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1、机电一体化课程设计 Jiaxing University 机电一体化课程设计说明书课程名称 海绵切机 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械N064 姓 名 指导教师 日 期 2009年03月18日 机电工程学院目录一、绪论 3二、海绵切机概述 32.1 海绵切机的应用 32.2 各种海绵切机的特点 42.3 海绵切机的发展状况 42.4 海绵切机的工作原理5三、海绵圆切机的结构设计与计算 63.1 带宽的选择 73.2 带速的选择 73.3 输送量的计算 83.4 功率、张力的计算 83.5 选择传送带 93.6 布置方式 10四、驱动装置及部件的选用 114.1 电机的选用 114.
2、2 传动滚筒的选择 124.3 托辊的选择 144.4 联轴器 164.5 拉紧装置 194.6 机架的选择 204.7 电气及安全保护装置 22五、分类管理系统的设计 235.1 分类方法及目的 235.2 分类原则 235.3 分类过程 245.4 气缸的选择 24六、条形码读取系统 256.1 简介 256.2 条形码的识别原理 256.3 条形码阅读器的选择 26七、传感器的选用 277.1 传感器的组成与一般特性 277.2 接近开关传感器 277.3 光电式接近开关 27八、慧鱼模型的制作 298.1 系统控制流程图 298.2 实物模型照片 30附录 311选用的可编程序控制器(
3、PLC) 312PLC程序 323选用气缸 334光电式接近开关传感器 34参考文献 35一、绪论 海绵为一种柔软有弹性的环保物品，广泛应用于人们的生产生活。海绵圆切机主要是把圆柱状海绵连续切成自动卷绕的薄带状，切削时运用阿基米德螺旋线的原理，将柱状海绵切成连续的片材，并自动完成收卷。成品可直接使用，也可通过粘合机粘合后使用，可广泛应用于服装、鞋材、装饰、地垫、床垫、沙发等多种行业。 一种海绵切机，包括底座和与底座垂直的龙门机架，贯穿在底座和龙门机架之间的带动工件水平运动的工作台机构，被线刀围绕的刀轮机构和刀轮移动机构，控制切割机动作的数控系统，其特征在于，所述刀轮机构包括安装在底座一侧内的主
4、动刀轮组件和安装底座另一侧龙门机架下部的刀轮调节组件，所述刀轮移动机构包括安装在龙门机架上部的上刀轮移动机构和安装在底座上的下刀轮移动机构。随着信息技术的不断发展，数字化技术在不同领域正发挥着日益重要的作用。在包装行业同样如此。国产薄膜分切机技术经过不断进步，在速度、宽幅、控制及综合性能等方面均有明显突破，数字化同样成为国产分切机发展的重要方向。 二、海棉切机概述2.1.海绵切机的应用海绵切割机目前分为手动海绵切割机和数控海绵切割机。手动海绵切割机价格便宜，但是对于海绵利用率比较低，而且操作复杂。数控海绵切割机价格昂贵，但是操作简便，一般会使用电脑的人就可以操控，能有效的简约海绵利用率，而且切
5、割出来无粉尘。低产量的简单仿形体可以使用简单的切割机械切割而不需要使用电脑控制设备。比如使用带刀切割机械，只能以低速度，而且非精确地切割出简单的图形。所采用的模板会被消磨折旧或者遗失，其产品质量就会不稳定，十分消耗时间，而且雇佣熟练工人。如果使用了电脑控制的仿形切割设备，就能保证高效稳定的产出。这是因为：（1）依靠自动化精准度，与速度校验而非依靠操作者的经验。（2）不会因为操作者的疲劳，以及模板的折旧而生产出不合格的产品（3）电脑自动排列图形功能可有效提高利用率（4）切割过程无需人员监控，所以能减低劳动成本（5）更多的形状变化与三维切割功能（6）便于修改原型设计，只需几分钟之内就能简单的设置与
6、更改切割图形（7）多重安全保护功能与远程控制功能（8）无需制作模版，使打样变得简单 2.2.各种海绵切机的特点（1） 海绵圆切机 海绵圆切机主要技术参数：最大切割尺寸（直径长度）：20002150mm切割厚度范围：225mm旋转速度：25m30m/min刀带长度：1800kg总功率：4.67kw机器重量：1800kg机器外形尺寸：L4430W1650H1950mm用途与特点：本机主要用于圆形泡绵持续地进行长薄片切割工作，本机采用先进的自动控制技术，工艺先进，精度高。（2)海绵直切机海绵直切机内工作台尺寸：W500mmL1000mm外工作台尺寸：W1000mmL1000mm挡板高度：H400mm
7、切割高度：H600mm刀带长度：L4620mm电机总功率：1.28kw机器重量L：800kg外形尺寸：LWH=150015002100mm纤度（D）：4-15长度（MM）：32-64适用范围：沙发、座垫、靠背、扶手填充棉、玩具填充棉、枕蕊填充棉。特性：超级蓬松度，永久性蓬松，良好的弹性，羽绒般手感，轻巧、柔软。用途与特点：本机主要用于小型海棉的垂直切片及海棉成型的精密切片工作，同时可加工各种EVA及珍珠绵零件。（3) 海绵立切机 适用厂商: EVA橡胶厂、海绵厂、珍珠绵厂、制衣厂、手袋材料厂、鞋材皮具皮料厂等。 规格: 刀带周长 5800 3800 总工作台面 3000(左右)x2000(前后
8、) 1360(左右)x1200(前后) 内工作台面 1000(左右)x2000(前后) 300(左右)x1200(前后) 外工作台面 2000(左右)x2000(前后) 1000(左右)x1200(前后) 最大可切高度 500mm以下可调 300mm以下可调 外型尺寸 3500(长)x3500(宽)x2300(高) 1700(长)x2100(宽)x2100(高) 用途与特点: 1、采用刀带线循环转动直切材料。2、将大块的片状海绵、鞋材、EVA、珍珠绵等材料进行直切裁成条料或小片料。3、电机传动，双行磨轨道，确保直线型切料。（4)海绵冲切机 海绵冲切机机头每分钟往复次数 50-100 机头行程
9、50 传送带最大进给距离 250 电机型号 Y112-4 电机功率 3 电机转速 1450r/min 齿轮式无级变速器 FR2R 外形尺寸 3300x1200x1400mm 重量 1.2用途与特点：本机用于各种海绵底鞋底冲切，适用于自动化程度较高的海绵鞋底生产配套使用。 （5)海绵平切机型号：BC1020-1可切泡棉尺寸：W1650mmL2000mm功率：6.94KW切割速度：0-25m/min 切割高度：H1200mm切片厚度：3-150mm刀片长度：8500mm机器重量：2000KG外形尺寸：L5800*W3500*H2400mm用途与特点：本机采用当前最先进的变频调速控制技术,主要用于方
10、泡泡棉的水平往复切片工作.本机全自动数字控制,操作简便,切割精确。2.3 海绵切机的发展状况 目前国内一些制造片材分切机厂家主要还是以仿造国外分切机为主,在设计方面缺乏既懂制造工艺又懂分切工艺的复合型专业性人才1 。在分切机的制造中,往往不同的客户要求分切不同的材料,而原材料不相同,其物理特性肯定也不一样,因此在设计生产分切机时,就不能一概而论1 ,应根据不同的分切材料选用不同的分切方式,同时在制造工艺及控制系统和机器结构上就都要有所变化,以便更好地适应该物料的分切。否则,不是无法分切就是分切质量不理想。随着科学技术生产力的不断提高，海绵切机的运动控制正朝着高精度、智能化、网络化的方向发展。2
11、.4 海绵切机的工作原理2.4.1海绵圆切机的工作原理海绵圆切机主要用于切削园柱状聚氨酯软质海绵，其工作原理是运用阿基米德螺旋线的原理，将柱状海绵围绕自身轴线旋转，并作垂直于轴线方向的有规则的进给，使海绵坯料在平行于轴线的高速运转的带刀切削下，沿园柱表面呈螺旋形方式旋切成连续片材，在海绵坯料作等速园周运动时，改变坯料进给速度，即可获得不同厚度规格的薄片，并自动收绕成卷。海绵为一种柔软有弹性的环保物品，广泛应用于人们的生产生活。海绵圆切机主要是把圆柱状海绵连续切成自动卷绕的薄带状，切削时运用阿基米德螺旋线的原理，将柱状海绵切成连续的片材，并自动完成收卷。成品可直接使用，也可通过粘合机粘合后使用，
12、可广泛应用于服装、鞋材、装饰、地垫、床垫、沙发等多种行业。海绵圆切机的工作原理如图1。动作顺序如下：1工作时，先点动操作伺服电机D通过丝杆带动筒状海绵E升降，将筒状海绵E的高度调整为下部与摩擦传动辊筒J接触；2启动带刀轮电机，旋转的带刀轮C带动带刀F作高速回转运动；3启动变频电机I带动摩擦传动辊筒J旋转, 由于这时摩擦传动辊筒J与筒状海绵E已经接触, 摩擦传动辊筒J通过摩擦力带动筒状海绵E以同步速度旋转；4设辊筒升降减速机减速比为5：1，丝杆导程为5毫米，则伺服电机每转一圈辊筒升降1毫米；筒状海绵辊筒的转速由安装在辊筒轴端上的一个编码器B采集，分辨率为2500 P/R，以5V差分脉冲信号反馈到
13、辊筒升降伺服驱动器，由驱动器对采集到的编码器信号进行4倍频，分辨率提高到10000inc/rev，Kinco 3相伺服电机标配的编码器分辨率为10000inc/rev。在电子齿轮比为1：1的情况下，海绵辊筒每转一圈，辊筒升降伺服转动一圈，即辊筒升降幅度为1毫米。那么随着海绵辊筒的运转和同步下降，海绵辊筒上的海绵就像铅笔在铅笔刀中转动一样被切成一层层1毫米厚连续不断的薄带状。5如修改电子齿轮比，辊筒下降同步跟随幅度也将改变，即可切出不同厚度的海绵。如设为电子齿轮比6.5：1，则可切出厚度为6.5毫米海绵。2.4.2海绵立切机的工作原理海绵立切机主要用于切削块状聚氨酯软质海绵，其工作原理是将块状海
14、绵通过直立、高速运行的刀带，推动工作台进行切削。2.4.3海绵平切机的工作原理海绵平切机主要用于聚氨酯软质海绵的水平切削，其工作原理是利用装有刀片的门架沿丝杆、立柱作垂直上下过运动，工作台进给往返行走，使海绵坯料在工作台面上通过高速运行的带刀切削，切削成所需厚度的海绵片材。三海绵圆切机的结构设计与计算3.1刀轮传动装置结构设计3.1.1刀轮传动装置的选择及参数(1)带刀轮需带动带刀作高速回转运动，按已知工作要求和条件可选用为Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机Y132S-6。电动机转速，额定功率3.0kW,额定转矩2.0kNm。(2)V带传动效率，传动比=3.0。(3)单级圆柱减速
15、箱齿轮传动比5.0，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率=0.97，滚动轴承传动效率0.99。(4)滑块联轴器效率。(5)带刀切割效率，滚动轴承效率0.99，滚子链传动效率，两个带刀轮齿轮直径500mm。3.1.2计算传动装置的运动与动力参数（1）各轴转速轴： =320r/min轴： =64r/min轴： （2）各轴与刀轮输入功率轴：=3.00.96=2.88kw轴： =.=2.880.990.97=2.766kw轴： =2.7660.990.97=2.656kw刀轮： =2.6560.99=2.499（3）各轴输入转矩电动机输出轴： =9550=9550=29.844Nm轴：=9550=9550
16、=85.95Nm轴：=9550=9550=412.74Nm轴：=9550=9550=396.325Nm（4）刀轮切割速率=3.2丝杠传动结构设计3.2.1 升降丝杠传动装置的选择及参数（1） 选择伺服电动机型号130D-0457-20A，功率1.57kW。（2） 滑块联轴器效率（3） 单级圆锥齿轮减速器齿轮传动比5.0，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率=0.97，滚动轴承传动效率0.99。 （4） 滚珠丝杠传动效率3.2.2 计算传动装置的运动与动力参数（1）各轴与输入功率轴：=1.570.97=1.523kw轴： =.=1.5230.990.97=1.463kw丝杆： =1.4630.990
17、.97=1.405kw升降装置： =1.4050.90=1.2645kw 三、传送带的设计计算原始数据：1）输送物料：盒装成品2）物料特性： 单位重量：5 kg规格：420700400mm 底部面积42*70=2940 cm2 单位面积压力5/2940=0.0017kg/cm2物料温度：603）工作环境：室内，干燥，环境较清洁4）布置形式：水平传送，二级传送。基本形式如下图所示：3.1 带宽的选择本装置输送的是形状规则的成品件，带宽应比物件的横向尺寸大50100mm，物件在输送带上的单位面积压力应小于0.05kg/cm2 。所以传送带1选择带宽为500mm，传送带2带宽为800mm，3.2 带
18、速的选择带速选择原则：(1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。(2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。(4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。(5)人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。(7)采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为3.15m/s。(8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。(9
19、)输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s。由于本设计要求对产品进行分类，传送带启动停止及正反转转换的频率比较高，所以带速不宜过快，因此选择带速为 0.8m/s 3.3 输送量的计算成品件输送量的计算公式为：参考文献3 P24公式（2）式中 Q输送量（吨/小时） V带速（米/秒） G单件物品重量（公斤） t 物件在输送机上的间距（米）每小时输送件数： 取t=3m则 3.4 功率、张力的计算传动滚筒轴功率计算：因本机为头部驱动，所以 N传动滚筒轴功率，kw输送带及托辊转动部分运转功率，kw物料水平运输功率，kw物料垂直提升功率，kw.当物料向上输送是取正，反之取负。输送机水平投影长度，m H输
20、送机垂直提升高度，m K空载运行系数 K物料水平运行功率系数 K附加功率系数 K卸料车功率系数犁式卸料器及导料槽长度超过3米时的附加功率，kw查1中的表2-3-8，2-3-9可得，=0.0061查表2-3-10，2-3-11可得最大张力简易计算：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。查3输送带最大张力计算：3.5 选择传送带通用带
21、式输送机所用的输送带有橡胶带和塑料带两种。本文选择橡胶带，橡胶带在实践中应用最广。其基本构造如图所示。它是由带芯和覆盖胶两部分组成。橡胶带适用于工作环境温度在-10+ 400C之间，物料温度不得超过+500C。当温度超过500C以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。橡胶带如图所示：图3.1 橡胶带的横剖面图a-帆布芯带条，b-钢丝芯带条，c-整芯带条查1表2-2-1选用帆布层数z=3，查4表4-2，选用棉帆布型号CC-56，其每层厚度1.5。上胶厚度3，下胶厚度1.5所以，传送带总厚度为d=9mm，其他参数如下表所示。根据国标GB-T4490-1994计算外周长：内周长：
22、mm表3-1 棉帆布CC-56的参数3.6 布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动
23、方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表3-2所示：表3-2 带式输送机典型布置方式本文选择的布置方式为第一种，单滚筒传动四、驱动装置及部件的选用带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大67倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35s。驱动装置是整个皮带输送机的
24、动力来源，它由电动机、偶合器，减速器 、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一一端。4.1电机的选用电动机功率计算：，其中K功率备用系数。对于功率大于5.5千瓦的JO2型电动机取值1.4，其他电动机取1.N传动滚筒轴功率，kw总传动效率。对于光面滚筒取值0.88，对于胶面滚筒取值0.9由计算得电机功率0.167kw，查1表2-5-23，选用电机型号JO3-L802-6，额定功率0.75kw，转速1000r/m
25、in。如下表所示：表4-1 JO3电动机主要技术参数滚筒转速：所以需要传动比为，查1表2-5-29所以选择传动比为16的ZQ型减速器，型号为ZQ35，功率4.6kw 。4.2 传动滚筒的选择4.2.1 传动滚筒的作用及类型传动滚筒是传动动力的主要部件。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，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。本次设计为单滚筒传动。输送机的
26、传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸（包）胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。4.2.2 传动滚筒的选型及设计传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。 轻型：轴
27、承孔径80-100。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 中型：轴承孔径120-180。轴与轮毂为胀套联接。 重型：轴承孔径200-220。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。人字形沟槽铸（包）胶滚筒是
28、为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反向运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里，由于这两种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，所以我们选择这种滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。4.2.3 传动滚筒结构其结构示意图如图4-1所示：图4-1 驱动滚筒结构示意图传动滚筒长度的确定. 查9表239得：滚筒长
29、度为600mm，直径为500mm4.3 托辊的选择4.3.1 托辊的作用托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗及维修、运行费用等
30、影响很大。安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂、重量大，并且输送带运行阻力大约增加10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。4.3.2 托辊的类型托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等；图4-2 槽形托辊槽形托辊(图4-2)用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内DT系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送
31、带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为、的过渡托辊使胶带逐步成槽。平形托辊由一个平直的辊子构成，用于输送件货。其结构简图如下：图4-3 平行托辊缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约10。其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。托辊直径与带宽、物料松
32、散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为，如果槽角由增大到，则在同样带宽条件下物料横断面积增大20，运输量可提高13，带式输送机的无载分支常采用平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。4.3.3 托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取25003000mm，或取为上托辊
33、间距的两倍。在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于8001000mm。带式输送机在运转过程中，经常出现胶带跑偏现象，即胶带运行中心线偏离输送机的的纵向几何中心线。为防止和克服胶带跑偏现象，常用的方法是采用不同形式的调心托辊，在有载分支每隔10组槽形托辊放置一组调心托辊，下分支每隔610组平型托辊放置一组调心托辊。最简单的调心托辊是上分支采用前倾式槽形托辊，下分支采用V型前倾式托辊，前倾托辊的两个侧托辊朝胶带运行方向前倾。由于托辊有前倾角，则胶带运行速度和托辊周围速之
34、间相差一个角度，因而托辊相对胶带就有一个相对速度;使托辊有沿轴向产生相对运动的趋势，但是，托辊受托辊架的限制不能运动，于是两侧托辊相对胶带就产生一个向内的横向摩擦力。当胶带位于正中央时，胶带两侧受力平衡。当胶带偏向一侧时，该侧胶带和托辊所受正压力增加，则胶带所受到的横向摩擦力大于另一侧，因而使胶带又回复到正中位置。这种托辊防跑偏简单可靠，但由于胶带运行时存在附加滑动摩擦力，增加了胶带的磨损，前倾托辊只能用于胶带单向运行。4.3.4 托辊的选型托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命
35、。而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。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。托辊分钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽B为800mm以下的输送机，选用托辊直径为89mm；带宽10001400mm选用辊子直径为108mm。所以根据国标GB990-91及3选择直径D=89mm的托辊，长度L=600mm，辊间间距取1000mm4.4 联轴器本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器，这里对其做简单介绍：联轴器是机械传动中常
36、用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。刚性联轴器这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘
37、式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对所联两轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器，这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种：1）十字滑块联轴器十字滑块联轴器由两国在端面上开有
38、凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘所组成。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。这种联轴器零件的材料可用45钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率，这里摩擦系数，一般取为0.120.25；为两轴间径向位
39、移量，单位为mm；d为轴径，单位为mm。2）滑块联轴器这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又具有较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙6制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。3)十字轴式万向联轴器这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角最大可达），而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常
40、数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成队使用。这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。4）齿式联轴器这种联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛使用。5）滚子链联轴器滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套筒与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。本文选择
41、的联轴器主要有以下两种：图4-4 柱销联轴器图4-5 十字滑块联轴器4.5 拉紧装置4.5.1 拉紧装置的作用拉紧装置的作用是：保证输送带在传动滚筒的绕出端（即输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。4.5.2 张紧装置在使用中应满足的要求.布置输送机正常运行时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力，以防输送带打滑。.布置输送机在启动和停机时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力，比值一般取1.31.7（可以通过设计计算不小于启动系数进行确定）。.保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准规定值（GB/T171191997，规定：输送带下垂度为两组托辊间距的1/100。而MT/T4671996规定为1/50）。.补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化。.为输送带接头提供必要的张紧行程。在工况过渡过程中，应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度，以防损坏输送机。 4.5.3 拉紧装置在过