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I 基于 SolidWorks 的食品提升機(jī)設(shè)計(jì) 作者：生吉亮 [摘要] 波狀擋邊帶式輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)不存在物料的內(nèi)、外摩擦阻力，許用輸送傾角大，具 有能耗小，運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、港口、糧 食和化工等多個(gè)領(lǐng)域。本次采用波狀擋邊帶技術(shù)，設(shè)計(jì)的糖果提升機(jī)輸送量為 3200 塊/h， 棉帆布擋邊帶帶寬為 300mm，橫隔板高度為 75mm，間距為 100mm，根據(jù) JBT8908— 1999，選用改向滾簡直徑 200mm，壓帶輪直徑 200mm，其長度均為 350mm；托輥直徑 90mm，長度為 320mm；設(shè)計(jì)了 Φ160mm 的五星輪支撐裝置用來支撐提升機(jī)水平段下分支， 提升機(jī)整體布置形式為“S”型。該提升機(jī)可以組裝在食品生產(chǎn)線中，在-25~40℃下用于提 升糖果，并可以根據(jù)需求調(diào)整機(jī)架高度。據(jù)此設(shè)計(jì)可用于不同承載對象的其它類食品提升 機(jī)，降低機(jī)器設(shè)計(jì)難度，具有廣泛的應(yīng)用前景。 [關(guān)鍵詞]裝置設(shè)計(jì)；波狀擋邊帶；食品提升機(jī)；輸送機(jī) II The Design of Food Hoist Base on SolidWorks Author: Sheng Jiliang [Abstract]There isn’t internal and external friction resistance of materials when belt conveyor with corrugated wall is in the run-time. But there is a big allowable transmission angle, so the machine has vary advantages that are small power consumption, stable operation, small noise, small footprint, etc. Walled belt was applied to design a food hoisting machine. The machine quarry delivered is 3200 pieces per hour. The belt has a total width of 3 00mm. The height of diaphragm plate is 75mm and the spacing is 1 00mm. According to JBT8908-1999,the 200mm diameter turnabout drum and guide pulley were chose and both were 350mm long. A 90mm diameter carrier roller was chose that its length is 320mm,and a five-star wheel device was designed to support the below branch of the horizontal interval of the belt. The hoist can be assembled in the food production 1ine. It’s used to upgrade the chocolate under the minus 25 to 40 ℃, and the height of rack can be adjusted according to demand. This design can be used for the other types of food hoist carrying different load-bearing objects, and lower the difficulty of designing machine. So, it has a wide range of applications． [Key Words] Device design; Walled belt; Hoisting Machine; Conveyor 目錄 第 1 章 前 言 1 1.1 食品提升機(jī)的特點(diǎn) 1 1.2 食品提升機(jī)的應(yīng)用 2 第 2 章 食品提升機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1 食品提升機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 2.1.1 原始數(shù)據(jù) .3 2.1.2 設(shè)計(jì)要求 3 2.1.3 技術(shù)要求 3 2.2 方案設(shè)計(jì) 3 2.3 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 4 第 3 章 食品提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1 擋邊帶設(shè)計(jì) 6 3.1.1 基帶 .6 III 3.1.2 波狀擋邊 .7 3.1.3 橫隔板 .7 3.2 布置形式設(shè)計(jì) 8 3.2.1 布置形式的類型 .8 3.2.2 凹凸弧度的設(shè)計(jì) 9 3.3 部件選型設(shè)計(jì) 11 3.3.1 皮帶總拉力及運(yùn)行功率計(jì)算 12 3.3.2 滾筒的選擇及設(shè)計(jì) 14 3.3.3 改向滾筒的設(shè)計(jì) 16 3.3.4 托輥的設(shè)計(jì) 18 3.3.5 拉緊裝置 21 3.3.6 清掃裝置 21 3.3.7 機(jī)架 21 第 4 章 安裝與維護(hù) 22 4.1 提升機(jī)參數(shù) 22 4.2 部件安裝及檢測 22 4.3 電氣及安全保護(hù)裝置簡介 23 4.4 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)中的注意事項(xiàng) 24 第 5 章 食品提升機(jī) SOLIDWORKS 三維造型 25 5.1 SOLIDWORKS 簡介 25 5.2 主要零件的三維造型 25 5.3 提升機(jī)的裝配與分析 26 第 6 章 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 附錄 31 IV 1 第 1 章 前 言 食品提升皮帶機(jī)是在帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。食品提升皮帶機(jī)與 傳統(tǒng)的的帶式輸送機(jī)一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為 傳送物料和牽引工作的輸送機(jī)械。與其他輸送機(jī)械不同的顯著特點(diǎn)是承載物料 的輸送帶也是傳遞動(dòng)力的牽引件。 1.1 食品提升機(jī)的特點(diǎn) （1）結(jié)構(gòu)簡單 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶 等幾大件組成，僅有十多種部件，并能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可按需要進(jìn)行組合裝 配，結(jié)構(gòu)十分簡單。 （2）輸送物料范圍廣泛 帶式輸送機(jī)的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、 阻燃等各種性能，并能耐高、低溫，可按需要進(jìn)行制造，因而能輸送各種散料、 快料、化學(xué)品、生孰料等食物品。 （3）運(yùn)送量大 運(yùn)量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不斷運(yùn)送， 這是火車、汽車運(yùn)輸所不及的。 （4）運(yùn)距長 單機(jī)長度十幾公里一條，在國外已經(jīng)十分普及，中間無需任 何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。 （5）對線路適應(yīng)性強(qiáng) 現(xiàn)代的帶式輸送機(jī)已經(jīng)從槽型發(fā)展到圓管形，它可 在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽型帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制。 （6）裝卸料十分方便 帶式輸送機(jī)根據(jù)工藝流程需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行 裝、卸料管形帶式輸送機(jī)也是如此，還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行反向運(yùn) 輸。 可靠性高 由于結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件自重輕，只要輸送帶并不被撕破，壽命可 達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不會壞。 （7）維護(hù)費(fèi)用低 帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長， 自動(dòng)化程度高，使用人員很少，平均每公里不到一人，消耗的機(jī)油和電力也少。 （8）能耗低、效率高 由于運(yùn)動(dòng)部件自重輕，無效運(yùn)量少，在所有連續(xù)式 和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)耗能最低、效率最高。 （9）維修費(fèi)少 帶式輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)部件僅為托輥和滾筒，因食品較輕，輸送 帶耐磨。相比較之下，汽車等運(yùn)輸工具磨損部件要多的多，且更換磨損部件也 2 較為頻繁。 1.2 食品提升機(jī)的應(yīng)用 工業(yè)生產(chǎn)中，食品提升的裝置已有多種，主要可分為斗式提升機(jī)和普通的 帶式輸送機(jī)。斗式提升機(jī)以垂直角度上升為主要功能，水平段需要另選平行輸 送帶和進(jìn)行過渡段的設(shè)計(jì)。由帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)的提升裝置具有輸送物料種類廣 泛，動(dòng)力消耗低等特點(diǎn)，特別是隨著近年來新材料、新技術(shù)的發(fā)展，已廣泛應(yīng) 用于冶金、礦山、港口、糧食和化工等多個(gè)領(lǐng)域 [1]。由于斗式提升機(jī)設(shè)備較笨 重，適合重載物體的提升，且其內(nèi)部鏈條與滑軌之間碰撞會產(chǎn)生很大的噪音， 不利于環(huán)保，所以食品提升機(jī)作為散狀物料輸送裝置，結(jié)合食品提升一般是輕 載這一特點(diǎn)，選用皮帶輸送方式較優(yōu)。 但是由于帶式輸送機(jī)受到物料與輸送帶的摩擦系數(shù)的限制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 傾斜角度最大只能是 18~20°。為了能適合生產(chǎn)現(xiàn)場的特殊要求，提高輸送機(jī) 傾角的方法主要有采用深槽的托輥組裝置、壓帶式輸送裝置和花紋帶式輸送帶 等。此外，波狀擋邊帶式輸送機(jī)也是實(shí)現(xiàn)大傾角輸送物料的重要形式，既可以 節(jié)約占地面積，節(jié)省設(shè)備投資和土建費(fèi)用，又能實(shí)現(xiàn)水平段和大傾角傾斜段的 一體化設(shè)計(jì)(最大可達(dá) 90°)，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小、運(yùn)行可靠，可靠度與通用皮 帶機(jī)系列相同，比斗式提升機(jī)可靠度要高；運(yùn)行中不存在物料的內(nèi)摩擦、外摩 擦，因而能耗??；斜擋邊帶式的皮帶機(jī)還可以在機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)置任意長度的水 平輸送段，便于與其它輸送設(shè)備的銜接。因此是生產(chǎn)線上提升糖果等塊狀物料 的理想設(shè)備。 3 第 2 章 食品提升機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 2.1 食品提升機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.1.1 原始數(shù)據(jù) （1）提升高度：1500mm。 （2）輸送量：3200 塊/h。 （3）工步：50 步/min。 （4）輸送角：45° 。 2.1.2 設(shè)計(jì)要求 （1）提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖、各主要零件圖。 （2）輸送機(jī)三維造型。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（一份） 。 2.1.3 技術(shù)要求 主要參數(shù)的確定： （1）每走一工步：1.2s。 （2）動(dòng)停比：1/3。 （3）每個(gè)擋板間距：100mm。 （4）帶速：0.4m/s。 2.2 方案 設(shè)計(jì) 皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)是按照所結(jié)合的要求和條件，首先確定主要組成部分由驅(qū)動(dòng) 裝置、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、壓輥、從動(dòng)輥及機(jī)架等幾大部分組成。 （1）驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置是皮帶機(jī)動(dòng)力的來源，它主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、 間歇機(jī)構(gòu)組成。 （2）傳動(dòng)滾筒、從動(dòng)輥 根據(jù)設(shè)計(jì)的特殊要求，在設(shè)計(jì)中采用了同步帶輪 4 作為主動(dòng)輪同步帶輪與驅(qū)動(dòng)裝置相連，從而傳遞動(dòng)力。從轉(zhuǎn)輥的選擇也采服了 同步帶輪，同步帶輪的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，而且可以根據(jù)帶的型號、參數(shù)在市場中直 接訂購。 （3）改向滾筒、壓輥 改向滾筒是引導(dǎo)輸送帶改變方向的圓柱形筒。壓輥 可以保證物料按帶的輸送方向輸運(yùn)食品。改向滾筒和壓輥的結(jié)構(gòu)比較簡單。 （4）機(jī)架 機(jī)架是承受驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒、托輥、輸送帶和物料的鋼結(jié)構(gòu)， 可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力。機(jī)架的結(jié)構(gòu)比較零散，它需要考慮到 安裝位置的合理、布局的美觀、節(jié)省材料、占城面積小、安裝維修方便等要求， 因此所設(shè)計(jì)的整個(gè)機(jī)架的結(jié)構(gòu)都采用焊接或用螺栓連接，考慮到輸送機(jī)的適用 性，采用提升高度可調(diào)的結(jié)構(gòu)，這樣輸送機(jī)不權(quán)可提升設(shè)計(jì)的要求高度，而且 也可以提升不同的高度，但是還應(yīng)根據(jù)所采用的同步帶的型號，選擇不同型號 的同步帶。 本次設(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)是一種小型運(yùn)輸機(jī)械，其承載能力要求較小， 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用大傾角波狀擋邊帶的輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.3 波狀擋邊帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)是將波狀擋邊帶式輸送帶機(jī)擴(kuò)展到食品工業(yè)的 一個(gè)具體應(yīng)用，其工作原理和結(jié)構(gòu)組成與帶式輸送機(jī)相似。因此，像驅(qū)動(dòng)裝置、 拉緊裝置、改向滾筒、傳動(dòng)滾筒、中間機(jī)架、尾架、清掃裝置、保護(hù)裝置等部 件，都可以與帶式輸送機(jī)的相應(yīng)部件通用。但因使用波狀擋邊輸送帶(見圖 2.1)， 所以有必要介紹下其與通用帶式輸送機(jī)主要不同點(diǎn) [2]： 5 圖 2.1 波狀擋邊帶 1—基帶；2—波狀擋邊；3—橫隔板 （1）因?yàn)樵撎嵘龣C(jī)采用波狀擋邊輸送帶，所以輸送機(jī)的其他零部件(比如 托輥和機(jī)架)的選擇均與這一變化有關(guān)。 （2）由于輸送帶上面有橫隔板，在加料時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)的措施進(jìn)行加料，以 避免物料與擋板之間的撞擊。 （3）當(dāng)輸送帶的運(yùn)行方向改變時(shí)需要設(shè)置必要的輸送帶導(dǎo)向裝置，在凹 曲線處(包括承載分支和回程分支)設(shè)置壓帶輪。 （4）在回程分支設(shè)置類似通用帶式輸送機(jī)限制輸送帶擺動(dòng)的部件，一般 可以應(yīng)用立輥。而當(dāng)帶體的重力較大時(shí)，需要考慮擋邊或擋板的剛度，設(shè)置專 用的托輥。 （5）由于輸送帶上有橫隔板，必須用接觸輸送帶內(nèi)面的清掃器。 6 第 3 章 食品提升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)主要選用的部件包括波狀擋邊輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、改向 滾筒、壓帶輪、托輥、拉緊裝置、清掃裝置、支架等。其中支架為非標(biāo)設(shè)計(jì)， 其它各個(gè)部件依據(jù)選型手冊進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.1 擋邊帶設(shè)計(jì) 一般的波狀擋邊輸送帶由基帶、波狀擋邊和橫隔板三部分組成。波狀擋邊 輸送帶根據(jù)基帶、橫隔板和波狀擋邊的組合形式分 4 種。選用波狀擋邊輸送帶 的組合形式取決于輸送機(jī)的傾角和輸送機(jī)的布置形式。4 種波狀擋邊輸送帶結(jié) 構(gòu)的區(qū)別是基帶的邊緣兩側(cè)有無空邊，是否設(shè)置橫隔板。中間無橫隔板只適用 于小傾角或水平輸送，中間有隔板適用于大傾角輸送。為了便于設(shè)置對輸送帶 的支撐，本次設(shè)計(jì)的波狀帶的結(jié)構(gòu)選用帶有空邊和橫隔板的形式。 在選用波狀帶時(shí)，還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面 [2]：(1)基帶要具有良好的抗拉強(qiáng) 度和一定的橫向剛度；(2) 為減小波狀帶的橫向變形，彌補(bǔ)其橫向剛度的不足， 應(yīng)適當(dāng)加大空邊尺寸。在波狀擋邊中嵌以織物加固層，可使其防斷裂和耐撓曲； (3)二次硫化使波狀擋邊、橫隔板與基帶牢固粘合，粘合附著強(qiáng)度不得小于 6N／mm。要特別注意因二次硫化，局部受熱產(chǎn)生收造成空邊打折； (4)波狀擋 邊與基帶中心線的直線偏差在任意 5mm 長內(nèi)最大為 5mm。要從嚴(yán)掌握空邊寬 度；(5) 為保證波狀帶的質(zhì)量和使用壽命，其含膠率應(yīng)為 45％~50％；裙邊硬度 應(yīng)為 55~65；橫隔板硬度應(yīng)為 65~70；(6)為防止漏料，要盡量減小橫隔板端部 與波狀擋邊波谷的間隙。橫隔板間距要取波狀擋邊波形距的整數(shù)倍；(7)運(yùn)行過 程中，橫隔板要承受物料的重力和慣性力。在進(jìn)料和卸料過程中，橫隔板還要 承受物料磨損，所以橫隔板除要具有一定的強(qiáng)度和剛性外，還要具有一定的耐 磨性。 3.1.1 基帶 基帶的作用與普通輸送帶結(jié)構(gòu)類似，是輸送機(jī)的牽引元件，承受張力。為 了使基帶橫向具有足夠的剛度以便支撐輸送帶，要在基帶芯體的橫向加入特殊 7 的加強(qiáng)層；但在縱向仍要保持適當(dāng)?shù)膿闲?，以利于輸送帶?jīng)過滾筒和凸凹段處 的彎曲。另外考慮到食品的衛(wèi)生要求，基帶選用棉帆布。因?yàn)樗\(yùn)送的糖果塊 體積不大，選取基帶寬為 300mm。 圖 3.1 波狀擋邊帶的形式 3.1.2 波狀擋邊 波狀擋邊的作用是用來增大承載物料斷面的，可防止塊狀的糖果隨輸送帶 的橫向擺動(dòng)脫離輸送軌道。擋邊采用波狀的原因是為了輸送帶經(jīng)過滾筒和凸、 凹弧段時(shí)，擋邊能自由伸縮而不受過大的附加拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。波狀擋邊形式 有矩形、S 形、 W 形和 WM 形，常用的是 S 形 [3]，如圖 3.1 所示。 擋邊應(yīng)該在輸送帶的基帶上占有的寬度小以增大有效帶寬，但還應(yīng)該滿足 擋邊帶的穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)選用的波狀擋邊參數(shù)：波頂寬 B=44mm，底寬 Wf=50mm，波形距 s=42mm。 3.1.3 橫隔板 圖 3.2 常用的橫隔板形式 8 橫隔板的作用是保持物料不產(chǎn)生向下滑動(dòng)的。目前采用的橫隔板的形式有 T 形、 C 形、TC 形、TS 形和 TCS 形 5 種，如圖 3.2 所示。 其中 TS 型和 TCS 型是鑲嵌式的隔板結(jié)構(gòu)，可以用在輸送機(jī)工作條件惡劣、 磨損嚴(yán)重的情況，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝拆卸方便。當(dāng)輸送機(jī)傾角小于 18°時(shí)， 一般不加橫隔板； 當(dāng)傾角在 18°~45°之間時(shí)，用 T 型隔板；當(dāng)傾角在 45° ~90°時(shí)，用 C 型隔板；當(dāng)橫隔板的高大于 280mm 時(shí)，應(yīng)選用 TC 型或 TCS 型。 另外考慮到該提升機(jī)存在水平段的情況，而 C 型及其他三種橫隔板不利于從卸 料槽中受料；且糖果食品屬于粘性物品，TC 或 C 型隔板用在輸送粘性物料時(shí)， 返料過程中粘料特別嚴(yán)重，這一點(diǎn)很重要。因此本設(shè)計(jì)選用 T 型橫隔板。 要合理選擇橫隔板的高度和間距。選擇合理時(shí)在傾斜段物料的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng) 該橫隔板的寬度和高度最好是物料塊度的最大水尺寸的兩倍。該提升機(jī)作為糖 果輸送，傾角為 45°時(shí)的波狀帶選擇橫板高度為 75mm[9]，波帶高 80mm，間 距為 100 mm。在滿足輸送量的前提下，應(yīng)首先減小橫隔板的間距，降低橫隔板 的高度，因?yàn)榻档蜋M隔板的高度有利于增加波狀帶的剛度，從而降低帶的成本。 3.2 布置形式設(shè)計(jì) 3.2.1 布置形式的類型 圖 3.3 輸送機(jī)的典型線路布置形式 由于食品提升皮帶機(jī)的大傾角物料的能力，其布置形式非常靈活。根據(jù)提 9 升機(jī)水平段有無輸送機(jī)的典型線路布置形式可以分為多種，如圖 3.3 所示。其 中只有傾斜(或垂直) 段的稱為 I 形；水平段在下部的是 L 形，它的上分支有一 凹弧段，下分支有一凸弧段；水平段在上部的是逆 L 形，它的上分支有一凸弧 段，下分支有一凹弧段；在輸送機(jī)的上部和下部都有水平段的稱 S 形和 SC 形， 它的上分支和下分支各有一凸弧段和凹弧段。為了獲得較好的受料和卸料條件， 本機(jī)選用波狀擋邊帶式輸送機(jī)最典型布置 S 型，其中凸弧和凹弧段的設(shè)計(jì)是一 個(gè)重要的內(nèi)容。由于張力的作用，輸送帶的曲線段處的皮帶有離開設(shè)計(jì)曲線的 作用力，因而曲線段的設(shè)計(jì)任務(wù)是給輸送帶提供必要的支撐，以保證輸送帶按 設(shè)計(jì)的曲線運(yùn)行。另外在直線段也需必要的支撐，以保證擋邊帶不因過大地?cái)[ 動(dòng)而造成對輸送機(jī)系統(tǒng)的沖擊，以避免水平段受料時(shí)振動(dòng)的發(fā)生。 3.2.2 凹凸弧度的設(shè)計(jì) （1）凹弧段 凹弧段的支撐需在輸送帶的上面進(jìn)行。為了保證輸送帶在上分支的凹弧段 上運(yùn)行時(shí)不漂帶，應(yīng)該設(shè)置壓輪或輥?zhàn)?。壓輪有單式和雙式 2 種。單式壓輪的 輪面只與基帶邊緣的空邊接觸，對輸送帶施加壓力以使輸送帶強(qiáng)制凹曲，如圖 3.4 所示。雙式壓輪由 2 個(gè)大壓輪和 2 個(gè)小壓輪組成，如圖 3.5 所示。大壓輪和 單式壓輪相同，而小壓輪壓波狀擋邊的頂部。壓輪的設(shè)置一般是在輸送機(jī)的凹 曲線曲率半徑較小、輸送帶的張力較大時(shí)。同時(shí)，當(dāng)需要設(shè)置壓輪時(shí)，必須采 用基帶兩側(cè)帶空邊的輸送帶結(jié)構(gòu)形式。一般當(dāng)帶寬 B≤500mm 時(shí)，采用單式壓 輪；當(dāng)帶寬 B 500mm 時(shí)，采用雙式壓輪。 圖 3.4 單式壓輪 1—軸承座；2—大擋輪；3—擋邊；4—軸 對于帶寬較窄所需壓力不大的情況也可以采用短輥的壓帶方式。采用這種 壓帶方式可以避免物料堆積高度超過橫隔板時(shí)壓輪的輪軸和物料相碰。當(dāng)選用 10 短輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)時(shí)，輥?zhàn)拥拈g距為 1.5d(d 為短輥?zhàn)拥闹睆?，對應(yīng)的圓心角要小于 15°[3]。 圖 3.5 雙式壓輪 1—軸承座；2—大擋輪；3—小擋輪；4—擋邊；5—軸；6—基帶 由于本設(shè)計(jì)的大傾角輸送機(jī)的凹曲線曲率半徑較小、輸送帶的張力較大， 因此必須采用基帶兩側(cè)帶空邊的輸送帶結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)的帶寬 B ≤500 mm， 對于帶寬較窄，所需壓力不大的情況，可以采用短輥的壓帶方式，如圖 3.6 所 示。 圖 3.6 凹弧段短輥組的壓帶方式示意圖和結(jié)構(gòu)方式 1—角鋼側(cè)板；2—短輥?zhàn)樱?—擋邊帶；4—螺栓連接；5—擋邊 （2）凸弧段 凸弧段的支撐需要支撐的表面是平面。上分支的凸弧段輸送帶的張力集中 的部位，張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸送機(jī)在水平段和傾斜段上平托輥所受的力，所以在允 許的條件下應(yīng)盡量增大凸弧段的曲率半徑，此處應(yīng)選用半徑較大的托輥進(jìn)行支 撐，也可以選擇托輥組來實(shí)現(xiàn)。 下分支的凸弧段處輸送帶的張力較小，如果此段的曲率半徑較小可以直接 選用長壓輪；如果曲率半徑較大可以選用若干組平托輥支撐 [3]。大傾角提升時(shí) 的皮帶曲率半徑較小，這里選用的長壓輪，壓帶輪直徑為 200mm。 （3）托輥的布置 上分支的托輥支撐輸送帶的平面可以直接應(yīng)用通用帶式輸 11 送機(jī)的托輥（圖 3.7（a ） ） ，托輥間距可以隨輸送機(jī)的傾角增大而增大。受料處 的托輥組間距應(yīng)小一些。下分支的支撐需支撐輸送帶的波狀擋邊面，因而要用 特殊的支撐形式。一般選用平托輥（圖 3.7（b） ） ，用平托輥 4 支撐擋邊 1 的頂 部。托輥間距的水平投影為 1m。也可以用復(fù)式托輥組或如圖 3.8 的五星輪式托 輥。如果波狀擋邊輸送帶無隔板，可以用直接支撐擋邊內(nèi)部輸送帶的托輥，選 用內(nèi)梳篦式托輥（圖 3.7（c） ）或內(nèi)輥式托輥（3.7（d） ） 。為防止跑偏，基帶兩 側(cè)應(yīng)安裝側(cè)面立輥。 圖 3.7 幾種托輥形式及其使用示意圖 1—擋邊；2—橫隔板；3—基帶；4—平托輥；5—內(nèi)梳篦式托輥；6—內(nèi)輥式托輥 本次設(shè)計(jì)上分支選取通用帶式輸送機(jī)托輥，下分支選取五星輪式托輥，如 圖 3.8 所示。 圖 3.8 五星輪托輥 輪體支撐帶的原理與齒輪齒條嚙合原理相似，擋邊帶為主動(dòng)，輪體為被動(dòng)。 兩個(gè)橫隔板之間的距離 P=πm，輪體的直徑 d=mz,取 z=5，d 取 160mm；五星 輪的末端上加一個(gè)橡膠套，緩沖對擋邊帶的作用力，以減小摩擦，降低對擋邊 帶運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性的影響。 12 3.3 部件選型設(shè)計(jì) 皮帶輸送機(jī)選型計(jì)算有兩種情況：一種是為一定使用條件選用整機(jī)定型的 成套設(shè)備，如可拆移動(dòng)式輸送機(jī)；另一種是選擇計(jì)算各種標(biāo)準(zhǔn)部件，然后組成 適用條件下膠帶輸送機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)部件包括膠帶、滾筒組件、傳動(dòng)裝置、托輥組件、 機(jī)架、拉緊裝置、制動(dòng)裝置和清掃裝置等。本設(shè)計(jì)是按照后者進(jìn)行。 3.3.1 皮帶總拉力及運(yùn)行功率計(jì)算 在計(jì)算皮帶拉力時(shí)考慮到輸送帶張力在整個(gè)長度上是變化的，影響因素很 多。為保證輸送機(jī)的正常運(yùn)行，輸送帶的張力必須滿足以下兩個(gè)條件：一是輸 送帶的張力在任何負(fù)載情況下，作用到全部滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到 輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；二是作用到輸送帶上的張力應(yīng)足 夠大，使輸送帶在兩組承載托輥間保持垂度小于一定值。為了減少在行走過程 中皮帶的阻力，應(yīng)控制其在傳動(dòng)轉(zhuǎn)輪之間的撓度 f，一般情況 f/B=0.025，本機(jī) 器的基寬 B=300mm。因?yàn)榛爻潭伟惭b了輥?zhàn)又危暂斔蜋C(jī)在傾斜時(shí)可忽視 皮帶松邊的張力。 圓周驅(qū)動(dòng)力 Fu 通過摩擦傳遞到輸送帶上，為保證輸送帶工作時(shí)不打滑， 需在回程帶上保持最小張力。 1、傳動(dòng)滾筒上所需要的圓周力 Fu 根據(jù)《波狀擋邊帶式輸送機(jī)手冊》查表可計(jì)算傳動(dòng)滾筒上所需要的圓周力 stHu?? 上式中：(1) ——主要阻力；F ]/*)2([* 2LHqqLgf GBRUOH ?? 式中 f——模擬摩擦系數(shù)，對于制造和安裝良好的輸送機(jī)取 f=0.022—0.025； g——重力加速度 g=9.81m/s； ——上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量/上托輥間距 (kg/m)， =7kg/m；ROq ROq ——下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量/下托輥間距 (kg/m), =7kg/m； U U 13 ——擋邊輸送帶整帶每米質(zhì)量 (kg/m) ；Bq 其中： stfSOq/*2?? ——基帶每米質(zhì)量， =3.58 kg/m，參考文獻(xiàn)[10]見表 2—1，O 基帶由 3 層組成，上膠 3mm，中間芯層 1.5mm，下膠 1.5mm。 ——擋邊每米質(zhì)量， =1.89 kg/m，參考文獻(xiàn)[10]見表 2—3 ；SqSq ——有效帶寬，這里是 0.12；fB ——橫隔板間距，這里是 0.1 m ；st ——橫隔板每米質(zhì)量，1.8 kg/m，參考文獻(xiàn)[10]見表 2—4 tq 即 =3.58+2*1.89+0.12*1.8/0.1 =9.52 kg/mB Bq ——每米物料質(zhì)量(kg/m)； =0.22kg/mG G =Q/(3.6*v)=0.32/(3.6*0.4)； q L——2.5m； H——1.5m； 代入數(shù)據(jù) =0.025×9.81×2.5×[7+7+(2×9.52 十 0.22) × 2.5/ ] F 256? =13.65NH (2) ——提升阻力 (N) st HtqBqgFsfSGst *)/2(*?? =9.81×(0.22+2×1.89+0.12×1.8/0.1) ×1.5 =90.64N st 則 =13.65+90.64=104.29NstHuF?? 上式中因?yàn)樘嵘叨葹?1500mm，水平段按 1000mm，則輸送機(jī)總軸間長 度為 2500mm；根據(jù)本機(jī)械工況：水平段和向上傾斜段；工作條件：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，輥?zhàn)又睆竭x為 90mm， 14 搬運(yùn)量較恒定可查表(見參考文獻(xiàn)[10]中的表 2)取復(fù)合摩擦系數(shù)為 0.02，波狀擋 邊輸送帶的安全系數(shù) m 取 12。 2、電機(jī)功率計(jì)算 計(jì)算公式 (W) iunvFkN/*? 其中： ——傳動(dòng)滾筒上的圓周牽引力(N) uF ——總傳動(dòng)效率，通常 ni=0.9 in k——k=1.2， 考慮到本算法的簡易算法的電機(jī)裕量系數(shù)。 N=1.2×104.29×0.4/0.9=55.62(W) 故選擇電動(dòng)機(jī)功率為 0.75KW 3.輸送帶最大張力計(jì)算 (N) HqgFSBuo*max?? 其中： lqSOGBo*)(5? ——托輥間距(m) ，本系列取 0.5m；Ol =5×（9.52+0.22）×0.5×9.81=238.87（N）o =238.87+104.29+9.81×9.52×1.5=483.25（N）maxS 4.輸送帶基帶層數(shù)計(jì)算 ])[*/(max?BZ? 其中：m——輸送帶安全系數(shù)，本系列推薦取 m=12。 B——基帶寬(mm) [σ] ——許用帶強(qiáng)， (單位：N/mm·層) ，這里選用棉帆織物芯 56， Z=483.25×12/(300×56)=0.345 因此，取 Z=3 符合條件。 3.3.2 滾筒的選擇及設(shè)計(jì) 傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。作為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式來講，可分成單滾筒 傳動(dòng)及雙滾筒傳動(dòng)。單滾筒傳動(dòng)多用于功率不太大的輸送機(jī)上，功率較大的輸 15 送機(jī)可采用雙滾筒傳動(dòng)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，還可增加圍包角以增加傳動(dòng)滾筒 所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)可以采用多電機(jī)分別傳動(dòng)，也可利用齒 輪傳動(dòng)裝置使兩滾筒同速運(yùn)裝。如雙滾筒傳動(dòng)仍不滿足牽引力需要，可采用多 點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。 本設(shè)計(jì)的機(jī)器載荷較小，選用電動(dòng)滾筒可以有效的減小空間尺寸。 最小傳動(dòng)滾筒直徑 D 按下式選取： dc?? 式中：d——芯層厚度或鋼絲繩直徑(mm)； c——系數(shù)(根據(jù)抗拉體材料確定；棉織物 c=80，尼龍 c=90，聚酯 c=108，鋼繩芯 c=145)，考慮到食品安全及強(qiáng)度要求選用棉織物即可。 計(jì)算得 D=1.5×80=120mm。 ? ?rdVRvF2 (2-1) 式中：F—— 離心力(N) v——帶速（s/m） R——曲率半徑(m) r ——物料容量(kg/m 3) V——物料容積(m 3) 從(2-1)式可以看出當(dāng)輸送機(jī)輸送物料種類和輸送量確定后要使物料不至拋 出，靠降低帶速，增大帶寬減小離心力，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。只有增大曲率半徑 R 減小離心力較為合理，所以可以選用 JB/T7330—1994 電動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)件 R=100mm。 電機(jī)功率為 0.75 KW，表面速度為 0.4m/s，筒長為 350mm，型號為： FTNZ0.75—0.4—350—200(JB/T 7330—1994，帶制動(dòng)器和逆止器，風(fēng)冷式行星 齒輪傳動(dòng)電動(dòng)滾筒，見圖 3.9)。 16 圖 3.9 電動(dòng)滾筒安裝尺寸 逆止器是電動(dòng)滾筒在逆止方向應(yīng)逆止可靠，在非逆止方向應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。對 傾斜輸送機(jī)來說為防止事故時(shí)倒轉(zhuǎn)堆料現(xiàn)象，一般需要安裝逆止器，它是一個(gè) 只允許輸送機(jī)往固定方向運(yùn)行的機(jī)械裝置。當(dāng)垂直提升負(fù)荷所需的力大于水平 移動(dòng)輸送帶負(fù)荷所需的力的一半時(shí)就需要安裝逆止器。 3.3.3 改向滾筒的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)滾筒是傳遞帶式輸送機(jī)功率的圓柱形滾筒，而改向滾筒是引導(dǎo)輸送帶 改變方向的圓柱形筒。改向滾筒不傳遞轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)比較簡單，易于制造和加工， 且和輸送帶接觸時(shí)軸為空轉(zhuǎn)，所以摩擦力小，使用壽命長。 初步計(jì)算改向滾筒的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下。 (1)兩軸承座中心距 A 為:A=M+B+(50~200)=300+20+50=370mm，式中，M 為帶寬，mm；B 為軸承寬度，mm。 (2)滾筒長度 L 為：L=M+(50~100)=300+50=350mm。 (3)筒皮的最大許用面壓[p]對于帆布芯，[p]≤0.4N/mm 2；對于鋼絲繩芯，[p] ≤0.6 N/mm2。 1、根據(jù)工作條件選擇材料并初步確定軸的最小直徑 因?yàn)樵撓驖L筒主要承受徑向力，不傳遞轉(zhuǎn)矩，故軸的最小直徑選 18mm。 即：d min =18mm.改軸無特殊要求，參考表 3-1 選取 45 鋼，調(diào)制處理， σb=650MPa。 表 3-1 軸常用的幾種材料的[τ] T 值 軸的材料 [τ]T /MPa 軸的材料 [τ]T /MPa Q235、20 12～20 40Cr、35SiMn 40～52 17 45 30～40 1Cr18Ni9Ti 15～25 2、改向滾筒軸的設(shè)計(jì)與校核 考慮到軸上零件的定位和裝配方便等要求，又因?yàn)檩S主要起改向作用，只 承受一定的徑向力，故初選一對深溝球軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選用 6205 型 軸承： 軸承孔直徑 d=25mm，即 d2=25mm，軸承寬度 B=15mm。 滾筒套筒處的直徑 d3=24mm； 軸的最大直徑 d4=32mm； 軸的各軸段長度 l1=8mm， l2 =14mm，l 3 =17mm， l4 =332mm（軸采用對稱 布置） ； 軸的總長 l=414mm 軸承和右端軸肩之間用螺母進(jìn)行軸向固定，軸承和軸用過盈配合周向固定。 3、軸上受力計(jì)算 (1)徑向力 N3081.945cos.09.45cosF45cos ???????????gmr 滾帶滾帶 (2)垂直面支撐力 截面 C 上的受力示意圖 3.9（a） ,則 NRrA1230 B5? (3)求剪切力 QC 和彎矩 MC 截面 C 上的受力， NRA1 073???C mNAC ??25973 (4)繪剪力彎矩圖 如圖 3.10（c ）所示： 18 圖 3.10 改向滾筒軸的校核 4、校核軸的強(qiáng)度 危險(xiǎn)剖面在軸中點(diǎn) C 處 MPaWM79.0321.5???? 按表 3-2，對于 σb=650MPa 的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 [σ-1]b=60MPa，因?yàn)?σC[σ-1]b，所以滿足強(qiáng)度要求。 表 3-2 軸的許用應(yīng)力/MPa 材料 σB [σ+1]b [σ0]b [σ-1]b 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 碳鋼 700 230 110 65 800 270 130 75 合金鋼 1000 330 150 90 彎曲剪應(yīng)力校核 MPaRQbISZC 025.164.342???????? 由于選用 45 鋼的軸，由表 3-1 可知，其彎矩剪應(yīng)力[τ] T =35Mpa,因此 19 τC≤[τ] T 滿足要求。 3.3.4 托輥的設(shè)計(jì) 托輥是帶式輸送機(jī)的重要部件，種類多、數(shù)量大。它占了一臺帶式輸送機(jī) 總成本的 35％，承受 70％以上的阻力，因此托輥的質(zhì)量尤為重要。托輥的作用 是支撐輸送帶和物料重量。對托輥的基本要求是：運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活可靠，使用可 靠，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑及徑向跳動(dòng)小等。圖 3.11 為托輥的結(jié)構(gòu)。 圖 3.11 托輥結(jié)構(gòu) 1、托輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)橥休佒饕惺軓较蛄?，不傳遞轉(zhuǎn)矩，故軸的最小直徑選 12mm，即 dmin=12mm，該軸無特殊要求，參考表 3-1 選取 45 鋼，調(diào)制處理， σb=650MPa。 2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到軸上零件的定位和裝配方便等要求，又因?yàn)檩S主要起改向作用，只 承受一定的徑向力，故初選一對 6203 型軸承。 軸承內(nèi)孔直徑 d=17mm,即 d2=17mm； 軸承寬度 B=12mm； 托輥套筒處的直徑 d3=24mm； 軸的各段長度 l1=5mm,l2=11mm ,l3=20mm ,l4=332mm (采用對稱布置)； 軸的總長 l=460mm； 軸承和右端軸肩之間用螺母進(jìn)行軸向固定，軸承和軸用過盈配合周向固定。 20 3、軸上受力計(jì)算 (1)徑向力 N38.251.945cos8.09.45cosF45cos ???????????gmr 滾帶滾帶 (2)垂直面支撐力 截面 C 上的受力示意圖 3.12，則 NRrA69.1238.2 B.? 圖 3.12 托輥軸的強(qiáng)度校核 (3)求剪切力 QC 和彎矩 MC 截面 C 上的受力， NRA69.12? 075??C mNAC ???75.20. (4)繪剪力彎矩圖 如圖 3.12 所示。 4、校核軸的強(qiáng)度 危險(xiǎn)剖面在軸中點(diǎn) C 處 21 MPaWC6.124.0753???? 按表 3-2，對于 σb=650MPa 的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 [σ- 1]b=60MPa，因?yàn)?σC[σ-1]b，所以滿足強(qiáng)度要求。 彎曲剪應(yīng)力校核 MPaRQbISZC 04.124.36942???????? 由于選用 45 鋼的軸，由表 3-1 可知，其彎矩剪應(yīng)力[τ] T =35Mpa,因此 τC≤ [τ]T 滿足要求。 3.3.5 拉緊裝置 拉緊裝置的作用有：（1）使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶與滾筒之 間不打滑；（2）限制輸送帶在各支承間的垂度，使輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；常見的拉 緊裝置有螺旋式拉緊裝置，車式拉緊裝置，垂直式拉緊裝置，鋼絲繩絞筒式拉 緊裝置。 本次設(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)的輸送量只有 0.32t/h，輸送距離較短，屬于輕 載皮帶機(jī)，考慮到成本及結(jié)構(gòu)問題，可不采用拉緊裝置。 3.3.6 清掃裝置 清掃裝置有刮板式、旋轉(zhuǎn)刷式、指狀彈性刮刀式、水力沖刷式、振動(dòng)清掃 式等。由波狀擋邊帶的特點(diǎn)易知，前四種裝置不適合，只能用振動(dòng)清掃式。另 外還可以用拍打輪清掃裝置，拍打輸送帶背面，震落粘在輸送帶上的物料。本 次設(shè)計(jì)選取被動(dòng)式拍打輪清掃裝置如圖 3.13 所示。 22 圖 3.13 被動(dòng)式拍打輪裝置 3.3.7 機(jī)架 機(jī)架、頭部支架、頭、中間架、中間架支腿等，在輸送機(jī)中主要起支承的 作用。主要是有角鋼和普通鋼板焊接和螺栓連接而成。 第 4 章 安裝與維護(hù) 4.1 提升機(jī)參數(shù) 本設(shè)計(jì)按照產(chǎn)品的參數(shù)要求完成了糖果提升皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件選型， 并給出了總裝圖。特別設(shè)計(jì)了適合帶有橫隔板的擋邊帶的空程段的五星輪支撐 裝置。下面列出該提升機(jī)的主要參數(shù)見表 4-1 和表 4-2。 表 4-1 波狀擋邊帶參數(shù) 單位(mm) 基帶寬 300 橫隔板高度 75 有效帶寬 120 帶安全系數(shù) 12 波底帶寬 50 波帶高 80 波形距 42 波帶頂寬 44 表 4-2 食品提升皮帶機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 滾筒圓周力（N） 104.29 電動(dòng)滾筒功率(W) 60 提升機(jī)速度（m/s） 0.4 壓帶輪滾筒長度(mm) 350 傾角 45 改向滾筒直徑(mm) 200 電源(V) 220 壓帶輪直徑(mm) 200 輸送量(t/h) 0.32 托輥長 /直徑(mm) 320/90 23 托輥軸配合處直徑 (mm) 25 托輥軸螺紋處直徑(mm) 20 電動(dòng)滾筒型號 FTNZ0.75-0.4-350-200 4.2 部件安裝及檢測 驅(qū)動(dòng)裝置的安裝尺寸，主要是根據(jù)廠家提供的尺寸對機(jī)架進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。 改向滾筒、壓帶輪及托輥的安裝主要在于選用合適的軸承和軸承座。其中軸承 座可以選用鋼板焊接制造。輸送機(jī)的安裝要特別注意檢查軸承座是否有松動(dòng)現(xiàn) 象，托輥的固定可根據(jù)托輥的軸徑選擇合適的軸承。 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)也是帶式輸送機(jī)的一種，所以有必要根據(jù) 相關(guān)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。JB/T8908—1999 波狀擋邊帶式輸送機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和 GB/T10595—1989 帶式輸送機(jī)技術(shù)條件對輸送機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)主要包括： (1)檢查膠帶接頭、波狀擋邊及隔板是否良好。 (2)檢查每一托輥及轉(zhuǎn)動(dòng)部件在軸上的靈活性和相應(yīng)的空隙是否正常，有無 不轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。 (3)檢查清掃裝置與膠帶的緊貼情況是否均勻。 (4)檢查機(jī)電部分接線是否正確良好，電壓是否在額定范圍內(nèi)。 (5)檢查傳動(dòng)部分、改向滾筒及托輥等潤滑情況，不得在無潤滑油的情況下 運(yùn)轉(zhuǎn) (6)試車時(shí)先空車運(yùn)行，先根據(jù)膠帶松緊情況旋轉(zhuǎn)尾部螺旋拉緊裝置，對膠 帶進(jìn)行調(diào)整，在空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中，注意各部分有否故障發(fā)生。空負(fù)荷試車合格后， 若運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，即可按規(guī)定能力加料進(jìn)行滿載運(yùn)轉(zhuǎn)。 (7)在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間要特別注意更換壞墊圈或氈墊，防止灰塵進(jìn)入軸承內(nèi) 部，膠帶如有脫膠或局部磨損應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。 (8)清掃器橡膠板若有嚴(yán)重磨損而與膠帶不能緊密接觸時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或更 換橡皮套。經(jīng)常注意收拾漏在機(jī)上的物料，保持整機(jī)清潔，以防發(fā)生意外事故。 (9)輸送機(jī)必須空載啟動(dòng)，應(yīng)先開車后加料。 24 4.3 電氣及安全保護(hù)裝置簡介 安全保護(hù)裝置是在輸送機(jī)工作中出現(xiàn)故障能進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警的設(shè)備，可使 輸送機(jī)系統(tǒng)安全生產(chǎn)，正常運(yùn)行，預(yù)防機(jī)械部分的損壞，保護(hù)操作人員的安全。 此外，還便于集中控制和提高自動(dòng)化水平。 常用的保護(hù)和監(jiān)測裝置如下： (1)膠帶跑偏監(jiān)測：一般安全在輸送機(jī)頭部、尾部、中間及需要監(jiān)測的點(diǎn)。 輕度跑偏聽偏量達(dá) 5％帶寬時(shí)發(fā)出信號并報(bào)警。重度跑偏量達(dá) l 0％帶寬時(shí)延時(shí) 動(dòng)作，報(bào)警、正常停機(jī)。 (2)打滑監(jiān)測：用于監(jiān)視傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線速度之差。并能報(bào)警、 自動(dòng)張緊輸送帶或正常停機(jī)。 (3)超速監(jiān)測：當(dāng)帶速達(dá)到規(guī)定帶速的 115％—125％時(shí)，報(bào)警并緊急停機(jī)。 其它料倉堵塞信號、縱向撕裂信號及拉緊、制動(dòng)信號、測溫信號等，可根據(jù)需 要進(jìn)行選擇。 4.4 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)中的注意事項(xiàng) (1)必須保護(hù)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行良好和環(huán)境衛(wèi)生清潔，保證電動(dòng)滾筒散熱條件良好。 機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)尾底座等部分的附著物必須及時(shí)清除，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2)盡量避免在短時(shí)間內(nèi)頻繁啟動(dòng)運(yùn)輸機(jī)，在正常情況下運(yùn)輸機(jī)應(yīng)空載啟動(dòng)。 (3)不允許發(fā)生皮帶沿傳動(dòng)滾筒打滑現(xiàn)象，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即張緊皮帶。 (4)發(fā)現(xiàn)皮帶跑偏應(yīng)及時(shí)調(diào)正，以免損壞皮帶。 (5)對皮帶清掃器應(yīng)經(jīng)常檢查，磨損后應(yīng)及時(shí)更換。不允許皮帶滾筒表面粘 附碎糖果末。 (6)電動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥、壓帶輪要定期加油，以延長設(shè)備壽命。 (7)輸送機(jī)在運(yùn)行中要詳細(xì)檢查，如發(fā)現(xiàn)損壞部分應(yīng)立即更換。 25 第 5 章 食品提升機(jī) SolidWorks 三維造型 5.1 SolidWorks 簡介 作為一種功能創(chuàng)新的三維 CAD/CAM 軟件，SolidWorks 采用人們熟悉的 Windows 界面，并利用了參數(shù)化和特征建模技術(shù)，為設(shè)計(jì)人員提供了良好的設(shè) 計(jì)環(huán)境，其主要有以下幾大功能模塊： （1）3D 實(shí)體模塊 3D 建模是 SolidWorks 最基本的模塊，其中包括零件、裝配體、工程圖、曲 面、鈑金、模具、焊件等各功能模塊。 （2）設(shè)計(jì)效率、交流與協(xié)同工具模塊 SolidWorks 向用戶提供了提高個(gè)體設(shè)計(jì)效率以及為團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行有效設(shè)計(jì) 交流與協(xié)同的工具，其中包括智能標(biāo)準(zhǔn)件、特征識別、模型比較等。 （3）工程分析模塊 SolidWorks利用其內(nèi)嵌 COSMOSWorks、 COSMOSMotion、 COSMOS- FlowWorks等分析模塊對模型進(jìn)行實(shí)際工況的仿真分析，其中包括靜態(tài)力學(xué)、 振動(dòng)與失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)、流體分析等，從而保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性與優(yōu) 26 化，提高產(chǎn)品的性價(jià)比，也極大縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。 （4）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊 SolidWorks 所提供的 PDMWorks 能有效地管理 CAD 文件的版本和 CAD 項(xiàng) 目的所有數(shù)據(jù)，包括：SolidWorks 所有文檔、設(shè)計(jì)屬性和規(guī)格說明、 COSMOS 的分析文檔和來自于 AutoCAD 的 DWG 和 DXF/IDES 文檔、圖片、動(dòng)畫和 PDF 文檔等，大大節(jié)省了管理與跟蹤文檔和數(shù)據(jù)的時(shí)間。 本設(shè)計(jì)以 SolidWorks2007 為平臺，對機(jī)械手的主要零部件進(jìn)行造型，并完 成機(jī)械手的總體裝配。 5.2 主要零件的三維造型 以五星輪為例，介紹其造型過程。設(shè)計(jì)時(shí)首先從整體上分析零件的結(jié)構(gòu)， 初步形成有關(guān)手部零件造型的基本思路。通過二維零件草圖的繪制，利用幾何 關(guān)系約束草圖，進(jìn)行基體特征的造型。對于輔助特征如陣列，利用 SolidWorks 的細(xì)節(jié)特征命令可以很容易生成，并可以快速地對幾何模型進(jìn)行實(shí)時(shí)地編輯、 修改和更新。對于復(fù)雜的特征可利用函數(shù)表達(dá)式來生成輪廓對象，其繪制的草 圖如圖 5.1 所示，完成的五星輪三維實(shí)體零件模型如圖 5.2 所示。 圖 5.1 五星輪二維草圖 圖 5.2 五星輪模型 5.3 提升機(jī)的裝配與分析 SolidWorks 不僅僅是一個(gè)簡單的實(shí)體建模工具，而是一個(gè)面向產(chǎn)品級的機(jī) 27 械設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它既提供了復(fù)雜零件自下向上的裝配方法，同時(shí)也還提供自頂向 下的裝配方法，并且可在裝配環(huán)境中方便地設(shè)計(jì)和修改零件。 裝配是利用各實(shí)體零部件的重合、平行、垂直、相切、距離等命令實(shí)現(xiàn)的， 命令簡單，但應(yīng)注意選擇定位點(diǎn)、插入位置、選擇對象等的方法。如果裝配復(fù) 雜，使用零部件的“輕化”功能可極大地提高運(yùn)行速度。在裝配過程中可很明 顯地看出各零件之間的裝配關(guān)系，對模具的結(jié)構(gòu)分析具有很大的幫助，也可以 進(jìn)行模具零件之間的干涉檢測，為運(yùn)動(dòng)分析做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。另外，在裝配時(shí)，可 以先進(jìn)行部分零件裝配，完成后再進(jìn)行部件間的裝配，這樣可以減少裝配難度 和裝配步驟。圖 5.3 托輥?zhàn)友b配體。 圖 5.3 托輥?zhàn)友b配體 裝配結(jié)束后，為了更清楚地表達(dá)模具的裝配關(guān)系，利用爆炸命令可生成一 個(gè)模具爆炸視圖，以便進(jìn)行模具零件的裝配分析。 其他主要零件見附錄。 28 第 6 章 結(jié)論 根據(jù)上述過程設(shè)計(jì)出不同承載對象的其它類食品提升機(jī)，有利于將機(jī)架的 設(shè)計(jì)矛盾轉(zhuǎn)移到輸送帶的設(shè)計(jì)上，降低機(jī)器設(shè)計(jì)難度。采用波狀擋邊帶設(shè)計(jì)的 食品提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，各主要部件均可與帶式輸送機(jī)通用，給使用、維修帶來 方便；而在功用上大大優(yōu)于普通帶。主要優(yōu)勢是：運(yùn)行可靠；沒有斗式提升機(jī) 經(jīng)常發(fā)生的打滑、掉斗現(xiàn)象，其可靠度與通用帶式輸送機(jī)相當(dāng)。缺點(diǎn)是擋邊輸 送機(jī)機(jī)架采用焊接結(jié)構(gòu)，安裝精度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，又由于皮帶上存在擋邊 和隔板，無法像平皮帶輸送機(jī)一樣安裝調(diào)心托輥，因而皮帶容易跑偏。因機(jī)架 簡化帶來的加速擋邊磨損破裂等現(xiàn)象仍然是值得研究的課題。但從整體應(yīng)用效 果看，在食品生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用波狀擋邊帶式輸送機(jī)的前景良好。 29 致謝 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、總結(jié)了四年來的知識，許多原來只 是感性認(rèn)識的東西也變的理性化了，同時(shí)也體驗(yàn)了作為一名工程技術(shù)人員的艱 辛。非常感謝指導(dǎo)老師在設(shè)計(jì)中對我的悉心引導(dǎo)、支持與幫助，您的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué) 態(tài)度和崇高的敬業(yè)精神，將使我受益非淺。在井岡山大學(xué)學(xué)習(xí)和生活的四年中， 得到了眾多老師的教導(dǎo)以及很多同學(xué)的幫助，使我在大學(xué)中學(xué)到了豐富的基礎(chǔ) 知識和專業(yè)知識，為本次設(shè)計(jì)以及今后的工作生活打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在此，對以及工學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師表示衷心感謝并致以崇高的敬意； 對本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意！ 最后，由衷地向所有關(guān)心和幫助過我的人表示感謝！ 30 參考文獻(xiàn) [1]宋偉剛，陳霖．波狀擋邊帶式輸送機(jī)的發(fā)展．煤礦機(jī)械，2004，(2)：1-4。 [2]宋偉剛．特種帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)．機(jī)械工業(yè)出版社，2007． [3]宋偉剛．波狀擋邊帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)．煤礦機(jī)械，2004,(3)：1-3． [4]王春節(jié)．波狀擋邊帶式輸送機(jī)使用中存在問題及改進(jìn)措施．硫磷設(shè)計(jì)與粉體 工程，2003,(4) ：32—36． 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