机械毕业设计1298生活中工艺蜡瓶提升一体机设计论文.docx

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机械毕业设计1298生活中工艺蜡瓶提升一体机设计论文

毕业设计

生活中工艺蜡瓶提升一体机设计

——提升机设计

专业：

机械设计制造及其自动化

班级学号：

机自0433－09

学生姓名：

指导教师：

摘要

带式输送机是一种用于将物料从最初的供料点输送到最终的卸料点间的以连续方式运输物料的机械。

目前，带式输送机正朝着高速高效、高自动化、低摩低噪的方向发展，近年来，我国在输送机的设计、制造以及应用方面不断探索，开发出一批新型的带式输送机。

但与国外先进水平相比,仍存在较大差距。

本文设计了一台用于罐装生产线上的带式输送机。

首先对带式输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；再根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求完成了选型设计；完成了带式输送机的总体结构设计，并对输送机各主要零部件进行了校核。

带式输送机由五个主要部件组成：

包括机架、输送带、漏斗、传动装置及其驱动电机。

该输送机能够把倒入漏斗的瓶罐按均匀的输送量输送到一定高度，再进入排瓶环节，这样完成瓶罐提升的任务。

关键词：

带式输送机；选型设计；主要部件

Abstract

Beltconveyorisusedtomaterialsfromtheinitialpointforthematerialstransportedtothefinalpointofdischargeasawaytotransportmaterialsforthemachinery.Atpresent,thebeltconveyorismovingfastefficient,highlyautomated,lowinthedirectionofMountLowNoise,inrecentyears,China'sconveyorinthedesign,manufactureandapplicationtodiscoveranddevelopanumberofnewbeltconveyor.However,comparedwithforeignadvancedlevel,therearestilllargegaps.

Inthispaper,designedaproductionlineforcannedthebeltconveyor.Firstofabriefoverviewofbeltconveyors;beltconveyorthentheselectionofprinciplesandcalculationmethodstoBeltconveyorfromthefivemajorcomponents:

includingtherack,theconveyorbelt,thefunnel,transmissionanddrivemotor.Theconveyorbeabletofunnelintothebottlesonthedeliveryofuniformdeliverytoacertainheight,re-enteringthebottlelinkrowtocompletethetaskofupgradingbottles.

Keyword:

beltconveyor;LectotypeDesign;mainparts

1绪论

1.1带式输送机简介

带式输送机是一种靠摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。

应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

1.1.1带式输送机的特点

带式输送机自1795年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、港口等各行各业广泛采用。

特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。

当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立的局面，并成为争先发展的行业。

（1）结构简单。

带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无辊式部件、驱动装置、输送带等几大部件组成，仅有十几种部件，能进行标准化正产，并可按需要进行组合装配，结构十分简单。

（2）输送物料范围广泛。

带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、阻燃等各种性能，并耐高、低温，可按需要进行制造，因而能输送各种散料、块料、化学品、生熟料和混凝土。

（3）输送量大。

运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不间断运送，这是火车、汽车运输望尘莫及的。

（4）运距长。

单机长度可达几十公里一条，在国外已经十分普及，中间无需任何转载点。

德国60公里一条已经出现。

越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式，使输送长度不受输送带强度的限制。

（5）对线路适应性强。

现代的带式输送机在越野建设时，已经从槽型发展到圆管形，它可以在水平及垂直面上转弯，打破了槽型带式输送机的不能转弯的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可节省大量修建隧道、桥梁的基建投资。

（6）装卸料十分方便。

带式输送机可根据工艺流程需要，可在任何点上进行装、卸料。

圆管式带式输送机也是如此。

还可以在回程段上装、卸料，进行反向运输。

1.1.2带式输送机的分类

（1）按外形分，带式输送机可分为：

①平形和槽型带式输送机。

我国现行标准是DT-Ⅱ和DT-75型带式输送机，有固定式和移动式两大类。

②夹带式输送机。

该机实际上是两个槽型带式输送机相扣在一起，即在普通槽型带式输送机再加上一条压带，各有一套驱动装置驱动，或者共用一套。

压带可使用泡沫塑料带、绳带和橡胶带输送带。

一般可达到大倾角和垂直提升的需要。

③波纹挡边斗式输送机。

在平形橡胶带上再冷粘或硫化上波纹挡边在两边，中间隔一段用橡胶隔板分开成斗型。

在转弯处用压轮压住波纹挡边外缘，它能垂直提升，适用于散料、干料。

④波纹挡边袋式输送机。

实际上是用许多橡胶袋串联在一起，袋口向内翻，外形如波纹挡边输送机。

⑤吊装式蛋管形带式输送机。

物料装入输送带后，输送带两边合拢成立式椭圆形，将输送带两边吊挂于小滑车上，滑车装在工字纵梁撒谎那个，用钢丝绳牵引滑车拖动输送带运动，在机头和机尾处均设有大转盘，使输送带打开或合拢，有如上山缆车装置。

1.1.3带式输送机的工作原理

带式输送机是工业中采用很广泛的一种连续输送机械。

它用一闭合环形输送带坐牵引及承载构件，将其绕过并张紧于前、后二滚筒上，依靠输送带与驱动滚筒间的摩擦力使输送带产生连续运动，依靠输送带与物料之间的摩擦力或隔板使物料随输送带一起运行，从而完成输送物料的任务。

带式输送机常以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤维带作为传送物料和牵引，而承载带在托辊上运行，也可用气垫、磁垫代替托辊作为无阻力支撑承载带运行。

带式输送机组成及工作原理如图1-1所示，它主要包括一下几个部分：

输送带（通常称为胶带）、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。

图1-1带式输送机简图

输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。

输送带的上、下两部分都支承在托辊上。

拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。

工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。

物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。

一般物料是装载到上带（承载段）的上面，在机头滚筒（在此，即是传动滚筒）卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。

普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段（不承载的空带）一般下托辊为平托辊。

带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。

对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。

输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。

当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。

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。

1.1.4我国带式输送机发展现状

带式输送机自1795年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、港口等各行各业广泛采用。

特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。

当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立的局面，并成为争先发展的行业。

目前，带式输送机的发展趋势是：

大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。

我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。

钢绳芯带式输送机的适用范围：

（1）适用于环境温度一般为

°

°C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；

（2）可做水平运输，倾斜向上（16°）和向下（

）运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达15km；

（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；

（4）输送带伸长率为普通带的1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。

1.2带式输送机的结构

带式输送机主要由以下部件组成：

头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。

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端部和中间部位卸下。

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。

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。

1.3带式输送机布置方式

电动机通过联轴器、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。

通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。

单点驱动方式按传动滚筒的数目分，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。

单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。

在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。

带式输送机常见典型的布置方式如下表1-1所示：

2输送机设计方案

2.1设计目的及技术指标

本课题的任务是根据瓶装工艺蜡生产工艺流程的需求，设计一台蜡瓶自动提升、排瓶一体机。

主要设计内容包括：

根据瓶装工艺蜡生产线的技术参数，设计提升、排瓶一体机的工作节拍及总体结构参数等；合理选择电动机；设计提升机的异型输送带、机架、传动机构、张紧机构等零部件；应用AUTOCAD软件完成提升机的总体装配图、传动系统图，以及零部件工程图的绘制。

主要技术指标：

①瓶罐材料：

铝合金材料；

②瓶罐尺寸及质量：

最大直径d=50-80mm,瓶高h=80mm，瓶罐质量为100克/瓶；

③工作方式：

间歇工作,工艺节拍为为每10秒钟完成一次排瓶，间歇5秒钟；

2.2初步方案

经过对主要技术指标和一些工厂等的调研，我把提升机部分设计为一个提升的输送机和一个水平输送机，以下以输送机A和输送机B表示，结构简图如图2-1所示

图2-1输送机总体结构

工人把瓶罐从漏斗倒入，经过输送机B把瓶罐均匀的输送倒输送机A上，再经过横隔板把瓶罐输送到一定高度进入下一环节的排瓶机中。

输送机A是主要的机器需要严格设计计算，而输送机B由于只是简单的把瓶罐输送一小段距离，只需简单计算即可。

3输送机的设计计算

3.1输送带

3.1.1输送带的介绍

输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。

输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。

输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。

它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。

因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。

覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。

按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。

织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。

输送带的寿命由输送的物料和使用的条件决定，对输送带的要求是：

①具有足够的抗张强度和模量，伸长率低；

②强度和宽度要满足行业的需要；

选择合适的带速，需要视输送物料的性质、输送量和采用输送带的抗拉强度决定。

增大带速可以减少带宽，减少输送带拉力，增大输送量，是比较经济的。

只要由此带来的经济效益能抵消可能出现的输送带磨损加剧、物料破碎、阻力损失托辊、滚筒使用寿命降低等缺点时，才能选高速。

现在由于技术进步，设备可靠，设计者多愿选高速。

这也是我国带式输送机发展方向。

3.1.2输送带的连接

为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100—200米，因此使用时必须根据需要进行连接。

橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。

硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。

塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。

（1）机械接头

机械接头是一种可拆卸的接头。

它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%—60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。

织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。

（2）硫化（塑化）接头

硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。

它具有承受拉力大，

使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达60%—95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。

对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状，如下图5-1所示：

图3-1分层织物层芯输送带的硫化接头

然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完成。

其强度为原来强度的（i-1）/i100%。

其中i为帆布层数。

3.1.3输送带的选择

（1）对于输送机A

输送带按表面形状分为：

平面形、槽型、深槽型、波纹挡边型、夹带型、隔板式、圆管式、扁管式、压花形。

依据本设计的主要技术指标，我设计了一下两种比较好的方案：

方案一：

使用波纹挡边输送带，此种带上有基带、隔板、空边和挡边构成。

它是在平面输送带上硫化一格格的隔板并与两边能收缩的波纹挡边连成一体，其断面有如斗型。

当在转弯滚筒上转角时，挡边能伸开其波纹胶带边，而在直线运行时有还原状。

，如图3-2所示

图3-2波纹挡边输送带

方案二：

使用异型隔板输送带，与波纹挡边输送带相比就少了波纹挡边，如图3-3所示

蜡瓶自动提升、排瓶一体机中的提升机部分只是把瓶罐从地处输送到一定的高度，没有转弯，如果用波纹挡边输送带则使它的空边和挡边失去作用，在设计中也设计了输送机的挡边，经过细节的比较分析选择异型隔板输送带，带宽为500mm。

这样就节省了材料，更适合本设计的原理。

3.1.4横隔板的选择

横隔板分为固定式和可拆式两大类。

固定式又分为轻型、中型和重型。

横隔板按其形状分为T、C和S三种基本类型。

T和C型分别用于输送倾角小于40度和大于40度的场合。

倾角为90度时只能用C型或TC结合型。

本设计中选择45度倾角，锁输送的瓶罐的最大高度为80mm，而隔板的高度应该约为最大物料最大高度的70%，所以选择C-55型号横隔板，隔板高度为55mm，质量为1.1kg/m。

3.1.5其它参数的确定

蜡瓶自动提升、拍瓶一体机是在室内工作，其中的提升机部分就是一个单独的输送机，经过对工厂和各种资料及设计手册的研究确定选择异形隔板带式输送机，根据瓶罐的体积设计输送机A带宽B为500mm,带速为0.4m/s,输送带的总长度L约为3800mm，在带上均匀安装11个隔板，隔板间距为345mm。

输送机B带宽为460mm，带速为0.2m/s，输送带总长为1345mm。

3.2计算步骤

3.2.1输送量计算

（1）输送机A

横隔板为C型，所以输送量为：

（3-1）

---输送能力

---每米隔板数

计算：

=2.90×12×0.4×0.1=1.39kg/s

（2）输送机B

本输送机的输送量主要是工人往漏斗里倒瓶罐，理论上在漏斗不堵塞的情况下就可以正常工作。

如果在输送带B上被瓶罐占满的情况下输送量如下：

3.2.2隔板输送带质量的计算

隔板输送带的质量为基带的质量和所有隔板质量的总和：

（3-2）

基带查表选择帆布层数为4层，厚度为4.5+1.5+3（上胶+下胶+中间胶复合胶片），每米质量为11.55kg则

=11.55kg/m

输送带的长度L=3.8m

C-55型隔板查表得每个的质量为0.53kg则

=0.53kg

计算：

输送带的每米质量为：

3.3隔板输送机各种阻力和所需功率计算

3.3.1传动滚筒圆周力计算

传动滚筒上所需圆周力为：

（3-3）

式中

---主要阻力

---提升阻力

其中：

（3-4）

（3-5）

=1300mm

计算：

所以

3.3.2所需功率

（3-6）

---电动机功率，取0.78-0.95.

现取0.90

计算：

3.4输送带张力计算

3.4.1输送带最小拉力

对于承载带：

（3-7）

计算：

4电动滚筒选择

两个输送机都是封闭式的，而且是在室内工作，要求结构紧凑和轻巧，可采用电动滚筒，电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内，这样既节省空间又保证工作安全。

4.1电动滚筒介绍

电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。

它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。

近年来，根据带式输送机的某些特殊场合需要，又出现了介于分离式驱动和电动滚筒驱动形式之间的减速装置在滚筒体内部、电动机在滚筒体外面的外装式电动滚筒。

与分离式驱动装置相比，电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长，运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装方便等诸多优点，并且适合在各种恶劣环境条件下工作。

包括潮湿、泥泞、粉尘多的工作环境。

4.2电动滚筒的基本分类

目前电动滚筒的分类有四种基本方法。

即依据电动机冷却方式，所采用减速器传动结构类型，电动滚筒基本工作环境特征和电机置于滚筒内外这几种方法来将电动滚筒分类。

（1）依据电机的冷却方式不同可将电动滚筒分为三类

①风冷式电动滚筒

这种电动滚筒的特点是电动机不用油液冷却，靠传导、辐射和风的对流，又可分为强制风冷和自然风冷两种。

②油冷式电动滚筒

这种电动滚筒也称为间接油冷式电动滚筒。

电动滚筒内有一定的冷却油液，由于滚筒体不停地旋转，筒体上刮油板将油液不停地浇到电动机和齿轮上，带走电动机和齿轮工作时产生的热量，把热量传递到滚筒体壁上，加速电机散热，并对齿轮产生润滑作用。

油冷式电动滚筒的关键是电动机内部不允许进入油液。

（2）按减速器传动结构划分电动滚筒类型

国内外生产的减速器类型不少，但目前用在电动滚筒上能批量生产的不外乎三种类型。

①定轴齿轮传动的电动滚筒

国内外电动滚筒最常用的减速器装置就是定轴齿轮传动，而齿轮传动中95%以上是定轴渐开线圆柱齿轮传动结构。

这种传动桔构简单、性能可靠、制造容易、安装维修方便，同时又具有效率高、噪音低的优点。

常用两级减速，少数为三级减速。

②行量齿轮传动的电动滚筒

这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点，但维修不方便，在国外的电动滚筒中常见这种结构型式。

③摆线针轮传动的电动滚筒

这种结构型式可谓“中国特色”，除日本外，其它国家很少使用这种传动结构，用摆线针轮这种传动结构的电动滚筒可实现很小的线速度和很大功率。

（3）按电动滚筒应用的环境来判分

电动滚筒应用环境常见的有普通、腐蚀和易燃易爆三种场合。

如果细分还有高温、湿热带及一些特殊使用场合，但这些场合使用的电动滚筒数量不多，一般只作为非标准型电动滚筒生产。

油浸式电动滚筒结构简图如图4-1所示。

4.3电动滚筒的功率计算

（1）输送机A

带轮带速：

功率计算：

（4-1）

由于油浸式电动滚筒允许油液进入电动机内部，直接与电动机转子和定子绕组接触，将它们工作时产生的热量靠滚筒体不断地旋转而传递到滚筒体内壁，散热效果较好，根据输送机A直径200mm，选择功率为0.75kw的油浸式电动滚筒，能够满足工作要求，如图4-2所示。

图4-2电动滚筒A

（2）输送机B

输送机B为水平输送瓶罐，两带轮直径相等，滚筒包角都为180度。

带轮带速：

电筒滚筒直径选择110mm，查表选择0.25kw的油浸式电动滚筒，如图4-3所示。

图4-3电动滚筒B

4.4电动滚筒的转矩计算

（4-2）

计算：

（1）输送机A

（2）输送机B

5输送机部件选用与设计

5.1机架

5.1.1机架的分类

在机器（或仪器）中支承或容纳零部件的零件称为机架。

如支承储油罐的塔架，固定发动机的机架，容纳传动齿轮的减速器壳体，机床的床身等统称为机架。

按制造方法，机架可分为铸造机架，焊接机架和螺栓联接或铆接机架。

按机架材料可分为金属机架，非金属机架。

非金属机架又可分为混凝土机架，请混凝土机架座平台，花岗岩机架，塑料机架或其他材料的机架。

铸造机架常用材料为铸铁，铸钢和铸铝。

小型设备（如仪表等）的机架则由铜制或塑料制造。

5.1.2机架的设计准则

（1）工况要求

任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。