斗轮堆取料机皮带输送机设计毕业论文

XXXX 大 学毕业设计说明书作 者： XXX 学 号： XXX 学 院： 机械工程学院 系(专业)： 机械设计制造及其自动化 题 目： 斗轮堆取料机皮带输送机设计 指导者： XXX 教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2012年 06月 01日目 录1 引言（或绪论）11.1人造大理石生产线研究的历史和现状 11.2人造大理石输送部分难点12 总体设计方案的制定22.1大理石成产线布局图22.2功能划分22.3各部分功能分析 23 推杆设计 43.1推杆实体结构图 43.2推杆选型与设计 53.3气动元件选型与设计 83.4控制系统选型与设计104 输送机设计114.1带式输送机概述114.2带宽和带速的确定134.3 圆周驱动力的计算 144.4传动功率计算 174.5 输送带张力计算184.6 传动滚筒最大扭矩计算 194.7绳芯输送带强度校核计算 194.8驱动装置的选型与设计194.9联轴器选型 214.10带式输送机部件的选型与设计215 升降机设计255.1升降机原理 255.2剪叉式升降机机械结构选型与设计265.3电动推杆的选型285.4机械部分的选型与设计285.5结果核算和受力校核30结论 31 参考文献32致谢331 引言（或绪论）随着国民经济的发展，需要对一些散料进行装卸，如热力发电厂需要把储料场的燃料煤取走，进行磨碎、喷烧；大型港口需要把运送来的某些散料，如矿石、煤炭等装船、卸船；斗轮挖掘机等采挖的矿物和废弃物要运到储存场或排到排土场等。运输机又称带式输送机,是一种连续运输机械,也是一种通用机械。皮带运输机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。即可以运送散状物料,也可以运送成件物品 ,堆取料机,堆料机,取料机,皮带机,发电等。在煤矿的开采过程中，带式输送机的作用至关重要，其性能的好坏直接影响到煤矿行业的发展和效益，因此研究带式输送机对煤矿行业和其他一些输送类的行业有着非常重要的意义。带式输送机的工作环境一般情况下都比较恶劣，对带式输送机的性能要求也很高，在研究的同时，对其性能进行分析与提高也式目前输送行业中不可缺少的重要部分。在本次设计中的带式输送机采用了全封闭式结构，对带式输送机的工作环境恶劣的方面进行了一些改进。带式输送机制造以其优质、高效、工艺适应性广的技术特色，深受制造业的重视，在煤矿、工程运输等高技术领域及机械制造、煤矿开采、汽车制造等产业部门一直有着广泛的应用。近些年，带式输送机又在其他一些产业部门表现出具有巨大的潜力和广阔的市场应用前景。斗轮堆取料机的皮带输送机构包括臂架皮带机部分和尾车皮带机部分。带式输送机在当今社会应用日益广泛，当然一个产品也需要不断的研发和更新，才能永保活力。堆取料机之所以工作效率高，是因为广泛使用了带式输送机。带式输送机是连续运输机械中效率最高，使用最普遍的一种机型，它既是承载构件，又是牵引构件，依靠输送带及滚筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。悬臂式堆取料机的带式输送机应该能够正、反运行，并可满负荷启动。带式输送机的特点： 1输送物料种类广泛。 2输送能力范围宽。 3 输送线路的适应性强。 4 灵活的装卸料。 5 可靠性强。 6 安全性高。 7 费用低。11 本课题国内外研究现状和发展趋势1、 国外发展概况悬臂式斗轮堆取料机是由斗轮挖掘机演变而来的，是斗轮挖掘机发展过程中派生出来的一个分支。世界上研究和开发斗轮挖掘机最早的国家是德国，其次是前苏联和前捷克斯洛伐克等。对于斗轮挖掘机的研究始于19世纪30年代，第一台斗轮挖掘机于19世纪80年代问世，真正投入实际应用是在20世纪初。世界上第一台投入实际采矿使用的斗轮挖掘机是1916年，在比特费尔德附近的德国贝格威茨褐煤露天矿进行上向开采和剥离，这是第一台在煤矿使用的轨道行走式斗轮堆取料机。1919年生产出了第一台履带行走式斗轮挖掘机，它采用柴油发动机，该机只能挖取堆放的散料。这可以说是斗轮挖掘机发展过程中的一个里程碑，标志着斗轮挖掘机进入了实际应用阶段。这期间，研究人员解决了动力驱动、输送带、斗轮向带式输送机上输送物料等关键问题，研制了轨道式行走机构和履带式行走机构。这些研究成果经不断完善，一直沿用至今，成为斗轮挖掘机不可缺少的组成部分。图1普通型斗轮挖掘机20世纪50年代是斗轮挖掘机的有一个新的发展阶段。到20世纪70年代，斗轮挖掘机的各组成部分结构形成的发展和改进已近成熟。日生产能力超过20万立方米的巨型斗轮挖掘机的问世，标志着斗轮挖掘机进入了现代斗轮挖掘机的发展时期。德国克虏伯公司于1977年研究开发的、迄今为止最大的SchRs6300/(9-17).51型斗轮挖掘机，目前仍工作在德国莱茵褐煤公司的露天矿上。世界上最大的斗轮堆取料机由奥地利的奥钢联公司制造，2002年使用在澳大利亚活勒塔港。图3 世界上最大的斗轮挖掘机2、 国内发展概况国内对斗轮挖掘机的研究起步较晚，1960年，从国外引进的第一批斗轮挖掘机是我国对斗轮式机械的性用，研究和开发工作的开始。最早的斗轮堆取料机设计可以追溯到1966年。当时国内部分钢厂、码头急需使用此类设备。为满足当时的社会需要，开发了我国第一代的斗轮堆取料机，经过数十年的努力，我国已经生产了数以百计的斗轮堆取料机，堆取料能力在3006000t/h范围内，这标志着我国也具有制造大型散料输送机械的能力。进入20世纪80年代，随着电力工业和钢铁工业的发展，对斗轮堆取料机的生产能力的要求也不断地增加，“七五”期间，国内从德国的M.A.N公司引进了一套生产能力为6000t/h的斗轮取料机成套设备，这是国内的、生产能力最大的机型。同时堆取料机在电力部门的使用数量有很大提高，并且在港口上的使用量剧增。宝钢的原料码头、秦皇岛港、连云港、北仑港、西基港、烟台港、天津港、大连港等相继一大批港口增设了散料码头，用于煤炭或矿石的转运。20世纪90年代，国内斗轮堆取料机的事业向着数量更多、应用更广的方向发展。在钢铁企业、电力企业、各大港口几乎都可以看到斗轮堆取料机的应用。在港口，人们已经把斗轮堆取料机当做一种港口集机械。经过几十年的发展，我国的斗轮堆取料机研制水平取得了较大提高，但同发达国家相比，仍存在明显差距，其控制技术仅限于基于可编程控制器（PLC）为核心的单机控制，作业水平也仅限于单机手动方式。近几年里，国内斗轮堆取料机的发展相当迅速，研制水平也取得了较大的提高，国内在引进国外产品的基础上，能够生产带有半自动微机程控系统的机型。此外，在控制方面也在积极研究将新的故障诊断技术、控制技术、计算机通信和处理技术应用到斗轮堆取料机中。随着钢铁企业、港口、电厂的煤炭和矿石的料场不断增加，原材料、能源的发展也给其发展提供了良好的市场环境。市场的增加，激发了国内许多制造业企业对装备研发和创新的信心，提高了国内企业自主设计制造大型装备的能力，国内堆取料机的发展将向更高一级的产品质量和设计水平迈进。3、 发展方向悬臂式斗轮堆取料机需要开展的研究工作：分析斗轮堆取料机变幅装置的结构形式并进行多刚体系统模型简化，建立运动学约束方程、驱动方程和动力学方程，进行运动学特性仿真软件和动力学特征仿真软件的开发等工作。对运动仿真在变幅装置运动瞬时应力场分析建模和计算中的应用进行研究；将运动仿真和有限元法相结合，研究变幅装置在不同工位的动态性能变化规律。在过去的40年，发达国家斗轮堆取料机技术的发展，极大地促进了散料输送工业的发展。 近年来，自动化和信息技术又推动了该产业的发展。其发展方向：理论生产率向大型化发展。各国都在使斗轮堆取料机的生产系列化、基础部件通用化。系列化的好处之一是可保证某些零配件，如铲斗、履带板、驱动轮等通用化、标准化，使顾客更方便地在市场上买到现货。基础部件的通用化、模块化，促使设计组合化，加上AutoCAD的使用，缩短了设计周期，并提高设计质量，以适应市场快速反应机制的要求。自动化、半自动化。目前，国产斗轮堆取料机已逐步由手动过渡到半自动化，机、电、液的整体水平较往日有了很大的提高和进步。但要实现全自动化，由中央集控室集中控制，实施机上无人操作尚需进一步努力。采用现代设计方法和设计手段，优化结构组合，在保证生产能力的前提下，尽量减轻整机重量，提高设备的可靠程度。国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化。3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4、新型、高可靠性关键元部件技术。表1 国外带式输送机的主要技术指标Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas 主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m600075006000带速/4.5647, 最高达10输送量/3500500040005000驱动功率/kW1500400035007000，最大达15000我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示表2 国内带式输送机的主要技术指标Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer China主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m200030003000带速/3.5445, 最高达8输送量/2500300030004000驱动功率/kW1200200015003000，最大达1000012 带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。其简介如下：13 各类带式输送机的特点（1）QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TD型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。（2） 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U形带式输送机 它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由提高到使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25。（4）管形带式输送机 U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30以上，最大可达90。（6）压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。2 总体设计方案的制定2.1、悬臂式斗轮堆取料机带式输送机设计原则和设计主要内容带式输送机必须满足斗轮堆取料机的最大生产能力，首先按最大生产能力确定输送断面积和驱动功率。设计时，还要考虑能够承受短期尖峰产量的能力。设计内容包括：决定带速；决定带宽；计算带式输送机运输量；计算运行阻力；计算输送带张紧力；确定输送带张紧装置的伸缩距离。确定输送线路的原则：输送带数量和转折点的个数应尽量减至最少；避免使用短输送带；为了提高输送带的疲劳寿命，双滚筒尽量不用S形布置；张紧装置应布置在输送带张力最小处；当水平输送机采用多电机分别启动时，张紧装置应放在先启动的1号滚筒张力小的一侧；输送机尽可能布置成线形。输送带的选择原则：最好采用钢绳芯输送带，而不采用织物芯输送带。这是因为钢绳芯输送带延伸率低，仅需较小的张紧距离，因而张紧滚筒位置可以改变较短距离。皮带应具有以下特性： (1) 耐磨耐冲击耐拉扯耐燃。(2)宽度容许差 1%。(3)传统皮带最大延伸不得超过 2%。(4)黑色防霉。22、悬臂式斗轮堆取料机带式输送机构的基本组成悬臂式输送机主要由带式输送机驱动装置，传输部分，清扫器，张紧装置和各种保护装置组成。带式输送机传输部分有输送带，槽型托辊架及托辊，改向滚筒等组成。落料段设有缓冲托辊。悬臂带式输送机满足正，反转运行，并可满负荷启动。受料点设有倒料设施，带式输送机不撒料。输送带承料面和非承料面均设置清扫装置。为保证足够的张力，防止清扫器刮坏输送带，输送带必须粘接后，要保证自然跑偏量小于50mm。因托辊上有物料，粘接头会促使输送带跑偏，所以要经常清扫。对转动不灵或位置不当的托辊应进行调整。不转动托辊应及时更换，采用合金橡胶清扫器。在斗轮堆取料机前部靠近斗轮处的改向滚筒在取料工作状态常常因撒料使部分物料落到回程输送带上使输送带损坏，降低了输送带的使用寿命。因此位置长度较短，避免物料落到回程输送带上比较困难，使输送带在较短的时间就损坏，为解决这一问题可采用一种排渣滚筒来清除改向滚筒下的物料，以提高输送带的使用寿命。电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18，向下运输不超过15。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。（3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。带式输送机常见典型的布置方式如下图： 初步决定悬臂式斗轮堆取料机臂架皮带输送机选型方式如下图：三 详细设计1. 已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件的资料（1） 物料名称和平均最大输送能力。物料名称包括煤炭、矿石等。（2） 物料的特性： 1） 粒度大小、最大粒度和粒度组成情况。2） 所输送的物料体积质量3） 物料在输送带上的动堆积角4） 物料的温度、湿度、磨琢性、腐蚀性等。（3） 工作环境。露天、室内、干燥、潮湿、环境温度和灰尘多少等。（4） 输送机布置形式及有关尺寸。（5） 卸料点数目、位置及卸料方式。（6） 给料点数目、位置及导料槽长度。（7） 输送成件物品时。成件物品单位质量和外形尺寸。2. 原始参数和工作条件（1）输送物料：煤（2）物料特性： 1）块度：0300mm2）散装密度：0.90t/ m3）在输送带上堆积角：=204）物料温度：50（3）工作环境：室外（4）输送系统及相关尺寸： （1）运距：300m （2）倾斜角：=03. 带速的确定 带速选择原则：(1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。(2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。(4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。(5)人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。(7)采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为3.15m/s。(8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。(9)输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s. 原煤的堆积密度为900kg/;考虑工作条件取带速为3.75m/s;4. 带宽的确定查阅斗轮堆取料机工程机械设计手册，综合工作环境，运输能力，物料堆积密度和带速，选取带宽B=1600mm5. 托辊的选型与设计托辊用于支承输送带和输送带上所承载的物料，使输送带稳定地运行。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏直接影响输送机的运行。而且托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求它能经久耐用，周围的灰尘不进入轴承，密封装置必须很可靠，轴承能得到很好的润滑。这样可使输送机的运转阻力小，节省能源。托辊有钢托辊，塑料托辊等。钢托辊多用无缝钢管制成。托辊的直径根据输送带宽度的增加而增加，一般取为89-200。为了提高生产率，输送散粒物料的上托辊一般采用槽型托辊组，结构如下图。其中为槽角，多年来取20。但现在许多企业已使用30、35、45的托辊槽角。合理地选用托辊槽角，可以使输送带的横断面积增大。如果槽角由20增加到30，则在同样带宽时可使物料横断面积增大20，运输量可提高1。目前在带式输送机中，大部分采用30的槽角。托辊间距的布置应保证输送带在托辊间所产生的下垂度尽可能低小。输送带在托辊间下垂直度一般取为不超过托辊间距的2.5。输送机上托辊的间距见下表：带宽300-400500-650800-10001200-1400松散物料的堆积密度/tm(-3)1.015001400130012001-214001300120011002.01300120011001000托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度、轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。6. 张紧装置 1 螺杆式张紧装置由于它的行程受到限制，又不能自动保持恒张力，所以。一般只适用于长度较短、功率较小的输送机上。它的张紧行程按整机长度的1%选取。如下图：1-螺杆 2-滚筒 3-机架 4-可移动的滚筒轴承座 2 坠重式张紧装置它适用于输送机长度较大、功率也较大的情况。由于它结构简单可靠，因此可优先选用。垂直安装的滚筒坠重式张紧装置用于小车坠重式张紧装置有困难的场合。它的缺点是改向滚筒多，而且物料容易落入张紧滚筒之间，从而损坏输送带。下图为小车重锤式张紧装置1-重锤 2-小车 3-滑轮组 4-绞车7 带式输送机的驱动装置 带式输送机的驱动装置一般由一个或多个驱动滚筒、减速器、联轴器等组成。 为了适应输送机满载启动，多选用JQ1、JQ2、JQ3系列电动机。这种电动机的启动力矩为额定力矩的1.8-2.0倍。对于功率大于100kw的输送机，若采用JS型电动机，则由于这种电动机启动性能差，需要配备粉末联轴器。为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒之间必须有足够的摩擦力。要提高牵引力，可以增加松边张力，摩擦系数和围包角。当增加松边张力时，输送带的强度必须提高，这样会增加输送机的造价。因此设计驱动装置时，多采用增加摩擦系数和围包角的方法来保证获得必要的牵引力。采用单滚筒驱动时，围包角可达210-230。另外可采用胶面滚筒以提高摩擦系数。4 输送机设计4.2带宽和带速的确定4.2.1 带宽的确定 式中B带宽mm，最大粒度，mm。 （4.2-1）输送带宽度应由载托辊槽角，物料的堆积角配合物料堆积的横断面积进行选型计算，再由公式（4.2-1）进行核算，但本设计输送物品为成品大理石，成品大理石下边有托架和玻璃板，而且是单件输送，无法计算粒度和无聊堆积的横断面积。故先取带宽B=500mm。4.2.2带速选择原则(1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速6。(2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低6。(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。(4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。(5)人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。(7)采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为4.15m/s。(8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。(9)输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s6。故本输送机是运输成品的大理石，属于成品物件，而且要求稳定运输，由上原则可知带速不超过1.25 m/s。此处先取带速0.25 m/s.4.3 圆周驱动力的计算4.3.1圆周驱动力计算公式传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（4.3-1）计算： （4.3-2）式中主要输送阻力，N；单独部件的附加阻力，N；输送载荷的倾斜阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择7。对机长大于80m的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，取C=2，则公式变为下面的形式： （4.3-3）4.3.2 主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（2.4-4）计算： （4.3-4）式中模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。输送机长度（头尾滚筒中心距），m；重力加速度；带宽为500m查机械设计手册选定托辊直径89mm，型号：DTGP1107，上托辊间距a1=400mm，下托辊间距a2=600mm，重量/kg: 11.6kg，槽角均为承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（4.3-5）计算 （4.3-5）其中承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知计算：回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（4.3-6）计算： （4.3-6）其中回程分支每组托辊旋转部分质量回程分支托辊间距，m；计算：每米长度输送物料质量每米长度输送带质量，kg/m，=0.0259.828.5+10.4+（25.02+134.3）cos0=178.6N 运行阻力系数f值应根据表选取。取=0.02。表4-2 阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于350.0350.0454.3.3 主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式（4.4-7）计算： （4.3-7）按式（2.4-8）或式（4.4-9）计算：三个等长辊子的前倾上托辊时 （4.3-8）二辊式前倾下托辊时 （4.3-9）本输送机没有主要特种阻力，即4.3.4 附加特种阻力计算输送机没有主要特种阻力，即=04.3.5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算： （4.3-10）式中：因为是本输送机水平运输，所有H=0=0由式（2.4-2）4.4传动功率计算4.4.1 传动轴功率计算传动滚筒轴功率（）按式（4.4-1）计算： （4.4-1）4.4.2 电动机功率计算电动机功率，按式（4.4-2）计算： （4.4-2）式中传动效率，一般在0.850.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率：=0.98液力耦合器器：=0.96；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算；二级减速机：=0.980.98=0.96三级减速机：=0.980.980.98=0.94电压降系数，一般取0.900.95。多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率8。速度V=0.25m/s由式（4.4-1）由式（4.4-2）4.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。4.5.1 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图4-2）图4-2作用于输送带的张力如图4-2所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足要求： （4.5-1）传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取则由式 表4-3 传动滚筒与输送带间的摩擦系数该设计取=0.35；=470。对常用故摩擦条件满足。输送带不会打滑。4.6 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（4.7.1）计算： （4.6.1）式中D传动滚筒的直径（mm）。 双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（4.7.2）计算：Mmax=428.64x0.5/2=0.107KN/m （4.6.2）初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:0.107KN/m 4.7绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度按式（4.9-1）计算； （4.7-1）式中静安全系数，一般。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。输送带的最大张力428.64 N选为7,由式（4.7-1）Gx=428.64*7/500=6N/mm 可选输送带为NN-100,带宽500mm，三层尼龙布，即满足要求.4.8驱动装置的选型与设计4.8.1输出转速的确定已知输送带宽为500，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直径D为500，则工作转速为： 所需功率为0.2KW，最大扭矩107N/m由于转速低，功率小，若用普通三相电机配合减速器，减速比太大，减速器成本太高，故选用效率小可实现大转速的减速电机。4.8.2减速电机的选型减速电机特点：1、同轴式斜齿轮减速电机结构紧凑,体积小,造型美观,承受过载能力强。 2、传动比分级精细,选择范围广,转速型谱宽,范围i=2-28800。 3、能耗低,性能优越,减速器效率高达百分之九十六,振动小,噪音低。 4、通用性强,是用维护方便,维护成本低,特别是生产线,只需备用内部几个传动件即可保证整线正常生产的维修保养。 5、采用新型密封装置,保护性能好,对环境适应性强,可在有腐蚀、潮湿等恶劣环境中连续工作。 6、本系列产品可批配普通Y系列、Y2系列、起重电机、防暴电机、制动电机、变频电机、直流电机、户外型专用电机等各种电机,可通过装置本公司MB型无级变速器组成无级调速齿轮减速电机,满足各种不同的用途。减速电机分类：大功率齿轮减速电机 、同轴式斜齿轮减速电机 、平行轴斜齿轮减速电机、螺旋锥齿轮减速电机、YCJ系列齿轮减速电机。速电机广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等各种通用机械设备的减速传动机构。查看减速电机样本，综合考虑功率，减速比，输出转速，输出转矩等各项指标，选定R107-Y 2.2-4P-139.47-M1-1参数如下图 图4-3 R系列电机参数 图4-4 R107外形尺寸图4.9联轴器选型：带式输送机一般选用弹性柱销齿式联轴器和梅花形弹性联轴器，此处选择弹性柱销齿式联轴器，制造方便，价格便宜，耐久性好。载荷计算：电机输出功率为2.2KW，减速电机输出轴径为70mm，额定转速为970 r/min，输送机所需转矩 查机械设计第八版表14-1取故型号选择：从GB 5015-2003中查的LZ5型弹性柱销齿式联轴器公称转矩Tn /(Nm): 4500 许用转矩n /(r/min): 4000轴孔直径 d1、d2: 70 轴孔长度L|Y型: 142轴孔长度L|J1型: 107 D: 192D1: 120 B: 90s: 4 质量 m/kg: 27.02图4-5LZ1型弹性柱销齿式联轴器4.10带式输送机部件的选型与设计4.10.1输送带抗拉体材料: 尼龙帆布 输送带型号: NN-100每层扯断强度/（N/mm）: 100 每层厚度/mm: 1.0每层重量m/（kg/m2）: 1.02 伸长率（定载荷）（%）: 1.52带宽范围b/mm: 500 层数: 3 覆盖胶厚度1/mm|上: 1.5/1.70 覆盖胶厚度1/mm|下: 1.5/1.704.10.2传动滚筒传动滚筒长度的确定. 查运输机械设计选用手册表239得：其主要性能参数如表4-4所示：表4-4传动滚筒参数表mm许用扭矩许用合力50042.749500轴承型号轴承座型号转动惯量重量1316轴承座SNK3165250再查表运输设计选用手册240可得出滚筒长度为600。或者由经验公式：已知带宽B500，传动滚筒直径为500，滚筒长度比胶带宽略大，一般取 与查表结果一致传动滚筒的直径验算大量实验表明，传动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增大而减小，所以传动滚筒的直径应按平均压力进行验算。 B带宽，500mmD传动滚筒直径，500mma胶带在滚筒上的包角，p传动滚筒的牵引力，357.2N所以因此传动滚筒直径合格。4.10.3托辊查机械设计手册选定托辊直径89mm，型号：DTGP1107，上托辊间距a1=400mm，重量/kg: 11.6kg下托辊间距a2=600mm，重量/kg: 10.4kg，槽角均为表4-5 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mm89204G20460014托辊阻力系数主要由实验来确定,见表4-6:表4-6 常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.04近年来,对于托辊阻力进行了许多理论与试验的研究.研究结果表明,托辊的运行阻力主要包括托辊的转动阻力及挤压阻力等.挤压阻力又包括物料碰击阻力,输送带反复弯曲阻力及压陷滚动阻力10.托辊的转动阻力是由托辊轴承及其密封所产生的阻力,大小取决于托辊的结构.而挤压阻力则与输送带的张力的大小有关.研究资料表明,转动阻力与挤压阻力相比,挤压阻力要比转动阻力大的多,而在挤压阻力中,压陷滚筒阻力占比重最大,物料碰击阻力与反复弯曲阻力随着输送带张力增大而降低11.4.10.4改向装置带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带、或的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，而改向以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。改向滚筒直径有250、315、400、500、630、800、1000mm等规格选用时可与传动滚筒直径匹配，改向时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向或时可随改向角减小而适当取小12挡。本次设计采用1个直径500mm的改向滚筒,改向180，改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处，或用在槽形托辊区段，使输送带在改向处仍能保持槽形横断面。输送带通过凸弧段时，由于托辊槽角的影响，使输送带两边伸长率大于中心，为降低胶带应力应使凸弧段曲率半径尽可能大一般按织物芯带伸长率为0.8%、钢绳芯带为0.2计算12表4-5改向滚筒参数表mm许用扭矩许用合力50030.210500轴承型号轴承座型号转动惯量重量1310轴承座SNK31231354.10.5拉紧装置拉紧装置的作用是：保证输送带在传动滚筒的绕出端（即输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。拉紧装置包括螺旋式拉紧装置，小车重锤式拉紧装置，直式拉紧装置，绳绞筒式拉紧装置13。本设计采用螺旋拉紧装置，占地面积小，容易操作，制造简单，螺旋式拉紧装置，拉紧滚筒的轴承座安装在带有螺母的滑动架上，滑动架可在尾架的导轨上移动。它利用人力旋转螺杆来调节输送带的张力。螺旋式拉紧装置的结构简单紧凑，但是拉紧力的大小不易掌握，工作过程中不能保持恒定。一般用于机长小于100m，功率较小的输送机上，可按机长的选取拉紧行程。根据系列，其拉紧行程分为500、800、1000三种，许用的最大拉紧力见表表5-4螺旋拉紧装置的最大拉紧力带宽（mm）500650800100012001400最大拉紧力（kN）91624385475本设计选用行程500mm的螺旋拉紧装置。4.10.6 Y方向输送机结构参数输送带：材料：尼龙帆布 型号: NN-150 带宽：650mm托辊： 外径89mm 长度：750mm 上托辊间距：300mm 传动滚筒：外径500mm 许用转矩：3.5 其他参数与x方向传动滚筒相同改向滚筒：外径400mm 许用合力：20 其他参数与x方向改向滚筒相同 电机，联轴器等除支架以外其他参数均与x方向输送机相同5 升降机设计5.1升降机原理5.1.1升降机结构传统升降机由行走机构， 液压机构，电动控制机构，支撑机构组成的一种升降机设备。液压油由叶片泵形成一定的压力，经滤油器、隔爆型电磁换向阀、节流阀、液控单向阀、平衡阀进入液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物，液缸上端回油经隔爆型电磁换向阀回到油箱，其额定压力通过溢流阀进行调整，通过压力表观察压力表读数值14。升降机产品按照工作方式分为套缸式升降机、剪叉式升降机、桅杆式升降机。其中剪叉式升降机结构简单，运动平稳，应用广泛，故采用剪叉式升降机。5.1.2升降机分类按照升降机结构的不同分：剪叉式升降机、套缸式升降机、铝合金（立柱）式升降机、曲臂式升降机、链条式升降机15。其中剪叉式升降机作为一种平面升降机械,主要用于抬升重物,具有制造容易,价格低廉、坚实耐用、结构简单、移动灵活、环境适用性强、便于维修保养等特点16.故本次设计选用剪叉式升降机。5.1.3传统剪叉式升降机原理剪叉式升降机是靠剪刀式支承架的展开与折叠来完成货物平台的升降，其动力是通过油缸的伸缩来推动剪刀的展开与折叠。由于油缸的伸缩速度是由油泵的流量决定的，一般在设计油缸速度时速度很慢，其速度为200mm/分钟，且与油缸相连的进油管直径为6mm。万一油管断裂，液压油也只能从6mm的进油口回油，所以下降速度也是很慢，因此不会造成破坏与损失17。 升降机上升与下降都是平稳运动，即使断管，液压系统没有安全自锁的情况下，也是慢速下降，仅仅浪费液压油而已。所以液压升降平台是一种十分安全、故障率低、维护费用低的升降工具18。5.2剪叉式升降机机械结构选型与设计本次设计打破原有剪叉式升降机采用液压控制的方法，采用了电动推杆代替液压缸，通过电动推杆的推杆往复运动来实现剪叉式升降机的上下运动。5.2.1升降机结构形式的选择剪叉式升降机有三种结构形式，直立固定剪叉式结构，电动推杆的形程等于平台的升降行程，整体结构尺寸庞大，且球铰链加工复杂，在实际中应用较少；水平固定剪叉式结构，平台的升降行程大于电动推杆的行程，但不足之处是活塞杆受横向力的作痛，影响推杆的寿命；双铰链剪叉式结构避免了上述缺点，结构比较合理，平台的升降行程可达到电动推杆行程的2倍以上19。因此本次设计选用双铰链剪叉式结构。5.2.2升降机结构形式的选择 图5-1双铰链剪叉式升降机实体结构图5.2.3升降机设计参数本次设计为剪叉式升降机，采用电动推杆驱动，相关参数如下：额定载荷200Kg，升高高度：1800mm 平台尺寸1160mmx1660mm 5.2.4升降机结构参数选型与设计图5-2中黄色部分为电动推杆，淡蓝色和黑色部分为升降机的两个位置，设升降机升高的高度为H，支架长为d，则有H=2dsina （5.2-1）图5-2 升降机机构图为方便计算，下边取h=H/2=d sina，设b=AC,a=AD,c=CD,则有 （5.2-2）式（5.2-1）和（5.2-2）联立得 （5.2-3）推拉力计算：FN为下底板的支撑力，F为推杆的推力，G为升降机+物料的