【文章內(nèi)容簡介】 可靠。輸送機(jī)現(xiàn)代的發(fā)展趨勢是 :輸送量、運(yùn)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(jì)的增長，輸送機(jī)技術(shù)已成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿之一。當(dāng)今世界需要設(shè)計(jì)和生產(chǎn) “環(huán)保 ”型輸送機(jī)，要求輸送量大，并且要節(jié)約能量 [14]。輸送機(jī)技術(shù)進(jìn)步的一個重要特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究發(fā)展為應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)而 3 實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。輕型固定式膠帶輸送機(jī)是一種用途很廣的連續(xù)輸送設(shè)備，由于結(jié)構(gòu)簡 單、使用成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，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15176。C～ +40176。C。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本文對輸送機(jī)各個部分進(jìn)行系統(tǒng)的理論分析，總結(jié)了輸送機(jī)各部分主要原理和功能，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)型式、技術(shù)特性、安裝尺寸和造型計(jì)算等均做了系統(tǒng)的分析研究。驗(yàn)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(yàn)，為將來產(chǎn)品的深入研究提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。本文主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容： 1． 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的原始參數(shù) 2． 帶式輸送機(jī) 的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)算中各阻力的分析。對長度小于 80米帶式輸送機(jī)的阻力計(jì)算比較復(fù)雜，有許多不能確定的參數(shù)，需要研究合理的計(jì)算方法。 (3)輸送帶不打滑條件計(jì)算的分析，由于帶式輸送機(jī)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(jìn)行相應(yīng)的處理，以取得相應(yīng)合理地張力值，使輸送帶的總負(fù)荷不會偏差太大； (4)輸送機(jī)布置方式及其各特征張力點(diǎn)計(jì)算方法的分析； 3．帶式輸送機(jī)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(jī) 電控實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)電機(jī)的 正反轉(zhuǎn)和變速控制以及對物品的計(jì)數(shù)功能。 4 第 2 章 總體方案論證 機(jī)械部分的方案的論證 重要機(jī)械部件的確定 輸送機(jī)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(bǔ)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(yùn)行中容易跑偏、打滑。目前國內(nèi)常見的帶式輸送機(jī)拉緊裝置 是螺栓 拉緊裝置 ， 所以 本設(shè)計(jì)采用 螺栓搖把 張緊 裝置。 圖 21 螺栓張緊裝置 傳動方案的確定 現(xiàn)階段輸送機(jī)的傳動方案基本采用兩種方案： 5 方案 1：采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)用電機(jī)與減速器與傳動滾筒相連這種方案的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動規(guī)律、傳動精度高、效率高、承載能力強(qiáng)、加工簡單、維護(hù)簡便、耗能小、更經(jīng)濟(jì)等，缺點(diǎn)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(jī)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(yīng)用于固定式和移動式 帶式輸送機(jī) 。電動滾筒具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、運(yùn) 轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、密封 。 它的缺點(diǎn)是由于電機(jī)與減速器共同置于滾筒體內(nèi)部所以，當(dāng)電機(jī)與減速器需要維修時不方便。 基于經(jīng)濟(jì)與維護(hù)等方面因素考慮 方案 1 更符合本次設(shè)計(jì)要求，所以選擇方案 1 作為輸送機(jī)的傳動裝置。 托輥的選擇 輸送機(jī)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(yùn)行。目前常用的上托輥由三個輥?zhàn)咏M成的槽形托輥與由兩個輥?zhàn)咏M成的 V 型托輥。槽型托輥適用于帶寬較寬的輸送機(jī)而 V 型托輥適用與帶寬小于 300 mm 的輸送機(jī)， 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(biāo)準(zhǔn)。槽型托輥裝配后輥?zhàn)訌?qiáng)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 22。 圖 22 槽型托輥示意圖 總體結(jié)構(gòu)的確定 輸送機(jī)的的 布置形式如圖 23： 6 圖 23 帶式輸送機(jī)的 典型布置形式 采用不同結(jié)構(gòu)形式輸送帶，則輸送機(jī)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(yùn)動速度。 本設(shè)計(jì)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 24. 圖 24 輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 7 電控部分的方案論證 單片計(jì)算機(jī)是將電子計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)體積很小，功能強(qiáng)，因而廣泛用于電子設(shè)備中作控制器之用。目前，大到導(dǎo)彈火箭國防尖端武器，小至電視機(jī)微波爐等現(xiàn)代家用電器，內(nèi)中都毫無例外地運(yùn)用單片計(jì)算機(jī)作為控制器，因此 ,從控制的觀點(diǎn)，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(shè)計(jì)好的程序。所有帶單片微控制器的電子設(shè)備，它的工作原理當(dāng)然與具體設(shè)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(yù)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(jìn)行高速運(yùn)算處理。 3)將運(yùn)算處理的結(jié)果通過輸出接口送去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如繼電器，電機(jī)，燈泡等。當(dāng)前這個過程不斷重復(fù)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(yùn)行。 為了方便實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的控制功能，本設(shè)計(jì)選用 單片機(jī) 控制系統(tǒng)。 8 第 3 章 輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)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(jī)長度： 10m?L 輸送量： 3t/h 帶速 ： ? 工作環(huán)境：室 內(nèi) ，環(huán)境溫度大約在 20176。左右 ，且灰塵較少； 輸送機(jī)布置形式： 水平放置。 輸送機(jī)的計(jì)算 帶寬的計(jì)算 對于散狀物料，帶寬的計(jì)算為公式： vykQB ?3600 39。? 式中 39。Q——所需輸送量； 3t/h ? ——物料松散密度， 316 /kg m?? V——輸送帶速度， ? ； k——裝載系數(shù)，一般取 ~?k ，取 ?k ； y——斷面系數(shù)， ?y 將以上各值代 入公式得： 71 3m 61000/ 33600 ??????? ρ v y kQ39。B 9 取 800mmB? 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(yùn)物料的粒度與帶寬相比太大時，由于輸送機(jī)的振動的影響，物料可能會散落，并導(dǎo)致設(shè)備故障。 輸送帶寬度 B 和物料最大粒度之間應(yīng)滿足： 2021 ?? ?B 式中 ?——物料最大粒度， mm； B ——帶寬， mm ； 查表 31 180mmα? ，代入上式 5 6 0 m m2 0 01 8 02B ???? 故，滿足條件。 故本設(shè)計(jì)所選取的 800mmB? 滿足以上的各種要求。 表 31 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 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 31 所示輸送帶上允許的最大物料橫截面積 S 10 圖 31 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 31，堆積面積按公式計(jì)算： 2yBA? 表 32 斷面系數(shù) 托輥形式 槽形 兩節(jié)式 三節(jié)式 ? =25176。 ? =35176。 ? =45176。 動堆積角 ? 20176。 30176。 20176。 30176。 20176。 30176。 斷面系數(shù) y 注：物料動堆積角一般為其靜堆積角的 70%左右。 由表 32 查得：取 035?? 時，動 堆積角 030θ? ，斷面系數(shù) ? 。將數(shù)據(jù)代入公式： 222 0 . 0 9 3 4 4 m0 . 80 . 1 4 6 ???? yBA 輸送能力的計(jì)算 輸送機(jī)的輸送能力按公式計(jì)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 ????? 圓周驅(qū)動力與驅(qū)動功率 圓周驅(qū)動力 輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，帶條沿輸送機(jī)線路運(yùn)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(jì)算： 21 SSStHU FFFFCF ????? (31) 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(jī)長度有關(guān)的系數(shù)。 查有關(guān)資料 取 5~?C 1. 主要阻力 HF 輸送機(jī)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 (32) 式中 f ——模擬摩擦系數(shù)，查表 得 ?f ； L ——輸送機(jī)長 度 (輸送機(jī)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 39。q RO ? ； oRORO a 39。nqq ? oa ——承載分支托輥間距，查表 1000mmao? ； 所以： / m ???? oRORO a 39。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/m39。qRU ? ； Ua ——回程分支托輥間距， 查表 4 2500mmaU ? ； URURO a 39。nqq ? 所以： g / ???? URURU a 39。nqq Bq ——每米長輸送帶質(zhì)量，初選輸送帶為 4 層，查資料得； 28. 58 kg /mBq ? Gq ——每米長度輸送帶物料質(zhì)量， kg/m ； 13 / ????? ρIq vG 將以上各值代入公式 (32)： 35 05 N 83 .3) ] 8([73 . 22? ???????? )] + q q+(+ q = f L g[ q F GBRUROH 表 33 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 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，制造、調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小 多塵，低溫，過載，帶速高，安裝不良，物料內(nèi)摩擦大 ～ 向下傾斜 設(shè)計(jì)，制造正常，處于發(fā)電工況時 ～ 表 34 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(jī) 300 400 500 650 800 1000 1200 托輥直徑 ? 60 ? 89 槽角 250 350 450 350 450 35176。 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(dǎo)料槽欄板間的摩擦阻力兩部分，按公式： glτS FFF ??1 (33) 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(dǎo)料槽欄板間的摩擦阻力， N ； (1)無前傾，即 ?F =0 (2)導(dǎo)料槽阻力 glF ： 無導(dǎo)料槽所以 glF =0 即 0N1 ??? glτS 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 ? (34) 式中 3n ——清掃器個數(shù)， 13?n ； (1)清掃器摩擦阻力 rF ，按公式： 3?ApFr ? P —— 清掃器和輸送帶間的壓力， N/ 2m ，一般取為 3 4410 ~ 10 10?? N/ 2m ； 3? —— 清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為 ~， 取 ；代入數(shù)據(jù)得 16803 ?? ?ApFr N 將以上各計(jì)算結(jié)果代入公式 (