物料配送裝備設(shè)計(jì)

1、 題 目: 物 料 配 送 裝 備 設(shè) 計(jì) 摘 要關(guān)鍵詞： Abstract目 錄摘要.Abstract.目錄.緒論.第一章 電動(dòng)機(jī)的選擇和減速器的設(shè)計(jì).1 1.1電動(dòng)機(jī)的選擇.1 1.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比、各軸功率的計(jì)算.2 1.3減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算.3 1.4低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.4 1.5軸和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì).6 1.6軸結(jié)構(gòu)的確定，軸強(qiáng)度的校核.7 1.7高速軸軸承的選擇.12 1.8中間軸軸承選擇.13 1.9低速軸軸承選擇.13 1.10鍵和聯(lián)軸器的校核.14第二章 料倉(cāng)的設(shè)計(jì).15 2.1已知主要技術(shù)指標(biāo)或主要數(shù).15 2.2料倉(cāng)介紹.15 2.21 料倉(cāng)設(shè)備. .15 2.2.2料

2、倉(cāng)內(nèi)散粒體的流動(dòng)特性.15 2.3料倉(cāng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.16 2.3.1裝料料倉(cāng)和導(dǎo)料槽. . .17 2.3.2料倉(cāng)基本尺寸確定. . .17 2.3.3料倉(cāng)容積及卸料能力計(jì)算.18 2.3.4 物料對(duì)料倉(cāng)的壓力計(jì)算. .19 2.3.5 料倉(cāng)中物料的堵塞及其防治. .21 2.4料倉(cāng)閘門設(shè)備. . 22 2.4.1 閘門作用及類型. .22 2.4.2 閘門計(jì)算.22第三章 水平膠帶機(jī)的設(shè)計(jì). .23 3.1 概述.23 3.1.1簡(jiǎn)介.23 3.1.2工作原理及布置形式.23 3.1.3 輸送機(jī)發(fā)展趨勢(shì) . .23 3.2 總體參數(shù)確定及設(shè)計(jì)計(jì)算 .24 3.2.1 已知參數(shù).24 3.2.2

3、 各部件選用原則及設(shè)計(jì)計(jì)算 .24 3.3 帶式輸送機(jī)的安裝、維護(hù)和修理.34 3.3.1 輸送帶的安裝要求.34 3.3.2 帶式輸送機(jī)的調(diào)試及常見問題處理.34 3.3.3 帶式輸送機(jī)的安全維護(hù).35 3.3.4 輸送帶跑偏及調(diào)整.35 3.4 主要部件數(shù)據(jù).36第四章 計(jì)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).37 4.1 基本原理.37 4.2 稱量系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).37 4.2.1 失重稱工藝流程.37 4.2.2 系統(tǒng)控制方式及型號(hào)選擇. .38 4.3計(jì)量系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).38 4.4 稱料斗的設(shè)計(jì).39第五章 支撐結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì).40 .42總結(jié).44致謝.44參考文獻(xiàn).46科技譯文.47緒論物料配送裝

4、備在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門得到了廣泛的的應(yīng)用，已經(jīng)遍及各行各業(yè)。在重工業(yè)交通運(yùn)輸部門主要用于輸送大宗散粒物料；在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中，物料配送是生產(chǎn)過程組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可或缺的設(shè)備。物料配送機(jī)可以用來搬運(yùn)大量土方和建材物料，也可以輸送旅客和行李。圖1帶式輸送機(jī)五種形式1第一章：電動(dòng)機(jī)的選擇和減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算第一章 電動(dòng)機(jī)的選擇和減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算第一章 電動(dòng)機(jī)的選擇和減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.1電動(dòng)機(jī)的選擇?1.1.1電動(dòng)機(jī)的類型的確定按工作要求和條件選取Y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)。1.1.2電動(dòng)機(jī)的容量的選擇工作所需的功率： =/ （1-1）=FV/1000 （1-2）所以：=FV/1000 （

5、1-3）由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率為：= . （1-4）式中、分別為齒輪傳動(dòng)、卷筒、軸承、聯(lián)軸器的效率。取=0.97、=0.96、=0.98、=0.99則： =0.972×0.96×0.984×0.992所以：= KW （1-5）根據(jù)選取電動(dòng)機(jī)的額定功率使Pm= (1.11.5)。由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率=7.5。1.1.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：= （1-6）= r/min1.1.4選擇電機(jī)型號(hào)按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為 840，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：=(840)×38.2 r/min=305.71528.7r/

6、min 配合計(jì)算出的容量，由表查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)比較情況見表1-1。表1-1電動(dòng)機(jī)的型號(hào)與基本參數(shù)方 案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/minkw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y160M-67.510009602Y160L-87.5750720綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及鏈傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案2比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-8,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率P=7.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速n=720r/min。1.2分配各級(jí)傳動(dòng)比、各軸功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)確定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。1.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比：=/=720/38.2

7、=12.571.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，展開式的傳動(dòng)比分配：=(1.31.4)取=3.94，=3.141.2.3計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速=720r/min=/= 720/3.94=195.5r/min=/=119.5/3.14=38.2r/min1.2.4各軸的功率和轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸出功率和轉(zhuǎn)矩 P0=Pd6.11kw9550×N·m (1-7)9550×39.59 N·m 軸1的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：=·=6.11×0.99=6.059550×N·m9550×39.19N·m軸2的輸入功率和轉(zhuǎn)

8、矩：= ··=6.05×0.97×0.98=5.759550×N·m9550×146.98N·m軸3的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= ··=5.75×0.97×0.98=5.509550×N·m9550×438.12 N·m卷筒軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= ···=5.50×0.98×0.99×0.96=5.159550×N·m9550×408.58N·m

9、表1-2各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩參數(shù)軸 名電動(dòng)機(jī)軸1軸2軸3軸卷筒軸轉(zhuǎn)速720712243.6538.238.2功率6.116.055.755.505.15轉(zhuǎn)矩39.5939.19146.98438.12408.581.3減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.3.1材料、熱處理、齒輪精度等級(jí)和齒數(shù)的選擇小齒輪材料選擇40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HBS，=700Mpa，=500 Mpa；大齒輪材料40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HBS， =700Mpa，=500Mpa；精度為8級(jí)。取=3.94 ,取=18則=·=70.92 ，取71。71/183.944。=380+HBS=380+32

10、0=700Mpa。1.3.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式=21268, （1-8）766。=39.19N.mm。查表，硬齒面齒輪，非對(duì)稱安裝，取齒寬系數(shù)=0.8,使用系數(shù)K=1.5。d1766 (1-9)=766=40.95mmm =40.95/18=2.28mm，取m=2.75mm，d1=mz=2.7518=49.5mm，d2=mz=2.7571=195.25mmda1=m z+2m1=45+2m=49.5+5.5=55mmda2=mz+2m =177.5+2m=195.5+5.5=201mmdf1=m z-2()m=49.5-2.52.75=42.63mmdf2=mz-2()m=195.

11、25-2.52.75=188.38mma=(d1+d2)/2=(55+201)/2=128mmb=d1=0.849.5=39.6,取b2=40mm，b1=40+5=45mm，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核：=21268 (1-10)=21268=550 =700=21268 (1-11)=21268=583 Mpa=700,合格。1.3.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核的公式為：= (1-12)查得：YSF1=4.45 ,YSF2=3.99，=155+0.350=170=129.21 Mpa170=101.73170 合格。1.4低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.4.1材料、熱處理、齒輪精度等

12、級(jí)和齒數(shù)的選擇選擇小齒輪、大齒輪材料均為40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HBS，=700a，=500，精度為8級(jí)。=3.14，取=21則= ·=65.94 ，取66。u=66/21=3.14=380+HBS=380+320=700。1.4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)，=438.12N.mm，查表得，硬齒面齒輪，非對(duì)稱安裝，取齒寬系數(shù)=0.8,使用系數(shù)K= 1.5.d1766=766=92.63mmm/=4.41mm，取m=5mm，d1=mz1=521=105mmd2= mz=566=330mmda1= mz+2m1=105+2m=105+10=115mmda2=mz+2m=

13、330+2m=330+10=340mma=(d1+d2)/2=(115+340)/2=227.5mmb=d1=0.8115=92mm,取b2=92mm，b1=92+5=97mm校核：=21268=21268=611.7=700=21268=21268=621.6Mpa700=,合格。1.4.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核查得：YSF1=4.33,YSF2=3.99，=155+0.3*50=170=117.83170=108.58170，合格。1.5軸和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1.5.1軸材料的選擇此次選擇軸的材料為45鋼，正火處理。1.5.2軸徑的確定軸選用45鋼，由軸的設(shè)計(jì)公式： （1-13）得：由于在軸1和

14、軸3的最輸入和輸出端開鍵槽，連接聯(lián)軸器，故該端要加大3%5%，故軸1的最小直徑為18.2mm，最大為18.55mm，取20mm，軸3的最小直徑為38.62mm，最大直徑為39.39mm，取直徑為40mm。1.5.3聯(lián)軸器1因?yàn)闈L筒的載荷變化很大,選具有良好的補(bǔ)償兩軸綜合位移的能力,外形尺寸小的凸緣式聯(lián)軸器。1.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。由工作要求，查表后取K=1.5。則計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Te=KT=59.7Nm2.由聯(lián)軸器的計(jì)算與軸的計(jì)算選用YL5的聯(lián)軸器。采用其許用最大扭矩為63N·m，許用最高轉(zhuǎn)速為9000 r/min。1.5.4聯(lián)軸器2因?yàn)闈L筒的載荷變化大,選用緩沖性能較好,同時(shí)具有可移性的彈

15、性套柱銷聯(lián)軸器。1. 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩根據(jù) （1-14）由工作要求，查表后取K=1.5。則計(jì)算轉(zhuǎn)矩2.由聯(lián)軸器的計(jì)算與軸的計(jì)算選用YL8的聯(lián)軸器，其許用最大扭矩710N·m，許用最高轉(zhuǎn)速n= 2400 r/min。對(duì)聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，由于是選用的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，故起鍵的配合和強(qiáng)度不需特殊的校核，只需選用即可。1.6軸結(jié)構(gòu)的確定，軸強(qiáng)度的校核1.6.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：（各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定；1.6.2中間軸的校核（1）確定軸上零件的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。中間軸的結(jié)構(gòu)和尺

16、寸如圖1-1。圖1-1中間軸結(jié)構(gòu)、尺寸（2）畫出軸的空間受力簡(jiǎn)圖，將齒輪上受力簡(jiǎn)化為集中力通過輪轂中點(diǎn)作用于軸上，周的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過軸承載荷中心O作用于軸上，軸的受力簡(jiǎn)圖如圖1-2。（3）軸所受的力計(jì)算： (1-15) T= 圖1-2中間軸扭矩圖（4）畫出彎矩、扭矩圖。垂直彎矩：水平彎矩：（5）求合成彎矩M2=187.8355 N.mM3= 149.358N.m（6）畫扭矩圖 (1-16)=5361.2 (1-17)=38.71<60,所以，該軸強(qiáng)度足夠。1.6.3高速軸的校核（1）確定軸上零件的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。中間軸的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1-3。

17、圖1-3（2）將齒輪上受力簡(jiǎn)化為集中力通過輪轂中點(diǎn)作用于軸上，軸的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過軸承載荷中心O作用于軸上，軸的受力簡(jiǎn)圖如圖1-4。（3）計(jì)算軸所受的力：T=9550=39.19N.m=2000圖1-4高速軸扭矩圖（4）畫出彎矩、扭矩圖。垂直彎矩：水平彎矩：（5）求合成彎矩M1=80.35N.m（6）畫扭矩圖T=39.19 N.m32.58<60，所以，該軸強(qiáng)度足夠。1.6.4低速軸的校核（1）確定軸上零件的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。中間軸的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1-5。（2）將齒輪上受力簡(jiǎn)化為集中力通過輪轂中點(diǎn)作用于軸上，周的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過軸承載荷

18、中心O作用于軸上，軸的受力簡(jiǎn)圖如圖1-6。圖1-5（3）計(jì)算軸所受的力：T=9550=438.12N.m=2000（4）彎矩圖。垂直彎矩： 水平彎矩：（5）求合成彎矩M4=171.69N.m（6）畫扭矩圖圖1-6低速軸扭矩圖12.16MPa<60MPa,所以，該軸強(qiáng)度足夠。1.7高速軸軸承的選擇、校核1.7.1初選軸承設(shè)工作時(shí)間為10000小時(shí)。初步選擇6205軸承，查（GB/T 27694）查出、值：=14kN=7.88kN1.7.2軸承壽命的確定軸承壽命可由 (1-18)進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，由于軸承主要承受徑向載荷作用，所以P=Fr，則有： Fr1=853

19、NFr2= 1656N,按照最危險(xiǎn)的結(jié)果，取P=Fr2=1656N，查載荷系數(shù)fd=1.0,ft=1.0。計(jì)算軸承壽命： >100006205軸承符合要求，選用此軸承。1.8中間軸軸承選擇、校核1.8.1初選軸承根據(jù)工作需要的要求使用時(shí)間為10000小時(shí)。初步選擇6206軸承，查出、值（GB/T 27694）=19.5kN=11.5kN1.8.2軸承壽命校核軸承壽命進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，由于軸承主要承受徑向載荷作用，所以P=Fr 。則有：Fr1=2841N Fr2= 3025N, 按照最危險(xiǎn)的結(jié)果，取P=Fr2=3025，查載荷系數(shù)fd=1.0,ft=1.0。校

20、核軸承壽命10000h6206軸承符合要求，選用此軸承。1.9低速軸軸承選擇、校核1.9.1初選軸承根據(jù)工作需要的要求，假設(shè)使用時(shí)間為1000小時(shí)。取6209軸承，查出、值（GB/T 27694）=31.5kN=20.5kN1.9.2軸承壽命校核軸承壽命進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，由于軸承主要承受徑向載荷作用，所以P=Fr。則有：Fr1=2258.88N Fr2= 1376.29N, 按照最危險(xiǎn)的結(jié)果，取P=Fr2=2258.9，查載荷系數(shù)fd=1.0,ft=1.0。校核軸承壽命：10000h6209軸承符合要求，選用此軸承。1.10鍵和聯(lián)軸器的校核1.10.1齒輪2的鍵在

21、工作軸中，選擇鍵的尺寸由軸直徑確定，校核公式為：p =4T/dhl<p，l=1.61.8d (1-19)齒輪2的安裝鍵型為A型鍵L=60,為，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)件的齒輪是經(jīng)過淬火的，所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，校核：l=L-b=60-8=52mmp=4T/dhl=M<p。鍵符合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的要求。1 第二章 料倉(cāng)的設(shè)計(jì)第二章 料倉(cāng)的設(shè)計(jì)2.1 已知主要技術(shù)指標(biāo)或主要參數(shù)：設(shè)計(jì)依據(jù)參數(shù)料倉(cāng)容積: ; 稱斗理論稱量值: 小石稱斗 21500 Kg; 細(xì)石稱斗 11500 Kg; 沙稱斗 11500 Kg;輸送量: 400 t/h; 輸送帶寬: 800 mm; 輸送長(zhǎng)度: 12.60 m; 帶速: 1.6 m/

22、s; 驅(qū)動(dòng)方式: 電動(dòng)滾筒式; 上料方式: 裝載機(jī)上料; 氣路壓力: 0.50.6 M/Pa; 配送材料為: 小石、細(xì)石、沙等。2.2 料倉(cāng)介紹2.2.1料倉(cāng)設(shè)備按固體散粒物料的粒度，設(shè)備可以分為兩大類：用于存放粒狀，塊狀的堆場(chǎng)與吊車庫(kù)：用于存放粉粒狀的儲(chǔ)料設(shè)備。在生產(chǎn)過程中，儲(chǔ)料設(shè)備有以下作用：（1）（2）（3）第二章：料倉(cāng)的設(shè)計(jì)2.2.2料倉(cāng)內(nèi)散粒體的流動(dòng)特性在設(shè)計(jì)料倉(cāng)時(shí)應(yīng)綜合考慮儲(chǔ)料能力和物料卸出通暢，均勻的能力。這些要求與物料的性質(zhì)有關(guān)。散粒體是彼此接觸，成松散堆積的固體顆粒組成的集合體。散粒體的流動(dòng)性介于固體和液體之間，它具有一定的流動(dòng)性，但在一定范圍內(nèi)又能保持其形狀。但其抗拉壓力極

23、小，抗剪能力與作用在散粒體上的正壓力有關(guān)。在料倉(cāng)中散料體對(duì)倉(cāng)壁的壓力分布與流體不同，可引起卸料不暢，結(jié)拱和偏析現(xiàn)象。分析其原因，主要是由于料層內(nèi)有內(nèi)摩擦力，粘結(jié)力和靜電力等構(gòu)成的內(nèi)力大于卸料的重力。散料體因克服重力而具有的流動(dòng)性質(zhì)稱為重力流動(dòng)性。第二章 料倉(cāng)的設(shè)計(jì)若料倉(cāng)內(nèi)中心部位產(chǎn)生料流，而其它區(qū)域物料停止不動(dòng)，流動(dòng)區(qū)域呈現(xiàn)漏斗狀，流動(dòng)溝道呈圓形截面，這種料倉(cāng)流狀態(tài)稱為漏斗流。若料倉(cāng)頂部的物料不能落進(jìn)中心孔，則整個(gè)流動(dòng)就會(huì)靜止，這就是形成管狀的德穿孔。如果料倉(cāng)頂部、有大塊物料卡住，就會(huì)出現(xiàn)盲孔，使料倉(cāng)出現(xiàn)料拱堵塞。經(jīng)過上述說明，我們可知，料倉(cāng)散料的流動(dòng)性及防堵塞是料倉(cāng)設(shè)計(jì)的主要考慮因素。設(shè)計(jì)時(shí)

24、結(jié)構(gòu)要合理，必要時(shí)可以安裝輔助下料器。2.3料倉(cāng)設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1裝料料倉(cāng)和導(dǎo)料槽料倉(cāng)形狀：這種裝置的作用是把物料加到輸送機(jī)膠帶上，對(duì)于散裝料一般設(shè)計(jì)成料斗和導(dǎo)料擋板。當(dāng)物料落到帶上的沖擊越大，帶面的磨損也就越大。為了減少磨損，常把料斗的后壁做成斜面，使物料沿斜面滑到運(yùn)輸帶上，這時(shí)物料離開漏斗的速度接近帶的速度。因此，斜面的傾角應(yīng)比物料對(duì)料斗壁的摩擦角大100150 。并把斜面做成可調(diào)整的。裝料料倉(cāng)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度：能夠充分利用有效容積：物料能在自重作用下通過料倉(cāng)的卸料口以整體流動(dòng)形式可靠而完全的卸出等。其形狀有錐形，角錐形和圓形。通常使用帶錐底的圓桶組合式料倉(cāng)。它有利于物料的整體流動(dòng)，材

25、料最省，受力均勻。由于物料壓力的增量不與深度的增量成正比，當(dāng)深度增加時(shí)壓力增加不多。通?？蛇x擇直桶部分的高徑比為2：13：1。其錐孔直徑一般為帶寬的2/3左右，即出料錐孔暫選0.53米。并應(yīng)不小于物料最大塊度的2.53倍。 導(dǎo)料槽：導(dǎo)料槽的作用是使料斗中的物料能穩(wěn)定的落在運(yùn)輸帶的中間。導(dǎo)料槽的寬度與料斗相同，長(zhǎng)度應(yīng)大于物料能夠在帶上穩(wěn)定下來的距離。一般為三米左右。導(dǎo)料槽的高度應(yīng)能滿足容納裝于輸送帶的物料量。一般為210310.導(dǎo)料槽攔板的下面不得與帶面直接接觸，應(yīng)保持30mm左右的間隙。為了防止漏料，應(yīng)在下面安裝密封橡膠條。導(dǎo)料槽為矩形截面，根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)得其基本尺寸如下表。表2-1

26、 單位：mmBDHEG質(zhì)量（kg）80089180400670304951150前中后137.4133.2151.62.3.2料倉(cāng)基本尺寸確定2.3.2.1圓筒尺寸圓筒形料倉(cāng)的直徑可以用下列公式估算： ( 2-1)式中：V.料倉(cāng)幾何容積，m ; k.系數(shù)，一般取1.62.4.小型料倉(cāng)取2.4.設(shè)計(jì)要求的料倉(cāng)容積為4x20 m 。屬于中型的料倉(cāng)，故取K=2.2則= 2.08(m) 現(xiàn)取高徑比為3，故。按照?qǐng)A柱體積公式得。與6.24相接近，故合適。即D=2.08m,=6.24m。2.3.2.2 料倉(cāng)錐底尺寸確定錐底形狀尺寸包括卸料口徑尺寸，錐面傾角的確定。（1）卸料口徑 鞋料口徑的最小尺寸應(yīng)當(dāng)保證

27、物料順利卸出，不產(chǎn)生拱堵現(xiàn)象等。同時(shí)，還要考慮一下因素：物料徑度及均勻性，卸料速度和物料的流動(dòng)性等。由上面2.3.1中給出值取為0.53m。現(xiàn)驗(yàn)算如下：查中國(guó)建材出版社出版的混泥土機(jī)械，知，當(dāng)卸料口尺寸滿足 （2-2）時(shí)則不產(chǎn)生拱堵。即可算出整體流料倉(cāng)最小卸料口徑。式中：初始抗剪強(qiáng)度，kPa.其值見下表2-1。 物料容重，查運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)得物料容重=1.8x103 kg/ m。 內(nèi)摩擦角，其值見下表2-2。將以上參數(shù)帶入公式可算出最小卸料直徑為=0.32m.故上面的d=0.52m符合要求。當(dāng)料斗尺寸受限制時(shí)可考慮用破拱措施，比如在料斗壁上加裝振動(dòng)器，攪動(dòng)器等。（2）料倉(cāng)錐傾角確定 料倉(cāng)選

28、擇為組合式料倉(cāng)。上半部為圓筒腔，下面為錐面結(jié)構(gòu)。錐面傾角對(duì)物料在倉(cāng)內(nèi)的流動(dòng)有重大影響。它大于或等于物料的休止角，表2-2 松散物料性能參數(shù)表材料名稱參數(shù) (kN/m3) (Kpa)(°)(°)(°)碎石20454536砂（干）180.37325030砂（濕）160.9635卵石19454030同時(shí)必須大于物料與倉(cāng)壁的摩擦角。否則，物料就不能從倉(cāng)內(nèi)流出。一般情況下，錐面傾角比摩擦角大5°15°。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，化工出版社，知粉煤灰的，碎砂石的休止角為35°45°。故取錐面傾角為60° 。2.3.3料倉(cāng)容積計(jì)算在向料斗

29、裝料時(shí)，因?yàn)槭苄葜菇堑挠绊懠捌渌蛩氐挠绊懀锪喜豢赡艹錆M整個(gè)貯斗。所以其實(shí)際容積小于其幾何容積。如下圖1所示。參閱陳宜通主編的混泥土機(jī)械對(duì)其容積進(jìn)行分析。在ab線以下物料充滿整個(gè)容積，而在ab以上則只能用一部分。圖中決定ab線位置的h值由下式確定 （2-3）式中：A圓的直徑，mm; e物料拱錐偏離距離，mm; 物料動(dòng)休止角，°已知h，則可以計(jì)算ab線上下兩部分的容積。ab以上的容積可以用下式估算： 。 ab以下的容積可以用此式估算： 。式中 D料倉(cāng)圓筒的內(nèi)徑，m; d料倉(cāng)卸料口的內(nèi)徑，m; H料倉(cāng)圓筒的高度，m; 料倉(cāng)圓錐部分的高度，m;則料倉(cāng)的有效容積為=+，已知卸料口徑d=0.

30、53，由三角公式得 。并由表（2-1）取物料的動(dòng)休止角為=35o ，取e=0.52m,即=1.10m,故=x1.10x0.532m3 =0.08m3 , ,所以=0.03+19.67（m3）=19.7m3 .此結(jié)果基本符合要求。料倉(cāng)的卸料能力計(jì)算卸料能力按下式進(jìn)行計(jì)算： Q=3600VA(m3/h) 式中 V料流速度，m/s; A垂直料流方向的實(shí)際出口面積，m;注：對(duì)于面積A，當(dāng)料粒度較大時(shí)，實(shí)際出口面積小于卸料面積；當(dāng)是小粒徑時(shí)，則按設(shè)計(jì)卸料口徑計(jì)算。對(duì)于體積V,其大小與物料粒度，均一性，濕度等有關(guān)。當(dāng)卸料口位于貯料斗底部且為整體看流物料時(shí)，按下式計(jì)算： ; 式中 k卸料系數(shù)，與物料流動(dòng)性能

31、和粒度有關(guān)。對(duì)于粉塵及濕的粉砂狀物料取k=0.2，對(duì)于易流動(dòng)的粒狀物料取k=0.6,對(duì)于塊狀物料取k=0.4; g重力加速度，m/s ; h料倉(cāng)中的料層高度，m ;當(dāng) h =H+H2 時(shí)，卸 料 能力最大，取k=0.2,則 。 =0.22m2 。故Q=36000.222.4（m/s）=1900.6(m3/h)=3421.08(t/h).即料倉(cāng)的卸料能力最大為3.42103t/h。滿足輸送量為400t/h的要求。2.3.4 物料對(duì)料倉(cāng)的壓力計(jì)算物料對(duì)料倉(cāng)的壓力主要作用于側(cè)壁和底部。對(duì)側(cè)壁主要是水平壓力和側(cè)面摩擦力。故料倉(cāng)在設(shè)計(jì)選材時(shí)，應(yīng)保證其有可靠的強(qiáng)度和剛度來承受物料的作用力?，F(xiàn)分圓筒和圓錐兩

32、部分受力進(jìn)行計(jì)算。2.3.4.1圓筒倉(cāng)壁壓力 散料并不服從流體壓力分布規(guī)律，這是因?yàn)槲锪吓c倉(cāng)壁的摩擦力的作用及散裝物料的內(nèi)摩擦力的影響。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，現(xiàn)對(duì)散粒物料進(jìn)行理想化處理。物料特性包括：堆積重度，粒度，內(nèi)摩擦和側(cè)壁與底面的摩擦，粘度等。理想物料：物料是由均勻的小質(zhì)粒組成；顆粒之間只存在內(nèi)摩擦（內(nèi)摩擦系數(shù)為常數(shù)）；料倉(cāng)內(nèi)物料全部裝滿；同一平面上的壓力均勻分布。如圖所示，當(dāng)物料從料斗中均勻卸出時(shí)，取一厚度進(jìn)行受力分析，并考慮外摩擦力的影響，列平衡式：式中 在水平方向上物料的壓力； 在垂直方向上物料上的壓力； D圓筒直徑； 物料和倉(cāng)壁之間的摩擦系數(shù)即外摩擦系數(shù)； 物料的容積密度；kg/m; g

33、重力加速度，m/s;并將式中代入并整理：，將側(cè)壓系數(shù)，且y=0,=0,代入得： ；側(cè)壓系數(shù),為物料內(nèi)摩擦角,查表（2-1）得=32o,即k=0.31。已知，=0.52，=6.24m，=0.255，=1800kg/m3, 則 =30.306Kpa; 對(duì)于圓形深鋼料倉(cāng)： =0.6+0.4 式中 h 料倉(cāng)垂直壁高度,m ， 料倉(cāng)卸料口最小尺寸，m 。 將數(shù)據(jù)代入 =0.6+0.4=5.31所以實(shí)際受力為： =160.92kpa;= =532.06kpa 。2.3.4.2圓錐部分倉(cāng)壁壓力圓錐倉(cāng)壁壓力于側(cè)壁的傾斜度有關(guān)，因?yàn)樯⒘Ｎ锪嫌趥}(cāng)壁有內(nèi)摩擦力而使側(cè)壁壓力顯著降低。在其上取的單位長(zhǎng)度，則正壓強(qiáng)： 單

34、位長(zhǎng)度上的作用力可用下式算： =（） 代入上式得: 。這里=60o,所以 =253.71kpa 。2.3.4.3材料選擇及制造方法 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，料倉(cāng)材料選Q235-A。查成大先主編的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中表3-1-43熱軋鋼板，材料尺寸如下：厚5mm,寬6.24m,每平方面積理論重量39.25kg。剩余最上部分采用厚3mm,寬0.914m。料斗圓錐部分面積：3.141.09（）m2=4.45m2;料倉(cāng)重量：3.142.086.2439.25+4.4539.25（kg）=1774.28kg。2.3.5 料倉(cāng)中物料的堵塞及其防治料倉(cāng)中常常會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，致使物料下不來。故需要想辦法來解決這個(gè)問題。（

35、1）改善物料流動(dòng)性 物料流動(dòng)性取決于物料顆粒間的內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力的大小。這兩種力隨著含水量減少及顆粒度的減少，而流動(dòng)性的提高。溫度也影響物料的流動(dòng)性，故可考慮散熱措施。（2）安裝振動(dòng)裝置 實(shí)驗(yàn)表明，散粒物料在振動(dòng)條件下，倉(cāng)壁與物料摩擦系數(shù)僅為靜態(tài)下的1/10，故有利于卸料。振動(dòng)能否有利于卸料，取決于振幅、頻率和物料性質(zhì)。2.4料倉(cāng)閘門設(shè)備2.4.1 閘門作用及類型料倉(cāng)閘門是用來控制貯料斗卸料口的開啟和關(guān)閉。其種類很多，但最長(zhǎng)用的是扇形閘門。根據(jù)操作方式可以分為手動(dòng)式、氣動(dòng)式和電動(dòng)式三種?，F(xiàn)在大多采用啟動(dòng)閘門，因?yàn)闅鈩?dòng)控制性能好，即使漏氣對(duì)混泥土也無影響，一般用操縱電磁氣閥來實(shí)現(xiàn)卸料閘門的啟閉。

36、閘門有弧形和反弧形兩種。對(duì)于砂、小卵石用反弧形，大一點(diǎn)的用弧形門。2.4.2 閘門計(jì)算閘門設(shè)計(jì)計(jì)算的主要任務(wù)是確定啟閉閘門時(shí)所需動(dòng)力大小。閘門的活門受料斗內(nèi)物料的壓力G的作用，所以開啟與關(guān)閉活門是克服壓力G作用下所產(chǎn)生的摩擦力T而做功。閘門的受力情況如下圖所示。由此，可得啟閉活門的推或拉力P。對(duì)其回轉(zhuǎn)點(diǎn)取矩 ，由此可推導(dǎo)出： 式中 卸料門與物料的摩擦系數(shù)，參閱陳宜通主編的混泥土機(jī)械中 表（5-3），取=0.8；卸料口處單位面積上的壓力kpa；W卸料口處的面積,0.53m;考慮料倉(cāng)操作特點(diǎn)的系數(shù)，由于在卸料過程中未全部卸空=1；已知=0.52m,=1800kg/m3,g=9.8m/s2,w=0.

37、53m2, 的值由實(shí)際制造安裝情況確定，現(xiàn)取=2，將數(shù)據(jù)帶入公式得：=43.55kN. 第三章 水平膠帶機(jī)的設(shè)計(jì)第三章 水平膠帶機(jī)的設(shè)計(jì)3.1 概述3.1.1簡(jiǎn)介帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)的一種，能夠在裝載點(diǎn)和裝載點(diǎn)之間連續(xù)運(yùn)送物料。在工、農(nóng)、交通業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中流水作業(yè)不可缺少的組成部分。通過連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)車間運(yùn)輸和加工安裝過程的機(jī)械化，并實(shí)現(xiàn)程序化和自動(dòng)化；在糧食、化工、輕紡、食品等許多部門，連續(xù)輸送機(jī)械往往不單純進(jìn)行物料輸送，還在輸送的時(shí)候進(jìn)行莫些工藝處理；在大型工程項(xiàng)目的施工工地，連續(xù)輸送機(jī)可用來搬運(yùn)大量土方和建材物料；在機(jī)場(chǎng)、港口連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械還用來輸送旅客和行李?？傊?/p>

38、，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的應(yīng)用場(chǎng)合是枚不勝舉的。帶式輸送機(jī)有很多種類：在實(shí)際應(yīng)用中，除了采用各種通用連續(xù)輸送機(jī)械（如通用帶式輸送機(jī)）和特種連續(xù)輸送機(jī)外，往往還根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)的需要，將各種連續(xù)輸送機(jī)安裝在不同結(jié)構(gòu)形式并具有多種工作機(jī)構(gòu)的機(jī)架或門架上構(gòu)成某種專用機(jī)械。以港口的散粒物料連續(xù)裝卸船為例，我國(guó)的各個(gè)散粒物料出口專業(yè)化碼頭均裝備了以帶式輸送機(jī)為主體的散粒物料裝船系統(tǒng)；而在散粒物料進(jìn)口專業(yè)化碼頭上則有以各種連續(xù)輸送機(jī)為主體的散料連續(xù)卸船系統(tǒng)。這些散粒物料連續(xù)卸船機(jī)械的迅速發(fā)展開拓了連續(xù)輸送機(jī)械新的發(fā)展領(lǐng)域。3.1.2工作原理及布置形式（1）工作原理：帶式輸送機(jī)是一種利用連續(xù)而具有撓性的輸送帶不停的運(yùn)轉(zhuǎn)來

39、輸送物料的輸送機(jī)。輸送帶繞過若干滾筒后首尾相連形成環(huán)形，并由張緊滾筒將其拉緊。輸送帶及其上面的物料由沿輸送機(jī)全長(zhǎng)布置托輥支撐。驅(qū)動(dòng)裝置使傳動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，借助滾筒與輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運(yùn)動(dòng)。（2）布置形式：見第一章所述，主要有五種。3.1.3 輸送機(jī)發(fā)展趨勢(shì)帶式輸送機(jī)發(fā)展趨勢(shì)主要是：?3.2 總體參數(shù)確定及設(shè)計(jì)計(jì)算連續(xù)輸送機(jī)械的主要參數(shù)包括輸送能力、水平運(yùn)距、提升高度、工作速度、主要工作構(gòu)件的特征尺寸和驅(qū)動(dòng)功率等。3.2.1 已知參數(shù)輸送量 400t/h ; 輸送帶寬 800mm；輸送長(zhǎng)度 12.6m； 帶速 1.6m/s;驅(qū)動(dòng)方式 電動(dòng)滾筒式； 氣路壓力 0.50.6MPa;輸送材料 小石

40、，砂，細(xì)石等；3.2.2 各部件選用原則及設(shè)計(jì)計(jì)算連續(xù)輸送機(jī)械的選型和設(shè)計(jì)原則是滿足生產(chǎn)和工藝要求。在選型及設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)符合被輸送物料的特性、輸送量、輸送線路以及現(xiàn)場(chǎng)的具體條件和要求，并考慮以下幾項(xiàng)原則：先進(jìn)性和可靠性原則、合理性和經(jīng)濟(jì)型原則、安全性和環(huán)保原則等。此外，還應(yīng)考慮選型的標(biāo)準(zhǔn)化及對(duì)今后進(jìn)一步發(fā)展生產(chǎn)的適應(yīng)性等 。3.2.2.1 輸送帶輸送帶是輸送機(jī)種的牽引和承載構(gòu)件。選用織物芯輸送帶，抗拉體為尼龍帆布。輸送帶要求強(qiáng)度高，自重小，延伸率小，撓性好，耐磨性強(qiáng)及耐腐蝕和壽命長(zhǎng)等。常用的橡膠帶是由覆蓋膠與多層帆布制成。其斷面如圖所示。膠帶越寬，帆布層數(shù)也應(yīng)加多。帶的寬度與相應(yīng)帆布層數(shù)列于下

41、表（3-1），由此表3-1，可選膠帶層z=5層。表3-1 膠帶層數(shù)參選表B(mm)3004005006508001000120014001600Z層數(shù))3-53-63-83-93-103-114-125-125-12根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表2-16可以選輸送帶型號(hào)為CC-56。膠帶接頭有膠結(jié)法和機(jī)械法兩種。一般采用硫化接頭，接頭強(qiáng)度可達(dá)膠帶本身強(qiáng)度的8090。 膠帶的張力主要由帆布層承擔(dān)，帆布的層數(shù)主要由下式確定： (3-1) 式中 :膠帶的最大張力,N; B :帶寬，mm; :膠帶每層帆布寬1厘米的徑向扯斷強(qiáng)度，對(duì)于普通型=560(N/mm); M. 安全系數(shù)，見下表（3-2），現(xiàn)取m=9； 圖3-1 水平膠帶示意圖 表3-2 安全系數(shù)選擇表帆布層數(shù)Z3-45-89-12m硫化接頭8910機(jī)械接頭101112上面的安全系數(shù)取得高，是因?yàn)椋?）避免膠帶伸長(zhǎng)過多；（2）接頭處的強(qiáng)度較弱；（3）應(yīng)力在帆布層間分布不均勻；（4）帶同時(shí)承受著拉應(yīng)力，彎應(yīng)力等。表3-3 帆布帶的