煙草生產(chǎn)線上輸送系統(tǒng)的設計論文

I 摘 要 由于輸送機械具有很強的輸送能力，所以在工業(yè)中有著廣泛的應用，它是工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)模化、自動化、現(xiàn)代化必不可少的設備。輸送機械不僅能實現(xiàn)生產(chǎn)過程中各段的連接，組成流水生產(chǎn)線，還可以結(jié)合其他控制方法來控制物料的流量、 計數(shù) 等，達到控制整個生產(chǎn)節(jié)奏和速度的目的。 本次設計在機械方面采用了帶傳動方案 ， 電控部分采用單片機控制。經(jīng)過對本次設計的綜合分析，使得該設計保持了其技術(shù)的先進性，而且提高了設計質(zhì)量； 加快 了 開發(fā)速度，進一步縮短了設計周期，提高設計計算的準確性，減輕技術(shù)人員的勞動強度，降低了設計成本， 從而提高了該類產(chǎn)品的競爭能力。并加快了輸送機在我國各行業(yè)的廣泛推廣與應用。 關(guān)鍵詞： 輸送機械；輸送能力；輸送帶；控制 II Abstract Because there is a strong conveyor transport copacity.The conveyer in the industry has wide application, it is industrial production to achieve continuous, large-scale, automated, and essential to the modernization of equipment. transport level can also be tilted transportation； can transport bulk grain, but also the transportation of food packaging, low power consumption, reliable operation and easy management, work without the noise. Food conveyor machinery is not only able to make the production process of connecting to form Production Lines. Also in conjunction with other control measures to control the flow of materials and to control the entire production rhythm and speed purposes. The design of the mechanical aspects of using a belt drive program,electric control part adopts MCU control. After a comprehensive analysis of this design, making the design of advanced technology to maintain, and improve design quality.Further shorten the design cycle ,improve design accuracy of the calculation ,reduce the laber intensity of technology,reduce design cost, consequently improve competitive ability of this kind of cargo, and accelerate belt conveyors widely spread and use. Keywords： transportation machinery； transport capability； conveyor； control III 目 錄 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 選題的目的和意義 . 1 1.2 輸送機概況 . 1 1.2.1 輸送機械在工業(yè)中的應用 . 1 1.2.2 輸送機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 . 2 1.3 設計的主要內(nèi)容 . 3 第 2 章 總體 方案論證 . 4 2.1 機械部分的方案的論證 . 4 2.1.1 重要機械部件的確定 . 4 2.1.2 傳動方案的確定 . 4 2.1.3 托輥的選擇 . 5 2.2.4 總體結(jié)構(gòu)的確定 . 5 2.2 電控部分的方案論證 . 5 第 3 章 輸送機的設計計算 . 8 3.1 輸送機的計算 . 8 3.1.1 帶寬的計算 . 8 3.1.2 輸送帶寬度校核 . 9 3.1.3 輸送帶最大的物料橫截面積 . 9 3.2 輸送能力的計算 . 10 3.3 圓周驅(qū)動力與驅(qū)動功率 . 11 3.3.1 圓周驅(qū)動力 . 11 3.3.2 傳動滾筒軸功率的計算 . 14 3.3.3 附加功率計算 . 15 3.4 電動機功率計算 . 16 3.5 輸送帶張力計算 . 16 3.5.1 輸送帶允許最大的下垂度計算最小張力 . 16 IV 3.5.2 輸送帶不 打滑條件 . 17 3.5.3 輸送帶下垂度校核 . 19 3.6 輸送帶的選擇與校核 . 20 3.7 張緊裝置的選擇和計算 . 21 3.8 滾筒的設計 . 22 第 4 章 輸送機其他主要零件的設計 . 30 4.1 托輥 . 30 4.1.1 靜載計算 . 30 4.1.2 動載計算 . 31 4.1.3 托輥的額定負荷和最大轉(zhuǎn)速 . 33 4.2 支架類裝置 . 35 第 5 章 單片機控制 . 36 5.1 單片機的主要控制原理 . 36 5.2 電機的正反轉(zhuǎn)控制 . 37 5.3 電機的調(diào)速控制 . 38 5.4 檢測與計數(shù)功能的實現(xiàn) . 39 結(jié)論 . 41 致謝 . 42 參考文獻 . 43 V Abstract . 錯誤 !未定義書簽。 Chapter 1 Introduction . 1 1.1 The purpose and significance of topics . 1 1.2 Overview conveyor . 1 1.2.1 Conveyor in the Industry . 1 1.2.2 Conveyor current development status and trends . 2 1.3 The design of the main contents . 3 Chapter 2 Demonstrated the overall program . 4 2.1 Demonstration of the mechanical parts of the program . 4 2.1.1 Transmission for the scheme . 4 2.1.2 Determination of other mechanical parts . 5 2.1.3 Demonstrating the electronic control section . 6 2.2 Determination of the overall structure . 6 Chapter 3 Design and Calculation of conveyor . 8 3.1 Calculation of conveyor . 8 3.1.1 Calculation of bandwidth . 8 3.1.2 Checking the width of conveyor belt . 9 3.1.3 The largest cross sectional area of conveyor belt materials . 9 3.2 Calculation of transmission capacity. 10 3.3 The circle drive and the drive power . 11 3.3.1 Circle drive . 14 3.3.2 Calculation of power transmission roller shaft . 15 3.3.3 Additional power calculation . 16 3.4 Motor power calculation . 16 3.5 Calculation of belt tension . 16 3.5.1 Conveyor belt to allow the greatest degree of calculation of the minimum tension of sag . 17 3.5.2 Conveyor belt does not slip conditions . 19 VI 3.6 Calculation of belt layers . 20 3.7 Tensioning of component selection and calculation . 21 3.8 Design of drum . 22 Chapter 4 The main part of the design of conveyor . 30 4.1 Roller . 30 4.2 Device Bracket . 35 Chapter 5 DMC Control . 36 5.1 Theory of DMC Control . 36 5.2 Motor reversing control . 37 5.3 Moter speed control . 38 5.4 Detection and counting . 39 Conclusions . 41 Thanks . 42 References . 43 1 第 1 章 緒論 1.1 選題的目的和意義 帶式輸送機 是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械。它可以將 物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。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。所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。 本設計選用的輸送機屬于輕型帶式輸送機，是一種用途很廣的連續(xù)輸送設備，適用于輸送各種散狀或成件物品。輕型帶式輸送機是通用固定式連續(xù)輸送機，因此對輕型帶式輸送機進行設計和研究有很大的應用價值。在輕型帶式輸送機的設計工作中涉及的參數(shù) 很多，而目這些參數(shù)只有在很好的匹配下，才能實現(xiàn)運行高效、可靠、電耗低和建設投資少的目標。 1.2 輸送機概況 1.2.1 輸送機械在工業(yè)中的應用 運輸機在工業(yè)中有著廣泛的應用，它是工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)?；?、自動化、現(xiàn)代化必不可少的設備。隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是我國加入世界貿(mào)易組織后，貿(mào)易、加工等領(lǐng)域的規(guī)模不斷擴大，輸送機械愈來愈顯示出其重要作用。輸送機械不僅能實現(xiàn)生產(chǎn)過程中各段的連接，組成流水生產(chǎn)線，而且可以在輸送物料的同時進行其他工藝作業(yè) 1。還可以結(jié)合其他控制方法來控制物料的流量，達到控 制整個生產(chǎn)節(jié)奏和速度的目的。因而對工業(yè)來講，輸送機的選用是否合理、技術(shù)性能是否良好、技術(shù)狀態(tài)是否正常，不僅對企業(yè)的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益起重要作用，而且還影響著企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化程度、工人的勞動強度和勞動條件、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護等 2。對社會來講，高效率的輸送機還能節(jié)省能源、減小污染，提高車站、碼頭、倉庫的利用律，促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，創(chuàng)造社會效益 3。 2 我國輸送機的現(xiàn)狀可概括為以下四方面： 使用的廣泛性。在我國的工業(yè)中，凡有繁重的物料搬運的地方，都已采用了輸送機械。生產(chǎn)過程的機械化、自動化已達到了較高的水 平。 輸送技術(shù)的先進性。例如近 10年來在我國的糧食流通項目建設中，普遍采用了世界先進的裝卸和輸送機械。 應用中的創(chuàng)造性。我國糧工程技術(shù)人員和工人，對運輸機械進行了大量的研究、改進和創(chuàng)新，特別是在輸送機械的功能創(chuàng)新和組合應用上。 發(fā)展的不平衡性。由于我國工業(yè)的布局點多面廣，因此它的發(fā)展很不平衡。輸送機械的設計、制造、使用的水平參差不齊，有的地方和企業(yè)還很落后。機械的專業(yè)化、系統(tǒng)化、標準化和自動化水平都有待提高 4。 1.2.2 輸送機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 國外在帶式輸送機動態(tài)分析研究方面開展得比較早 ,動態(tài) 分析理論與研制的軟件已基本能夠滿足當前帶式輸送機發(fā)展之需；而我國相對較晚 ,與國外相比還存在一定的差距 ,尤其是動態(tài)分析軟件部分 8。為了盡快彌補這一差距 ,趕超世界水平 ,有必要研究和分析當今國外帶式輸送機的動態(tài)分析軟件。國外動態(tài)分析軟件，目前 ,美國、法國、澳大利亞、意大利等國家在動態(tài)分析研究方面 ,已經(jīng)達到國際領(lǐng)先地位 9。 輸送機發(fā)展很快，提高輸送機的生產(chǎn)率，增大單機長度和輸送距離，提高輸送機的爬坡能力，擴大輸送機的使用范圍如發(fā)展耐熱耐寒的輸送帶，采用特殊的支架和托輥以便輸送 500 公斤以上的貨物，改善輸送 機的操作和提高管理的自動化程度，進一步降低輸送機的能量消耗等等 10。由于輸送機是糧倉、船舶、工廠等最理想的高效連續(xù)運輸設備，與其他運輸設備 (如機車類 )相比，具有運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而目運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制 11。輸送機已成為機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設備。隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，原有的輸送機無論是主參數(shù)還是運行性能都已不能滿足要求，必須向高帶速、大運量、大功率的大型化方向發(fā)展，要改善和提高運行性能，確保安全可靠。輸送機現(xiàn)代的發(fā)展趨勢是 :輸送量、運輸距離和驅(qū)動裝置的功率迅猛地增長 12。 隨著全球經(jīng)濟的增長，輸送機技術(shù)已成為當代科學技術(shù)發(fā)展的前沿之一。當今世界需要設計和生產(chǎn) “環(huán)保 ”型輸送機，要求輸送量大，并且要節(jié)約能量 14。輸送機技術(shù)進步的一個重要特點是基礎(chǔ)研究發(fā)展為應用技術(shù)，進而 3 實現(xiàn)商業(yè)化。輕型固定式膠帶輸送機是一種用途很廣的連續(xù)輸送設備，由于結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低、維護方便等優(yōu)點，廣泛地使用于化工、輕工、食品、糧食、郵電等部門，可輸送各種散狀物料和成件物品 15。工作環(huán)境溫度為-15C +40C。 1.3 設計的主要內(nèi)容 本文對輸送機各個部分進行系統(tǒng)的理論分析，總結(jié) 了輸送機各部分主要原理和功能，進行設計計算。對輸送機的結(jié)構(gòu)型式、技術(shù)特性、安裝尺寸和造型計算等均做了系統(tǒng)的分析研究。驗證了重錘自動張緊系統(tǒng)的可行性，并總結(jié)了一定的經(jīng)驗，為將來產(chǎn)品的深入研究提供了理論和實踐依據(jù)。本文主要設計的內(nèi)容： 1 帶式輸送機設計計算的原始參數(shù) 2 帶式輸送機的設計計算理論和方法的研究，包括以下幾方面： (1)輸送能力的確定與輸送帶的初步選擇以及托輥的類型、直徑確定； (2)影響圓周驅(qū)動力與驅(qū)動功率計算中各阻力的分析。對長度小于 80米帶式輸送機的阻力計算比較復雜，有許多不能確定的參數(shù)，需 要研究合理的計算方法。 (3)輸送帶不打滑條件計算的分析，由于帶式輸送機驅(qū)動方式的多樣性，(如單滾筒驅(qū)動和多滾筒驅(qū)動 )，需要對其不打滑條件進行相應的處理，以取得相應合理地張力值，使輸送帶的總負荷不會偏差太大； (4)輸送機布置方式及其各特征張力點計算方法的分析； 3帶式輸送機各主要部件與輔助部件選型方法的分析研究。 4利用 單片機 電控實現(xiàn)輸送機電機的 正反轉(zhuǎn)和變速控制以及對物品的計數(shù)功能。 4 第 2 章 總體方案論證 2.1 機械部分的方案的論證 2.1.1 重要機械部件的確定 輸送機三種狀態(tài)的 特性分析： (1)啟動時，膠帶松邊突然松弛，膠帶會伸長，此伸長量須補償，否則啟動極不平穩(wěn)，對膠帶損傷很大。 (2)正常工作時，膠帶必須保持足夠張緊力，否則運行中容易跑偏、打滑。目前國內(nèi)常見的帶式輸送機拉緊裝置 是螺栓 拉緊裝置 ， 所以 本設計采用 螺栓搖把 張緊 裝置。 圖 2-1 螺栓張緊裝置 2.1.2 傳動方案的確定 現(xiàn)階段輸送機的傳動方案基本采用兩種方案： 5 方案 1：采用傳統(tǒng)設計用電機與減速器與傳動滾筒相連這種方案的優(yōu)點是運動規(guī)律、傳動精度高、效 率高、承載能力強、加工簡單、維護簡便、耗能小、更經(jīng)濟等，缺點是相較與電動滾筒占用空間比較大、噪聲較大。 方案 2：采用電動滾筒電動滾筒是一種將電機和減速器共同置于滾筒體內(nèi)部的新型驅(qū)動裝置。它主要應用于固定式和移動式 帶式輸送機 。電動滾筒具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、密封 。 它的缺點是由于電機與減速器共同置于滾筒體內(nèi)部所以，當電機與減速器需要維修時不方便。 基于經(jīng)濟與維護等方面因素考慮 方 案 1 更符合本次設計要求，所以選擇方案 1 作為輸送機的傳動裝置。 2.1.3 托輥的選擇 輸送機以托輥為支承裝置，其作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小帶的垂度，使其能穩(wěn)定運行。目前常用的上托輥由三個輥子組成的槽形托輥與由兩個輥子組成的 V 型托輥。槽型托輥適用于帶寬較寬的輸送機而 V 型托輥適用與帶寬小于 300mm 的輸送機， 槽型托輥軸材料采用冷拔圓鋼，軸承座采用優(yōu)質(zhì)鋼板沖壓，密封結(jié)構(gòu)采用 PDC 型，防塵、防水性能均優(yōu)于國家相關(guān)標準。槽型 托輥裝配后輥子強度好，徑向跳動量小，旋轉(zhuǎn)阻力小，重量輕，能耗低，使用壽命長，一般均超過 30000 小時 ,，所以選擇槽型托輥 。 槽型托輥示意圖如圖 2-2。 圖 2-2 槽型托輥示意圖 2.1.4 總體結(jié)構(gòu)的確定 輸送機的的布置形式如圖 2-3： 6 圖 2-3 帶式輸送機的典型布置形式 采用不同結(jié)構(gòu)形式輸送帶，則輸送機對水平的允許傾角 取決于被送物料與輸送帶之間的動摩擦系數(shù)，輸送帶的斷面形狀，物料的動堆積角，裝載的方式和輸送帶的運動速度。 本設計帶長較短而且是室內(nèi)工作工作環(huán)境比較穩(wěn)定，不需要有傾角 ,整體結(jié)構(gòu)如圖 2-4. 圖 2-4 輸送機整體結(jié)構(gòu)圖 7 2.2 電控部分的方案論證 單片計算機是將電子計算機的基本環(huán)節(jié)，如： CPU，存儲器，總線，輸入輸出接口等，采用集成電路技術(shù)集成在一片硅基片上。由于單片計算機體積很小，功能強，因而廣泛用于電子設備中作控制器之用。目前，大到導彈火箭國防尖端武 器，小至電視機微波爐等現(xiàn)代家用電器，內(nèi)中都毫無例外地運用單片計算機作為控制器，因此 ,從控制的觀點，我們也常稱它為單片控制器。單片微控制器的工作離不開軟件，即固化在存儲器中的已設計好的程序。所有帶單片微控制器的電子設備，它的工作原理當然與具體設備有關(guān) .但它的最基本的原理是一樣的，即； 1)從輸入接口接收來自外界的信息存入存儲器。這些信息主要包括二部分：來自諸如溫度壓力等傳感器的信息； 來自人工干預的一些手動信息 ,如開關(guān)按鈕等操作。 2)單片微控制器中的 CPU 根椐程序?qū)斎氲臄?shù)椐進行高速運算處理。 3)將運算處理的結(jié) 果通過輸出接口送去控制執(zhí)行機構(gòu)，如繼電器，電機，燈泡等。當前這個過程不斷重復著，即系統(tǒng)中的微電腦不斷監(jiān)視著各種信息，并及時作出不同的處理使系統(tǒng)正常運行。 為了方便實現(xiàn)本設計的控制功能，本設計選用 單片機 控制系統(tǒng)。 8 第 3 章 輸送機的設計計算 設計主要參數(shù)： 根據(jù)市場調(diào)查確定如下參數(shù)， 輸送物料： 煙草 輸送機長度： 10mL 輸送量： 3t/h 帶速 ： 1.0m/sV 工作環(huán)境：室 內(nèi) ，環(huán)境溫度大約在 20左右 ，且灰塵較少； 輸送機布置形 式： 水平放置。 3.1 輸送機的計算 3.1.1 帶寬的計算 對于散狀物料，帶寬的計算為公式： vykQB3600 式中 Q 所需輸送量； 3 t/h 物料松散密度， 316 /kg m V 輸送帶速度， 1.0m/sV ； k裝載系數(shù)，一般取 9.08.0k ，取 8.0k ； y斷面系數(shù)， 146.0y 將以上各值代入公式得： 7 1 3 m m10 . 80 . 1 4 61000/1 . 63600 33600 v y kQB 9 取 800mmB 3.1.2 輸送帶寬度校核 考慮輸送的物料為成 袋 物品的形式，需要考慮物品的最大粒度，如果所運物料的粒度與帶寬相比太大時， 由于輸送機的振動的影響，物料可能會散落，并導致設備故障。 輸送帶寬度 B 和物料最大粒度之間應滿足： 2002 B 式中 物料最大粒度， mm； B 帶寬， mm ； 查表 3-1 180mm ，代入上式 5 6 0 m m2001802B 故，滿足條件。 故本設計所選取的 800mmB 滿足以上的各種要求。 表 3-1 各種帶寬允許的最大物料粒度 mm 帶寬 B 300 400 500 650 800 1000 1200 允許的最大粒度 50 80 100 130 180 250 300 3.1.3 輸送帶最大的物料橫截面積 為了保證正常輸送條件下輸送帶上的物料不散落，考慮如圖 3-1 所示輸送帶上允許的最大物料橫截面積 S 10 圖 3-1 輸送帶最大物料橫截面積 輸送物料時，輸送帶寬與帶面堆料截面如圖 3-1，堆積面積按公式計算： 2yBA 表 3-2 斷面系數(shù) 托輥形式 槽形 兩節(jié)式 三節(jié)式 =25 =35 =45 動堆積角 20 30 20 30 20 30 斷面系數(shù) y 0.112 0.132 0.127 0.146 0.136 0.152 注：物料動堆積角一般為其靜堆積角的 70%左右。 由表 3-2 查得：取 035 時，動堆積角 030 ，斷面系數(shù) 0.146y 。將數(shù)據(jù)代入公式： 222 0 .0 9 3 4 4 m0 .80 .1 4 6 yBA 3.2 輸送能力的計算 輸送機的輸送能力按公式計算： vAQ 3600 11 將各值代入公式中得： 5 . 4 2 t / h1 0 0 0/160 . 0 9 3 4 413 6 0 0Q 3.3 圓周驅(qū)動力與驅(qū)動功率 3.3.1 圓周驅(qū)動力 輸送機正常運轉(zhuǎn)時，帶條沿輸送機線路運行的總阻力等于驅(qū)動滾筒的牽引力，即圓周驅(qū)動力，按公式計算： 21 SSStHU FFFFCF (3-1) 式中 HF 主要阻力， N； StF傾斜阻力， N； 1SF特種主要阻力， N； 2SF特種附加阻力， N； C 與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)。 查有關(guān)資料取 53.4C 1. 主要阻力 HF 輸送機的主要阻力 FH 是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的 阻力總和，按公式： ) + q q+(+ q = f L g q F GBRUROH 2 (3-2) 式中 f 模擬摩擦系數(shù)，查表 得 02.0f ； L 輸送機長度 (輸送機的頭尾中心距 )m ； 12 ROq承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)質(zhì)量， kg/m ；查手冊得上托輥 89mm ， 315mmL ，質(zhì)量 24.5kg/mq RO ； oRORO a nqq oa承載分支托輥間距，查表 1000mmao； 所以： 7 3 . 5 k g / m12 4 . 53 oRORO a nqq RUq回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)質(zhì)量， kg/m ；查手冊得下托輥 89mm ，質(zhì)量 16kg/mq RU ； Ua回程分支托輥間距， 查表 4 2500mmaU ； URURO a nqq 所以： 6 . 4 k g / m2 . 5161 URURU a nqq Bq 每米長輸送帶質(zhì)量，初選輸送帶為 4 層，查資料得； 28 . 5 8 k g / mBq Gq每米長度輸送帶物料質(zhì)量， kg/m ； 13 28 3 . 3 k g / m13 . 630063 v.Qv Iq vG 將以上各值代入公式 (3-2)： 3 5 3 . 5 0 5 N 8 3 . 3 ) 8 . 5 8(26 . 4 7 3 .59 . 8100 . 0 22 ) + q q+(+ q = f L g q F GBRUROH 表 3-3 模擬摩 擦系數(shù) 安裝情況 工作條件 f 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)摩擦小 0.020 標準設計，制造、調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小 0.022 多塵，低溫，過載，帶速高，安裝不良，物料內(nèi)摩擦大 0.023 0.03 向下傾斜 設計，制造正常，處于發(fā)電工況時 0.012 0.016 表 3-4 托輥直徑、槽角和安裝間距與帶寬的關(guān)系 帶寬 槽形輸送機 300 400 500 650 800 1000 1200 托輥直徑 60 89 槽角 250 350 450 350 450 35 上托輥間距 1000 下托輥間距 2500 3000* 2500 3. 主要特種阻力1SF 14 主要特種阻力1SF，包括托輥前傾 (托輥前傾主要是防止輸送帶跑偏 )的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽欄板間的摩擦阻力兩部分，按公式： glS FFF 1 (3-3) 式中 F前傾上托輥與前傾下托輥摩擦阻力之和， N ； glF輸送物料與導料槽欄板間的摩擦阻力， N ； (1)無前傾，即F=0 (2)導料槽阻力glF： 無導料槽所以glF=0 即 0N1 glS FFF 4. 附加特種阻力2SF 附加特種阻力2SF包括輸送帶清掃器摩擦阻力 rF ， 按公式： rS FnF 32 (3-4) 式中 3n清掃器個數(shù)， 13n； (1)清掃器摩擦阻力 rF ，按公式： 3ApFr P 清掃器和輸送帶間的壓力， N/ 2m ，一般取為 3 441 0 1 0 1 0 N/ 2m ； 3 清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為 0.50.7，取 0.6；代入數(shù)據(jù)得 16803 ApF rN 將以上各計算結(jié)果代入公式 (3-1)得： 6 7 3 5 . 6 5 N16802 1 5 .4 51 6 3 2 . 6 83 5 3 .5 0 5521 SSStHU FFFFCF 3.3.2 傳動滾筒軸功率的計算 按公式： PlL+ f Q lLf wv . =+P+P=PP 3003210 3 6 73 6 763 (3-5) 15 式中 0P傳動滾筒軸功率， kW ； 1P 空載功率； 2P 負載功率， kW ； 3P附加功率， kW ； f 托輥阻 力系數(shù)，取 03.0f ； L 傳動滾筒至尾部滾筒的中心距， m ， 9.407mL ； 0l中心距修正值，取 49m0 l； W 除物料外，輸送機單位長度內(nèi)所有運動部件質(zhì)量和， kg/m ，查表 3-5 40kg/mW ； 表 3-5 輸送機單位長度內(nèi)所有運動部件質(zhì)量之和 W 帶寬 300 400 500 650 800 1000 1200 W 15 20 25 30 40 50 60 3.3.3 附加功率計算 按公式： Ba)Bq) L (B.(v)F(Fv P G 10087611021000 2213 式中 1F 清掃器阻力， N； v 帶速， m/s； L 導料槽長度， Gq 輸送帶上每米長度物料的質(zhì)量， kg/m， 8 3 .3 k g /m360 v.Q/q G ； 16 將以上各值代入上式計算出 1.842kW3 P 將計算出的值代入式 (3-5)得： 5 .5 9 3 k W2 .3 2 5P0 3.4 電動機功率計算 按式 KPP 0 式中 傳動總系數(shù)，取 0.9； K 備用系數(shù)，取 1.1K ； 將以上各值代入式得： 6 . 8 3 k W0 . 95 . 5 9 31 . 1 P 本設計選用 Y132S-6 型三相異步電動機。 3.5 輸送帶張力計算 輸送機的布置形式即輸送機的側(cè)型。在設計輸送機時，根據(jù)輸送機的幾何尺寸、傳動滾筒的數(shù)量、拉緊裝置結(jié)構(gòu)和卸料方式以及安裝地點的要求，盡量采用最簡單的布置形式。 3.5.1 輸送帶允許最大的下垂度計算最小張力 在輸送帶自重和物料的作用下，輸送帶在托輥間總是有垂度的作用在輸送帶上的張力應足夠 的大；使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。如果懸垂度過大，帶條在兩托輥之間松弛變平，物料易撒漏和下滑，輸送帶的運動阻力也大為增加，所以在設計中規(guī)定了允許的最大懸垂度。一般規(guī)定輸送帶的最大懸垂度應滿足： h/a=0.0050.02,本設計取 0.02。 17 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力 minF 需按公式計算： 承載分支最小張力： (h /a ) )gq(qaF GB 80m in 回程分支最小張力： (h/a)gqaF Bu 8min 式中 0a輸送機承載分支的托輥間距； ua回程分支最小張力處； 所以： 載分支最小張力 5 6 2 7 . 6 5 N0 . 0 28 9 . 88 3 . 3 )( 8 . 5 8180m i n ( h / a ) )gq(qaF GB 回程分支最小張力 1 3 1 3 . 8 1 2 5 N0 . 0 28 9 . 88 . 5 82 . 58m i n ( h / a )gqaF Bu 3.5.2 輸送帶不打滑條件 輸送機是靠皮帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和力的，在安裝帶傳動時，須將帶張緊；由于張緊力的存在，帶與帶輪的接觸表面上就產(chǎn)生了正壓力。當帶傳動開始工作時，帶與帶輪的接觸表面有相對運動的趨勢，因而在該接觸面間就產(chǎn)生了摩擦力，傳動輪的兩邊就產(chǎn)生了相應的緊邊和松邊，設緊邊的張力為 1F ，松邊為 2F ，則兩邊的拉力差為 : 21 FFF 18 由于輸送機在非穩(wěn)定狀態(tài)下 (啟動和制動 )，帶條除受靜張力作用外還受速度變化引起的附加動張力作用動張力與靜張力疊加，可能引起帶條在驅(qū)動滾筒上的打滑，這種是不允許的，因為這會造成帶條的下覆面膠層與滾筒覆面 之間的強烈摩擦、發(fā)熱而損壞，更主要的是會使?jié)L筒與帶條之間摩擦系數(shù)降低，以致造成輸送機不僅難于繼續(xù)傳動，而且破壞了它的正常傳動。為了防止這種狀況的發(fā)生需要在圓周驅(qū)動力前乘以一個系數(shù) k；即 21 FFKF U 根據(jù)柔體摩擦的理論，輸送帶的緊邊和松邊拉力之間的關(guān)系可用歐拉公式表示為 : eFF 21 式中 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)； 輸送帶在所有傳動滾筒上的包角； 綜合上面兩式可得： 111 U eKFF 因此，為防止輸送帶的打滑，需在回程帶上保持的最小張力應大于 1F ，即輸送帶最小張力 min2F ，應按公式計算： 11ma xmi n2 U eFF 式中 maxUF輸送機滿載啟動時或制動時出現(xiàn)的最大圓周力，啟動時UAU FKF max 啟動系數(shù) 1.71.3K A ， AK 取 1.7； 所以 19 8 5 9 4 . 6 N5 0 5 51 .7max UU K F F 式中 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)； 輸送帶在所有傳動滾筒上的尾包角，采用弧度；對于單滾筒驅(qū)動，取 0180 ，即 3.00e ； 綜上所述，輸送機最小張力 4 2 9 7 . 3 0 N13 18 5 9 4 . 6 1F 2 m i n 由 4297.30NF 2m in 計算輸送機各點張力，忽略附加阻力情況下，可得承載段最小張力為： )qf L g ( qFHgqFF BROrB 24 6 7 3 5 .6 5 N6 9 3 0 N 1 6 0 .8 7 6 81 4 4 01 6 8 .1 6 8-4 2 9 7 .3 04 F 穩(wěn)定工況下最大張力 9 3 5 2 .9 5 5 N5 0 5 5 .6 5 54 2 9 7 .3 02max1 UFFF 3.5.3 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力minF，需按 式（ 2.5-1）和（ 2.5-2）進行驗算。 承載分支0m i n()8BGadma q q gFha承 20 回程分支0m i n8Badma q gFha回 式中 admha 允許最大垂度，一般 0.01； 0a 承載上托輥間距（最小張力處）； ua 回程下托輥間距（最小張力處）。 minF承 1.0（ 4.352+103.3） 9.8/（ 8 0.01） =13187.37N minF回 3.0 4.352 9.8/（ 8 0.01） =1599 3.6 輸送帶 的選擇與校核 按公式： BnSnZ 式中 n安全系數(shù)，取 8n ； 帶芯徑向扯斷強度，表 3-6 取帶芯種類：棉帆布芯，取25N/mm ，即每層厚度 0.56mm； 將各值代入公式得： 99.2251 0 0 0 89 5 5.9 3 5 2 Z 取 4Z 層 與初選相同 21 表 36 薄型帶技術(shù)參數(shù) 輸送帶選型滿足輸送帶的強度要求即帶式輸送機輸送帶上所承受的最大張力值應小于輸送帶所能承受的縱向扯斷強度。 織物芯帶強度校核 織物芯帶強度校核按公式： BZnF max 式中 maxF輸送帶最大張力， N； B 輸送帶寬度， mm； 輸送帶縱向扯斷強度， N/(mm層 )； N 穩(wěn)定工況下，織物芯帶的靜安全系數(shù)，棉帆布芯帶 n=8 9，尼龍、聚酷帆布芯帶 12010n ； 將以上各值代入公式得： m a x 9 3 5 2 . 9 5 5 8 1 8 . 7 01 0 0 0 4Fn BZ N/(mm層 ) 所以選擇棉帆布芯的輸送帶 25 N/(mm層 )，能滿足要求。 3.7 張緊裝置的選擇和計算 拉緊力的計算 帶芯種類 棉帆布芯 維綸帆布芯 維綸整芯 維綸減層芯 經(jīng)向扯斷強度 1 8 2 5 3 5 5 6 3 6 5 0 7 0 112 120 240 224 336 每層厚度mm 0 5 0.56 0