送料量调整输送装置设计.docx

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送料量调整输送装置设计

毕业设计（论文）

题目送料量调整输送装置设计

（自动量调整带式输送机）

二级学院机械工程学院

专业机械设计制造及其自动化

班级机械设计五班

学生姓名学号10904020521

指导教师职称

时间

摘要...............................................................Ⅰ

Abstract.............................................................Ⅱ

1绪论..................................................................1

1.1本课题研究的目的和意义...........................................1

1.2本课题研究的内容..................................................2

1.3国内外研究情况及其发..............................................2

2自动量调整带式输送机结构原理..........................................4

2.1自动量调整带式输送机工作原理......................................4

2.2自动量调整带式输送机主要结构......................................5

2.3自动量调整带式输送机装配及转换二维图.............................12

3自动量调整带式输送机设计计算.........................................14

3.1已知原始数据及工作条件...........................................14

3.2挠性体摩擦传动原理...............................................15

3.3工作弧与静止弧...................................................16

3.4驱动滚筒的摩擦牵引力.............................................17

3.5主要零件尺寸计算.................................................18

4自动量调整带式输送机驱动装置的设计与选用.............................21

4.1电动机种类及参数.................................................21

4.2三相电机正反转原理...............................................22

4.3电机1的选用.....................................................23

4.4电机2的选用.....................................................24

4.5减速部分.........................................................25

5自动量调整带式输送机主要部件的设计与选用...............,.............26

5.4支架.............................................................29

6结论................................................................31致谢.................................................................32献参考文..............................................................33

文献综述..............................................................34

摘要

本次毕业设计是关于饲料自动量调整带式输送机的设计。

首先对带式输送机作了简单的概述；接着分析了自动量调整带式输送机的原理及设计计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了三维建模造型。

自动量调整带式输送机由三个主要部件组成：

传送带装置、料斗装置、控制量调整装置。

最后简单的说明了输送机的安装与维护。

目前，带式输送机正朝着长自动化、长距离，高速度，低摩擦的方向发展。

在带式输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。

本次自动量调整带式输送机设计，代表了设计的一般过程,对今后的选型设计工作有一定的参考价值。

关键词：

带式输送机量调整三维模型

Abstract

Thedesignisagraduationprojectaboutthebeltconveyor.Atfirst,itisintroductionaboutthebeltconveyor.Next,itistheprinciplesaboutchoosecomponentpartsofbeltconveyor.Afterthatthebeltconveyorabaseontheprincipleisdesigned.Then,itischeckingcomputationsaboutmaincomponentparts.Theordinarybeltconveyorconsistsofsixmainparts:

DriveUnit,JiborDeliveryEnd,TailEnderReturnEnd.IntermediateStructure,LoopTake-UpandBelt.Atlast,itisexplanationaboutfixandsafeguardofthebeltconveyor.Today,longdistance,highspeed,lowfrictionisthedirectionofbeltconveyor’sdevelopment.Aircushionbeltconveyorisoneofthem.Atpresent,westillfallfarshortofabroadadvancedtechnologyindesign,manufactureandusing.Therearealotofwastesinthedesignofbeltconveyor.

Keywords:

thebeltconveyorDriveUnitThree-dimensionalmodeling

1绪论

带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作的输送机械是输送能力最大的连续输送机械之一。

其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便在连续装载条件下可实现连续运输。

它是运输成件货物与散状物料的理想工具因此被广泛用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业。

自动量调整带式输送机是在普通的带式输送机的基础上加以改进，安装了自动量调整控制系统，使传送带输送物料的量能够自动控制。

方便卸料，提高输送率。

1.1本课题研究的目的和意义

1.1.1本课题研究的目的

选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。

能够熟悉和掌握带式输送机的结构特点和工作原理等。

1.1.2本课题研究的意义

研究本课题的意义有很多。

首先带式输送机有很多技术优势。

它运行可靠。

在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。

如在这些场合停机，其损失是巨大的。

必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。

以一班接一班地连续工作。

带式输送机动力消耗低。

由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小（约为刮板输送机的1/3-1/5），而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。

这些均有利于降低生产成本。

带式输送机的输送线路适应性强又灵活。

线路长度根据需要而定．短则几米，长可达10km以上。

可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。

根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料．也可以向多点或几个区段卸料。

当同时在几个点向输送带上加料（如选煤厂煤仓下的输送机）或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。

带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。

物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。

在整个毕业设计阶段，通过对计算机模拟仿真技术、三维实体建模及SolidWorks软件、传送带等知识的学习，从理论上了解到了模拟仿真的基本、关键技术和具体应用方法。

并且能够运用SolidWorks软件对各种零件进行三维实体建模，掌握了三维实体建模和运动仿真的制作的过程。

在本文中我利用SolidWorks软件对自动量调整带式输送机进行了三维造型，并利用运动仿真技术完成了自动量调整带式输送机的运动仿真。

由此向大家展示了输送机的三维造型和模拟仿真的方法。

1.2本课题研究的内容

首先了解带式输送机的基本知识，包括其主要设备工作方式工作原理等。

然后根据使用场合和给定的原始参数，对各种工况进行分析计算、设计系统方案、运输机布置形式、驱动方式、输送带的选型、拉紧装置的设计等。

设计出合适的驱动系统和控制系统。

设计出各个系统之后还要进行动态特性的研究；以确保在输送机启动时，系统的动安全系数大于预先设定的数值所设计的系统仍能符合要求的正常运行。

最后，通过使用SolidWorks软件对自动量调整带式输送机进行了三维造型，并利用运动仿真技术完成了自动量调整带式输送机的运动仿真。

设计解决的问题：

熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。

量调整控制部分是主要的设计部分。

计算机模拟仿真技术、三维实体建模等都是只要解决的问题。

1.3国内外研究情况及其发展

1.3.1国外带式输送机技术的现状

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式输送机、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。

1.3.2国内带式输送机技术的现状

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，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器[8]。

2自动量调整带式输送机结构原理

2.1工作原理

自动量调整带式输送机结构包括三部份；右边的传送带装置、中间料斗、左边的控制量调整装置。

传送带装置其实就是一个普通的带式输送机，主要是运送物料。

料斗作用是储存物料，送料的时候将物料落入传送带上。

控制量调整装置是控制和调整从料斗下落的物料的量。

原理图如图2.1所示。

图2.1工作原理图

其工作原理是：

工作前挡板在初始位置，即挡板完全挡住料斗口。

开始工作时；电机2反转带动齿条向左移动，挡板随之移，物料由料斗落到传送带上，通过控制落料口的大小，从而调整传送带上物料的量。

当挡板运动到最左端，送料量最大。

同时挡块碰撞限位开关t1，使电机2正转，齿条右移，挡板右移，开始控制送料量。

当挡板运动到最右端即回到初始位置，将停止送料，完成一次送料。

同时挡块碰到限位开关t2，电机反转，齿条带动挡板向左移动，随即进行下一个工作循环。

通过调整挡板与齿条固定的相对位置，来调节运动周期T进而实现对物料的量调整。

物料落到传送带上，向右运输。

由于挡板移动到最右端碰撞限位开关使电动机反转，同时带动挡板右移，有个时间差。

所以传送带上料是间断的，这样便于传送带右端物料的卸载。

2.2主要结构

自动量调整带式输送机结构包括三部份；右边的传送带装置、中间料斗、左边的控制量调整装置。

传送带装置其实就是一个普通的带式输送机，主要是运送物料。

料斗作用是储存物料，送料的时候将物料落入传送带上。

控制量调整装置是控制和调整从料斗下落的物料的量。

2.2.1传送带装置

传送带装置装配图如图2.2所示。

图2.2传送带装置装配图

传送带装置工作原理：

传送带装置其实就是一个普通的带式输送机，主要是运送物料。

皮带输送机主要由胶带、传动滚筒、拉紧装置、支架以及传动装置等几部分组成。

胶带绕经两端滚筒后，用胶带卡子或硫化方法，将两头接在一起，使之成为闭环结构。

胶带由上、下托辊支承着，由拉紧装置将胶带拉紧，具有一定的张力。

当主动滚筒被电动机带动而旋转时，借助于主动滚筒与胶带之间的摩擦力带着胶带连续运转，从而将装到胶带上的物料从滚筒1运送到滚筒2处卸载。

传送带装置的结构主要包括；电机、大带轮、传送带、滚筒1、滚筒2、支架、上轴盖、端盖、透端盖、螺钉、轴承、健等。

电机三维模型图如图2.3所示。

图2.3电动机

大带轮三维模型图如图2.4所示。

图2.4大带轮

传送带三维模型图如图2.5所示。

、

图2.5传送带

滚筒1三维模型图如图2.6所示。

图2.5滚筒1

滚筒2三维模型图如图2.6所示。

图2.6滚筒2

支架三维模型图如图2.7所示。

图2.7支架

上轴盖三维模型图如图2.8所示。

图2.8上轴盖

端盖三维模型图如图2.9所示。

图2.9端盖

透端盖三维模型图如图2.10所示。

图2.10透端盖

螺钉三维模型图如图2.11所示。

图2.11螺钉

轴承三维模型图如图2.12所示。

图2.12轴承

键三维模型图如图2.13所示。

图2.13键

2.2.2料斗装置

料斗装置由料斗和料斗杆组成。

料斗作用是储存物料，送料的时候将物料落入传送带上。

料斗三维模型图如图2.14所示。

图2.14料斗

料斗杆三维模型图如图2.15所示。

图2.15料斗杆

2.2.3控制量调整装置

控制量调整装置是控制和调整从料斗下落的物料的量。

电机带动齿轮、齿条的运动来控制挡板的运动，从而实现对料斗下落的物料的量控制和调整。

齿条装配图三维模型图如图2.16所示。

图2.16齿条装配图

控制量调整装置主要包括；齿条滑道、齿条连杆、挡板、挡板架、滑道盖

控制料斗杆、控制齿轮、齿条、控制套套、控制轴、控制上周盖等组成。

齿条滑道三维模型图如图2.17所示。

图2.17齿条滑道

齿条连杆三维模型图如图2.18所示。

图2.18齿条连杆

控制齿轮三维模型图如图2.19所示。

图2.19齿轮

齿条三维模型图如图2.20所示。

图2.20齿条

挡板三维模型图如图2.21所示。

图2.21挡板

挡板架三维模型图如图2.22所示。

图2.22挡板架

滑道盖三维模型图如图2.23所示。

图2.23滑道盖

控制料斗杆三维模型图如图2.24所示。

图2.24料斗杆

控制套筒三维模型图如图2.25所示。

图2.25套筒

控制轴三维模型图如图2.26所示。

图2.26轴

上轴盖三维模型图如图2.27所示。

图2.27上轴盖

2.3自动量调整带式输送机装配及导出二维图

在Solidworks软件中，可以使用变换的方式来确定或移动其中一个部件的零件在装配体中的物理位置状态。

在一个完整的机械组织内，每一个机械内部零件和装配体都有它自身的原点和位置，当零件装配体的空间位置与机械零部件的空间不一致时，必须要使用变换位置来设置装配体的距离和旋转角度等。

装配体三维模型图如图2.2.8所示。

图2.2.8三维装配体

SolidWorks是一套桌面集成系统，它是建立在WindowsCAD基础之上的，具有支持参数和特征造型的相关特性，SolidWorks的功能非常强大，作用非常明显。

通过三维图直接导出二位装配体如图2.2.9所示。

图2.2.9装配图

3自动量调整带式输送机设计计算

3.1已知原始数据及工作条件

自动量调整带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料；

（1）物料的名称和输送能力：

（2）物料的性质：

1）粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；

2）堆积密度；

3）动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。

（3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；

（4）卸料方式和卸料装置形式；

（5）给料点数目和位置；

（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。

输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；

（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。

原始参数和工作条件：

（1）输送物料：

饲料

（2）物料特性：

1）颗粒度：

0～10mm

2）散装密度：

1t/

3）在输送带上堆积角：

ρ=30°

4）物料温度：

<50℃

（3）工作环境：

室内

（4）输送系统及相关尺寸：

（1）运距：

10m

（2）倾斜角：

β=0°

3.2挠性体摩擦传动原理及工作条件

输送皮带是挠性牵引件，依靠滚筒驱动的带式输送机依靠皮带与滚筒间的摩擦传递牵引力。

滚筒依靠摩擦力带动皮带转动。

滚筒驱动所能传递的最大牵引力，按挠性体在圆弧上的摩擦的理论，按照欧拉公式计算。

欧拉公式是在假定挠性牵引构件不可拉伸，没有弯曲阻力，没有质量和厚度且它与圆弧面间的摩擦系数不变的理想条件下导出的。

如图3.1

图3.1输送带传动

当驱动滚筒顺时针等速转动时，输送带在相遇点上的张力为Sy，分离点的张力Sl,围包角为

，其对应的输送带弧长为围包弧，输送带与滚筒间的摩擦系数为

。

在平衡条件下，相遇点张力Sy与分离点张力St的关系。

由分析得到：

在围包弧内任取一微量弧长cd,它所对应的围包角为

，在这段长度上的输送带受到的力有：

c端的张力S,d端张力S＋dS，滚筒的反力dN,滚筒的摩擦力dF。

如图1.1所示的坐标系，在极限平衡条件下，即dF达最大值时，可得下式

dN=Ssin

+（S+dS）sin

式（3.1）

（S+dS）cos

=Scos

+Df式（3.2）

由于的dθ很小，可以近似认为sin

≈

;cos

≈1。

摩擦力dF的最大值为

dN，代入上式得：

式（3.3）

式（3.4）

略去式（1.3）中的二次微量项dS

，将它带入式（3.4）得

式（3.5）

两边积分得：

式（3.6）

即

式（3.7）

式中Symax——输送带在相遇点上的最大张力。

得式Symax=Steua为欧拉公式。

当输送带在相遇点上的实际张力超过式（1.6）的最大值时，滚筒将在输送带接触面上打滑。

因此，挠形体摩擦传动的工作条件是

。

3.3工作弧与静止弧

欧拉公式所表示的是摩擦力达到极限时，相遇点和分离点的张力关系。

按此式给出挠性牵引构件在驱动滚筒上的张力线如图1.2的acb线。

图3.2挠性件张力线

在实际运行中，带式输送机如相遇点上的实际张力Sy′

λ角与γ角之和等于实际的围包角α，即

λ+γ=α式（3.8）

λ角所对应的围包弧称为利用弧；γ角所对应的围包弧称为静止弧。

相应的λ角为利用角，λ角为静止角。

由于在利用弧内输送带的张力随包角变化，而输送带是弹性体，所受的张力大时，其弹性伸长大；张力小时，弹性伸长小；因此，输送带随滚筒由相遇点向分离点运行中，随张力逐渐减小，伸长量也逐渐减小。

见图3.3所示。

图3.3输送带张力图

这样，输送带张力小的部位相张力大的方向收缩或蠕动。

弹性构件摩擦牵引力产生弹性滑动是不可避免的。

利用角的大小，由式S′y=Sleμλ得：

λ=1/μlns′y/sl可以看出，随着相遇点的实际张力的增加，利用角增大。

从式（1.8）知，包围角一定，静止角随利用角的增加而减小。

由于静止弧内的张力无变化，它不传递牵引力。

由此可知，静止弧从传递摩擦牵引力的角度看，有备用的性质，静止弧愈大，驱动装置的备用摩擦力愈大。

相遇点的张力增加到式Symax=Sleμα的Synax时，λ=α,γ=0，全部围包弧的上的摩擦力都被利用。

如驱动滚筒相遇点所需的张力超过Symax值，滚筒上的摩擦力不够，就在输送带接触面上空滑。

为加大Symax值，从式Symax=Sleμα看出，可以采用增加分离点张力Sl，增大摩擦系数μ,或增加围包角α来达到。

3.4驱动滚筒的摩擦牵引力

电机控制传动系统带动滚筒转动。

由于输送带在驱动滚筒两端的张力差是驱动滚筒的圆周牵引力。

所以；为增大滚筒传递的牵引力，可从以下方面着手：

（1）加大输送带的拉尽力。

以增加输送带在驱动滚筒分离点的张力Sl值，这种方法在运转可以采用，设计时不宜采用，因为这使输送带最大张力增大，可能因此需要选用高一级强度的输送带。

（2）增加围包角，单滚筒驱动，围包角只能取200～230，双滚筒驱动可达450～480。

（3）增加摩擦系数μ。

选择摩擦系数大的材料制作皮带表层。

在驱动滚筒表面包覆摩擦材料，如橡胶或其他材料。

在实际使用中，考虑到摩擦系数和运行阻力的变化，以及启动加速时的动载荷影响，应使摩擦牵引力有一定的余量作为备用。

3.5主要