基于SOLIDWORKS的食品提升机设计.doc

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1、 基于基于 SolidWorks 的食品提升机设计的食品提升机设计 摘要摘要 波状挡边带式输送机在运行时不存在物料的内、外摩擦阻力，许用输送倾角大，具 有能耗小，运行平稳、噪声小，占地面积小等优点，已广泛应用于冶金、矿山、港口、粮 食和化工等多个领域。本次采用波状挡边带技术，设计的糖果提升机输送量为 3200 块/h， 棉帆布挡边带带宽为 300mm，横隔板高度为 75mm，间距为 100mm，根据 JBT8908 1999，选用改向滚简直径 200mm，压带轮直径 200mm，其长度均为 350mm；托辊直径 90mm，长度为 320mm；设计了 160mm 的五星轮支撑装置用来支撑提升机水

2、平段下分支， 提升机整体布置形式为“S”型。该提升机可以组装在食品生产线中，在-2540下用于提 升糖果，并可以根据需求调整机架高度。据此设计可用于不同承载对象的其它类食品提升 机，降低机器设计难度，具有广泛的应用前景。 关键词关键词 装置设计；波状挡边带；食品提升机；输送机 The Design of Food Hoist Base on SolidWorks Author: Sheng Jiliang AbstractThere isnt internal and external friction resistance of materials when belt conveyor w

3、ith corrugated wall is in the run-time. But there is a big allowable transmission angle, so the machine has vary advantages that are small power consumption, stable operation, small noise, small footprint, etc. Walled belt was applied to design a food hoisting machine. The machine quarry delivered i

4、s 3200 pieces per hour. The belt has a total width of 3 00mm. The height of diaphragm plate is 75mm and the spacing is 1 00mm. According to JBT8908-1999,the 200mm diameter turnabout drum and guide pulley were chose and both were 350mm long. A 90mm diameter carrier roller was chose that its length is

5、 320mm,and a five-star wheel device was designed to support the below branch of the horizontal interval of the belt. The hoist can be assembled in the food production 1ine. Its used to upgrade the chocolate under the minus 25 to 40 , and the height of rack can be adjusted according to demand. This d

6、esign can be used for the other types of food hoist carrying different load-bearing objects, and lower the difficulty of designing machine. So, it has a wide range of applications Key Words Device design; Walled belt; Hoisting Machine; Conveyor 目录目录 第 1 章 前 言1 1.1 食品提升机的特点1 1.2 食品提升机的应用2 第 2 章 食品提升机

7、总体方案设计3 2.1 食品提升机设计任务书3 2.1.1 原始数据.3 2.1.2 设计要求3 2.1.3 技术要求3 2.2 方案设计3 2.3 波状挡边带式输送机的特点4 第 3 章 食品提升机结构设计6 3.1 挡边带设计6 3.1.1 基带.6 3.1.2 波状挡边.7 3.1.3 横隔板.7 3.2 布置形式设计8 3.2.1 布置形式的类型.8 3.2.2 凹凸弧度的设计9 3.3 部件选型设计11 3.3.1 皮带总拉力及运行功率计算12 3.3.2 滚筒的选择及设计14 3.3.3 改向滚筒的设计16 3.3.4 托辊的设计18 3.3.5 拉紧装置21 3.3.6 清扫装

8、置21 3.3.7 机架21 第 4 章 安装与维护22 4.1 提升机参数22 4.2 部件安装及检测22 4.3 电气及安全保护装置简介23 4.4 运转维护中的注意事项24 第 5 章 食品提升机 SOLIDWORKS 三维造型25 5.1 SOLIDWORKS简介25 5.2 主要零件的三维造型25 5.3 提升机的装配与分析26 第 6 章 结论28 致谢29 参考文献30 附录31 第第 1 章章 前前 言言 食品提升皮带机是在带式输送机的基础上发展起来的。食品提升皮带机与 传统的的带式输送机一样是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带等作为 传送物料和牵引工作的输送机械。与其

9、他输送机械不同的显著特点是承载物料 的输送带也是传递动力的牵引件。 1.1 食品提升机的特点食品提升机的特点 （1）结构简单 带式输送机的结构由传动滚筒、托辊、驱动装置、输送带 等几大件组成，仅有十多种部件，并能进行标准化生产，可按需要进行组合装 配，结构十分简单。 （2）输送物料范围广泛 带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、 阻燃等各种性能，并能耐高、低温，可按需要进行制造，因而能输送各种散料、 快料、化学品、生孰料等食物品。 （3）运送量大 运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不断运送， 这是火车、汽车运输所不及的。 （4）运距长 单机长度十几公里一条，在国外已经十分普及，中间无

10、需任 何转载点。 （5）对线路适应性强 现代的带式输送机已经从槽型发展到圆管形，它可 在水平及垂直面上转弯，打破了槽型带式输送机不能转弯的限制。 （6）装卸料十分方便 带式输送机根据工艺流程需要，可在任何点上进行 装、卸料管形带式输送机也是如此，还可以在回程段上装、卸料，进行反向运 输。 可靠性高 由于结构简单，运动部件自重轻，只要输送带并不被撕破，寿命可 达十年之久，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不会坏。 （7）维护费用低 带式输送机的磨损件仅为托辊和滚筒，输送带寿命长， 自动化程度高，使用人员很少，平均每公里不到一人，消耗的机油和电力也少。 （8）能耗低、效率高 由于运动部件自重轻，

11、无效运量少，在所有连续式 和非连续式运输中，带式输送机耗能最低、效率最高。 （9）维修费少 带式输送机运动部件仅为托辊和滚筒，因食品较轻，输送 带耐磨。相比较之下，汽车等运输工具磨损部件要多的多，且更换磨损部件也 较为频繁。 1.2 食品提升机的应用食品提升机的应用 工业生产中，食品提升的装置已有多种，主要可分为斗式提升机和普通的 带式输送机。斗式提升机以垂直角度上升为主要功能，水平段需要另选平行输 送带和进行过渡段的设计。由带式输送机实现的提升装置具有输送物料种类广 泛，动力消耗低等特点，特别是随着近年来新材料、新技术的发展，已广泛应 用于冶金、矿山、港口、粮食和化工等多个领域1。由于斗式

12、提升机设备较笨 重，适合重载物体的提升，且其内部链条与滑轨之间碰撞会产生很大的噪音， 不利于环保，所以食品提升机作为散状物料输送装置，结合食品提升一般是轻 载这一特点，选用皮带输送方式较优。 但是由于带式输送机受到物料与输送带的摩擦系数的限制，在结构设计时 倾斜角度最大只能是 1820。为了能适合生产现场的特殊要求，提高输送机 倾角的方法主要有采用深槽的托辊组装置、压带式输送装置和花纹带式输送带 等。此外，波状挡边带式输送机也是实现大倾角输送物料的重要形式，既可以 节约占地面积，节省设备投资和土建费用，又能实现水平段和大倾角倾斜段的 一体化设计(最大可达 90)，运行平稳、噪音小、运行可靠，可

13、靠度与通用皮 带机系列相同，比斗式提升机可靠度要高；运行中不存在物料的内摩擦、外摩 擦，因而能耗小；斜挡边带式的皮带机还可以在机头、机尾设置任意长度的水 平输送段，便于与其它输送设备的衔接。因此是生产线上提升糖果等块状物料 的理想设备。 第第 2 章章 食品提升机总体方案设计食品提升机总体方案设计 2.1 食品提升机设计任务书食品提升机设计任务书 2.1.1 原始数据原始数据 （1）提升高度：1500mm。 （2）输送量：3200 块/h。 （3）工步：50 步/min。 （4）输送角：45。 2.1.2 设计要求设计要求 （1）提升机结构设计图、装配图、各主要零件图。 （2）输送机三维造型

14、。 （3）设计计算说明书（一份） 。 2.1.3 技术要求技术要求 主要参数的确定： （1）每走一工步：1.2s。 （2）动停比：1/3。 （3）每个挡板间距：100mm。 （4）带速：0.4m/s。 2.2 方案方案设计设计 皮带机的设计是按照所结合的要求和条件，首先确定主要组成部分由驱动 装置、传动滚筒、改向滚筒、压辊、从动辊及机架等几大部分组成。 （1）驱动装置 驱动装置是皮带机动力的来源，它主要由电动机、减速器、 间歇机构组成。 （2）传动滚筒、从动辊 根据设计的特殊要求，在设计中采用了同步带轮 作为主动轮同步带轮与驱动装置相连，从而传递动力。从转辊的选择也采服了 同步带轮，同步带轮

15、的传动比准确，而且可以根据带的型号、参数在市场中直 接订购。 （3）改向滚筒、压辊 改向滚筒是引导输送带改变方向的圆柱形筒。压辊 可以保证物料按带的输送方向输运食品。改向滚筒和压辊的结构比较简单。 （4）机架 机架是承受驱动装置、滚筒、托辊、输送带和物料的钢结构， 可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架的结构比较零散，它需要考虑到 安装位置的合理、布局的美观、节省材料、占城面积小、安装维修方便等要求， 因此所设计的整个机架的结构都采用焊接或用螺栓连接，考虑到输送机的适用 性，采用提升高度可调的结构，这样输送机不权可提升设计的要求高度，而且 也可以提升不同的高度，但是还应根据所采用的同步带的型

16、号，选择不同型号 的同步带。 本次设计的食品提升皮带机是一种小型运输机械，其承载能力要求较小， 设计结构紧凑。根据设计要求，选用大倾角波状挡边带的输送结构设计。 2.3 波状挡边带式输送机的特点波状挡边带式输送机的特点 本次设计的食品提升皮带机是将波状挡边带式输送带机扩展到食品工业的 一个具体应用，其工作原理和结构组成与带式输送机相似。因此，像驱动装置、 拉紧装置、改向滚筒、传动滚筒、中间机架、尾架、清扫装置、保护装置等部 件，都可以与带式输送机的相应部件通用。但因使用波状挡边输送带(见图 2.1)， 所以有必要介绍下其与通用带式输送机主要不同点2： 图图 2.1 波状挡边带波状挡边带 1基

17、带；2波状挡边；3横隔板 （1）因为该提升机采用波状挡边输送带，所以输送机的其他零部件(比如 托辊和机架)的选择均与这一变化有关。 （2）由于输送带上面有横隔板，在加料时应采用相应的措施进行加料，以 避免物料与挡板之间的撞击。 （3）当输送带的运行方向改变时需要设置必要的输送带导向装置，在凹 曲线处(包括承载分支和回程分支)设置压带轮。 （4）在回程分支设置类似通用带式输送机限制输送带摆动的部件，一般 可以应用立辊。而当带体的重力较大时，需要考虑挡边或挡板的刚度，设置专 用的托辊。 （5）由于输送带上有横隔板，必须用接触输送带内面的清扫器。 第第 3 章章 食品提升机结构设计食品提升机结构设

18、计 该设计主要选用的部件包括波状挡边输送带、驱动装置、传动滚筒、改向 滚筒、压带轮、托辊、拉紧装置、清扫装置、支架等。其中支架为非标设计， 其它各个部件依据选型手册进行设计。 3.1 挡边带设计挡边带设计 一般的波状挡边输送带由基带、波状挡边和横隔板三部分组成。波状挡边 输送带根据基带、横隔板和波状挡边的组合形式分 4 种。选用波状挡边输送带 的组合形式取决于输送机的倾角和输送机的布置形式。4 种波状挡边输送带结 构的区别是基带的边缘两侧有无空边，是否设置横隔板。中间无横隔板只适用 于小倾角或水平输送，中间有隔板适用于大倾角输送。为了便于设置对输送带 的支撑，本次设计的波状带的结构选用带有空边

19、和横隔板的形式。 在选用波状带时，还应注意以下几个方面2：(1)基带要具有良好的抗拉强 度和一定的横向刚度；(2)为减小波状带的横向变形，弥补其横向刚度的不足， 应适当加大空边尺寸。在波状挡边中嵌以织物加固层，可使其防断裂和耐挠曲； (3)二次硫化使波状挡边、横隔板与基带牢固粘合，粘合附着强度不得小于 6Nmm。要特别注意因二次硫化，局部受热产生收造成空边打折；(4)波状挡 边与基带中心线的直线偏差在任意 5mm 长内最大为 5mm。要从严掌握空边宽 度；(5)为保证波状带的质量和使用寿命，其含胶率应为 4550；裙边硬度 应为 5565；横隔板硬度应为 6570；(6)为防止漏料，要尽量减小

20、横隔板端部 与波状挡边波谷的间隙。横隔板间距要取波状挡边波形距的整数倍；(7)运行过 程中，横隔板要承受物料的重力和惯性力。在进料和卸料过程中，横隔板还要 承受物料磨损，所以横隔板除要具有一定的强度和刚性外，还要具有一定的耐 磨性。 3.1.1 基带基带 基带的作用与普通输送带结构类似，是输送机的牵引元件，承受张力。为 了使基带横向具有足够的刚度以便支撑输送带，要在基带芯体的横向加入特殊 的加强层；但在纵向仍要保持适当的挠性，以利于输送带经过滚筒和凸凹段处 的弯曲。另外考虑到食品的卫生要求，基带选用棉帆布。因为所运送的糖果块 体积不大，选取基带宽为 300mm。 图图 3.1 波状挡边带的形

21、式波状挡边带的形式 3.1.2 波状挡边波状挡边 波状挡边的作用是用来增大承载物料断面的，可防止块状的糖果随输送带 的横向摆动脱离输送轨道。挡边采用波状的原因是为了输送带经过滚筒和凸、 凹弧段时，挡边能自由伸缩而不受过大的附加拉应力和压应力。波状挡边形式 有矩形、S 形、W 形和 WM 形，常用的是 S 形3，如图 3.1 所示。 挡边应该在输送带的基带上占有的宽度小以增大有效带宽，但还应该满足 挡边带的稳定性。本设计选用的波状挡边参数：波顶宽 B=44mm，底宽 Wf=50mm，波形距 s=42mm。 3.1.3 横隔板横隔板 图图 3.2 常用的横隔板形式常用的横隔板形式 横隔板的作用是

22、保持物料不产生向下滑动的。目前采用的横隔板的形式有 T 形、C 形、TC 形、TS 形和 TCS 形 5 种，如图 3.2 所示。 其中 TS 型和 TCS 型是镶嵌式的隔板结构，可以用在输送机工作条件恶劣、 磨损严重的情况，这种结构的优点是安装拆卸方便。当输送机倾角小于 18时， 一般不加横隔板； 当倾角在 1845之间时，用 T 型隔板；当倾角在 45 90时，用 C 型隔板；当横隔板的高大于 280mm 时，应选用 TC 型或 TCS 型。 另外考虑到该提升机存在水平段的情况，而 C 型及其他三种横隔板不利于从卸 料槽中受料；且糖果食品属于粘性物品，TC 或 C 型隔板用在输送粘性物料时

23、， 返料过程中粘料特别严重，这一点很重要。因此本设计选用 T 型横隔板。 要合理选择横隔板的高度和间距。选择合理时在倾斜段物料的运行状态应 该横隔板的宽度和高度最好是物料块度的最大水尺寸的两倍。该提升机作为糖 果输送，倾角为 45时的波状带选择横板高度为 75mm9，波带高 80mm，间 距为 100 mm。在满足输送量的前提下，应首先减小横隔板的间距，降低横隔板 的高度，因为降低横隔板的高度有利于增加波状带的刚度，从而降低带的成本。 3.2 布置形式设计布置形式设计 3.2.1 布置形式的类型布置形式的类型 图图 3.3 输送机的典型线路布置形式输送机的典型线路布置形式 由于食品提升皮带机的

24、大倾角物料的能力，其布置形式非常灵活。根据提 升机水平段有无输送机的典型线路布置形式可以分为多种，如图 3.3 所示。其 中只有倾斜(或垂直)段的称为 I 形；水平段在下部的是 L 形，它的上分支有一 凹弧段，下分支有一凸弧段；水平段在上部的是逆 L 形，它的上分支有一凸弧 段，下分支有一凹弧段；在输送机的上部和下部都有水平段的称 S 形和 SC 形， 它的上分支和下分支各有一凸弧段和凹弧段。为了获得较好的受料和卸料条件， 本机选用波状挡边带式输送机最典型布置 S 型，其中凸弧和凹弧段的设计是一 个重要的内容。由于张力的作用，输送带的曲线段处的皮带有离开设计曲线的 作用力，因而曲线段的设计任

25、务是给输送带提供必要的支撑，以保证输送带按 设计的曲线运行。另外在直线段也需必要的支撑，以保证挡边带不因过大地摆 动而造成对输送机系统的冲击，以避免水平段受料时振动的发生。 3.2.2 凹凸弧度的设计凹凸弧度的设计 （1）凹弧段 凹弧段的支撑需在输送带的上面进行。为了保证输送带在上分支的凹弧段 上运行时不漂带，应该设置压轮或辊子。压轮有单式和双式 2 种。单式压轮的 轮面只与基带边缘的空边接触，对输送带施加压力以使输送带强制凹曲，如图 3.4 所示。双式压轮由 2 个大压轮和 2 个小压轮组成，如图 3.5 所示。大压轮和 单式压轮相同，而小压轮压波状挡边的顶部。压轮的设置一般是在输送机的凹

26、曲线曲率半径较小、输送带的张力较大时。同时，当需要设置压轮时，必须采 用基带两侧带空边的输送带结构形式。一般当带宽 B500mm 时，采用单式压 轮；当带宽 B 500mm 时，采用双式压轮。 图图 3.4 单式压轮单式压轮 1轴承座；2大挡轮；3挡边；4轴 对于带宽较窄所需压力不大的情况也可以采用短辊的压带方式。采用这种 压带方式可以避免物料堆积高度超过横隔板时压轮的轮轴和物料相碰。当选用 短辊子结构时，辊子的间距为 1.5d(d 为短辊子的直径)，对应的圆心角要小于 153。 图图 3.5 双式压轮双式压轮 1轴承座；2大挡轮；3小挡轮；4挡边；5轴；6基带 由于本设计的大倾角输送机的凹

27、曲线曲率半径较小、输送带的张力较大， 因此必须采用基带两侧带空边的输送带结构形式。本设计的带宽 B 500 mm， 对于带宽较窄，所需压力不大的情况，可以采用短辊的压带方式，如图 3.6 所 示。 图图 3.6 凹弧段短辊组的压带方式示意图和结构方式凹弧段短辊组的压带方式示意图和结构方式 1角钢侧板；2短辊子；3挡边带；4螺栓连接；5挡边 （2）凸弧段 凸弧段的支撑需要支撑的表面是平面。上分支的凸弧段输送带的张力集中 的部位，张力远远大于输送机在水平段和倾斜段上平托辊所受的力，所以在允 许的条件下应尽量增大凸弧段的曲率半径，此处应选用半径较大的托辊进行支 撑，也可以选择托辊组来实现。 下分支的

28、凸弧段处输送带的张力较小，如果此段的曲率半径较小可以直接 选用长压轮；如果曲率半径较大可以选用若干组平托辊支撑3。大倾角提升时 的皮带曲率半径较小，这里选用的长压轮，压带轮直径为 200mm。 （3）托辊的布置 上分支的托辊支撑输送带的平面可以直接应用通用带式输 送机的托辊（图 3.7（a） ） ，托辊间距可以随输送机的倾角增大而增大。受料处 的托辊组间距应小一些。下分支的支撑需支撑输送带的波状挡边面，因而要用 特殊的支撑形式。一般选用平托辊（图 3.7（b） ） ，用平托辊 4 支撑挡边 1 的顶 部。托辊间距的水平投影为 1m。也可以用复式托辊组或如图 3.8 的五星轮式托 辊。如果波状

29、挡边输送带无隔板，可以用直接支撑挡边内部输送带的托辊，选 用内梳篦式托辊（图 3.7（c） ）或内辊式托辊（3.7（d） ） 。为防止跑偏，基带两 侧应安装侧面立辊。 图图 3.7 几种托辊形式及其使用示意图几种托辊形式及其使用示意图 1挡边；2横隔板；3基带；4平托辊；5内梳篦式托辊；6内辊式托辊 本次设计上分支选取通用带式输送机托辊，下分支选取五星轮式托辊，如 图 3.8 所示。 图图 3.8 五星轮托辊五星轮托辊 轮体支撑带的原理与齿轮齿条啮合原理相似，挡边带为主动，轮体为被动。 两个横隔板之间的距离 P=m，轮体的直径 d=mz,取 z=5，d 取 160mm；五星 轮的末端上加一个橡

30、胶套，缓冲对挡边带的作用力，以减小摩擦，降低对挡边 带运转可靠性的影响。 3.3 部件选型设计部件选型设计 皮带输送机选型计算有两种情况：一种是为一定使用条件选用整机定型的 成套设备，如可拆移动式输送机；另一种是选择计算各种标准部件，然后组成 适用条件下胶带输送机。标准部件包括胶带、滚筒组件、传动装置、托辊组件、 机架、拉紧装置、制动装置和清扫装置等。本设计是按照后者进行。 3.3.1 皮带总拉力及运行功率计算皮带总拉力及运行功率计算 在计算皮带拉力时考虑到输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很 多。为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足以下两个条件：一是输 送带的张力在任何负载情

31、况下，作用到全部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；二是作用到输送带上的张力应足 够大，使输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值。为了减少在行走过程 中皮带的阻力，应控制其在传动转轮之间的挠度 f，一般情况 f/B=0.025，本机 器的基宽 B=300mm。因为回程段安装了辊子支撑，所以输送机在倾斜时可忽视 皮带松边的张力。 圆周驱动力 Fu通过摩擦传递到输送带上，为保证输送带工作时不打滑， 需在回程带上保持最小张力。 1、传动滚筒上所需要的圆周力 Fu 根据波状挡边带式输送机手册查表可计算传动滚筒上所需要的圆周力 stHu FFF 上式中：(1) 主要

32、阻力； H F /*)2(* 22 LHLqqqqLgfF GBRUROH 式中 f模拟摩擦系数，对于制造和安装良好的输送机取 f=0.0220.025； g重力加速度 g=9.81m/s； 上托辊转动部分质量/上托辊间距 (kg/m)，=7kg/m； RO q RO q 下托辊转动部分质量/下托辊间距 (kg/m), =7kg/m； RU q RU q 挡边输送带整带每米质量 (kg/m) ； B q 其中： stfSOB tqBqqq/*2 基带每米质量，=3.58 kg/m，参考文献10见表 21， O q O q 基带由 3 层组成，上胶 3mm，中间芯层 1.5mm，下胶 1.5m

33、m。 挡边每米质量，=1.89 kg/m，参考文献10见表 23 ； S q S q 有效带宽，这里是 0.12； f B 横隔板间距，这里是 0.1 m ； s t 横隔板每米质量，1.8 kg/m，参考文献10见表 24 t q 即 =3.58+2*1.89+0.12*1.8/0.1 =9.52 kg/m B q B q 每米物料质量(kg/m)； =0.22kg/m G q G q =Q/(3.6*v)=0.32/(3.6*0.4)； G q L2.5m； H1.5m； 代入数据 =0.0259.812.57+7+(29.52 十 0.22) 2.5/ H F25 . 2 25 . 6

34、=13.65N H F (2) 提升阻力(N) st F HtqBqqgF stfSGst *)/*2(* =9.81(0.22+21.89+0.121.8/0.1) 1.5 =90.64N st F 则 =13.65+90.64=104.29N stHu FFF 上式中因为提升高度为 1500mm，水平段按 1000mm，则输送机总轴间长 度为 2500mm；根据本机械工况：水平段和向上倾斜段；工作条件：工作环境 良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦系数小，辊子直径选为 90mm， 搬运量较恒定可查表(见参考文献10中的表 2)取复合摩擦系数为 0.02，波状挡 边输送带的安全系数 m

35、 取 12。 2、电机功率计算 计算公式 (W) iu nvFkN/* 其中：传动滚筒上的圆周牵引力(N) u F 总传动效率，通常 ni=0.9 i n kk=1.2， 考虑到本算法的简易算法的电机裕量系数。 N=1.2104.290.4/0.9=55.62(W) 故选择电动机功率为 0.75KW 3.输送带最大张力计算 (N) HqgFSS Buo * max 其中： glqqS OGBo *)(5 托辊间距(m)，本系列取 0.5m； O l =5（9.52+0.22）0.59.81=238.87（N） o S =238.87+104.29+9.819.521.5=483.25（N） m

36、ax S 4.输送带基带层数计算 )*/(* max BmSZ 其中：m输送带安全系数，本系列推荐取 m=12。 B基带宽(mm) 许用带强，(单位：N/mm层)，这里选用棉帆织物芯 56， Z=483.2512/(30056)=0.345 因此，取 Z=3 符合条件。 3.3.2 滚筒的选择及设计滚筒的选择及设计 传动滚筒是传递动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒 传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输 送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒 所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，也可利用齿 轮传

37、动装置使两滚筒同速运装。如双滚筒传动仍不满足牵引力需要，可采用多 点驱动方式。 本设计的机器载荷较小，选用电动滚筒可以有效的减小空间尺寸。 最小传动滚筒直径 D 按下式选取： dcD 式中：d芯层厚度或钢丝绳直径(mm)； c系数(根据抗拉体材料确定；棉织物 c=80，尼龙 c=90，聚酯 c=108，钢绳芯 c=145)，考虑到食品安全及强度要求选用棉织物即可。 计算得 D=1.580=120mm。 rdV R v F 2 (2-1) 式中：F离心力(N) v带速（s/m） R曲率半径(m) r 物料容量(kg/m3) V物料容积(m3) 从(2-1)式可以看出当输送机输送物料种类和输送量确

38、定后要使物料不至抛 出，靠降低带速，增大带宽减小离心力，显然是不经济的。只有增大曲率半径 R 减小离心力较为合理，所以可以选用 JB/T73301994 电动滚筒标准件 R=100mm。 电机功率为 0.75 KW，表面速度为 0.4m/s，筒长为 350mm，型号为： FTNZ0.750.4350200(JB/T 73301994，带制动器和逆止器，风冷式行星 齿轮传动电动滚筒，见图 3.9)。 图图 3.9 电动滚筒安装尺寸电动滚筒安装尺寸 逆止器是电动滚筒在逆止方向应逆止可靠，在非逆止方向应转动灵活。对 倾斜输送机来说为防止事故时倒转堆料现象，一般需要安装逆止器，它是一个 只允许输送机

39、往固定方向运行的机械装置。当垂直提升负荷所需的力大于水平 移动输送带负荷所需的力的一半时就需要安装逆止器。 3.3.3 改向滚筒的设计改向滚筒的设计 传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形滚筒，而改向滚筒是引导输送带 改变方向的圆柱形筒。改向滚筒不传递转矩，结构比较简单，易于制造和加工， 且和输送带接触时轴为空转，所以摩擦力小，使用寿命长。 初步计算改向滚筒的结构尺寸参数如下。 (1)两轴承座中心距 A 为:A=M+B+(50200)=300+20+50=370mm，式中，M 为带宽，mm；B 为轴承宽度，mm。 (2)滚筒长度 L 为：L=M+(50100)=300+50=350mm。 (3)

40、筒皮的最大许用面压p对于帆布芯，p0.4N/mm2；对于钢丝绳芯，p 0.6 N/mm2。 1、根据工作条件选择材料并初步确定轴的最小直径 因为该向滚筒主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选 18mm。 即：dmin =18mm.改轴无特殊要求，参考表 3-1 选取 45 钢，调制处理， b=650MPa。 表表 3-1 轴常用的几种材料的轴常用的几种材料的T值值 轴的材料T /MPa轴的材料T /MPa Q235、20122040Cr、35SiMn4052 4530401Cr18Ni9Ti1525 2、改向滚筒轴的设计与校核 考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，又因为轴主要起改向作

41、用，只 承受一定的径向力，故初选一对深沟球轴承，查机械设计手册选用 6205 型 轴承： 轴承孔直径 d=25mm，即 d2=25mm，轴承宽度 B=15mm。 滚筒套筒处的直径 d3=24mm； 轴的最大直径 d4=32mm； 轴的各轴段长度 l1=8mm，l2 =14mm，l3 =17mm，l4 =332mm（轴采用对称 布置） ； 轴的总长 l=414mm 轴承和右端轴肩之间用螺母进行轴向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。 3、轴上受力计算 (1)径向力 N3081 . 9 3 45cos 81 . 9 095 . 0 45cos F 45cos gm gmF Fr 滚 带 滚 带 (2

42、)垂直面支撑力 截面 C 上的受力示意图 3.9（a）,则 N F R r A 15 2 30 2 NRR BA 15 (3)求剪切力 QC和弯矩 MC 截面 C 上的受力， NRQ AC 15 0173 CA MR mmNRM AC 259517315173 (4)绘剪力弯矩图 如图 3.10（c）所示： 图图 3.10 改向滚筒轴的校核改向滚筒轴的校核 4、校核轴的强度 危险剖面在轴中点 C 处 MPa W MC C 79 . 0 321 . 0 2595 3 按表 3-2，对于 b=650MPa 的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 -1b=60MPa，因为 C-1b，所以满足强度要

43、求。 表表 3-2 轴的许用应力轴的许用应力/MPa 材料B+1b0b-1b 4001307040 5001707545 6002009555 碳钢 70023011065 80027013075 合金钢 100033015090 弯曲剪应力校核 MPa R Q bI SQ Z ZC C 025 . 0 1614 . 3 3 154 3 4 22 由于选用 45 钢的轴，由表 3-1 可知，其弯矩剪应力T =35Mpa,因此 CT满足要求。 3.3.4 托辊的设计托辊的设计 托辊是带式输送机的重要部件，种类多、数量大。它占了一台带式输送机 总成本的 35，承受 70以上的阻力，因此托辊的质量

44、尤为重要。托辊的作用 是支撑输送带和物料重量。对托辊的基本要求是：运转必须灵活可靠，使用可 靠，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑及径向跳动小等。图 3.11 为托辊的结构。 图图 3.11 托辊结构托辊结构 1、托辊的设计计算 因为托辊主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选 12mm，即 dmin=12mm，该轴无特殊要求，参考表 3-1 选取 45 钢，调制处理， b=650MPa。 2、轴的结构设计 考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，又因为轴主要起改向作用，只 承受一定的径向力，故初选一对 6203 型轴承。 轴承内孔直径 d=17mm,即 d2=17mm； 轴承宽度

45、 B=12mm； 托辊套筒处的直径 d3=24mm； 轴的各段长度 l1=5mm,l2=11mm ,l3=20mm ,l4=332mm (采用对称布置)； 轴的总长 l=460mm； 轴承和右端轴肩之间用螺母进行轴向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。 3、轴上受力计算 (1)径向力 N38.2581 . 9 52 . 2 45cos 81 . 9 095 . 0 45cos F 45cos gm gmF Fr 滚 带 滚 带 (2)垂直面支撑力 截面 C 上的受力示意图 3.12，则 N F R r A 69.12 2 38.25 2 NRR BA 69.12 图图 3.12 托辊轴的强度校

46、核托辊轴的强度校核 (3)求剪切力 QC和弯矩 MC 截面 C 上的受力， NRQ AC 69.12 0175 CA MR mmNRM AC 75.222017569.12175 (4)绘剪力弯矩图 如图 3.12 所示。 4、校核轴的强度 危险剖面在轴中点 C 处 MPa W MC C 6 . 1 241 . 0 75.2220 3 按表 3-2，对于 b=650MPa 的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 - 1b=60MPa，因为 C-1b，所以满足强度要求。 弯曲剪应力校核 MPa R Q bI SQ Z ZC C 04. 0 1214 . 3 3 69.124 3 4 22 由于

47、选用 45 钢的轴，由表 3-1 可知，其弯矩剪应力T =35Mpa,因此 CT满足要求。 3.3.5 拉紧装置拉紧装置 拉紧装置的作用有：（1）使输送带具有足够的张力，保证输送带与滚筒之 间不打滑；（2）限制输送带在各支承间的垂度，使输送机正常运转；常见的拉 紧装置有螺旋式拉紧装置，车式拉紧装置，垂直式拉紧装置，钢丝绳绞筒式拉 紧装置。 本次设计的食品提升皮带机的输送量只有 0.32t/h，输送距离较短，属于轻 载皮带机，考虑到成本及结构问题，可不采用拉紧装置。 3.3.6 清扫装置清扫装置 清扫装置有刮板式、旋转刷式、指状弹性刮刀式、水力冲刷式、振动清扫 式等。由波状挡边带的特点易知，前四种装置不适合，只能用振动清扫式。另 外还可以用拍打轮清扫装置，拍打输送带背面，震落粘在输送带上的物料。本 次设计选取被动式拍打轮清扫装置如图