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1、滾筒輸送機(jī)的發(fā)展 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化本 摘要：關(guān)于輸送機(jī)滾筒的設(shè)計(jì)，適用于小型的礦山開采等。首先對膠帶輸送機(jī)作了簡單的概述；之 后對滾筒進(jìn)行了具體的分析。以滾筒作為傳送裝置的帶式輸送機(jī)有著極其重要的意義。［1］因其擁有結(jié)構(gòu)緊 湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，并能適應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括潮濕、泥濘、粉塵多等。因此國內(nèi)外將帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于采礦、糧食、冶金等各個生產(chǎn)領(lǐng)域，思維的不斷開闊、制造技術(shù)的不斷提高和制造材料的不斷改進(jìn)，帶式輸送機(jī)將以前所未有的速度發(fā)展。［2］保障散料輸送工作高效、安全、可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，并將在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)

2、展領(lǐng)域繼續(xù)起到更加重要的意義。本次設(shè)計(jì)主要是考慮成本與實(shí)際的結(jié)合。 關(guān)鍵字：輸送機(jī)滾筒高效安全可靠 1、輸送機(jī)的概述 1.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù) 物料流的整體運(yùn)動來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。［3］在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通 等各企業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為： (1)具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)、自動扶梯及架空索道等；［4］ (2)不具

3、有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如螺旋輸送機(jī)、振動輸送機(jī)等； (3)管道輸送機(jī)(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。 其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送 量大，輸送距離長，維護(hù)簡便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.2 帶式輸送機(jī)的工作原理 帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī)，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼 作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖2-1所示，它主要包括 一下幾個部分：輸送帶（通常稱為膠帶）、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝 置、清掃裝置和卸料裝置等。[5] 1-張緊裝置??2-裝料裝置???

4、3-犁形卸料器???4-槽形托輥? 5-輸送帶????6-機(jī)架???????7動滾筒-???????8卸料器-?? 9-清掃裝置??10-平行托輥??11-空段清掃器??12-清掃器 輸送帶1繞經(jīng)傳動滾筒2和機(jī)尾換向滾筒3形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶 的上、下兩部分都支承在托輥上。[6]拉緊裝置5給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉 緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運(yùn)行。物料從 裝載點(diǎn)裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動的物流，在卸載點(diǎn)卸載。[7]一般物料是裝載 到上帶（承載段）的上面，在機(jī)頭滾筒（在此，即是傳動滾筒）卸載，利用專門的卸 載裝置也可在中間卸載。 普通型

5、帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為 返回段（不承載的空帶）一般下托輥為平托輥。帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂 直運(yùn)輸。對于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸，其傾斜角不超過18°，向下運(yùn)輸 不超過15°。[8] 輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件。當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物 料時，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。[9] 提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮： （1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點(diǎn)的張力增加， 此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應(yīng)地增大輸送帶斷面， 這樣導(dǎo)致傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。[1

6、0]故設(shè)計(jì)時不宜采用。 但在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于運(yùn)輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適 當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力? （2）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍 包角。[11] （3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊， 以增大摩擦系數(shù)。 通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方 法。[12] 2、滾筒 滾筒簡介 滾筒為圓柱形的零件，分驅(qū)動和從動輥。廣泛應(yīng)用于如圓網(wǎng)印花機(jī)、數(shù)碼打 印機(jī)，輸送設(shè)備，造紙等。[13] 包裝機(jī)械等各類傳動輸送系統(tǒng)中。通常采用無縫鋼管制成，也有視不同工

7、藝 需要采用諸如鋁合金6061T5，304L/316L不銹鋼，2205雙相不銹鋼，鑄鋼件， 實(shí)心鍛打合金鋼芯為材料的。[14] 滾筒的生產(chǎn)主要有輥體初車、初校靜平衡、軸頭過盈裝配焊接、精車和精校 動平衡等工序組成。[15]若對行為公差如圓度、圓柱度和直線度等要求在0.2mm 以下的，則在精車后需要上外圓磨床或軋輥磨床磨削加工。對表面硬度有要求的， 則需要增加熱處理工序。[16] 滾筒成型后，出于防銹防腐、耐磨和支撐的需要，還需要表面處理或包覆如 噴漆、鍍鋅、TEFLON噴涂、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴涂和氧化等工序。[17] 按尺寸來分類，有大型的如造紙機(jī)械用輥筒（長度可以達(dá)到10

8、米以上，直 徑在1500mm以上），有小型的如自動流水線上皮帶輸送上用的平托輥（一般在 1米長以內(nèi)）度以內(nèi)，直徑也在159mm。[18] 按作用來分，有要保證傳遞精度的如數(shù)碼激光打印機(jī)上的輥筒，有起壓濾作 用的如造紙機(jī)械上的壓光輥，有對尺寸精度要求不高的支撐用托輥，有熱交換要 求的輥筒，也有起重型壓濾作用的輥筒等，不一一列舉。[19] 滾筒直徑選擇：25mm、32mm、38mm、42mm、50mm、57mm、60mm、76mm、 80mm、89mm。 滾筒材質(zhì)選擇：碳鋼鍍鋅、碳鋼鍍鉻、碳鋼包膠、鋁合金、不銹鋼、ABS 等。輾筒類型選擇：無動力輾筒、單鏈輾筒、雙鏈輾筒、“O”帶

9、輾筒、錐形輾 筒、槽型輥筒。[20]輥筒固定方式：彈簧壓入式、內(nèi)牙軸式、全扁榫式、通軸銷 孔式。[21] 滾筒制動失靈原因主要有： 1、氣壓大小是否異常，如氣泵是否異常，氣管是否漏氣或堵塞。 2、剎車制動塊是否損傷。 3、滾筒兩側(cè)的制動盤是否缺損。 4、操作制動開關(guān)系統(tǒng)是否有故障，使制動命令傳遞不暢。 5、動力傳遞系統(tǒng)是否及時切斷動力。[22] 6、對于帶式摩擦制動，應(yīng)檢查摩擦帶是否松動或摩擦因數(shù)下降，應(yīng)進(jìn) 行調(diào)節(jié)或更換。[23] 3、滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 、滾筒的外觀尺寸 本次設(shè)計(jì)的滾筒，滾筒端蓋和滾筒殼采用焊接連接如圖3.1.1的2處，所以 滾筒殼的滾鍍鋅處理要

10、在滾筒端蓋和滾筒殼焊接之后完成。[24]為節(jié)省滾筒的生 產(chǎn)成本，滾筒軸與滾筒端蓋焊接。滾筒的結(jié)構(gòu)和外觀尺寸如圖3.12。[25] 圖3.1.1 圖3.1.2 3.2 滾筒殼的設(shè)計(jì) 滾鍍鋅的滾筒多采用性能較好的酸性鍍鋅工藝，零件混合周期的影響相對較 小，一般情況下，滾鍍鋅的滾筒最大裝載質(zhì)量多為50到60kg若再增大看似產(chǎn)能 提高了，但由于零件混合周期加長致使電鍍時間長，使得成本變高。[26]本著節(jié) 省成本的前提，本次設(shè)計(jì)尺寸如圖3.2： 圖3.2 3.3 、滾筒軸設(shè)計(jì) 軸(shaft)是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部 分是方型的。[27]軸是支承

11、轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩的 機(jī)械零件。[28]一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動 的零件就裝在軸上。 軸的材料采用碳素鋼，碳素鋼價格低，對應(yīng)力集中的敏感性較低，通過熱處 理或化學(xué)處理的辦法可以提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以我采用45碳素鋼作 為軸的材料。[29]結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.3： 3.3 3.4 、端蓋設(shè)計(jì) 端蓋材料為HT200。HT200K拉強(qiáng)度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好， 主要用來鑄造汽車發(fā)動機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動部件。[30] 結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.4.1 圖3.4.1 為節(jié)省生產(chǎn)滾筒的成本，滾筒軸

12、沒有橫貫兩個端蓋，其結(jié)構(gòu)如圖3.4.2 圖3.4.2 參考文獻(xiàn) [1] 帶式輸送機(jī)傳動滾筒軸的有限元分析_陳清華 [2] 帶式輸送機(jī)滾筒包膠磨損的研究及建模_李凌云 [3] 帶式輸送機(jī)滾筒直徑變化對電機(jī)功率分配的影響_賈慶明 [4] 帶式輸送機(jī)重型傳動滾筒的有限元分析_荀兵 [5] 滾筒輸送機(jī)及模型試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究_徐長生 [6] 基于改進(jìn)遺傳算法的帶式輸送機(jī)滾筒優(yōu)化設(shè)計(jì)_關(guān)維娟 [7] 驅(qū)動滾筒直徑變化對雙滾筒帶式輸送機(jī)的影響_馬憲亭 [8] 泰安煤礦主提升帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)_楊桂從 [9] 帶式輸送機(jī)單滾筒驅(qū)動裝置布置分析_秦國棟 [10] 帶式輸送機(jī)滾筒結(jié)構(gòu)

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15、n Conveyorrollersdesign,suitableforsmallmining.Firstmade??abriefoverviewofthebeltconveyor;drumafteraspecificanalysis.Beltconveyordrumasadeliverydevicehasanextremelyimportantsignificance.Becauseofitscompactstructure,hightransmissionefficiency,lownoise,longlife,stableoperation,reliabilityandgoodseali

16、ng,smallfootprint,andcanadapttoworkinavarietyofharshworkingconditions,includingwet,muddy,dustwait.Athomeandabroadbeltconveyoriswidelyusedinmining,food,metallurgyandotherproductionareas,constantlythinkingvisionary,thecontinuousimprovementofmanufacturingtechnologyandthecontinuousimprovementofmanufactu

17、ringmaterials,beltconveyorswillbeanunprecedentedpace.Protectionofbulkmaterialhandlingefficient,safeandreliableoperation,andwillcontinuetoplayagreatersignificanceinthefieldofsocialandeconomicdevelopment. Thedesignofthemainconsiderationofcostandtheactualbinding.Keywords:ConveyorRollerEfficientSecurityReliable