DTII(A)型帶式輸送機設計

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DTII(A)型帶式輸送機設計說明書 目 錄 1、 摘要-----------------------------------------------------------------------------------------1 Abstract---------------------------------------------------------------------------------1 1.1DTII(A)型帶式輸送機輸送機簡介------------------------------------------------2 1.2 國內外研究概況及發(fā)展趨勢-----------------------------------------------------3 二、帶式輸送機方案的確定------------------------------------------------------5 2.1 工作原理----------------------------------------------------------------------------7 2.2 擬定方案時考慮的要求和條件-------------------------------------------------8 2.3輸送帶的設計-----------------------------------------------------------------------9 2.3.1帶速與槽角的確定-------------------------------------------------------------9 2.3.2輸送帶強度的驗算------------------------------------------------------------10 三、帶式輸送機的設計--------------------------------------------------------10 3.1 電機的選擇------------------------------------------------------------------------10 3.2減速器的設計計算----------------------------------------------------------------11 3.3軸的設計計算----------------------------------------------------------------------11 3.4軸承選擇----------------------------------------------------------------------------12 3.5鍵的選擇----------------------------------------------------------------------------13 3.6 軸的受力分析及校核------------------------------------------------------------13 3.7 軸承校核---------------------------------------------------------------------------18 3.8傳動滾筒的設計計算-------------------------------------------------------------19 四、機架設計----------------------------------------------------------------------------------20 4.1機架設計一般要求--------------------------------------------------------------20 4.2支撐結構--------------------------------------------------------------------------21 4.3機架中典型零件的受力分析--------------------------------------------------22 五、結論----------------------------------------------------------------------------------------24 致謝-----------------------------------------------------------------------------26 參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------28 摘 要 帶式輸送機式是由承載的輸送帶兼作牽引機構的連續(xù)運輸設備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。由于它具有運輸能力大、運輸阻力小、耗電量低、運行平穩(wěn)、在運輸途中對物料的損傷小等優(yōu)點，被廣泛應用于國民經濟的各個部門。在礦井巷道內采用帶式輸送機運送煤炭、礦石等物料，對建設現代化礦井有重要作用。帶式輸送機是連續(xù)運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門、在農業(yè)生產中運輸糧食以及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機是煤礦最理想的高效的連續(xù)運輸設備，與其他運輸設備相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現自動化、集中化控制，特別是對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關設備。特別是近10年，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機的出現，使其在礦山建設的井下巷道、礦井地表運輸系統(tǒng)及露天采礦場、選礦廠中的應用又得到一 步推廣。 關鍵詞：DTII(A)型帶式輸送機、煤炭運輸、礦井 Abstract With the development of society and the improvement of peoples living standard, peoples demand for walnut increased, especially for high quality walnut demand. Walnut is used not only for food, but some developed countries use it to create a variety of new materials, which has been rapid development of walnut industry. Relative to the developed countries abroad, the production process of our domestic walnut is still very backward, still using intermittent Martin method is backward, unable to meet the domestic demand, our country every year to import large quantities of walnut is from abroad, so I did about graduation design walnut vibration conveying equipment. An important component of vibrating conveyor is walnut processing process mentioned in this design. 振動輸送機是利用偏心輪驅動連桿產生離心力，使物料得到分離。本文分幾個部分來說明設計過程，包括了電機的選擇、曲柄連桿傳動的設計、軸的設計、軸承的設計、鍵的選擇和機架的設計，試圖通過本次設計，使核桃的輸送機構既簡單，又能提高效率，同時還能減少能耗。 Vibrating conveyer is the eccentric wheel drives a connecting rod to generate centrifugal force, the materials can be separated. This paper is divided into several parts to illustrate the design process, including the choice of motor, a crank connecting rod transmission design, shaft design, bearing design, selection of the key and the design of the frame, trying to through the design, so that the transport mechanism of walnut is simple, and can improve the efficiency, and also can reduce the energy consumption. Keywords：DTII(A) oil mixer, vibration conveyor, an eccentric wheel 1.1DTII(A)型帶式輸送機輸送機簡介 DTII型固定帶式輸送機是通用型系列產品，可以廣泛用于冶金、礦山、煤 炭、港口、電站、建材、化工、石油等各個行業(yè)。由單機或多機組合成運輸系統(tǒng) 來輸送物料，可輸送松散密度為500～2500kg/m的各種散狀物料及成件物品。 DTII 型固定帶式輸送機適用的工作環(huán)境溫度一般為-25C～+40C。對于 在特殊環(huán)境中工作的帶式輸送機如要具有耐熱、耐寒、防水、防爆、易燃等條件，應另采取相應的防護措施。 DTII型固定式帶式輸送機均按部件系列進行設計，機架采取了結構緊湊、 鋼性好、強度高的工字鋼機架，機架部分、中間架和中間架支腿全部采用螺栓連接，便于運輸和安裝。 1.2國內外研究概況及發(fā)展趨勢 最早的帶式輸送雛形是1880年德國LMG公司設計的鏈斗式挖掘機尾部蒸汽驅動的帶式輸送機。在1980年之前，澳大利亞、南非和加拿大采礦工業(yè)很大程度上得益于歐洲和 美國的開發(fā)研究。到1980年以后，固定式帶式輸送機已經出現，并且正在設計大運量、長距離、高帶速的帶式輸送機，其具有獨特的特點。 在我國，20世紀80年代之前，大型帶式輸送機基本上依賴國外技術。在引進、消化、合作研究的基礎上，目前已經能夠獨立的設計、制造大型的帶式輸送機系統(tǒng)。近十多年來，國產煤礦帶式輸送機從SDJ、SSJ、STJ、DT等系列定型發(fā)展到各種功能特種帶式輸送機系列。如大傾角帶式輸送機成套設備、高產高效的工作面順槽可伸縮帶式輸送機，大傾角、長距離帶式輸送機系列產品等。并用動態(tài)分析、智能化控制技術等對關鍵設備進行了理論研究和產品開發(fā)。研制成功了多種軟啟動和制動裝置以及可編程電控裝置。但和國外先進機型相比，國內輸送機機型一般較小，帶速通常不超過4m/s，最大運送量為3000t/h，可 靠性、壽命偏低，普遍沿用靜態(tài)設計法，設備成本偏高。此外，我國尚未形成元部件的大規(guī)模專業(yè)生產廠，設計水平有待提高。 隨著全球經濟的增長，帶式輸送機技術已經成為當代科學技術發(fā)展的前沿之一。當今的全球經濟需要設計和生產“環(huán)?！毙洼斔蜋C，不能污染周圍的環(huán)境，可以根據運輸需要設計長距離、高帶速、大運量、大功率，并且還要節(jié)約環(huán)保。輸送機技術進步的一個特點是將基礎的研究發(fā)展為實用技術，進而實現商業(yè)化，投入到具體生產中。 1）提高元部件性能和可靠性設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提高。 2）擴大功能，一機多用化 拓展運人、運料或雙向運輸等功能，做到一機多用，使其 發(fā)揮最大的經濟效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 3）設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發(fā)都取得了很大的進步。 為了適應高產高效集約化生產的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長 距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產高效礦井運 輸技術的發(fā)展方向。在今后的10a內輸送量要提高到3000～4000t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到3000m。對于鋼繩芯 帶式輸送機需加長至5000m以上，單機驅動功率要求達到1000～1500kW， 。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術的發(fā)展，隨著高產高效工作面的出現及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機，無論是主參數，還是運行性能都難以適應高產高效工作面的要求，煤礦現場急需主參數更大、技術更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提高我國帶式輸送機技術的設計水平，填補國內空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術水平。其包含7個方面的關鍵技術： ⑴帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術； ⑵軟起動與功率平衡技術； ⑶中間驅動技術； ⑷自動張緊技術； ⑸新型高壽命高速托輥技術； ⑹快速自移機尾技術； ⑺高效儲帶技術。 設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善 和提高現有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件， 如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機 尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步的提高。 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現在2個方面：一方面是帶式 輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、 空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有 了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展 的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用于了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提 高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機已 達到表1所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以下幾個特點： ⑴設備大型化。其主要技術參數與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產 300~500萬t以上高產高效集約化生產的需要。 ⑵應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術，采用大功率 軟起動與自動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶 的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。 ⑶采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸 送機單機運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互 換性及其單元驅動的可靠性。 ⑷新型、高可靠性關鍵元部件技術。如包含CST等在內的各種先進的大功 率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、 快速自移機尾等。 二、帶式輸送機方案的確定 2.1工作原理 帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，通常稱之為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組主要包括以下幾個部分：輸送帶 (通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。其設備的外觀大致如下： 帶式輸送機 輸送帶繞經傳動滾筒、改向滾筒和拉緊滾筒形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，驅動裝置驅動傳動滾筒，通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶連續(xù)運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到輸送帶的上端面，在 機頭滾筒(即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過 18，向下運輸不超過15。 2.2擬定方案時要考慮的要求和條件 帶式輸送機的基本組成：輸送帶、托輥（主動滾筒、從動滾筒、過渡滾筒）、驅動裝置（電動機、聯軸器、減速器、液力偶合器、制動器）、傳動滾筒、改向滾筒、機架、張緊裝置、清掃裝置、卸載裝置、安全保護裝置等。 輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率??；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數少，轉載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送 有尖棱的物料。輸送機年工作時間一般取4500-5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。帶式輸送機布置的一般要求：在曲線段內，禁設給、卸料裝置，各種給、卸料裝置應設在水平段。拉緊裝置一般布置在輸送帶張力最小處。輸送機盡可能布置成直線，應避免單純的按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式。 在具體布置時應注意下列幾點： 1）在曲線段內，不允許設給料和卸料裝置。 2）給料和中途卸料點最好設在水平段上，但也可設在傾斜段上。設在傾斜段上時，中途卸料點的傾斜度不宜超過10～12，否則容易掉料。 3）若在水平段內均勻給料，并且轉折處比較平滑，凸、凹段曲率半徑適當，則表2-2中所列最大允許傾角還可以增加10%左右。 2.3輸送帶的設計 2.3.1帶速和槽角的確定 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20。帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為Q=3.6AvYC; 式中：Q=輸送量 （T/H) V=速度 （M/S) Y=物流密度 帶速選擇原則： (1) 輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。 (2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。 (3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。 (4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據物料特性和工藝要求決定。 (5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。 (7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。 (8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。 (9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。 帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.考慮山上的工作條件取帶速為2m/s;故所選的槽形物料斷面面積在這里從略。 選槽角=35,動積角=300。試中 r------物流密度，t/3m; stc------傾斜系數，對普通帶可在下表中查得; q-------物流每米質量，kg/m; v------速度，m/s; 2.3.2輸送帶強度的驗算 1） 輸送帶的計算安全系數 由 式M=Smax/Y ,S--輸送線額定拉斷力。對于鋼絲繩字，Smax=Y. 其中Y為輸送帶額定拉斷力，Smax為輸送帶最大張力點的張力。則有：Smax=YXS=1400X1000=1400kn,故安全系數K=1400/94.13=14.805，查表可知輸送帶的強度系數符合要求，滿足實際生產的需要。 ； 三、帶式輸送機結構的設計 3.1 電機的選擇 電機的種類很多，最常用的是Y系列三相異步電機（ZBK22007—88），是按照國際電工委員會（IEC）標準設計的，具有國際互換行的特點。電動機額定轉速根據生產機械的要求而選定，一般情況下電動機的轉速不低于500r/min，因為功率一定時，電動機的轉速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率較低。若電機的轉速高，則極對數少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所采用的電動機的總功率為221kw，所以需選用功率為250kw的電機，擬采用HX－３５５ L－4型電動機，該型電機轉矩大，性能良好，可以滿足要求。 3.2　減速器的選型 本次設計選用NU315-40型二級硬齒面圓錐-圓柱齒輪減速器,傳動比為 15.8第一級為螺旋齒輪、第二級為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動，其展開簡圖如下： 電動機和I軸之間，III軸和傳動滾筒之間用的都是聯軸器，故傳動比都是 傳動裝置的總傳動比.其大體結構如下圖： 如軸之間，III軸和傳動滾筒之間用的都是聯軸器，故傳動比都是1 傳動裝置的總傳動由以上電機選擇可知電機轉速則工作轉mn=1000r/min,因減速器的標準減速比為i=35.3,可求得NW=NX/Y=1000/63.3r/m。 3.3軸的設計計算 軸是組成機械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉動傳動轉矩或回轉運動，并通過軸承與機座相聯接。軸與其上的零件組成一個組合體—軸系部件，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個結構密切聯系起來。 由于固定輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設計的階梯軸為轉軸，由于小帶輪已經設計好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設計是根據扭轉強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經濟合理，通過設計計算來選擇軸的材料，選用最常見的45#鋼作為軸的材料,且其需用切應力為40MPa 軸與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結構密切聯系起來。軸的結構設計是在初算軸徑的基礎上進行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設計成階梯軸。軸的結構設計的任務是合理確定階梯軸的形狀和全部結構尺寸。軸的材料選用45號鋼，為保證其力學性能，進行調質或正火處理。 1、初步計算軸的直徑 按照扭轉強度估算軸的最小直徑，寫成設計公式，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設計公式得=32.26mm?？紤]到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應適當增加軸徑以補償鍵槽對軸強度的削弱。取軸的直徑d為40mm，即最右端裝帶輪處的直徑為40mm。裝有密封元件和滾動軸承處的直徑，應與密封元件和軸承的內孔徑尺寸保持一致。軸上兩個支點的軸承，應盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取5—10mm，這里軸肩出的直徑差選擇5mm，然后協(xié)調各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機構的合理性，還有螺釘等的長度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。 3.4軸承的選擇 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調心滾子軸承，因為調心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內圈，并是可分離的軸承，根據d=80mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78 帶緊定套的調心滾子軸承（GB/T288-1994），選用22218CK/W33+H318軸承，其基本額定載荷為=240KN,=322KN, 根據軸承選用配套的軸承座，參考資料2P7-43表7-2-105 適用圓錐孔的異徑孔滾動軸承座(GB/T7813-1998) SNK型軸承座，可選用SNK316型的軸承座。 2.3 步進電機的選型計算 根據公式： N=＝4(KW) G－篦冷機的生產能力，1000kg/h W－切割1kg物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關，d小則w大，當d＝3mm， 取w＝0.0030kw.h/kg。（查B5p） －傳動效率，取0.75 所以根據N＝4kw，n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機的結構。 3.5 鍵的選擇 鍵聯結是通過鍵實現軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉矩。其中有 類型也可以實現軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現軸向動聯結， 于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現傳遞轉矩和軸向固定所以，只需選用 常見的普通平鍵，鍵的類型可根據使用要求、工作條件和聯結的結構特點 表5-3-15選定，鍵的長度根據軸轂的長度從標準中選取，鍵的bh根據 徑來確定。 軸和帶輪的聯結，d=70mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979) 選用B2012，B1811和B128的普通A型平鍵，鍵長分別為90㎜， 70㎜，30㎜。 3.6 軸的受力分析和校核 軸的強度計算一般可分為三種：1）按扭轉強度或剛度計算；2）按彎扭合成強度計算；3）精確強度校核計算。 當軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。 由于本設計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉強度，是根據扭轉強度設計，應校核軸的彎曲強度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉產生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產生作用力時，僅是一個經驗數據。在這里，假設圓錐篩為實心，對軸的作用力取其重力的。 篩的材料為不銹鋼，密度是=7.38㎏/,錐篩大端直徑為D=，小端直徑是d=360，H=1140，h=510，所以錐篩的體積 即0.2; 所以,篩的重力約為 故取G==3846.5N。 軸徑是按扭轉強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據許用彎曲應力校核的，即由彎矩產生的彎曲應力不超過許用彎曲應力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉矩圖應用公式繪出當量彎矩圖，式中是根據轉矩性質而定的應力校正系數。對于不變的轉矩，取；對于脈動的轉矩，取；對于對稱循環(huán)的轉矩取。 是材料在對稱循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 是材料在靜應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 是材料在脈動循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 在錐篩的設計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數為，，，；應滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數； 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學的相關知識可得： 解得： 由 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉矩如下： 轉矩圖如下： =； 所以，= 所以當量彎矩圖為： 可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。 3.7軸承的較核 軸承的選用在以上的說明中已經給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號為22218CK/W33+H318，其基本參數為主要是額定載荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時，一年工作300天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進行計算： C= 其中：C—基本額定動載荷計算值，N； P—當量動載荷，按式計算，為軸承所受徑向載荷， 軸向動載荷，X為徑向動載荷系數，Y為軸向動載荷系數； —壽命因數，按表7-2-8選?。? —速度因數，按表7-2-9選??； —力矩載荷因數，力矩較小時=1.5,力矩較大時=2; —沖擊載荷因數,按表7-2-10選取; —溫度系數,按表7-2-11選取; —軸承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0； 因為軸向載荷=0，即，所以當量動載荷 即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。 3.8傳動滾筒的設計計算 （1） 求軸上的功率P3和轉速N3與轉矩T3，若取沒級齒輪的傳動效率（包括軸承效率在內）=0.97，則： P3=250X0.97=228.2KW. 則軸的角轉速A=N2x2x3.14/60=6.63rad/s. (2) 罐通體厚度的計算 首先，我們選擇Q235鋼板作為我們制作滾筒的材料，并取[Q]-4Q,對于Q235A鋼，Q=235N/MM2.則T=86.71XP/VR2X0.0338W 式中，P=功率，KW.V=帶速度 M/S R=滾筒半徑。W代表滾筒長度，查表，經計算可知，滾筒長度W=800. 四、機架的設計 機架的設計主要要保證剛度、強度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評定大多數機架工作能力的主要準則；強度是定重載機架工作性能的基本準則，機架的強度應根據機器在運轉過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強度，有時還要校核其疲勞強度。機架的強度和剛度都 需要從靜態(tài)和動態(tài)兩方面來考慮。動剛度是衡量機架抗振能力的指標，而提高機架的抗振性能應從提高機架的構件的靜剛度方面入手，合理設計機架構件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機架正常工作的基本條件，必須要注意。 4.1 機架設計的一般要求 1） 在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本底； 2） 抗振性好； 3） 由于內應力及溫度變化引起的結構變形應力最??； 4） 結構力求便于安裝與調整，方便修理和更換零部件； 初步確定機架的形狀和尺寸，機架的結構形狀和尺寸，取決于安裝在它們內部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決于工藝、所承受的載荷、運動等情況。機架材料的選用主要根據機架的使用要求，多數機架形狀較復雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價廉和吸振能力強，所以應用最廣。 由于本設計是用于淀粉的加工設備中，屬于重型機架，而圓錐篩的設備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設備一般會布置到二摟，而不會在底層，這就要求機架的重量輕，所以采用焊接機架，而且焊接機架具有制造周期短、重量輕、成本底且強度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結構，主要就是鋼板拼焊而成，右端機架采用型鋼結構，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時應注意以下幾點： 1） 材料的可焊性 可焊性差的材料會造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設計考慮到材料的可焊性選用25鋼； 2） 合理布置焊縫 焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)； 3） 提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收固定； 4） 合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。 5） 盡可能選用標準型材、板材，合理確定焊縫尺寸。 4.2 支撐機構 在機器中支撐或容納零部件的零件稱之為機架，所以機架是底座、機體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎平臺等零件的統(tǒng)稱。按機架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機架。主要是焊接機架結構設計靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強度、剛度、穩(wěn)定性是機架設計的主要準則，也是評價機架工作能力的主要標準，合理的設計機架的截面形狀和尺寸、注意機架的整體布局。設計機架通過了以下幾個設計步驟： （1）初定機架的形狀和尺寸 機架的結構形狀和尺寸取決于安裝在它內部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決與所受載荷、運動等情況，然后，綜合上述情況和有關資料，并參考現有同類型機架，初定擬定出機架的結構形狀和尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機架。機架的大致尺寸為高15000㎜、長993㎜、寬1800㎜，要考慮起具體形狀和電機、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。 （2）機架的造型設計，雖然材料一定，但機架也要求內外質量的統(tǒng)一，考慮到角鋼的等邊性把角鋼用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊角鋼分別向兩邊斜去，這樣既增加了機架的穩(wěn)定性、又使整個機架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調節(jié)，軸承調節(jié)是通過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實現。而下面是由兩個空心鋼來支撐電機下的板，空心鋼強度和剛度都很高，所以不會出現強度或剛度不足現象。 （3）作為焊接機架應合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件；焊縫布置應盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯系。減少應力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應力，焊后熱處理等。 （4）盡可能采用標準型材，板材，減少加工量。機架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞直接決定著機架整體性聯結結構的剛度直接影響機器的工作性能。為保證機架剛度應注意改善聯結部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。 整個機架設計完以后，既要注意滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機工程性，方便操作。造型好，使其既適用經濟，又美觀大方。具體如下圖所示： 5　結束語 大學最后階段最重要的畢業(yè)設計終于結束了，將近一個學期，自己付出的努力，體現在幾張薄薄的圖紙上。從老師給我們一個完全陌生課題，到自己動手把它設計出來，這幾個月的時間，我感覺到從未有過的充實。想想課題剛定下來的時候，除了陌生還是陌生，將擔心說給老師聽，她安慰我們別擔心，只要認真著手去做，一切問題都會解決的。于是著手去做，調研、查閱資料、定方案、計算、設計，在整個過程中，一個一個的問題接踵而至，查資料，通過借書，網上查閱，聽老師講解等各種方式，一個一個的問題最后都得到了我自認為完美的解決。終于，隨著時間的推移，我的設計也漸漸地接近尾聲?；叵肫疬@幾個月來自己所做的一切，結果不僅僅是這幾張圖紙所能反映的。 通過獨立完成一臺機械設備的設計，使我掌握了產品設計和創(chuàng)新的基本方法，也懂得了機械設計的過程，增強了自己的設計能力。調研也使我大大地開闊了眼界，增長了知識和能力，也看到了目前國內外糧食機械行業(yè)的差別，也使我增加了對糧油機械的興趣。我們學校是一個以糧食行業(yè)為特色的高等院校。通過這次的畢業(yè)設計，使我了解到我國在固定式帶式輸送機的生產技術和設備是比較落后的，與國外相比有很大的差距。只靠從國外引進技術和設備是不合理的，（1）、我國的國力不允許；（2）、引進的技術不能很好的消化和吸收，這對提高我國在此方面的水平是不利的。面對我國現在的狀況使得我們要努力的完成這次畢業(yè)設計，并在以后的工作中為提高我國機械制造業(yè)水平而努力。 在此次設計的過程中，很多料想不到的問題一個一個都要認真地解決。有的學過的知識也忘地差不多了，于是再一遍一遍地翻書，一遍一遍地復習已經學過的內容。于是大學四年所學的東西，便得到了系統(tǒng)的梳理。自己所學到的知識是遠遠大于這幾張圖紙所反映的內容，比如說，在設計過程中所接觸到的相關知識并不能夠完全反映出來，在設計的過程中真正體會到了作為一名設計者的偉大與不易。也增加了自己的自信，通過這次設計我明白了，只要自己去做，去鉆研，沒有什么解決不了的問題。 這大學四年的最后的一次也是最重要的一次作業(yè)，使我對以前所學過知識進行了一次系統(tǒng)而全面的鞏固和復習。以前有一種想法，覺得在大學里面學的知識太理論了，簡直就是虛的，沒有什么實際的價值，但是在開始做這個設計的時候，我就意識到自己這種想法是完全錯誤的。設計中遇到大多數的問題都是我們學的，但是，自己還是不懂。不是忘了，就是當時學的時候沒搞懂。于是就后悔沒有在大一大二把基礎打扎實。不過，幸虧是這次的畢業(yè)設計讓我意識到了這么多的問題，也及時得到了解決，沒有把那些問題帶到我以后的工作中去。在設計中，也遇到了許多設計方面問題，這些問題對我來說相對較難，因為自己從來沒有獨立的做過一次真正的設計，我深深地感覺到理論聯系實踐的重要性。搞設計是一項體現一個人全面專業(yè)水平的任務，要想搞好設計，除了提高自己的專業(yè)水平，提高自己理論聯系實際的能力，拓寬知識面外，還必須有毅力、耐心，有認真仔細的工作態(tài)度，也必須活學活用，不要死搬硬套，鉆牛角尖。這次設計，我深深感到知識和能力上的不足，設計是一個學習的過程。通過這次設計，我終于懂得做一個完整的設計的過程，并積累了不少的經驗和教訓，這為即走向社會邁向工作崗位打下了堅實的基礎，指導我今后的工作怎樣才能做的更好。 我認為本次畢業(yè)設計最重要的是我所學的專業(yè)知識能夠和實際相結合，四年來，我們已經學習了不少的理論知識，把理論運用于實際才是最終的目的。我即將走向工作崗位，若非這次的畢業(yè)設計，可能存在的很多問題都要帶在工作的過程中，但是現在，我對自己以后的工作充滿了信心。本次設計不僅對我所學過的專業(yè)課程又進行了一次系統(tǒng)的復習，還讓我意識到做一個設計它所要求的知識面是相當的廣泛的，相信即將走上工作崗位的我能夠從容地應對各種問題。 我們的設計結束了，但我們的思維還在繼續(xù)，由于是第一次搞這樣的全方位的整體設計，設計經驗不足，加上知識能力有限，肯定還存在著不少的問題，甚至還會有不太合理的地方，懇請各位老師和同學指正，給出建議和意見。 致謝 本論文是在xxx老師的精心指導下完成的，xxx老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神對我嚴格要求，不允許有一點點的差錯。在整個過程中，呂老師給了我許多的意見和建議，在整個畢業(yè)設計過程中給予我無私的指導。她淵博的知識、開闊的視野和嚴密的邏輯思維給了我深深的啟迪。在此，我向呂老師表達我最真摯的謝意，真誠的祝愿她身體健康，工作順利！。 另外，我還要感謝我們班給我?guī)椭耐瑢W們，在整個過程中我們一起討論，一起解決問題，他們也給了我很大的幫助，使我能夠順利完成設計。在這里一并向他們表示感謝，感謝他們在設計過程中對我的照顧和幫助，并祝他們萬事如意，心想事成！ 最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心的感謝！ 參考文獻 1　阮競蘭、武文斌.糧食機械原理及應用技術.中國輕工業(yè)出版社，2006，36-42 2　肖旭霖.食品加工機械與設備.中國輕工業(yè)出版社，2000，67 3　無錫輕工業(yè)學院、天津輕工業(yè)學院.食品工廠機械與設備.輕工業(yè)出版社，1983，97 4　劉品，徐曉希.機械精度設計與檢測基礎.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004，41-49 5　國家標準機械制圖應用示例圖冊.中國標準出版社，1985，152 6　朱輝.畫法幾何及工程制圖.上?？茖W技術出版社，2003，337-342 7　朱張校.工程材料.清華大學出版社，2001，38-67 8　劉鴻文.材料力學第四版.高等教育出版社，2004，112-147 9　田孝俊，任偉.綜述影響小麥淀粉生產的因素. 淀粉與淀粉糖，2004，（7）：37 10　史建新, 周向農.固定帶式輸送的原理與試驗.糧食與飼料工業(yè)，2000，（3）：19-20 11　曹立和，周魯惠.DPF560型固定式帶式輸送機的應用與技術特點.淀粉與淀粉糖，1999，（2）：31 12　張鐘，魏小波.固定式帶式輸送機的制備及物理性質研究.食品科學，2004，（9）：121-124 13　劉紅疆, 賈貴儒.定式帶式輸送機肚肚的測定方法與改進.曠工科技，2004，（10）：73-74 14　帶式輸送機在工業(yè)中的應用.面粉通訊，2002，（4）：38-40 15　三相分離機和臥螺在玉米淀粉工業(yè)中的應用，2000，（1）：38-42 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