毕业论文板式输送机的设计.docx

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毕业论文板式输送机的设计

毕业论文--板式输送机的设计

济南大学泉城学院

毕业设计

题目板式输送机的设计

专业机械设计制造及其自动化

班级

学生

学号

指导教师

二〇一二年五月二十八日

摘要

本次设计的主要内容是鳞板式输送机的结构、传动等内容。

鳞板式输送机是链板式输送机的一种，在采矿业、采煤业、货物运输等行业有着广泛的运用。

本次设计主要是是在鳞板式输送机的结构构成、输送方式上进行改进和创新。

在探索创新思路的可行性时，采用了验证假设的方法。

首先假定一个传动（或其他方面）方案，然后根据已知工况和相关的材料，校核各个零部件的强度、刚度等内容是否在允许的范围内，由此进一步把各零件的尺寸合理化。

经过探索和对其他资料的研究，对于鳞板式输送机，在其传动方案、张紧方式、润滑方式、零部件尺寸的选择等各个方面有了一个明确、清晰的方案。

传动方案：

本设计采用滚子链传动，滚子链的形式为单排双边链条。

通过计算和检验，得出使用的传动滚子链为非标准，节距P=320mm的滚子链。

其他链条的相关尺寸在接下来的设计计算中具体呈现。

张紧方案：

张紧装置根据链传动的特点，选择螺旋丝杠张紧方式。

通过合理布局，张紧装置安放在尾节装置机架两端。

零部件的尺寸计算将在接下来的设计计算环节会一一详细的阐述。

此设计在传动的稳定性、张紧的有效性、材料的利用上有明显的改进。

关键词：

鳞板式输送机；传动；张紧装置；滚子链

Abstract

Thedesignofthemainscalesslatconveyorstructure,transmission,etc.Thescalesslatconveyormachinechainslatconveyorofa,widelyusedinmining,coalmining,cargotransportationandotherindustries.Thedesignofscalesplateconveyorstructure,transportationmethodsforimprovementandinnovation.Explorethefeasibilityofinnovativeideas,verifyassumptions.First,assumethatadrive（orother）programs,Thenaccordingtotheknownconditionsandrelatedmaterials，Checkwithinthevariouscomponentsofstrength,stiffnessinthepermittedrange,Whichfurtherrationalizationofthesizeofthevariousparts.Afterexplorationandotherinformation,ConveyorscalesPlate,Initstransmissionscheme,thewayoftension,lubrication,partssizeselectionwithaclear,clearsolution.Transmissionscheme:

Thisdesignusesarollerchaindrive.Therollerchainintheformofasinglerowofbilateralchain.Bycalculatingandtesting,Obtainedusingthetransmissionrollerchainfornon-standard,PitchP=320mmrollerchain.Otherchainsizeinthedesignandcalculationofthenextspecificrendering.Tensionprogram:

Thetensioningdeviceaccordingtothecharacteristicsofthechaindrive,Helicalscrewtensionmanner.Adoptionoftherationaldistribution,Tensioningdeviceplacedinbothendsofthetailsectionofthedevicerack.Partsofthesizeofthecalculationwillbedescribedindetailinthenextdesigncalculationslink.Thisdesigninthestabilityofthedrive,tensioningtheeffectivenessoftheuseofmaterialsmarkedimprovement.

Keywords：

Scalesplateconveyor;Transmission;Tensioningdevice;RollerChain

1前言

1.1输送机的概况

输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。

输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。

输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛[1]。

1.1.1输送机的发展历程

输送机的发展历程：

中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的基本模型；400多年前，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。

在1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；在1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机[2]。

此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，经过不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部，企业间甚至城市间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可或缺的组成部分。

目前，国内的鳞板输送机大多用于铸造车间灼热铸件的输送，可在输送过程中完成清除浇冒口等工艺过程，可根据客户输送量、铸件单重等要求提供不同的型号选择[3]。

　　国内常用的鳞板输送机有BLT、JYB型。

这一种通用型固定式机械化输送设备，它用钢板做运载槽体可用于大量散状物料及单件重物的输送。

尤其适用于大块的、沉重的、灼热的以及腐蚀性的物料，并能在输送过程中同时完成清除浇冒口，冷却、干燥、加热、清洗及分类等工艺工程[4]。

广泛应用于机械、铸造、冶金、化工、建材、动力、矿山等工业部门。

1.1.2对未来输送机的展望

未来输送机的将向着多功能化、大型化发展、物料自动分拣、低能消耗、减少污染等方面发展。

扩大输送机的使用范围，指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的输送机[5]。

而水平输送机就是将物料的输送、刮板、冷却等工艺过程合理结合。

它可在输送物料的过程中同时进行物料的干燥和冷却，主要用于大豆生坯、膨化料、预榨饼的输送，也可用于浸出粕的输送干燥、输送冷却[13]。

　水平输送机结构合理，节省了设备投资及车间面积，避免了豆胚在较长的输送距离中，因豆胚的温度降低、形成表面水分而对浸出产生的不利影响。

而且采用热空气直接对流干燥，对料胚加热均匀，干燥速率较高。

输送干燥过程中物料的翻动少，料层运行平稳，粉末度小。

　它主要由密闭的机壳、机壳内的水平筛板或栅板、刮板链条、链轮、传动机构、张紧装置、空气加热器、离心通风机等部分组成。

豆坯通过分料装置均匀地落在水平输送机的水平筛板上，在刮板链条的拖动下向前移动，同时风机鼓入的热风穿过筛板和料层，将料层加热并进行干燥，干燥后的料胚在筛板末端缺口处排出机外，而载湿空气从机壳上部的出气口排出。

水平输送机在输送物料的同时进行物料的干燥，可以省去一条输送刮板[6]。

主要用于大豆生坯、膨化料、预榨饼的输送、去水干燥，浸出粕的冷却干燥或其它油料加工中的加热输送过程。

适用于大、中、小不同规模的浸出油厂。

1.2鳞板式输送机

鳞板式输送机是链板式输送机的一种，经常用于采煤业、采矿业、货物运输业等行业。

鳞板式输送机可根据用户厂家不同的需要（在输送量、单件货物重量等）选择不同类型的鳞板、传动链、链轮等[7]。

鳞板式输送机的输送距离根据客户的要求进行制定。

输送机的布置形式大致分为水平输送、倾斜输送倾斜——水平输送、水平——倾斜输送、水平—倾斜——水平输送、综合输送等类型[8]。

如图1所示。

图1鳞板式输送机的布置形式

1.3设计时采用的方法及辅助工具

1.3.1设计方法

在设计过程中，我采用了假设验证的方法，现根据以往鳞板式输送机的工作条件和状况假定工况，然后假定所需要的传动方案，传动链轮，然后经过进一步的计算实际的验证假设的合理性，在此基础上完善所需各部件的尺寸。

1.3.2设计采用的辅助工具

在设计时，画图我采用的是AutoCAD2010二维绘图软件。

AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为计算机应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，它易于使用、适应性强、易于二次开发，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。

AutoCAD可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于操作，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。

本次设计的题目是“鳞板式输送机的设计”，借助AutoCAD软件，先设计绘制图形，然后编制设计和制造工艺，通过车、铣床进行加工，从而实现零件的设计、制造一体化的图纸设计和图纸制造，具有相当大的实用价值和发展空间。

通过本次毕业设计，希望用AutoCAD软件把设计和制造为一体，并解决从设计到制造成型的一系列实际问题。

2鳞板式输送机的工作原理和特点

2.1鳞板式输送机的适用范围和特点

2.1.1鳞板式输送机的适用范围及组成

鳞板式输送机是链板式输送机的一种，是利用固接在牵引链（本设计用滚子链）上的一系列鳞板在水平和倾斜方向上输送物料的输送机。

它由驱动机构、张紧装置、牵引链、链板、料斗、驱动及改向链轮、机架等部分组成。

在冶金、煤炭、化工、电力、机械制造及国民经济的其他工业部门均有广泛的应用。

2.1.2鳞板式输送机的特点

1、适用范围广。

粘度特别大的物料除外，一般固体物料或成件物都可用鳞板式输送机输送。

2、输送能力大。

3、牵引链的强度高，可用于长距离输送。

4、输送路线布置较为灵活。

5、运行平稳可靠。

2.2主要结构

2.2.1鳞板式输送机的结构及示意图

鳞板式输送机主要由驱动装置、传动装置、头部装置、尾部装置、张紧装置、链板和链条、链条轨道以及料斗等主要装置构成。

如图2.1和图2.2所示。

图2.1鳞板式输送机装配图主视图

a．头部装置b.上轨道c.下轨道d.机架e.链板f.牵引链g.张紧丝杠h.尾部装置

图2.2鳞板输送机驱动装置结构示意图

2.2.2设计的鳞板式输送机的技术与安装要求[9]

该机机壳采用组装式，根据现场输送距离的长短，可以方便的进行调整，并便于运输和安装。

具体安装与技术要求：

1、上导轨安装时先将中间支架上的上支承板敲下,然后用导轨压板以及螺栓组件等把上导轨压紧,并按要求调整导轨,最后把支承板与支架焊接。

2、下导轨与中间支架待整机安装调准后,按要求现场焊接.

3、全机安装后,中心线的不直线度应≤2mm（L≤10m）,≤3mm（10m<≤30mm）,≤4（30m

4、左右两轻轨的高低差应≤2mm.

5、牵引链安装时每6节连一根长销轴,料斗在链条安装后安装,并注意料斗方向。

6、为防尘需要，进出料口应配备除尘装置。

7、基础可参考图示制作,也可根据现场情况,根据不同倾斜角a,制成其它形式。

3鳞板式送机的设计

3.1引言

本章开始具体的设计鳞板输送机，具体的设计流程参照流程图，图3.1。

图3.1

3.2电动机、减速器的选择

3.2.1电动机的选择[10]

工况：

鳞板式输送机的输送长度为30m；主机运行速度：

15m/min,约合0.25m/s；传动链轮的齿数为：

Z=6；输送能力：

Q=40m2/h；输送倾斜角（°）：

0≤α≤25；尾轮调节行程：

400mm

根据已知的工况，v=0.25m/s，Q=40m3/h首先计算输送机每米长度物料质量q

·输送机每米长度物料质量q：

q=

式中Qe—鳞板输送机的输送量（t/h）。

q=

=35.6（kg/m）（公式1）

·鳞板输送机有载分支的基本运行阻力的计算：

Wzh=（q·ω+q0·ω’）L·g·cosβ±﹙q+q0）·L·g·sinβ（N）

将数据代入上式得：

Wzh=45KN

·鳞板输送机无载分支的基本运行阻力的计算：

WK=q0Lg（ωcosβ±sinβ）（N）（公式2）

将数据代入得：

WK=16kN

·计算Wk＇Wzh＇:

Wzh＇=k1Wzh

Wk＇=k1Wk

解得Wzh＇=4935kw;Wk＇=17.6kw。

·计算总运行阻力W：

W=k2（Wzh＇+Wk＇）=1.21（Wzh+Wk）

解得W=73.81kN。

·计算个特殊点张力：

如上图所示，比较1、3点张力S1和S3：

S3=S1+WK＇=S1+1.1WK（公式3）

又设机头机尾所需功率相同，负载均匀，每个链轮克服阻力为总阻力W的一半，即

S1-S3=W/2=0.605（Wzh+Wk）（公式4）

解得S1＞S3，∴S3=Smin

·用逐点法计算链条张力：

S3=Smin=2kN（公式5）

S4=S3+Wzh＇=S3+1.1Wzh=2+1.1×45=51.5KN

S1=S4－w/2=51.5－0.605×﹙45+16﹚=14.595kN

S2=S1+Wk＇=S1+1.1Wk=14.595+1.1×16=32.195kN

·计算两端链轮总牵引力F：

F=F1+F2（公式6）

其中F1=S4－S1+0.05（S4+S1）

F2=S2－S3+0.05（S2+S3）

式中F1－－头部链轮的牵引力（KN）

F2－－尾部链轮的牵引力（KN）

F1=51.5－14.595＋0.05×﹙51.5＋14.595﹚=40.2KN

F2=32.195－2＋0.05×﹙32.195＋2﹚=31.9KN

F=F1+F2=40.2+31.9=72.1KN

·运输机满载运行时，电动机功率P的计算：

P=

（kw）（公式7）

式中k----输送机电机功率备用系数

F----输送机链轮总牵引力（kN）

η----输送机传动效率

P=

ξ·η=10.46kw

∴根据以上计算可以得出，本设计所选用的电动机型号应为Y160M—4，P额=11kw满载转速n=1460r/min。

注意：

在绘制装配图时，电机的尺寸应按照国标与所选电机的标准外形、安装尺寸相符合。

3.2.2减速器的选择[11]

根据所选的的电机，初步确定减速器。

摆线针轮减速机输出转矩M的计算方法

减速机输出转矩M

M＝975×9.8×N×i×η×K/n

＝9555×N×i×η×K/n

＝8866N.m

其中：

N：

输入功率（KW）N=0.85KW

i：

传动比；

n：

转速（rpm）；

η：

效率取η＝0.9；

K：

工况系数，K＝1.35；

由此确定减速器的型号为R87.

3.3链条的计算

3.3.1链的失效形式[12]

铰链磨损

链节在进入和退出啮合时，相邻链节发生相对转动，因而在铰链的销轴与套筒间有相对转动动，引起磨损，使链的实际节距变长，啮合点沿链轮齿高方向外移。

当达到一定程度后，就会破坏链与链轮的正确啮合，导致跳齿或脱链，使传动失效。

链条磨损后节距变长的情况如图5-3-1a所示。

图中Dp为链节距的平均伸长量。

铰链磨损后实际上只是外链节节距伸长了2Dp，即p2=p+2Dp。

而内链节距是不变的，即p1=p。

如图5-3-1b所示，可知链轮节圆直径的增量为Dd=Dp/sin（180°/z）。

由此可见，若Dp一定（通常许用伸长率Dp/p≤3%），则Dd随链轮齿数z的增多而增大。

因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿数。

a）

b）

图3.3a链条磨损

铰链磨损，过去是链传动的主要失效形式。

近年来，由于链和链轮的材料、热处理工艺、防护与润滑状况都有了很大的改进，链因铰链磨损而失效的形式已经退居次要地位。

只有那些不能保证所要求的润滑状态或防护装置不当的传动，磨损才会成为主要的失效原因。

疲劳破坏

由于链在运转过程中所受载荷不断改变，因而链是在变应力状态下工作的。

经过一定循环次数后，链的元件将产生疲劳破坏。

滚子链在中、低速时，链板首先疲劳断裂；高速时，由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加，因而套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏。

在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。

铰链胶合

铰链在进入主动轮和离开从动轮时，都要承受较大的载荷和产生相对转动，当链轮转速超过一定数值时，销轴与套筒之间的承载油膜破裂，使金属表面直接接触并产生很大的摩擦，由摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合。

在这种情况下，或者销轴被剪断，或者导致销轴、套筒与链板的紧配合松动，从而造成链传动迅速失效。

试验表明，铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。

链被拉断

在低速（v<0.6m/s）、重载或尖峰载荷过大时，链会被拉断。

链传动的承载能力受链元件静拉力强度的限制。

少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题。

但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后，链的寿命将显著下降。

通常，链轮的寿命为链条寿命的2~3倍以上。

故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。

图3.3b链条润滑方式的选择

3.3.2链传动的承载能力[13]

链传动在不同的工作情况下，其主要的失效形式也不同，如图3.3b所示就是链在一定寿命下，小链轮在不同转速下由于各种失效形式限定的极限功率曲线。

一是在良好而充分润滑条件下由磨损破坏限定的极限功率曲线；二是在变应力作用下链板疲劳破坏限定的极限功率曲线；三是由滚子套筒冲击疲劳强度限定的极限功率曲线；四是由销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线；五是良好润滑情况下的额定功率曲线，它是设计时实际使用的功率曲线；六是润滑条件不好或工作环境恶劣情况下的极限功率曲线，在这种情况下链磨损严重，所能传递的功率比良好润滑情况下的功率低得多。

如图3.4a所示为A系列滚子链的实用功率曲线图，它是在z1=19、L=100p、单排链、载荷平稳、按照推荐的润滑方式润滑（见图3.3b）、工作寿命为15000h、链因磨损而引起的伸长率不超过3％的情况下由实验得到的极限功率曲线（即在如图8–13所示的2、3、4曲线基础上作了一些修正得到的）。

根据小链轮转速n1由此图可查出该情况下各种型号的链在链速v>0.6m/s情况下允许传递的额定功率P0。

当实际情况不符合实验规定的条件时，如图3.4a所示，查得的P0值应乘以一系列修正系数，如小链轮齿数系数KZ、链长系数KL、多排链系数KP和工作情况系数KA等（系数值见下节图表）。

当不能按如图3.5所示的方式润滑而使润滑不良时，则磨损加剧。

此时，链主要是磨损破坏，额定功率P0值应降低，当v≤1.5m/s且润滑不良时，为图值的30%~60%；无润滑时为15％（寿命不能保证15000h）；当1.5m/s

当v>7m/s且润滑不良时，该传动不可靠，不宜采用。

图3.5A系列滚子链实用功率曲线

图3.6推荐的润滑方式

Ⅰ—人工定期润滑　　Ⅱ—滴油润滑

Ⅲ—油浴或飞溅润滑　　Ⅳ—压力喷油润滑

当v<0.6m/s时，链传动的主要失效形式是过载拉断，此时应进行静强度校核。

静强度安全系数S应满足下式要求

  ≥

                                                            （公式8）

链的极限拉伸载荷Qn=nQ，n为排数，单排链的极限拉伸载荷Q；工况系数KA；链的总拉力F1按式（8–6）计算。

当实际工作寿命低于15000h时，则按有限寿命进行设计，其允许传递的功率可高些。

设计时可参考有关资料。

3.3.3确定计算功率[15]

Pca=

P（公式9）

KA是工况系数，见表3.3.1.1；

Kz是小链轮的齿数系数，见图3.3.1.2；

Kp为多排链系数，见表3.3.1.3。

表3.3.1.1　工况系数KA

从机械特性

主要机械特性

平稳运转

轻微冲击

中等冲击

电动机、汽轮机和燃气轮机、带有液力耦合器的内燃机

6缸或6缸以上带机械式联轴器的内燃机、经常启动的电机动（一日两次以上）

少于6缸带机械式联轴器的内燃机

平稳运转

液体搅拌机，中小型离心式鼓风机，发电机离心式压缩机，谷物机械，均匀载荷输送机，均匀载荷不反转一般机械。

1.0

1.1

1.3

中等冲击

半液体搅拌机，三缸以上往复压缩机，大型或不均匀载荷输送机，中型起重机和升降机，重载天轴传动，金属切削机床，食品机械，木工机械，印染纺织机械，大型大型风机，中等载荷不反转一般机械。

1.4

1.5

1.7

严重冲击

船用螺旋桨，单、双缸往复压缩机，挖掘机，振动式输送机，破碎机，重型起重机，石油钻井机械，锻压机械，线材拉拔机械，冲床，严重冲击、有反转的机械。

1.8

1.9

2.1

图3.3.1.2小链轮齿数系数Kz

表3.3.1.3多排链系数KP

排数

1

2

3

4

5

6

KP

1

1.75

2.5

3.3

4

4.6

由式5.3.1结合上述三表可得：

Pca=KAKZP=1.0×1.52×0.18kw=0.2736kw。

3.3.4选择链条[16]

根据上步算出的Pca=0.2736kw，链条的节距查表得P=320mm

3.3.5鳞板宽度计算

B=

－

有挡边时底板宽度计算公式

将数据但如的：

B=800mm

3.3.6计算链轮转速[16]

V=

m/s

已知链速v=0.067m/s,由上式得，

n1=

将P=320mm代入上式得：

n1=

=2.1r/min,即链轮的转速大约为2.1r/min。

3.3.7润滑方式的选择[1