料袋儲存運輸帶三維本科畢業(yè)論文

料袋儲存運輸帶三維設計青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文）⑷校核校核軸、輥筒、軸承和鍵等主要受力零件。(5)使用說明安裝與調(diào)試、維修與保養(yǎng)、機器的潤滑、常見故障及排除、配套外購件使用說明書[3]。

3基本結構及工作原理3.1工作原理及結構組成電動機經(jīng)按定比傳動的減速器將動力傳到主動輥，而主動輥通過與運輸帶之間的摩擦將運動傳遞到運輸帶，進而帶動從動輥、托輥等轉動。當控制系統(tǒng)給出加料命令時，料袋儲存運輸機能自動將料袋運輸?shù)叫：顺由线M行校核，從而進一步通過其他設備將符合要求的膠料投入到密煉機，而將不符合要求的小料袋報警[4]。料袋儲存運輸機是密煉機上輔機系統(tǒng)的重要組成部分，它具有輸送能力大、功耗小、結構簡單、制造方便等優(yōu)點，因而被廣泛應用。其總體結構如下圖所示：圖3-1總裝圖Fig.3-1Generalassemblydrawing如圖2-1所示，料袋儲存運輸機可以將料袋在生產(chǎn)線上，從最初的供應點輸送到最終的卸料點的的機械，其運動傳遞形式主要依靠摩擦傳動。料帶儲存運輸機主要由電機、光電開關、托輥、運輸帶、從動輥、側擋板、支架等組成。電動機帶動減速器轉動，從而帶動從動輥、托輥和運輸帶轉動，當小料袋輸送到光電開關處時，遮擋光電開關光線，光電開關會給出信號，使運輸機停止運行一小段時間，待校核合格后，運輸機繼續(xù)運行[4]。圖3-2主架體Fig.3-2Framebody(1)料袋儲存運輸機的機體為碳鋼型材和鋼板焊接的框架結構，是小料校核運輸機的重要組成部分之一，它主要是由架體、矩形鋼管100×50×4、鋼板、槽鋼等部分焊接而成，材料都是Q235B。主架體可根據(jù)材料情況分兩段拼焊，但要求拼接平整無明顯痕跡，其架體表面有很多螺紋孔，主要用于安裝主動輥、從動輥、托輥等。圖3-3前支腿Fig.3-3Frontleg(2)前支腿：前支腿和后支腿協(xié)調(diào)作用對主架體起到支撐作用，材料為Q235B，其由矩形鋼管100×50×4、矩形鋼管100×50×4、底板組合焊接而成。圖3-4后支退Fig.3-4Hindleg后支腿：后支腿與前支腿形成一可調(diào)的高度差，起到支撐架體的作用，材料為Q235B，其由矩形鋼管100×50×4、矩形鋼管100×50×4、3底板組合而成。圖3-5加高支腿和調(diào)節(jié)桿Fig.3-5Heighteninglegandregulatinglever(4)加高支腿和調(diào)節(jié)桿主要與前支腿和后支腿配合使用，使前后支腿形成可調(diào)的高度差，從而滿足不同高度要求的主架體，材料均為Q235B。圖3-6從動輥支架（調(diào)節(jié)端）Fig.3-6Adjustdrivenrollerstents(Adjustmentend)從動輥支架（調(diào)節(jié)端）:從動輥支架調(diào)節(jié)端用螺栓和架體連接，安裝調(diào)節(jié)端從動輥，由于安裝調(diào)偏螺栓與固定端從動輥支架結構不同由支撐板和連接板焊接而成，所用材料為Q235B。在從動輥支架上需安裝調(diào)偏螺栓，在運輸機運轉后發(fā)現(xiàn)帶偏離時，應及時調(diào)整調(diào)偏螺栓，使帶按照正確的要求運行。圖3-7從動輥支架（固定端）Fig.3-7Drivenrollerholder(fixedend)從動輥支架（固定端）：從動輥支架固定端用螺栓與架體連接，安裝固定端從動輥，由支撐板和連接板焊接而成，所用材料為Q235B。圖3-8主動輥支架Fig.3-8Activerollerbracket主動輥支架：主動輥支架通過螺栓與架體連接，用來安裝主動輥，主動輥通過鍵跟減速器連接，從而傳遞動力。主動輥支架材料為Q235A。圖3-9運輸帶Fig.3-9Conveyorbelt(8)運輸帶：輸送帶是輸送機的必不可少的部分，它既是不但起承載作用，也起到了牽引作用，要求它的強度應滿足機械的要求，同時要具有較好的撓性。合理選擇輸送帶可以降低料袋儲存運送機的投資和運行成本，而且更重要的是能夠保證輸送機能夠正常、安全、可靠的運行。經(jīng)過對各種帶的研究與比較，本設計采用無接頭錦綸芯橡膠帶，可使料袋儲存運輸機能安全可靠運行。并且需要在輸送帶兩側裝有高度相同的側擋板，防止膠料側邊滑漏。圖3-10側擋板Fig.3-10Sideplatens側擋板：側擋板通過螺栓連接于架體的兩側，防止膠料的滲漏。在側擋板上安裝有光電開關支架和反光鏡支架以及蓋板。側擋板表面采用0Cr18Ni9不銹鋼板，是焊接件，位于輸送帶兩側，兩側擋板根據(jù)要求高度相同，用于防止膠側漏。側擋板應盡量避免出現(xiàn)尖銳邊，防止在將料袋放入運輸帶時，將料袋刮破，導致小料的浪費以及影響運輸機工作的正常運行。圖3-11托輥支架Fig.3-11Rollerbracket托輥支架：托輥支架通過螺栓連接于架體上，用于承載托輥，材料為Q235A。(11)光電開關：光電開關位于側擋板前后兩端，控制輸送帶的停止運行，等待密煉機需要加料的指令，并起著統(tǒng)計料袋袋數(shù)的作用。圖3-12光電開關Fig.3-12Photoelectricswitch(12)反光板：與光電開關成對使用，控制輸送帶的停止運行，等待密煉機需要加料的指令。圖3-13反光板Fig.3-13Reflector(13)調(diào)偏螺栓：調(diào)偏螺栓安裝在從動輥調(diào)節(jié)端，當帶在運行過程中因安裝及設備質(zhì)量等原因跑偏時，可通過調(diào)整調(diào)偏螺栓來調(diào)節(jié)，使帶能夠重新正常運行圖3-14調(diào)偏螺栓Fig.3-14Adjustingbolt小料校核運輸機中的主動輥、從動輥、托輥的結構都大體一樣，在安裝上主要區(qū)別是主動輥軸承必須放在外側，否則無法帶動皮帶轉動，而托輥與從動輥軸承多放在輥筒內(nèi)側。下面以從動輥為例，簡單介紹一下它們的大致結構。圖3-15從動輥（調(diào)節(jié)端）Fig.3-15Drivenroller（Adjustmentends）圖3-16從動輥軸（調(diào)節(jié)端）Fig.3-16Drivenrollershaft(Adjustmentends)圖3-17從動輥體（調(diào)節(jié)端）Fig.3-17Thedrivenrollerbody從動輥由軸頭、軸承、擋圈、輥體、無縫鋼管五部分組成，軸頭、擋圈、輥體、無縫鋼管通過焊接形式連接在一起。主動輥的輥形是軸頭和無縫鋼管焊接而成，有如下優(yōu)點：節(jié)省了材料，減輕了重量，使軸的加工工藝得到簡化。主動輥、托輥圖及其固定端從動輥如下圖所示：圖3-18主動輥Fig.3-18Taketheinitiativetoroll圖3-19托輥Fig.3-19roller圖3-20從動輥（固定端）Fig.3-20Drivenroller(fixedend)3.2帶的外型尺寸料袋儲存運輸機寬度必須與料袋尺寸相適應，應與小料校核秤相匹配。在此選皮帶寬度為640mm，則兩側擋板之間的距離為660mm，長度取10130mm。

4.設計計算與校核4.1電機、減速器的計算4.1.1電機(1)電機的選取原則①根據(jù)機械的負載和電動機滿足生產(chǎn)所需要的的啟動、制動、反轉、調(diào)整等要求，選擇電動類型。②根據(jù)負載轉矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，電動機制的溫升、過載能力和啟動轉矩。根據(jù)機械要求，選擇電動機功率，并相應確定冷卻方式。③根據(jù)機械所處的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機制結構型式。④根據(jù)工廠的電壓標準和對功率因數(shù)的要求，確定電動機的電壓等級和類型。(2)根據(jù)中間運輸機的工作環(huán)境及工作要求，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機,其結構簡單、工作可靠、價格低廉、維修方便，適用于不易燃、不易爆、無特殊要求的機械上[5]。其結構示意圖如下：圖4-1Y型全封閉籠型三相異步電動機Fig.4-1cage-typethree-phaseasynchronousmotor根據(jù)主參數(shù)可存放膠料量200Kg帶速0.5m/s計算受力,主要由摩擦力傳遞動力，其在運輸帶上受力圖如下圖所示：圖4-2料袋儲存運輸機受力分析圖Fig.4-2Beltconveyerstressfigure在圖中N為支撐力，f為摩擦力，F(xiàn)為運輸力，為重力沿斜面方向分力，G為重力，為重力垂直于斜面方向的分力，為斜面傾斜角。根據(jù)實際生產(chǎn)需要這里取12.7°，f=μN在此取摩擦系數(shù)μ為0.8于是sinα=sin（12.7°） (4-1)=0.212由圖4-2可得力的平衡方程(4-2a)(4-2b)由圖4-2知(4-3a)將數(shù)據(jù)代入上式得：=415.52N（4-3b）將數(shù)據(jù)代入上式得：即N=1912.05N(4-4)將數(shù)據(jù)代入上式得：=0.8×1912.05N=1529.04N將式(4-3a)和式(4-4)代入式(4-2a)得：=1529.04N+415.52N=1944.56N(3)電機輸出的功率為: (4-5)由電機到工作機之間的總效率為： (4-6)查機械設計手冊及機械設計課本取聯(lián)軸器的傳遞效率，取0.98；是軸承的傳動效率，取0.98；是帶與輥之間的摩擦效率，取0.88；η4斜齒輪傘齒輪減速器的傳遞效率0.95。將以上數(shù)據(jù)代入式(4-5)得 = ≈1.23kw(4)確定電機轉速主動輥的直徑D=217mm，帶的工作轉速為：(4-7)==44r/min斜齒輪傘齒輪減速器常用的傳動比范圍是5.3－30000，電機轉速的可選范圍為：=233.2=1320000r/min電機轉速范圍為n=233－1320000r/min,取轉速為1500r/min，但考慮到帶式輸送機的起動功率較大，因此應在計算功率的基礎上增大電機功率，查《機械設計手冊》得電機型號為Y90L-4，功率為1.5KW,其傳動比為電機選擇完畢。4.1.2減速器選擇根據(jù)膠料運輸機的實際情況，選擇斜齒輪－傘齒輪減速機，斜齒輪-傘齒輪減速機，具有體積小、重量輕、承載能力高，效率高、使用壽命長，安裝方便，所配電機功率范圍廣，傳動比分級精細及輸入與輸出成垂直聯(lián)結等特點?？蓮V泛的應用于各行業(yè)需要減速的設背上。圖4-3斜齒輪－傘齒輪減速機Fig.4-3Helicalgear—bevelgearspeedreducer傳動比：5.3～30000輸入功率：0.18～160（kW）輸出轉矩：5～18400（N·m）根據(jù)經(jīng)驗，對其K系列減速器的PIN/Pl值統(tǒng)計,根據(jù)實況選擇減速器型號為：GKA767-Y0.25-4P-25.9-A-270。4.2軸的設計計算4.2.1軸的常用材料應用于軸的材料種類很多，主要根據(jù)使用條件，對軸的強度、剛度和其他機械性能等的要求，采用的熱處理方式，同時考慮制造加工工藝，并力求經(jīng)濟合理，通過設計計算選擇軸的材料。軸常用的材料是優(yōu)質(zhì)結構鋼，如35、45和50,其中以45號鋼最為常用[4]。4.2.2軸的結構設計及最小軸徑的計算軸的結構主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸及其位置、零件的固定方式；載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況；軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸；對軸的變形、以及和軸連接的方法；軸的加工工藝等。根據(jù)皮帶寬度確定輥體寬度，輥體確定好后，根據(jù)輥體結構確定軸的直徑，及軸上各零部件的位置。主動輥軸：圖4-4主動輥軸結構圖Fig.4-4Initiativerolleraxlefigure如圖3－5所示，此軸是組合件，由無縫鋼管2、3，軸頭1、6，主動輥擋圈4和套5焊接而成。無縫鋼管選用20鋼，軸頭選用35號鋼，查《機械設計手冊》得材料的Ao=135～112Mpa，β=0.5～0.6，彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉，Ao取較小值。在此取Ao=112Mpa。電機的輸出轉矩≈7.831N·m(4-8)軸的轉矩(4-9)軸的轉速(4-10)軸的功率(4-11)軸的最小直徑(4-12)根據(jù)輥體結構和考慮強度，取軸徑為50mm[6][7]。從動輥軸（調(diào)節(jié)端）：如圖4-5所示，此軸是組合件，由無縫鋼管、軸承和軸頭焊接而成。無縫鋼管選用20鋼，軸頭選35鋼，查《機械設計手冊》得材料的Ao=135～112Mpa，β=0.5～0.6。取Ao=112Mpa。圖4-5從動輥軸結構圖Fig.4-5Drivenrolleraxlefigure電機輸出轉矩軸的功率(4-13)軸的轉速 (4-14)軸的最小直徑 根據(jù)輥體結構和考慮強度條件，取軸徑為38mm。經(jīng)校核計算，本設計所用軸全部符合強度要求，校核計算步驟和其他軸的設計在此不一一列出。4.2.3輥筒的選擇輥筒是帶式輸送機的重要部件，按在小料校核運輸機中所起的作用可分為驅(qū)動輥筒（主動輥筒）和被動輥筒（從動輥）。驅(qū)動輥簡的作用是將驅(qū)動裝置提供的扭矩傳到輸送帶上。改向輥筒包括用于輸送帶在輸送機端部的改向、增加驅(qū)動輥筒包角的導向輥筒等。輥筒組由輥筒軸、滾筒體、軸承、擋圈等部件組成，有的輥筒還有輪毅和輥筒軸的聯(lián)接件、輪毅和幅板的。(1)輥筒的傳動原理帶式輸送機的傳動原理可以簡化成如圖所示的帶傳動原理圖。傳動帶以一定的初拉力F，緊套在兩個帶輪上。當傳動帶不工作時，帶兩邊拉力相等且都為F.，如圖（a）所示;當工作時，設主動輪1以轉速n,轉動，此時由于主動輪給帶的摩擦力F,與帶的運動方向相同，而從動輪給帶的摩擦力F與帶的運動方向相反。所以帶的下邊主動邊)被拉緊上邊〔從動邊)被放松。圖4-6輥筒傳動原理圖Fig.4-6Rollermillprinciples如果近似認為帶的總長度保持不變，并且假設帶為線彈性體，則有下式成立F1+F2=2F0(4-15)根據(jù)力的平衡條件可得Ff=F1-F2(4-16)在帶傳動中，有效拉力Fe并不是作用于某固定點的集中力，而是帶和帶輪接觸面上各點摩擦力的總和，幫整個接觸面上的總摩擦力Ｆf即等于帶所傳遞的有效拉力，則由上述關系可知Fe＝Ff=F1-F2(4-17)在這種拉力差的作用下輥筒帶動著輸送帶傳動。圖4-7皮帶張角與張力的關系Fig.4-7Beltsopenedanglerelationshipwithtension在帶傳動中，當帶有打滑趨勢時，摩擦力即達到了極限值，亦即帶傳動的有效拉力達到最大值，根據(jù)柔韌體摩擦的歐拉公式，可求得緊邊拉力與松邊拉力二者的臨界值的關系為 (4-18)式中：e—自然對數(shù)的底（e＝2.718…），無量綱；f—摩擦系數(shù)（當帶的工作表面不是平面時，應使用當量摩擦系數(shù)），無量綱；α—帶在輥筒上的包角，rad。根據(jù)帶輸送的實際情況，取f＝0.8，α約為180°。由此可以求得其臨界值： (4-19)又由 得：輥筒的選擇實際應用中，輥筒直徑多根據(jù)經(jīng)驗選擇，并盡可能使用標準系列內(nèi)的直徑數(shù)值，以降低成本，在此選用主動輥直徑為217，從動輥調(diào)節(jié)端直徑為132，從動輥固定端直徑為165，上下托輥直徑均為74。(4)托輥的校核由于托輥所起的作用是傳送運輸帶,但所受的力和扭矩比主動輥和從動輥都小,主動輥和從動輥經(jīng)過校核都滿足要求,而托輥與從動輥尺寸相差無幾，因此托輥也一定滿足強度要求。(5)螺栓的校核在帶式輸送機中，減速器和電動機的重量由輸出軸承載，其位置的固定由螺栓來承擔，因此必須校核螺栓。它受到電機和減速器對它的轉矩作用，按螺栓所承受的最大扭矩來計算。圖4-12銷軸受力圖Fig.4-12thestressfigureofpin電機和減速器重量查《機械設計手冊》，m=220Kg,(4-27)查《機械設計手冊》可知，對于螺栓M16×110鍍鋅鈍化，,其許用應力為630－780Mpa；因此，所