356 DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)

356 DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì),dt,皮帶機(jī),設(shè)計(jì) - 1 -湖南工學(xué)院設(shè)計(jì)說明書DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)? 姓 名: 唐 龍? 班 級: J025? 系 部: 機(jī)械工程系? 指導(dǎo)老師: 劉 吉 兆2005年 5月- 2 -目 錄一.設(shè)計(jì)任務(wù)二.設(shè)計(jì)計(jì)算1、驅(qū)動(dòng)單元計(jì)算原則……………………………………………52、滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………143、托輥的計(jì)算……………………………………………………204、拉緊裝置的計(jì)算………………………………………………295、中間架的計(jì)算…………………………………………………336、機(jī)架的結(jié)構(gòu)計(jì)算………………………………………………357、頭部漏斗的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………378、導(dǎo)料槽的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………409、犁式卸料器的計(jì)算………………………………………………………43三:設(shè)計(jì)資料查詢……………………………………………………………47四:設(shè)計(jì)體會(huì)…………………………………………………………………48- 3 -一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、原始數(shù)據(jù)及工作條件： 1.1 輸送物料:無煙煤1.2 額定能力:額定輸送能力:Q=1500t/h;1.3 輸送機(jī)主要參數(shù):帶寬:B=1400mm;帶速:V=2.5m/s;水平機(jī)長:L=92m;導(dǎo)料槽長:L=10m提升高度:H=22.155m;傾角:δ=13.6°；容重：ρ=0.985t/m31.4 工作環(huán)境：室內(nèi)布置，每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不少于 5次。- 4 -2 設(shè)計(jì)要求2.1. 設(shè)計(jì)要求2.1.1 保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的皮帶機(jī)的同時(shí)，力求成本低，皮帶機(jī)的壽命長。2.1.2 設(shè)計(jì)的皮帶機(jī)必須保證操作安全、方便。2.1.3 皮帶機(jī)零件必須具有良好的工藝性，即：制造裝配容易。便于管理。2.1.4 保證搬運(yùn)、安裝、緊固到皮帶機(jī)上，并且方便可靠。2.1.5 保證皮帶機(jī)強(qiáng)度的前提下，應(yīng)注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。2.2 設(shè)計(jì)圖紙總裝圖一張，局部裝配圖三張，驅(qū)動(dòng)裝置圖一張及部分零件圖（其中至少有一張以上零號(hào)的計(jì)算機(jī)繪圖） 。2.3： 設(shè)計(jì)說明書（要求不少于一萬字，二十頁以上）2.3.1 資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。2.3.2 計(jì)算過程詳細(xì)，完全。2.3.3 公式的字母應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。2.3.4 內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。2.3.5 說明書要求用計(jì)算機(jī)打印出來。- 5 -二.設(shè)計(jì)計(jì)算書1驅(qū)動(dòng)單元計(jì)算原則1.1整機(jī)最大驅(qū)動(dòng)功率(kw)式中：N——電機(jī)功率 （kw）Smax——膠帶最大帶強(qiáng) （N）μ——傳動(dòng)滾筒與膠帶之間的摩擦系數(shù)α——傳動(dòng)滾筒的圍包角V——帶速 （m/s）η 總 ——傳動(dòng)單元總效率 η=0.9一、 式中各參數(shù)的選取1、 膠帶最大張力對于編織芯帶：S max=ST.B.Z/n (N)對于鋼繩芯帶：S max=ST.B/n （N）式中：ST——輸送帶破斷強(qiáng)度 N/mm.層B——輸送帶寬 (mm)n——輸送帶接頭的安全系數(shù)a) 輸送帶的扯斷強(qiáng)度、輸送帶的寬度及輸送帶芯層層數(shù)芯層材料 膠帶型號(hào) 膠帶扯斷強(qiáng)度 N/mm·層 每層厚度 mm 適用帶寬 適用層數(shù)10)(max???總???V?- 6 -芯層材料 膠帶型號(hào) 膠帶扯斷強(qiáng)度 N/mm·層 每層厚度 mm 適用帶寬 適用層數(shù)棉帆布 CC-56 56 1.5 500～1400 3～6NN-150 150 1.1 650～1600 3～6NN-200 200 1.2 650～1800 3～6尼布NN-250 250 1.3 650～2200 3～6尼布 NN-300 300 1.4 650～2200 3～6聚酯 EP-200 200 1.3 650～2200 3～6b) 膠帶帶寬與許用層數(shù)的匹配500 650 800 1000 1200 1400CC-56 3～4 4～5 4～6 5～8 5～8 6～8NN-150 3～4 3～5 4～6 5～6 5～6NN-200 3～4 3～5 3～6 4～6 4～6EP-200NN-250 3 3～4 3～6 4～6 4～6EP-300NN-300 3 3～4 3～6 4～6 4～6c) 鋼繩芯輸送帶帶寬與帶強(qiáng)的匹配膠帶型號(hào)許用層數(shù)帶寬- 7 -630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150800 √ √ √ √ √ √ √ √1000 √ √ √ √ √ √ √ √1200 √ √ √ √ √ √ √ √1400 √ √ √ √ √ √ √ √d) 輸送帶安全系數(shù)棉帆布帶：n=8～9尼 龍 帶：n=10～12鋼繩芯帶：n=7～95、帶速與帶寬的匹配0.8 1.0 1.25 1.6 2.0 2.5 3.15 4 5 6.5500 √ √ √ √ √ √650 √ √ √ √ √ √800 √ √ √ √ √ √ √1000 √ √ √ √ √ √ √ √1200 √ √ √ √ √ √ √ √1400 √ √ √ √ √ √ √ √二、 減速器根據(jù)帶式輸送機(jī)連續(xù)工況、沖擊載荷類型、尖峰負(fù)荷情況以及制造質(zhì)量等按 DBY、DCY 選用手冊予選減速器，然后進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度、熱功率及臨界轉(zhuǎn)速校核。帶寬 mm帶強(qiáng) N/mm帶寬 B帶速 V- 8 -機(jī)械強(qiáng)度、熱功率校核可參考《圓錐圓柱齒輪減速器選用圖冊》（ZBJ19026-90）中的校核方法。臨界轉(zhuǎn)速校核按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 （中） （化學(xué)工業(yè)出版社）P785，軸的臨界轉(zhuǎn)速校核：n＜0.75n C1式中：n——減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 r/minnC1——允許轉(zhuǎn)速 r/minnC1的計(jì)算參考表 8-377中的有關(guān)計(jì)算。三、原始數(shù)據(jù)及工作條件： 1.1 輸送物料:無煙煤1.2 額定能力:額定輸送能力:Q=1500t/h;1.3 輸送機(jī)主要參數(shù):帶寬:B=1400mm;帶速:V=2.5m/s;水平機(jī)長:L=92m;導(dǎo)料槽長:L=10m提升高度:H=22.155m;傾角:δ=13.6 °；容重：ρ=0.985t/m31.4 工作環(huán)境：室內(nèi)布置，每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不少于 5 次。2、園周力和運(yùn)行功率計(jì)算2.1 各種參數(shù)的確定：2.1.1 由 GB/T17119-97 取系數(shù) C=1.8362.1.2 模擬摩擦系數(shù) f=0.0252.1.3 承載分支每米托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量 qRO承載輥?zhàn)有D(zhuǎn)部分質(zhì)量 q’R0=8.21kg 承載分支托輥間距 a0=1.2m承載輥?zhàn)虞亸綖?φ133,軸承為 4G305mkganqRO/52.0.183'0???- 9 -2.1.4 回程分支每米托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量 qRU回程輥?zhàn)有D(zhuǎn)部分質(zhì)量 q’RU=21.83kg q’RU=11.64kg 回程分支托輥間距 aU=3.0m 回程輥?zhàn)虞S徑為 φ133, 軸承為 4G3052.1.5 每米輸送物料的質(zhì)量 qG2.1.6 每米輸送帶質(zhì)量 qB選輸送帶 EP200，上膠 4.5mm, 下膠 1.5mm,5 層 qB=18.76kg/m2.2 各種阻力的計(jì)算2.2.1 主要特種阻力 FS1a) 承載分支托輥前傾阻力：F ε1 =Crμ OLe1(qB+qG)gCosδSin ε=0.45×0.4×92×(18.76+166.667)×9.81×Sin2°=1052N式中：C r=0.45 μ O=0.4 Le1=92m ε=2 °b) 回程段分支托輥前傾阻力：F ε2 =μ OLe2qBgCosλ CosδSinε=0.4×30.7×18.76×9.81×Cos10°×Sin2°=78N式中：λ=10° Le2= =30.7m931?Fε =承載分支托輥前傾阻力+回程段分支托輥前傾阻力=1052+78=1130Nc) 輸送物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦阻力 FglFgl= NbvglI 5.3877.05210.9843.062321 ?????由上得：F S1=Fε + Fgl=1130+3387.5=4517.5N2.2.2 附加特種阻力：F S2a) 輸送帶清掃器的摩擦阻力 Fr(按單個(gè)清掃器計(jì)算)合金刀片清掃器阻力：mkganqUR /2156.794.283.1' ????kVQqG/.165.2306.max?- 10 -Fr 合 =Aρμ 3=0.014×7×104×0.6=588N式中：A=1.4×0.01=0.014m2 ρ=7×104N/m2 μ 3=0.6b) 空段清掃器的摩擦阻力 Fr 空 (按單個(gè)清掃器計(jì)算 )Fr 空 =mgμ 3=30.9×9.81×0.6=182N式中：m=30.9kg （單個(gè)空段清掃器自重）本機(jī)組共 2 組合金清掃器，2 組空段清掃器，故：得：F S2=2Fr 合 +2Fr 空 =2×588+2×182=1540N(兩個(gè)合金清掃器和兩個(gè)空段清掃器)2.3 園周力 FUFU=CfLg[qR0+qRU+(2qB+qG)]+qGHg+FS1+FS2=1.836×0.025×92×9.81×[20.525+7.2156+(2×18.76+166.667)]+166.667×22.155×9.81+4517.5+1540=51889N式中：H=22.155m2.4 輸送機(jī)所需的運(yùn)行功率2.4.1 傳動(dòng)滾筒運(yùn)行功率：P A由 GB/T17119-97 得：PA=FUV=51889×2.5=129.7kw2.4.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需功率：P M由 GB/T17119-97 得：取電機(jī)功率 P=220kw ,電壓 6000v ,型號(hào) Y355-37-43、輸送帶張力采用逐點(diǎn)張力計(jì)算法3.1 根據(jù)逐點(diǎn)張力法，建立張力關(guān)系式如下：（計(jì)算簡圖附后）S3=S2+2Fr 合 +FL1 S4=S3+FH3-4+ Fr 空 S5=S4+FL2 S6=S5+ FL3 S7=S6+ FL4 S8=S7+ FH7-8+ Fr 空S9=S8+ FL5 S10=S9+ FL6 S1=S10+ FbA+ Ff+Fgl+FC + Fε1kwAM6.2038.71935.1????- 11 -3.2 各段阻力的計(jì)算3.2.1 輸送帶繞過各滾筒的附加阻力a) 輸送帶繞過滾筒的纏繞阻力 FL式中：F—— 滾筒上輸送帶趨入點(diǎn)張力d——膠帶厚度 d=12.5mm=0.0125mD——滾筒直徑 B=1.4m（通過對各滾筒計(jì)算將值列表）滾筒編號(hào) 滾筒直徑D(mm)輸送帶繞過滾筒的纏繞阻力 FL（N） 備注B2 φ500 44.1+0.00225S2 FL1B3 φ500 44.1+0.002256S4 FL2B4 φ800 27.56+0.00140625S5 FL3B5 φ500 44.1+0.002256S6 FL4B6 φ500 44.1+0.002256S8 FL5B7 φ800 27.56+0.00140625S9 FL6b) 滾筒軸承阻力：3.2.2 物料加速段阻力 FbAFbA=IVρ(V-V 0)=416.667×(2.5-0)=1042N式中：V 0=0m/s V=2.5m/s3.2.3 加速段物料與導(dǎo)料欄板間的摩擦阻力 FfFf= NbvglI 7197.0)25.(53.89143.06)2( 232210 ????????式中：l b= 0m/s V=2.5m/smg31.608.9510????3.2.4 輸送物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦阻力 FglFgl=.,,5.0故 可 以 忽 略因 此 力 較 小TtDd?dBL????????01.49- 12 -NbvlgI 32077.052)51.(891.43.06)( 2321 ????????3.2.5 承載分支運(yùn)行阻力 FCFC 承 =Lfg(qRO+qG+qB)±(qB+qG)Hg=92×0.025×9.81×(20.525+166.667+18.76)+(18.76+166.667)×22.155×9.81 =44948N3.2.6 回程分支運(yùn)行阻力 FKFH3-4= Lfg (qB+qRU)±qBHg=48.95×0.025×9.81×(18.76+7.2156)- 18.76×11.8×9.81=-1860NFH7-8= Lfg (qB+qRU)±qBHg2=43.05×0.025×9.81×(18.76+7.2156)-18.76×10.355×9.81=-1631N3.2.7 張力值計(jì)算（由上張力關(guān)系式計(jì)算而得）由 3.1 張力關(guān)系式計(jì)算得：S3=1.00225S2+1224 S4=1.00225S2-455 S5=1.004505S2-412 S6=1.0059176S2-385 S7=1.008181S2-342 S8=1.008181S2-1792S9=1.0104493S2-1752 S10=1.01187S2-1727 S1=1.01187S2+49241輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間啟動(dòng)時(shí)不打滑,必須滿足：式中：F Umax=FUKA=51889×1.5=77833.5N 啟動(dòng)系數(shù) KA=1.5 μ=0.35 α=200 ° eμα=3.4暫取 S2=32431N，代入上述關(guān)系式得：S3=33728N S4=32049N S5=32165N S6=32238N S7=32354N S8=30904N S9=31018N S10=31089N S1=82057N4、輸送帶張力校核4.1 輸送帶下垂度的限制Neu 341.58-≥maxax2 ????- 13 -4.1.1 對于上分支（承載分支）式中：(h/a) max=0.01 a0=1.2mFmin=24254N＜S 9=31018N 滿足要求4.1.2 對于下分支（回程分支）Fmin=6901N＜S 8=30904N 滿足要求。故此, 得： S2=32431 S3=33728N S4=32049N S5=32165N S6=32238N S7=32354N S8=30904N S9=31018N S10=31089N S1=82057N4.2 膠帶張力校核選用聚脂膠帶 EP200 B=1400mm 輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)最大張力為 S1=48836N能滿足 n≥10~12 的要求7、拉緊裝置重垂質(zhì)量的計(jì)算垂直拉緊裝置設(shè)在距地平面高約 6.7m 處,則拉緊滾筒合張力 FHFH=S5，+S 6，=32165+32238=64403N重錘質(zhì)量：G= -G1-G2= -1350-777=4438KggFH8.96403取重錘塊(圖號(hào) DTⅡD-1)的數(shù)量為 310 塊,約 4.65t式中:G1----------- 垂拉滾筒 DTⅡ06B6142 的質(zhì)量,KgG2----------- 垂直拉緊裝置 DTⅡ06D2146 的質(zhì)量, Kg8、 張力簡圖2.1820571max][ ???FB???NahgqGBO 2451.88.9)67.(2.18)(≥mxmin ???????NahgqBO6901.8713≥mxin ???- 14 -F2α =0°F2α =1'31α 173甲 乙 皮 帶 機(jī) 張 力 簡 圖2.2滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算一.主要參數(shù)的確定 1、 滾筒直徑的選取通過計(jì)算及多方面的比較，本系列滾筒直徑為：傳動(dòng)滾筒：500、630、800、1000改向滾筒：250、315、400、500、630、800、10002、 滾筒受力的確定原則：傳動(dòng)滾筒：根據(jù)：F 1≤F 2eμα 合張力：F=F 1+F2 （kN）扭矩：T=（F 1-F2） （kN.m）D- 15 -經(jīng)推導(dǎo)得出：驅(qū)動(dòng)方式參數(shù)單滾筒驅(qū)動(dòng) (1:1)雙滾筒雙電機(jī) （2:1）雙滾筒三電機(jī)合張力(kN) F=1.4F1 F／ =1.75F1F∥ =0.71F1F／ =1.45F1F∥ =0.67F1扭矩(kN.m) T=0.375·D·F T1=T2=0.21·D·F1 T1=2·0.14·D·F1T2=0.14·D·F1其中：F1：膠帶最大許用張力 （N）D：滾筒直徑 （m）μ：傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的摩擦系數(shù)3、 改向滾筒合張力改向滾筒合張力，根據(jù)不同的使用情況，即受力 100%，60%，30%及圍包角，從輸送帶的最大許用張力出發(fā)計(jì)算：2F1·100%·Sin(α/2)F= 2F1·60%·Sin(α/2)2F1·30%·Sin(α/2)二、 滾筒的結(jié)構(gòu)型式及確定原則：1、 結(jié)構(gòu)型式：參考國內(nèi)外有關(guān)資料，本系列滾筒根據(jù)承載能力分為：輕、中、重三種結(jié)構(gòu)型式。輕型：采用平形腹板與輪轂角焊中型：采用平形腹板與帶一小段變截面腹板的輪轂用對接焊縫連接重型：采用變截面的接盤與筒體焊接2、 輪轂與軸的聯(lián)接方式：軸承處直徑≤100mm 時(shí)，采用單鍵聯(lián)接軸承處直徑≥120mm 時(shí)，采用漲套聯(lián)接三、 滾筒計(jì)算原則：- 16 -(一) 軸的計(jì)算：依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（中） 》本系列滾筒軸均采用 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)硬度：217～255HBσ-1=280 N/mm 2[σ-1]=60 N/mm 2① 軸的受力簡圖N.mmT=T1 N.mm式中：F——滾筒所受合力 （N）T1——滾筒所受扭矩 （N.mm）(對于改向滾筒 T1=0)② 軸的強(qiáng)度的校核疲勞強(qiáng)度的校核：??FlM???2 2FlFF2FFM22F- 17 -安全系數(shù)[S]=1.8根據(jù)額定載荷按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中關(guān)于軸的疲勞強(qiáng)度校核的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算靜強(qiáng)度的校核：安全系數(shù)[S S]=3根據(jù)最大載荷按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中關(guān)于軸的靜強(qiáng)度校核的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。③ 軸的剛度校核式中：E——彈性模量 2.1×10 5N/mm2J—— （mm）46d?Fmax≤（ ～ ）l25013(二) 筒皮的計(jì)算：1、 材料：Q235-A2、 厚度的確定：筒皮的厚度取決于滾筒直徑、滾筒長度、所受的拉力、制動(dòng)時(shí)的摩擦等因素。本系列的筒皮厚度是根據(jù)各廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定。3、 強(qiáng)度計(jì)算：???????????????22max31lalFfmax- 18 -許用應(yīng)力：起動(dòng)時(shí)[σ]=90N/mm 2穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)：[σ]=60N/mm 2計(jì)算方法：根據(jù)所受合力、扭矩及筒皮厚度，參考西德 Lange Hallmuth提出的計(jì)算方法進(jìn)行強(qiáng)度校核。(三) 底盤（輪轂+幅板）的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、 輪轂① 輪轂外徑的確定：（D N）對于鍵聯(lián)接：D N=（1.4～1.5）×d 軸對于漲套聯(lián)接：D N≥D× CPN???2.0?式中：D——為輪轂內(nèi)徑σ 0.2——為輪轂材料屈服總極限PN——輪轂上單位面積壓力C——根輪轂形式有關(guān)的系數(shù)② 輪轂長度的確定：對鍵聯(lián)接：L≥L 鍵 +20 (mm)對于漲套聯(lián)接：L= (mm)4.0~6工 作L③ 材料：焊接型為 Q235-A鑄造型為 ZG252、 幅板① 材料：Q235-A、ZG25② 幅板厚度：幅板厚度的確定根據(jù)柔性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行確定。即使幅板的剛性控制在最佳值范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。③ 幅板強(qiáng)度的校核許用應(yīng)力[σ]=65 N/mm 2根據(jù)滾筒所受的合張力、扭矩參考西德 Lange Hallmuth提出的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，并使其應(yīng)力小于許用應(yīng)力- 19 -(四) 鍵的擠壓強(qiáng)度校核：P= ≤[P]lkdT?2T——扭矩 （N.mm）d——軸的直徑 （mm）k——鍵與輪轂的接觸高度，對于平鍵可近似取鍵高的一半l——鍵的工作長度 (mm)[P]——鍵的許用擠壓應(yīng)力 [P]=1.25N/mm 2(五) 漲套的校核漲套的扭矩不小于傳動(dòng)滾筒扭矩的 3～4 倍M≤ 4~3tMM——滾筒的扭矩Mt——漲套公稱扭矩(六) 軸承壽命的計(jì)算(1) 軸承型號(hào)當(dāng)軸承位軸徑大于等于 80mm，軸承采用雙列向心球面球軸承，即：13XX 系列當(dāng)軸承位軸徑大于等于 100mm，軸承采用雙列向心球面滾子軸承，即：35XX 系列(2) 軸承壽命的計(jì)算：滾筒軸承壽命應(yīng)大于 5萬小時(shí)計(jì)算公式：Lh=????????PC601式中：C——軸承額定動(dòng)負(fù)荷 (kN)P——當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 P=F/2 (kN)F——滾筒所受的合張力 (kN)N——滾筒轉(zhuǎn)速 r.P.m- 20 -L1l2FfmaxF2(l-1)/2ω——球軸承 ω=3；滾子軸承 ω=10/3本系列的滾筒軸承壽命均大于 5萬小時(shí)2.3托輥的計(jì)算一、 三節(jié)托輥橫梁的計(jì)算1、 材料：選用角鋼 Q2352、 許用撓度：[f]= 5013、 受力簡化圖4、 托輥橫梁最大下?lián)?fmaxfmax= ?????????????2121396lEJlF式中：F——托輥承受的全部載荷 （N）（凸凹弧處應(yīng)考慮膠帶的影響）E——彈性模量 2.1×10 5 N/mm2J——型鋼的慣性矩 mm 4F=(Sρa(bǔ) 0ψ+q Ba0+GR)g (N)式中：S——物料截面積 （m 2）- 21 -le/2Fρ——輸送散狀物料密度 （kg/m 3）a0——承載托輥間距 (m)qB——輸送帶每米質(zhì)量 (kg/m)ψ——沖擊系數(shù) ψ=1.1GR——托輥輥?zhàn)淤|(zhì)量 （kg）S=S1+S2S1= (m2)5)05.9.(2??tgCosLBL?????????S2= (m2)????????????? ?SinLBs210.9.2..二、 二節(jié)回程托輥下橫梁的計(jì)算：1、 材料：選用型鋼角鋼2、 許用撓度：[f]=1/5003、 受力簡圖θλ S20.9B-51- 22 -0.9B'+5λ ρLS4、 托輥橫梁最大下?lián)隙萬max= EJFl83式中：F——托輥承受的全部載荷F=（q Baυ ψ+G R）g (N)式中：a υ ——回程托輥間距 （m）ψ——沖擊系數(shù) ψ=1.4三、 輥?zhàn)拥挠?jì)算 (一) 輥?zhàn)邮芰τ?jì)算作用在托輥軸上載荷有：物料重量，輸送帶重量，托輥輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)部分重量1、 一節(jié)平行輥?zhàn)由戏种В篜 O= (N)gGaqVIRB??????????????010??下分支：P U=（q Bψa U+GR）g (N)2、 二節(jié) V型輥?zhàn)樱篜U=（0.5q Bψa U+GR）g3、 三節(jié)槽形（35°）托輥PO= (N)gGaqIRBV??????????????001??ψ 0=S／ /s= ??SL2354.693.??- 23 -MBL+1P/2Dd0.5bα P/2上面三式中：I V——體積輸送能力 M 3/SV——帶速 M/S其它符號(hào)同前ψ=1.4(二) 輥?zhàn)虞S的彎曲剛度軸承處的許用轉(zhuǎn)角不大于 10／1、 受力簡圖2、 軸承處軸的轉(zhuǎn)角a= ＜10 ／?????601842???EJbLqPBJ= mm46d?3、 托輥軸危險(xiǎn)斷面彎曲應(yīng)力：σ= ＜[σ]WMmax- 24 -式中：W= (mm3)32d?材料為 20號(hào)鋼注：[σ]取 170N/mm2(三) 托輥軸承壽命計(jì)算：設(shè)計(jì)的托輥軸承壽命應(yīng)大于 3萬小時(shí)Lh= ＞30000 （小時(shí)）36201???????PCn式中：n——工作轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)/分）C——軸承的額定動(dòng)負(fù)荷四、 調(diào)心托輥計(jì)算(一) 摩擦上調(diào)心托輥計(jì)算1、 上橫梁受力計(jì)算受力簡圖C——C為危險(xiǎn)段面1) 中輥?zhàn)饔迷谏蠙M梁的力 F1F1= ??ZqP?02P0——承載分支對中輥的作用力35°lFB12CBFACA- 25 -35°lFB1圖 二2AP0= （N）??gaqSB0021???S——輸送帶承載截面積 （m）qB——輸送帶每米重量 kg/mψ——物料對托輥的沖擊系數(shù) 取 ψ=1.1a0——托輥間距 取 a0=1mρ——物料密度 取 ρ=2000kg/m 32) 邊輥?zhàn)饔迷谏蠙M梁的力F2= （N）??gqPB?0411)、2)中 qZ為中托輥輥?zhàn)又亓浚? (kg)qB為邊托輥輥?zhàn)又亓浚? (kg)邊輥?zhàn)饔迷?B點(diǎn)力為 ，作用在 A點(diǎn)為23F231F3) FB= 21?= （N）????gqPgqPBZ??004134= ???????61250FA= （N）??gqPB?032、 上橫梁選用型鋼許用應(yīng)力 [σ]=170N/mm 23、 上橫梁強(qiáng)度計(jì)算M0=FBl1+FACos35°(l2+l3Cos35°)+FASin235°l3σ= ＜[σ]WC- 26 -φ 240圖 三 φ 13φ 13T圖二4、 上橫梁剛度計(jì)算許用撓度 [f]= 50lFB在 A點(diǎn)產(chǎn)生的撓度：FBA= ×l????????lEJl12136式中：l=l 2Cos35°+l3 (mm)FA在 A點(diǎn)產(chǎn)生的撓度：fAA= EJl3fA=fBA+fAA≤[f]式中：E=2.1×10 5 N/mm2J——型鋼的慣性矩 mm45、 底座比壓計(jì)算因?yàn)榈鬃叽?B500～B1000 時(shí)全相同，因此只計(jì)算底座受力最大的情況即 B1000，φ133 時(shí)，底座的比壓B1000 時(shí)膠帶最大張力（n=8，z=8）Tmax= N56081056??當(dāng)膠帶跑偏達(dá) 10cm 時(shí)，膠帶邊緣張力對摩擦輪的作用力T= 10maxFb=499N- 27 -圖三托輥所受載荷 ：F 物 =（l rψγ+q B）a 0=2670N托輥?zhàn)灾兀篏=1070NF2=F 物 +G+FbCos35°=4150N圖四以 O 點(diǎn)為支點(diǎn)，對上橫梁求力矩平衡（參見圖四）則有：F1×65= F 物 ×100+Fb×Cos35°×(310+428×Cos35°)+F b×428×Sin235-F2×37求得：F 1=6980N比壓 P= ≤[P]=4 N/mm 2dL式中：d——軸徑，d=5mmL——底座下段受力寬度 L=35mm解得：P=3.9N/mm 2≤[P]故而比壓滿足要求Fb42835°101圖 四651037F2物- 28 -連 桿(二) 上平調(diào)心輥?zhàn)訌?qiáng)度、轉(zhuǎn)角計(jì)算1、軸的材料為 20#鋼許用應(yīng)力為：[σ]=170N/mm 22、軸承處軸的許用轉(zhuǎn)角即制為 10／3、計(jì)算公式：d＞2.17× 3][?Ma= ???26040??EJblP式中：d——許用最小軸徑， （mm）M——軸所受彎矩， （N.mm）[σ]——軸許用應(yīng)力 (N/mm2)P0——軸所受載荷 （ N）b——輥?zhàn)又c(diǎn)到軸承中心距離 (mm)l——輥?zhàn)觾芍c(diǎn)間距 (mm)a——軸承處軸的轉(zhuǎn)角 （分）(三) 錐形調(diào)心托輥連桿穩(wěn)定性計(jì)算原圖可簡化為： Pl- 29 -臨界載荷 P0的計(jì)算：P0= 2lEJn?式中：n——穩(wěn)定系數(shù) n=9.87E——彈性模數(shù) E=2.1×105 N/mm2J——桿件的慣性矩 mm4l——桿長 mm實(shí)際產(chǎn)生的糾編力 P＜P 02.4 拉緊裝置的計(jì)算一、 拉緊裝置的類型本系列共有 4 種拉緊裝置：螺旋拉緊裝置、垂直重錘拉緊裝置、車式拉緊裝置、固定絞車?yán)o裝置二、 張緊 F 的確定按不打滑條件 ??e1按滿足垂度條件： ??%80??gqaGB當(dāng)中較大的作為張緊力 F式中：F 1——膠帶最大的許用張力 （kN）a0——上托輥間距 (m)qB——每米物料重量， (kg/m)qG——每米膠帶重量， (kg/m)計(jì)算結(jié)果：螺旋拉緊裝置：- 30 -帶寬（mm） 拉緊力 (kN) 帶寬 (mm) 拉緊力 (kN)50 9 1000 38650 16 1200 38800 24 1400 38垂直重錘拉緊力：63；50；40；25；20；16；8kN重錘車式拉緊力：63；40；25kN固定絞車?yán)o力：150；90；50；30kN三、 拉緊行程：張緊方式 行程范圍 （m）螺旋拉緊 0.5；0.8；1重錘車式拉緊：3；4；5；6絞車?yán)o：～17四、 絞車的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 牽引力的確定 F：由于絞車?yán)o裝置分為：150kN；100kN；50kN，而絞車的倍率為6，故而牽引力為以下幾檔：25 kN；16 kN；10 kN；5 kN；2、 絞車的速度：牽引力≤25kN；V=0.3m/s牽引力≥30kN；V=0.4m/s3、 鋼絲繩及卷筒：① 鋼絲繩的規(guī)格選為：6×19.5-18.5鋼絲繩直徑的選擇由 SP=F×n式中：n——鋼絲繩的安全系數(shù) 取 n=6SP——鋼絲繩所需的破為斷拉力 （N）由 SP 再查表確定鋼絲繩直徑 d- 31 -② 卷筒型式確定：采用多層纏繞卷筒，鋼絲繩纏繞層數(shù)為 5，卷筒直徑確定 D，D=hd （mm）式中：h——系數(shù)，由手冊確定，h=204、 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：PW= （kw）321?式中：η 1——為低速軸聯(lián)軸器效率 η 1=0.98η 2—— 減速器效率 η 2=0.90η 3——高速軸聯(lián)軸器效率， η 3=0.98P——卷筒軸功率 （kw） P= 5.9nTn——卷筒轉(zhuǎn)速 r.P.m n= (m/s)DV?60T——卷筒扭矩 (kN.m) T= 2F?D／ ——鋼絲繩纏繞 5 層的最大直徑 D／ =D+9d （m）5、 減速器的選擇類型：NGW 型行星齒輪減速器i= n?式中：n ／ ——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6、 制動(dòng)器的選擇：制動(dòng)力矩= iT?式中：n——制動(dòng)器安全系數(shù)，取 n=3.5類型：YWZ 3液壓推桿制動(dòng)器7、 卷筒軸計(jì)算① 材料：45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 217～255HB- 32 -HBANAC LbCC'hB'RSEaDFnB GA'σ S=360N/mm2② 初選軸徑：d≥ （mm）35][10??T式中：[τ] ——軸的許用剪切應(yīng)力，取[τ]=25N/mm 2③ 軸的強(qiáng)度校合：S= ＞ [S]PSZTMmax2max3?????????式中：M max——軸計(jì)算載面受的最大彎矩 （N.mm ）Z、Z P——軸計(jì)算載面抗彎扭截面模數(shù) mm4[S]——取為 2五、 塔架的計(jì)算：1、 塔架的結(jié)構(gòu)及受力柱子 AB、AC、A ／ B／ 、 A／ C／ 橫梁 DE 均采用 H 型鋼，綴條FG、FR、GS 采用槽鋼。AB 柱截面：ahAgyA'- 33 -AC 柱為單個(gè) H 型鋼 Y—Y 軸與 BC 方向重合DE 梁為單個(gè) H 型鋼 Y—Y 軸與 AB 方向重合AC、DE 截面：2、 材料應(yīng)力的選取許用應(yīng)力[σ]=155N/mm 23、 柱子 AB 在 ABB／ 平面的穩(wěn)定校核柱子 AC 在 ACC／ A／ 平面的穩(wěn)定性校核柱子 AC 在 ACC 平面的穩(wěn)定性校核σ= （N/mm 2）NP?式中：N——柱子所受的軸心壓力 Nφ P——軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù)A——柱子的毛截面面積 mm22.5 中間架的計(jì)算一、 計(jì)算條件：(1) 物料比重按 ρ=2500kg/m 3(2) 托輥間距：a 0=1000mm二、 受力簡圖原受力圖yy- 34 -5x10=(50)30450P1P130A2BP12CxP2305010x103045DA 1P1P150FEG2BGEF0051CD簡化后的力學(xué)模型：三、 許用撓度：[f X]= 8l四、 撓度計(jì)算：AB 段的撓度應(yīng)出現(xiàn)在 DB 段，采用疊加的方法計(jì)算FX=fDX+fEX+fFX+fGX式中：f DX——作用在 D 點(diǎn)的 P1力在 X 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度fEX——作用在 E 點(diǎn)的 P1力在 X 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度fFX——作用在 F 點(diǎn)的 P1力在 X 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度fGX——作用在 G 的 P2力在 X 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度- 35 -fX≤ [fX]= 80l五、 凸凹段中間架曲率半徑計(jì)算1、 凸弧段中間架曲率半徑計(jì)算：編織芯膠帶：R=42 ×B×Sinλ （mm）鋼繩芯膠帶：R=167 ×B×Sinλ （mm）式中：B ——膠帶寬度 (mm)λ——承載托輥槽角 (度)2、 凹弧段中間架曲率半徑計(jì)算：R= (m)???gCosqTB?式中：T——凹弧段膠帶張力δ——輸送機(jī)凹弧段處的傾角 （度）qB——每米長度上膠帶重 （kg/m）qG——每米長度上物料帶重 (kg/m)g——重力加速度 (9.81m/s2)2.6 機(jī)架的結(jié)構(gòu)計(jì)算一、 計(jì)算依據(jù)1、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 TJ17-74 （試行）2、 JSO5049/13、 有限無法概論 （人民教育出版社）4、 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 （化學(xué)工業(yè)出版社）二、 材料的性能選用材料為焊接 H 型鋼（YB3302-81）和軋制型鋼，材質(zhì)為 Q235-A屈服極限 σ y=235 N/mm2三、 載荷計(jì)算01 機(jī)架的載荷是按滾筒給定的載荷- 36 -F60°1機(jī) 架 簡 圖1432 02機(jī) 架 簡 圖45°13202 機(jī)架是按起制動(dòng)過程中可能承受的最大載荷四、 內(nèi)力計(jì)算采用平面鋼架的有限元法計(jì)算內(nèi)力及位移簡圖如下：圖中：1、2、3、4 為結(jié)點(diǎn)號(hào)，①、②、③為單元號(hào)五、 強(qiáng)度校核：按第四強(qiáng)度理論：≥n2??Sy?σ—— τ——JWM?IQS式中：σ y——材料的屈服極限應(yīng)力 N/mm2σ——結(jié)點(diǎn)的正應(yīng)力 N/mm2τ——結(jié)點(diǎn)所受剪應(yīng)力 N/mm2M——計(jì)算截面的彎矩 N.mmMJ——凈截面抗彎模量 mm3Q——計(jì)算截面的剪力 NI——毛截面慣性矩 mm4S——計(jì)算剪應(yīng)力處以上的截面對中性軸的靜面矩 mm3δ——型鋼腹板的厚度 mmn——安全系數(shù)穩(wěn)定工況時(shí) n=4起制動(dòng)工況時(shí) n=2.5- 37 -2.7 頭部漏斗的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 物料拋料軌跡計(jì)算1、 物料在頭部滾筒上拋離點(diǎn)的計(jì)算物料在頭部滾筒上的拋離點(diǎn)與輸送機(jī)帶速、頭部滾筒直徑、傾角等因素有關(guān)，通過分析、計(jì)算可分為下面三種情況。(1) 水平輸送機(jī)，且有：h= ＞RgV2式中：V——帶速 m/sg——9.81m/s2R——滾筒半徑 m物料拋料點(diǎn)與滾筒頂點(diǎn) S 重合（如圖一）(2) 上運(yùn)傾斜輸送機(jī)，且有 h= ＞R 時(shí)gV2物料拋料點(diǎn)，在滾筒內(nèi)側(cè) S 點(diǎn)，其夾角 α=β 如圖二(3) 當(dāng) h= ＜R 時(shí)，則無論是水平機(jī)還是斜傾機(jī)，拋料點(diǎn)均在滾gV2筒外側(cè)，且有：(圖 二 )βsy(圖 一 )v'svα y'- 38 -n'α v(圖 三 )yh= =R×Cosα 如圖三gV2圖三2、 拋料軸跡方程式：(1) 以拋料點(diǎn) S 為坐標(biāo)點(diǎn)， S 點(diǎn)切線方向?yàn)?X 軸，垂直向下為 Y軸的拋料軌跡參數(shù)方程：X／ =V×tY=0.5×g×t其中 t 為時(shí)間參數(shù)， （S）(2) 當(dāng) h= ＞R 時(shí)，以拋物點(diǎn)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系下的拋料軸跡V2方程為：y= ???tgXCosg???2(3) 當(dāng) h= ＜R 時(shí)，以拋物點(diǎn)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系下的拋料軌跡V方程為：y= ????tgXCosg???2利用上述計(jì)算公式，可以畫出任意條件下的物料拋料軌跡線。二、 漏斗主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算和確定- 39 -β ymaxHfyhBb1、護(hù)罩高度 HfHf≥│Y max│+h+P式中：Y max——物料最大拋料高度 (m)h——輸送帶上物料最大堆積高度 (m)P——裕度 (m)(1) 由經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)輸送機(jī)傾角最大，帶速 V 最大時(shí)， │Y max│也就最大，此時(shí)拋料軌跡方程為：y= ???XtgVCos?2求導(dǎo)：y ／ =0 時(shí)，X= 2VCosSin?此時(shí)：Y max= 取極限傾角為 20°，則有：gi2??│Y max│=0.006V 2(2) 當(dāng)物料在輸送帶上堆積成三角形時(shí)，h 最大，且有：h= bS?2其中：S—— 物料斷面面積 m（見主參數(shù)）b——B-0.05 (m)(3) 裕度 P 取 150～200mm- 40 -H32L1D2、漏斗高度 H2、H 3、H 1H2與系列中頭架的高度一致，有個(gè)別頭架是高式的，選用漏斗時(shí)可加高漏斗安裝基礎(chǔ)或再加支架； H3根據(jù)不同帶寬和滾筒直徑控制在：H3=H2+350～600 (mm)H1根據(jù)不同滾筒直徑和 Hf確定H1=Hf+ D3、 漏斗長度 L1L1是按照各種條件下的拋料軌跡線確定的，原則是使物料拋在漏斗浮面的襯板上，防止沖擊和損壞其它部位。2.8 導(dǎo)料槽的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 導(dǎo)料槽的結(jié)構(gòu)型式：以開口形式分：矩形開口、喇叭型開口以槽角分：35°、45°截面形狀如：- 41 -LmLm圖 1圖 2αH1αbbH2二、 耐磨襯板設(shè)置情況喇叭型開口的導(dǎo)料槽當(dāng)中，帶寬大于 800mm 的均有耐磨襯板導(dǎo)料槽的規(guī)格見下表：500 650 800 1000 1200 140035° √ √ √ √ √ √矩型 槽角45° √ √ √ √ √ √35° √ √ √ √ √ √無襯板槽角 45° √ √ √ √ √ √35° √ √ √ √喇叭型 有襯板槽角 45° √ √ √ √三、 導(dǎo)料槽高（H）及開口尺寸 b 的確定b=（2/3 ～1/2 ）BH=（0.6～0.5）B式中：B ——輸送帶寬度四、 導(dǎo)料槽面積 （S）1、 矩型口導(dǎo)料槽：開口.槽角.結(jié)構(gòu)規(guī)格 B- 42 -G513085210AN24S=H1b- ???????????tglbm422、 喇叭口導(dǎo)料槽：S= ?tglbltlHmZmZ ??????????22五、 導(dǎo)料槽壓緊件的設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)結(jié)構(gòu)作出下圖所示：要使橡膠板 5 不下掉，則必須滿足Nf≥ G式中：f——鋼與橡膠的摩擦系數(shù)G——橡膠的自重N≥ fN 對 A 點(diǎn)產(chǎn)生的彎矩MA=0.21Nσ= WW 件 4 的抗彎模量要求 σ＜[σ]- 43 -12345678[σ]=480N/mm 22.9 犁式卸料器計(jì)算一、 結(jié)構(gòu)1——托架；2——滑動(dòng)框架；3——活動(dòng)托輥組； 4——卸料架頭；5——撐桿；6——機(jī)架； 7——驅(qū)動(dòng)連桿； 8——電動(dòng)推桿二、 滑桿行程的計(jì)算：為使槽形活動(dòng)托輥組在卸料時(shí)能形成平行托輥組，故而滑桿行程能滿足以下關(guān)系：計(jì)算簡圖和公式：b=h×Ctgαα bh- 44 -式中：b——為滑桿行程α——為設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)角度，α=18°h——為活動(dòng)托輥組應(yīng)抬的高度h= °??35210SinlB???= °4il式中：l——為活動(dòng)托輥中中輥長度三、 電動(dòng)推桿力 F：1、 計(jì)算簡圖：2、 F 計(jì)算依據(jù)：M （0） =0FlF-QlQ-PlP=0hl+1035°BlQlFOPlP- 45 -QlQlGO'F= (kg)FPQl?LQ 及 lP 從結(jié)構(gòu)圖中能得出 (mm)(1) Q 力的計(jì)算：QlQ-GlG=0Q=G× （kg）l式中：G——犁頭的重量 (kg)lQ、l G 從圖紙中能查出 (mm)(2) P 力的計(jì)算依據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》中的運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算：P=Qf （ kg）NNP- 46 -FC= 附輪 kDVd??2= 14.0253.0?Q=N+N／ （kg）P=0.144×（N+N ／ ） （kg）式中：N=W b+W 物 +輥架重 （kg）N／ =N+滑桿重量 (kg)Wb——膠帶重量 (kg)W 物 ——物料重量 (kg)①W b=L0×qb (kg)L0=1.2+L (m)L 托 ——為活動(dòng)托輥的總間距 （m）Qb——每米膠帶重量 (kg/m)②W 物 =S×V×L0 (kg)S=S1+S2 S2= 18.0hLB??S1= ??Hr???.13605?H1= °28.tgLB H0h10.8B35°S1HLV2- 47 -r= H=528.0CosB528.0tgB- 48 -參考資料1. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(化學(xué)工業(yè)出版社)2. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊3. 皮帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊4. 有限無法概論(人民教育出版社)5. JSOSO49/16. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 TJ17-749 試行)- 49 -設(shè)計(jì)體會(huì)通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在老師的指導(dǎo)和自己不屑的努力下完成了《DTII 型皮帶機(jī)設(shè)計(jì) 》的任務(wù)，在組建的過程中遇到 很多困難，但都被我一一解決。但是，還存許多方面的不足，希望能取得各位老師的諒解。這次設(shè)計(jì)，使我在機(jī)械設(shè)計(jì)和 CAD繪圖方面有比較深刻的認(rèn)識(shí)。這次的動(dòng)手，使我在設(shè)計(jì)過程中遇到了許多異想不到的問題，這都是由于以前學(xué)過的理論知識(shí)不能夠很好的與時(shí)間相結(jié)合、沒能融會(huì)貫通，在設(shè)計(jì)的時(shí)候不能夠信手拈來，熟練應(yīng)用。一門專業(yè)的學(xué)習(xí)，不是一蹴而就的，需要的是每個(gè)學(xué)習(xí)都持之以恒的學(xué)習(xí)態(tài)度，迎難而上的不畏困難的學(xué)習(xí)精神，肯鉆研，肯吃苦頭，有自信，相信終有成功的一天。在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師及各位領(lǐng)導(dǎo)、各位任課老師，你們教會(huì)了我許多在社會(huì)上不能學(xué)習(xí)到的知識(shí)，也告訴我做人的道理，我將緊記在心，再次感謝你們！