25MVA硅铁炉布料系统结构设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\u摘要 IAbstract II引言 11绪论 21.1硅铁炉布料系统的国内外简介 21.2硅铁炉布料系统中带式输送机的分类 21.3硅铁炉布料系统的工业应用 21.4硅铁炉布料系统的设计 22布料系统总体设计 42.1布料系统整体方案设计 42.2布料系统工作原理 43可逆皮带机的设计计算 63.1原始数据及工作条件 63.4传动功率计算 123.5输送带张力计算 143.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算 173.7传动滚筒最大扭矩计算 183.8拉紧力计算 183.9输送带选择计算 184大倾角皮带机的设计及计算 224.1原始数据及工作条件 224.2定义参数 224.3输送机布置型式及阻力计算 244.5传动功率计算及驱动设备选型 264.6输送带张力计算 284.7胶带及托辊安全验算 325系统部件的选择与设计 355.1驱动装置 355.2传动滚筒 355.3改向滚筒 365.4托辊组 365.6校正装置 375.7其他 38结论 40参考文献 41附录1主要符号表 43致谢 44本科论文摘要硅铁炉布料机技术在国外已经比较成熟，国内技术也正在蓬勃发展。现该技术正朝向多元化发展。该设计为冶金炼钢领域生产，本文根据已知的设计参数，对25MVA硅铁炉布料系的各皮带机进行了计算、选型和设计。在硅铁炉布料系统的设计重点工作有以下内容。(1)计算物料的横截面面积S，选出合适的皮带，并对其进行计算校核;(2)计算驱动圆周力，对其安全系数进行计算设定;(3)计算电机功率，并按照数据合理选择出电动机型号以及变速器型号;确保其能够达到技术要求并安全稳定工作。根据计算和设计出的物料的横截面面积参数S=0.0442m2、驱动圆周力=2654.8N、电机功率PM=2.67kW等。合理选择除了对应的皮带机胶带680/1型煤PVC整体带芯输送带的技术规格：纵向拉伸强度750N/mm；带厚10mm；输送带质量8.71kg/m、驱动电机型号Y100L2-4、减速器型号XWEDW74—187-3、称量传感器等，从而实现该布料系统的安全稳定运行。关键词：25MVA硅铁炉；机械设计；布料系统；产品选型；AbstractTheferrosiliconfurnacedistributingmachinetechnologyisrelativelymatureabroad,anddomestictechnologyisalsobooming.Nowthetechnologyismovingtowardsdiversification.Thisdesignisproducedinthefieldofmetallurgyandsteelmaking.Basedontheknowndesignparameters,thebeltconveyorsofthe25MVAferrosiliconfurnacearecalculated,selectedanddesigned.Thekeyworkinthedesignoftheferrosiliconfurnacedistributionsystemhasthefollowingcontents.Thekeyworkinthedesignoftheferrosiliconfurnacedistributionsystemhasthefollowingcontents.(1)Calculatethecross-sectionalareaSofthematerial,selecttheappropriatebelt,andcalculateandcheckit;(2)Calculatethedrivingcircumferentialforce,andcalculateandsetitssafetyfactor;(3)Calculatethemotorpower,andselectthemotormodelandthetransmissionmodelreasonablyaccordingtothedata;ensurethatitcanmeetthetechnicalrequirementsandworksafelyandstably.Accordingtothecalculatedanddesignedmaterialcross-sectionalareaparametersS=0.0442m2,drivingcircumferentialforce=2654.8N,motorpowerPM=2.67kW,etc.Reasonableselectionoftechnicalspecificationsinadditiontothecorrespondingbeltconveyorbelt680/1coalPVCoverallbeltconveyorbelt:longitudinaltensilestrength750N/mm;beltthickness10mm;conveyorbeltquality8.71kg/m,drivemotormodelY100L2-4,ReducermodelXWEDW74-187-3,weighingsensor,etc.,toachievesafeandstableoperationofthedistributionsystem.Keywords:25MVAFerrosiliconfurnace;MechanicalDesign;Clothsystem;productmodel.

引言改革开放以来，我国炼钢产业蓬勃发展，百花齐鸣。但由于某些钢铁厂为日伪时期建设，所以设备设计落后，自动化程度不高。故现在设计高自动化程度系统设计替换。达到现代化生产。

1绪论1.1硅铁炉布料系统的国内外简介国外的矿热炉布料机技术由于发展较早，其发展的速度很快，其目前的发展特点有以下两个特点：一是机器系统的多元化，如其现有管状带式输送机、高倾角带输送机等多种机型；二是带式输送机发展出了多个专业化领域，在各个专业化领域中都掌握有相应的核心技术，现在其发展朝着设计出更加稳定可靠的方向发展[1]。国内矿热炉的布料系统由于起步比较晚，控制方式较为原始，如前期我们还采用继电器方式和人工方式来进行控制，其控制精度和稳定性都不很理想。近些年来，由于国内电子技术的发展，我们逐步的将PLC和微电子的相关技术运用到该系统，使得该系统的各方面性能已经较以前有了较大的进步，但是我们国内的该技术较国外还有较大的差距，未来我们需要在多个方面追赶国外相关企业的技术[2]。1.2硅铁炉布料系统中带式输送机的分类带式输送机按运输物料的输送带结构不同，可分成两类，一类是普通型带式输送机；第二类是特种结构的带式输送机。1.3硅铁炉布料系统的工业应用布料系统已成为工业中重要的物料连续输送设备，它不仅应用于工业企业内部的运输，而且趋向于工业企业外部的输送。特别是带式输送机，其优点突出，与其他运输设备相比，不仅具有输送距离长、运量大、不间断输送等优点，而且运行更加可靠，易于实现自动化控制。1.4硅铁炉布料系统的设计1.4.1带式输送机设计计算带式输送机的基本设计原则是在保证系统满足功能要求的前提下，以高可靠性和低成本完成所需任务。带式输送机的设计计算包括带宽，横截面积，驱动圆周力和电机功率的确定，以及每个滚筒的接头张力和传动滚筒的扭矩等等。1.4.2输送带的机构与选择皮带输送机是输送机的重要组成部分。输送机中输送带的成本占设备总成本的30％至50％。输送带的选择应根据皮带机理论计算，同时参照实际工程，选择合理的皮带类型和布置。1.4.3皮带机的称量原理与机构设计为了获得较大的瞬时负载重量，提高输出灵敏度，增加稳定性，在设计称重架时，通常采用如何提高杠杆比的方法。1.4.4皮带的防跑偏系统设计在带式输送机中可能发生的各种故障中，输送带偏差是最常见但极其有害的故障之一。从生产现实来看，输送带偏差对带式输送机有不利影响[3]。对于本设计中的皮带输送机的设计，皮带防跟踪系统的设计是必不可少的。由于系统采用自动化控制，本设计的皮带防跟踪系统设计为自动防偏装置。

2布料系统总体设计2.1布料系统整体方案设计作为输送散装物料的重要设备，该织物系统广泛应用于冶金，采矿，码头，食品和化工等行业。提出了两种可行的解决方案。解决方案一：原料依次通过犁卸料带式输送机，称重带式输送机，混合带式输送机和大角度带式输送机输送，原料最终输送到炉顶处理原料。解决方案二：原料通过可逆式皮带输送机，称重皮带输送机，混合皮带输送机和大角度皮带输送机，满足设计要求。在第一种方案中，犁式卸料机是一种高效的连续输送装置。在使用过程中不灵活。在实现全密封排放时，卸载部分卸载过程中常常会产生粉尘飞扬，造成环境污染[4]。在第二种方案中，可逆式装箱带式输送机是一种用于仓库顶部的连续输送装置，具有操作灵活的特点，适用于输送各种散装物料，特别适用于大粒径和穿。可以应用大型材料[5]。其操作特征是输送机主体可沿水平放置的线性轨道往复运动。许多储罐布置在输送机头下方和尾部的操作范围内[6]。它可以实现PLC自动控制[7]，定点控制，密封环保等。称重皮带输送机传感器的测量信号将馈送信号反馈给馈送控制器，然后将反馈信号与预设定量值进行比较，并及时自动控制卸载装置。实现定量放电过程。混合带机混合从上部料仓中取出的各种原料，以满足冶炼矿石的要求。结合上述两种方案，可逆式配电带具有定点放电，投资，节能等突出优点，最后决定采用第二种方案作为布料系统的传输方案。2.2布料系统工作原理原料通过接收口排放到可逆带式输送机。在PLD的控制下，可逆带式输送机进出导轨并进行固定排放，原料被排放到下一级料仓。将含有原料的料仓送入送料控制器下的称重带式输送机，以满足原料测量要求。称重皮带输送机使用称重传感器和速度传感器的检测和反馈来定量地将材料输送到混合带式输送机。为了使各种部件的比例合适，混合带机混合各种原料，然后将它们送入大角度带式输送机。大角度皮带输送机通过波纹肋带将物料输送到顶箱，以满足设计要求。整个布料系统流程图如图2.1所示。称量皮带机称量皮带机混料皮带机混料皮带机可逆皮带机大倾角皮带机可逆皮带机大倾角皮带机图2.1布料系统流程图

3可逆皮带机的设计计算3.1原始数据及工作条件输送物料：硅石、焦炭、球团。物料特性：块度：20～120mm；物料密度：0.65～2.6t/m3。工作环境：露天。最大运量：30t/h。本设计采用DTII（A）型固定带式输送机。初步确定输送机布置形式，如图3.1所示：图3.1皮带机的传动原理图3.2计算步骤3.2.1输送带上最大的物料横截面积为保证正常输送条件下不撒料，输送带上允许的最大物料横截面积按式(3-1)计算(按图3.2)。 (3-1)(3-2)(3-3)式中：b输送带可用宽度，m；中间辊长度，对于一辊或二棍的托辊组，。图3.2等长三辊槽型截面3.2.2输送带宽度的核算 输送大块散状物料的输送机，需要按(3-4)式核算。(3-4)计算：故，输送带宽满足输送要求。3.2.3带宽的确定按给定的工作条件，取焦炭的堆积角为20°，焦炭的堆积密度650kg/m3；输送机的工作倾角β=5°。带式输送机的最大运输能力计算公式为(3-5)式中：输送量(；带速(； 物料堆积密度(kg/m3)； 在运行的输送带上物料的最大堆积面积，m2； 输送机的倾斜系数知输送机的工作倾角δ=5°，查表得k=1。按工作条件，取球团的静堆积角为30°，带宽B=650mm，焦炭的堆积密度为650kg/m3，考虑室外的工作条件取带速为1.0m/s：由式(3.4)知。因α=30°，查表得θ=20°，在通过查表得S=0.0442m2。根据δ=5°，查表得k=1.00，满足要求。经如上计算，确定选用带宽B=650mm，680/1型煤PVC整体带芯输送带。其技术规格：纵向拉伸强度750N/mm；带厚10mm；输送带质量8.71kg/m。3.3圆周驱动力3.3.1计算公式所有长度(包括L＜80m)：传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式(3-6)计算：(3-6)式中：主要阻力，N；附加阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定。：对机长大于80m的带式输送机，公式变为下面的形式：(3-7)式中：与输送机长度有关的系数，可按式(3-7)计算，或从表查取；(3-8)附加长度；3.3.2主要阻力计算输送机的主要阻力。可用式(3-9)计算：(3-9)式中:模拟摩擦系数。输送机长度(头尾滚筒中心距），m；重力加速度=10m/s2；初步选定托辊为DTⅡ6204/C4，查表27，上托辊间距＝1.2m，下托辊间距＝3m，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°。承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式(3-10)计算：(3-10)式中：承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知计算：=回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式(3-11)计算：(3-11)式中：回程分支每组托辊旋转部分质量回程分支托辊间距，m；计算：=式中：每米长度输送物料质量kg/m每米长度输送带质量，kg/m，=8.71kg/m=0.022×50×10×[5.375+1.93+(2×8.71+8.33)×cos5°]≈362.5N运行阻力系数f值应根据模拟摩擦系数（推荐表）选取。取=0.022。3.3.3主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式(3-12)计算：+(3-12)按式(3-13)或式(3-14)计算：(1)三个等长辊子的前倾上托辊时：(3-13)(2)二辊式前倾下托辊时(3-14)计算(3-15)式中：槽型系数；托辊和输送带间的摩擦系数；装有前倾托辊的输送机长度，m； 托辊前倾角度，(°)； 倒料槽栏板长度，m；取； 倒料槽两栏板间宽度，m； 物料与导料栏板间的摩擦系数。=0.43×0.3×50×(8.71＋8.33)×10×cos5°sin≈5.2N即+=5.2＋158.7=163.9N3.3.4倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算：(3-16)式中：输送机受料点与卸料点间的高度，m；输送机向上提升时，取为正值；输送机向下运输时，取为负值。因为是本输送机呈5°的斜向上运输，所有H=4.36m=363N由式(3-6)=218.2＋439.7＋163.9＋1470＋363=2654.8N3.3.5附加阻力计算输送机附加阻力包括加料段物料加速和输送带间的惯性阻力及摩擦力，加速段加速物料和导料槽两侧栏板间的摩擦阻力，输送带绕过滚筒的弯曲阻力和出传动滚筒外的改向滚筒轴承阻力四部分，可用式(3-12)计算(3-17)式中：输送带绕过的滚筒次数； 改向滚筒个数。已知=0.125m/s，根据运输条件及现场情况取==0.5,=2m查表得=0.4m：=0.0442×1×1.0×650×0.875≈25.1N≈250.8N由于传送带总长小于120m时，、忽略不计。故3.3.6附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算：(3-18) (3-19)(3-20)式中：清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，m2；清扫器和输送带间的压力，N/m2，一般取为3N/m2； 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5～0.7； 刮板系数，一般取为1500N/m。查表得A=0.007m2，取=10N/m2，取=0.6，将数据带入(3-18)中得N。=0由式(3-17)则=3.5×420=1470N。3.4传动功率计算3.4.1传动轴功率计算传动滚筒轴功率()按式(3-21)计算：(3-21)3.4.2电动机功率计算电动机功率，按式(3-22)计算：(3-22)式中：传动效率，一般在0.85～0.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率：=0.98液力耦合器：=0.96；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率为0.98计算；二级减速机：=0.98×0.98=0.96；三级减速机：=0.98×0.98×0.98=0.94电压降系数，一般取0.90～0.95。多机驱动功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。由式(3-21)由式(3-22)3.4.3电动机与减速器的选型电动机：Y100L2-4，V=380V，共2台，电机功率P=3kW，电动机转速n1=1430.00r/min。由于滚筒直径Dr=0.5m，带速=1.0m/s，滚筒转速：减速器减速比i=37.42，取减速比i=40，实际带速=0.94m/s 选择减速器时需满足条件：(3-23)式中：计算功率，kW； 负载功率，kW；工况系数，查表可得1.5；减速器的公称输入功率，查表可得21kW。可得=2.292×1.5=3.438kW≤21kW。校核热平衡许用功率时需满足：(3-24)式中：环境温度系数，查表得1.2；负荷率系数，查表得1；负荷率利用系数，查表1.5；或减速器热功率，kW，20kW。可得=2.292×1.2×1×1.5=4.13≤70kW由=3.438kW≤21kW、=4.13≤70kW得减速器选用型号XWEDW74—187-3，共一台，带冷却风扇。3.5输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：(1)在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；(2)作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。3.5.1输送带不打滑条件校核圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图3.3）：图3.3作用于输送带的张力为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持最小张力按式(3-25)进行计算：(3-25)式中：输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时，启动系数；传动滚筒与输送带间的摩擦系数；输送带在所有传动滚筒上的包围角，rad。欧拉系数。根据给定条件，取，=0.35，=190°，查表得=3.18。则：3.5.2输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力，需按式(3-26)和(3-27)进行验算。承载分支：(3-26)回程分支：(3-27)式中：允许最大垂度，一般0.01；承载上托辊间距（最小张力处）；回程下托辊间距（最小张力处）。取=0.01由式(3-26)和(3-27)得：3.5.3各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力，需逐点张力计算法，进行各特性点张力计算，根据不打滑条件[10]。传动滚筒奔离点最小张力为1577N。令。运行阻力的计算：有分离点起，依次将点设为1、2、3、…，一直到相遇点8，如图3.4所示。图3.4张力分布点图计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带，680/1型煤PVC整体带芯输送带的技术规格：纵向拉伸强度750N/mm；带厚10mm；输送带质量8.71kg/m。承载段运行阻力由式(3-28)：(3-28)==446.6N回空段运行阻力由式(3-29)：(3-29)=176.6N通过上文计算得，点2为最小张力点。输送带上各点张力的计算，由悬垂度条件确定5点的张力承载段最小张力应满足：利用逐点张力计算法，可得各点张力如下：=1577＋1000×0.65=2227N=1.02×2227=2271.5N=2271.5＋102.8＋200×0.65=2504.3N=1.02×2504.3=2554.4N=1.04×2554.4=2656.6N≥2556N满足最小张力要求。式中：弹簧清扫器阻力[8]，；空回带清扫器阻力，。、时，。带入上公式得：=5014.9N。3.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算3.6.1传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力：=5014.9+1577=6591.9N3.6.2改向滚筒合张力计算根据计算各滚筒合张力。尾部180改向滚筒的合张力：=2554.4+2656.6=5211N3.7传动滚筒最大扭矩计算单驱动时，传动滚筒的最大扭矩按式(3-30)计算：(3-30)式中：D传动滚筒的直径(mm)。双驱动时，传动滚筒的最大扭矩按式(3-31)计算：(3-31)初选传动滚筒直径为500mm，则传动滚筒的最大扭矩为：N/m。3.8拉紧力计算拉紧装置拉紧力按式(3-32)计算(3-32)式中：拉紧滚筒趋入点张力(N)；拉紧滚筒奔离点张力(N)。由式(3-32)得=2554.4+2656.6=5211N查表选DTⅡ(A)80D1051L螺旋拉紧装置，质量M=49kg。3.9输送带选择计算3.9.1棍子载荷校核静载计算、重载段托辊校核。(3-36)式中：承载分支托辊静载荷[11]，N； 承载分支托辊间距，m； 棍子载荷系数； 带速，m/s； 每米输送带质量，kg/m； 输送能力，kg/s。由式(3-36)知：=28.73kg/s=0.8×1.2×(＋8.71)×10=359.4N上辊Φ98mm，l=250mm，轴承4G204，查表得=2660N，故满足要求。图3.535°槽型托辊空载段托辊校核(3-37)式中：回程分支托辊静载荷，N； 回程分支托辊间距，m；=0.8×3×8.71×10=209.0N下辊Φ89mm，l=750mm，轴承4G204，查《DTⅡ型固定式带式输送机设计选用手册》棍子承载能力表可知棍子额定载荷=813N，故满足要求。图3.6平行下托辊载荷计算：承载分支托辊(3-38)回程分支托(3-39)式中：承载分支托辊动载荷，N；回程分支托辊动载荷，N；运行系数；冲击系数；工况系数；由式(3-38)得：取=1.1，=1.14，=1.15时=359.4×1.1×1.14×1.15=518.2N棍子额定载荷=2660N，故满足要求。由式(3-39)得：取=1.1，=1.14，=1.15时，=209×1.1×1.15=264.4N棍子额定载荷=813N，故满足要求。3.9.2织物芯输送带层数织物芯输送带层数(Z)按下式计算：(3-33)式中：稳定工况下输送带最大张力，N；B输送带宽，mm；输送带纵向扯断强速，N/mm层；n安全系数；使用条件恶劣或要求特别安全时应大于12.根矩式(3-34)确定Z。确定Z后，按下式核算传动滚筒直径D：(3-34)式中：系数，棉帆布取80，尼龙芯取90，聚酯芯取108； 织物芯带每层厚度，mm。棉、尼龙和聚酯等织物芯带厚度：(3-35)织物芯带每层厚度，mm； ，织物芯带上下覆盖层厚度，mm；由式(3-33)可得，取n=12，N/mm，=0.12取Z=4。由式(3-34)可得，=108×2×1.7=367.2mm≤500mm符合要求，即选输送带为608/1满足要求。

4大倾角皮带机的设计及计算4.1原始数据及工作条件初步确定输送机布置形式，如图6.1所示：图4.1大倾角皮带机传动系统原理图4.2定义参数输送机选择：DTⅡ(A)型胶带宽度：B=650mm=0.65m 。初选胶带：波状挡边输送带。对带式输送机的最大运输能力计算，如公式(6-1)(4-1)式中：S输送带上物料最大截面积S=0.0334m2； k倾斜输送机面积折减系数k=1.00。=1.0m/s，松散密度 =900kg/m3。可得：Q=108.2t/h>30t/h，满足要求。每米机长胶带质量：每米机长物料质量：已知运输能力Q=30t/h，带速=1.0m/s；kg/m式中：每米长度输送物料质量。 滚筒组：头部传动滚筒由式(4-2)知(4-2)式中：系数8； 织物芯带每层厚度，查表得=0.9mm。D=90×4×0.9=324mm取传动滚筒直径D=630mm，尾部及主要改向滚筒直径D=500mm。托辊组：重载段：采用平行上托辊，辊子直径=89mm，L=750mm，查表可得辊子轴承型号：4G204，辊子轴径=20mm。由式(4-3)可得承载分支托辊组每米长度旋转部分重量：(4-3)式中：承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，；托辊已经选好，查表知。计算：= 空载段：设计如图4.2所示：图4.2回程下托辊辊子直径=89mm，辊子轴承型号：4G204，辊子轴径20mm。由式(4-4)可得回程分支托辊组每米长度旋转部分质量：(4-4)式中回程分支每组托辊旋转部分质量，回程分支托辊间距，=3m；计算：= 辊子旋转转速：已知r=0.0445，=214.7r/min 通过上文计算得出：上下胶带模拟阻力系数：、胶带与传动滚筒之间的摩擦系数：、拉紧方式：螺旋拉紧装置，拉紧位置至头部距离：、导料板长度：。 4.3输送机布置型式及阻力计算头部为单滚筒单电机驱动，其相应的阻力计算如下：主要阻力，由式(4-5)知输送机的主要阻力：(4-5)式中：模拟摩擦系数，查表得=0.022；输送机长度，=17.125m；重力加速度=10；输送机的工作倾角；=142.0N附加阻力，由式(4-6)知输送机附加阻力：(4-6)式中：加料段物料加速和输送带间的惯性阻力及摩擦力，N；加速段加速物料和导料槽两侧栏板间的摩擦阻力，N；输送带绕过滚筒的弯曲阻力，N；出传动滚筒外的改向滚筒轴承阻力，N；输送带绕过的滚筒次数；改向滚筒个数。已知=0.125m/s，根据运输条件及现场情况取==0.5，=0.4m，查表得=0.4m，=0.0334×1×1.0×900×0.875 ≈26.3N≈39.7N由于传送带总长小于80m时，、忽略不计。故： =163.8N =0N故附加阻力： =26.3＋39.7＋163.8＋0=229.8N 由式(4-7)知被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力(4-7)式中：倒料槽栏板长度，m；倒料槽两栏板间宽度，查表得=0.4m；物料与导料栏板间的摩擦系数，取=0.5。物料流量，=0.0334m3/s；由式(4-8)可得主要特种阻力：+(4-8)=0＋94.1=94.1N附加特种阻力，由式(4-9)可得输送带清扫器摩擦阻力：(4-9)式中：A接触面积，m2，查表得A=0.007m； 清扫器和输送带间的压力，N/m2，，在此取=10N/m2； 清扫器和输送带间的摩擦系数，在此取=0.6；则N 由式(4-10)知卸料器摩擦阻力：(4-10)式中：刮板系数，=0。=0N由式(4-11)得附加特种阻力：(4-11)=5×420=2100N由式(4-12)知倾斜阻力：(4-12)式中：输送机受料点与卸料点间的高度，m。=8.33×10×12.56=1046.2N传动滚筒上所需圆周驱动力，可由式(4-13)计算：(4-13)=142.0＋229.8＋94.1＋2100＋1046.2=3612.1N4.5传动功率计算及驱动设备选型传动滚筒轴功率计算由式(4-14)知传动滚筒轴功率：(4-14)=≈3.61kW由式(4-15)可得电动机功率：(4-15)式中：传动效率；联轴器效率；减速器传动效率；电压降系数； 多机驱动功率不平衡系数，。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。 因输送带运行阻力=248.59N 物料提升阻力=1046.2N 输送带运行阻力小于物料下滑力，输送带不会逆转，因此需要设逆止器。为阻止逆转，传动滚筒上需要的逆止力按式(4-16)：(4-16)出于安全上的考虑，对阻止逆转的力乘了0.8的系数。作用于传动滚筒轴上的逆转力矩为：(4-17)式中：D传动滚筒直径，mm。由此可得：=933.0N =293.9N·m由上文计算、得出电动机：Y132S-4，V=380V，共2台， 由于滚筒直径Dr=0.63m，带速=1.0m/s，滚筒转速：，减速器减速比i=47.5，取减速比i=50，实际带速=0.95m/s。 选择减速器时需满足条件：(4-18)式中：计算功率，kW；负载功率，kW；工况系数；减速器的公称输入功率；可得：=3.61×1.5=5.415kW≤13kW。校核热平衡许用功率时需满足：(4-19)式中：环境温度系数；负荷率系数；负荷率利用系数；或减速器热功率，kW。可得=3.61×1.2×1×1.5=6.498kW≤32kW通过上文计算=5.415减速器选用型号ZSY160—50。4.6输送带张力计算重载段允许最小张力由式(4-20)知：(4-20)式中：允许最大垂度，取=0.01；承载上托辊间距；空载段允许最小张力由式(4-21)知：(4-21)式中：回程下托辊间距；在回程带上保持最小张力按式(4-22)进行计算：(4-22)式中：输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力；传动滚筒与输送带间的摩擦系数；输送带在所有传动滚筒上的包围角，rad；欧拉系数；根据给定条件，取=0.35，=190°，查表得=3.18。则：根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为2485.4N。令有分离点起，依次将点设为1、2、3、4……到12，如图4.3所示。图4.3张力分布点图通过以上运算选好了输送带，NN—200尼龙帆布输送带。由式(4-23)可得承载段运行阻力：(4-23)==2165.2N=49.4N回空段运行阻力由式(4-24)得：(4-24)=-934.9N=15.9N通过以上计算可知，6点为最小张力点，由悬垂度条件确定4点的张力承载段最小张力应满足。利用逐点张力计算法，可得各点张力如下：=2485.4＋1000×0.65=3135.4N=1.02×3135.4=3198.1N=1.02×3198.1=3262.1N=3262.1-934.9+200×0.65=2457.2N=2457.2＋15.9＋200×0.65=2603.1=1.04×2603.1=2707.2N≥2419.5N满足最小张力要求。=2707.2+49.4+1000×0.65=3406.6N=1.02×3406.6=3474.7N由于采用带人字形沟槽的橡胶覆盖面传动滚筒，查表可得，由于环境潮湿、时，。带入上式。=7903.5N。拉紧装置拉紧力按式(4-25)计算(4-25)式中：拉紧滚筒趋入点张力(N)；拉紧滚筒奔离点张力(N)。=2603.1+2707.2=5310.3N查表选DTⅡ(A)65D1041L螺旋拉紧装置，质量=33kg。拉紧行程应满足式(4-26)条件。(4-26)≥2.35m式中：L=17.125m，ε=0.020m，ε1=0.001m，ln=2.000m。 头部传动滚筒合力，动滚筒合张力：=2485.4+7903.5=10388.9N尾部180改向滚筒的合张力：=2603.1+2707.2=5310.3N单驱动时，传动滚筒的最大扭矩按式(4-27)计算：(4-27)式中：D传动滚筒的直径(mm)。初选传动滚筒直径为630mm，则传动滚筒的最大扭矩为：N/m。4.7胶带及托辊安全验算胶带强度校核，芯输送带层数(Z)按式(4-28)计算：(4-28)式中：稳定工况下输送带最大张力，N；B输送带宽，mm；输送带纵向扯断强速，N/mm层；n安全系数；由式(4-29)可得，取n=12，N/mm。(4-29)=0.73取Z=4。即选输送带为NN—200满足要求。 重载段辊子校核，由式(4-30)可知：(4-30)式中：承载分支托辊静载荷，N； 承载分支托辊间距，m； 棍子载荷系数，见表4-13； 带速，m/s； 每米输送带质量，kg/m； 输送能力，kg/s。由式(4-31)知：(4-31)=30.06kg/s=1×1.2×(＋7.8)×10=454.3N上辊Φ89mm，l=750mm，轴承4G204，查表得=813N，因此满足要求。 空载段辊子校核，由式(4-32)可知：(4-32)式中：回程分支托辊静载荷，N； 回程分支托辊间距，m；=1×3×7.8×10=234N通过上文计算，下辊Φ89mm，l=50mm，轴承4G204，棍子额定载荷=400N，故满足要求。重载段辊子校核，由式(4-33)可得承载分支托辊载荷：(4-33)式中：承载分支托辊动载荷，N；运行系数；冲击系数；工况系数；由式(4-33)得：取=1.1，=1.14，=1.15时。=454.3×1.1×1.14×1.15=655.1N棍子额定载荷=813N，故满足要求。 空载段辊子校核，由式(4-34)可知回程分支托辊动载荷：(4-34)式中：回程分支托辊动载荷，N；由式(4-34)得：取=1.1，=1.14，=1.15时，=234×1.1×1.15=296.0N棍子额定载荷=400N，故满足要求。通过上文计算参数选出能符合要求且安全的电动机、减速器、皮带等。将其各参数绘制为三维装配图(图4.4)。图4.4

5系统部件的选择与设计5.1驱动装置5.1.1驱动装置型式及选型根据与驱动辊的关系，驱动单元可分为三种类型：分体式，半组合式和组合式[14]。驱动单元中的耦合器有两种有限力矩型和变速型。DTII（A）皮带输送机驱动单元由扭矩限制耦合器组合，以实现皮带输送机的软启动。其选型的步骤为：计算出电机功率和驱动滚筒型号后，检查相应的选型表，获取所需的驱动组合编号，是否需要根据配置制动，是否需要配备逆止器等。现有两种类型的分体式驱动器：Y-ZLY（ZSY）和Y-DBY（DCY）。Y-ZLY（ZSY）驱动器是首选，Y-DBY（DCY）适用于要求特别紧凑的地方。电动滚筒组合驱动装置是将电动机和减速齿轮对组合成滚筒和驱动滚筒的驱动装置。适用于短距离和低功率皮带输送机，尤其适用于可逆式皮带输送机。但是，散热条件差，不适合长期使用。阻尼辊的半组合驱动装置解决了滚筒散热不良的问题，并得到了广泛的应用。5.1.2逆止器为了防止倒带式皮带输送机在装载和停止时反转或平滑，根据具体情况，根据制动扭矩的计算[15]增加了逆止器或制动装置。，这是大角度和中角度倾斜输送机的首选支撑。5.2传动滚筒5.2.1传动滚筒的选型驱动辊根据承载能力分为三种类型：轻型，中型和重型。相同的鼓直径有几种不同的轴直径和中心跨度可供选择。重量轻：轴承直径80-100mm，轴和轮是单板焊接圆柱结构，带一键连接，单向轴。介质：轴承直径为120-180mm，轴和车轮通过膨胀套筒连接。重载：轴承直径为200-220mm。轴和车轮通过膨胀套筒连接，气缸采用铸焊。驱动辊全部采用橡胶处理，其形状为三面人字形，右手人字形和菱形。主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大，运输距离长的输送机。通过按压喷嘴来控制滚子轴承的润滑。5.3改向滚筒换向滚筒是常见的带式输送机配件，主要用于改变输送带的运行方向或按压输送带以增加与驱动滚筒的包角。主要在皮带运动下，如果皮带被运送到左侧，则滚筒转向皮带输送机的右侧。主要结构是轴承和钢制气缸。驱动辊是带式输送机的驱动轮。换向辊和驱动辊的结构难以区分。换向鼓也分为三种类型：轻型，中型和重型。同时，鼓的表面变为具有光滑表面和橡胶表面。轴承润滑方法与驱动辊的方法相同，并通过按压喷嘴进行润滑。5.4托辊组5.4.1托辊组的作用滚筒的作用是支撑传送带和材料重量。滚筒必须能够减少传送带和惰辊之间的摩擦在传送带的使用寿命中起着关键作用，传送带占传送带总成本的25％以上。尽管惰轮是带式输送机中的一小部分并且结构并不复杂，但是制造高质量的辊子并不容易。5.4.2托辊组的种类与选型平行滚轮：平行上滚轮用于承载分支以运输物品，平行下滚轮用于返回分支以支撑传送带。自调心滚轮：用于调整传送带的偏差，防止蛇形，确保传送带的稳定运行;前倾斜辊也用于定心和定心。缓冲辊：安装在传送带的接收部分下方，减少对传送带的冲击，延长传送带的使用寿命。支撑辊：用于下支撑输送带，有多个扁平，V形，防V形，V形和防V形辊，可减少输送带偏离的可能性，当V-形状和反V形两种形状一起使用形成菱形横截面，可以更有效地防止传送带流失。应该注意的是，倒V形惰轮只能成对安装在输送机头上的V，一组或两组下惰轮的尾部。5.4.3托辊的间距托辊间距应满足棍子承载能力和输送带下垂度两个条件，常用托辊间距见表(5.1)。表5.1常用托辊间距堆积密度/t·m-3承载托辊间距/mm回承托辊间距/mm≤1.612003000>1.610003000凸弧形部分的辊的间距通常是支撑分支辊的间距的1/2，并且接收部分的辊的间距通常是支撑分支的间距的1/2至1/3滚筒。如果需要加密滚轮，可以根据实际需要进行设计。运输质量大于20kg的成品时，辊子的间距不应超过物品长度的1/2;对于小于20kg的物品，辊子的间距可以是1000mm。5.6校正装置在皮带输送机中可能发生的各种故障中，输送带跑偏是最常见但极具破坏性的故障之一。从生产现实来看，输送带的跑偏对皮带输送机产生不利影响，输送带跑偏的主要原因是煤滴点的位置不正确，导致主带产生跑偏。为了有效地解决皮带跑偏问题，我们使用自动校正装置。5.6.1DJ校正机DJ校正机由上下调节架，传动装置，底座等部分组成。垂直滚轮驱动转动臂，转动臂驱动连杆，连杆推动调节框架结构。工作形式就像人的左手和右手支撑。动作连续，阻力小，扭矩大，倾斜框架的最大偏转角可达40°特别是因为它不受恶劣环境的影响。与DTⅡ型配套带宽(mm)：B=500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400。与TD75型配套带宽(mm)：B=500、650、800、1000、1200、1400。(1)DJ校正机的主要参数：项目单位参数值适用带速m/s0.6—3.5倾角°0—30°纠偏回转角°±30°纠偏范围mm0—120传动摩杆力矩N/m1—1.6调偏精度mm±15表5.2DJ校正机的主要参数(2)安装间隔及配套数目：通常，每组分开约20米，并且根据输送机上的辊子数量，每10个组装一个校正装置。所需的单元总数可以根据传送带的总长度和平衡辊之间的间隔来计算。5.6.2无源液压校正机被动液压整流装置作用于上下调整辊，当皮带脱落时主动调整校正辊角度校正带，不仅可以保护垂直滚子保护带边缘免受垂直滚子摩擦损坏，还可以快速修正皮带。校正偏差的自动检测，使皮带始终处于合理状态，皮带偏差由于皮带输送机安装不当，操作失败，材料冲击，负荷变化和不均匀伸长而得到很好的调整。5.6.3校正机的选型在性能方面，被动液压校正器结构复杂，运动缓慢，柔韧性差，易受污染，调节距离短。特别是在冶金方面，液压校正机存在较明显的缺陷，冶金过程中的温度较高，容易漏斗存放在管道中的液压油，造成环境污染。在使用寿命方面，DJ型校正机是纯机械式的。无论环境条件多么恶劣，都不会造成非人为损坏，使用寿命一般超过5年。被动液压校正器在恶劣的环境条件下会对液压部件造成污染，需要不断的维护和修理。它的使用寿命是DJ型校正机的一半。在成本方面，DJ型校正机的价格是液压校正机的一半。综合以上几个方面，选择DJ型校正机。5.7其他为了保证系统的正常运行，除了框架，头部漏斗，导向槽，发动机罩和尾轮护罩等部件外，还经常配备相应的设备，如除水装置，取样装置，输送机等。皮带清洗装置等应根据实际需要选择这些组件，以确保运行的可行性。

结论该设计通过对织物系统中可逆带式输送机，称重带式输送机，混合带式输送机和大角度带式输送机的四台皮带输送机的理论研究得出以下结论。从四个皮带输送机的理论出发，详细计算了材料的横截面积，驱动圆周力和电机功率。通过逐点计算每个鼓的组合张力和驱动鼓的扭矩来计算带的最大张力。未来将提供诸如滚筒，胶带和清洁剂等组件的选择。组件设计是布料系统平稳运行的可靠保证。该设计从驱动装置开始，利用PLC的整体控制实现定点卸载和定量传输。

参考文献[1]赵玉文,李云海.带式输送机的现状与发展趋势[J].煤矿机械,2004,(04):1-3.[2]宋伟刚.散装物料带式输送机设计[M].沈阳:东北大学出版社,2000:16-25.[3]张庆宾.皮带运输机皮带跑偏机理及对策[J].科技创新与应用,2012,(28):126-127.[4]滕晓强,黄立志.带式输送机用新型犁式卸料器[J].粮食疏通技术,2005,(04):17-19.[5]韩沁锋.可逆配仓带式输送机应用的若干问题及改进意见[J].化工起重机械设计,1993,(01):28-30.[6]迟志勇.可逆配仓带式输送机除尘方法分析及应用[J].工业安全与环保,2003,(5):9-11.[7]PengXue,HongyuDu.TheApplicationofInductionMotorsBasedonFuzzyAdaptivePIDControllingintheFurnaceClothSystem[J].2011IEEEInternationalConferenceonInformationTheoryandInformationSecurity(ICITIS2011),2011:28-36.[8]张尊敬,汪甦.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册[M].北京:冶金工业出版社,2003:15-65.[9]《运输机械设计选用手册》编辑委员会编.运输机械设计选用手册[M].北京:化学工业出版社,1999:37-46.[10]濮良贵,纪名刚.机械设计（第八版）[M].北京:高等教育出版社,2006:56-84.[11]机械工业部北京起重运输机械研究所编.DTⅡ型固定式带式输送机设计选用手册[M].北京:冶金工业出版社,1994:35-79.[12]徐湘元,王萍等.传感器及其信号调理技术[M].北京:机械工业出版社,2011:35-47.[13]谢柏曾.电子皮带秤的安装、标定与维护[J].华北电力技术,1982,(11):20-24.[14]姜雪，包继等.多点驱动的上运带式输送机起动控制策略[J].起重运输机械2007,(11);46-48.[15]赵道军.长运距、大倾角、高强度带式输送机的研究[D].西安:西安理工大学,2007.附录1主要符号表B输送带宽度(m)D滚筒直径(m)e自然对数的底(1)F滚筒上输送带平均张力(N)F1滚筒上输送带紧边张力(N)F2滚筒上输送带松边张力(N)FH主要阻力(N)g重力加速度(m/s2)H输送机卸料点与装料点间的高度(m)Im输送能力(kg/s)L输送机长度（头尾滚筒中心差）(m)Mmax传动滚筒最大扭矩(kN·m)PM驱动电机所需运行功率(kW)Q输送机小时生产能力(t/h)S输送带上物料横截面积(m2)输送带速度(m/s)输送机在运行方向上的倾斜角(°)传动效率(1)传动滚筒与输送带间的摩擦系数(1)被输送散装物料的堆积密度(kg/m3)输送带在传动滚筒上的围包

致谢在这次毕业设计中，感谢用人单位技术员对本人的技术参数指导。感谢老师对于一些理论上的问题感谢老师不辞辛苦的解答。在整个毕业设计的流程中老师们不分节假日为我指导审核，这份论文中每一个字、每一段公式，都是指导老师一点一滴的审核，严格把关。而且今年情况特殊，有一些很小的问题解决起来也比较困难。我发自内心对我的指导老师们表示十分感谢。由于自身专业水平有限，本文中如出现不完善设计方案及计算方法希望各位老师批评指教，在此深表歉意。本科论文

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也