食品机械与设备课程设计.docx
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食品机械与设备课程设计
参考文献…………………………………………………………………………………12
附图………………………………………………………………………………………13
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。
1.1设计来源
带式输送机是依靠摩擦传动实现物料输送的机械,广泛用于冶金、矿山、煤炭、环保、建材、电力、化工、轻工、粮食等行业。
适用于输送松散密度为0.5-2.5t/m3的各种粒状、粉状等散体物料,也可以输送成件物品。
其工作环境温度为-25-60℃,普通橡胶输送带适用的物料温度不超过80℃。
在食品行业中主要运输食品原料和成品等。
[1]
1.2设计的目的和意义
带式输送机是用途最为广泛的一种运输机械。
主要应用在沿水平方向或沿坡度不大的倾斜方向,连续的大批量地运送粒散状物料或单件物品。
它具有生产率高、运送距离长、工作平稳、结构简单、可以在任意位置上装卸、自重小、工作可靠、操作简便、耗能少等重要优点。
带式输送机结构简易,自动化程度高,将是21世纪中最经济、最可靠、最安全的输送散状料的工具,值得我们不断加以研究开发。
1.3国内外发展趋势
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。
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。
[2]
2带式输送机的特点
带式输送机是一种利用连续具有绕行输送带连续的物料输送机,是食品厂中最广泛采用的一种连续输送机。
带式输送机的输送范围在0.02—4.00m/s,输送距离长,生产效率高所需动力不大,结构简单可靠,维护检修容易,无噪音,能够在全机身中任何地方进行卸料和装料。
带型的选择
2.1输送带选型计算
输送带是输送机的重要部件,要求它具有较高的强度和较好的挠性,其价格比较昂贵,约占输送机总成本的25%—50%。
[3]
表2.1与物料有关的常用带速
输送物料的特性
带宽B(毫米)
500,600
800,1000
1200,1400
带速v(m/s)
磨琢性小,品质不会因粉化而降低;
如:
泥土、原盐等
0.8-2.5
1.0-3.15
1.5-5.0
带速是输送机的重要参数,通常根据下列原则进行选择:
(1)长距离、大运量的输送机可选择较高带速;
(2)倾角大、运距短的输送机带速易小;
(3)下运相对上运带式输送机带速低;
(4)粒度大、耐磨性大、易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速;
(5)采用卸料车卸料时带速不宜超过2.5m/s;
(6)原盐的密度为0.8—3.3kg/m3。
由此结合带式输送机的特点我选择v=1.0m/s。
2.2带宽的确定
表2.2物料断面系数
动堆积角
10°
20°
30°
40°
50°
K
槽型
316
385
422
458
496
平型
67
135
172
209
247
表2.3倾角系数
输送倾角
0~3°
5°
10°
15°
20°
c
1
0.99
0.95
0.89
0.81
按输送能力确定带宽B1
B1=1.1(
+0.05)(式2.1)
式中Q=1000t/h;
K=422(由表2.2得到);
v=1.0m/s;
=0.90t/
;
C=0.9(由表2.3推出);
按输送物料的块度确定带宽B2
B2≥
=600mm
式中amax——物料最大块度的横向尺寸。
综合考虑,我的带宽选择为800mm,材料为橡胶带。
2.3托辊的选择计算
托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。
承载分支托辊间距可参考表2.6选取。
缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的0.3-0.5倍,约为0.3-0.6m。
回程托辊间距可按2-3m考虑或取为承载托辊间距的2倍。
表2.4槽型承载托辊组参数
带宽(m)
辊长(mm)
带速(m/s)
辊径(mm)
辊子图号
轴承型号
托辊组质量(kg)
800
380
1.0
133
G505
6305/C4
45.5
表2.5平行下托辊参数
带宽(mm)
辊长(mm)
带速(m/s)
辊径(mm)
辊子图号
轴承型号
托辊组质量(kg)
800
1150
1.0
133
G519
6305/C4
26
表2.635°缓冲托辊参数
带宽(mm)
辊长(mm)
带速(m/s)
辊径(mm)
辊子图号
轴承型号
托辊组质量(kg)
800
380
1.0
133
G505H
6306/C4
61.6
托辊按其用途的不同主要分为承载托辊(又称上托辊)、回程托辊(又称下托辊)、缓冲托辊与调心托辊。
托辊的结构与具体布置形式主要决定于输送机的类型与所运物料的性质。
为了提高生产率和防止物料的撒落,通常采用槽形托辊,目前普通槽形托辊的成槽角均为35°,托辊之间成铰接或固支。
对于成件物品的运输通常采用平行承载托辊。
根据实际要求,承载托辊我们选择35°槽型托辊组,另外加入35°槽型前倾托辊组,这样可以起到防跑偏作用了。
回程托辊选择普通平行托辊。
同时选用35°缓冲托辊。
选用10°、20°、30°过度托辊。
综合考虑选取选取承载托辊间距1.2m,则下托辊间距2.4m。
[4]
表2.7承载托辊间距参考表
松散物料堆积密度t/m³
带宽(mm)
400
500
650
800
1000
1200
1400
1600
2000
<0.8
1.5
1.4
1.3
1.3
0.81~1.6
1.4
1.3
1.2
1.2
1.61~2
1.4
1.3
1.2
1.2
2.1~2.5
1.3
1.2
1.1
1.0
>2.5
1.2
1.2
1.1
1.1
1.0
表2.8输送带沿托辊运行的阻力系数
工作条件
ω´(槽形)
ω"(平行)
滚动轴承
含油轴承
滚动轴承
含油轴承
清洁、干燥
0.02
0.04
0.018
0.034
少量尘埃,正常湿度
0.03
0.05
0.025
0.040
大量尘埃,湿度大
0.04
0.06
0.035
0.056
取承载托辊阻力系数ω´=0.03,回程托辊阻力系数ω"=0.025。
2.4带式输送机线路阻力计算
2.4.1基本参数计算
(1)输送带线质量
输送带线质量27kg·m-1(见2.2.3中输送带类型选择)
(2)物料线质量q
已知设计运输能力Q=1000t/h,输送带运行速度
=2.5m/s时,物料线质量q=
=
=111kg/m;
(3)托辊转动部分线质量
表2.11F托辊回转部分质量(kg)
托辊形式
带宽(mm)
500
650
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
槽形承载托辊
铸铁座
11
12
14
22
25
47
50
72
77
冲压座
8
9
11
17
20
—
—
—
—
回程托辊、
V形托辊
铸铁座
8
10
12
17
20
39(V)
42(V)
61(V)
65(V)
冲压座
7
9
11
15
18
—
—
—
—
头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离s按下式计算:
式中
—滚筒与第一组托辊之间的距离,m
—35°(托辊的成槽角,rad)
B—800(输送带宽度,mm)
经计算可知,我设计的带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离:
=2.67×35×2π×0.8/360=1.30m
(槽型托辊成槽角
=35°;B=0.8m)
头部滚筒距第一组槽形托辊的距离:
=2.67×35×2π×0.8/360=1.30m
(槽形托辊成槽角
=35°;B=0.8m)
本设计的带式输送机的带宽B=800mm,堆积密度
=0.90t/m²,经查表2.9、表2.11可知承载分支托辊间距
=1.2m,其托辊回转部分质量
=17kg(冲压座),回程托辊间距
=2.4m(下托辊的间距一般取2倍的上托辊间距),其托辊回转部分质量
=15kg(冲压座),根据DTⅡ手册回程托辊选择平行下托辊。
因此,可求出托辊旋转部分线质量:
承载托辊旋转部分线质量为:
=17/1.2=14.17kg/m(式2.2)
回程托辊旋转部分线质量为:
=6.25kg/m(式2.3)
2.4.2线路阻力计算
(1)直线阻力计算
对于承载分支:
(式2.4)
=197621.5N其中(ω´=0.04)
对于回程分支:
(式2.5)
=-28490.6N(ω"=0.035)
式中
—承载分支直线运行阻力,N,
—回程分支直线运行阻力,N
—重力加速度,m/s²
—输送长度,m
—输送倾角,°
—输送带在承载分支运行的阻力系数
—输送带在回程分支运行的阻力系数
2.5输送带张力的计算
输送带张力应满足两个条件:
摩擦传动条件,即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送带打滑现象发生。
传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表6选取,对于塑面带应相应减少。
按摩擦条件确定:
其中
其中为
为回程托辊阻力
为承载托辊阻力
解方程得:
;
;
109383
;
;
;
;
所以
=311455N
2.6牵引力及电机功率的计算
由于满载工作下电动机的运行状态,有可能是电动状态也可能是发电状态,所以在牵引力和功率计算上有区别。
尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。
电动机备用功率一般按15%-20%考虑。
[5]
电动状态时:
传动滚筒的主轴牵引力:
=160080N
电机功率:
所需最大功率520kw,则我们必须选用最大功率为280*2=560kw的驱动组合
查DTⅡ手册525型驱动组合具体参数表如下表2.9
表2.9驱动装置组合表
驱动组合号
电机规格型号功率/kw
高速联轴器规格型号
逆止器规格型号
减速器规格型号
联轴器护罩
525
Y3555-4
280
YOXF650
NYD300
ZSY560
-31.5
YF76
2.7滚筒的选择
在带式输送机的设计中,正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义。
如果直径增大可改善输送带的使用条件,但在其他条件相同之下,直径增大会使其重量、驱动装置、减速器的传动比和质量相应提高。
因此,滚筒直径尽量不要大于确保输送带正常使用条件所需的数值。
按照带宽B=1000mm,初选传动滚筒直径
。
许用扭矩52kN·m
减速器减速比25
改向滚筒直径选择
=0.8
=800mm
=0.6
=600mm
为尾部改向滚筒直径,mm;
为头部改向滚筒直径,mm;
为传动滚筒直径,mm。
2.8拉紧力的计算
根据输送机布置形式确定拉紧力大小。
=
=224235N
2.8.1拉紧行程的计算
计算拉紧行程
L=KL+(1~2)B+
+
+
=18m
L为拉紧行程,m;L为输送机长度,m;B为带宽,m;
拉紧装置接头长度;
为拉紧车长度;
为动态应变变形长度。
表2.10输送带伸长系数K
输送机长度L,m
合成纤维输送带
钢绳芯输送带
<300
0.02
0.002
301-500
0.02
0.002
501-1000
0.015
0.0017
>1000
0.01
0.0015
2.8.2牵引力及电机功率计算
由于满载工作下电动机的运行状态,有可能是电动状态也可能是发电状态,所以在牵引力和功率计算上有区别。
[6]尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。
电动机备用功率一般按15%-20%考虑。
电动状态时:
传动滚筒的主轴牵引力:
=160080N
电机功率:
(式2.6)
2.8.3电机选型
所需最大功率520kw,则我们必须选用最大功率为280*2=560kw的驱动组合
查DTⅡ手册选用525型驱动组合
查DTⅡ手册525型驱动组合具体参数表如下表2.13
表2.13驱动装置组合表
驱动组合号
电机规格型号功率/kw
高速联轴器规格型号
逆止器规格型号
减速器规格型号
联轴器护罩
525
Y3555-4
280
YOXF650
NYD300
ZSY560
-31.5
YF76
原盐的带式输送机设计的主要技术参数如下表所示:
参数名称
设计结果
输送带
型号
ST/S1600
带宽(mm)
1000
输送量
t/h
1000
滚筒直径
(mm)
驱动滚筒
10001个
尾部改向滚筒
8001个
其它改向滚筒
8003个
电动机
电压等级
660V
选用电机型号
Y3555-42802×280KW
减速器
传动比
25
型号
DCY280-251台
拉紧系统
拉紧器型号
ZYJ100/16.5D
拉紧力(N)
25785
拉紧行程(m)
10
参考文献
[1]马海乐.食品机械与设备[M]2003
[2]宋伟刚.通用带式输送机设计.北京;机械工业出版社,2005.
[3]张越.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册.北京:
冶金工业出版社,2003.
[4]成大先主编.机械设计手册.北京:
化学工业出版社,1993.
[5]孙可文.带式输送机的传动理论与设计计算.煤炭工业出版社,1997
[6]张尊敬等编.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册.冶金工业出版社.2003.
(老师后面cad的网格实在是弄不下去了,我已经经我最大能力去做了。
)