ssj1250型可伸缩胶带输送机设计.docx
《ssj1250型可伸缩胶带输送机设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ssj1250型可伸缩胶带输送机设计.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
ssj1250型可伸缩胶带输送机设计
SSJ1200-2×250型可伸缩胶带输送机设计
太原理工大学阳泉学院
毕业设计
毕业生姓名赵雨生专业一体化学号0505111049指导教师郭晓娥所属系部机电系
二〇一一年
摘要
本次毕业设计以SSJ12002×250型胶带输送机为设计对象主要设计内容包括传动方案的确定牵引部主要参数的计算以及皮带设计及强度校核减速器内部传动系统的设计包括齿轮设计和校核轴的设计和校核等等和箱体及其附属结构的设计
关键词牵引部皮带强度校核减速器
Abstract
ThedesignSSJ12002×250-typeconveyorbeltisthegraduateddesignofobjectsThemainprogramdesignincludesthedeterminationoftransmissiontractioncalculationofmainparametersoftheDepartmentanddesignandstrengthcheckofbeltItalsoincludesreducerinternaldrivesystemdesignincludingthedesignandcheckinggearshaftdesignandverificationetcanditssubsidiarystructuresandcabinetdesign
KeywordEpartmenttractionBeltstrengthcheckingReducer
摘要i
Abstractii
第一章概述1
第一节带式输送机概述1
第二节国内外带式输送机技术发展状况3
第二章传动方案的确定7
第三章牵引部主要参数的确定8
第一节已知原始数据及工作条件8
第二节带宽的确定9
第三节圆周驱动力11
一计算公式11
二主要阻力计算12
三主要特种阻力计算13
四附加特种阻力计算14
五倾斜阻力计算15
第四节输送带张力15
一输送带不打滑条件15
二输送带下垂度校核16
三各特性点张力计算17
四滚筒合力19
五传动滚筒最大扭矩及滚筒直径确定19
第五节输送带选择计算20
第六节拉紧参数计算21
第七节启动参数21
第八节托辊辊径确定22
第四章传动系统的总体设计24
第一节结构方案确定24
第二节传动比的分配计算24
第三节齿轮及轴的设计26
一圆锥齿轮的设计计算26
二斜齿圆柱齿轮设计计算34
三轴的设计计算41
第四节轴承及键的设计计算48
一轴承的设计计算48
二键联接的选择及校核计算50
第五节减速器箱体的设计50
第六节联轴器及液力偶合器的选用52
第五章其他零部件的选用55
第一节拉紧装置55
第二节清扫装置58
第三节卷带装置59
第四节电气及安全保护装置61
第六章皮带机的安装与调整63
第七章皮带机的维护与定期检查65
英语文献67
翻译部分68
结束语70
参考文献71
致谢72
第一章传动方案的确定
带式输送机传动装置由电动机通过联轴器或液力偶合器联接减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力使输送带运动带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种
通用固定式带式输送机多采用单点驱动方式即驱动装置集中安装在输送机的某一个位置处一般放在机头处单点驱动方式按传动滚筒的数目可分为单滚筒和双滚筒驱动对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动因单点驱动方式最常用凡是没有指明是多点驱动方式的即为单驱动方式故一般对单点驱动方式单点两字省略
在传动机构中提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑
1增大拉紧力增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加此法提高牵引力虽然是可行的但因增大必须相应地增大输送带断面这样导致传动装置的结构尺寸加大是不经济的故设计时不宜采用但在运转中由于运输带伸长张力减小造成牵引力下降可以利用拉紧装置适当地增大初张力从而增大以提高牵引力
2增加围包角对需要牵引力较大的场合可采用双滚筒传动以增大围包角
3增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫以增大摩擦系数
综上所诉初步确定结构方案为采用双电机双滚筒驱动包角按同类型输送机选取400°选用槽型承载托辊选用PVC阻燃胶带采用电动拉紧和收带装置初步确定输送机布置形式如图所示
图2-1传动系统图
第二章牵引部主要参数的确定
第一节已知原始数据及工作条件
已知原始数据及工作条件
带式输送机的设计计算应具有下列原始数据及工作条件资料
1物料的名称和输送能力
2物料的性质粒度大小最大粒度和粗度组成情况堆积密度动堆积角静堆积角温度湿度粒度和磨损性等
3工作环境露天室内干燥潮湿和灰尘多少等
4卸料方式和卸料装置形式
5给料点数目和位置
6输送机布置形式和尺寸即输送机系统单机或多机综合布置形式地形条件和供电情况输送距离上运或下运提升高度最大倾角等
7装置布置形式是否需要设置制动器
本次设计的原始参数和工作条件
1输送物料煤
2物料特性
①块度0～300mm②堆积密度085～1×kg
③动堆积角ρ20°④静堆积角45
⑤物料温度50
3工作环境煤矿井下采区顺槽
4输送系统及相关尺寸1运距L1500m
2倾斜角β0°
3最大运量Q1500th
5已知输送机参数
①电动机型号YBSS-250②转速n1480rmin
③电压U3300V④带速V315ms
第二节带宽的确定
带宽的确定
按给定的工作条件取原煤的动堆积角为20°
原煤的堆积密度按1000kg
输送机的工作倾角β0°
带式输送机的最大运输能力计算公式为
32-1
式中输送量
带速
物料堆积密度
F在运行的输送带上物料的最大堆积面积
K----输送机的倾斜系数
表3-1倾斜系数k选用表
倾角°2468101214161820k100099098097095093091089085081
输送机的工作倾角0°
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表3-3即上表3-1得k1
按给定的工作条件取原煤的动堆积角为20°
原煤的堆积密度为1000
输送机带速为315ms
将个参数值代入上式可得到为保证给顶的运输能力带上必须具有的的截面积
000132275
图3-1槽形托辊的带上物料堆积截面
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表2-3输送机的承载托辊槽角35°物料的堆积角为20°时选用B1200mm
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表4-4选用1000S型煤矿用阻燃输送带
带宽为1200mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为016506此值大于计算所需要的堆积横断面积据此选用宽度为1200mm的输送带能满足要求
经如上计算确定选用带宽B1200mm1000S型煤矿用阻燃输送带
1000S型煤矿用阻燃输送带的技术规格
纵向拉伸强度1250Nmm
输送带质量15kgm
输送带宽度的核算
输送大块散状物料的输送机需要按下式核算再查表2-4
式中最大粒度mm
表3-2不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm
带宽B500650800100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400500600
计算
故输送带宽满足输送要求
第三节圆周驱动力
一计算公式
1所有长度包括L〈80m〉
传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和可用式33-1计算
33-1
式中主要阻力N
附加阻力N
特种主要阻力N
特种附加阻力N
倾斜阻力N
2
对机长大于80m的带式输送机附加阻力明显的小于主要阻力可用简便的方式进行计算不会出现严重错误为此引入系数C作简化计算则公式变为下面的形式
33-2
式中与输送机长度有关的系数在机长大于80m时可按式33-3计算或从表查取
33-3
式中附加长度一般在70m到100m之间
系数不小于102
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表3-5即下表3-3
表3-3系数C
L80100150200300400500600C192178158145131125120117L70080090010001500200025005000C114112110109106105104103
二主要阻力计算
输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和可用式24-4计算
33-4
式中模拟摩擦系数根据工作条件及制造安装水平决定一般可按表查取
输送机长度头尾滚筒中心距m
重力加速度
初步选定托辊为DTⅡ6204C4查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表2-7上托辊间距＝12m下托辊间距
＝3m上托辊槽角35°下托辊槽角0°
承载分支托辊组每米长度旋转部分重量kgm用式33-5计算
33-5
其中承载分支每组托辊旋转部分重量kg
承载分支托辊间距m
托辊已经选好知
计算187kgm
回程分支托辊组每米长度旋转部分质量kgm用式33-6计算
33-6
其中回程分支每组托辊旋转部分质量
回程分支托辊间距m
kg
计算64kgm
每米长度输送物料质量
kgm
每米长度输送带质量kgm15kgm
0022×1500×10×[187642×1513228×cos0°]61835N
运行阻力系数f值应根据表3-4选取取0022
表3-4阻力系数f
输送机工况工作条件和设备质量良好带速低物料内摩擦较小002～0023工作条件和设备质量一般带速较高物料内摩擦较大0025～0030工作条件恶劣多尘低温湿度大设备质量较差托辊成槽角大于35°0035～0045
三主要特种阻力计算
主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分按式33-7计算
33-7
按式33-8或式33-9计算
三个等长辊子的前倾上托辊时
33-8
33-9
式中
槽形系数35°槽角时为043
托辊和输送带间的摩擦系数一般取为03～04
托辊前倾角度取1°30
L导料槽栏板长度m
导料槽两栏板间宽度m查表3-5073
物料与导料栏板间的摩擦系数一般取为05～07
04×04×150015＋13228×10×9947N
994728010227N
四附加特种阻力计算
附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分按下式计算
33-10
33-11
33-12
式中清扫器个数包括头部清扫器和空段清扫器
A一个清扫器和输送带接触面积见表3-5
清扫器和输送带间的压力N一般取为3N
清扫器和输送带间的摩擦系数一般取为05～07
刮板系数一般取为1500Nm
表3-5导料槽栏板内宽刮板与输送带接触面积
带宽B
mm导料栏板内宽
m刮板与输送带接触面积Am头部清扫器空段清扫器5000315000500086500400000700180004950008001210000610001001512000730001200181400085000140021查表3-5得A0018m取10Nm取07将数据带入式33-11
则0018×10×071260N
拟设计的总图中有两个重段清扫器和一个空段清扫器一个空段清扫器相当于15个清扫器
12×15001800N
由式33-10则18001260×58100N
五倾斜阻力计算
倾斜阻力按下式计算
33-13
式中因为是本输送机水平运输所有H0
0
由式33-2
圆周驱动力
第四节输送带张力
输送带张力在整个长度上是变化的影响因素很多为保证输送机正常运行输送带张力必须满足以下两个条件
1在任何负载情况下作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上而输送带与滚筒间应保证不打滑
2作用在输送带上的张力应足够大使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值
一输送带不打滑条件
圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上见图3-2
图3-2作用于输送带的张力
如图3-2所示输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式34-1的要求
34-1
式中输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力启动时启动系数13～17142582N
传动滚筒与输送带间的摩擦系数见表3-6取03
输送带在所有传动滚筒上的围包角rad双滚筒驱动取77折合400°
欧拉系数
表3-6传动滚筒与输送带间的摩擦系数
工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥025～003040环境潮湿010～015025～035潮湿粘污005020
二输送带下垂度校核
为了限制输送带在两组托辊间的下垂度作用在输送带上任意一点的最小张力需按式25-1和25-2进行验算
承载分支34-2
回程分支34-3
式中允许最大垂度一般001
承载上托辊间距最小张力处
回程下托辊间距最小张力处
取001由式34-1得
三各特性点张力计算
为了确定输送带作用于传动滚筒的合张力需用逐点张力计算法进行各特性点张力计算
1输送机运行阻力的计算
1重段运行阻力
34-4
N
2空段运行阻力
34-5
N
式中
输送机工作面倾角
L输送机长度m
G重力加速度
输送带沿重段运行的阻力系数查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表3-14
输送带沿空段运行的阻力系数
长输送带上装运物料量
重段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量
空段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量
输送带单位长度质量
2输送带上各点张力的计算
根据不打滑条件传动滚筒奔离点最小张力为15720N
令15720N据此计算各点张力
图3-3
由上图可得
3满足输送带垂度所需张力
输送带张力与垂度的关系
34-6
式中
重段最小张力N
重段托辊间距
输送带最大允许垂度按0025计算
28303N
因为小于重段最小张力点处的张力值所以满足要求
4输送带强度校核
选用1000S型阻燃输送带的拉断强度为1000Nmm带宽B1200mm
则34-7
许用应力34-8
m满足要求
式中
阻燃带的整体纵向抗拉强度Nm
B输送带的最大静张力N
5电动机的功率校验
输送机的牵引力
34-9
式中
主动滚筒相遇点张力N
主动滚筒分离点张力N
阻力系数取003～005
功率kw34-10
所以此电动机选取符合要求
四滚筒合力
根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力
动滚筒合张力
34-11
N
五传动滚筒最大扭矩及滚筒直径确定
单驱动时传动滚筒的最大扭矩按式34-12计算
34-12
式中D传动滚筒的直径mm
双驱动时传动滚筒的最大扭矩按式34-13计算
com
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表6-1输送机滚筒直径匹配
初选传动滚筒直径为800mm
查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表6-2输送机改向滚筒直径匹配
初选改向滚筒直径为630mm
第五节输送带选择计算
织物芯输送带层数
初选EP-400
com
式中
稳定工况下输送带最大张力N
B输送机带宽mm
输送带纵向扯断强度Nmm层
n稳定工况下织物芯输送带静安全系数
棉帆布芯带n8～9尼龙聚酯帆布芯带n10～12使用条件恶劣或要求特别安全时应大于12
取Z3
核算传动滚筒直径D
com
式中
C系数棉帆布取80尼龙芯取90聚酯芯取108
织物芯带每层厚度mm
mm故满足要求
第六节拉紧参数计算
拉紧装置拉紧力按式36-1计算
36-1
式中拉紧滚筒趋入点张力N
拉紧滚筒奔离点张力N
由式36-1F143611N
查《煤矿机械设计手册》初步选定钢绳绞筒式拉紧装置
第七节启动参数
带式输送机在启动和制动过程中需克服运动系统的惯性使输送机由静止状态逐渐加速至额定带速运转或逐渐减速至停机为止因此在启动和制动时必须考虑动负荷
1在最不利的情况下确定的加减速度能保证物料与输送带之间不打滑此时应满足式
37-1
37-2
式中
启动加速度
制动减速度
输送带与物料间的摩擦系数
2启动圆周驱动力
37-337-4
37-5
kg
37-6
kg
37-7
式中
启动系数13～17
N
则0202
第八节托辊辊径确定
辊径选择
托辊辊子的直径根据限制带速和承载能力进行选择
38-1
查表3-7取d133mm
表3-7限制带速
辊子直径dmm限制带速v限制带速时的辊子转速n635≤260176≤250389≤25537108≤315557133≤4575159≤5601194≤5492219≤63567
辊子载荷计算
承载分支托辊
38-2
式中
承载分支托辊静载荷N
承载分支托辊间距m
e辊子载荷系数查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表4-13e08
每米输送带质量
输送能力kgs
N
回程分支托辊
38-3
式中
回程分支托辊静载荷N
回程分支托辊间距m
N
2动载荷计算
承载分支托辊
38-4
N
回程分支托辊
38-5
N
计算后取静载荷动载荷二者之中较大的值查《DTⅡA型带式输送机设计手册》表4-17
选取辊长380mm辊径133mm轴承6205
可使承载能力大于计算值这样可保证辊子轴承寿命高于30000h转角小于10
第四章传动系统的总体设计
第一节结构方案确定
合理的传动方案首先要满足工作机的性能要求适应工作条件工作可靠此外还应使传动装置的结构简单尺寸紧凑加工方便成本低廉传动效率高和使用维护方便
在本次传动方案的确定当中任务书所给资料中已给定电动机型号减速器由于用在采煤工作面上在巷道中空间比较狭窄减速器需和带式输送机并列安装工作所以用圆锥齿轮来改变动力方向此次设计二级减速可以满足要求第一级改变方向选用圆锥齿轮传动高速级第二级斜齿轮传动
图4-1运动简图
第二节传动比的分配计算
一传动比分配
分配传动比的基本原则是
使各级传动的承载能力接近相等一般指齿面接触强度
使各级传动的大小齿轮浸入油中的深度大致相等以使润滑简便
使减速器获得最小的外径尺寸和重量
按前大后小的原则进行相邻两级传动比相差不易过大且高速级传动比略低于低速级的传动比
第一级圆锥圆柱齿轮传动
第二级斜齿圆柱齿轮传动
总传动比i1968
对于圆锥圆柱齿轮减速器圆锥齿轮处于高速级为使大圆锥齿轮的尺寸不至过大圆锥齿轮传动的传动比并尽量使
当要求两级传动大齿轮的浸油深度大致相等时也可取35～4圆弧齿轮传动一般安排在高速级考虑润滑条件和减速器箱体的大小所以必须使两级大齿轮直径相近取取
二计算传动装置的运动和动力参数
各轴的转速
轴Ⅰrmin42-1
轴Ⅱrmin42-2
轴Ⅲrmin42-3
滚筒轴rmin
各轴的输入功率
联轴器的效率滚子轴承的效率
各级齿轮传动的效率滚筒轴的效率
液力耦合器的效率
轴Ⅰkw42-4
轴Ⅱ228kw42-5
轴Ⅲ2167kw42-6
滚筒轴2039kw42-7
各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩
T9550×16132N·m42-8轴ⅠT9550×15486N·m
轴ⅡT9550×58849N·m
轴ⅢT9550×275197N·m
滚筒轴T9550×258942N·m
将以上计算结果列表如下
表4-1
轴名功率kw转矩转速rmin传动比效率电动
机轴2501613214801099Ⅰ轴2401548614804097Ⅱ轴22858849370492097Ⅲ轴2167275197752
第三节齿轮及轴的设计
一圆锥齿轮的设计计算
一选择材料热处理齿轮精度等级齿数等
由吴宗泽主编《机械设计》表6-5表6-6选择
小齿轮42CrMo调质处理硬度255-286
1079MPa＝931MPa
大齿轮ZG35CrMo铸钢调质处理硬度-
686MPa＝539MPa
精度等级选择6级精度用于高速和大功率适度条件下的齿轮用于冶金矿山等工程机械
小齿轮按常规范围取由得
43-1
实际从动轴转速rmin
转速相对误差
二按齿面接触疲劳强度设计
计算项目计算说明及过程计算结果初步确定小
齿轮直径转矩TT9550N·mT15486N·m齿宽系数由吴宗泽主编《机械设计》表
610查得软齿面齿轮非
对称安装取齿宽系数04使用系数由《实用机械设计手册》第二
版表9126查得使用系数135载荷分布系
数由《实用机械设计手册》第二
版表926查得圆锥齿轮载荷
分布系数110齿轮的接触
疲劳极限应
力由《实用机械设计手册》第二
版表9112查得齿轮的接触疲
劳极限应力齿轮的弯曲
疲劳极限应
力由《实用机械设计手册》第二
版表926查得齿轮的弯曲疲
劳极限应力齿数比4齿轮分度圆
直径
201mm模数查新版《机械设计手册》第三卷表164-3取1010齿轮分度圆
直径mm分锥角分锥角外锥距RmmR齿宽bmm
取b124mmb124mm圆周速度ms12454ms齿宽中点分度
圆直径mm160800mm齿宽中点分度
圆直径mm672mm中锥距mm330864mm平均模数8切向变位系数查新版《机械设计手册》第三卷图164-4径向变位系数齿顶高mm
mm14310mm
5690mm齿根高mm
mm
1查新版《机械设计手册》第三卷表164-2027690mm
16310mm顶隙cmmC2mm齿顶角
2258°
1065°齿根角1065°
2258°顶锥角
16294°
77029°齿顶圆直径mm
mm228766mm
842760mm大端分度圆齿厚smm
mm19157mm
12243mm大端分度圆弦齿厚mm
mm19128mm
12243mm大端分度圆弦齿
升级会员 