸送帶的選用對于輸送機來說比較重要，好的輸送帶使用壽命長，避免頻繁更換。波狀擋邊帶其輸送傾角大，可達90°，最大輸送物料塊度為550mm；結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠；是一般用途的散狀物料連續(xù)輸送設(shè)備，可廣泛用于煤炭、建筑、化工等行業(yè)。而圓管帶雖然上述大多優(yōu)點，但卻擁有輸送帶性能要求高，運行阻力大，輸送量小，設(shè)計計算復(fù)雜等缺點，故此經(jīng)過綜合性的考慮選用波狀擋邊輸送帶。 4.1.2 輸送帶的結(jié)構(gòu)與選用 波狀擋邊輸送帶主要起承載物料并輸送的作用。其構(gòu)成如圖4-1。 1-基帶 2-波狀擋邊 3-橫隔板 圖4-1 波狀擋邊輸送帶 4.1.2.1基帶的選用 波狀擋邊輸送帶基帶的外形結(jié)構(gòu)與其他輸送帶一樣，但是橫向剛度比較大，所以需要使用特殊的輸送帶作為基帶。 （1）基帶的規(guī)格與技術(shù)參數(shù) 此次設(shè)計選用棉帆布作為基帶抗拉體材料，其規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表4-1。 表4-1 棉帆布基帶的規(guī)格和技術(shù)參數(shù) 抗拉體材料 基帶型號 扯斷強度/[N/(mm?層)] 每層厚度/mm 每層質(zhì)量/(kg/m2) 棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36 抗拉體材料 伸長率（定負荷）/% 基帶寬/mm 層數(shù) 棉帆布 1.5 ?2 300 ?2400 3 ?12 抗拉體材料 上 下 棉帆布 （2）基帶的質(zhì)量 表4-2 棉帆布的每米質(zhì)量 帆布層數(shù) 上覆蓋膠+下覆蓋膠厚度/mm 基帶寬/mm 500 650 800 1000 每米質(zhì)量/(kg/m) 3 3.0+1.5 4.5+1.5 6.0+1.5 5.02 5.88 6.74 4 3.0+1.5 4.5+1.5 6.0+1.5 5.82 6.68 7.55 7.57 8.70 9.82 9.31 10.70 12.10 5 3.0+1.5 4.5+1.5 6.0+1.5 8.62 9.73 10.87 10.60 11.98 13.38 13.25 14.98 16.71 6 3.0+1.5 4.5+1.5 6.0+1.5 11.80 13.28 14.65 14.86 16.59 18.32 7 3.0+1.5 4.5+1.5 6.0+1.5 16.47 18.20 19.93 （3）基帶的橫向剛度 基帶的橫向剛度=基帶中心處的下?lián)现?基帶寬。基地橫向?qū)挾鹊倪x擇應(yīng)考慮輸送機提升的高度和傾角，從經(jīng)濟方面考慮，輸送機提升高度和傾角較大時，應(yīng)選擇橫向剛度較大的基帶；反之，應(yīng)選擇橫向剛度較小的基帶。一般情況下，基帶的橫向剛度值不得超過0.03,；對于特別重要的輸送機，基帶的橫向剛度值應(yīng)小于0.03。 （4）基帶的安全系數(shù) 帆布基帶的安全系數(shù)見表4-3。如果工作條件惡劣或擋邊機特別重要，安全系數(shù)應(yīng)大于以上推薦值。 表4-3 帆布基帶的安全系數(shù) 帶芯材料 層數(shù) 2 ?4 5 ?8 9 ?12 棉帆布基帶 8 9 10 4.1.2.2 波狀擋邊的選擇 波狀擋邊有矩型、S型、W型、WM型（如圖4-2）。 矩型擋邊 S型擋邊 W型擋邊 WM型擋邊 圖4-2 擋邊形狀 此次設(shè)計采用S型波狀擋邊，其主要參數(shù)見表4-4。 表4-4 波狀擋邊的主要參數(shù) mm 擋邊高H 波頂寬TW 波底寬BW 波形劇P 質(zhì)量qs/(kg/m) 160 66 75 63 4.42 200 5.82 240 8.49 4.1.2.3 橫隔板的結(jié)構(gòu)與選用 橫隔板的形狀有很多種，如圖4-3： 圖4-3 橫隔板形狀 因為此次設(shè)計的傾角較大，故此采用TCS型橫隔板進行設(shè)計，其主要參數(shù)見表4-6。橫隔板間距ts與擋邊高H和輸送傾角β有關(guān)（見表4-5）。 表4-5 橫隔板間距 mm β H 40 60 80 100 120 160 200 240 40° 80 120 126 252 126 252 126 252 252 378 252 378 378 504 378 504 45° 50° 80 126 252 252 278 55° 60° 126 252 378 65° 126 70° 126 表4-6 橫隔板參數(shù) 橫隔板高度/mm 配用擋邊高度/mm 質(zhì)量qt/（kg/m） T型 TS(B)型 TC型 TCS(B)型 C型 110 120 2.93 - 2.90 - 3.08 140 160 3.83 5.20 3.89 7.55 5.70 180 200 5.16 6.47 5.16 8.82 7.30 220 240 9.10 9.66 9.10 10.36 - 表4-7 空邊帶寬B3和有效帶寬B2 mm B H 80 100 120 160 200 400 500 650 800 1000 4.2 電動機的選用 電動機功率P （4-1） 式中 P——電動機功率，kW； ——傳動效率，η=0.75～0.9。 帶入數(shù)據(jù) P=2344×2/(1000×0.9) P=5.2(kW) 因P=3.27kW，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》（第三版）[2]表12-1，選用功率為5.5kW，型號Y132S-4同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min的電機。 4.3 減速器的選用 在確定電動機后，通過了解電動機的額定轉(zhuǎn)速nd和工作機主軸轉(zhuǎn)速n0，對傳動裝置的總傳動比進行如下計算： （4-2） 式中 ——機構(gòu)的總傳動比； ——電動機滿載轉(zhuǎn)速，n=1440r/min； ——傳動滾筒轉(zhuǎn)速，r/min。 （4-3） 式中 ——主動輥子的直徑，mm。 帶入數(shù)據(jù) n0=2×60×1000/(3.14×300) n0=60.7(r/min) i=1440/60.7 i=23.7 本次設(shè)計采用KA47型減速機。 4.4 托輥 托輥也是輸送機組成的一個重要部件，其種類多種多樣。在整個輸送機當(dāng)中，托輥的作用是承載并支撐輸送帶及輸送帶上的物料，所以，托輥本身的選擇特別的重要。若輸送帶和物料的質(zhì)量是一定的，要想托輥運轉(zhuǎn)更加靈活則必須要將托輥與輸送帶之間的摩擦力降低。 4.4.1 托輥的分類與選用 托輥按照放置位置的不同可分為承載托輥和專用托輥，承載托輥是用于支撐輸送帶和物料，專用托輥用于緩沖和過度。本次設(shè)計選用直徑為Φ300的輥子放在頭部的位置與電機相連稱為主動輥子；同樣選用直徑為Φ300的輥子放在尾部的位置稱為被動輥子；選用直徑為Φ72的一組輥子安裝在輸送帶的下方起支撐作用，被稱為過渡輥；選用直徑為Φ145的輥子與直徑為Φ320的壓帶輪同軸，改變輸送帶工作表面的運行方向；最后選用直徑為Φ136的輥子改變輸送帶非工作表面的運行方向。 4.4.2輥子載荷計算 同樣根據(jù)《運輸機械選型設(shè)計手冊》選擇下列公式進行校核計算： （1）靜載計算 1）承載分支托輥 （4-4） 式中 P0——承載分支托輥靜載荷，N； a0——承載分支托輥間距，m； e—— 輥子載荷系數(shù)系數(shù)，取e=0.8； v—— 帶速，m/s； gB——每米輸送質(zhì)量，kg/m； Im——輸送量，kg/s； Im=Q/3.6 (4-5) 帶入數(shù)據(jù) Im=25kg/s P0=0.8×1×(25/2+31.72)×9.81 P0=347N 選取輥子直徑為Φ72mm，L=1050mm，軸承型號為6305/C4承載能力為1.18kN的輥子。 2）回程分支托輥 （4-6） 式中 Pu——回程分支托輥靜載荷，N； au——回程分支托輥間距，m。 帶入數(shù)據(jù) Pu=0.8×1×31.72×9.81 Pu=249N 選取輥子直徑為Φ72mm，L=1050mm，軸承型號為6305/C4承載能力為1.18kN的輥子。 （2）動載計算 1）承載分支托輥 （4-7） 式中 P0’—— 承載分支托輥動載荷，N； fs —— 運行系數(shù)，取fs=1.1； fd —— 沖擊系數(shù)，取fd=1； fa —— 工況系數(shù)，取fa=1。 帶入數(shù)據(jù) PO’=347×1.1×1×1 P0’=382N<1180N 2）回程分支托輥 （4-8） 式中 Pu’——回程分支托輥動載荷，N。 帶入數(shù)據(jù) Pu’=249×1.1×1 Pu’=274N<1180N 所以，上述所選托輥均能滿足要求。 4.4.3 輥子軸的基本選擇 圖4-1 過渡軸 1.軸的材料的選擇 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，兩者相比較而言，碳素鋼價格較低且應(yīng)力集中小，因此本次設(shè)計選用碳素鋼做為軸的材料。在碳素鋼中，得到廣泛應(yīng)用的45鋼，所以在使用時為了保證軸的性能，可以做調(diào)質(zhì)處理。 2.各軸段直徑和長度的確定 （1）確定軸的最小直徑 查《機械設(shè)計手冊》（第2卷），由于彎矩較小，載荷平穩(wěn)，無軸向載荷，所以[τy]取較大值，τy=30MPa，A0取小值，A0=66mm2，則軸的最小許用直徑為： (4-9) 帶入數(shù)據(jù)，得dmin=25 軸上鍵槽對軸有削弱作用，所以本次設(shè)計選取最小主軸直徑dmin=30mm。 （2）初步確定軸上各段長度與直徑 取主軸的長為181mm，其余的軸的參數(shù)依靠主軸的參數(shù)來進行計算如下： 軸1段初定尺寸：l1×d1=80×35mm； 軸2段初定尺寸：l2×d2=10×40mm； 軸3初定尺寸為：l3×d3=90×35mm。 軸承與軸承配件選擇： 深溝球軸承，代號6306安裝在軸3段。 （4）選定各軸段的尺寸 軸1段：l1×d1=78×30mm； 軸2段：l2×d2=10×35mm； 軸3段：l3×d3=88×30mm。 4.5 張緊裝置 4.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位 張緊裝置是輸送機的重要組成部分之一，主要是保證帶擁有足夠的張力，防止打滑，因此張緊裝置對于輸送機來說是必不可少的存在。 4.5.2 張緊裝置的分類 拉緊裝置可分為以下幾種： （1）螺旋式張緊裝置 這個裝置是在輸送距離較短的機器上使用的，且輸送機是小功率輸送。安裝的位置要在特定的地方安裝，即帶有螺母的滑動架上，運動方式移動，并且此架上還要有軸承座的裝置。確保在工作的時候，它們之間會相對帶動著一起運動，同時可用此來調(diào)整帶的張力。 （2）重錘式張緊裝置 這個裝置應(yīng)用范圍大，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。它最特殊地方是在運動的同時可以保持牽引力的平穩(wěn)。與上述的裝置適用范圍相反，它也是有缺點的，即要占用比較大的地方，所以空間小時無法使用。 （3）鋼絲繩絞筒式張緊裝置 通過鋼絲繩拉緊輸送帶。這種方式在帶式輸送機上應(yīng)用廣泛。 本次設(shè)計中，在輸送機尾部靠近被動輥子處采用了螺旋張緊裝置對帶進行張緊。 4.6 制動裝置 當(dāng)物料進行傾斜輸送停止傳送時，向上進行輸送物料時帶會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，向下進行輸送物料時帶會發(fā)生順滑現(xiàn)象，從而引起各類的運輸事故，因此，安裝一個制動器是非常需要的。 4.6.1 制動器的分類 制動器的種類多種多樣，在不同的條件下可選用不同形式的制動器。下面介紹幾種常用的逆止器： （1）帶式逆止器 帶式逆止器主要用在輸送傾角不大于18°時的上運式輸送機，當(dāng)輸送帶向上運輸時，一旦運輸停止時，在重力的作用下，帶會發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從而將滾筒卡住，使輸送帶制動。其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但缺點是在機尾處受載處會發(fā)生堵料，因此不適合用在功率較大的輸送機。 （2）滾柱逆止器 滾柱逆止器是比較常用的上運式帶式輸送機的一種，由于其安裝在減速器的輸出軸上，所以適合用于輸送機的功率小場合。 （3）液壓推桿制動器 液壓推桿制動器可用于向上運動的輸送機，也可用于向下運動的輸送機，高速軸上安裝，運動平穩(wěn)，應(yīng)用廣泛。 （4）盤形制動器 盤形制動器制動力矩特別大，但是散熱功能好，因此可以調(diào)整自身的油壓，此制動器的特點是制動力矩大，并且可以無極調(diào)節(jié)，而且散熱性能好，油壓可以調(diào)整。適合用在大用于大功率場合，其安裝于高速軸上。 4.6.2 制動力的計算 輸送機向上運輸時，當(dāng)停止運送，輸送帶會發(fā)生后退，稱為逆止，這種時候便需要安裝逆止裝置和制動器。查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》[1]選用下列公式進行計算： 即 （4-10） 式中 ——制動力，N； ——主要運行阻力，N； ——最大下滑力，N。 其中 （4-11） 又 帶入數(shù)據(jù) FH=0.012×4.385×9.81×[7+6+(2×10.6+12.5)cos60°] FH=15.4(N) 而 （4-12） 帶入數(shù)據(jù) Fstmax=12.5×9.81×4.385 Fstmax=537.7(N) 故 FB=1.5×(537.7-15.4) FB=783.45N 電動軸上的最大制動力矩 （4-13） 式中 MB——制動力矩； K——安全制動系數(shù)，本次設(shè)計取k=1.25； ——電機到傳動滾筒的傳動效率，本次設(shè)計取η=0.9。 帶入數(shù)據(jù) MB=22.48N 查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》表1-86，選擇制動器型號為YWZ5-500/201。 查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》表1-90，選擇逆止器型號為NF80。 5 附屬裝置 5.1 給料裝置 5.1.1 對給料裝置的基本要求 裝載并輸送物料是輸送機最基本也是最重要的工作之一，這兩項皆是由輸送帶來完成的，故此，選擇一條合適的輸送帶就變得尤其重要。而給料裝置是影響帶的磨損情況的主要因素之一，因此，為了減輕對輸送帶的磨損與負荷，就必須要對給料裝置提出一些要求： （1）在進行輸送前，需要對給料裝置做出檢查，避免給料發(fā)生堵塞導(dǎo)致不能形成一條流暢的輸送線； （2）輸送物料時，放置物料的速度應(yīng)盡量參照帶速，并且保證放置的物料不發(fā)生偏斜； （3）為了避免在各種各樣的情況下發(fā)生物料的滑落現(xiàn)象，應(yīng)每隔一段距離設(shè)置一個擋板； （4）放置尖銳物料或者重型物料是應(yīng)在物料下方鋪設(shè)棉層避免損傷裝置。 （5）為了防止裝料泄露，給料裝置的寬度應(yīng)該小于帶寬。 5.1.2 裝料點的緩沖 當(dāng)輸送機輸送的是比較大塊的物料時，對輸送帶會有很大的力度沖擊，這會對輸送帶產(chǎn)生很大的傷害，帶的表面可能會發(fā)生很嚴重的磨損因而直接導(dǎo)致輸送帶需要頻繁的更換，增加投入費用。因此，為了避免發(fā)生這些磨損，對裝料點提出以下建議： （1）輸送帶承受的重量越小帶面所受的磨損也越小，同時也要保證每小時的輸送量，不能一味的減少物料放置的量，因此裝料時每次防止物料的多少必須經(jīng)過慎重的計算。 （2）物料放置時的高度也會對帶面產(chǎn)生較大的影響，一般給料高度越大，承受載荷越大，所以要降低給料高度。 （3）在不改變輸送物料和給料高度的前提下使用可以減輕輸送帶的動載荷的方法來降低物料的緩沖，減輕輸送帶的動載荷有很大方法，其中最有效的方法之一便是給緩沖托輥加個襯。 （4）除此之外，輸送大塊時的輸送帶也需要比輸送散裝物料和小塊物料的輸送帶擁有更加厚實的上、下覆蓋膠。 5.2 清掃裝置 清掃裝置對于輸送機來說也是非常重要的一部分，若在一臺輸送機中沒有安裝清掃裝置，那么，當(dāng)輸送機完成一輪物料輸送時，輸送帶的工作面和非工作面都會粘上一些物料的碎屑，尤其輸送散裝物料時碎屑會更多。若碎屑沒有能夠清理干凈便可能會跟隨輸送帶進入滾筒，增加附著力，造成輸送帶跑偏，增加輸送帶的不必要磨損；也有可能會跟隨輸送帶進入托輥內(nèi)，增加了載荷，造成軸承損壞。若是以手動來清除這些碎屑的則有可能會造成意外的人身事故。由此可見，安裝一個良好的清掃裝置對輸送機來說非常的重要。 5.2.1 清掃器的類型 清掃器的類型多種多樣，而在輸送機的各個部位也可以按照不同的要求安裝不同的清掃器，下面便簡單的介紹幾款清掃器： （1）刮板清掃器 刮板清掃器可分為單刮板清掃器和多刮板清掃器，分別是用一塊刮板或多塊刮板與輸送帶的工作表面相接觸從而產(chǎn)生摩擦而工作的。其中，單刮板清掃器是一塊刮板刮過整個輸送帶面，雙刮板清掃器是多個刮板組合跨過輸送帶工作表面。 （2）旋轉(zhuǎn)清掃器 旋轉(zhuǎn)清掃器的主要結(jié)構(gòu)是安裝在清掃器上的硬毛刷和尼龍刷，當(dāng)清掃器開始工作時也是通過硬毛刷和尼龍刷的運轉(zhuǎn)來打掃工作表面的 （3）螺旋清掃器 螺旋清掃器主要用在惡劣情況下，因為其主要工作部分是一個螺旋狀的刮刀。 （4）噴水器和刮水器 在一些結(jié)構(gòu)緊湊的地方可能沒有多余的空間來安裝清掃器，整個時候便可以安裝一個噴水器和刮水器，噴水器利用水流先將輸送機沖刷一遍再以刮水器將水刮干凈。雖然這兩種器械組合使用很方便，但卻有兩個缺點：一是必須要及時將沖刷出來的水清理干凈避免積留；二是在天氣惡劣是會影響使用。 5.2.2 清掃器的安裝位置 清掃器的作用是清除殘留在輸送帶表面的碎屑物料，不同的清掃器安裝在不同的位置，刮板清掃器是利用刮板的來回運動進行清掃，因此適合安裝在空載段用來清掃非工作面的殘留物料；旋轉(zhuǎn)清掃器是利用硬毛刷和尼龍刷的旋轉(zhuǎn)進行清掃的，因此需要一定的工作空間，可以安裝在輸送帶與滾筒相接處的后面。 5.3 機架 5.3.1 機架的結(jié)構(gòu) 如圖所示的四種機架結(jié)構(gòu)，可滿足帶寬500～1400㎜多種形式的典型布置。 圖5-1 機架的結(jié)構(gòu) 01機架：用在頭部傳動的滾筒及頭部卸料的滾筒上，選用時應(yīng)標(biāo)注角度。 02機架：用在尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒上。 03機架：用在頭部卸料的傳動滾筒上， 04機架：用于傳動滾筒設(shè)在下分支的機架?？捎糜趩螡L筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動。 01，02機架適用于B=500～1400mm的輸送機；03，04機架適用于B=800～1400mm的輸送機。 6 總裝圖 圖6-1 輸送機整體布置圖 本次設(shè)計總裝如上圖所示，采用頭部驅(qū)動的方式將電機放置在與頭部輥子相連的地方，在中間傾斜段使用平行托輥組來支撐輸送帶及輸送帶上物料的傳送，在下方凹弧段的位置使用過渡輪與壓帶輪改變輸送帶的運行方向，最后在尾部裝置一個被動輥子完成整機布置。 結(jié)論 隨著科技與技術(shù)的發(fā)展，大傾角帶式輸送機會以更加先進的形式出現(xiàn)在社會主義經(jīng)濟建設(shè)的眾多行業(yè)里。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括：帶式輸送機的概況及分類與特點、總體方案的設(shè)計、輸送量的計算、部件的選型等。具體包括通過已給定的參數(shù)校核輸送量、計算圓周力和張緊力、計算完成電動機和減速器的選型等等。 在這次畢業(yè)設(shè)計完成的過程當(dāng)中，學(xué)到了很多書本上沒有的東西，這讓我對本專業(yè)的一些基本常識和相關(guān)知識有了更加深刻的了解，豐富了我的專業(yè)技能，提高了我的專業(yè)素養(yǎng)，使我更加自信的走上日后的工作學(xué)習(xí)崗位。同時，通過畢業(yè)設(shè)計讓我更加全面的領(lǐng)會到我之前所學(xué)到的那句名言：活到老，學(xué)到老。 致謝 時間轉(zhuǎn)瞬，過的非常快，眨眼間，歷時五個月左右的畢業(yè)設(shè)計快要結(jié)束。在此過程中，雖然遇到了各種各樣的難題，但就結(jié)果而已還是讓我覺得很滿意。本次課程的題目為大傾角帶式輸送機設(shè)計，需要設(shè)計完成一個傾角為45°的輸送機的設(shè)計，對我個人來講要是單獨完成的話難度是非常大的。但最終，在我的指導(dǎo)老師郭華鋒老師的耐心教導(dǎo)和小組同學(xué)們的細心幫助下，我還是圓滿的完成了，這對于我來說我也能算是可以自豪的一件事兒了。 在此次設(shè)計中我也知道了許多以前不知道的知識，也增加了閱歷。同時明白眾人拾柴火焰高的意境，如果不是請教別人的話，我知道自己也不可能做到像現(xiàn)今這樣的結(jié)果，當(dāng)然也加深了對一些機械設(shè)備的了解。 本次設(shè)計的完成除了自身的認真與努力，首先要感謝我的父母含辛茹苦將我撫養(yǎng)長大，然后感謝我的母校和我的指導(dǎo)老師對我的培養(yǎng)，雖然由于自己缺乏經(jīng)驗還是留下一些瑕疵，但還是非常感謝他們的幫助！ 參考文獻 [1] 黃學(xué)群,唐敬麟,欒桂鵬.運輸機械選型設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2012. 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