冲压废料自动输送装置设计

PAGE内容提要目前很多冲压生产线的模下废料均由人工清扫，机箱装载。手工生产线需停机清扫。自动生产线虽不停机，但清扫时极不安全。同时手工清扫废料及目前废料收集方式使整个生产现场显得零乱。废料满地散落，场地不清洁，人工清除废料势必停机作业，影响生产效率。随着产品更新替换速度的加快，产品的规格变化多端，多种少量之生产方式已非常之普遍。各种模具垫脚，垫脚间距几何位置不一，并随快速换模的导入，夹模器的干涉，规格品的输送装置已无法适应。如何从模下自动清除废料，并适应其种种之变化，成为同行业界的一个难点。为满足生产的需求，提高工作效率，一种独特的输送装置可自行清除模下废料。该装置由安装架、工织皮带输送带、废料输送机等部件组成。该输送装置设计的独特之处在于：使用一台马达同时驱动多条输送带，解决了一台马达驱动一条输送带所带来的横向空间不够的问题；输送带横向位置可任意调整，已适应不同的垫脚位置；一种输送带宽度可适应一定范围的垫脚间距，输送带可任意组合，已适应不同宽度；换模时可方便地移动输送带，且各皮带整体及单个皮带伸入模具下的深度可调，适应不同的模具尺寸；换线时，可方便地更换输送带；超薄皮带可越过夹模器或压板的阻挡，更好地利用空间。冲压废料自动输送装置是一种适应性强，效率高，安全可靠，灵活多变的组合式废料输送设备，配以链板式输送机，对每一条生产线的废料进行集中收集，或配以电磁送料机，废料箱进行单台冲床废料收集，从而可进一步提高冲压生产的自动化程度，实现冲压作业区的无人化，极大地提高生产效率。RammingwastematerialautomaticInstallmentSummaryAtpresentunderverymanyrammingproductionlinemoldwastematerialbyhandsweeping,caseloading.Themanualproductionlineneedstheengineofftosweepclear.Automatedproductionlinealthoughnotengineoff,whensweepsclearisnotextremelysecureSimultaneouslymanuallysweepsclearthewastematerialandthepresentwastematerialcollectionmodecausestheentireproductionscenetoappearindisorder.Thewastematerialeverywherescatters,thelocationisnotclean,theman-powerwillclearawayrubbishinevitablytheengineoffjob,willaffecttheproductionefficiency.Alongwithproductupdatereplacespeedspeedingup,theproductspecification,themanykindsoffewproductionmethodhasbeenextremelycommon.Eachkindofmoldpadfoot,frontsthefootspacingseveralpositionsnotone,andalongwithfasttradesthemoldinducting,clampsthemoldinterference,thespecificationfeedwayhas-beenunabletoadapt.Howautomatedclearsawayrubbishfromthemold,andadaptsitsallsortsofchanges,becomesthecolleaguefielddifficulty.Inordertosatisfytheproductionthedemand,enhancestheworkingefficiency,onekindofuniquefeedwaymayvoluntarilyclearunderthemoldthewastematerial.Thisequipmentbyispeaceful,thelaborweavespartandsoonleatherbeltconveyorbelt,wastematerialconveyeriscomposed.Thisfeedwaydesignuniqueoccupyingto:Usesamotorsimultaneouslytoactuatethemulti-stripconveyorbelt,solvedamotortoactuatethecrosswisespatialinsufficientquestionwhichaconveyorbeltbrought;Theconveyorbeltlateralattitudemaywillfullyadjust,adaptedthedifferentpadfootposition;Onekindofconveyorbeltwidthmayadaptthecertainscopepadfootspacing,theconveyorbeltmaywillfullycombine,adaptedthedifferentwidth;Tradeswhenthemoldmayconvenientlymovetheconveyorbelt,alsovariousleatherbeltsoverallandthesingleleatherbeltentersunderthemoldthedepthtobepossibletomove,adaptsthedifferentmoldsize;Whentradestheline,butconvenientlyreplacestheconveyorbelt;Theultrathinleatherbeltmayleapfrogclampsthemoldorclamppreventing,usesthespacewell.Therammingwastematerialautomatedfeedwayisonecompatibilitystrong,theefficiencyhigh,secureisreliable,theflexiblecombinedtypewastematerialconveyor,matchesbythechainbeatconveyer,carriesonthecentralismcollectiontoeachproductionlinewastematerial,ormatchesbytheelectromagnetismfeedingcomputer,thewasteboxcarriesonthesinglepunchpresswastematerialcollection,thusmayfurtherenhancetherammingproductiontheautomatist,implementsrammingoperationareanobodytomelt,enormouslyenhancestheproductionefficiency.目录内容提要…………………ⅠSUMMARY………………Ⅱ前言…………11冲压废料自动输送装置传动方案设计………………21.1课题的来源……………21.2国内外研究现状………21.3传动方案设计…………22输送机的设计…………112.1各种输送机简介………112.2带式输送机……………123输送机各机构的设计…………………213.1传动滚筒及零部件的设计…………213.2滚筒、滚筒轴及配件的设计…………243.3托辊装置的设计………263.4滚筒和托辊滚动轴承的选择和校核………………274电气控制系统的设计…………………284.1控制方式的选择……………………294.2电气原理图的设计……………………30总结……………………31参考文献……………………32致谢……………………33前言本课题是根据工厂冲压废料清扫和自动输送问题而设计的冲压废料自动输送装置。该输送装置要求适应性强，效率高，安全可靠，并且能适用于全封闭式的自动化生产的冲床上。目前所有生产线的模下废料均由人工清扫，铁箱装载。手工线须停机清扫，自动线虽不停机，但清扫时及不安全。以手工清扫废料及目前废料收集方式使整个生产现场显得零乱，从而影响了整理(Seiri)、整顿(Seition)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketsu)、素养(Shitsuke)、节约(Saving)、安全(Safety)等“7S”制度。对于一些自动化生产的厂家，实行全封闭式的冲压作业，人工清除势必停机作业，影响生产效率。对此，我们设计了一种自动的模下废料输送装置，配以链板式输送机或电磁送料机，或铁箱对不同的生产线调料进行集中收集。如将此设备用于自动及手工线上，它将极大地提高生产效率，提高操作安全性。在冲压作业中，冲压机械设备、模具、作业方式对安全影响很大。实现冲压机械化和自动化能大幅度提高冲压设备的利用率和劳动生产率并保证人身安全，但是，冲压作业的动作频率高，又多数是薄板加工，所以保证机械化和自动化的可靠性在技术上的难度较大。因此，在确定应用冲压机械化和自动化时，应结合现有条件，考虑产量大小等因素，以使冲压机械化和自动化发挥应有的作用。目前国内外虽有一些冲剪一体化的新型数控液压冲剪复合机等柔性化制造装置，它由剪床将工件及废料分剪并由皮带输送机输出，但这种装置均由PLC来控制，不仅设备结构复杂，而且价格极其昂贵。这个设计基本能满足上述要求，并从经济性，并从经济性，实用性出发，尽量与一般工厂的实际情况相吻合，故能够达到预期效果。冲压废料自动输送装置传动方案设计课题的来源目前还有很多工厂的冲压废料清除方式都是最原始的人工清扫，机箱装载。手工生产线需停机清扫，自动生产线虽不停机，但清扫时极不安全。同时手工清扫废料及目前废料收集方式使整个生产现场显得零乱。废料满地散落，场地不清洁，人工清除废料势必停机作业，影响生产效率。国内外研究现状在冲压作业中，冲压机械设备、模具、作业方式对安全影响很大。实现冲压机械化和废料收集自动化，能大幅度提高冲压设备的利用率和劳动生产率并保证人身安全。但是，冲压作业的动作频率高，又多数是薄板加工，所以保证冲压机械化和废料收集自动化的可靠性在技术上实现的难度较大。冲压废料的收集常常需要停机工作，既影响生产，又极不安全。目前，国内、外研究的输送装置往往只针对一种冲压产品，当遇到模具垫脚高度、间距及位置不一，夹模器的干涉等问题时，从模下自动清除废料非常困难，本课题着重解决以上问题，设计制造完成以后，将在国内得到广泛地应用。传动方案设计1.3.1结构设计输送机结构如图1.1:1.3.2机械总功率[1]～[6]带式输送机的原动机选用电动机。因为滚筒的转速为：（D为滚筒直径），初步选取滚筒直径为，滚筒长度，输送带速度，滚筒间的间距为，故。图1.1运输机结构图为了使电动机转速减为，故选用JTC系列小型齿轮减速异步电动机。为使滚筒同时转动，各滚筒由平带带动。⑴初定各级传动比为：取链轮传动比。⑵初步计算机械的总功率：滚筒运输机的总功率为[1]：（1.1）式中数据：：物品分布在平带上所受的线性载荷；：平带在滚筒上所爱的线性载荷；：滚筒及其轴的重量；：物品在滚筒表面的滚动摩擦系数；：滚筒轴衬中的滑动系数；：滚筒的轴径；：滚筒直径；：滚筒表面与物品的滑动摩擦系数；：机械传动的总功率；①首选滚动轴衬效率（共15个）；平带效率；链传动效率；（1.2）②；；[2]。③滚筒选用热轧无缝钢管，其理论重量为：（取壁厚7.5mm），滚筒重量为；④冲压废料由材质、物料大小、冲床等因素来确定。本次设计的冲压废料为，因此带式输送机的质量生产率为。物料线性载荷为：（1.3）式中数据：V工作速度[m/s]本次设计中；输送带的单位质量：初选输送带衬垫层数，输送带动橡胶覆面的厚度，输送带下橡胶覆面的厚度。根据公式：（1.4）所以每个滚筒的最大所受的载荷为；把（1.2）、（1.3）、（1.4）、代入（1.1）计算得：1.3.3电动机的选择⑴常用电动机分类常用电动机分类为：一般异步电动机、变速异步电动机、起重及冶金用异步电动机、防爆异步电动机、驱动微型异步电动机、直流电动机等。变速异步电动机中JTC系列小型齿轮减速电动机适用于电动机直接驱动的低速传动装置上，如矿山、冶金、制糖、造纸、化工、橡胶等工厂及基建工地驱动一般机械或运输机械。在低速传动时，可直接传动不再另带减速装置。总体积小，力矩大，使用灵活方便。⑵选择电动机①选择电动机类型按工作要求和条件选取变速异步电动机JTC系列小型齿轮减速异步电动机。②选择电动机容量工作机所需的功率：（1.5）电动机输出功率：；（1.6）其中为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率包括：滚子链传动、平带传动等。 值计算如下：（1.7）滚子链传动效率；平带效率；把数据代入（1.5）得：因此，所以选择电动机转速，计算工作装置主轴的转速也就是滚筒的转速：（1.8）因为总传动比；所以在这里选择JTC系列型齿轮减速电动机。JTC501A额定功率1.1KW。电动机外形安装尺寸如下表：表1.1电动机型号尺寸型号尺寸（mm）HABCDEGKbhJTC501A25031025022358037.819376380…4605771.3.4链传动的几何计算机械传动方式有：摩擦轮传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动等，其中链传动在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小，传动效率高。正确进行链传动设计计算是保证链传动具有良好性能的重要条件之一。传动链主要有套筒链、套筒滚子链（简称滚子链）、齿形链，本次设计采用滚子链传动。链传动的设计计算可分为两部分，即链传动工作能力的计算和链传动的几何计算。通过传动参数的合理选用和设计而把这两部分相互联系起来。链传动的几何计算主要是指链条长度L、中心距a以及松边垂度f的计算。根据链轮几何尺寸的计算选定选择链条型号为06B[2]。⑴确定链节数，计算中心距：①选择链齿数因为，选取。②确定链节数（1.9）假定中心距，则链节数为取节。③确定链条节距P单要链传递功率（1.10）单排链[1]。代入数据到（1.10）得：根据小链轮及，查手册得链节距。④确定中心距（1.11）⑵垂度的计算链条在实际使用时必须保持松边有适宜的垂度。过大的垂度会使链条与链轮的啮合变坏，使链边振跳，易导致爬高和跳齿；过小的垂度则使链边的张力过大，导致链条铰链的磨损加快和轴、轴承的负荷加重。所以为了保持适宜的垂度，也为了链条安装的方便，应将计算所得的理论中心距a减小某个数量。①条伸长量与垂度f的关系当传动比时，（1.12）②中民距减小量与垂度f的关系当传动比时，可近认为：链长缩短一个相当于中心距缩短，因此（1.13）为保持一个合适的初垂度，理论中心距a的减小量可近似地由上式确定。通常取初垂度（1.14）将式二代入式三，则得理论中心距a的减小量为1.3.5链传动工作能力的计算在链传动中，由于设计、制造、使用等方面的差异，链条与链轮等零件的失效形式是多种多样的。不过总的来说，可以分为两种情况：一种是正常的失效，另一种是非正常的失效。正常的失效分为：链板的疲劳破坏、滚子套筒的冲击疲劳破坏、销轴与套筒的胶合、链条的磨损、链条的静强度破断、链传动的非正常失效。⑴链板的疲劳和由它所限制的链条工作能力链条所受到的载荷为从紧边拉力到松I边拉力来回反复循环一次。由于链板的材质为调质钢，因此，链板疲劳曲线在循环之间有一个拐点，通常取，如果用小时数来表示使用寿命，则相当于拐点的使用寿命小时数。小时（1.15）式中：链长节数，92节；小链轮齿数，12小链轮转数，64r/min⑵滚子套筒的冲击疲劳和由它所限定的链条工作能力当链条铰链向轮齿啮入时会发生啮入冲击。多次作用的结果就会使滚子和套筒发生冲击疲劳破坏。引起此种破坏的因素不仅与速度有关，而且还和链边的有效拉力载荷F以及链轮的齿数有关。若一挂链条上一个链节沿链长绕行一周为循环一次，则相当于标准条件寿命为15000小时的冲击循环次数便为：次（1.16）⑶销轴与套筒的胶合当滚子链处于高速或胶合范围内使用时，应注意：润滑充分；安装时各链节要保证能灵活回转。销轴与套筒的间隙不适合，或内节与外节之间过紧，都易于发生胶合；润滑油应予以充分冷却。①额定功率：确定计算功率：（1.17）式中：传递的功率，为0.24kw；工作情况系数，为1.0[7]；排数系数，为1[7]；链轮齿数系数，为0.609[7]②滚子链的磨损磨损寿命的计算，由公式：（小时）（1.18）式中的各项数据：链长节；链轮轮齿数；传动比：；许用伸长率；链速；工作情况系数有效圆周力N；离心力引起的拉力N；悬垂拉力N；单排链铰链投影面积；至此，可求得工作比压力：（1.19）磨损系数节距系数齿数速度系数将上式数据代入公式可得磨损寿命为⑷链条的静强度计算链条的静强度就是从链条的极限拉伸载荷Q出发，选用适当的安全系数来限定链条的工作能力。规定不同的许用安全系数[n]可以表示不同的含义：它可以是考虑静强度的，也可以是条件性地考虑铰链磨损或链条元件疲劳地。链条静强度地安全系数计算实质，是链条紧张拉力与链条极限拉伸载荷的比较，计算式：（1.20）式中：安全系数链条极限拉伸载荷，4510N[7]工作情况系数，1.0[7]有效圆周力，2150N离心力引起的拉力，0.073N；悬垂拉力，0.06N则：[7]可见安全系数足够，磨损寿命也是足够的，设计的链条符合本次设计的要求。1.3.6链轮的设计[7]设计链轮时链轮轮齿的齿形应保证链节能自由的进入或退出啮合，在啮合时应保证良好的接触，同时形状应尽可能地简单，便于加工。一个设计完善的链轮形主要应满足三方面的要求，即啮合要求，使用要求，工艺要求与精度要求。本次设计的链轮用于低速链传动，冲击小。链传动比i=1，因此选定齿数为12。链轮的结构：因为链轮的直径较小，所以制成整体式链轮。链轮材料：因需合格证轮齿具有足够的耐磨性和强度，应采用经淬火HRC45处理的[1]。链轮节距：节距的选定应考虑传动功率大小，链轮转速高低，传动空间尺寸限制及经济性，综合本设计的各个数据，选定节距链轮的齿形参数见表2.1:表2.1链轮的齿形参数名称符号计算分度圆直径齿根圆直径齿顶圆直径齿沟半角齿沟圆心到工作段圆心距离齿沟圆弧半径工作段圆弧中心坐标工作段圆弧半径工作段圆弧中心角工作段圆弧弦长齿沟圆心到齿顶圆弧中心距齿顶圆弧中心坐标齿形半角工作段直线部分长度滚切节圆上的节距链轮结构如图2.1：图2.1链轮2输送机的设计2.1输送机简介[9]～[10]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、倾斜和垂直的输送，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。输送机一般按有无牵引件来进行分类，既有牵引力输送机和无牵引力输送机，前者主要有带式输送机、自动扶梯、埋刮板输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道等；后者一般有辊子输送机、螺旋输送机、振动输送机等。未来输送机的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。本次设计中废料输送机主要采用带式输送机。带式输送机主要可分为：普通带式输送机、钢绳芯带式输送机和钢绳牵引输送机等。带式输送机主要组成部件输送带、滚筒、托辊装置、传动装置等。输送带是输送机的牵引构件，同时又是承载构件。整个输送带都支承在滚动的滚筒上，并且，绕过传动滚筒和张紧滚筒，传动滚筒和输送带之间的运动和动力的传动是依靠磨擦进行传动的。带式输送机有优良的性能，在连续装载的条件下它能连续输送，所以生产率较高，它可以运输矿石、煤、粉末状的物料和包装好的成件物品。工作过程中噪音罗小，结构简单。因此，带式输送机在各个企业得到了广泛地应用。普通带式输送机的输送带有较高的强度，主要实用于短距离输送；钢绳芯带式输送机输送带有很高的强度，主要实用于长距离输送；钢绳牵引式输送机氢承载构件和牵引构件分开，应用具耳槽、植物芯、横钢条、上下覆盖胶的牿输送带作为承载构件，应用钢绳作为牵引构件。通过以上分析，本次设计采用普通带式输送机来进行冲模的废料输送。带式输送机可用于水平和倾斜运输。本设计主要采用水平输送机。布置型式如图2.1所示：图2.1输送机工作示意图2.2带式输送机2.2.1带式输送机的组成通用带式输送机已有系列产品。它的设计是根据输送生产率及输送距离来决定输送带的最大张紧力、牵引力、电动机功率、输送带的层数和带宽，并根据上述参数选择驱动装置，其它部件均可根据带宽选择即可。带式输送机的组成有：

⑴输送带

通用带式输送机所用的输送带有橡胶和塑料带两种，适用于工作环境温度在-10之间，物料温度不超过50

输送带结构如图（2.2）所示：图2.2输送带结构示意图普通型橡胶的织物带芯强度为560牛/厘米.层。多层芯塑料的织物芯强度为560牛/厘米.层。整芯厚为4mm。塑料织物芯强度为2240牛/厘米.层。通用带式输送机常用的宽有六种规格：500，650，800，1000，1200和1400。此次设计采用的带宽B、织物层数I和偏差T见表2.1，运输带规格为GB523-74。表2.1运输带参数B100200300400500I±2±4±6T3-44-54-66-85-10输送带的覆盖胶（覆盖胶工作面和覆盖胶非工作面）的厚度根据被物料的性质和块度可选择：

通过以上分析，以及本次设计的需求，因此采用带式输送机的带宽是：B=300mm。

⑵驱动装置

本次设计采用的带式输送机驱动装置为一个传动滚筒和一个链传动组成。采用180转向的驱动装置。

传动滚筒是传递动力的主要部件，为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒间必需有足够的摩擦力（如图2.3）图2.3驱动原理图根据尤拉公式：（2.1）可得牵引力公式：（2.2）由上式可知要提高牵引力可增大绕出分支张力，摩擦系和包角。当增加绕出分支张力时，输送带强度势必要提高，这样增加了输送带的造价。因此，本次设计采用了胶面滚筒来增加摩擦系数的方法来保证获得必要的牵引力。从造价上来分析，采用较小的滚筒直径，然而选用小的直径D由输送带的允许弯曲度决定。通过以上分析，本次设计采用。

⑶托辊托辊用于支承输送带和输送带上所承载的物料，使输送带稳定地运行。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏直接影响输送机的运行，而且托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求它能经久耐用，周围的灰尘不进入轴承，密封装置必需可靠，轴承能得到很好的润滑。这样，可使输送机的运转阻力小，节省能源。本次设计无缝钢管制成。托辊直径根据输送带宽度的增加而增加。本次设计采用平行托辊。

⑷张紧装置张紧装置的作用是保证输入带具有足够的张力，以使输送带和驱动滚筒之间产生必需的摩擦力并限制输送在各支承间的垂度，使输送机正常运转。本次设计带输送机所用的张紧装置采用螺杆式张紧装置。由于螺杆式张紧装置能自动保持恒张力，因此螺杆式张紧装置符合本次设计要求。本次设计的张紧装置中预紧力。张紧装置如图2.4：图2.4张紧装置示意图⑸制动装置因本次设计中采用电气控制，可以实现点动，因此不需要制动装置。电气控制图如图2.5所示：图2.5电气控制图⑹清扫装置因为输送带输送的许多物料是粘性的，部分物料会粘在输送带工作面上，卸料是不能一起卸掉。物料被带回到空段上，可能会引起输送带强烈的磨损，在下托辊上形成积垢，使输送带跑偏，并迫使输送带靠在支承结构的某些部分上而遭到损坏。因此安装清扫是必要的。输送带清扫器的型式有：

①单刮板或多刮板清扫器单刮板清扫器是由一块横跨输送带整个宽度的刮板构成的。多刮板清扫器是由两块或两块以上的相互平行的刮板构成的。刮板板清扫器的刮板有三种形式：（a）、横跨输送带的直刮板当其用来与凸面滚筒上的输送带接触时，刮板按照滚筒和输送带的形状磨损。为了达到最有效的清扫作用，刮板通常是做成可调整的。（b）、分段刮板是分段刮板的一种形式。刮板按照滚筒的凸面做成两段。这种形式的刮板不需要一个跑合阶段来磨损刮板，以使其与凸面滚筒上的输送带的形状相适应。这种刮板从安装时起能有效地清扫输送带。（c）、铰接刮板这种结构系有一组装在绕枢轴转动的动臂上的短刮板组成。刮板依靠弹簧力来保持其与输送带工作面接触。这些刮板是相互重叠的形式布置的。因此输送带整个宽度均能得到清扫。这种形式的输送带清扫器必须经常进行检查和调整，使刮板绕枢轴转动与输送带保持良好的接触。

②旋转式输送带清扫器旋转式输送带清扫器由动力驱动的主轴或管子及装在它上面的硬毛刷或刮板组成的。旋转刷具有弹力作用其硬毛常常排成螺旋形或平排行。旋转刷有两种型式：低速旋转刷；高速旋转刷。低速旋转刷清扫干的粒状物料效率最高。国为转速较低，刷子磨损较小，故寿命较长。高速旋转刷清扫湿的物料效率最高。高速使物料产生离心力，从硬毛刷甩出。旋转式刮板输送带清扫的橡皮刮板与轴平行布置或螺旋状布置轴上。这些橡皮刮板具有拭清或刮擦的作用。这种旋转式刮板清扫器有两种形式：低速旋转刮板清扫器；高速旋转刮板清扫器。低速刮板清扫器可用来清扫干的也可以用来清扫湿的物料。因转速较低，橡皮刮板的寿命较长。高速旋转刮板清扫器可以用来清扫湿的物料。因转速较低，橡皮刮板的寿命较长。高速旋转刮板清扫器适合于清扫输送湿而粘的物料的输送带。这种物料可能会粘结并积聚在硬毛刷上。旋转刷子和旋转刮板清扫器的运动方向应使刷子或刮板的周边的运动方向与输送带运动方向相反。旋转刷和平行的或螺旋形的旋转刮板清扫器可由附近的头部滚筒传动轴通过链条来驱动，或者用单独的驱动装置来驱动。

③喷水器和刮水器喷水器和刮水器虽然可以用来清扫一些清扫有困难的地方，但是必须采取措施来处理冲洗水，而且在严寒的天气使整个系统不能工作。通过以上分析，本次设计是干物料，故可选用旋转式输送带清扫器中的低速旋转式毛刷清扫器装置，装于尾部滚筒前，用以清扫输送带运转面上的物料。2.2.2驱动原理及张力计算冲压废料由材质、物料大小、冲床等因素来确定。已知本次设计的冲压废料为，因此带式输送机的质量生产率为。物料线性载荷为：（2.3）式中数据：V工作速度[m/s]本次设计中；输送带的单位质量：初选输送带衬垫层数，输送带动橡胶覆面的厚度，输送带下橡胶覆面的厚度。根据公式：（2.4）2.2.3阻力计算连续运输机的挠性牵引构件中的张力包括由张紧装置所形成的初张力，克服各种阻力所需要的张力以及由动力载荷所形成的张力。前者我们称之为静张力。后者称为动张力挠性牵引构件的阻力分为三类：直线区运动阻力；曲线区的运动阻力；装卸等其他附和阻力。⑴直线区运动阻力本次设计采用的支承装置滚动的滚筒。当牵引构件沿支承装置运动时将产生阻力，这一阻力F可以认为与正压力成正比其值为：

（2.5）摩擦系数直线区段上的线载[N/m]区间上长度[m]牵引构件沿运动方向内任一点的张力等于后一点引力与该两点间的区段上的阻力之和。因此，a,b两端张力之差，就表示该区段的运动阻力,即已知，;[10]

所以⑵曲线区的运动阻力计算在改向滚筒上的阻力:

这种阻力由轴承摩擦力以及牵引构件绕入绕出滚筒时的僵性阻力组成。

①轴承摩擦阻力

克服支承面上的摩折算到滚筒圆周上力为

（2.7）式中：摩擦系数滚动支承取；正压力。在不计轮的重量时及的几何和。一般可取进行计算：于是

②僵性引力

在牵引构件绕入及绕出滚轮时产生的僵性阻力为：（2.8）式中：恒性系数，其值按不同的牵引构件确定。皮带的僵性系数，按近似公式计算（2.9）式中：橡胶带厚度[cm]滚筒直径[cm][cm]于是，克服以上两种阻力需要的圆周力为（2.10）式中：曲线区段的阻力系数由以上分析可知：当牵引构件绕过曲线区段时由于各种原因，将产生阻力。为克服这些阻力牵引构件的绕出端引力相应有所增大。（2.11）将公式（2.10）代入式（2.11）得：式中：表示曲线段张大增大系数。所以：⑶运动阻力系数的确定当装在牵引物件上的滚轮沿导轨滚动时应克服这些阻力。①滚轮轴颈处的摩擦力：②滚轮与导轨之间的摩擦阻力考虑这两阻力之间的阻力系数为：（2.12）式中：D滚轮的直径

d滚轮轴的直径

k滚轮在导轨上的滚动摩擦力臂，可取为

u滚轮轴颈处的滑动摩擦系数除上述阻力外的附加阻力对于滚动轴承将数据代入（2.12）得：2.2.4用逐点法计算牵引力将输送机线路计算简图分为直线区段和曲线区段，确定典型的点1至18点图3.5牵引力示意图滚动表面摩擦系数式

输送带在传动滚筒得绕出点得张力：

按照输送机所列的直线区段和曲线区段公式和各点张力2点张力为：3点张力为：前面已求得，，4点张力为：5点张力为：同理可得：17点张力为：18点张力为：由尤拉公式可得：传动滚筒PU包覆得摩擦系数为（2.13）

电动机所需功率为：

计算牵引力：电动机所需功率为：（2.14）选用功率备用系数[10]传动功率为：；；3输送机各机构的设计3.1传动滚筒及其零部件的设计已知：轴上输入的功率为，皮带作用在轴上的牵引力为3.1.1选择轴的材料，确定用应力选用45钢（热扎圆钢）[3]毛坯直径为，横截面面积为，理论重量为6.31㎏/m。经加工成直径。[3][1]3.1.2按扭转强度，初估传动滚筒的最小直径[1]（3.1）传动滚筒安装链轮，考虑到链轮的固定选用平键联起来实现周向的固定。由n和转矩。3.1.3确定轴承的润滑因为滚筒的线速度V=6mm/min（前面已经算出）所以轴承采用脂润滑[4]。3.1.4轴的结构设计根据轴向定位和周向定位的要求确定轴的各段直径及长度，画出其结构草图3.1如下:图3.1传动滚筒轴为了满足传动滚筒的轴向定值，左端用定位视套来定位，故取L9段的直径为，L7轴段右端为一台阶来自定位。定位视套的防松螺母为M4*25。链轮与轴配合的毂孔长度为16mm。

径向尺寸确定从轴段开始，逐段选取相邻轴段的直径：如图（3.1）所示：为滚筒直径，安装链轮的轴段。轴肩[1]。轴向尺寸确定它们分别由定位视套和轴承尺寸构成：。为没有橡胶包覆的一部分滚筒，；为有橡胶包覆的一部分滚筒，；为轴与轴承相配合，；为滚筒的左端长度=25mm；为轴承轴肩长度。3.1.5选择滚动轴承因轴承只受径向力，故选用圆柱滚子轴承。参照工作需要求并据L3=60mm，由轴承产品目录中选取10000900圆柱滚子轴承，极限转速：，其尺寸为。3.1.6轴上零件的定位⑴轴上零件的周向定位链轮的周向定位采用平键联结。L10选用平键为b*h=4*4(GB1096-79)[4]，键槽用键槽铣刀加工，长为16mm[4]。其与轴的配合为H7/r6.滚动轴承与轴的周向定位是过盈配合来保证，此处选轴的尺寸公差为m6。⑵轴上零件的轴向定位链轮的轴向定位：右端采用轴肩套，左端与轴承之间采用套筒；轴上左边轴承的轴向定位：右端与链轮之间采用套筒，左端采用轴肩定位；轴上右边轴承的轴向定位：右端采用轴肩定位，右端采用定位视套。（右端采用定位视套能够保证结构的完美）3.1.7确定轴上圆角和倒角尺寸取轴上所有倒角（轴端）为[5]；各轴肩处圆角半径为R1.5。3.1.8计算轴上的扭矩T(3.2)图3.2传动滚筒轴3.1.9求作用在链轮轴上的力皮带牵引力(3．3)齿沟半角分度圆直径(3．4)有效圆周力(3．5)离心力引起的拉力(3．6)悬垂拉力(3．7)链轮轴向力(3．8)3.1.10按弯扭合成应力校核轴的强度①求轴上载荷首先根据轴的结构简图（图3.2），做出轴的计算简图（图3.3）图3.3轴的计算简图在确定轴承的支点位置后，此轴即可作为简支梁，其支承跨距为319mm。链轮重心点到支承点距离。根据轴的计算简图3.3，从轴的结构上看，截面b处的计算转矩大，是轴的危险截面。现将计算出的截面b处的的值于下表3.1表3.1轴所受力各项数据载荷水平面垂直面支承反力R弯矩M总弯矩扭矩T计算弯矩Mca②按弯矩合成应力校核轴上承受最大计算弯矩的截面（即危险截面b）的强度，得：[2]前面已选定轴的材料为45钢（热扎圆钢），[5]。因此，，故安全。3.1.11画出轴的结构图3.3：图3.3轴的结构图滚筒、滚筒轴及其配件设计3.2.1滚筒的设计由前面已选定的数据有：滚筒直径；滚筒的长度⑴选择滚筒的材料[4]滚筒的材料选用热轧无缝钢管。其外径，厚度为5.5㎜，理论重量为3.59㎏/m。滚筒轴的材料先用碳素结构钢Q235棒材。其外径。经加工成外径联结滚筒材料选择热轧钢板[6]。其长度为，宽度为，厚度为11㎜。⑵滚筒结构设计选用滚筒表面较平整的结构[10]，根据装配要求绘出滚筒的工作图，见图3.4。图3.4滚筒工作图3.2.2滚筒轴的设计⑴计算轴的最小直径[2]根据公式计算和计算方法，算得轴的最小直径为12mm，考虑到装配原因，在其两端各加工一个M6的螺孔，显然这是用来装配张紧装置。⑵确定轴上零件的装配方案①选用轴承由于只要承受径向力。选用单列向心球轴承。根据，型号为1000901，极限转速：转/分（脂润滑）、转/分（油润滑），尺寸为d×D×B=9×20×6[3]，采用内外圈定位[4]，校核同前，此略。②滚筒轴配合处孔长为22mm，总长为300mm。③滚筒轴与滚筒轴承之间用轴用弹性挡圈定位。挡圈的基本尺寸d=11，基本尺寸极限偏差为＋0.01～0.36，厚度S=1，厚度极限偏差为＋0.05～-0.13[4]。轴用弹性挡圈为标准件可以购买。托辊装置的设计3.3.1托辊装置的设计由前面已选定的数据有：滚筒直径；滚筒的长度⑴选择滚筒的材料[4]。滚筒的材料选用热轧无缝钢管。其外径，厚度为5.5㎜，理论重量为3.59㎏/m。（滚筒结构见零件图3.4）滚筒轴的材料先用碳素结构钢Q235棒材。其外径。经加工成外径。联结滚筒材料选择热轧钢板[6]。其长度为，宽度为，厚度为11㎜。（经加工后见图3.4）⑵滚筒结构设计[10]选用滚筒表面较平整的结构。（根据装配要求绘出滚筒的工作图，见图3.4）。3.3.2滚筒轴的设计⑴计算轴的最小直径[2]根据公式计算和计算方法，算得轴的最小直径为12mm，考虑到装配原因，在其两端各加工一个M6的螺孔，显然这是用来装配张紧装置。⑵确定轴上零件的装配方案①选用轴承由于只要承受径向力。选用单列向心球轴承。根据，型号为1000901，极限转速：转/分（脂润滑）、转/分（油润滑），尺寸为d×D×B=12×24×6[3]，采用内外圈定位[4]，校核同前，此略。②滚筒轴配合处孔长为22mm，总长为262mm。③滚筒轴与滚筒轴承之间用轴用弹性挡圈定位。挡圈的基本尺寸d=11，基本尺寸极限偏差为＋0.01～0.36，厚度S=1，厚度极限偏差为＋0.05～-0.13[4]。轴用弹性挡圈为标准件可以购买。3.3.3托辊的设计⑴选择滚筒的材料[5]。采用钢板焊接。⑵托辊结构设计（见图3.5）图3.5托辊结构3.4滚筒和托辊滚动轴承的选择与校核3.4.1常用滚动轴承轴承是支承轴颈的部件。根据设计所需，选用滚动轴承。常用滚动轴承有深沟球轴承、圆柱滚子轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、滚针轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承。选定滚动轴承时要根据承载状况和工况条件，正确选择轴承的类型和尺寸，还要进行必要的工作能力计算，合理进行轴承的组合设计。3.4.2滚动轴承的选择已知：滚筒和托辊所受的圆周力，径向力，滚筒和托辊转速，轴承预期计算寿命（约3.5年，每年工作300天，每天工作15小时），作用在带轮上的作用力。⑴由表3.1计算可得：；；，，因轴向力为0，考虑到R2较大，故初选用圆柱滚子轴承。⑵初步计算当量动载荷[2]⑶轴承应有的基本额定动载荷值[2](3．9)⑷初步选择的100091轴承[5]⑸验算100091轴承的寿命[2](3．10)即不高于预期计算寿命,故选用100091圆柱滚子轴承合适（GB276-64），极限转速：转/分（脂润滑）、转/分（油润滑），尺寸为d×D×B=12×24×6。4电气控制系统设计三相异步电动机分为全压直接起动和减压起动两种。一般采用减压起动方式来降低起动电流。电动机容量在5KW以下者，一般采用全电压直接起动方式来起动。普通机床上的冷却泵、小型台钻和砂轮机等小容量的电动机可直接用开关起动。本次设计中采用JTC501A型齿轮减速电动机，功率为1.1KW，因为功率较小，所以采用直接起动方式。如图4.1（A）所示。图4.1（B）是采用接触器直接起动的电动机单向全电压起动控制线路，主电路由刀开关Q、熔断器FU、接触器KM的主触点、热继电器KR的常闭触点和熔断器FU2组成。控制电路由起动按钮SB2、停止按SB1、按触器KM的线圈通电，其主触点闭合，电动机直接起动运行。同时与SB2并联的辅助触点KM闭合，将“SB2”短接，其作用是当放开起动按钮“SB2”后，仍可使KM线圈通电，电动机继续运行。这种依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电的现象称为自锁。带有自锁功能控制线路具有失压保护作用。起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。按停止按钮SB1，接触器KM的线圈断电，其常工主触点断开，电动机停止转动。同时KM的自锁触点断开，故松手后SB1虽仍闭合，但KM的线圈不能继续得电。[11]控制方式的选择由于本次设计中未采用制动装置，因此采用点动控制。根据机身的长度，为了方便操作者操作，采用多点控制。4.1.1点动控制所谓点动，即按下按钮时电动机转动工作，手松开按钮时电动机停止工作。点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场合。图4.2a为用按钮实现点动的控制线路；图4.2b用天关实现点动的控制线路；图4.2c用中间继电器实现点动的控制线路。图4.2点动控制线路4.1.2多点控制大型机床为了操作方便，常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。实现多点控制的控制线路如图4.3所示，即在各操作地点各安装一套按钮，其接线原则是各按钮的常开触点并联连接，常闭触点串联连接。图4.3多点控制线路电气控制图的设计根据控制方式选择的点动控制和多点控制，设计出电气控制图见图4.4。图4.4电气原理图总结本次设计是要求解决实际的工程问题，不仅要求掌握具有相当的专业知识，还可以锻炼独立解决问题的能力，提高查阅设计手册的能力，熟悉相关的国家标准的国际标准，更加熟练操作绘图软件绘制工程图。最重要的是能让我们学到的理论知识运用到实践中，提高实践能力。使我们的设计更具实用性，能为社会发展贡献自己的一份微薄之力。本次设计还能让我们更多的接触社会，了解社会的发展态势和国内外的现状，为自己以后的发展明确方向。本次课题研究的是冲压废料自动输送装置的设计，包括：电动机的选择；带式输送机的设计及输送带的选择；链传动的设计；联轴器、键的选择与校核；皮带运输机的电气原理；绘制装备图和主要的零部件图，编写设计说明书。设计出的冲压废料自动输送装置由一台马达驱动多条输送带解决横向空间不够的问题；输送带横向位置可任意调整，已适应不同的垫脚位置；一种输送带宽度可适应一定范围的垫脚间距，输送带可任意组合，已适应不同宽度；换模时可方便地移动输送带，且各皮带整体及单个皮带伸入模具下的深度可调，适应不同的模具尺寸；换线时，可方便地更换输送带；超薄皮带可越过夹模器或压板的阻挡，更好地利用空间。冲压废料自动输送装置，可改变传统作业方式，提高生产率，创造高的经济效益，设备投资回收期短，是一项低投资，高产出的技术，值得大力推广应用。当然，本人学的知识、设计能力、所拥有的资料不限以及经验不足等原因，设计中难免有一些缺点和错误。恳切希望读者为我的设计提出宝贵意见，待我在以后的工作中吸取经验，不断改进。参考文献[1]张建中.《机械设计基础》.2001.中国矿业大学出版社[2]张建中.《机械设计课程设计》.2001.中国矿业大学出版社[3]《机械设计手册》联合编写组编.《机械设计手册》.1989.第二版（上册）.化学工业出版社[4]屈少敏.普通V带传动优化设计.焦作工学院学报.2000,4:287～290[5]徐萃萍.栾丽君.串联盘输送机驱动方式的确定及运动分析.煤矿机械.2004(7)[6]《机械设计手册》联合编写组编.《机械设计手册》.1993.第三版（第一卷）化学工业出版社[7]郑志峰.王义行.柴邦衡编写.《链传动》.1984.机械工业出版社[8]王晓懂.周鹏翔编写.《轴系部件设计》.1989.机械工业出版社[9]输送设备制造协会联合会编.《散状物料带式输送机》.1983.机械工业出版社[10]上海交通大学洪致育.林良明编写.《连续输送机》.1982.机械工业出版社[11]王炳实编写.《机床电气控制》.2003机械工业出版社[12]毕谦.程培基编写.《材料力学》.1999.重庆大学出版社[13]邓危梧.林茉君编写.《理论力学》.1999.重庆大学出版社[14]吴宗泽主编.《机械设计》.高等教育出版社[15]清化大学吴宗泽和北京科技大学罗圣国主编.《机械设计课程设计手册》.高等教育出版社[16]王三民.诸文俊主编.《机械原理与设计》.机械工业出版社出版.2001.3[17]东北工学院《机械零件设计手册》编写组编.《机械零件设计手册》冶金工业出版社出版[18]陈建萱.带式给料机设计与计算.起重运输机械，1991年第11期[19]闻邦椿.现代机械产品设计在新产品开发中的重要作用.机械工程学报,2003(10):43～51[20]TheOregontechnologytransfercentre,GoodAsphaltpavingContingentonCompaction.Road&Bridges,1992.9[21]Alliance,R.,1991,'DecreasingTensionsInaBeltConveyorbyUsingMultiple-PulleyDrives,'BulkSolidsHandling,Vol.11,Number4,November,pp.829-834.[22]Hager,M.,1991,'ChancesforDevelopmentsInBeltConveyorTechnologyinOpenPitMines,'BulkSolidsHandling,Volume11,Number1,March,pp.157-167.[23]Harrison,A.,1987,'FutureDesignofBeltConveyorsUsingDynamicAnalysis,BulkSolidsHandling,Vol.7,Number3,June,pp.375-379.[24]Shultz,J.E.,1992,'EffectivelyControllingConveyorAcceleration,"Coal,Vol.97,No.5,致谢经过两个多月的努力，终于完成了大学四年的最后一个环节毕业设计。四年中我们有过多次的课程设计及生产实习，感谢学校为我们安排的这些机会及实习场所，也谢谢这些指导我们学习、设计、实习的专业老师，在专业方面而言，是他们引领我走出了第一步，让我们对机械设计这一行业有了最初的认识及进一步的了解。我觉得此次毕业设计的工作量很大，对个人能力的考察更有意义，这次设计让我受益非浅，给我感觉最深的一点就是机械设计的实用性。回想四年本科课程的学习生活，在这里我们获得了知识，学会了学习，也懂得了如何借助我们学习的知识去适应社会的需要,而这些都是我们辛勤的老师教予我们的。在此，对所有在学习上、生活上给过我们帮助的老师表示衷心的感谢，感谢他们孜孜不倦的教导，教会了我们如何学习、如何做人、如何做事。我首先要感谢学院给予了我提升个人能力的这样一个学习平台；再者，我要真诚地感谢学院机械与能源工程系的所有老师，正是在他们精心的培养、指导、无私的关怀与帮助下，促使我顺利完成了学业。在此诚挚地道一声：恩师，谢谢！特别应该感谢的是我的毕业设计指导老师，在此次毕业设计中，他给予我很多的帮助，从课题的选择、论文的撰写到应用实例的选择及最后完成都给予了我悉心的指导。从他的身上，我学习到的不仅仅是专业知识，更重要的是他渊博的学术知识、严谨的治学态度、认真负责的工作态度和待人以诚的宽广胸怀，使我受益匪浅，必将对我以后的学习和工作产生巨大的影响，在此向他致以诚挚的谢意！此外，我的家人在我求学期间一直默默地鼓励、支持我，也向他们表示衷心的感谢！基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究