可调高度和径向带式输送机系统的设计考虑
R.K.Bhoyar1, Dr. C.C.Handa2
P.G.Student1 , Head of Department2
Department of Mechanical Engineering
K.D.K College of Engineering, Nagpur (Maharashtra
摘要：在任何工业过程中，产品的制造要经过不同的阶段，需要把它从一个地方运到另一个地方。这可能涉及将原材料运送到机器，然后把机器从一个地方移到另一个场地，最后到仓库，这也涉及如何使用物体搬运设备。最简单的材料处理形式是把材料在人工或在设备的帮助下从一个地方运送到另一个地方。在涉及大批量生产，生产率高的时候，手动运输产品是不可能的，那就要求先进的材料处理系统，本文将会探索可调高度和径向带式输送机系统的设计。
关键字：高度可调，带式输送机，径向带式输送机
一、绪论
根据原料的密度和需要处理的数量，有许多不同的运输方法，包括：
1.螺旋输送机；
2. 埋刮板输送机；
3.皮带输送机；
4.斗式提升机。
上述类型的输送机几乎在任何工厂都可以看到，每一种运输方法都有它自己的某些应用的问题。带式输送机对大多数的运用情况有它的吸引力，因为它的磨损部分很少，这导致低维护成本，并且缺乏原材料与相连的输送机部分的相对运动，意味着最低限度的产品浪费。然而，他们成功安装可能是非常困难的，可以说，几乎任何人可以成功地设计带式输送机，进行一个给定数量的原料或任何其他商品的传送。设计一个成功的输送系统的关键在于传输和传送带的设计，以确保皮带的最大与最小的载荷。
二、基本目标
材料处理系统必须达到的基本目标是：
1、快速而精准的负载。
2、有计划快速、高效的转移区间。
3、计划数量的传递载荷。
4、没有任何损坏的安全运输。
5、提供准确的目的地。
6、最小人为因素的自动化。
7、传输和运营成本较为低下。
8、简单易维护。
三、问题识别
在许多食品加工工业中，香料的和原材料制造需要手动处理，所以在食品加工业中会发现以下问题：
1、需要更多的劳动力；
2、需要更多的成本；
3、效率比较低下；
4、需要提供更多的时间；
5、工作场地小；
6、安全性不高；
7、造成大量的浪费。
图1 带式输送机系统的建议路径
四、制定问题
经过简单的研究后，发现食品产品工业生产香料，是应用可调高度和径向输送系统的最适合的工业。
1、设计高度可调式带式输送机。
2、设计可运输最大载荷的带式输送机。
3、利用许用载荷以及冲击。
4、优先选择带式输送机支撑和高度可调的方法
5、设计可以倾斜、垂直以及360°ordm;旋转工作的带式输送机。
6、带式输送机原料输送路径。
7、制定问题之后，就可以决定用以下的样式设计带式输送机滚筒系统：
图2 30°槽角的托辊
图3 带式输送机系统示意图
五、带式输送机系统
带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由进料端进料，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。
六、带式输送机系统主要设备
A输送带；B托辊；C滚筒；D联轴器；E轴承；F电机；G气缸； H结构框架；I料斗。
A、输送带
输送带是由化合物组成的天然橡胶、丁苯橡胶共混物的原料磨床，和其他合成纤维、亚硝酸盐、丁基、乙烯丙烯基聚合物、氯丁橡胶、聚丁二烯、聚氯、聚氨酯和有机硅，每个类型的输送带都具有不同范围的特定用途性能和操作条件，制造商和用户可以选择。
图6.1 输送带的断面图
B、托辊
托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小输送带的垂度，使其能稳定运行。
托辊类型主要有槽形托辊、平形托辊、缓冲托辊和调心托辊等。
槽形托辊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。
平行托辊由一个平直的辊子构成，用于输送件货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3。），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%．其他还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。
C、滚筒
带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带180°、90°或lt;45°的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向180°，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向90°,而改向45°以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。
图4 带式输送机托辊的布置
改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处，或用在槽形托辊区段，使输送带在改向处仍能保持槽形横断面。输送带通过凸弧段时，由于托辊槽角的影响，使输送带两边伸长率大予中心．为降低胶带应力，应使凸弧段曲率半径尽可能大，一般按织物芯带伸长率为0.8%。
D、联轴器
联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件，这是任何一个驱动系统最重要的组成部分之一，因为所有的转动部件不可能保持共同的线性度，给两者之间的轴联轴器的设计提供了更好的运行轴偏差的灵活性。以下是挠性接头的类型：
①液力联轴器、②链条联轴器、③齿轮联轴器、④滑块联轴器、⑤万向联轴器。
图5 耦合示意图
E、轴承
轴承是支撑轴的两端的滚筒或闲置带轮，它的主要功能是支撑机械旋转体，给它支持，减少摩擦。虽然有些摩擦是由于金属球与金属球之间的金属接触，这与直接接触相比是非常微不足道的。
轴承类型：有很多种类的轴承，每一个用于不同用途。这些包括：
1、球轴承。
2、滚子轴承。
3、滚珠止推轴承。
4、滚子推力轴承。
5、圆锥滚子推力轴承。
图6 轴承示意图
F、电机
电机是一个动力的主要来源，运行整个皮带输送机系统。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，我们也可以用感应变速驱动器通过改变其频率。
驱动单元的类型：
A直齿轮马达驱动，
B传动轴齿轮箱驱动、
C通过皮带和齿轮箱实现二次驱动
D螺旋锥齿轮或蜗轮箱驱动。
图7 电动马达
G、气缸
气动缸是一种带有双腔的装置被一个孔隔开。每室有1个阀门和每一个阀有两个端口（孔）：一个端口（孔）连接到一个压缩机和其他端口的腔室（排气口）连接到大气中压力。一个小圆柱体内径通常有一个2英寸大小。甚至是更大，但典型的钢瓶内径为3英寸，行程长度约为6英寸。
图8 气缸
H、结构框架
带式输送机的下架和上架是由钢板制成的，四条支架由钢制造，两个轮子是固定在前侧较低的角度，以方便其在该方向的运动，也使用铅螺杆或活塞气缸（气动或液压）装置调整高度：向上和向下方向的运动。上框架由带框架，鼓，传送系统，传送带，和亚麻布所组成。
图9 结构框架图
I、料斗
圆形的料斗用于从一个传送带输送原料物质，圆形斗有助于避免物质的溢出，它由温和钢铁制成。框架部分的圆形漏斗连接水平传送带，两个传送带在任何方向移动,但是材料的中心在第二个带式输送机上。
图10 提出料斗图
七、带式输送机系统的工作过程
图片表示皮带机的输送系统的完整装配过程，它由两个皮带输送机，支架，气缸，底部支架和圆形料斗组成。供给第一水平皮带的地面上的原料通过圆形料斗输送给另一条皮带。第二条皮带沿着倾斜方向输送给输送带上的料斗。所有的料斗都在不同的高度，皮带输送机通过气动缸来达到这样的高度，在底座轴承支撑的帮助下它也可以自由旋转，并且可以在任何方向上移动。它由驱动系统驱动，皮带输送机的速度可以通过有需要的控制系统控制。第一条传送带的垂直排列有助于输送带在任何方向上输送原料。锁定系统是用于提车轮在带式输送机运行时锁定车轮。
图11 建议传送系统的俯视图
本发明是一种带式输送机，其中尾巴滑轮安装在一个关键的框架上，包括可拆卸侧导轨，具有一个独特的导向功能，以尽量减少相对较小的颗粒滑动OLF的带边。限制关键的手段运动的关键框架也包括在内。
这项发明的个目的是提供一个限制说尾滑轮枢转的装置其中所说的限制手段可以快速而简单地释放。这项发明的另一个目的是提供一个带带有可拆卸侧轨的传送带，所说的有一个导向功能，最大限度地减少甚至小颗粒滑移平和的带边，坚持滑板或这下带侧，从而创造一个不卫生条件。还有一个进一步的目的，这项发明是提供一个带式输送机的一种极其快速和简单的方法调整皮带张力。
由于食品的食品，如肉类产品往往棚附着在滑动板和底面上的切屑带的，极不卫生的条件下创造除非传送带被彻底清洗。即使虽然悬挑部分的侧壁延伸结论13防止大多数的废料颗粒滑移平掉带11，一些零碎还设法滑在皮带和皮带之间的延伸和小屋下方滑块板12。这些领域的简单性可以达到清洁无疑鼓励更多经常清洗操作，从而提供更多卫生食品处理条件。通过使他的清洁操作更简单，和消费者公众利益，接受了更多的卫生产品。
八、带式输送机系统的分析计算
步骤1：输送带的选择；
步骤2：皮带轮和传动设计；
步骤3：机架设计计算；
步骤4：结构设计。
第一步：: 选择输送带
力和力矩的计算：
滚筒的转速 omega; = 12 s / (30 dp)
滚筒的重量 Wp = (0.283 lbs/in3 ) pi; dp2 wp / 4
托辊质量惯性矩 Jp = 2 (Wp dp2/ 8)
皮带的重量 Wb = m wb(24 Lb pi; dp) / 144
皮带质量惯性矩 Jb = Wb dp2/ 4
物料质量惯性矩 J = W dp2 / 4
总体质量惯性矩 Jt = Jp Jb J
加速度转矩 Ta = Jt a / 386
皮带与滑床之间的摩擦力 Ff = (W 12 m Lb wb / 144) fb cos alpha;
摩擦力矩 Tf = Ff dp / 2
提升力 Fl = W sin(alpha;)
提升力矩 Tl = Fl dp/ 2
总体力矩 Tt= Ta Tf Tl
功率 P = Tt omega; / 6600
皮带张力及应力
张紧力（松边） F1 = {Tt/ (dp/ 2)} / { 1 – 1 / (2.718 (fp theta;)) }
张紧力(紧边)
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