机械毕业设计论文td75型可逆配仓带式输送机设计.docx
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机械毕业设计论文td75型可逆配仓带式输送机设计
TD75型可逆配仓带式输送机
专业：
机械设计制造及其自动化
学生：
陶恩林指导老师：
黄兰
摘要：
TD75型可逆配仓皮带式输送机是一种输送量大、运行费用低、使用范围广的能够往复行走的输送设备；可逆配仓皮带输送机在使用效果上和卸料小车相同，都是为皮带输送机下方料仓进行布料使用。
皮带式输送机的环境使用温度一般为一10℃～+40℃，输送物料温度视输送带不同而不同，普通输送带输送物料温度一般不高于60℃，耐热橡胶带可输送120℃以下的较高温物料，当输送酸性、碱性、油类物料及具有有机溶剂性质的物料时，需选用耐油、耐酸碱的橡胶带或塑料带。
本次毕业设计是关于TD75型可逆配仓带式输送机的设计。
首先对D75型可逆配仓带式输送机作了简单的概述；接着分析了可逆配仓带式输送机的选型原则及计算方法；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校核。
可逆配仓的部件组成，基本和皮带输送机相同，结构组成如下:
输送带、托辊、机身机架、滚筒、清扫装置等，目前，可逆配仓带式输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式移动输送机就是其中的一个。
在可逆配仓带式输送机的设计、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,国内在设计制造可逆配仓带式输送机过程中存在着很多不足。
本次TD75型可逆配仓皮带输送机的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：
TD75型可逆配仓带式输送机的设计可逆运动卸料小车
TD75typereversiblebinbeltconveyor
Major:
FinancialManagement
Student:
taoenlinSupervisor:
huanglan
Abstract：
TD75reversiblebeltconveyorisakindofbuetomatchstorehouse,lowoperationcost,widerangeofuseofcanwalktoandfrotransportationequipment;Reversiblebeltconveyorwithstorehouseontheuseeffectisthesameasthedischargingcar,areclothusedforbeltconveyorbelowbunker.Environmenttemperaturegeneralbeltconveyorisa10℃~+40℃,conveyingmaterialtemperaturevariesdependingontheconveyorbelt,commonconveyorbeltconveyingmaterialtemperatureisnothigherthan60℃,heat-resistantrubberbelttransportingmaterialsintherelativelyhightemperatureunder120℃,whentransportingmaterialsinacid,alkali,oilandthematerialwithcharacteristicsoforganicsolvent,shouldchoosecanwithstandoil,acidandalkaliresistantrubberbeltorplasticbelt.ThisgraduationdesignisaboutTD75reversiblebeltconveyordesignmatchstorehouse.FirstofD75typereversiblebeltconveyorwithstorehousemadeabriefoverview;Thenanalyzedtheprincipleoftypeselectionofbeltconveyorwithreversiblestorehouseandcalculationmethods;Andthenaccordingtothesedesigncriteriainaccordancewiththerequirementsforagivenparameterselectionandcalculationmethodfortypeselectiondesign;Thenonthechoiceofconveyormainpartsandcomponentsforchecking.Reversiblestorehouseparts,basicisthesameasthebeltconveyer,thestructureisasfollows:
conveyorbelt,roller,thefuselageframe,roller,cleaningdevice,etc.Atpresent,thereversiblewithwarehousebeltconveyortowardslongdistance,highspeed,lowfrictioninthedirectionofdevelopment,inrecentyears,themovingaircushionbeltconveyorisoneofthem.Inreversiblewithwarehousebeltconveyordesign,manufacture,andapplications,atpresentourcountrycomparedwithforeignadvancedlevel,thereisstillalargegapindomesticdesignandmanufactureofreversiblewithwarehousetherearemanyshortcomingsintheprocessofbeltconveyor.TheTD75reversiblewithwarehousebeltconveyordesignrepresentsthegeneralprocessofdesign,theselectionofdesignworkforthefuturehasacertainreferencevalue
Keywords:
TD75typevibrationconveyoraneccentricwheel
全套设计，请加12401814
1绪论
1.1TD75带式输送机简介
TD75型带式输送机是一般用途的带式输送机，由于输送量大、结构简单、维护方便、成本低、通用性强等优点而广泛地用于冶金、煤炭、化工、水电等部门中用来输送散状物料或成件物品，输送堆积比重为0.5-2.5吨/m³的各种块状、粒状物料，也可输送成件物品。
TD75型带式输送机的带宽有六种：
500、650、800、1000、1200、1400毫米。
TD75型带式输送机所选用的输送带有普通橡胶带和塑料带两种。
适用工作环境温度在-15°～+40°之间。
输送具有酸性、碱性、油类物质和有机溶剂等成份的物料时，需采用耐油性、耐酸碱的橡胶带和塑料带。
TD75型带式输送机适用于水平或倾斜输送。
驱动部分采用电机－－减速机驱动或电动滚筒驱动两种型式。
制动装置选用滚柱逆止器。
带式逆止器、制动器等。
拉紧形式有螺旋拉紧、垂直拉紧、车式拉紧三种。
1.2国内外研究现状概述
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.
国内带式输送机技术的现状
我国已经定型的产品有；TD75型通用固定式带式输送机，其胶带用棉织或尼龙帆布做芯体，适用于短距离物料运输；DX型钢绳芯带式输送机，其胶带用镀铜或镀锌钢丝绳做芯体，适用于长距离物料运输；GH69型花纹带式输送机，其胶带表面铸有凸起的花纹，适用于高倾角物料运输。
虽然各类输送机胶带结构不同，但整机的部件组成形式和各种参数的计算基本相同，故设计中亦可选用各类部件混合组成所需要的输送机。
1.3带式输送机的用途和特点
可逆配仓皮带输送机在使用效果上和卸料小车相同，都是为皮带输送机下方料仓进行布料使用。
可逆配仓皮带输送机的行走装置和皮带输送机自身是两个独立的系统。
在使用时，注意行走装置带速的选择。
通常情况下带速根据布料量的大小进行选择，至于可逆配仓的部件组成，基本和皮带输送机相同。
2带式输送机方案的确定
2.1工作原理
可逆配仓皮带输送机的行走装置和皮带输送机自身是两个独立的系统。
行走部分由电机通过链传动驱动行走轮使轮子的在预定的轨道上面正反向转动，这样就达到了输送线“可逆”的目的，意味着可以往复地给输送线下方的料仓布料。
而输送带的转到则是由电动滚筒来完成，通过电动滚筒的不断转动，从而带动输送带的连续转动。
其设备的外观大致如下：
图2.1：
可逆配仓带式输送机结构方案图
首先，针对与行走部分，电机驱动装置通过驱动链轮传动，从而带动行走轮转动，因为行走轮下部有轨道，所以整个输送线可以在预定的轨道上面移动，又因为电机是变频调速电机，所以可以通过控制系统来使输送线在轨道上面往复行走。
输送带的上、下两部分都支承在托辊上。
拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。
工作时，电动滚筒驱动输送带连续运转。
物料从装载点装到输送带上，然后从规定的卸载点卸载。
2.2拟定方案时要考虑的要求和条件
带式输送机主要由输送带、托辊、机身机架、滚筒、清扫装置等部件组成。
输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的下料点卸下。
输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。
带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。
使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：
运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。
由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。
输送机年工作时间一般取4500-5500小时。
当二班工作和输送剥离物，且输
送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。
带式输送机布置的一般要求：
在曲线段内，禁设给、卸料装置，各种给、卸料装置应设在水平段。
拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。
输送机尽可能布置成直线，应避免单纯的按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式。
在具体布置时应注意下列几点：
（1）在曲线段内，不允许设给料和卸料装置。
（2）给料和中途卸料点最好设在水平段上，但也可设在倾斜段上。
设在倾斜段上时，中途卸料点的倾斜度不宜超过10°～12°，否则容易掉料。
（3）若在水平段内均匀给料，并且转折处比较平滑，凸、凹段曲率半径适当，则表2-2中所列最大允许倾角还可以增加10%左右。
2.3TD75型可逆配仓带式输送机的布置形式
几种常见的TD75型可逆配仓带式输送机的布置形式如下图所示：
图2.2：
布置形式
在这里，我们选择结构简单的且容易制造的水平的布置方式，如下图所示：
图2.3可逆配仓带式输送机的布置形式
3TD75型可逆配仓带式输送机部件的选用
3.1输送带的选用
输送带与输送装置一起组成传输系统，它是一种极好的传输工具，在很多的领域内都有使用。
输送带具有很好的传输优势，能够为企业节省物力人力财力，能够提高工作效率，为企业增加收益。
输送带的种类也是有许多的，传输特性当然也不尽相同，因而要选择好输送带。
我们在选择输送带时，有哪些选择因素?
（1）适合货物类型的输送带。
输送带的设计材料不同，决定了其运输货物的品种也不同，如易燃易爆的货物最好是使用阻燃输送带等。
（2）根据货物重量来选择。
结构材料不同导致生产出来的输送带其承载货物重量的能力也不同，这要求了我们，选择输送带时，应该选择承载能力相对大的带子。
根据传输速率来选择。
有的带子限制了传输的速率在多少范围内，所以要选择适合需求的输送带。
输送带在选择的时候，有很大的技巧，需要我们不断地去实践完善，以确保选择的输送带满足我们的要求。
根据课题给定的参数和现场的工况条件，我们选用胶带，厚度20MM，扯断强度等于56kgn，每米质量=30kg/m。
3.2电动滚筒的选用
顾名思义，电动滚筒的驱动源为电源，其主要组成部分是电动机和减速机以及电源线等等，它的出现，具有划时代的意义，能够很好地取代电机以及各种各样的传动装置，电动滚筒的应用十分广泛，可以在不同的环境下面使用不同类型的电动滚筒。
电动滚筒作为皮带运输机和提升等设备的动力，广泛应用于冶金、矿山、造纸、煤炭、建材、电力、化工、复合肥及筑路机械等行业。
我公司生产的电动滚筒有定轴齿轮、摆线针轮、行星针轮三种传动形式，安装型式有电机内置、外置和移动式，电机内置时有油冷式和油浸式两种形式，由于电动滚筒与一般减速
机构相比，具有结构紧凑、重量轻、密封性好、安装方便等优点，深得用户的欢迎.其内部采用定轴齿轮二级传动，属于老产品，但用途最广泛，与减速机相比较，具有占地小、重量轻、外观整齐、效率高，在粉尘大、潮湿泥泞的恶劣环境下仍能正常工作等优点。
随着电动滚筒的不断革新与技术进步，根据需要也可
以制成三级减速（0.08-0.63米/秒之间的低带速），以满足用户之要求。
具体电动滚筒参考图片如下图：
图3.1：
电动滚筒内部结构图
电动滚筒驱动功率通常由三部分组成，即输送机空运转时所需的功率，输送机水平运送负荷所所需的功率和输送机提升负荷时所需要的功率。
可采用下列公式进行计算：
P＝〔C×f×L×（3.6Gm×V+Qt）+Qt×H〕/367式中
P——电动滚筒的轴功率（kW）；
C——输送带、轴承等处的阻力系数，数值可从表中查到；
f ——托辊的阻力系数，f＝0.025～0.030；
L——电动滚筒与改向滚筒中心距的水平投影（m）；
Gm——输送带、托辊、改向滚筒等旋转零件的重量，数值可从表中查到（kg/m）；
V——带速（m/s）；
Qt——输送量（t/h），Qt＝Iv×输送物料的密度，输送物料的密度见表；
Iv——输送能力，数值可从表中查到（m3/h）；
H——输送高度（m）；
B——带宽（mm）。
上述公式可以满足一般情况下电动滚筒功率的计算，但特殊情况除外:
（1）如果电动滚筒每天的工作时间超过8小时，那么就要额外选择特定的参数；
（2）电筒滚筒的形式不同，那么电动机的功率的选择也有区别；
（3）电动滚筒的启停次数的多少，也影响到电动滚筒的选型
3.3传动滚筒的选用
带式输送机在港口、煤炭、电厂等物料输送中应用日益广泛,传动滚筒是式输送机的关键部件,其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。
根据滚筒的承载不同,可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、重型滚筒,轻型滚筒为焊接结构
即辐板与筒皮焊接,轮毂与轴采用键连接,中型滚筒和重型滚筒为铸焊构,即辐板与轮毂采用整体铸造形式,然后与筒皮焊接,轮毂与轴采用胀套连接,胀套连接的优点是:
定位精确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。
传动滚筒表面都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。
由于中型滚筒和重型滚筒承载重,设计计算不合理,容易造成滚筒断轴等事故的发生,所以我们根据现场工况，以及一些原始参数可以求出：
求轴上的功率P3和转速N3与转矩T3，若取没级齿轮的传动效率（包括轴承效率在内）=0.97，则：
P3=250X0.97=228.2KW.
则轴的角转速A=N2x2x3.14/60=6.63rad/s.
首先，我们选择Q235钢板作为我们制作滚筒的材料，并取[Q]-4Q,对于Q235A钢，Q=235N/MM2.则T=86.71XP/VR2X0.0338W
式中，P=功率，V=带速度，R=滚筒半径。
W代表滚筒长度，查表，经计算可知，滚筒长度W=800.
滚筒合张力260KN、扭矩40KN·m、滚筒直径1000㎜, 带宽800mm
其中滚筒的结构简图如下:
图3.2：
滚筒结构
根据工况条件，我们采用45# 钢作为滚筒的材料，调质处理, 机械性能为:
抗拉强度σb=580 MPa ;
屈服点σs=290 Mpa;
弯曲疲劳极限σ1=235 Mpa;
扭转疲劳极限τ1=135 MPa;
许用静应力σ1p=238 MPa ,
许用疲劳应力σ1p=165 MPa ;
确定轴伸直径, 按扭转强度计算轴伸直径d=60;
轴传递的扭矩T=40 kN·m = 40000 N·m ;
轴的许用扭矩剪应力τp=35 MPad1=17.2 40000353 =180㎜;
根据结构要求取轴伸直径180㎜
按弯扭合成强度计算轴径d=21.68 M2+（ψT）2 *σ-1p3;
轴在胀套处所受弯矩M=52000 N·m,
轴在胀套处所受扭矩T=40000 N·m
根据结构要求取d2=47㎜轴的结构尺寸如下图
图3.3;轴的结构
3.4改向滚筒的选用
根据工作原理，我们知道，改向滚筒的作用，我们除了它的传动方式和传动滚筒一样外，最显著的区别就是改向滚筒能够改变输送带行走的方向。
其选型步骤与传动滚筒类似，在这不再重复。
3.5机架的选用
根据槽钢承载力计算公式：
M=Pac/L（M：
弯矩，P集中力，a集中力距支座距离，c集中力距另一支座距离，L跨度，L=a+c）；
f=M/W≤材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。
M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为20000mm;
则M=13456N.M;
，其中w=b，初定槽钢为80x40x3的槽钢和40x40x3，计算W得出10.42
;
折算后位12Mpa;
查得普通碳素结构钢Q235A的抗拉强度为375~500Mpa，由于12Mpa远远小于375Mpa，所以初定槽钢40x40x3和80x40x3的槽钢满足要求。
由计算得出可以使用200x75x3的槽钢，初定设计计算得出槽钢总体架尺寸为20000mmx1000mm。
4TD75型可逆配仓带式输送机的设计计算
4.1输送带宽度的计算
根据公式，
我们可知：
输送带材质为胶带，已知：
Q=200t/h；皮带速度v=1.6m/s；
查表可以得到
端面系数k=360；
物料容重γ=0.90t/m3；
倾角系数c=0.91；
速度系数ξ=1.00；
将以上各数值代入计算式，得：
B=0.521m，因为B小于0.8m所以选取B=
800mm的普通带，满足块度要求。
4.2输送带输送能力的设计计算
根据实际工况，我们选择的横隔板为TC系列的，而TC系列的横隔板β=60度。
根据公式：
=75×（0.364+cot60̊）
=70.6
Tg为物料盒输送带接触理论接触长度，于是通过以下公式：
带入数据得到Q=127.2
/h
满足要求，式中：
为物料堆积比重
h为横隔板高度，单位mm；
β为输送机倾角，单位。
；
为横隔板间距，单位：
m；
为有效宽度，单位：
m；
V为带速，单位：
m/s；
4.3驱动装置主电机的设计计算
输送带总长度“20M,机架上最大承受重量为2000N,
行走轮与轨道之间的摩擦系数m=0.08
物料进给速
=1～1000毫米/分
定位精度0.001毫米
脉冲当量的选择，脉冲当量：
一个指令脉冲使电动机驱动拖动的移动距离此处删减NNNNNNNN字
需全套设计请联系12401814
的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素，及轴材料的疲劳极限，计算危险截面的情况是否满足条
件。
我所校核的轴是根据许用弯曲应力校核的，即由弯矩产生的弯曲应力
不超过许用弯曲应力
，一般计算顺序是先画出轴的空间受力图，将轴上作用力分解为水平面受力图和垂直面受力图，并求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。
然后作出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩图，作出合成弯矩图和转矩图应用公式
绘出当量弯矩图，式中
是根据转矩性质而定的应力校正系数。
对于不变的转矩，取
；对于脉动的转矩，取
；对于对称循环的转矩取
。
是
材料在对称循环应力状态下的许用弯曲应力；
是材料在静应力状态下的许用弯曲应力；
是材料在脉动循环应力状态下的许用弯曲应力；
在锥筛的设计过程中，轴的材料为45#钢，其基本参数为
，
，
，
；应满足下列条件：
或
W为轴的抗弯截面系数；
轴的受力，轴左端是锥筛对轴的力也就是锥筛的重力，右端是带轮对轴的压力。
由材料力学的相关知识可得：
解得：
由
得：
轴所受的转矩如下：
=
；
所以，
=
可知轴承的危险截面在左边轴承支撑处，根据轴的校核条件可以算出：
即：
所以：
根据校核，截面强度足够，其它截面也是足够安全的。
5.2滚动轴承的选择与校核
轴承的选用在以上的说明中已经给出，选用的是带紧定套的滚子轴承，型号为22218CK/W33+H318，其基本参数为主要是额定载荷：
C
=240000N，
=322000N，e=0.23,Y
=2.5,
，假定轴承的寿命为3年，每天工作10小时，一年工作300天，所以轴承的基本额定动载荷可按一下公式进行计算：
C=
其中：
C—基本额定动载荷计算值，N；
P—当量动载荷，按式
计算，
为轴承所受径向载荷，
轴向动载荷，X为径向动载荷系数，Y为轴向动载荷系数；
—寿命因数，按表7-2-8选取；
—速度因数，按表7-2-9选取；
—力矩载荷因数，力矩较小时
=1.5,力矩较大时
=2;
—冲击载荷因数,按表7-2-10选取;
—温度系数,按表7-2-11选取;
—轴承尺寸及性能表中所列基本额定动载荷;
由表查得
=1.19,
=0.366,
=1.5,
=1.2（中等冲击）,
=;1.0；
因为轴向载荷
=0，即
，所以当量动载荷
即
，
，
所以此轴承选的合适,能
5.3输送带下垂度的校核
在输送带自重和载荷重量的作用下，输送带在两托辊之间必然有悬垂度。
托辊间距愈大或输
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