刮板输送机毕业设计计算说明书重点.docx
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刮板输送机毕业设计计算说明书重点
2007届毕业生
毕业设计说明书
题目:
院系名称：
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
教师职称：
2007年05月20日
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
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
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
规格型号配备功率kW理论输送量物料容量刮板链速度效率
MC203kw6.35T/h0.42T/m0.17m/s0.7
3.2.总体方案的确定
3.2.1主要尺寸的确定
3.2.2传动设计
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。
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。
3.3.链传动设计计算1.链传动设计计算
2.链轮设计
3.4.轴的设计与校核
3.4.1主轴直径的初步估算
轴是组成机械的一个重要零件。
它支撑着其他转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。
所有轴上部件都围绕轴心线作回转运动，形成了一个以轴为基准的组合体---轴系部件。
输送机主轴主要受弯矩和转矩。
所以按弯转合成力矩初步估算轴径。
初步估算轴径：
选择轴的材料为45钢、经调质处理。
由机械设计手册第四卷表38.1-1查得材料力学性能数据为
E=2.15x10e5Mpa
根据表38.3-1公式初步算轴径，由于材料为45钢，由表38.3-2
注：
当弯矩相对较小或只受转矩时，[τ]取较大值，A取较小值；反之[τ]取较小值，A取较大值。
由于结构设计需采用实心轴结构，所以按照实心轴的许用切应力的计算公式：
d≥（5T/[τ]⅓×（1/（1-γ4⅓
或：
d≥A×（P/n⅓×（1/（1-γ4⅓其中：
d——轴的直径（mm）
T—---轴传递的额定转转矩（N.mm）P——轴传递的额定功率（kw）n——轴的转速（r/min）n=20r/min
[τ]——轴材料的许用切应力（MPa），见表38.3-2取[τ]=20A——按[τ]而定的系数，见表38.3-2取A=115
γ——空心圆轴的内直径d0与外直径d之比。
由实心轴的计算公式可得
dmin=APn
=115320
=61.103mm
故初取轴径为:
d=80mm由机械零件设计手册第13章
按上式计算的轴径，未考虑键槽对轴强度的影响，若开一个键槽则轴径增大3%~7%，经计算得：
d=82.4～85.6mm故主轴直径取d=90mm。
如图所示，根据轴的受力
3．4．2轴的结构设计
以及工作要求，轴设计为实心，两端设计为轴头联结。
根据轴所需结构，绘制轴的草图如下：
受力简图
3．4．3轴上受力分析轴传递的转矩T1
T1=3x9.55x1000000/20（N·m）=1432500N·m
1.求作用在链轮上的圆周力：
Ft1=2T/d1=2×1432500/218=13242.20183N
Ft2=2T/d2=2×1432500/432=6631.94444NF1=（Ft1*L+Ft2*L1/L2
=（13242.202N×476mm+6631.94444N×170mm/370N=20082.762N
F2=6631.944N×170/370=3047.1096N作受力图如下：
垂直面受力示意图
2.计算所受的弯矩
M1=Ft1=13242.20183N×106mm=1403673.394N•mm
M2=Ft2=6631.94444N×170/370×170mm=518008.6333N•mm作弯矩图如下：
合成弯矩图
3.轴的强度校核：
A处为危险截面，所以只校核此处的强度即可。
本次校核采用第三理论强度进行校核
截面A出的当量弯矩Me=M1+aT2=1403673N·mma=[σσ
-1
2
]b/[σ0]b=59/98=0.6
M0.1d
3
ε
=M/W==27.4155N/mm
2
<[σ
-1
]b=270Mpa
强度足够，满足使用要求。
3.5.轴承的选择与计算：
3.5.1轴承的选择选择轴承的原则：
（1）转速较高、载荷较小且旋转精度要求高时选球轴承；转速较低，载荷较大时选滚子轴承；
（2）轴承同时受轴向与径向联合载荷时选接触球轴承或圆锥滚子轴承；径向载荷过大，径向载荷过小时选深沟球轴承；
（3）各类轴承使用时，内外圆间的倾斜角应控制在允许的偏差值范围之内，要不然会增大轴承的附加载荷，，从而降低使用寿命；
（4）为便于安装拆卸与调整间隙要选用内外圈可分离轴承，具有内锥孔的轴承或带紧定套的轴承；
（5）选用轴承要讲究经济性。
结合上述受力分析可得：
轴承所受径向力较大，轴向力较小可以忽略不计。
根据对各种系列轴承的分析，又考虑到刮板输送机冲击载荷很小，可以减小轴承的直径，本设计中（部装图）选取6316型（GB/T276-94深沟球轴承两个。
其轴向力传递到轴承上在传递到箱体上：
3.5.2轴承的组合结构设计:
为了保证轴承的正常工作，在正确选择轴承类型和型号的同时，还需要合理设计轴承的组合，主要考虑以下几个方面：
1）轴系的固定的结构类型设计：
目前，轴承轴系的固定结构典型的有三类：
（1）两端单向固定；
（2）一端双向固定，一端游动；
（3）两端游动。
本设计在对这几种结构进行分析，并根据刮板链轮运动的实际情况，设计过程中采用的是一端固定一端游动的结构类型。
2）轴承的配合：
轴承的周向固定和径向间隙的大小是通过轴承和轴及轴承座的配合达到的。
径向间隙不仅关系到轴承的运转精度，同时还会影响它的使用寿命。
轴承是标准件，与相关零件配合时其内孔与外径分别是基准孔和基准轴，在配合时不需要标注。
轴承内孔与外径都具有公差带较小的负偏差，与圆柱体的基准孔和基准轴都不尽相同。
本设计中的轴承的回转套圈受旋转载荷，应选用较紧的配合。
综合考虑：
为了与设计中采用的较高公差等级的轴承配合的轴与孔，对加工精度、表面粗糙度及形位公差都要有相应的较高的要求，在设计中轴承做孔公差带选用：
k7；轴外径公差带选用：
H8。
3）轴承的润滑与密封：
（1）轴承的润滑主要是为了降低摩擦阻力和减轻磨损，也有吸振、冷却、防锈和密封的作用。
根据《机械工程手册》提供的滚动轴承润滑方式的选择标准，在综合考虑实际情况，在设计中采用油润滑，油润滑的优点是润滑的冷却都较好；
（2）轴承的密封是为了阻止润滑剂从轴承中流失，也防止外尘、水分进入轴承。
本设计中由于刮板输送机在工作过程中对环境要求一般，对各部分的密封装置都没有有很高的要求，故此综合考虑在设计中采用的是毡圈密封。
3.5.3.轴承的计算
由于所受轴向力Fa较小而径向力F1过大，故轴向力忽略不计。
1.确定Cr、C0r
查手册6316型轴承的基本额定动载荷Cr=122kN,基本额定静负荷C0r=86.5kN
2.计算Fa/C0r值，并确定e的值
e=0
3.计算当量动负荷P
由[2]中式（15-7）得P=XF1+YFa
Fa/F1=0=e
有表[2]15-10查得X=1,Y=0,于是
P=1×20082.762N=20082.7N
4.计算轴承寿命
有[2]式（15-5）得Lh=16667/60n（ftCfpPε
由[2]表（15-8）fp=1.0～1.2，取fp=1.2；有表15-9查得ft=1（常温）；
6314型轴承为深沟球轴承，寿命指数ε=3。
则
Lh=166671000122000⎛⎫⎪=2109.449h
⎝1.2⨯20082.762⎭3
寿命满足使用要求
5.静强度校核
计算当量静载荷
P0r=20082.7N
取安全系数S0=1.2
计算工作额定静载荷
S0P0r=1.2×20082.7=24099.4N<86500N
静强度满足使用要求
综合所选轴承能满足使用要求
4.设备的安装和调试
4.1设备的安装和调试
（1）安装工作必须有钳工、起重工、电工、电焊工等专业工人参加。
（2）安装时首先用水平仪找平基础和安装支架的水平度，然后使之固定。
4.1.1埋刮板输送机的安装：
a.按制造厂出厂时各段机壳的连接标记顺序组装，各段机槽法兰内口的连接应平整、密合，如有错位，只允许比刮板链条运行前方的法兰口稍低，其值不得大于1mm,不允许接口法兰和导轨处有上下、左右的错移，以保证刮板链条运行时不致产生卡碰现象。
b.机体组装后测定其机槽两侧对称中心面的对称度。
根据输送机长短，机槽两侧对对称中心面的对称度偏差值不应超过[3]表5-1-26的范围。
c.调整后头部必须牢固地焊于安装支架上。
尾部、中间机壳和其他节段应适当固定，以防止输送机在运行时产生摇动位移。
d.头轮、尾轮及导轮、托轮必须对中。
轮轴应保持平行，以避免刮板链条在运行时跑偏。
e.安装刮板链条时应再次检查刮板链条是否转动灵活。
只有转动灵活的刮板链条方可进行安装。
装入刮板链条前应先将所有观察盖、头部和尾部的端盖板、弯曲段的下盖板打开（必要时可将水平段、回转段的上盖板也打开），尾轮调到拉紧行程的起端，
判明刮板链条的运行方向（运行方向见施工图或装箱说明转段的上盖板也打开），尾轮调到拉紧行程的起端，判明刮板链条的运行方向（运行方向见施工图或装箱说明书的箭头所示。
这对模锻链双板链尤为重要，切勿装反），准备好刮板链条需要的数量，并应配有少量备件。
在组装刮板链条时，应根据输送机的机型、长度和安装现场的具体条件，确定安装办法和相应的措施。
在一般情况下，采用分段组装的办法，即将10节左右的刮板链条串接为一组，逐组在输送机里安装。
当刮板链条绕过头轮后可用人工盘车带动。
MC型埋刮板输送机的刮板链条，自上而下吊装较为方便。
f.驱动装置架必须牢固的安装在基础或平台支架上。
电动机、减速器的出轴应和输送机头部出轴平行，大、小链轮应对中，定位后用螺栓与驱动装置架禁固。
4.1.2.试车运转
1.空载运转
完成输送机各部分安装工作后，即可进行空载运转试验。
开车前应做如下工作：
（1）所有轴承、传动部件和减速器内应有足够的润滑油；
（2）检查和清除输送机机槽内部遗留的工具、铁件或其他杂物；
（3）全面检查输送机各部分是否完好无损，刮板链条松紧度是否合适。
当上述各项准备工作做好后，先手动盘车，观察刮板链条是否与壳体卡碰和跑偏，当无缺陷后，可接通电源，点动开车。
如运转正常，即可进行空载运转。
空载运转时，在头部、尾部和中间各主要部位，应设有专人观察刮板链条和驱动部分的运转情况。
如发现问题应及时停车。
当空载运转2h并对运转情况认为满意后，可进行负载运转试验。
负载运转正常后，即可加料进行负载试验。
先空载起动，待运转正常时，逐渐加料，力求加料均匀，不得骤然大量加料，以防堵塞或过载。
加料口应设有篦子格网，以防大块物料或铁块混入机槽中。
试运转时应做好原始记录，其中包括空载和负载运转时的电压、电流、功率、刮板链条运行速度等，并核对和设计要求是否吻合。
4.2操作和维护
（1）每次起动后，应先空载运转一定时间，待设备运转正常后方可加料，应保持加料均匀，不得大量突增或过载运行。
（2）如无特殊情况，不得负载停车。
一般应在停止加料后，待机糟内物料基本卸空时再停车。
如满载运输时发生紧急停车后的起动，必须先点动几次或适量排除机槽内的物料，这对MC型和MZ型尤为重要，排料可打开弯曲段的下观察盖板进行。
（3）若有数台输送机组合成一条流水线，起动时应先开动最后一台，而且诸台往前开动，停车顺序应与起动顺序相反。
这也可采取电器联锁控制。
（4）操作人员应经常检查机器各部，特别是刮板链条和驱动装置应保持完好无损状态。
一旦发现有残缺损伤的机件（如刮板严重变形或脱落、链条的开口销脱落、弯曲段中间导轨严重磨损等），应及时修复或更换。
5.设备的维护和保养
5.1.概述
埋刮板输送机是靠楔板链条治料槽运行输送物料的。
刮板断裂、链条拉断、料槽磨损都是常见的故障。
正确的保养和维修不仅能保证设备的安全运行，而且
是提高工作效率、经济效益和延长使用寿命的重要手段。
保养——埋刮板输送机在每次使用完毕，应对设备进行清扫和检查。
如有剩余物料压结在槽内，应当清除干净，零部件有局部、微小的事故隐患，应及时排除。
链条过松，应进行调整；刮板链条出现裂坟或严重磨损，应予以更换；润滑点应及时加油。
维修——除应对巳损坏的零部件及时修理或更换外，还要对关键部件、易磨损零件定期进行检查，并按安全使用要求进行修理，使设备继续保持最佳的工作状态。
此外，还要建立一套保养与维修规程，事故修理记录和司机岗位责任等制度。
下面结合我国埋甜板输送机的实际使用情况，介绍一些关键零部件的维修方法。
5.2.刮板链条的修理和更换
单个链节转动不灵活时，可拆下链节，取出销轴，用砂纸打磨，直至装入后转动灵活为止，但不要修整链杆的销轴孔，也不要涂抹润滑油如有某个刮板弯曲变形，应取下链节，采用局部加热变形的方法予以校正，切不可冷敲，避免刮板损坏或脱落。
若变形严重，应更换该链节。
如有数个链节转动不灵活，可在拆卸后重新选配组装。
连接链杆销轴的开口销必须选用长度适中的、直径略小于链孔的规格，弯曲定位后开口销不可超过链杆的宽度。
大修中更换刮板链条时切勿留用旧的链条，因为即使其表面上仍完好，但实际上销轴及链杆孔却有较大的磨损
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