移动可伸缩带式输送机设计说明书

购买设计文档后加 费领取图纸 移动可伸缩带式输送机设计 摘 要 本文 主要 参考 了一些普通 带式 输送机 的 设计 方法 ， 并研究了 一些 常见的 轻 型输送机 所具备的 特点，设计 一个集 三种功能 ： 伸缩、移动、变幅 为一体 的 创新型多功能带式 输送机 的 设计方案， 该方案 着重于 伸缩 机构部分的 分析 以及 讨论。 本文中对海 内外 运输机 的 近年 发展状况、 今后 发展趋 向 、 以及 设计目的 、设计方向和 意义 进行了概述 ， 核心内容对 伸缩输送机 普遍应用 的伸缩形式 和 传动形式 进行了分析 。 本文的设计方案 是 以 式 运输 机 的设计方案为基础 ， 并合理的在 送 机 中选择一部分可用零部件 ， 其 中最核心的 伸缩 方案为 自 主 设计， 设计中的 伸缩机构是采用 螺母螺杆 之间的传动 以 达 成 输送机 可 伸缩 的设计要求 ， 并 通过 相关 计算 得出 了伸缩机构的相 应数据 ， 针对带式 输送机 在多种环境下的输送状态都 进行了 相应的 模型简化 ，以及进行相应情况的 受力分析， 通过 计算 得出的 结果 应该确保在某些极限 运输状态 下的 整体 机构的 可靠 性与安全性 。 其中的传动机构部分是由电机带动减速齿轮，经减速后传动到螺母螺杆机构来组成的。 文中 对 伸缩机构详细设计的同时，在可 移动、 可 变幅 功能上也 进行 了设计 ，以及相应数据的 计算 ， 其中所涉及的部分 零部件 可由 采购 以及厂家定制 等方 法获得， 同时也 对 带式 送 输 机的 多功能、多用途 创新 展开了 设想 。 关键词 带式输送机 ； 伸缩 ； 移动 ； 变幅 购买设计文档后加 费领取图纸 to of of of of of an is on of In of of of is on of it is to a of in is to is n to of of of in a of of of of in of of of is by to to In of is in 买设计文档后加 费领取图纸 as of of be by of 买设计文档后加 费领取图纸 目 录 摘要 . I . 1章 绪论 . 1 内外带式输送机的发展状况 . 1 式输送机发展趋势 . 1 计带式输送机的目的和意义 . 2 第 2章 总体方案确定 . 3 计方向 . 3 案选择 . 3 母机架式（抽屉式） . 3 叠式 . 4 型输送机式 . 4 梯式 . 5 缩传动系统选择 . 6 节小结 . 6 第 3章 输送机设计计算 . 7 始数据及工作条件 . 7 料名称和输送能力 . 7 件物品单位重量 . 7 送机布置形式及主要尺寸 . 7 料点，卸料点 的数目和位置 . 8 作环境 . 8 送物品的特殊要求 . 8 送带速度原则 . 8 送 带带宽计算 . 8 送能力计算 . 8 关数据 计算 . 9 动滚筒功率计算 . 9 动机功率计算 . 10 大张力计算 . 10 送带层数计算 . 10 送带的选择 . 11 动装置选用 . 11 购买设计文档后加 费领取图纸 辊的选用 . 12 向滚筒的选用 . 12 节小结 . 13 第 4章 伸缩机构设计 . 14 构的设想 . 14 母螺杆机构 . 14 用材料 . 14 关数据计算 . 15 始数据 . 15 磨性 . 15 算自锁 . 16 杆强度 . 16 杆稳定性 . 17 杆的刚度 . 18 杆的横向振动 . 18 力计算 . 19 母螺杆装置布置 . 19 结螺母和伸长架的螺栓选择 . 20 杆减速装置 . 20 用电动机型号 . 21 速齿轮设计 . 21 始数据 . 21 择材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力 . 21 触强度初步确定中心距，并初选主要参数 . 21 核齿面接触疲劳强度 . 22 核齿轮弯曲疲劳强度 . 24 轮主要参数 . 25 动部件 . 26 齿轮结构设计 . 26 步估算轴径 . 26 齿轮外型与制造形式 . 27 用联轴 器 . 27 齿轮用滚动轴承 . 28 始数据 . 28 承选用与寿命计算 . 29 齿 轮强度校核 . 29 购买设计文档后加 费领取图纸 杆轴承选用 . 31 知数据 . 31 命计算 . 31 承座 . 33 动键设计 . 33 新校核螺杆强度 . 33 节小结 . 34 第 5章 输送机机架设计 . 34 架的要求 . 35 架的材料选择 . 36 架形式与零件布置 . 36 送机横截面布置 设计 . 36 送机侧面布置设计 . 37 架质量估算 . 37 送机整体重量估算 . 38 送机支 撑架形式 . 38 定铰支座和液压缸受力分析和安装位置设计 . 38 长架稳定性计算 . 39 制液压缸 . 40 业脚轮、伸长架用滑轮及其他产品 . 40 节小结 . 41 结论 . 42 致谢 . 43 参考文献 . 44 附录 A . 46 附录 B . 52 购买设计文档后加 费领取图纸 1章 绪论 内外带式输送机的发展状况 国外 近年来运输 机发展 迅速 ， 部分原因 是 多样化的功能与其逐步扩张，主要表现 为 带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化， 具体应用有高倾角 式 输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等 多 种 多功能型输送机的诞生 。 另 一 方面 原因 则 是 因为 带式输送机 自身的 发展 十分 迅速，同时 带式输送机的 生产 技术 和生产设备近年来得到了很快速的发展 ， 其中距离 长 、运量 大 、带速 高 等 要素已经成为了众多 带式输送机 现今 的主要 发展 方向，其 中是以 带式输送机 的运输 动态分析 以及 监控 为主要核心 ， 使得带式输送机的 安全性、可靠性以及 运行性能 得到了提高 。 同时， 国 产带式输送机 在功能性上种类很多 ， 在其他方面也有了很大的进步和创新 1。但是针对生产技术方面 国内 和国 外 的差距还是比较明显的， 差距 主要 体现 于技 术和产品的相 结合，国外 在这方面发展比较迅速，技术系统比较完善 。 式输送机发展趋势 近些年来，国内随着对能源持续增长的需求，使得资源开采的速度逐渐加快。而且传统带式运输机大范围应用于开采资源，在其中扮演着很重要的角色。现今得到迅猛发展的生产技术和条件，以及逐渐得到完善的各项技术和不断成熟的输送带接头技术，使得带式运输机方面的一系列技术步入了一个崭新的发展阶段。带式输送机在矿山运输的使用中已经慢慢的代替了传统的汽车运输，它运输物料的种类多、在运输路线方面有很强的适应性，装载物料方面并且可靠，而且使用消耗低，这些特点都让带式输送机的使用得到了很大范围的发展 2。参考近年来中国市场发展 的趋势来看，煤炭行业以及相对应的开采量的增大、码头和港口的货物运输的需求、电力行业的发展以及粮食行业的持续发展扩大，这些都会极大的扩张对带式输送机市场的发展与需求。纵观国内外市场，由于国产输送机的性价比很高，所以竞争力很强，综合 国内外 的发展趋势来看 ， 对 国 内所产的带式输送机 的需求量都很大 。 同时由于国内外的需求趋势 ， 距离长、功率大、运量大已经成为了主要的发展方向 3，所以，对于使用性能、机器的质量和安全性这些必要方面都会有很高的技术要求。 但是国内现今的真实情况是低端产品占据了绝大多数的市场，由于日益 提高的生产水平和技术，国内带式输送机的发展趋势也在朝着功能多样购买设计文档后加 费领取图纸 方向、使用自动化方向、运输能力大型化方向以及能源低耗绿色化方向逐渐改变和靠拢 4。 第一，多样化。应该扩展运输物料的种类以及更多的运输环境，比如运输易爆、高温以及粘性、易结团等特殊物料，以及实现在各种恶劣环境中的运输：高温、低温、放射性、腐蚀性以及易燃性等环境。 第二，自动化。将自动化控制应用于带式输送机中，使得操作更简单方便，并对传统输送机的结构构造进行改进，使其能够适应自动化的需求。 第三，大型化。带式输送机的大型化表现在很多 方面，不单单是输送机的体积更大，输送距离的增长，输送机可变幅倾角的增大以及输送能力的加强都是大型化的一部分。现今的技术水平已经能够达到 400 公里以上的水力输送，并且已经接近 15 公里的单机长度，以及 “带式输送道 ”的出现更是让远距离输送得到了极大的发展，但是多种 “大型化 ”的功能之间的相结合还是国内外正在发展的方向，主要问题在于能够满足多功能大型化相结合的输送机结构的设计。 第四，绿色化。带式输送机在运输过程中会产生噪音、粉尘和废气等废料，而减低这些废料的排放尤为重要，在减排的同时低耗也是绿色化发展的重要部分 ，节能减排在今后的发展趋势中也是必不可少的 5。 计带式输送机的目的和意义 噪声低、寿命长、效率高、密封好、占地小、运行稳定以及可靠性高等都是 带式输送机 的特点，而且带式输送机能够在多粉尘，泥泞潮湿等恶劣环境中正常工作，这也让它在各种行业中都得到了广泛的应用 6。同时近年来国际网络发展迅速，使得带式输送机在初期设计，功能开发以及生产制造和多线路销售得到了快速的发展，这也大大的提高了带式输送机的在市场中的竞争力。 带式输送机 如今在矿山开采的物料运输中起着越来越重要的作用，并且应用也更加广 泛 。 本课题为更清晰的了解研究带式输送机的机构组成和工作原理，选择以可移动，可变幅以及可伸缩为主要功能进行设计。本课题研究主要要克服的难题在于可伸缩功能的实现与多功能之间的结合和完美协调，使得运输机在工作中可实现倾角变幅、机架伸缩以及移动的多种运输环境的不同需求。 现今带式输送机正在逐步的向自动化、智能化以及操作更加人性化的发展方向靠拢，这也主要是本选题的扩展研究方向以及研究意义。 购买设计文档后加 费领取图纸 2章 总体方案确定 计方向 传统 的轻 型 带式 输送机 多数为固定式，可移动式输送机也只能在固定方向上移动，使得运输条件很固定 ，不适用于多数运输条件。并且传统输送机的输送距离都是固定的，局限性很大，所以根据现今带式输送机的发展趋势，本设计要让伸缩、倾斜、移动这几个功能并存于一台带式输送机中，实现多环境多条件下的物料运输。 案选择 经查阅参考 资料 之 后 ， 发现 可移动于可倾斜着两个功能比较容易实现，但是可 伸缩这个 功能则比较难以 实现。输送机 机架内部应该存在一定自由空间使得皮带可以折叠并且隐藏在机架内，在伸长架伸出时使用，同时还要让折叠部分在正常运输过程中可以运转，不会影响输送机的正常使用 7。 通过在 输送机 的底部安装导轮和滚轮的方式来实 现移动的要求，在输送架底部安装变幅式液压缸让倾斜功能得到实现。而用来 实现可 伸缩 功能的 方 法则 有 很 多 参考方案 8。 母机架式（抽屉式） 输送机的整体框架分为两部分来设计 ， 其中的 一部分 为 主体 设计 ， 另一 重要 部分 则 是 输送机机架的可伸缩的部分。在原有运输距离不足时，伸缩部分伸出以加长运输距离，使得运输机具有可伸缩的功能。如下图所示 购买设计文档后加 费领取图纸 2母架式输送机 叠式 机架 主体机架的设计方式参考于卫星所用的折叠太阳能帆板，主体机架采用折叠式，并且上下对称，满足折叠要求，当需要伸长时，将折叠部分打开，则 使运输物料的距离得到伸长，达到了预想的伸缩效果。如下图所示： 图 2叠式输送机 型输送机式 该类型的输送机设计区别于传统式输送机，需要有特定的运输轨道和轨道接头，通常只运用在大型运输机中。如下图所示： 购买设计文档后加 费领取图纸 2型输送机 梯式 这种类型的伸缩结构与消防车所用的云梯的结构相似，并且广泛运用于消防车中，因为其伸缩距离很长，从数十米到百米不等。如下图所示： 图 2梯式输送机 这几种主流方案相 对比，总结出抽屉式伸缩结构最简单，最容易实现，而且具有很强的操作性，同时要比其他方案更好的结合移动、倾斜、伸缩的功能。所以综合考虑将子母式作为本设计的伸缩机构的设计方案。 购买设计文档后加 费领取图纸 缩传动系统选择 子母架是母架内嵌套子架构成，需要子架时从母架伸出。本设计考虑的传动方法有三种： 手动 和 液压传动 、 机械传动 ： 有 蜗轮蜗杆式 和 螺母 螺杆 式， 蜗轮和螺母随蜗杆或螺杆移动，固定连接于子架上。 本设计 中选择使用 机械传动。蜗轮蜗杆 伴随着子架的伸出，蜗轮蜗杆会由于中心偏移导致无法完全咬合，这是它的不足之处。反观 螺母螺杆 ，它可以传递力 ，也没有蜗轮蜗杆的弊端，所以选用螺母螺杆 机构 作为本设计的可伸缩部分的传动系统。 节小结 本章主要介绍了通过多方面对比，以及优缺点的衡量，确定输送带伸缩机构的类型，以及选择伸缩传动系统的选择，使得总体设计合理可靠，以及避免由于方案选择问题影响后面设计的进行，选择出最合适合理的方案，才能使输送带整体机构的设计能够顺利进行。 购买设计文档后加 费领取图纸 3章 输送机设计计算 始数据及工作条件 料名称和输送能力 本文所设计的带式输送机无法应用于零散累货物的运输，主要运输对象为包装物以及包装箱体等外形规则货物。其中食品类包装物 的输送效果最佳，例如袋装面粉以及大米等食品包装物。本文所设计带式输送机的额定 输送量 预定 为 1000 件 /h。 件物品单位重量 本 文设计的带式 输送机 所能输送货物的最大的 单位重量 是 ，等同于 50。 送机布置形式及主要尺寸 输送机布局简图如下图所示： 图 3送机 的 整体 布局简 图 位于输送机的中间位置安装 驱动滚筒。 本输送机 主机长 （伸长前）为5m,子架 伸 出之 后 总机长能够 达 到 8m， 同时最大能达到的倾斜角度为 15度。 购买设计文档后加 费领取图纸 给料点，卸料点的数目和位置 正常输送货物时在机头和机尾装卸 货物即可，有特殊需要时也可在机身中段装卸，但要注意执行操作时的工作人员的安全性。 作环境 带式 输送机 普遍应用于室外的露天矿场，也可以应用于室内，通常只能在晴天或阴天下工作，并且需要让机器处于干燥干净无灰尘的工作环境中。 40 度之间 是输送机最适宜的工作温度 9。 送物品的特殊要求 本设计输送机不适用于具有毒性、粘性以及强 腐蚀性 的物料。 送带速度原则 V 0 . 2 5 1 m s 是 输送机在运输包装 成件 的 物品 时的带速范围 ， 本设计为计算方便选取 1本机带速。 送带带宽计算 输送成 件 包装的 物品 时 ， 物品横向的尺寸应与 带宽 B 存留一个 50100安全距离 ,对于轮胎类型的大型低重心货物来说，货物的横向尺寸可以等于带宽。 输送机 在单位长度输送载荷的规定如下表： 表 3位载荷 带宽 B， 300,400 500,650 800,1000,1200 允许单位载荷 q N/m 150 300 400 500 600 本 输送机设计中输送的物品最大单位质量为 50量为 上表可知，输送机的带宽选择 B=800最合适的。 送能力计算 成件物品运输能力 13600（ 3 购买设计文档后加 费领取图纸 h 最 大 输 出 能 力 ， 件 /物 品 在 输 送 带 上 的 净 空 间 距 ， 沿 输 送 方 向 的 物 品 长 度 ，装 载 系 数 ， 一 般 取 0 . 5 0 . 9带 速因为输送机可输送众多种类以及多种尺寸的货物，所以此方面设计简化为单件货物在运输过程中占输送带的长度是 1m，货物之间间隔为 2m，考虑到操作方便的原因，输送机最多允许同时运输三件货物。 13 v = 1 m / s 0 . 9T b m K 取3 6 0 0 1 0 . 9 10803n 件 /h 经计算得最大输送能力 大于 1000 件 /h， 符合 设计要求。 关数据 计算 动滚筒功率计算 000 1 2 3 3 . 6 3 6 7 3 6 7 3 6 7L l L l p p p f w v f Q （ 3 012300k k k Wk g m m m = 4 9 传 动 滚 筒 功 率 ， 空 载 功 率 ， 水 平 负 载 功 率 ， 垂 直 负 载 功 率 ， 托 辊 阻 力 系 数 ， 去 除 物 料 ， 输 送 机 在 单 位 长 度 范 围 内 的 运 动 零 部 件 质 量 总 和 ， /带 速传 动 滚 筒 至 头 部 滚 筒 的 水 平 中 心 距 ，中 心 距 修 正 值 ， 取 t h 垂 直 提 升 高 度 ，输 送 量 ， /查 00 in,m8, 0 0 0501 0 8 00 0 8 4 9 8 4 9 2 . 0 7 5 43 . 6 0 . 0 3 4 0 1 0 . 0 3 5 4 1 . 2 2 k 7 3 6 7 3 6 7P 购买设计文档后加 费领取图纸 公式是以散装物 料为例计算得出的功率，所以该功率值对于包装成件的物料应该更加适用。 动机功率计算 0（ 3 0k = W = 1 K式 中 电 动 机 功 率 ， 传 动 滚 筒 轴 功 率 ， 传 动 总 效 率 ， 取 系 数 ， 28=16m， 可以 选用 20m，则其整体重量： 1M 1 6 0 . 8 1 . 5 9 2 0 . 3 5 2 k g 动装置选用 由于 本机型 偏 小， 所以传动直接采用驱动滚筒来实现。 经 计算得 出 电动机 的 功率 为 所以 选 则 P ，名义转购买设计文档后加 费领取图纸 1 5 0 0 N ,驱动 滚筒 的 直径 D=320质量为 W=160 电动 驱动 滚筒 的 安装尺寸示意图 如图所示： 图 3动滚筒示意图 电动滚筒相关参数 如下表所示： 表 3动滚筒参数表 带宽 B D L 2 l H h b d 800 320 900 1100 240 190 95 40 60 20 辊的选用 托辊 的主要起到 承托 起输送 带 的作用 ， 分为平行上托辊和平行下托辊，本设计是轻型输送机，由于输送的物料均为包装成件，合理的运输最大数量以及比较理想的运输情况，所以托辊方便人为自主选择和调控 。 由于有些物料的质量很大但是尺寸较小，为了输送过程中的安全可靠，则将上托辊的间距选定为 350根据总长度预计选用 22 个，其中安装在主机架上 14 个，伸长架上 8 个。而 下托辊 对应选用 4 个 ， 其中安装在主机架上 3 个，伸长架上 1 个。 向滚筒的选用 为满足设计需求，改向滚筒需要选择 3 个，具体规格为 D=164L=900单个滚筒重量为 45,5要根据具体使用要求来进行配合安装。改向滚筒示意图如下图所示： 购买设计文档后加 费领取图纸 3向滚筒示意图 改向滚筒相关参数 如 下表 所示 表 3向滚筒参数表 带宽B 滚筒长 L 滚筒直径D 滚筒总长筒轴径 d b 允许最大负荷 N 滚筒总 质量 00 900 164 1004 35 26 7000 节小结 本章主要介绍了对于输送带机构部分零部件选择，包括输送带，驱动装置选择，以及改向滚筒，托辊选用，选用原则主要围绕合理适用，符合设计要求，并且经济实惠。 确定了伸缩机构的伸缩方式之后，进行的输送带基本构件尺寸的计算，以方便选择，以及对输送能力，输送带最大张力等基本要素的计算，以便于下一步零部件的选择和其他计算。 购买设计文档后加 费领取图纸 4章 伸缩机构设计 构的设想 伸缩的运动也就是机构在直线上的往复运动，是由伸缩机构部分完成的。液压缸和柱塞缸还有机械传动 机构：蜗轮蜗杆、齿轮齿条和螺母螺杆等机构通常可以实现直线上的往复运动 10。 现今 液压缸市场 中的产品种类非常多，可以直接订购合理的产品用于设计当中，不需额外自主设计。所以选用传统的机械传动。 母螺杆机构 螺旋传动 机构可以用来将旋转和直线的运动进行相互转换，主要组成件为螺母与螺杆，在运动转换过程中也有力和能力的相互传递。轴向间隙的调整及消除可选用 剖分式螺母 （开合螺母），而螺旋传动机构中，最常见的螺纹种类为梯形螺纹 11。如下图所示： 图 4母螺杆传动示意图 用材料 螺杆材料 选择 45 钢， 调质 230 250 购买设计文档后加 费领取图纸 母材料 选择 剖分式制造。 关数据计算