毕业论文--板式输送机的设计.doc

济济南南大大学学 泉泉城城学学院院 毕毕 业业 设设 计计 题题 目目 板式输送机的设计 专专 业业 机械设计制造及其自动化 班班 级级 学学 生生 学学 号号 指导教师指导教师 二一二 年 五 月 二十八 日 济南大学泉城学院毕业设计 I 摘 要 本次设计的主要内容是鳞板式输送机的结构、传动等内容。鳞板式输送机 是链板式输送机的一种，在采矿业、采煤业、货物运输等行业有着广泛的运用。 本次设计主要是是在鳞板式输送机的结构构成、输送方式上进行改进和创新。 在探索创新思路的可行性时，采用了验证假设的方法。首先假定一个传动（或 其他方面）方案，然后根据已知工况和相关的材料，校核各个零部件的强度、 刚度等内容是否在允许的范围内，由此进一步把各零件的尺寸合理化。经过探 索和对其他资料的研究，对于鳞板式输送机，在其传动方案、张紧方式、润滑 方式、零部件尺寸的选择等各个方面有了一个明确、清晰的方案。传动方案： 本设计采用滚子链传动，滚子链的形式为单排双边链条。通过计算和检验，得 出使用的传动滚子链为非标准，节距 P=320mm 的滚子链。其他链条的相关尺 寸在接下来的设计计算中具体呈现。张紧方案：张紧装置根据链传动的特点， 选择螺旋丝杠张紧方式。通过合理布局，张紧装置安放在尾节装置机架两端。 零部件的尺寸计算将在接下来的设计计算环节会一一详细的阐述。此设计在传 动的稳定性、张紧的有效性、材料的利用上有明显的改进。 关键词：鳞板式输送机；传动；张紧装置；滚子链 济南大学泉城学院毕业设计 II Abstract The design of the main scales slat conveyor structure, transmission, etc.The scales slat conveyor machine chain slat conveyor of a, widely used in mining, coal mining, cargo transportation and other industries.The design of scales plate conveyor structure, transportation methods for improvement and innovation.Explore the feasibility of innovative ideas, verify assumptions.First, assume that a drive (or other) programs,Then according to the known conditions and related materials，Check within the various components of strength, stiffness in the permitted range,Which further rationalization of the size of the various parts.After exploration and other information,Conveyor scales Plate,In its transmission scheme, the way of tension, lubrication, parts size selection with a clear, clear solution.Transmission scheme:This design uses a roller chain drive.The roller chain in the form of a single row of bilateral chain.By calculating and testing,Obtained using the transmission roller chain for non- standard,Pitch P =320mm roller chain.Other chain size in the design and calculation of the next specific rendering.Tension program:The tensioning device according to the characteristics of the chain drive,Helical screw tension manner.Adoption of the rational distribution,Tensioning device placed in both ends of the tail section of the device rack.Parts of the size of the calculation will be described in detail in the next design calculations link.This design in the stability of the drive, tensioning the effectiveness of the use of materials marked improvement. Key words：Scales plate conveyor;Transmission;Tensioning device;Roller Chain 济南大学泉城学院毕业设计 1 目 录 摘 要 I ABSTRACTII 1 前言1 1.1 输送机的概况1 1.1.1 输送机的发展历程1 1.1.2 对未来输送机的展望1 1.2 鳞板式输送机2 1.3 设计时采用的方法及辅助工具3 1.3.1 设计方法3 1.3.2 设计采用的辅助工具3 2 鳞板式输送机的工作原理和特点4 2.1 鳞板式输送机的适用范围和特点4 2.1.1 鳞板式输送机的适用范围及组成4 2.1.2 鳞板式输送机的特点4 2.2 主要结构4 2.2.1 鳞板式输送机的结构及示意图4 2.2.2 设计的鳞板式输送机的技术与安装要求5 3 鳞板式送机的设计6 3.1 引言6 3.2 电动机、减速器的选择7 3.2.1 电动机的选择7 3.2.2 减速器的选择8 3.3 链条的计算9 3.3.1 链的失效形式9 3.3.2 链传动的承载能力11 3.3.3 确定计算功率12 3.3.4 选择链条14 3.3.5 鳞板宽度计算14 3.3.6 计算链轮转速14 3.3.7 润滑方式的选择15 3.4 传动链轮的设计15 3.4.1 链轮的基本参数15 济南大学泉城学院毕业设计 2 3.4.2 链轮的主要尺寸计算16 3.4.3 链轮的材料17 3.5 传动用轴、轴承及联轴器的设计18 3.5.1 轴的材料18 3.5.2 轴的设计20 3.5.3 联轴器的选择21 3.6 输送机机架的尺寸安排22 3.7 张紧装置和润滑方式23 4 结论25 参 考 文 献.27 致 谢28 济南大学泉城学院毕业设计 1 1 前言 1.1 输送机的概况 输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。 输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般 是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺 操作，所以应用十分广泛1。 1.1.1 输送机的发展历程 输送机的发展历程：中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升 机和刮板输送机的基本模型；400 多年前，开始应用架空索道输送散状物料； 19 世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。在 1868 年，在英国出现了带 式输送机；1887 年，在美国出现了螺旋输送机；在 1905 年，在瑞士出现了钢 带式输送机；1906 年，在英国和德国出现了惯性输送机2。此后，输送机受到 机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，经过不断完善，逐步由完 成车间内部的输送，发展到完成在企业内部，企业间甚至城市间的物料搬运， 成为物料搬运系统机械化和自动化不可或缺的组成部分。 目前，国内的鳞板输送机大多用于铸造车间灼热铸件的输送，可在输送过 程中完成清除浇冒口等工艺过程，可根据客户输送量、铸件单重等要求提供不 同的型号选择3。 国内常用的鳞板输送机有 BLT、JYB 型。这一种通用型固定式机械化输送 设备，它用钢板做运载槽体可用于大量散状物料及单件重物的输送。尤其适用 于大块的、沉重的、灼热的以及腐蚀性的物料，并能在输送过程中同时完成清 除浇冒口，冷却、干燥、加热、清洗及分类等工艺工程4。广泛应用于机械、 铸造、冶金、化工、建材、动力、矿山等工业部门。 1.1.2 对未来输送机的展望 未来输送机的将向着多功能化、大型化发展、物料自动分拣、低能消耗、 减少污染等方面发展。 扩大输送机的使用范围，指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、 易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的输 送机5。而水平输送机就是将物料的输送、刮板、冷却等工艺过程合理结合。 它可在输送物料的过程中同时进行物料的干燥和冷却，主要用于大豆生坯、膨 化料、预榨饼的输送，也可用于浸出粕的输送干燥、输送冷却13。 水平输送机结构合理，节省了设备投资及车间面积，避免了豆胚在较长的 济南大学泉城学院毕业设计 2 输送距离中，因豆胚的温度降低、形成表面水分而对浸出产生的不利影响。而 且采用热空气直接对流干燥，对料胚加热均匀，干燥速率较高。输送干燥过程 中物料的翻动少，料层运行平稳，粉末度小。 它主要由密闭的机壳、机壳内的水平筛板或栅板、刮板链条、链轮、传动 机构、张紧装置、空气加热器、离心通风机等部分组成。豆坯通过分料装置均 匀地落在水平输送机的水平筛板上，在刮板链条的拖动下向前移动，同时风机 鼓入的热风穿过筛板和料层，将料层加热并进行干燥，干燥后的料胚在筛板末 端缺口处排出机外，而载湿空气从机壳上部的出气口排出。 水平输送机在输 送物料的同时进行物料的干燥，可以省去一条输送刮板6。主要用于大豆生坯、 膨化料、预榨饼的输送、去水干燥，浸出粕的冷却干燥或其它油料加工中的加 热输送过程。适用于大、中、小不同规模的浸出油厂。 1.2 鳞板式输送机 鳞板式输送机是链板式输送机的一种，经常用于采煤业、采矿业、货物运 输业等行业。鳞板式输送机可根据用户厂家不同的需要（在输送量、单件货物 重量等）选择不同类型的鳞板、传动链、链轮等7。鳞板式输送机的输送距离 根据客户的要求进行制定。输送机的布置形式大致分为水平输送、倾斜输送倾 斜水平输送、水平倾斜输送、水平倾斜水平输送、综合输送等 类型8。如图 1 所示。 图 1 鳞板式输送机的布置形式 济南大学泉城学院毕业设计 3 1.3设计时采用的方法及辅助工具 1.3.1 设计方法 在设计过程中，我采用了假设验证的方法，现根据以往鳞板式输送机的工 作条件和状况假定工况，然后假定所需要的传动方案，传动链轮，然后经过进 一步的计算实际的验证假设的合理性，在此基础上完善所需各部件的尺寸。 1.3.2 设计采用的辅助工具 在设计时，画图我采用的是 AutoCAD2010 二维绘图软件。AutoCAD 是由美国 Autodesk 公司于二十世纪八十年代初为计算机应用 CAD 技术而开发的绘图程序 软件包，它易于使用、适应性强、易于二次开发，经过不断的完善，现已经成 为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD 可以绘制任意二维和三维图形，并且 同传统的手工绘图相比，用 AutoCAD 绘图速度更快、精度更高、而且便于操作， 它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域 得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。 本次设计的题目是“鳞板式输送机的设计” ， 借助 AutoCAD 软件，先设计 绘制图形，然后编制设计和制造工艺，通过车、铣床进行加工，从而实现零件 的设计、制造一体化的图纸设计和图纸制造，具有相当大的实用价值和发展空 间。 通过本次毕业设计，希望用 AutoCAD 软件把设计和制造为一体，并解决从 设计到制造成型的一系列实际问题。 济南大学泉城学院毕业设计 4 2 鳞板式输送机的工作原理和特点 2.1 鳞板式输送机的适用范围和特点 2.1.1 鳞板式输送机的适用范围及组成 鳞板式输送机是链板式输送机的一种，是利用固接在牵引链（本设计用滚 子链）上的一系列鳞板在水平和倾斜方向上输送物料的输送机。它由驱动机构、 张紧装置、牵引链、链板、料斗、驱动及改向链轮、机架等部分组成。在冶金、 煤炭、化工、电力、机械制造及国民经济的其他工业部门均有广泛的应用。 2.1.2 鳞板式输送机的特点 1、适用范围广。粘度特别大的物料除外，一般固体物料或成件物都可用鳞 板式输送机输送。 2、输送能力大。 3、牵引链的强度高，可用于长距离输送。 4、输送路线布置较为灵活。 5、运行平稳可靠。 2.2 主要结构 2.2.1 鳞板式输送机的结构及示意图 鳞板式输送机主要由驱动装置、传动装置、头部装置、尾部装置、张紧装 置、链板和链条、链条轨道以及料斗等主要装置构成。如图 2.1 和图 2.2 所示。 济南大学泉城学院毕业设计 5 图 2.1 鳞板式输送机装配图 主视图 a头部装置 b.上轨道 c. 下轨道 d.机架 e.链板 f.牵引链 g.张紧丝杠 h.尾部装置 图 2.2 鳞板输送机驱动装置结构示意图 2.2.2 设计的鳞板式输送机的技术与安装要求9 该机机壳采用组装式，根据现场输送距离的长短，可以方便的进行调整， 并便于运输和安装。具体安装与技术要求： 1、上导轨安装时先将中间支架上的上支承板敲下,然后用导轨压板以及螺栓组 件等把上导轨压紧,并按要求调整导轨,最后把支承板与支架焊接。 2、下导轨与中间支架待整机安装调准后,按要求现场焊接. 3、全机安装后,中心线的不直线度应2mm(L10m),3mm(10m0.6m/s 情况下允许传递的额定功率 P0。 当实际情况不符合实验规定的条件时，如图 3.4a 所示，查得的 P0值应乘 以一系列修正系数，如小链轮齿数系数 KZ、链长系数 KL、多排链系数 KP和工 作情况系数 KA等（系数值见下节图表）。 当不能按如图 3.5 所示的方式润滑而使润滑不良时，则磨损加剧。此时， 链主要是磨损破坏，额定功率 P0值应降低，当 v1.5m/s 且润滑不良时，为图 值的 30%60%；无润滑时为 15（寿命不能保证 15000h）；当 济南大学泉城学院毕业设计 12 1.5m/s7m/s 且润滑不良时， 该传动不可靠，不宜采用。 图 3.5 A 系列滚子链实用功率曲线图 3.6 推荐的润滑方式 人工定期润滑 滴油润滑 油浴或飞溅润滑 压力喷油润滑 当 v1640 174100 用于不重要或受 力较小的轴 Q275 1640 220127 20正火25156180100用于载荷不大要 济南大学泉城学院毕业设计 19 10016595 10030015590 30050015085 正火 回火 500700 103156 14580 正火25241260150 100240140 100300 170217 235135 300500 162217 225130 正火 回火 500750 156217 215125 45 调质 200 217255 270155 求韧性好的轴 25 485280 100 241286350200 100300 320185 300500 229269 295170 500800 217255255145 40Cr 调 质 60 280160 20CrMnTi 渗碳 淬火 回火 15表面 5662 (HRC) 525300 用于载荷较大, 而无大冲击的重要 轴 注: 1.表中所列疲劳极限数值,均按下列各式计算:钢 -10.27(b+s),-10.156(b+s);球墨铸铁 -10.36b, -10.31b。 2.其他性能,一般可取 1(0.550.62) s，o1.4-1, o1.5-1。 济南大学泉城学院毕业设计 20 3.5.2 轴的设计 轴的结构设计 凡有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。安装滚动轴承、密封圈、联 轴器等标准件的轴颈应符合标准内径的规定。套筒的内径，应与相配的轴颈相 同并采用过渡配合。 采用套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应把装零件的轴段长度做得比 零件轮毂短 2-3mm，以确保套筒、螺母、轴端挡圈能紧靠零件端面。 本设计中，主轴和尾轴的设计尺寸不同，但设计原则均遵循上述轴的尺寸 设计原则。 轴的尺寸设计 根据上章链轮的尺寸设计，在配合段，轴的尺寸是可以基本确定的，即在 轴端与传动链轮配合处，轴的长度为 128mm，采用标准直径 120mm；同理可得轴 端与头部链轮配合的基本尺寸，为 =125mm。同理可以得出尾轴的相关尺寸。 轴承的选择 以计算主轴轴承为例。首先确定轴承载荷 Fr1，Fr2，FA。有之前的计算可知， 链轮的转速为 n=2.1r/min。 先计算预期寿命 Lh： Lh=()h， 106 60n ftc fpp 经计算 Lh=2000h。Fs1=0.68Fr1=700N；Fs2=0.68Fr2=1480N； Fs2+FAFs1 轴承 1 为压紧端，Fa1=Fa2+FA，轴承 2 为放松端，Fa2=Fa2。 再计算轴承 1、2 的当量动载荷。 查表可得 e=0.68 0.68，=0.68 Fa1 Fr1 Fa2 Fr2 可得 X1=0.41，Y1=0.87,X2=1，Y2=0. 当量载荷为： P1=X1Fr1+Y1Fa1=2500N；P2=X2Fr2+Y2Fa2=2080N； 计算所需的径向基本额定动载荷 Cr： Cr=(Lh)1/3=32090N. fpP1 ft 60n 106 查手册可得，应选择 3522 轴承。 济南大学泉城学院毕业设计 21 同理可以算的，尾轴的轴承应选择 3514 轴承。 3.5.3 联轴器的选择10 联轴器一般有两个半联轴器和联接件组成，半联轴器与主，从动轴通常采 用键连接。 根据工作情况可选择弹性柱销联轴器：特点是结构简单，制造容易，拆装 容易，不需要润滑，并有较好的耐磨性。 联轴器可以分为两个大类：刚性联轴器和弹性联轴器。弹性联轴器内含有 弹性元件，既有缓冲和减振能力，又可以补偿两轴之间的偏移。 由于柱销与柱销孔间为间隙配合，且柱销富有弹性因而获得补偿两轴相对 位移和缓冲的性能。 TcK9550Pw/nTn (N.m) 工况系数， 取 K1.5 驱动功率, Pw5.50.92.7Kw 工作转速 n2.1r/min 扭矩 Tc1.595504.95/2.1 33766N 选择 CL10 型。 传动轴及其部件的 CAD 图 3.5.3a 传动用主轴示意图 济南大学泉城学院毕业设计 22 3.5.3b 传动用尾轴示意图 3.5.3c 轴、轴承、联轴器的配合图 3.6 输送机机架的尺寸安排17 鳞板式输送机是由相同的数节装置拼装而成，按照工况，输送距离为 15m，如图 3.6 所示，每节机架的长度为 1885mm。整个输送段由 8 节相同的机架 构成。按照 3.4 节链轮的计算得出的结果，首节机架的高度为 480mm；尾节机 架高度为 800mm（由于尾节机架需安装张紧装置，所以尾节机架的高度大于首 节机架高度） 。输送距离为 15mm，故滚子链的导轨长度为 15mm。导轨的缓冲弯 曲段长度为 350mm。由 3.3.5 计算得出的板宽：B=800mm，从而得到，输送机的 实际宽度为 895mm。加上联轴器的宽度，输送机的最终实际宽度为 1480mm。综 上所述得到以下输送机的机架尺寸： 每节机架长度：1885mm； 机架节数：8； 首节机架高度：480mm； 济南大学泉城学院毕业设计 23 尾节机架高度：800mm； 导轨长度：15mm； 导轨的缓冲弯曲段长度为 350mm； 输送机的最终实际宽度为 1480mm； 链轮的安装高度：650mm； 图 3.6 3.7 张紧装置和润滑方式 张紧：本设计采用调节丝杠旋紧张紧。张紧装置安装在尾节机架。 济南大学泉城学院毕业设计 24 1.锁紧螺母 2.调节螺母 3.调节丝杠 图 3.7 如图所示，图示为尾部装置。图示的 1、2、3 为张紧机构主要部件。工作 时，先所开锁紧螺母，然后转动调节丝杠，使联轴器端盖带着轴，从而带动轴 和链轮在轴的垂直方向进行移动。如图所示的剖开位置，为轴承座的滑动导轨， 当调节丝杠进行调节时，轴承座在滑动导轨中移动。当调节完成后，拧紧锁紧 螺母，从而到达调节的作用，完成张紧的目的12。 润滑：鳞板机各润滑部位保持良好润滑(见表 3.7.1)，但应注意对链条和与 其接触的支撑导轨、头轮、尾轮与托轮等接触面不得涂润滑油。 表 3.7.1 润 滑 部 位润 滑 材 料润 滑 要 求 头、尾部滚动轴 承 2*二硫化钼润滑脂每月检查一次 拉紧装置的导轨石黑钙基润滑脂每月检查一次 拉紧装置调节杆钙基润滑脂保持一层脂 开式链传动机械油（N32）二个月加一次 减 速 器齿轮油（HL-20）半年换油一次 电 动 机钙基润滑脂半年加一次 济南大学泉城学院毕业设计 25 4 结论 以上就是本次设计计算的全过程。这次设计不仅使我对所设计的设备有了 更深的了解，还使我学到了许多在书本上学不到的东西，这对我以后走上社会， 走向工作岗位都有十分重要的意义。 毕业设计是综合运用所学知识进行设计实践的环节，为对我们在生产实际 中进行调查研究的能力、观察问题、分析问题能力的培养至关重要。通过毕业 设计的锻炼，我们运用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都 得到了很好的锻炼和加强。 毕业设计使我学到了不少新知识和研究方法，完善了知识结构，它使我在 大学里所学的基础理论知识、专业技术知识得到了融会贯通。通过做鳞板板输 送设备，使我增强了解决实际生产问题的能力，让我深刻认识到了理论与实践 相结合的重要性。三个月的毕业设计使我感悟甚深： 首先，让我了解到理论与实践相结合的重要性。以前在学习理论课、基础 课的时候，自己不十分注意理论联系实际，眼高手底，忽略了很多问题。通过 毕业设计使我认识到只有把所学知识运用到实践中去才能发挥知识的最大魅力。 毕业设计运用到了以前所学基础理论知识和专业知识，使得我们对自己所欠缺 的部分得到了补充，因此毕业设计也是对以前所学知识的总结。 其次，团队协作精神。我们组每个人的设计任务是不相同的，但是所运用 到的知识还是有共同之处的。我们在一起的时候经常交流自己设计部分的进展 情况，互相提供有用的资料。在相互帮助中，我们也解决了许多难题，可以说 每个人的设计部分都和其他人的帮助使分不开的。小组成员集体讨论对我帮助 特大，让我深深感到团队的力量，培养了我的团队、协作精神，它将对我以后 的学习和生活产生深远影响。 再次，独立思考问题、解决问题的能力。小组集体讨论固然重要，但个人 的独立思考问题、解决问题的能力也必不可少。在做毕业设计期间，从方案的 论证到具体的设计，查阅了很多的资料，丰富了自己的知识面。同时通过毕业 设计使我掌握做好一个设备的流程和所需考虑的主要问题，为以后的工作奠定 了基础。 经过两个多月的磨练和奋斗，感觉自己进步很大，发现了自己的能力和未 被挖掘的潜力。毕业设计不仅使我完善和复习了以前所学知识，同时从老师和 同组同学那里学到了在课本上学不到的知识。它们将对我以后的工作、学习和 生活产生深远影响。总之，一句话，毕业设计使我受益匪浅！ 然而这次设计中也存在着少许不足：由于时间仓促以及其他事情干扰，本 次设计并没有做的十分完美。对于我所设计的设备的一些原理还不是很了解， 济南大学泉城学院毕业设计 26 另外就是感觉学校给的时间太短只能把本次设计做完，而不能利用毕业设计的 机会把大学以来所学知识系统复习。 本次设计是在王成导师耐心指导和悉心关怀下完成的，他们对我们的高度 责任心，给我的学习、生活和工作有很大的影响，并将激励我永远奋发向上。 济南大学泉城学院毕业设计 27 参 考 文 献 1 濮良贵,纪名刚.机械设计M.第八版.北京：高等教育出版社,2006.5:165-175,3.7-336 2 杨可桢,程光蕴，李仲生.机械设计基础M.第五版.北京：高等教育出版社, 2006.5:240-250 3 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册M.第三版.北京：高等教育出版社， 2006.5:167-170 4 万静,许纪倩.机械设计制图手册M.北京：中国电力出版社,2010.3:159-172 5 成大先. 机械设计手册M. 北京：化学工业出版社. 2002：144-175 6 张莹.机械设计基础M. 北京：机械工业出版社. 1997.7 7 梁德本，叶玉驹. 机械制图手册M. 北京： 机械工业出版社. 2002 8 黄平，刘建素等. 常用机械零