450噸混凝土制造裝備水平輸送裝置虛擬設(shè)計

1、目 錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1混凝土攪拌站發(fā)展歷史11.2混凝土攪拌站的發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1自動化控制程度較高21.2.2可靠性高21.2.3生產(chǎn)能力較高21.2.4計量精度高31.2.5普及率不高地區(qū)差異大31.2.6環(huán)保性能不高31.3我國混凝土攪拌站發(fā)展趨勢41.4混凝土攪拌站的組成51.4.1攪拌主機51.4.2物料稱量系統(tǒng)51.4.3物料輸送系統(tǒng)51.4.4物料貯存系統(tǒng)61.4.5控制系統(tǒng)6第二章 水平輸送裝置帶式輸送機72.1帶式輸送機簡述72.2帶式輸送機的適用范圍82.3帶式輸送機的分類82.4帶式輸送機的工作原理82.5帶式輸送機的優(yōu)缺點9第三章 帶式輸

2、送機設(shè)計計算103.1原始數(shù)據(jù)及工作條件103.1.1原始數(shù)據(jù)103.1.2工作條件103.2部分部件的選擇103.2.1輸送帶103.2.2托輥113.2.3驅(qū)動裝置123.2.4傳動滾筒133.2.5改向滾筒133.2.6拉緊裝置133.2.7清掃器143.2.8機架153.3輸送帶參數(shù)的選定163.3.1設(shè)計參數(shù)163.3.2輸送能力計算163.3.3圓周驅(qū)動力計算173.3.4帶式輸送機功率計算223.3.5輸送帶張力計算223.3.6輸送帶層數(shù)的計算243.3.7校核托輥載荷243.3.8膠帶輸送機運行過程中存在的問題及解決方法27第四章 水平輸送裝置帶式輸送機Pro/E建模304.

3、1 三維軟件（Pro/E）304.2 主要特性304.2.1參數(shù)化設(shè)計304.2.2基于特征建模304.2.3單一數(shù)據(jù)庫314.2.4直觀裝配管理314.2.5易于使用314.3 三維軟件（Pro/E）主要應(yīng)用模板314.3.1工業(yè)設(shè)計(CAID)模塊314.3.2機械設(shè)計(CAD)模塊324.3.3功能仿真(CAE)模塊324.4帶式輸送機零件組成334.5帶式輸送機零件繪制：334.6 帶式輸送機運動仿真50總結(jié)53參考文獻54致 謝55附錄56附錄一 外文翻譯56附錄二 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書80附錄三 開題報告85混凝土攪拌站水平輸送裝置虛擬設(shè)計摘要混凝土攪拌站是用于集中攪拌混凝土的聯(lián)合機械；

4、主要由攪拌主機、物料稱量系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、物料貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等5大系統(tǒng)和其他附屬設(shè)施組成。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，采用集中攪拌、提供商品混凝土的攪拌站具有很大優(yōu)越性，因而得到迅速發(fā)展，并為推廣混凝土泵送施工，實現(xiàn)攪拌、輸送、澆注機械聯(lián)合作業(yè)創(chuàng)造條件。而我國的混凝土攪拌站技術(shù)還不夠完善，對混凝土攪拌站進行優(yōu)化設(shè)計會帶來巨大的經(jīng)濟效益。本次設(shè)計涉及水平輸送裝置的設(shè)計計算、虛擬建模、運動仿真。本次攪拌站虛擬設(shè)計，采用虛擬樣機技術(shù)，應(yīng)用三維軟件構(gòu)造虛擬樣機環(huán)境，通過可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以直觀、方便、迅速地分析、比較多種設(shè)計方案，繼而設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的攪拌站。 本文首先對混凝土及其在國內(nèi)外的發(fā)展

5、現(xiàn)狀進行簡單介紹,并指出了我國混凝土攪拌站的發(fā)展方向；主要介紹了水平輸送裝置帶式輸送機的主要組成部分及其工作原理，簡單的列舉了水平輸送裝置帶式輸送機的優(yōu)缺點。在設(shè)計計算階段依據(jù)原始數(shù)據(jù)和相關(guān)資料確定設(shè)計所需參數(shù)，以此選取相關(guān)規(guī)格的零部件。最后在虛擬設(shè)計環(huán)節(jié)中，利用計算機三維軟件（Pro/E）繪制帶式輸送機主要零部件的零件圖、裝配圖及運動仿真。關(guān)鍵字：混凝土攪拌站，帶式輸送機，虛擬設(shè)計，Pro/EOn The Virtual Design of Concrete Batching Plant: Horizontal Delivery DeviceAbstractConcrete batching

6、 plant is the integrated equipment used for mixing concrete; mainly by the mixing console, weighing system, material conveying systems, material storage system and a control system composed of 5 major systems and other ancillary facilities.With the development of the national economy, concrete batch

7、ing plant that adopt centralized mixing technology to provide goods has great advantages, and thus obtained the rapid development, and to the construction for the promotion of concrete pump, to create conditions to achieve mixing, transportation, pouring mechanical joint operation. Moreover, China&#

8、39;s concrete batching plant technology is still not perfect, concrete mixing station to optimize the design will bring huge economic benefits.The design involves a Horizontal delivery device design and calculations, virtual modeling, and motion simulation.This virtual design of concrete batching pl

9、ant, adopt the virtual prototyping technology, using 3D software to establish virtual prototyping environment, through visualization and virtual reality technology, can be intuitive, convenient, fast analysis, comparison of various design scheme, and then design a rational structure of the mixing st

10、ation.Firstly, the current development of concrete at home and abroad were introduced briefly, and points out the development direction of concrete batching plant ; mainly introduces the main part of belt conveyor and its working principle, list the advantages and disadvantages of the horizontal con

11、veyor belt conveyor simply. The computation phase according to original data and information in the design to determine the design parameters required to select the relevant specifications of components. Finally, the virtual design process, using computer software (Pro/E) drawing of main parts of be

12、lt conveyor parts diagram, assembly and motion simulation.Key words: concrete mixing stations, belt conveyor, virtual design, Pro/E99華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第一章 緒論1.1混凝土攪拌站發(fā)展歷史混凝土攪拌站是指將砂子、水泥、石子、水、添加劑等物料按照一定的混凝土配合比計量，然后經(jīng)過混凝土攪拌機攪拌成合格混凝土的聯(lián)合裝置。凝土攪拌站最早出現(xiàn)于德國，1903年德國在斯太爾貝格(starberg)建造了世界上第一座攪拌混凝土工廠，美國從1913年開始生產(chǎn)預(yù)攪拌混凝土，

13、日本從1950年才開始生產(chǎn)預(yù)攪拌混凝土。 初期的混凝土攪拌站大都是靠手動操作的，稱量方式也都是容積式的。隨著建筑工業(yè)的發(fā)展，混凝土攪拌站的稱量由容積式轉(zhuǎn)為重量式，并從手動操作逐步過渡到半自動操作。在四十年代末，美國的大型建筑工程中使用的混凝土攪拌站已經(jīng)采用了自動控制的重量式稱量。五十年代末，隨著電子工業(yè)的興起和發(fā)展，混凝土攪拌站也大量采用了電氣自動控制。到了六十年代初期，穿孔卡控制系統(tǒng)已用于配合比預(yù)選、容積變更、水分補償和稱量調(diào)節(jié)等。這樣既保證了混凝土的質(zhì)量，又能使勞動強度大為減少。從六十年代末到七十年代初，由于電子計算機工業(yè)的迅速發(fā)展，因而也促進了混凝土攪拌站設(shè)備的發(fā)展。在混凝土攪

14、拌站上安裝了電子計算機和工業(yè)電視后，不但能對配合比、稱量、水分補償?shù)冗M行自動控制，還能對混凝土的銷售、運輸車輛的調(diào)度等行政事務(wù)加以控制和監(jiān)視。  現(xiàn)在，世界上各先進的工業(yè)國家，如美國、日本和西歐等國，他們在建筑工程中所需要的混凝土，幾乎都是由混凝土攪拌站供給的，混凝土的普及率高達90%以上。而我國的混凝土機械發(fā)展在解放前是一片空白，即使在解放初也只是仿造國外落后的攪拌機。1951年，上海市建筑機械廠生產(chǎn)了JG250型混凝土攪拌機，它成為我國早期建設(shè)的主力軍；1978年后，我國采取以經(jīng)濟建設(shè)為中心的方針，這一措施促進了工程建設(shè)的發(fā)展，同時使發(fā)展混凝土機械成為一項重要任務(wù)，我國花重金引進

15、多套攪拌站設(shè)備并組織多家領(lǐng)頭機械廠對攪拌站進行攻關(guān)、研發(fā)，取得了一定的成就。隨后我國在不斷引進外國攪拌站技術(shù)的同時，加大自身對混凝土攪拌站的研發(fā)，到21世紀我國的攪拌站技術(shù)已較為先進。1.2混凝土攪拌站的發(fā)展現(xiàn)狀混凝土攪拌站等攪拌設(shè)備在我國已有多年的發(fā)展歷史了，混凝土行業(yè)在我國雖然經(jīng)過了20多年的發(fā)展，但是整體水平與世界先進水平相比還有一定的差距，和許多發(fā)達國家相比還屬于初級階段。近年來，我國混凝土攪拌站生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品已形成系列化，但技術(shù)水平參差不齊，只有部分產(chǎn)品接近國際先進水平，有些技術(shù)已經(jīng)超過進口混凝土攪拌站的水平，其中部分產(chǎn)品具有自動化程度高、生產(chǎn)能力高、稱量精度高、投資少、攪拌質(zhì)量

16、好，能實現(xiàn)多倉號、多配合比、不間斷地連續(xù)生產(chǎn)以及主機及其主要元器件的國產(chǎn)化程度高等優(yōu)點，但我國的混凝土攪拌站還存在著整體技術(shù)含量不高、普及率不高、地區(qū)差異較大、智能化程度不高和環(huán)保性能不高等缺點1.2.1自動化控制程度較高自動化控制程度是反映一臺設(shè)備技術(shù)含量高低的主要標志，混凝土攪拌站從原始的人工攪拌到滾筒式攪拌，再到強制式攪拌站，其自動化程度不斷提高 其控制系統(tǒng)目前大都相對先進和穩(wěn)定，自動化程度普遍較高，均可全自動長時間不間斷連續(xù)生產(chǎn)?？刂剖依锏牟僮髌脚_及電腦監(jiān)控可以形象地反映整個生產(chǎn)流程和每個部位的情況，如水泥筒倉的水泥貯備情況、骨料倉里的骨料貯備、骨料的輸送和混凝土出料等情況，一旦某個部

17、位出現(xiàn)了問題就可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并及時加以解決。 1.2.2可靠性高我國的混凝土攪拌站經(jīng)過了十多年的發(fā)展，其可靠性較高，關(guān)鍵部件如主機、螺旋機、主要控制和氣動元件的性能已相當穩(wěn)定，如攪拌葉片采用獨特的高鉻高錳合金耐磨材料，軸端支承及密封形式采用獨特的多重密封或氣密，極大地提高了主機的可靠性能。對常受沖擊、易磨損處，如卸料斗、過渡斗等處采用耐磨鋼板在里部加強；環(huán)型皮帶接合處硫化黏結(jié)，使用壽命比普通的鋼鉚接增長3倍，這是確保其可靠性高的前提條件。1.2.3生產(chǎn)能力較高當前混凝土攪拌站多采用雙并聯(lián)站和多并聯(lián)站的形式，這極大地提高混凝土公司的生產(chǎn)能力，從根本上解決了生產(chǎn)能力不足的問題；另一方面生

18、產(chǎn)能力的提高，可以承擔更多的業(yè)務(wù)，從而占領(lǐng)更多的混凝土市場份額。1.2.4計量精度高混凝土攪拌站的計量精度分四個方面，及水泥、骨料、水、外加劑，其中水泥的精度控制在±1%之內(nèi)，骨料的精度控制在±2%之內(nèi)，水的精度控制在±1%之內(nèi)，外加劑的精度控制在±1%之內(nèi)。骨料的計量一般是采用皮帶稱、稱量斗來進行稱量，皮帶稱為累計稱量，稱量斗為單獨稱量或累計稱量。水泥及粉料的稱量一般是采用稱量斗來進行，當有多種粉料時采用累計稱量或單獨稱量。水的計量一般有容積式和稱量式兩種方式，容積式又分為時間計量方式、定量水表計量方式、渦輪流量儀計量方式；稱量式分為自落排水稱量裝置、

19、加壓水泵排水稱量裝置以及整體式稱量桶結(jié)構(gòu)；外加劑的稱量有容積式、質(zhì)量式和脈沖計量表等方式。無論是骨料、粉劑還是水劑的稱量，其稱量、控制和信號轉(zhuǎn)換元件等均采用進口元件，高精度的傳感器、進口微機控制、各秤單獨稱量或累計稱量，完全保證計量的準確且工作性能穩(wěn)定。1.2.5普及率不高地區(qū)差異大目前我國商品混凝土發(fā)展不平衡，沿海與內(nèi)地，東部與西部地區(qū)，省會與地級城市都存在很大差異。1.2.6環(huán)保性能不高混凝土攪拌站的污染主要來自于三個方面，一是粉塵的污染，粉塵主要是輸送水泥等粉料物質(zhì)時產(chǎn)生的；二是噪聲的污染，主要是裝卸骨料時產(chǎn)生的；三是污水的污染。這些環(huán)保問題一方面是混凝土生產(chǎn)商為節(jié)約投資不注重環(huán)保，另一

20、方面是政府及相關(guān)部門監(jiān)管力度不夠。1.3我國混凝土攪拌站發(fā)展趨勢由于混凝土攪拌站本身和選用混凝土攪拌站的工程機械具有很多優(yōu)點，因此，今后我國的需求量將持續(xù)增長，并有以下主要發(fā)展趨勢。 1）.發(fā)展大中型混凝土攪拌站大中型混凝土攪拌站具有簡化泵結(jié)構(gòu)和節(jié)省工程機械建設(shè)投資的突出優(yōu)點，一般可降低成本40%60%，縮短工期1/22/3。因此，將在市政、工礦、環(huán)保和工農(nóng)業(yè)給排水等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。預(yù)計將來的需求量將較大。2）.發(fā)展多功能多用途混凝土攪拌站我國混凝土攪拌站的形式和國外著名的混凝土攪拌站生產(chǎn)廠的產(chǎn)品相比還不夠多，如帶有切割裝置的泵、多級泵、抽送腐蝕性介質(zhì)的混凝土攪拌站等生產(chǎn)的還很少，然

21、而其市場的需求量又很大，因此，具有很好的發(fā)展前途。3）.開發(fā)高可靠性密封機械是混凝土攪拌站的關(guān)鍵部分，采用兩道單端面機械密封，這樣介質(zhì)的壓力可以作用到端面，泄漏方向為內(nèi)流型，這些都是有利的，但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。在油室內(nèi)裝雙端面機械密封，兩側(cè)的端面應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)型式，使介質(zhì)的壓力能作用到下側(cè)的端面上，否則只靠彈簧力，密封端面的反推力易使端面打開。因此，還應(yīng)進一步在結(jié)構(gòu)和材料方面進行研究，提高其可靠性和壽命。4）.新材料新技術(shù)新工藝等將逐步應(yīng)用普通泵已使用不銹鋼、氟塑料(F46)、襯塑、襯膠、噴涂陶瓷等，所有這些材料應(yīng)當盡快應(yīng)用到混凝土攪拌站上，擴大潛水泵的應(yīng)用領(lǐng)域。而計算機輔助設(shè)計、輔助制造和輔助測

22、試等新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用也勢在必行。事實證明，新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用，不但解放勞動生產(chǎn)力，而且還可以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。5）.注意混凝土攪拌站的外觀質(zhì)量并逐步打入國際市場我國的混凝土攪拌站在國際市場上有著明顯的價格競爭優(yōu)勢，但是必須要注意提高電泵的可靠性和壽命，尤其要改善混凝土攪拌站的外觀質(zhì)量，要給用戶一種美的感覺，以使國產(chǎn)的混凝土攪拌站早日更多地打入國際市場。1.4混凝土攪拌站的組成混凝土攪拌站主要由攪拌主機、物料稱量系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、物料貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等5大系統(tǒng)和其他附屬設(shè)施組成。1.4.1攪拌主機攪拌主機按其攪拌方式分為強制式攪拌和自落式攪拌。強制式攪拌機是國內(nèi)外攪拌站使用

23、的主流，它可以攪拌流動性、半干硬性和干硬性等多種混凝土。自落式攪拌主機主要攪拌流動性混凝土，在攪拌站中很少使用。強制式攪拌機按結(jié)構(gòu)形式分為主軸行星攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸攪拌機。而其中尤以雙臥軸強制式攪拌機的綜合使用性能最好。1.4.2物料稱量系統(tǒng)物料稱量系統(tǒng)是影響混凝土質(zhì)量和混凝土生產(chǎn)成本的關(guān)鍵部件，主要分為骨料稱量、粉料稱量和液體稱量三部分。一般情況下，每小時20立方米以下的攪拌站采用疊加稱量方式，即骨料（砂、石）用一把秤、水泥和粉煤灰用一把秤、水和液體外加劑分別稱量，然后將液體外加劑投放到水稱斗內(nèi)預(yù)先混合。而在每小時50立方米以上的攪拌站中，多采用各稱物料獨立稱量的方式，所有稱量都采

24、用電子秤及微機控制。骨料稱量精度2%，水泥、粉料、水及外加劑的稱量精度均達到1%1.4.3物料輸送系統(tǒng)物料輸送由三個部分組成：1）.骨料輸送：攪拌站輸送有料斗輸送和皮帶輸送兩種方式。料斗提升的優(yōu)點是占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單。皮帶輸送的優(yōu)點是輸送距離大、效率高、故障率低。皮帶輸送主要適用于有骨料暫存?zhèn)}的攪拌站，從而提高攪拌站的生產(chǎn)率。2）.粉料輸送：混凝土可用的粉料主要是水泥、粉煤灰和礦粉。普遍采用的粉料輸送方式是螺旋輸送機輸送，大型攪拌樓有采用氣動輸送和刮板輸送的。螺旋輸送的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用可靠。3）.液體輸送主要指水和液體外加劑，它們是分別由水泵輸送的。 1.4.4物料貯存系統(tǒng)混凝土

25、可用的物料貯存方式基本相同。骨料露天堆放（也有城市大型商品混凝土攪拌站用封閉料倉）；粉料用全封閉鋼結(jié)構(gòu)筒倉貯存；外加劑用鋼結(jié)構(gòu)容器貯存。1.4.5控制系統(tǒng)攪拌站的控制系統(tǒng)是整套設(shè)備的中樞神經(jīng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)用戶不同要求和攪拌站的大小而有不同的功能和配制，一般情況下施工現(xiàn)場可用的小型攪拌站控制系統(tǒng)簡單一些，而大型攪拌站的系統(tǒng)相對復(fù)雜一些?；炷翑嚢枵竟に囘^程：1）.開始生產(chǎn)后各原材料按其距攪拌機進口的距離順序啟動均勻配料 過程、同步到達拌缸口；2）.各料按比例均勻進入攪拌機進口；3）.攪拌機回旋攪拌的同時將料向前推進,料從進口開始攪拌/推進到出口即變?yōu)槌善贰?）.生產(chǎn)到預(yù)先設(shè)定方量后，各材料按距攪

26、拌機進口的距離順序停止。 從啟動生產(chǎn)到生產(chǎn)結(jié)束，配料、攪拌/推進、出料是連續(xù)進行的。第二章 水平輸送裝置帶式輸送機2.1帶式輸送機簡述1、頭部漏斗 2、機架 3、頭部清掃器 4、傳動滾筒 5、安全保護裝置 6、輸送帶 7、承載托管8、緩沖托輥 9、導(dǎo)料槽 10、改向滾筒 11、螺旋拉緊裝置 12、尾架 13、空段清掃器 14、回程托輥 15、中間架 16、電動機 17、液力耦合器 18、制動器 19、減速器 20、聯(lián)軸器圖2-1 帶式輸送機整體結(jié)構(gòu)帶式輸送機由輸送帶、驅(qū)動裝置、托輥、機架、清掃器、拉緊裝置和制動裝置等組成。其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來

27、完成物流從裝載點到卸載點的輸送。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。、輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運輸，輸送帶操作安全，輸送帶使用簡便，維修容易，運費低廉，并能縮短運輸距離， 降低工程造價，節(jié)省人力物力。輸送帶根據(jù)摩擦傳動原理而運動，適用于輸送堆積密度小于1.67/噸/立方米，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料及袋裝物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、糧食等。膠帶輸送機可在環(huán)境溫度-20至+40范圍內(nèi)使用，被送物料溫度小于60。傳動可用電滾筒，也可用帶驅(qū)動架的驅(qū)動裝

28、置。2.2帶式輸送機的適用范圍帶式輸送機可以用于水平運輸或傾斜運輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中。根據(jù)輸送工藝要求，可以單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置型式的作業(yè)線需要。2.3帶式輸送機的分類帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如下：2.4帶式輸送機的工作原理輸

29、送帶繞經(jīng)傳動滾筒和尾部改向滾筒形成環(huán)形封閉帶。傳動滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動。輸送帶支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點載入輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。 普通型帶式輸送機機身的上部是支撐段，用槽形托輥支撐，以增加物料的橫截面積，下部為回程段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。2.5帶式輸送機的優(yōu)缺點優(yōu)點：A運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港

30、口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。B帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力?。s為刮板輸送機的1/3-1/5），而且對貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。C帶式輸送機的輸送線路適應(yīng)性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定短則幾米，長可達10km以上?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料（如選煤廠煤倉下的輸送機）或沿帶式輸送機長度方向上的

31、任一點通過均勻給料設(shè)備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。缺點：傾斜輸送時受最大允許傾角限制；不宜沿水平改變輸送方向；不宜用于輸送溫度較高的物料。第三章 帶式輸送機設(shè)計計算3.1原始數(shù)據(jù)及工作條件3.1.1原始數(shù)據(jù)膠帶輸送機輸送帶 450t/h輸送寬度 800mm輸送長度 15.60m帶速 1,6m/s驅(qū)動方式 電動滾筒式上料方式 裝載機上料配送材料 小石、細石、砂等。3.1.2工作條件工作環(huán)境 露天放置3.2

32、部分部件的選擇3.2.1輸送帶輸送帶又叫運輸帶，是用于皮帶輸送帶中起承載和運送物料作用的橡膠與纖維、金屬復(fù)合制品，或者是塑料和織物復(fù)合的制品。皮帶輸送機在農(nóng)業(yè)、工礦企業(yè)和交通運輸業(yè)中廣泛用于輸送各種固體塊狀和粉料狀物料或成件物品，輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運輸，輸送帶操作安全，輸送帶使用簡便，維修容易，運費低廉，并能縮短運輸距離， 降低工程造價，節(jié)省人力物力。設(shè)計中考慮物料性質(zhì)輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表1-2及輸送帶強度，參見表1-6；初選輸送帶層數(shù)z=4.表1-6 帆布芯輸送帶規(guī)格及技術(shù)參數(shù)（參考值）3.2.2托輥托輥是用于支撐運輸帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。托輥的種類

33、有：槽型托輥、平行托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥、回程托輥、過度托輥等。其中，槽型托輥用于承載分支輸送散狀物料；平行下托輥用于回程分支支撐輸送帶。托輥的間距應(yīng)滿足兩個條件：棍子軸承的承載能力（見表2-74）及輸送帶的下垂度托輥間距應(yīng)配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得合適的帶速。穩(wěn)定工況下的下垂度應(yīng)限制在1%以內(nèi)。本系列承載分支托輥的間距見表2-24，取間距1.2m?；爻谭种休侀g距為2.43m。參照輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-42；表2-50；表2-70，表2-74：選取槽型托輥直徑D=108mm；長度L=315mm；A=1090mm；E=1150mm；H1=146mm；H=270mm；H2

34、=385mm；P=170mm；Q=130mm；孔d=M12；軸承4G205；旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為4.07kg；承載能力:2.75kN。選取平行托輥直徑D=108mm；長度L=950mm；A=1090mm；E=1142mm；H1=154mm；H2=385mm；P=145mm；Q=90mm；孔d=M12；軸承4G205；旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為8.74kg；承載能力:1.53kN。頭部滾筒中心線至第一組槽型托輥的最小過渡距離A=1.6B=1480mm。圖3-1 槽型托輥結(jié)構(gòu)圖3.2.3驅(qū)動裝置電動滾筒是將電機、減速齒輪裝入滾筒內(nèi)部的傳動滾筒。因其結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，適合短距離及較小功率的單機驅(qū)動帶式輸送機。功率

35、范圍2.255kW，用于環(huán)境溫度不超過40的場合。參照輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-75 電動滾筒系列選用表圖3-2 電動滾筒選取電動滾筒規(guī)格B、D：8063；電機功率：11KW；帶速：1.6m/s；最大張力：6463N。3.2.4傳動滾筒傳動滾筒是帶式輸送機傳遞動力的主要部件，其驅(qū)動帶式輸送機的方式有單滾筒、雙滾筒及多滾筒之分。單滾筒多用于功率不太大的輸送機上，如煤礦地面運輸及選煤廠等處。井下帶式輸送機一般均采用雙滾筒，以使輸送機結(jié)構(gòu)緊湊。傳動滾筒從制作材料上來分有鋼板卷制焊接、鑄鋼及鑄鐵3種。從結(jié)構(gòu)型式上來分有裝配輻板式、輻條式、整體輻板式3種。另外，滾筒表面也有光面、包膠、鑄膠等型式；

36、其中，以鋼板焊接裝配輻板式鑄膠滾筒應(yīng)用最為廣泛。3.2.5改向滾筒改向滾筒用于改變輸送帶的運動方向或增加輸送帶與傳動滾筒的圍包角。改向滾筒用于180°改向是一般放在尾部或垂直拉緊裝置處。90°改向放在垂直拉緊裝置的上方。增面滾筒一般用于小于或等于45°的場合。改向滾筒覆面有裸露光鋼面和平滑膠面兩種。改向滾筒與傳動滾筒直徑匹配參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-21、表2-22.選取傳動滾筒直徑為630mm，改向滾筒直徑為400mm；軸承型號均選取3520。3.2.6拉緊裝置拉緊裝置使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動滾筒間產(chǎn)生摩擦力是輸送帶不打滑，并限制輸送帶

37、在各托輥間的垂度，是輸送帶正常運行。常見的拉緊裝置有螺旋式、垂直重錘式、重錘車式、固定絞車式四種。拉緊裝置應(yīng)盡量布置在輸送帶張力最小的位置上，并盡量靠近傳動滾筒以便于維修。在確定拉緊力時，除考慮正常運動外，還應(yīng)該考慮起（制）動及空載空車工況。螺旋拉緊裝置使用于長度較短（小于100m），對功率較小的輸送機，可按機長的1%1.5%選取拉緊行程。螺旋拉緊裝置行程有500mm、800mm、1000mm三種。參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-11.選取拉緊裝置為螺旋拉緊裝置；行程為500mm；最大拉緊力為24KN；滾筒直徑為400mm；預(yù)緊力取20KN圖3-3 螺旋拉緊裝置3.2.7清掃器清掃器用于清

38、掃輸送帶上粘附的物料。帶式輸送機輸送物料過程中,若殘留附著物料進入滾筒或托輥軸承座內(nèi)會加快軸承磨損、滾筒或托輥表面粘上物料會撕裂和拉毛輸送帶面膠，加速輸送帶的磨損和毀壞。如果物料在帶式輸送機尾部改向滾筒或垂直拉緊滾筒表面附著并結(jié)塊會造成輸送帶跑偏，增加輸送帶的磨損，甚至撕裂滾筒包膠層等造成嚴重后果。清掃器在輸送機上有著不可忽視的作用。在運行中，如果人為的清除機尾滾筒附著物，往往容易發(fā)生嚴重人身傷亡事故。而清掃器有及時、方便地、快速的清除滾筒附著物的特點。本設(shè)計包含一個頭部清掃器 和兩個空段清掃器；與輸送帶的接觸面積: A=0.8×0.012×0.8×0.01=0.

39、04m2 其中清掃器板厚10mm.3.2.8機架 機架是支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。本設(shè)計采用了機構(gòu)緊湊、剛性好、強度高的三角形機架。（1）機架有四種結(jié)構(gòu)，見圖3-4.可滿足帶寬5001400mm、傾角018°、圍包角190°210°多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。01機架：用于018°傾角的頭部傳動或頭部卸料裝置。選用時應(yīng)標志角度。02機架：用于018°傾角的尾部改向滾筒或中間卸料傳動滾筒。03機架：用于018°傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動滾筒，圍包角小于或等于180°04機架：用于傳動滾筒設(shè)在下分支的機架

40、?？捎糜诙酀L筒傳動，也可用于單滾筒傳動（兩組機架配套使用）。圍包角大于或等于200°.01、02機架適用于5001400mm；03、04機架適用于8001400mm。（2）本系列機架適用于輸送帶強度范圍：CC-56棉帆布3 8層；NN-100300尼龍帶及EP-100300聚酯帶36層；鋼繩芯帶ST2021 以下。（3）滾筒的直徑范圍：5001000mm。（4）中間架用于安裝托輥。標準長度為6000mm，非標準長度為30006000mm及凸凹弧段中間架；支腿有I型（無斜撐）、II型（有斜撐）兩種。中間架與中間架支腿全部采用螺栓連接，便于安裝和運輸。圖3-4 機架結(jié)構(gòu)選取機架結(jié)構(gòu)為01

41、機架3.3輸送帶參數(shù)的選定3.3.1設(shè)計參數(shù)初選帶寬800（mm）；帶速v=1.6（m/s）；上承載托輥間距取1.2(m)；下承載托輥間距取3(m)；上承載槽型托輥取槽角=35°；下托輥選平行托輥；上下托輥直徑均取108（mm）；導(dǎo)料槽長度取1.5*4（m）3.3.2輸送能力計算 "式中 S 輸送帶上物料的最大橫截面積，m2； 帶速，m/s； 傾斜角度，表2-28查取 取=1.00； 物料的松散密度，kg/m3；表2-28 傾斜系數(shù)傾角，（o）24681012141618201.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81參數(shù)值的確定：參見輸

42、機械設(shè)計選用手冊表1-3，表2-4；因為動堆積角一般為為安息角的50%75%，取物料的動堆積角松散密度=1.25×103kg/m3；由輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表1-3得：S=0.0678m2； 則 =3.6×0.0678×1.6×1.25×103=488.16t/h 450t/h滿足輸送能力450t/h的要求。3.3.3圓周驅(qū)動力計算傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力FU為所以阻力之和，可按式（2-11）、式（2-12）進行計算。FU= FH+FN+FS1+FS2+FSt (N) (2-11) FU= LgqRO+qRU+(2qB+qG)+FN+FS1

43、+FS2+FSt（N） （2-12）當輸送機傾角小于18°時，可選取1.模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制作、安裝水平選取，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-30L輸送機長度(頭、尾滾筒中心距)，m；g重力加速度，取g=9.8m/s2；qRO承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-70、表2-71；qRU回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-70、表2-72、表2-73；qB每米輸送帶的質(zhì)量，kg/m，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表1-7、表1-11及各廠樣本；qG每米長輸送帶物料的質(zhì)量，按公式（2-14）

44、計算 qG=Iv / （2-14） FH主要阻力，N；FN附加阻力，N，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-31；FS1 特種主要阻力，即托輥前傾摩擦阻力及導(dǎo)料槽摩擦阻力，N，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-32 FS2 特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力，N，參見輸送機械設(shè)計選用手冊、上冊表2-32；FSt 傾斜阻力，N。表2-30 模擬摩擦系數(shù)（推薦值）安裝情況工作條件水平、向上傾斜及向下傾斜的電動工況工作環(huán)境良好，制造，安裝良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小0.020按標準設(shè)計，制造，調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等0.022多塵，低溫，過載，高轉(zhuǎn)速，安裝不良，托輥質(zhì)量差

45、，物料內(nèi)摩擦大0.0230.03向下傾斜設(shè)計，制造正常，處于發(fā)電工況時0.0120.016參數(shù)的確定： =0.03；L=15.6m ；g=9.81m/s2；槽型托輥直徑D=108mm；長度L=315mm；軸承4G205；旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為4.07kg；上承載托輥間距取1.2(m)； 平行托輥直徑D=108mm；長度L=950mm；軸承4G205；旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為8.74kg；下承載托輥間距取3(m)； qRO=3×4.07/1.2=10.18kg/mqRU=8.74/3=2.91kg/m輸送帶質(zhì)量=布層數(shù)*每層質(zhì)量（kg/）+（上膠厚+下較厚）*每毫米膠料質(zhì)量*帶寬*帶長輸送帶型號：NN-

46、100；抗拉體材料：錦綸（尼龍）帆布；抗拉強度：100N/（mm·層）；每層厚度: 1.00 mm；每層重量：1.02 kg/mm2；帶寬范圍：400 1800mm；層數(shù)范圍26；覆蓋膠厚度:上膠厚度4.5mm；下膠厚度1.5mm；， 每毫米厚膠料重量：1.19kg/m2；輸送帶層數(shù)z=4 每米輸送帶質(zhì)量：qB=4×1.02+（4.5+1.5）×1.19×0.8=8.98kg/m每米長輸送物料質(zhì)量： G=IV/=450/(3.6×1.6)=78.13kg/m阻力形式單位代號說明單位在加料段、加速段輸送物料和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力=NDdF

47、導(dǎo)料擋板內(nèi)部寬度滾筒直徑輸送帶厚度軸承內(nèi)軸徑軸承上輸送帶平均張力作用于滾筒的兩個輸送張力和滾筒旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量引起的力的向量和加速度長度在輸送帶運行方向上物料的輸送速度分量物料與輸送帶間的摩擦系數(shù)，0.50.7物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦系數(shù)，=0.50.7MmmmNM-在加速段物料和導(dǎo)料擋板間的摩擦阻力N輸送帶經(jīng)過滾筒的彎曲阻力（1） 各種帆布輸送帶(2) 鋼繩芯輸送帶N滾筒軸承阻力（傳動滾筒的不計算）N表2-31 附加阻力FN附加阻力：FN=FbA+Ff+F1+Ft其中：在加料段、加速段輸送物料和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力：=450/3.6×1.6=200N在加速段物料和導(dǎo)料擋板間的摩擦

48、阻力： 物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦系數(shù)2 =0.7；物料與輸送帶間的摩擦系數(shù)1=0.7； 加速段長度：= 0.186m IV=Q/3.6=0.1m2/s取導(dǎo)料槽擋板內(nèi)部寬度b1=0.495mFf= =101.81N輸送帶經(jīng)過滾筒的彎曲阻力： B=800mm；d=2×1.0+（4.5+1.5）=8mm；F=2021 0N；D=630mm；F1=9×O.8×(140+0.01×2021 0/0.8)×0.008/0.63=35.66N則 FN=200+101.81+35.66=337.47N特種阻力：FS=Fg1+Fr其中：輸送物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦阻

49、力式中： 裝有導(dǎo)料擋板的設(shè)備長度l=1.5×4=6mFg1=547.38N輸送帶清掃器的摩擦阻力：Fr=Ap3 式中： 本設(shè)計包含 一個頭部清掃器 和兩個空段清掃器；與輸送帶的接觸面積： A=0.8×0.012×0.8×0.01=0.04m2 其中清掃器板厚10mm；取輸送帶與輸送帶清掃器間的摩擦系數(shù)3=0.7； 輸送帶清掃器和輸送帶間的壓力p=10×104N/m2 Fr=0.04×10×104×0.7=2800N在本設(shè)計中托輥無前傾： F=0無卸料器: Fa=0 則 Fs2=547.38+2800=3347.38

50、N計算圓周驅(qū)動力: FU= LgqRO+qRU+(2qB+qG)+FN+FS1+FS2+FSt（N） =0.03×15.6×9.81×10.18+2.91+(2×8.98+78.13) +337.47+3347.38=4186N3.3.4帶式輸送機功率計算 PA=FU式中： PA傳動滾筒軸所需功率，kW； FU圓周驅(qū)動力，kW； 帶速，m/s；PA1=4186×1.6=6.7(kW)驅(qū)動電機軸所需功率PM：帶式輸送機所需正功率 PM=Pa/1 反饋功率 PM=Pa2式中1=0.780,95； 取中間值0.8 2=0.951.0： 取中間值0.9

51、8則： 正功率 PM=6.7/0.8=8.37(kW) 反饋功率 PM=6.7×0.98=6.57(kW)選取電動滾筒規(guī)格B、D：8063：電機功率：11KW；帶速：1.6m/s；最大張力：6463N3.3.5輸送帶張力計算輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機的正常運行，輸送帶的張力必須滿足以下兩個條件：1）.輸送帶的張力在任何負載情況下，作用在全部滾筒上的圓周驅(qū)動力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；圓周驅(qū)動力Fu通過摩擦傳遞到輸送帶上，為保證輸送帶工作時不打滑，需在回程帶上保持最小張力F2max，按式（2-18）進行計算： F2minFU

52、,max （2-18） FU,max滿載輸送機啟動或制動時出現(xiàn)的最大圓周驅(qū)動力； 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，參見表2-33，取=0.4； 傳動滾筒的圍包角，一般取=2.84.2rad（160°240°）； 尤拉系數(shù)，見表2-34，取=3.51啟（制）動時傳動滾筒上最大圓周力:FA=KAFU式中： KA起動系數(shù)，KA=1.31.7：取KA=1.5則： FU,max=1.5 FU=1.5×4186=6279N F2minFU,max 6279=2501N 2）.作用到輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組承載托輥間保證垂度小于一定值。 為了限制輸送帶在兩組托輥間的

53、下垂度，作用在輸送帶上任意一帶你的最小張力Fmin，需按式（2-19）、式（2-20）、進行驗算，承載分支: 回程分支: 輸送帶許用的最大下垂度應(yīng)滿足h/a0.01.則： 承載分支 Fmin=11609N 回程分支 Fmin=3303N由Fmin=11609N計算輸送帶各點張力，在忽略附加阻力情況下，可得F4點張力：F4=Fmin -Fr- Lg（qB+qG） =11609- 2800- 0.03×15.6×9.81×（8.98+78.13） =10954N2501N 則取F2=11609N，可得穩(wěn)定運行工況下最大張力： F1max= F2+ FU=11609+4

54、186=15795N3.3.6輸送帶層數(shù)的計算 輸送帶層數(shù)F1max穩(wěn)定工況下輸送帶的最大張力，N;n穩(wěn)定工況下輸送帶靜安全系數(shù),取n=12； 輸送帶縱向扯斷強度，N/（mm·層），見表1-6；B帶寬，mm。 則： Z=2.37 故選擇4層符合要求。3.3.7校核托輥載荷帶式輸送機承載分支，回程分支托輥的選用取決于帶寬、帶速、托輥間距及棍子的靜載荷、動載荷等各種參數(shù)，計算后按輥子承載能力進行校核。輥徑與帶寬、帶速有關(guān)，輥徑與帶速的關(guān)系見表2-26.表2-26 托輥輥子適應(yīng)的帶速輥徑，mm89108133159194219帶速，m/s0.52.50.53.151.04.01.05.01

55、.255.03.156.5托輥壽命取決于軸承的失效壽命。因此，托輥的承載能力與軸承壽命有關(guān)，選用時應(yīng)按帶速、輸送機的生產(chǎn)能力確定載荷，然后按輥子的承載能力表（見表2-74），選取軸承。本設(shè)計中上下托輥軸承型號均選取4G205。靜載計算承載分支托輥 PO=ea0(Im/+qB)g 式中 PO承載分支托輥動載荷，N；a0承載分支托輥間距，m；e輥子載荷系數(shù)，見表2-35， 帶速，m/s；qB每米輸送帶的質(zhì)量，kg/m；Im輸送能力，kg/s。表 2-35 輥子載荷系數(shù)e托輥公式E一節(jié)輥1二節(jié)輥0.63三節(jié)輥0.8計算輸送能力： Im=Q/3.6=450/3.6=125kg/s 則： PO=0.8×1