托辊线取料装置设计毕业设计 精品.docx

托辊线取料装置设计毕业设计 精品.docx

《托辊线取料装置设计毕业设计 精品.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《托辊线取料装置设计毕业设计 精品.docx（29页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

托辊线取料装置设计毕业设计精品

密级：

托辊线取料装置设计

Designoffeedingrollerdevice

摘要

随着现代经济的飞速发展，重工业也在快速的发展，因此输送装置的运用就越来越普遍了，输送装置主要是采用输送带，而输送带行业正朝着节能、节材、安全、环保型发展。

由钢绳、尼龙、涤纶、芳纶为骨架材料的输送带将快速发展，更注重提高抗冲击、防撕裂、耐磨耗、耐臭氧等性能和使用寿命；具有各种用途的阻燃输送带、环保型密闭式输送带、轻型输送带、大倾角输送带、高强力提升带、耐热、耐油、耐酸碱、耐热输送带以及各种花纹输送带等功能性和特殊需求的高强力输送带将迅速发展，逐渐形成输送带的重要产品。

与此同时，发展循环经济也成为输送带行业发展的另一个新的课题

在输送装置高速发展的大好形势下，作为输送装置的一种取料装置，也正在突飞猛进的发展，取料装置是一种非标准件，用于工厂的某些特殊的场合，适用的范围很单一，一般都是工厂大量长期执行某个动作而设计的，而我设计的这个托辊线取料装置主要实现三个动作，回转、上升、翻转。

通过这几个动作把托辊从钢丝绳上取下来，这三个动作都是用液压缸来完成的。

这个取料装置的电控部分也是我做的，电控部分主要是对这三个缸的运动的位置进行控制，回转动作时控制两个位置，上升运动时控制3个位置，翻转运动时控制2个位置，一共控制七个位置。

关键词：

Abstract

Alongwiththerapiddevelopmentofmoderneconomy,thedevelopmentofheavyindustryisrapidly.Theuseoftransmissiondeviceismoreandmorecommon,conveyorbeltismainlyusedintransmissiondevice,andconveyorbeltismaterialsavingtowardsafety,energy-saving,environmentalprotectionanddevelopment.Theconveyerbeltmadeupwithrope,nylon,polyesterfiberswilldeveloprapidly,Paymoreattentiontoimprovetheshockresistance,abrasionresistance,rent,properties,suchasozoneresistanceandservicelife;withvarioususeofflameretardantbeltconveyorbelt,equippedwithenvironmentalprotection,lightofbigdipAnglebeltconveyor,belt,strongascension,heatresistance,oilresistance,acidandalkaliresistantconveyor,beltandvariouspatternoffunctionalandspecialneedsstrongbeltwilldeveloprapidly,animportantproductsofconveyorbeltgraduallyformed.Meanwhile,thedevelopmentofrecyclingeconomyhasbecomethetanothernewtopicinindustrydevelopmentbell.

Inthehigh-speeddevelopmentoftheconveyerfavorablesituation,Asakindoftransmissiondevicefeedingdeviceisalsothedevelopmentbyleapsandbounds,Feedingdeviceisakindofnon-standardfasteners,onsomespecialoccasions,itissingleinapplicablescope,isgenerallyalong-termperformsamovementfactory.Ithisrollerfeederlinedesignedbymetakethreemainactions.Again,turnup,flip.Threeactionsbringrollerbackfromthewirerope.Thethreemovementsareaccomplishedbyhydrauliccylinder.Electriccontrolpartofthefeedingdeviceismadebyme.Itmainlycontrolsthepositionofthreecylinders,rotarymovements,andtwopositionsarecontrolled,risingmotion,threepositionsarecontrolled,whenflip-motion2positionsarecontrolled,sevenpositionsarecontrolled.

Keywords:

第1章引言

取料装置是一种非标准件，是为了适应不同工厂的实际需要也设计的，他属于输送装置的一种，为了高速高效的生产，输送装置也正在快速的发展。

1.1国外输送装置发展现状

国外皮带输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：

一方面是皮带输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角皮带输送机、管状皮带输送机、空间转弯输送带等各种机型；另一方面是皮带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、高带速等大型皮带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输送带动态分析与监控技术，提高了输送带的运行性能和可靠性[1]。

目前，在煤矿井下使用的输送带已达到主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：

 设备大型化。

其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300~500万以上高产高效集约化生产的需要。

 监控综合化。

应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。

采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。

新型、高可靠性关键元部件技术。

如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。

如英国FSW生产的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面顺槽皮带输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。

1.2国内发展现状

输送带行业的发展迅速，输送带是继轮胎之后的第二大橡胶工业产品，主要用于煤炭、码头、冶金、机械行业及仓储业的物料输送，其产品质量、规格品种及应用范围，在一定程度上标志着国民经济及技术的发展水平。

        我国在“七五”期间，就把高强力及阻燃输送带列为技术改造重点。

经过二十多年的努力，高科技含量的产品已成为主导产品，其中，用于长距离物料输送且抗冲击、防撕裂、耐磨耗的钢丝绳芯输送带，用于保障煤矿井下安全输送的阻燃输送带，用于食品、电子产品等输送的非污染型轻型输送带等已占据市场主导地位。

        经过多年努力，我国打造出像青岛橡六集团自主研发的钢丝绳芯输送带、尼龙输送带、EP输送带、煤矿井下使用的MT668标准阻燃钢丝绳输送带、MT669标准钢丝绳牵引等高强力输送带产品。

其自主开发创新的输送带产品，无论在产品的标准、技术水平，还是在产品的品种、使用寿命方面均达到发达国家同类产品的先进水平。

 自1987年开始，国家先后研制开发符合煤矿井下安全生产的MT147标准阻燃钢丝绳输送带产品及具有更高要求的MT668标准阻燃钢丝绳输送带，在阻燃、抗静电、滚筒摩擦、丙烷燃烧等安全性能满足了煤矿井下安全生产的需要。

其中MT668阻燃带的标准是我国自己制订的，远远优于美、德、日等国家的标准，我国生产的MT668标准阻燃带几乎占领了国内全部市场。

1998年自主研发的符合煤矿井下使用的MT669标准钢丝绳牵引输送带，形成了橡六集团安全型产品三大支柱。

    随着国民经济的发展，开发环保型输送带产品已成为21世纪中国橡胶工业技术发展的新生力量。

2002年，对管状钢丝绳输送带产品的开发进行立项。

2004年橡六集团管状钢丝绳输送带在上海宝钢梅山冶金公司成功取代日本普利司通产品，使我国在管状钢丝绳输送带生产方面步入世界先进水平之列。

 产品技术规范可完全采用国际标准进行生产，可生产各种阻燃、耐高温、耐灼烧、耐酸碱等不同用途的输送带，产品最大宽度可达3000毫米。

 “十五”期间，橡六集团还研制开发了耐高温输送带、耐灼烧输送带、金属网芯输送带、钢丝绳提升机胶带等高新尖产品；而钢丝绳提升机胶带在水泥行业的市场占有率达到70%以上。

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。

1.3发展展望

中国橡胶输送带行业的发展，从注重数量逐步转向注重质量和使用寿命；从注重产品售后服务逐步转向产品的售前、售中、售后的全方位服务；从注重短期效益逐步转向大力发展新的使用领域，追求高附加值产品，产品结构实现了多元化发展趋势，开发具有自主知识产权的产品，落实科学发展观，发展循环经济，走可持续发展之路。

高自主创新能力打造输送带行业知名品牌  鉴于我国综合情况，符合国家产业结构发展方向，有利于安全生产、节约资源，保护环境，具有可持续发展的广阔前景。

因此，输送带行业必将朝着节能、节材、安全、环保型发展。

由钢绳、尼龙、涤纶、芳纶为骨架材料的输送带将快速发展，更注重提高抗冲击、防撕裂、耐磨耗、耐臭氧等性能和使用寿命；具有各种用途的阻燃输送带、环保型密闭式输送带、轻型输送带、大倾角输送带、高强力提升带、耐热、耐油、耐酸碱、耐热输送带以及各种花纹输送带等功能性和特殊需求的高强力输送带将迅速发展，逐渐形成输送带的重要产品。

与此同时，发展循环经济也成为输送带行业发展的另一个新的课题

近15年来，国外对带式输送机相关理论的研究取得了很大进展，带式输送机主要部件的技术性能也明显提高，为带式输送机向长距离、大型化方向发展奠定了基础。

随着对长距离带式输送机的可靠性和经济性要求的不断提高，其设计观点也在逐步发展。

先进的设计观点，是以国际标准ISO5048和德国工业标准DIN22101为基础，设法减小运行阻力，合理确定输送带的安全系数，采用可控起、制动装置平稳起、制动，利用输送带粘弹性理论进行动态分析，对输送机进行工况预测和优化.[3]

1.采用高精度托辊和高性能输送带减小运行阻力

带式输送机的主要阻力是由托辊旋转阻力和输送带前进阻力组成的。

国外的试验研究表明，托辊旋转阻力和输送带压陷阻力占主要阻力的50％～85％，平均值为70％。

因此，提高托辊精度和输送带性能，可以有效减小运行阻力。

近10年来，托辊的结构形式推陈出新，特别是采用高性能的专用轴承和高精度的密封圈，有效地降低了托辊的旋转阻力。

与此同时，输送带的面胶和芯胶材料也不断更新，使输送带既有一定的成槽性，也有一定的胶面硬度和耐磨性，有效地减小了输送带的压陷阻力，

2.合理确定输送带的安全系数

输送带的安全系数，对带式输送机的经济性和可靠性影响很大，也是众多学者研究的重点。

现行标准以输送带的额定破断强度为基础，综合考虑疲劳强度的大幅降低、由弯曲和伸长导致的强度下降、接头强度损失、起制动工况下动态张力的增加等因素，给出输送带的安全系数

3.采用合理的可控起制动或软起制动装置减小动力作用

按现行标准，带式输送机的起制动加速度应为0.1～0.3m/s2。

实际工程表明，这个数值已不适应长距离、线路复杂的带式输送机。

通过动态分析可知，长距离、线路复杂的带式输送机，最好采用具有可控起制动功能的驱动装置，控制输送机按理想的起、制动速度曲线起动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷；对于普通长距离带式输送机，可以采用软起制动驱动装置[4]

4.利用动态分析方法对大型带式输送机进行优化设计

现行标准，对带式输送机起动和制动过程中的动力计算，是把输送带作为刚体，采用刚体动力学方法进行的。

近十几年的研究和工程实践表明，刚体动力学分析的结果，只能满足短距离、小运量带式输送机工程设计精度的要求。

对于长距离、大运量、布置复杂的带式输送机，其动力学特性更为复杂且重要，采用刚体动力学方法进行分析，其精度已不能满足实际工程的需要。

因此，对于大型带式输送机，必须采用较为精确的动力学分析方法。

1.4国内外带式输送机技术的差距

1.4.1大型带式输送机的关键核心技术上的差距

带式输送机动态分析与监测技术长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。

目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。

实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。

可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。

为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度0.3～0.1m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。

国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。

但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。

1.4.2技术性能上差距

装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250kW，国外产品可达4×970kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。

运输能力 我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。

最大输送带宽度 我国带式输送机为1400mm，国外最大为1830mm。

带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。

工作面顺槽运输长度 我国为3000m，国外为7300m。

自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。

1.4.3可靠性、寿命上的差距

输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm，国外为3150N/mm。

钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/mm，国外为7000N/mm。

输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%～65%，国外达母带的70%～75%。

托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。

我国输送机托辊寿命为2万小时，国外托辊寿命5～9万小时，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。

输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命2万小时，国外减速器寿命7万小时。

1.4.4控制系统上差距

驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。

监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。

我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。

虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。

输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：

传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。

这些新型保护系统我国基本处于空白。

而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。

第2章托辊夹持装置设计

2.1挡料盘的设计

托辊的夹持装置是用来保持托辊有一个相对正确的位置，而托辊的参数如下：

图2-1托辊的实际尺寸示意图

托辊的材料是Q235，它的密度是7.8

kg/m

首先应计算托辊的质量。

M=

（2-1）

（2-2）

=1.7

3.14

=1.7

=4.2kg

M=2

所以

=2

=1.4kg

=

=4.2+1.4

=5.6kg

式中：

m——质量；

；

v——体积；

D——托辊的大外圆的外圆直径；

d——托辊的大外圆的内圆直径；

最终计算的托辊的质量是5.6kg。

因为托辊的最大外圆的直径是225mm。

近视像一个圆柱体所以考虑用V形的托盘将其夹持着，这个大的V形的盘就相当于一个长的V形块，能限制四个自由度。

然后用挡料盘挡住托辊的一端，这样就可以限制五个自由度了，现在还差一个自由度没有固定，就是托辊的旋转，由于考虑到实际的工作要求这个自由度没有必要控制，所以这五个自由度的控制足够把托辊固定住。

下面是对挡料盘的设计。

图2-2挡料盘的设计示意图

挡料盘是接料盘的一部分，至于它在接料盘的具体位置已经在总装图上体现的很清楚了，为什么接料盘做成缺口的呢？

主要原因有两个，一是因为托辊本身的质量就小才5.6kg，如果做成实体的话，无疑是加重了系统的重量，对升降装置的设计和支撑轴的选取有很大的影响浪费材料。

二是因为将来我要在做一个斜面的架，这个架放在这个缺口的位置。

2.2接料盘上的的把手进行设计

接下来要对接料盘的把手进行设计，因为接料盘的把手将来要和液压缸相连接，首先要在接料盘上焊接一个方形的板，然后把接料盘的把手和板用螺钉连接，这样我们就要考虑螺钉的强度和刚度是不够用，下面我们先校核一下螺钉的强度和刚度接料盘的质量是130kg，加上托辊的质量也就是最多140kg，所以螺承受的径向力是1400N。

图2-3把手工作的示意图

图2-4力分析示意图

F1——把手受到的向下的力；

F2——把手对工件的的力。

图2-5剪切图

图2-6弯矩图

T=FL=1400

0.15=700N/m

螺钉的允用最大切应力是

W

=

=5.5

max=

=

127MPa

max<

所以可以用。

式中：

T——扭矩；

[

]——最大许用切应力；

max——实际最大切应力。

下面是对接料盘上的的把手进行设计

图2-7把手的设计示意图

第3章托辊的升降装置设计

3.1液压缸的选取

托辊的升降是靠液压缸来推动的，下面就对液压缸就行选取设计，首先要估算一下液压缸要承受的力是多大，然后取好系统压力，最后选取合适的液压缸。

接料盘的质量是130kg，横梁的质量是60kg，托辊的质量是5kg。

所以液压缸承受的总重量是130+60+5=195kg取200kg。

3.1.1液压系统工作压力的确定

机床等一般液压系统的工作压力在7MPa以下，所以初步认定最高的工作压力是7MPa。

因此我选取我的工作系统的工作压力是6Mpa。

3.1.2液压缸主要尺寸的确定

图3-1液压缸的受力简图

1）液压缸内径的计算

液压缸的推力F=200

N,，

则

D=

D=41.1mm

选D=50mm（液压缸内径尺寸系列国家标准中直径在40mm以上的即为直径是50mm）。

P=2000/3.14

。

活塞杆的直径d与活塞直径D（液压缸的内径）之比d/D没有太严格的限制，只要满足刚度、强度的要求，压杆的稳定及国家活塞杆直径系列的情况下，可选择任意尺寸的活塞杆直径。

但液压缸有事可按标准件选用，标准液压缸一般取d

根据这个机构的要求，我选我的活塞杆的直径是22mm。

根据工作条件的要求我选取活塞杆的工作位移是180mm。

3.2导柱的设计

因为横梁很长只用一个缸来固定一定会不稳定的，受弯矩的作用活塞杆就容易断，所以要用两个导柱作为辅助支撑，下面对导柱进行设计。

图3-2导柱的设计示意图

导柱是用来辅助支撑的，现在横梁上打孔，然后采用紧配合，导柱上面要用止动垫圈锁母来把紧，因为止动垫圈止动效果比较好，稳定性比较强，

所以选取的导柱的最小直径要大于35mm

所以取最小直径是40mm。

第4章回转装置的设计

回转装置运动的简单的原理是：

在缸的外径上安上一对轴承，然后在缸的下表面安上一个齿轮，齿轮式用螺栓把在缸上，齿轮旋转，缸也就跟着旋转，齿轮式用齿条连接的，齿条用液压缸来驱动。

当导柱上下运动时需要一个直线轴承，所以选取LMK50LUU。

4.1锁母的设计

轴承的选取，因为缸的直径是320mm,考虑到经济实用性等问题选圆锥滚子轴承32964，轴承采用锁母定位，先在缸的外表面攻螺纹，然后把锁母扭在螺纹上，这样就能固定了一个方向运动，让轴承的上面顶在底座的下表面，这样另一个方向也就固定了。

下面是锁母的具体表示：

图4-1锁母的设计图

4.2托盘的设计

因为整个缸有个向下的重力，这个力的作用点在齿条上这样齿条一定会断的，考虑到这个问题，必须设计一个装置让它来承受这个力，带着这个问题我仔细分析，最终我想到了一个合理的解决办法，就是从底座的后面开个方形的孔，然后插进来一个托盘，让这个托盘托着齿条，这样齿条就不会因为受力太大而断裂，开完的这个方形的孔然后在孔周围焊接一个方形的平台，这样才能把托盘把在这个平台上面，因为活塞缸是把在底座的上表面的，所以托盘的受到的力不是很大。

图4-2托盘的设计图

缸的质量是30kg；

齿轮的质量是8kg；

m=30+8=38

再考虑到螺栓的质量还有其他的因素的影响