滚筒输送机的设计

1滚筒输送机的发展机械设计制造及其自动化本摘要:关于输送机滚筒的设计，适用于小型的矿山开采等。首先对胶带输送机作了简单的概述；之后对滚筒进行了具体的分析。以滚筒作为传送装置的带式输送机有着极其重要的意义。[1]因其拥有结构紧凑、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。因此国内外将带式输送机广泛应用于采矿、粮食、冶金等各个生产领域，思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进，带式输送机将以前所未有的速度发展。[2]保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域继续起到更加重要的意义。本次设计主要是考虑成本与实际的结合。关键字:输送机滚筒高效安全可靠1、输送机的概述1.1带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点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]在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；[4]（2）不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3）管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。21.2带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示，它主要包括一下几个部分：输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。[5]图1.1带式输送机简图1-张紧装置2-装料装置3-犁形卸料器4-槽形托辊5-输送带6-机架7-动滚筒8-卸料器9-清扫装置10-平行托辊11-空段清扫器12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。[6]拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。[7]一般物料是装载3到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。[8]输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。[9]提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。[10]故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。[11]（3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。[12]2、滚筒滚筒简介滚筒为圆柱形的零件，分驱动和从动辊。广泛应用于如圆网印花机、数码打印机，输送设备，造纸等。[13]包装机械等各类传动输送系统中。通常采用无缝钢管制成，也有视不同工艺需要采用诸如铝合金6061T5，304L/316L不锈钢，2205双相不锈钢，铸钢件，实心锻打合金钢芯为材料的。[14]滚筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。[15]若对行为公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm4以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。[16]滚筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序。[17]按尺寸来分类，有大型的如造纸机械用辊筒（长度可以达到10米以上，直径在1500mm以上），有小型的如自动流水线上皮带输送上用的平托辊（一般在1米长以内）度以内，直径也在159mm。[18]按作用来分，有要保证传递精度的如数码激光打印机上的辊筒，有起压滤作用的如造纸机械上的压光辊，有对尺寸精度要求不高的支撑用托辊，有热交换要求的辊筒，也有起重型压滤作用的辊筒等，不一一列举。[19]滚筒直径选择：25mm、32mm、38mm、42mm、50mm、57mm、60mm、76mm、80mm、89mm。滚筒材质选择：碳钢镀锌、碳钢镀铬、碳钢包胶、铝合金、不锈钢、ABS等。辊筒类型选择：无动力辊筒、单链辊筒、双链辊筒、“O”带辊筒、锥形辊筒、槽型辊筒。[20]辊筒固定方式：弹簧压入式、内牙轴式、全扁榫式、通轴销孔式。[21]滚筒制动失灵原因主要有：1、气压大小是否异常，如气泵是否异常，气管是否漏气或堵塞。2、刹车制动块是否损伤。3、滚筒两侧的制动盘是否缺损。4、操作制动开关系统是否有故障，使制动命令传递不畅。5、动力传递系统是否及时切断动力。[22]6、对于带式摩擦制动，应检查摩擦带是否松动或摩擦因数下降，应进行调节或更换。[23]3、滚筒结构设计3.1、滚筒的外观尺寸本次设计的滚筒，滚筒端盖和滚筒壳采用焊接连接如图3.1.1的2处，所以滚筒壳的滚镀锌处理要在滚筒端盖和滚筒壳焊接之后完成。[24]滚筒壳与滚筒端5盖的焊接如图3.1.1的1处。为节省滚筒的生产成本，滚筒轴与滚筒端盖焊接。滚筒的结构和外观尺寸如图3.12。[25]图3.1.1图3.1.23.2滚筒壳的设计滚镀锌的滚筒多采用性能较好的酸性镀锌工艺，零件混合周期的影响相对较小，一般情况下，滚镀锌的滚筒最大装载质量多为50到60kg若再增大看似产能提高了，但由于零件混合周期加长致使电镀时间长，使得成本变高。[26]本着节省成本的前提，本次设计尺寸如图3.2：6图3.23.3、滚筒轴设计轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。[27]轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。[28]一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。轴的材料采用碳素钢，碳素钢价格低，对应力集中的敏感性较低，通过热处理或化学处理的办法可以提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以我采用45碳素钢作为轴的材料。[29]结构和尺寸如图3.3：图3.33.4、端盖设计端盖材料为HT200。HT200抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，7主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。[30]结构和尺寸如图3.4.1未注倒角图3.4.1为节省生产滚筒的成本，滚筒轴没有横贯两个端盖，其结构如图3.4.2图3.4.2参考文献[1]带式输送机传动滚筒轴的有限元分析_陈清华[2]带式输送机滚筒包胶磨损的研究及建模_李凌云[3]带式输送机滚筒直径变化对电机功率分配的影响_贾庆明[4]带式输送机重型传动滚筒的有限元分析_荀兵[5]滚筒输送机及模型试验装置的设计与试验研究_徐长生[6]基于改进遗传算法的带式输送机滚筒优化设计_关维娟[7]驱动滚筒直径变化对双滚筒带式输送机的影响_马宪亭[8]泰安煤矿主提升带式输送机的设计_杨桂从[9]带式输送机单滚筒驱动装置布置分析_秦国栋[10]带式输送机滚筒结构的设计计算_耿跃海[11]带式输送机滚筒主要技术参数计算方法研究_李高正[12]多滚筒驱动胶带输送机的驱动参数计算_董久赤8[13]国外带式输送机设计的新动向_李光布[14]基于虚拟现实技术的带式输送机设计系统_杜冬梅[15]双滚筒独立驱动带式输送机起动自动拉紧力调定_王广丰[16]液力耦合器多滚筒传动带式输送机的功率平衡_石宁[17]带式输送机多滚筒传动的功率配比分析_张建军[18]带式输送机滚筒结构分析_赵成权[19]带式输送机驱动滚筒的应力分析_程相文[20]多滚筒驱动胶带输送机拉紧力的调定_王广丰[21]基于Ansys的带式输送机大型传动滚筒应力分析_王建军[22]矿用带式输送机驱动滚筒的有限元分析_王二刚[23]双滚筒分别驱动带式输送机不打滑条件的分析计算_郭永存[24]带式输送机改向滚筒结构及工艺改进_庞雄邦[25]带式输送机滚筒卸载式中间驱动技术研究及设计计算_朱立平[26]带式输送机设计软件系统设计及实现_高英[27]滚筒驱动带式输送机常见故障及预防_陈旭昌[28]基于PRO_E的高速带式输送机驱动滚筒受力分析_刘训涛[29]矿渣冷却滚筒输送机的设计与改进_沙德宏[30]双滚筒驱动带式输送机牵引力分配研究_庄严RollerconveyordesignConveyorrollersdesign,suitableforsmallmining.Firstmadeabriefoverviewofthebeltconveyor;drumafteraspecificanalysis.Beltconveyordrumasadeliverydevicehasanextremelyimportantsignificance.Becauseofitscompactstructure,hightransmissionefficiency,lownoise,longlife,stableoperation,reliabilityandgoodsealing,smallfootprint,andcanadapttoworkinavarietyofharshworkingconditions,includingwet,muddy,dustwait.Athomeandabroadbeltconveyoriswidelyusedinmining,food,metallurgyandotherproductionareas,constantlythinkingvisionary,thecontinuousimprovementofmanufacturingtechnologyandthecontinuousimprovementofmanufacturingmaterials,beltconveyorswillbeanunprecedentedpace.Protectionofbulkmaterialhandlingefficient,safeandreliableoperation,andwillcontinuetoplayagreatersignificanceinthefieldofsocialandeconomicdevelopment.Thedesignofthemainconsiderationofcostandtheactualbinding.Keywords:ConveyorRollerEfficientSecurityReliable