文獻(xiàn)綜述
送料量調(diào)整輸送裝置設(shè)計(jì)
吳訊杰
摘要：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于自動(dòng)量調(diào)整固定式帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)膠帶輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了膠帶輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾或?qū)Щ匮b置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡(jiǎn)單的說明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。目前，膠帶輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機(jī)就是其中的一個(gè)。在膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造帶式輸送機(jī)過程中存在著很多不足。
關(guān)鍵詞： 帶式輸送機(jī) 傳動(dòng)裝置 量調(diào)整
Abstract: The design is a graduation project about the belt conveyor. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End. Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor.
Keywords: the belt conveyor Drive Unit Delivery End
1.自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的發(fā)展史
運(yùn)輸機(jī)設(shè)備是礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,給設(shè)備的可靠性,特別是關(guān)鍵咽喉部位給設(shè)備的可靠性,直接影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前,我國(guó)礦使用的給設(shè)備主要是沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)和電振工件輸送機(jī)。 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)最早研制于20世紀(jì)60年代初,70年代,在ＮＧＷ基礎(chǔ)上,更換了驅(qū)動(dòng)裝置,改為Ｋ系列,并一直沿用至今。國(guó)外工件輸送機(jī)發(fā)展?fàn)顩r也與國(guó)內(nèi)大相徑庭,并沒有更高的技術(shù)含量,但價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的4～5倍。帶式輸送機(jī)自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元。
如今，無論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來衡量，它已經(jīng)可以和火車、汽車運(yùn)輸相抗衡，成為三足鼎立的局面，并成為各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的行業(yè)。帶式輸送機(jī)是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖做為傳送物料和牽引工具的輸送機(jī)械。其特點(diǎn)是承載物料的輸送帶也是傳遞動(dòng)力的牽引力。承載帶在托輥上運(yùn)行，也可用氣墊、磁墊代替托輥?zhàn)鳛闊o阻力支撐承載帶運(yùn)行。帶式輸送機(jī)按承載斷面可分為平形、槽形、雙槽形、波紋擋邊斗式、波紋擋邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動(dòng)式圓管形等8大類。
帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連接運(yùn)輸設(shè)備，它與其它運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，不僅具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集中化控制，特別是對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。目前，我國(guó)煤礦共用帶式輸送機(jī)約120萬臺(tái)，礦用帶式機(jī)也正在往大運(yùn)量、長(zhǎng)距離、高帶速方向發(fā)展。
2.帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：
（1）具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等；
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等；
（3）管道輸送機(jī)(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。
其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門。
3. 帶式輸送機(jī)的種類
帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為:
(1)具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如帶式輸送機(jī),板式輸送機(jī),刮板 輸送機(jī),斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等;
(2)不具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等;
(3)管道輸送機(jī)(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.
其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的, 帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門。
1.3 自動(dòng)送料裝置⑴ QD80輕型固定式帶輸送機(jī) QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDⅡ型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運(yùn)距一般不超過100m,電機(jī)容量不超過22kw.
⑵ 它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī),其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里.
⑶ U形帶式輸送機(jī) 它又稱為槽形帶式輸送機(jī),其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對(duì)膠帶的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25°.
⑷ 管形帶式輸送機(jī) U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽,最后形成一個(gè)圓管狀,即為管形帶式輸送機(jī),因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)圓管,故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對(duì)環(huán)境的污染,并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行.
⑸ 氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)行,省去了托輥,用不動(dòng)的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥,運(yùn)動(dòng)部件的減少,總的等效質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且運(yùn)行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板，一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機(jī),這種機(jī)型適用于大傾角,傾角在30°以上,最大可達(dá)90°.
（6）壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力.這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:輸送物料的最大傾角可達(dá)90°,運(yùn)行速度可達(dá)6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。
⑺ 鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 它是無際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn),又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。
4.自動(dòng)量調(diào)整帶式輸送機(jī)的工作原理
自動(dòng)量調(diào)整帶式輸送機(jī)是在普通的帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上添加了料斗和連桿機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整和控制送料量。當(dāng)松散的料從料斗中散落，電機(jī)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)將物料向右傳動(dòng)。傳送帶系統(tǒng)可以繞中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送帶系統(tǒng)的框架位置變化可以使料斗的門相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)傳送帶上物料的數(shù)量超過所需要的量時(shí)，傳送帶框架順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)通過連桿機(jī)構(gòu)關(guān)閉想都的門?？蚣苌吓渲氐奈恢脹Q定了系統(tǒng)的進(jìn)給律。傳動(dòng)原理圖如圖1所示。
圖1自動(dòng)量調(diào)整帶式輸送機(jī)的工作原理圖
5. 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式
帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)
帶式輸送機(jī)主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等。帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī)，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖2所示，它主要包括一下幾個(gè)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(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。
圖2 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)圖
1-張緊裝置 2-裝料裝置 3-犁形卸料器 4-槽形托輥
5-輸送帶 6-機(jī)架 7-動(dòng)滾筒 8-卸料器
9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-清掃器
輸送帶1繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒2和機(jī)尾換向滾筒3形成一個(gè)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5給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流，在卸載點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機(jī)頭滾筒(在此，即是傳動(dòng)滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。
其他零部件的以及示意圖如下：
槽形托輥的帶上物料堆積截面圖如圖3.所示.
圖3槽形托輥的帶上物料堆積截面
圓周驅(qū)動(dòng)力通過摩擦傳遞到輸送帶上的張力示意圖如圖4所示.
圖4作用于輸送帶的張力
傳動(dòng)系統(tǒng)減速器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5所示.
圖5 JS30型減速器展開簡(jiǎn)圖
梅花形彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖如6所示.
圖6聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖
傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示.
槽形托輥機(jī)構(gòu)示意圖如圖8所示.
圖8 槽形托輥
各種機(jī)架機(jī)構(gòu)件圖如圖9所示.
圖9機(jī) 架
輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)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(shí)，不同物料的最大運(yùn)輸傾角是不同的，如下表1所示：
表1 不同物料的最大運(yùn)角
物料種類
角度
物料種類
角度
煤塊
18°
篩分后的石灰石
12°
煤塊
20°
干沙
15°
篩分后的焦碳
17°
未篩分的石塊
18°
0—350mm礦石
16°
水泥
20°
0—200mm油田頁(yè)巖
22°
干松泥土
20°
由于帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運(yùn)輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機(jī)的1/3到1/5；由于物料同輸送機(jī)一起移動(dòng)，同刮板輸送機(jī)比較，物料破碎率小；帶式輸送機(jī)的單機(jī)運(yùn)距可以很長(zhǎng)，與刮板輸送機(jī)比較，在同樣運(yùn)輸能力及運(yùn)距條件下，其所需設(shè)備臺(tái)數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設(shè)備和人員，并且維護(hù)比較簡(jiǎn)單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設(shè)備比較，初期投資高且不適應(yīng)輸送有尖棱的物料。
輸送機(jī)年工作時(shí)間一般取4500-5500小時(shí)。當(dāng)二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當(dāng)三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲(chǔ)倉(cāng)時(shí)，取上限為宜。
布置方式
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。
通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，“單點(diǎn)”兩字省略。
單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。帶式輸送機(jī)常見典型的布置方式如下表2所示：
表2 帶式輸送機(jī)典型布置方式
提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：
（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應(yīng)地增大輸送帶斷面，這樣導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。故設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用。但在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于運(yùn)輸帶伸長(zhǎng)，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力?
（2）增加圍包角對(duì)需要牽引力較大的場(chǎng)合，可采用雙滾筒傳動(dòng)，以增大圍包角。
（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動(dòng)滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。
通過對(duì)上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用這種方法。
6.小結(jié)
通過計(jì)算與 實(shí)際操作相結(jié)合在以上各種方案，選出合適的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。采用單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的固定式帶式輸送機(jī)。通過對(duì)上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用這種方法。設(shè)計(jì)步驟：先對(duì)帶式輸送機(jī)作簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)；接著分析自動(dòng)量調(diào)整帶式輸送機(jī)的原理及設(shè)計(jì)計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了三維建模造型。
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