食品机械与设备课程设计本科论文.doc

食品机械与设备课程设计 2008年11月25 目 录1 绪论11.1设计的目的和意义11.2国内外的发展趋势12 固定式带式输送机22.1带式输送机原理22.2带式输送机及其基本组成22.3带式输送机的类型22.4带式输送机的驱动选型3 输送机总体结构设计计算33.1输送机总体方案确定33.2带式输送机基本参数3.2.1已知原始数据及工作条件3.2.2输送带的宽度及校核3.2.3带速和槽角的确定3.2.4驱动装置3.2.5承载段运行阻力3.2.6空回段运行阻力3.2.7最小张力点3.2.8输送点上各点张力的计算3.2.9用摩擦条件验算传动滚筒分离点与相遇点张力关系3.2.10输送带的强度验算3.2.11传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算3.2.12拉紧装置4驱动装置的选用34.1电机的选用34.2减速器的选用35带式输送机部件的选用65.1输送带75.2传动滚筒作用及设计75.2.1传动滚筒的作用5.2.2传动滚筒结构设计设计5.3托辊5.3.1托辊的作用5.3.2托辊的选型6总结参考文献14附图151 绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。1.1设计的目的和意义带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 目前，带式输送机已经成为露天矿和地下矿的联合运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、上运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软起动和制动问题。带式输送机向上运送物料时，其驱动电机的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊要求。上运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，给生产带来极大危害。如何实现软制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.2国内外带式输送机技术的差距及发展趋势带式输送机动态分析与监测技术长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数n=56），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低1。可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度0.30.1 m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当电机功率>50 kW时， 可控启动传输-CST(用于大惯性负载平滑启动的多级减速齿轮装置,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动)显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。2带式输送机概述2.1带式输送机原理带式输送机是一种利用连续而具有挠性输送带连续地输送物料的输送机，是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送3。常用于块状、颗粒状物料及整件物料进行水平方向或倾斜方向的运送，同时还可以用作选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。是食品工厂中最广泛采用的一种连续输送机械2。2.2带式输送机及其基本组成带式输送机的基本组成部分是：输送带、托辊、驱动装置(包括传动滚筒)、机架、拉紧装置和清扫装置。输送带绕经传动滚筒和改向滚筒、拉紧滚筒接成环形，拉紧装置给输送带以正常运行所需的张力。工作时，驱动装置驱动传动该筒，通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行，装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出，利用专门的卸载装置也可在中间部位卸载。图2-1所示是带式输送机的结构简图。1拉紧装置；2装载装置；3改向滚筒；4上托辊；5输送带；6下托辊；7机架；8清扫装置；9驱动装置 2.3带式输送机的类型 带式输送机的类型很多，适应范围和特征各不相同。根据用途和胶带类型的不同，食品类常见和广泛应用的带式输送机主要有以下几种类型。2.3.1 通用固定式带式输送机，特点是机架固定在地板上或基础上。一般适用于输送距离不太长，永久使用的地点。2.3.2 绳架吊挂式带式输送机，特点是由两根纵向平行布置的钢丝绳组成，每隔60m安装一个紧绳托架，通过拉紧装置拉紧钢丝绳。由于机架是用中间吊挂在巷道顶梁上，机身高度可以调节，不受巷道地板地鼓的影响。2.3.3 可伸缩带式输送机，运输能力能够快速、灵活地进行缩短和延伸，节约工时而专门设计的一类带式输送机。主要特点是比通用固定式带式输送机多一个储带装置，可以灵活调整输送带的长短，现在为了适应高产高效工作面快速推进的需要，目前，可伸缩带式输送机采用了自移式机位，与胶带自动拉紧装置相互配合，可实现在输送机不停机的情况下移动机尾。从而减少输送机机尾移动的辅助工作和停机时间，简化了输送机机尾与工作面转载机的搭接，提高了输送机机尾的移动速度。2.3.4 钢丝绳芯带式输送机，又简称强力带式输送机。其特点是：用钢丝绳芯胶带代替了普通胶带，胶带强度大，是大运量、长距离、大功率带式输送机的发展方向3。2.4带式输送机的驱动选型2.4.1 皮带机驱动装置是将电动机的动力传递给输送带。一般的驱动装置由电动机、联轴节、减速器和传动滚筒及控制装置组成。2.4.2 对于短距离、小功率的带式输送机可采用电动滚筒直接驱动。其原理是将电机和减速齿轮安装在滚筒内，其中内齿轮装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转。这种电动滚筒结构紧凑，外形尺寸小，功率范围为2.2KW55KW，环境温度不超过40。2.4.3 对于长距离、大功率、高带速的带式输送机，可采用以下几种驱动方式：电动机限矩型液力偶合器减速器驱动滚筒的方式；电动机调速型液力偶合器减速器驱动滚筒的方式；电动机变频调速减速器驱动滚筒的方式；电动机CST可控驱动装置驱动滚筒的方式。电动机限矩型液力偶合器减速器驱动滚筒的方式，一般应用于中、小型带式输送机。该种驱动方式可以使电动机获得较好的起动特性，当电动机达到额定转速时可以输出额定力矩，并可使电动机有一定的过载能力，可以实现紧凑布局，应用在井下采区或主要皮带运输巷。电动机调速型液力偶合器减速器驱动滚筒的方式；电动机变频调速减速器驱动滚筒的方式；电动机CST可控驱动装置驱动滚筒的方式。主要应用于大型固定式皮带输送机，可以保证大型输送机有足够的启制动时间，使加、减速度控制在允许范围内，以降低张力。其特点主要表现在：电动机空载起动，减小了对电网的冲击；可根据需要调整起动、制动时间和加、减速度特性的按需调节；多电机驱动时功率分配均匀，过载保护灵敏；系统响应快，可采用多种监控、保护装置实现连续多参数的实时监控，提高运行可靠性。该型设备应用于主井提升，可满足大运量、长时间、高带速、连续、高效运输。2.4.4 本次设计的带式输送机具有大倾角、高运量、高带速的特点，因此初步考虑使用电动机调速型液力偶合器减速器驱动滚筒的方式，其设备投入较少，可以多电动机同时驱动，驱动扭矩可以均匀分配。运行维护方便、费用较少，技术较为成熟是目前矿山主井皮带机普遍采用的驱动方式。3输送机总体结构设计计算3.1输送机总体方案确定本设计是短距离输送玉米到烘干塔上应用的输送机，根据布置可知，总运输长度在100多米。采用方案在整个运输区段采用一台输送机。优点是使用一台输送机完成整个运输区段的运输，在大运量的情况下完成运输任务缺点是采用一台输送机的情况下由于运输距离过长，所使用的输送带就会产生张力过大，拉紧力过大的问题，同时由于采用一台输送机有多点驱动，驱动力平衡的问题。3.2输送机的基本功能参数3.2.1已知原始数据及工作条件（1）运送玉米,带式输送机布置形式及尺寸如图3-1所示图3-1（2）输送物料：玉米；（3）输送量：；散装密度=0.80kg/（如下图3-2所示）（4）输送机长：；（5）倾角： 图3-2散状物料特性表物料名称容重（×kg/m）运动方向的最大倾角（°）盐0.81.320铁矿石1.72.520谷物0.650.8316化肥0.91.214注：物料的松散密度与随物料的水分、粒度、带速等的不同而变化，应以实测为准，本表仅供参考。3.2.2输送带的宽度及校核考虑输送的物料为散状物料的形式，需要考虑物料的最大粒度，如果所运物料的粒度与带宽相比太大时，由于输送机的振动的影响，物料可能会散落，并导致设备故障。（1）初选带宽：查图输送带宽度B和物料最大粒度之间应满足：式中：物料最大粒度，mm；带宽，；查表33 ，代入上式 满足条件。图3-3各种带宽允许的最大物料粒度 mm带宽B30040050065080010001200允许的最大粒度 5080100130180250350（2）按输送能力确定带宽BB=1.1(+0.05)式中 Q=1000t/h； K=422（由表2.2得到）； v=2.5m/s； =0.90 t/；C=0.9（由图3-4推出）故本设计所选取的满足以上的各种要求3。图3-4物料断面系数 动堆积角10°20°30°40°50°K槽型316385422458496平型671351722092473.2.3带速和槽角的确定:按给定的工作条件,取玉米的堆积角为20°。带式输送机的最大运输能力计算公式为： 式中：输送量（； 带速（； 物流密度；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)输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s. 考虑山上的工作条件取带速为2.5 m/s; 所选的槽形物料断面面积 A, 选槽角=,动积角=300。式中 r-物流密度，kg/; -倾斜系数，对普通带可在下图3-5中查得;q-物流每米质量，kg/m;v -速度，m/s; 图3-5倾角与倾角系数关系倾角/（°）2468101214161820-10.990.980.970.950.930.910.890.850.81图3-6 槽形托辊的带上物料堆积截面3.2.4 驱动装置（1）驱动装置设计首先必须分析原动机功率及各部件大小和连接尺寸，根据已知条件，首先计算电动机功率：1）各种阻力计算 主要阻力FH皮带、托辊承受力： 分别为承载、回城托辊重量；分别为承载、回程托辊间距；分别为皮带、承载托辊、回程托辊承载力。由公式得： =0.012×100×9.81×20.8+6.7+（2×23.1×+133.3）=2487.4Nf摩擦系数，该皮带机在多尘、低温、高带速下使用，查表选取摩擦系数f=0.012；qB承载或回程分支每米输送带质量,查表可得； 主要特种阻力FS1由公式得：Fs1=F+FgLF=0 F托辊前倾的阻力，托辊无前倾，则F=0；FgL输送物料与挡料板之间的摩擦阻力；由公式得：Iv=s·v·k=0.2956×2.5×1=0.739m3/sIv输送能力；s输送带上物料横截面积，查表得s=0.2956m2；k倾斜系数，查表取k=1由公式得： FgL=2·IV2··g·l /v2·b12 =0.53×0.7392×850×9.81×10/2.52×0.852=5345N2物料与胶带间摩擦系数（含水10%），查表取2=0.53b1导料板之间的宽度，b1=0.85m则FS1= FgL=5345N 附加各种阻力由公式得：Fs2=n3Fr+FaFa=0Fa卸料器阻力，本机无卸料器，Fa=0；Fr输送带清扫器摩擦阻力；n3电动机数量；由公式得：Fr=AP3 =0.012×10×104×0.5=600NA清扫器接触面积，头部有一个清扫器，A=0.01×1.4=0.012m2P输送带清扫器与输送带之间压力，查表选P=10×104Pa3输送带清扫器与输送带之间摩擦系数，查表取3=0.5则Fs2=n3Fr =1×600=600N倾斜提升阻力Fst： 由公式得：Fst=qG·g·H =133.3×9.81×17.3=22622NH提升高度，H=17.3m2）圆周驱动力由公式得： =1.78×2436.8+5345+600+22622=32904N C附加阻力系数，查图得C=1.093）传动功率计算由公式得传动滚筒轴功率PA为：=32904×2.5/1000=82.26kw 由公式得启动功率PA起为： =1.78×2436.8+2×（5323+600+22622）×2.5/100 =153.6kw由公式得电动机功率PM:PM=PA/·=82.26/(0.88×0.95)=98.39kw 电动机启动功率：PM起= PA起/·=153.6/(0.88×0.95)=183.7kw 传动效率，一般取0.88电压降系数，一般取0.95运行功率 ：PM/1=98.39/1=98.39kw电动机起动系数等于1.21.3，最大起动功率：PM起/1=183.7kw P电= PM·k电/n =98.39×1.3/1=130kw选取P电=160kw 电机起动过载系数：183.7/160=1.15=k起电动机校核：按变频器最大不平衡误差10%计算电动机起动过载系数：(160+18)/160=1.1125（起动）1.5(160+9.8)/160=1.06（运行）1.5 符合要求可选用一台Y2-355M1-6,额定功率160kw，转速1000r/min。由式。式中 ；减速器的减速比为：3.2.5承载段运行阻力（1）由式物流每米质量 故可算得 = 图3-7 工 作 条 件平行托辊Wk槽型托辊wz 室内清洁,干燥,无磨损性尘土0.0180.02 室内潮湿,温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土,污染摩檫表面0.0350.04查图3-7得,=0.04代入表达试求得 =（133.3+23.1+20.8）1000.04 +(133.3+23.1) 100 9.81=33.490kN3.2.6 空回段运行阻力图3-8 DX型托辊组转动部分质量托辊形式800（带宽B）10001200140016018002000上托辊槽型铸铁座冲压座14112217252047507072下托辊平型铸铁座冲压座12111715201839426165查图3-7 得，带入表达式求得 3.2.7输送点上各点张力的计算 （1）由悬垂度条件确定4点的张力由式： （2）由逐点计算法计算各点的张力，因为 由图3-9选图3-9 分离点张力系数表轴承类型近900 围包角近1800 围包角滑动轴承1.03-1.041.05-1.06滚动轴承1.02-1.031.04-1.05 有3.2.8用摩擦条件验算传动滚筒分离点与相遇点张力关系设：为包角滚筒，每个滚筒与输送带的为包角为。由图3-10选摩擦系数：=0.25，并取摩擦力备用 ，。图3-10光面,潮湿光面,干燥胶面,潮湿胶面,干燥橡胶接触面0.20.250.350.4塑料接触面0.150.170.250.3由式 式中 n- 摩擦力备用系数，一般 -输送带与传动滚筒间的摩擦系数；-输送带与两个滚筒的为包角之和。故摩擦条件满足。3.2.9输送带的强度验算 （1）输送带的计算安全系数 由式 故 （2）输送带的许用安全系数 图3-11 基本安全系数与表带芯材料工作条件基本安全系数m0弯曲伸长系数cw有利3.2织物芯带正常3.51.5不利3.8有利2.8刚绳芯带正常31.8有利3.2 =3.0，=1.8，取=1.2，=0.95，得 （3）输送带强度验算 因m>m，故所选输送带满足强度要求。通过以上的计算结果可知，；故ST1000是满足要。 图3-12钢丝绳输送带技术规格输送带型号 ST1000钢丝绳最大直径/mm4纵向拉伸强度N/mm1000钢丝绳间距/mm12带厚/mm16上覆盖胶厚度/mm6下覆盖胶厚度/mm6输送带质量kg/m223.1 图3-12可知,ST1000钢绳芯带中钢绳直径为。3.2.10传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算 （1）考虑到比压及摩擦条件的滚筒最小直径计算时，可两滚筒分开算，以可一起来算。由式 （2）按钢绳芯带绳芯中的纲绳直径与滚筒直径的比值，由式： 要求 D150d=1504=600mm,可采用直径为D=630mm的滚筒. (3) 验算滚筒的比压 比压要按相遇点滚筒承受的比压来算，因此滚筒所承受的比压较大。按最不利的情况来考虑，设总的牵引力由两滚筒均分，各传递一半牵引力。总的牵引力。其分离点所承受的拉力。Mpa0.7Mpa因为0.7Mpa，故通用设计的滚筒强度是足够的，不必再进行强度验算。3.2.11拉紧装置胶带种类弹性延伸率悬垂度率接头长度面帆布带0.010.0012尼龙胶带0.020.012钢绳芯胶带0.00250.001表（2-9）值+1拉紧装置行程由式 式中 拉紧装置行程，； 输送机长度，； 输送带的弹性延伸率; 输送带的悬垂度率; 输送带的接头长度，;查上表选0.0025, =0.001, =0.7m,代入上式得：l100(0.0025+0.001)+0.7+1=2.05m, 令l2.5。4.驱动装置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。4.1电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率较低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采拟采用Y2-355M1-6型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。4.2减速器的选用本次设计选用 DBY 250-12.5型二级硬齿面圆锥-圆柱齿轮减速器,传动比为12.5。第一级为螺旋齿轮、第二级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动。电动机和I轴之间，III轴和传动滚筒之间用的都是联轴器，故传动比都是1。由以上电机选择可知电机转速则工作转速=1000r/min,因减速器的标准减速比为=12.5,可求得。（1）偶合器：目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功它是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮的转速大于涡流转速，即而者之间存在转速差（2）联轴器：本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器。联轴器是机械传动中常用的部件。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。5带式输送机部件的选用5.1输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。5.2传动滚筒作用及设计5.2.1传动滚筒作用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。5.2.2传动滚筒设计（1）求轴上的功率传动滚筒轴的设计因滚筒材料为Q235A钢，其密度，与滚筒的直径D=630mm. 若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）=0.97，则则轴的角转速（2）轴的最小直径的确定式中 选取轴的材料为45钢，调质处理，选取=112。于是 得（3）滚筒体厚度的计算 选Q235A钢板用作电动滚筒体材料，并取。对于Q235A刚，=235N/，则=58.75N/。式中 p功率，kW; -带速，m/s; l筒长，mm, R=; -许用应力，N/。表5-1型带式输送机宽度与筒长对应表输送带宽度800100012001400电动滚筒长度950115014001600由表5-1可知 滚筒长度l=1400mm, (4) 电动滚筒筒体强度的校核 已知 功率P=146kW,带速筒长l=1400mm,直径D=630mm，筒体厚度t=19mm,材料为Q235钢板。由式 -圆周驱动力；由式 ， 代入得 =2=116800N， =58400N； ，-为滚筒所受转矩；设输送带平均张力F沿滚筒长度L均匀地分布在滚筒上，则滚筒单位长度上受的力 此中 W-抗弯截面模数，对于内径d，外径为D的电动滚筒，其抗弯截面模数应按圆柱壳理论选取：因此 式中 R壳（滚筒）的平均半径，mm; t壳(滚筒)的厚度，mm;则 正应力 根据第四强度理论，合成弯矩可以写成：计算强度校核通过。5.3托辊5.3.1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。5.3.2托辊的选型槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。由原始尺寸B1200mm查运输机械设计选用手册表242，取托辊为DT05C2122, 托辊直径D为108mm。在输送机的受料处，为了减少物料对输送带的冲击，减少运行阻力，拟采用DT04C0723缓冲托辊；结构型式为弹簧板式，托辊直径选为108mm。下托辊采用DT03C2123 ,托辊直径为108 mm。托辊的间距设计由带宽B1200mm，取上托辊间距为1200mm，下托辊间距为3000mm，见表5-2。托辊直径mm托辊轴径mm轴承型号托辊长度mm托辊轴外伸长mm旋转部分质量kg托辊质量kg89204G204200142.082.792502.152.983152.583.584653.875.246004.786.487505.797.87254G205950177.2311.21108254G2054 G2053153.535.073804.075.864654.776.896005.898.537006.729.749508.7412.7711509.413.99140010.0315.62133254G3053806.38.21115016.920.971594659.6412.02140025.8231.52托辊阻力系数主要由实验来确定,见表5-3 :表5-3 常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.04六、总结本设计以经典的基本理论和设计方法为基础，充分吸收参考书中的基本理论及设计方法；收集了具有代表性的设计用图和设计用表。本设计基本上达到了设计目的。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。由于时间有限加上实际条件的限制，本设计不能进行调试，这也是不足之处。设计中还有其他不足和纸漏之处请各位老师指正。参考文献：1 陈建国. 我国食品工业的现状与发展M. 北京：食品工业科技,1999：1. 2马海乐.食品机械与设备M.北京:2004:2933.3机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社,1987.4宋伟刚.散状物料带式输送机M.东北大学出版社, 2000.5吴冬平等.一种新型带式输送机张紧装置J. 2004(5).6吴宗泽，罗圣国 机械设计课程设计手册M 北京: 高等教育出版社，20057孙可文.带式输送机的传动理论与设计计算.北京:1991.8 杨明华.大型带式输送机国内外发展现状.带式输送机关键技术专题研讨会, 2004.