MC20埋刮板输送机设计.docx

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MC20埋刮板输送机设计

摘要

刮板输送机是输送粉尘状、小颗粒及小块等散状物料的连续输送设备，可以水平、倾斜和垂直输送。

MC即指垂直型输送机，由于输送时，刮板链条全被埋在物料之中，故称为MC埋刮板输送机；又因为埋刮板机槽宽是200mm所以称为MC20型刮板输送机。

输送物料具有内擦力和侧压力等特性。

垂直输送时，主要依赖物料所具有的起拱特性。

封闭机槽内的物料在受到刮板链条在运动方向的推力，且受到下部不断的给料而阻止上物料下滑的阻力时，产生横向阻力时，产生横向侧压力，从而增加物料的内摩擦力，当物料之间的内摩擦力大于物料和侧壁间的外摩擦力及物料自重时，物料就随刮板链条在运动中有振动，有些物料的料拱会时而形成，因而使物料在输送过程中对于链条产生一种滞后现象，影响输送能力。

埋刮板输送机主要由封闭断面的壳体（机槽）、刮板链条、驱动装置及张紧装置等部件组成。

其设备结构简单、体积小、密封性能好、安装维修比较方便；能多点加料、多点卸料，工艺选型及布置较为灵活；在输送飞扬性、有毒、高温、易燃易爆的物料时，可改善工作条件，减少环境污染。

埋刮板输送机目前已被广泛应用于化工、建材、冶金、电力、粮食、轻工和交通领域。

MC型埋刮板输送机是采用倾斜度较大或垂直的布置一中刮板输送机，其倾角一般为30。

≤a≤90。

。

单台设备的输送高度不大于30m。

关键词：

输送料拱内摩擦力外摩擦力侧压力

Abstract

Scraperconveyoriscontinuousconveyingequipmentforconveyingpowderdust,smallparticlesandsmallpiecesofbulkmaterialssuchas,canlevel,tiltandverticaltransmission.MCreferstotheverticalconveyor,theconveyor,scraperchainsareburiedinthematerial,socalledMCscraperconveyor;andbecausetheburiedscraperslotwidthis200mmsocalledMC20typescraperconveyor.Hasthefrictionandsidepressureandcharacteristicsoftransportationofmaterials.Theverticaltransport,whichmainlyrelyonmaterialsofarchcharacteristics.Sealingmachinegroovematerialinbythescraperchaininthedirectionofmovementofthrust,andbycontinuousfeedingandlowerpreventmaterialsfromfallingresistance,thelateralresistance,thelateralpressure,therebyincreasingtheinternalfrictionofthematerial,whenthefrictionforceandfrictionbetweenthematerialweightmaterialthanthematerialandthesidebetweenthewalls,thematerialwiththescraperchaininthemotionofavibration,somematerialmaterialarchwillsometimesform,sothatthematerialintheconveyingprocessforchainproducesahysteresisphenomenon,affectingtransmissioncapacity.Buriedscraperconveyorismainlycomposedofacasingclosingsection（slotmachines）,thescraperchain,drivingdeviceandthetensioningdeviceandothercomponents.Thedevicehastheadvantagesofsimplestructure,smallvolume,goodsealingperformance,convenientinstallationrepair;canfeeding,multiplepointsdischarging,processselectionandlayoutofthemoreflexible;intransportflying,hightemperature,toxic,flammableandexplosivematerials,canimproveworkingconditions,reduceenvironmentalpollution.Buriedscraperconveyorhasbeenwidelyusedinchemicalindustry,buildingmaterials,metallurgy,power,food,lightindustryandtransport.MCtypeburiedscraperconveyorisusedforlargerinclinedorverticalascraperconveyor,thedipangleis30.≤a≤90..Conveyingequipmentheightnotmorethan30m.

Keywords:

feedingarchinternalfrictionfrictionlateralpressure

目录

1..前言………………………………………………………………………………………1

1.1.输送技术和输送设备的概况…………………………………………………………1

1.2.埋刮板输送机工作原理的特点………………………………………………………3

1.3.本课题的设计目的和主要设计内容…………………………………………………4

2.设计进度安排和主要任务…………………………………………………………………5

3.设计计算书…………………………………………………………………………………6

3.1.已知参数…………………………………………………………………………………6

3.2.总体方案制定……………………………………………………………………………6

3.2.1.功率计算和主要尺寸的确定………………………………………………………6

3.2.2.传动设计……………………………………………………………………………7

3.2.3.减速器选型……………………………………………………………………………9

3.2.4.联轴器的选择…………………………………………………………………………10

3.3.链传动设计………………………………………………………………………………11

3.4.轴的设计计算和校核……………………………………………………………………14

3.5.轴承选择与计算…………………………………………………………………………17

4.设备的安装和调试…………………………………………………………………………20

5.设备的维护和保养…………………………………………………………………………23

结束语…………………………………………………………………………………………24

致谢……………………………………………………………………………………………28

参考文献………………………………………………………………………………………29

1.前言

毕业设计作为对我们三年大学专业学习的一个总结，是对我们三年所学进行的一次大检验，也是对所学专业知识和动手能力的全面考核。

通过这次毕业设计，可以检验一个学生是不是符合了当代大学生的基本标准、能不能作为一名合格的大学生走向社会。

对于我们学生而言，在毕业设计的过程中一定会遇到这样或那样的错误，但是只要做到及早发现问题、解决问题，就可以令我们发现自己的不足。

我选择的是题目是埋刮板输送机的设计。

该课题属于中等偏难的题目，我的主要任务是对该设备做改进式的设计，丰富产品系列，对设备存在的不足之处进行改进、完善。

在开始设计之前我们进行了资料的搜集和整理工作，学习和了解输送的工作原理和结构特点；还进行了实地的调研工作，对所设计的题目有了理性和感性的双重认识，以确保设计更合理、更实用。

在设计的具体工作阶段，我完成了全部数据的理论计算，包括设备的总体设计、方案确定、传动设计等，进行了设计结果的圆整以及强度、使用寿命等内容的校核，绘制了设备所有的装配和大部分零件图。

这一过程是整个毕业设计的主体过程，也是关键过程，它不仅反应了我们的学习和理解能力，也是对我们动手能力和综合应用知识能力的检验。

我相信，在老师的悉心指导下，通过同学们之间的相互帮助和相互探讨，我们一定能圆满地完成此次毕业设计。

1.1输送技术与输送设备的概况

输送技术是完成对物品的输送和转移，好的输送技术和输送设备的合理选择会大大降低输送成本和提高输送效率，同时还会降低对周围环境的影响。

目前输送技术和输送设备在不同的领域有着不同的发展，在不同的领域有不同的侧重点。

较常用的有气力输送、自动分拣输送和埋刮板输送技术及其它相关设备。

1.1.1.气力输送

气力输送是指管道中高速流动的空气与物料混合后的输送过程：

气力输送的特点是：

输送速度高且输送量大，可提高工效；能灵活地配管便于把物料输送到目的地；配制也较方便，有利于建立自动流水线。

气力输送可分为：

混台输送法、流态化法、粉料供料法等。

粉料供料法可分为负压法和正压法两种。

负压法主要适用于从几个地方集中输送到一个地方，且几个地方间的距离较近而正压法适用于一处向数个需要点输送，输送量大．而且距离远。

正压法系统压力高于大气压．不会侵入空气和雨水。

1.1.2自动分拣输送

自动分拣输送是集光、机、电于一体的现代化技术。

过去它的应用领域主要集中在国家邮政行业。

近两年，烟草、图书、医药、快件、零售等行业的物流配送的急速发展，使适应各行业小批量、多品种、多客户端的各种高效拣选和自动输送分拣设备有了广阔的应用前景。

1.1.3埋刮板输送技术

近十几年来，我国埋刮板输送技术经历了从无到有，从低到高的发展过程，特别是最近几年，设计和生产水平有了进一逐步的提高，有许多经验值得总结、介绍和推广，但从总体上看，与工业发达的先进国家相比，仍有相当的差距，有些方面的技术我国还未涉及，还是空白。

例如港口用的埋刮板卸船机，大型多功能的埋刮板输送系统，各种专用机型，埋刮板输送的精确计量技术，各种新材料、新工艺的研制等。

另外，这一产品的推广和普及程度还远远不够。

因此在我国还有进一步火力推广和发展埋刮板输送技术的必要，预计在今后的几年内，会有如下发展：

完成通用系列设计。

开发的通用型产品，将会陆续设计和生产；还有平面环型埋刮板输送机，几年内可望出现第一台直接用于生产的产品，其系列规格在三、五年内也会相继开发完毕。

由于输送过程中对环境的污染已引起国内外输送机设计、制造和生产使用部门的广泛重视。

为了减少输送过程中的污染、提倡环保无害化输送物料，减少物料抛撒浪费，从而导致人们对封闭式输送技术开发研究，出现了多种管道机械式输送设备和许多新型设备

1.2.埋刮板输送机的工作原理和特点

埋刮板输送机是输送粉尘状、小颗粒及小块等散状物料的连续输送设备，可以水平、倾斜和垂直输送。

输送时，刮板链条全被埋在物料之中，故称为埋刮板输送机。

散料具有内摩擦力和侧压力等特性。

水平输送时，物料受到刮板链条在运动方向的推力，当料层间的内摩擦力大于物料与槽壁间的外摩擦力时，物料就随着刮板链条向前运动。

在料层高度与机槽宽度之比值满足一定的条件时，物料是稳定的。

垂直输送时，主要依赖物料所具有的起拱特性。

封闭机槽内的物料在受到刮板链条在运动方向的推力，且受到下部不断给料而阻止上部物料下滑的阻力时，产生横向侧压力，从而增加物料的内摩擦力当物料之间的内摩擦力大于物料和侧壁间的外摩擦力及物料自重时，物料就随刮板链条在运动中有振动，有些物料的料拱会时而形成，因而使物料在输送过程中对于链条产生一种滞后现象，影响输送能力。

埋刮板输送机主要由封闭断面的壳体（机槽）、刮板链条、驱动装置及张紧装置等部件组成。

设备结构简单、体积小、密封性能好、安装维修比较方便；能多加点料、多点卸料，工艺选型及布置较为灵活；在输送飞扬性、有毒、高温、易燃易爆的物料时，可改善工作条件，减少环境污染。

埋刮板输送机已被广泛应用于化工、建材、冶金、电力、粮食、轻工和交通。

MC型埋刮板输送机是采用倾斜度较大或垂直的布置一中刮板输送机，其倾角一般为30。

≤a≤90。

。

单台设备的输送高度不大于30m。

MC型埋刮板输送机大体结构参见下图。

1.3.本课题的设计目的和主要设计内容

本课题拟通过设计一个型号的MC型埋刮板输送机，学习如何综合应用本专业的知识进行资料的查阅、方案的拟定和设备的具体设计，熟悉机械图样的绘制方法，熟练掌握计算机绘图的技能。

通过此次设计我们在学习和实践能力都可以上一个新的台阶，提高分析问题、解决问题的能力，培养认真、踏实、严谨的工作作风。

主要的设计内容如下：

设计一个埋刮板输送机，设计产量MC20（实现对物料的输送），完成整体结构、传动装置、机头部装等零部件的设计、绘图，所有的图纸均采用计算机绘图。

2.设计进度安排及要完成任务

本设计总的时间约14周，主要进度安排见表2-1。

表2-1进度安排

时间

工作内容

第4～5周

调研、查资料、完成毕业实习报告（调研报告）

第6～8周

总体方案确定、系统总体设计

第9～14周

详细设计

第15～16周

编制设计说明书，准备答辩

毕业设计期间所要完成的主要任务：

（1）总装图的设计与绘制。

（2）根据总装图完成埋刮板输送机机头及其附属零件（如链轮、轴、视镜、壳体等）尺寸设计并完成机头部装图的图纸绘制。

（3）完成设计说明书，并检验其中的错误改进不足。

3.设计计算书

3.1.已知参数

主要已知参数见表3-1。

表3-1已知参数表

规格型号

MC20

配备功率kW

3kw

理论输送量

6.35T/h

物料容量

0.42T/m

刮板链速度

0.17m/s

效率

0.7

3.2.总体方案的确定

3.2.1主要尺寸的确定

设计计算及说明

计算结果

产量计算公式：

Q=3600B*h*V*r*n

及其已知参数：

Q是设计产量:

6.35T/h

h是刮板机槽高

B是刮板机槽宽

r是物料容量：

0.42T/m3

V刮板链速度：

0.17m/s

n效率：

0.7

所以B*h=20/（3600×0.42×0.4×0.7）=0.047

取B＝200mm

式中B=0.20m,由上边公式知:

h=0.047/0.25m=0.188m

圆整h=0.2m

理论输送量：

Q=3600B×h×V×r×n

=3600×0.25×0.2×0.4×0.42

=30.24kg/h>20kg/h

总体尺寸

L0——机头轮与机尾轮中心距，m

水平输送距离为55m,考虑两个链轮的直径取L0=50m

H0——机头轮与机尾轮中心高，m

垂直输送距离为35m,考虑两个链轮的直径取H0=35m

L1——进料口中心与机尾轮中心距离，m

因为采用加料后间接提取物料，故应至少加上机尾轮的半径，

所以取L1=11.2m

h——垂直承载段机槽高度，m

B——垂直承载段机槽宽度，m

至此基本尺寸已确定完毕

B=0.20m

h=0.15m

Q＝30.24（Kg/h）

L0=51.87m

Ll=11.9m

H0=38.83m

3.2.2传动设计

设计计算及说明

计算结果

功率计算：

（一）理论张力计算

T1=G（3.5L1+H0）+Gr[（3.7L0+33L1）（f+f1nh／B）+k]②

T2=GH0⑧

式中：

T1——刮板链绕入头轮时的张力，即刮板链的最

大张力，kgf

T2——刮板链绕出头轮时的张力，kgf

G一刮板链每米重量，kg

Ll——机头轮与机尾轮中心距，m

H0——机头轮与机尾轮中心高，m

h——垂直承载段机槽高度，m

B——垂直承载段机槽宽度，m

k——加料1：

3中心至尾轮中心距离，因采用加料

后直接提材料，材料不绕过机尾轮，故Lo=0

Gr——物料每米重量，kg/m

Gr=Q／3600v④

式中：

Q计算输送量，kg/h

V——刮板链速，m／s

Gr=30.24×1000／（3600×0.4）=21（kg/m）

f——物料的内摩擦系数

f1——物料的外摩擦系数

f=tanψ．f1=tanψ1⑨

式中f一物料内摩擦角ψ，45。

f1—物料外摩擦角ψ1，31。

。

f=tan45。

=l

f1=tan31。

=0.6

n一物料对机槽两侧的侧压系数

n=x／（1+sinψ）=1．5/（1+sin45。

）=0.879⑥

式中：

x——动力系数，当V>0.32m／s，x=1.5

k一物料对机槽四壁的侧压系数，k=3

计算得：

Tl=166982.65（kgf）

T2=51.87×17．4=902.5（kgf）

刮板链的张力计算必须满足：

fT1≤[F]⑦

式中：

[F]——刮板链的许用载荷，kgf；

f一刮板链的使用系数

f=fvflfu=1.2×1.0×1.15=1.38⑧

式中：

fv——速度系数，当0．32

fl—长度系数，输送机总长度≤55m时,fl=1.0

fu——物料系数，fu=1.15

f=1．2×1．0×1．15=1．38

fT1=1．38×166982.65=230436.057（kgf）

F2>F>tT1，sGw一26型刮板链承载能力符合要求。

（二）电动机功率计算

N=k*（T1一T2）V／102ηm⑨

式中：

k2——备用系数，k=1．1—1．3取k=1．2

ηm——传动效率

ηm=η1η2=0.95×0.85=0.8075

式中：

η1——减速机传动效率=0.95

η2——摩擦式联轴器的传动效率=0.85

计算得：

N=5.8（kw）

电动机选择：

根据公式计算的电动机功率，必须满足N≤N电

选用电动机：

型号为Y200L一8，功率为15kW，电压等级

380V，台数2台。

3kW×2>5.8kW满足N电机大于N的设

计选用要求。

电机功率3kw

n=0.879

Tl=166982.65（kgf）

T2=902.5（kgf）

f=1.38

N=5.8kw

N=3kw

3.2.3.减速机选型

选择摆线针轮减速机，此减速机的特点是体积小，工作性能稳定，对外界的条件的要求不高，可以正、反两向运转。

同时选择直联式，可以提高对中度，减小安装空间。

设计计算及说明

计算结果

功率选择

P＝载荷功率×工况系数∕摆线减速器效率

＝1.2×1.35∕0.90＝1.8Kw

效率η＝0.9

工况系数K＝1.35

试选择XWD3-5-59

输入功率N＝3Kw

传动比i＝59

减速机输出转矩M＝975×9.8×N×i×η×K/n

＝9555×N×i×η×K/n

＝9555×3×59×0.9×1.35/1500

＝1370N.m

许用扭矩[m]＝2000n*m

M＝1370N.m<[m]＝2000n*m

P＝1.8Kw

M＝1370N.m

满足使用要求

3.2.4联轴器选择

根据工作情况可选择弹性柱销联轴器：

特点是结构简单，制造容易，拆装容易，不需要润滑，并有较好的耐磨性。

由于柱销与柱销孔间为间隙配合，且柱销富有弹性因而获得补偿两轴相对位移和缓冲的性能。

设计计算及说明

计算结果

Tc＝K·9550·Pw/n≤[Tn]（N.m）

工况系数，取K＝1.5

驱动功率,Pw＝3×0.9＝2.7Kw

工作转速n＝1500/59＝25.43r/min

扭矩Tc＝1.5×9550×2.7/25.43

＝1520N

选择HL5型

Pw＝2.7Kw

Tc＝1520N，HL5型联轴器

3.3.链传动设计计算

1.链传动设计计算

计算项目

计算内容

计算结果

1.确定链轮齿数Z1、Z2

因其传动比i=1.8，查[2]表11-6选取Z1=30则Z2=i*1.8=54

Z1=30

Z2=54

2.实际传动比

i’=Z2/Z1=54/30=1.8

i=1.8

3.链轮转速

n1=36r/min

n2=20r/min

n1=36r/min

n2=20r/min

4.设计功率Pd=3kw

由表11-7取KA=1;由表[2]11-8取Kz=0.6

由式（11-4）

PA=KA*Kz*P=1.8kw

PA=1.8kw

5.选用链条

由Pd=1.8kw和n1=36r/min查[2]图11-10，选得链号为24A,节距P=38.10mm,单排链

24A链条

Pd=1.8kw

P=38.10mm

6.验算链速v

由式（11-1）

V=Z1*n1*p/（60*1000）

=30*20r/min*1.8kw/（60*1000）m/s

=0.018m/s<15m/s,在限定范围内

V=0.018m/s

7.初选中心距a0

因结构上无限定，初选a0=35p

8确定链节数Lp

由式（11-5），初算链节数

Lp0=2a0/p+（z1+z2）/2+（z1+z2/2）

Lp0=113.6

对Lp0圆整并取偶数，则Lp=114

Lp=114

9理论中心距a

因（lp-z1）/（z2-z1）=（114-30）/（54-30）

=84/24=3.556

用插值法求得ka=0.24868,则由式（11-7）

，得

a=[2lp-（z1+z2）]kap

=[114×2-30-54]×0.24868×31.75mm

=1009.9mm

a=1137.9mm

10.实际中心距

a’=a-△a,△a=（0.004-0.002）a,

△a=0.004a,则

a’=a-△a=1009.9-0.004×1009.9mm

=1000mm

a’=1000mm

11.作用在圆周上的力FQ