链条输送机设计.doc
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链条输送机设计
摘要
跟着社会文明的成长与进步，运输作为手段也不断发展，机械式连续输送机获得了广泛的使用。
链条输送机以其能在高温和低温恶劣环境下工作，也能低速运行，此外在水平内循环与陡坡度的条件下搬运货物的优点，得到使用者的认可。
而且其装卸不用停车，可以高速度进行运输，有很高的生产率，因为链条输送机供料均匀与运行速度稳定，工作过程中消耗的功率很小，寿命长。
链条输送机的设计主要包括确定底板宽度、确定裙板高度、载荷的计算及校核、选择输送链、链轮的设计、驱动链轮轴的设计、轴的疲劳强度校核、选配电动机、选择滚动轴承、选择联轴器等。
关键字：
链条输送机；运输；速度；生产率
Abstract
Alongwiththesocialcivilizationdevelopmentandtheprogress,transportasthemethodalsounceasinglydevelops,inalltransportvehicle,mechanicaltypecontinualconveyertowidespreaduse.Thechainlinkconveyerbyitscanworksunderthehightemperatureandthelowtemperatureenvironment,alsocanthelowspeedmovement,aswellastransportsthecargointhehorizontalinternalrecyclingandunderthesteepgradientconditionthemeritobtainsuser'sfavor.Moreoveritsloadingandunloadingdoesnotneedtostop,maythehighvelocitycarryonthetransportation,hastheveryhighproductivity,becausechainlinkconveyerformaterialevenlywithrunningratestable,intheworkprocessconsumespowersmall,thelifeislong.
Thedesignofchainconveyorincludingthewidthofthemainfloor,ahighdegreeofcalculation,theloadcalculationandverification,thechoiceofchainlink,thedesignofsprocket,thedesignofchaindriveshaft,checktheshaftfatigue,Motor-matching,andthechoiceofrollingbearings,thechoiceofcoupling.
Throughtheabovelistedinthecalculationandverification,achievingmypurpose.Sothatthefunctionofthechainconveyorreasonable,simpleandpractical,reliable,andsoon.
Keywords:
chainlinkconveyer;Transportation;Speed;Productivity
目录
摘要 1
Abstract 2
目录 3
1绪论 4
1.1链条输送机的发展及行业现状 4
1.2链条输送机的作用及特点 5
1.3链条输送机的主要组成部分 5
2方案的选定 7
2.1链条输送机的种类 7
2.2承托式链条输送机的特点 7
2.3布置形式 8
3链条输送机的设计 9
3.1原始数据 9
3.2参数的选择与确定 9
3.3各个参数的设计计算 10
3.4输送链的选择及其尺寸 19
3.5链轮的设计 19
3.5.1链轮各直径的设计计算 20
3.5.2链轮齿廓参数计算 20
3.5.3链轮轴向齿廓形状参数计算 21
3.6驱动链轮轴的设计 21
3.6.1驱动链轮轴的初步设计 21
3.6.2轴的结构设计 24
3.6.3轴的强度较核 25
3.7带轮的传动设计 29
3.7.1带轮型号的选择 29
3.7.2大小带轮的尺寸确定 29
3.7.3V带传动的中心距的确定及小带轮的包角验算 30
2.7.4V带传动的皮带根数的确定 31
3.7.5小、大带轮的结构 31
3.8电动机的选配 32
3.9滚动轴承的选择与计算 32
3.10联轴器的选择 33
3.11主要部件结构设计 33
4板式输送机的安装与调整 34
4.1安装技术要求 34
4.2输送机的调整 35
5总结 36
6谢辞 37
7参考文献 38
1绪论
1.1链条输送机的发展及行业现状
链条输送机的诞生与链条一样，可以追寻到一千多年以前。
水车在我国乡村使用了1600多年，它的结构，其实就是一种链条输送机。
相关的链条输水机械，无论在中国，还是其他古国，在一千多年前曾有记录。
链条输送机的发展前期，因为受到与链条性能与社会整体水平的制约，发展速度较为缓慢。
直到20世纪前期，各种工业机械的大量生产对输送提出了较高要求。
另一方面，于1800年发明的套筒滚子链获得大规模生产，为链条输送机的发展壮大提供了有利的条件。
接着，各种各样的链条输送机陆续诞生，专业生产厂不断建立，像美国的WEBB公司，还有：
美国的ASI；日本的NKC、大福与椿本；德国的多尔等。
链条输送机也已从前期低水平阶段发展到现在的功能完善、调速精度高、可靠性好、技术含量高的机械产品。
在链条输送机发展的历程中，除了链条产品的发展和新材料的出现，对链条输送机的发展是一种巨大的推动力。
链条输送机的控制系统中配了高灵敏度、高精度、高可靠性的速度控制、信号采集、信号传递、逻辑执行元器件，使的链条输送机的电气控制水平有了巨大提高。
目前，高性能的链条输送机已具有故障自行诊断、故障等级评判和模糊智能控制等先进功能。
中国的链条工业是解放之后才开始正式建立的，机械化输送行业在我国的发展也只有几十年的历程，因此，我国的链条输送机行业是一个年轻的朝阳行业。
链条输送机的生产是从国外同行设备进行测绘和仿造开始的。
前期，专业生产厂比较少，规模不大，链条输送机大部分是一些专业厂作为非标准件来生产加工的，所以，技术不配套，生产效率低，发展极为缓慢。
直到80年代，特别是改革开放以后，为了满足大规模生产的需要，许多新兴的工厂开始建立。
具有知识密集、人才密集、资金密集与信息密集等特点的厂家在激烈竞争中生存下来并迅速发展。
80年代后期到90年代初期，我国的链条输送机械进入了快速发展阶段，汽车、摩托车、家电、轻工、化工、钢铁等行业引进了许多国外成套进口设备，有很多是链条输送设备。
通过不断学习借鉴，我国输送设备发展水平迅猛提高。
我国的链条输送机械行业底子薄、发展晚、与国外差距较大，目前整体水平相当于国外七、八十年代的水平。
但是，因为国家的大力支持，许多新兴的链条输送机企业，同国内相关高校联合起来，共同承担工程、联合开发，甚至还和国外的同行进行合作，同国外先进企业联合设计与生产先进链条输送机，并努力与国际接轨。
通过这些途径，使得我国的链条输送机制造厂训速地提高了自己的技术水平，个别先进厂家将链条输送机产品出口到国外，我国的链条输送机械也正逐步走向世界。
1.2链条输送机的作用及特点
链条输送机作为一种连续输送机械设备，可在一定范围内，按照运输要求，从最初的供料到最终的卸料都能稳定的形成物料的输送全过程。
所以链条输送机运输物料和其他间歇运动的运输机械相比有以下优势：
（1）能不间断地在相同方向内运输物料，装卸不用停车，能在高速度下运输，因此生产率高。
（2）因为链条输送机供料均匀与运行速度稳定，工作过程所耗的功率变化小，所以，驱动装置所需要的功率较小。
（3）链条输送机的最大载荷的差别较小，所以设计时的计算载荷相对小。
此外，在现代化工业企业中，链条输送机械是生产过程中够成有节奏的流水作业线与自动化生产线不可或缺的组成部分。
链条输送机已不再是单一的物料运输机，它已成为工业企业生产流水线中的有机组成单元。
像三一重工、一汽等现代化大型企业，一旦链条输送线出现故障，会导致整个生产停顿。
因此链条输送机械是经济发展中不可缺少的机械产品。
1.3链条输送机的主要组成部分
尽管链条输送机的种类多，有些结构还相当复杂，但总体上还是有下列基本分组成：
（1）原动机
原动机是输送机的动力来源，一般情况下采用交流电动机。
如果有需要可以采用普通的交流异步电动机，或者用交流调速电动机。
采用可调速电机，电动机本身成本较高，但是驱动装置的结构相对简单。
（2）驱动装置
驱动装置，又称驱动站。
驱动装置将输送机头轴和电动机与联接起来，驱动装置的结构组成取决于它要实现的功能，主要实现的功能有：
①降低速度电机的转速相对于输送链条线速度的要求高很多，因此链条输送机应有减速机构。
常用减速机构有带传动、齿轮传动、链传动、蜗杆传动和履带驱动机构等。
②机械调速输送链条的运行速度如要在一定范围内变动，因为单纯用电动机调速，会有电机转速低于输出转矩小的缺点，因此在驱动装置中设置机械调速装置。
③安全保护链条输送机工作中要求有紧急制动与安全保护功能，安全保护设备大都设置在驱动站的高速运行部分。
（3）线体
链条输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件。
它主要有输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道支架等部分组成。
（4）张紧装置
张紧装置用来拉紧尾轮，其作用是：
①保持输送链条在张紧状态下运行，避免因链条松弛而使链条输送机出现跳动、振动和异常噪声等现象。
②当输送链条因磨损而伸长时，通过张紧装置补偿，保持链条的预紧度。
（5）电控装置
电控装置对一台链条输送机而言，主要作用是控制驱动装置，使链条按要求运行。
但对于由输送机组成的生产自动线，它的功能就要广泛得多。
除了一般的控制输送机速度以外，还要完成双（多）机驱动的同步、信号采集、信号传递、故障诊断等各种功能。
图1-1板式输送机
2方案的选定
2.1链条输送机的种类
链条输送机的类型很多，但常见的只有下列四类输送机。
（1）悬挂链条输送机：
整机是架设在空中，输送物品借吊具与滑架在空间立体范围内运行。
（2）承托式链条输送机：
整机架设在地面，输送物品放在输送链条上，以操作者适应的高度运行，可以沿线体作多工位操作。
（3）刮板式链条输送机：
输送的块状、粉状或粉末状物料放置在槽内，通过输送链条刮送，自动化程度高。
（4）链条提升机：
在输送链条上配置众多的托架，料盘和料斗。
主要在垂直方向提升物料。
2.2承托式链条输送机的特点
板式输送机的优点是：
1.适用范围广，粘度特别大的物料除外，一般固态物料和成件物均可输送；
2.输送能力大，特别是鳞板板式输送机。
3．牵引链的强度高，可用作长距离输送。
4．输送线路布置灵活。
板式输送机能较大的倾角和较小的弯曲半径的条件输送，布置的灵活性大。
5.运行平稳可靠。
板式输送机的缺点是：
1.板式输送机的所有部件都是金属材料制造而成，而且其底板和牵引链重量大，故金属材料消耗多；机体笨重，且空载功率大；
2.底板和牵引链的磨便，而且噪音较大；损快，润滑和维修不便；
3.结构较复杂，制造工作量大，加之自重大，因而造价高。
板式输送机的结构形式多样，按底板的结构形式分为鳞板式和平板式。
考虑到输送物品的状态，本设计选用鳞板输送机。
2.3布置形式
板式输送机的布置形式可分为：
水平型、倾斜型、水平倾斜型、倾斜水平型、综合型。
选择和确定板式输送机的布置形式，要考虑一下几点：
（1）必须满足工艺要求。
即应能符合工艺提出的运输路线、输送量和需要在其上面完成的工艺作业等要求。
（2）满足工艺要求的前提下，力求最简单的布置形式。
布置形式越简单，输送机线路的转折越少，其运行阻力就越小，因而可降低制造成本，提高经济性。
（3）布置时，应充分考虑输送机与各有关工种的关系。
故应综合各方面的情况，达到整体布置的合理性和经济性。
综合考虑，本设计选用水平型板式输送机。
图2-1板式输送机常用布置形式
a-水平型；b-倾斜型；c-倾斜水平型；d-水平倾斜型；e、f-综合型
3链条输送机的设计
3.1原始数据：
（1）输送物：
未经选分的煤炭；粒度：
0～280mm；密度：
；有磨损；潮湿后有半粘性。
（2）物料输送长度：
，输送高度为0,即水平输送。
（3）输送能力：
。
（4）一天工作小时数：
。
3.2参数的选择与确定
底板宽度：
按表3-1取630mm。
表3-1底板宽度选用表
物料特性
物料块度
输送槽宽度B
未选分
经选分
0～200
≤140
400
未选分
经选分
0～250
≤170
500
未选分
经选分
0～320
≤220
630
未选分
经选分
0～420
≤300
800
未选分
经选分
0～540
≤400
1000
未选分
经选分
0～660
≤500
1250
裙板高度：
按表3-2应取200mm。
表3-2物料块度对应的裙板高度
物料宽度的最大尺寸
160
200
280
380
450
550
挡边的最小高度或平均值
100
125
160
200
280
320
运行速度：
按表3-3取0.2m/s。
表3-3输送机运行速度
地板宽度B（mm）
400
500
650
800
1000
1200
1400
运行速度
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
—
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
—
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
—
—
—
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
—
—
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
—
—
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
试取链条节距为；200mm，张紧行程：
按表3-4取。
表3-4拉紧行程
链条节距
100
125
160
200
250
320
400
500
630
张紧行程
200
200
320
320
320
500
500
800
800
3.3各个参数的设计计算
（1）底板宽度的验算
因为所设计的是有挡边（裙板）的，故利用式
（3-1）
式中：
——底板宽度；
——输送量；
——链条速度；
——物料密度；
——输送倾斜的修正系数，见表3-5取
——物料在输送机上的堆积角；通常取=0.4（为物料在静止状态下的堆积角）
——档板高度（）；
——挡边高度利用系数。
一般取；均匀地分布在底板的大块物料，。
且各值为：
；V=0.2m；；；；；
；；。
表3-5倾斜修正系数
输送机倾角
倾斜修正系数
无挡边的底板
有挡边的底板
<
~
>
1.0
0.90
0.85
1.0
0.95
0.90
由式（3-1）得：
由式（未选分过的物料），式中为物料中的最大块度，见表3-6。
得故底板取合适。
表3-6物料最大块度
物料类别
大块
中块
小块
小颗粒
粉末
>160
>60~160
>10~60
>0.5~10
<0.5
（2）输送量计算
根据：
（3-2）
式中：
——容积输送量；
——倾斜系数，；
——输送倾角；
——装填系数（轻型：
；中型：
）；
——输送槽宽度；
——平均料层厚度；
——输送速度。
各参数值为：
K=1（输送倾角为0）；取；；=0.75×200=0.15m（按高度利用系数0.75处理）；
代入式（3-2）得:
。
输送机以质量计的输送量：
（3-3）
式中：
——质量输送量；
——物料堆积密度。
代入式（3-3）得：
（3）牵引力的计算
①单位长度载荷计算：
对于有载分支单位载荷（3-4）
对于空载分支单位长度（3-5）
式中：
——承载分支上单位长度的载荷；
——空载分支上单位长度的载荷；
——行走部分单位长度的重量；
——底板上单位长度的载荷。
且各值为：
=600B+A=600×0.8+700=1180N/m（A值按表3-7选取）；
代入式（3-4），（3-5）得：
q=1180+834=2014N/m，
链条最小张力计算：
式中：
承载分支水平投影长度。
故
表3-7底板重量系数
输送机
型式
A值
无挡边
有挡边
底板宽度
400~500
650~800
800以上
400~500
650~800
800以上
重型
中型
轻型
700
500
350
1000
600
450
1300
900
600
800
600
400
1100
700
500
1500
1000
700
②张力的逐点计算
a）阻力计算：
对于直线段承载分支阻力（3-6）
对于直线段空载分支阻力（3-7）
式中：
——直线段的水平投影长度；
——直线段的提升高度；
——直线段内行走部分阻力系数，与结构型式和工作条件有关。
按表3-8选取。
各参数数值为：
；；；；
故代入式（3-6）得:
代入式（3-7）得:
表3-8运行阻力系数
牵引链的型式
工作条件
特征
链条销轴直径
13
16
20
24
30
36
44
值
光滑滚轮安装在滑动轴承上的滚子链
良好
中等
恶劣
0.07
0.09
0.11
0.07
0.09
0.11
0.07
0.09
0.11
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
有轮缘滚轮安装在滑动轴承上的滚子链
良好
中等
恶劣
0.08
0.10
0.13
0.08
0.10
0.13
0.08
0.10
0.13
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
b）改向链轮曲线段阻力计算：
改向链轮曲线段（3-8）
式中：
——改向轮链曲线段绕入点张力；
——改向链轮阻力系数。
对安装在滚动轴承上的，K=1.025-1.04;对安装在滑动轴承上的，K=1.05-1.08
而，取。
故代入式（3-8）得：
c）驱动链轮曲线段阻力计算：
驱动链轮曲线段阻力（3-9）
式中：
——驱动轮链曲线段绕入点张力；
——改向轮链曲线段绕入点张力。
式中：
；
故代入式（3-9）得：
d）导料阻力计算：
导料装置阻力（3-10）
式中：
——与导料栏板有关的数值。
一般取。
把；。
代入式（3-10）得：
③牵引力计算：
牵引力（3-11）
对于有导料装置的输送机，计算时应加导料装置阻力，故式中应为；
则代入式（3-11）得：
（4）功率计算
根据式（3-12）
式中：
——电动机功率
——功率备用系数（取）；
——输送机运行速度；
——驱动装置的传动机构的工作效率（本设计为二级减速，故可取）；
——输送机的牵引力。
各参数值为：
，,，。
代入式（3-12）得：
，故选用电动机功率为3KW。
（5）最大张力的近似计算
最大张力（3-13）
式中：
——初始张力，取（稍大于最小张力）；
所以代入式（3-13）得：
6）动载荷计算
动载荷（3-14）
式中：
——牵引链动载荷
——牵引链的最大加速度；
——重力加速度；
——输送机行走部分换算质量的减少系数；
——空载分支的水平段投影长度。
各参数值为：
（取齿数为6，；链条节距为200mm），
则代入式（3-14）得：
（7）链条许用张力的计算
链条许用张力（3-15）
式中：
链条破裂载荷（试取ISO/1977/I标准的链号为M160的链条），，（按表3-9选取）
表3-9链条安全系数
链条速度
小于20
小于30
小于40
小于
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